JP5058041B2 - Contact probe manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、コンタクトプローブの製造方法に係り、さらに詳しくは、片持ち梁構造のコンタクトプローブの屈曲部における応力集中を低減することができるコンタクトプローブを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a contact probe, and more particularly to a method for manufacturing a contact probe that can reduce stress concentration at a bent portion of a contact probe having a cantilever structure.
半導体集積回路の電極パッドなどの検査対象物の電気的特性を検査するために用いられるプローブカードは、複数のコンタクトプローブ(接触探針)を備えている。複数のコンタクトプローブは、電極パッドの数およびピッチに対応して基板上に固定され、電極パッドに接触させることにより、電気信号を取出すようになっている。 A probe card used for inspecting electrical characteristics of an inspection object such as an electrode pad of a semiconductor integrated circuit includes a plurality of contact probes (contact probes). The plurality of contact probes are fixed on the substrate corresponding to the number and pitch of the electrode pads, and take out electrical signals by contacting the electrode pads.
半導体ウエハ上のデバイスの電気的特性を検査する時は、コンタクトプローブを半導体ウエハ上の電極パッドに接触させた後、コンタクトプローブを更に半導体ウエハ側に押し付ける動作であるオーバードライブを行って、すべてのコンタクトプローブをそれぞれ電極パッドに確実に接触させる。 When inspecting the electrical characteristics of the device on the semiconductor wafer, the contact probe is brought into contact with the electrode pad on the semiconductor wafer, and then the overdrive is performed to further press the contact probe toward the semiconductor wafer. Each contact probe is securely brought into contact with the electrode pad.
上記コンタクトプローブとしては、一端が基板に固定され、他端が自由端となる弾性変形可能な片持ち梁構造のビーム部と、このビーム部の自由端側に形成されたコンタクト部とを有するものがある(例えば特許文献1参照)。このようなコンタクトプローブは、一般に、ビーム部が基板の主面と平行に延びた状態で配置され、このビーム部の固定端側に略直角に屈曲した部分が形成されている。そして、この種のコンタクトプローブは、コンタクト部を半導体ウエハ側に押し付けると、ビーム部が弾性変形するようになっている。 The contact probe has a beam part of an elastically deformable cantilever structure in which one end is fixed to the substrate and the other end is a free end, and a contact part formed on the free end side of the beam part. (See, for example, Patent Document 1). Such a contact probe is generally arranged in a state where the beam portion extends in parallel with the main surface of the substrate, and a portion bent at a substantially right angle is formed on the fixed end side of the beam portion. In this type of contact probe, when the contact portion is pressed against the semiconductor wafer, the beam portion is elastically deformed.
ところで、半導体デバイスは、フォトリソグラフィ技術などの進歩による微細加工精度の著しい向上によって高集積化されてきた。その結果、半導体デバイスは、そのチップ面積に対する電極パッド数が飛躍的に増大し、最近では、千個を越える電極パッドが数ミリ角の半導体チップ上に狭ピッチで配置されるようになってきた。このような半導体チップについて電気的特性試験を行うためには、電極パッドと同様のピッチでコンタクトプローブを配置させたプローブカードが必要となる。そこで、上記した特許文献1にも開示されているように、半導体デバイスと同様のフォトリソグラフィ技術を利用して、コンタクトプローブを製造する技術が種々提案されている。
By the way, semiconductor devices have been highly integrated due to a significant improvement in microfabrication accuracy due to advances in photolithography technology and the like. As a result, the number of electrode pads with respect to the chip area of a semiconductor device has increased dramatically. Recently, more than 1,000 electrode pads have been arranged on a semiconductor chip of several millimeters square at a narrow pitch. . In order to perform an electrical characteristic test on such a semiconductor chip, a probe card in which contact probes are arranged at the same pitch as the electrode pads is required. Therefore, as disclosed in
特許文献1には、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて形成された積層体からなるコンタクトプローブが開示されている。このコンタクトプローブは、プローブ基板に対し平行な二次元形状に形成された複数の層により構成されている。これらの各層は、フォトリソグラフィ技術による制御によって、プローブ基板に垂直な方向、即ち、コンタクトプローブの高さ方向へ積層していくことにより3次元形状の片持ち梁構造のコンタクトプローブが形成される。
しかしながら、高さ方向へ積層してコンタクトプローブを形成する場合には、ビーム部の固定側に直角に曲がる屈曲部分を有することになる。この屈曲部分は弾性変形時に応力が集中しやすく、ビーム部が破損する虞がある。そのため、片持ち梁構造のコンタクトプローブのビーム部は、応力の集中を緩和するために、角部が形成されないように例えば屈曲部分を円弧状に湾曲させて形成することが好ましい。 However, when a contact probe is formed by laminating in the height direction, it has a bent portion that bends at a right angle on the fixed side of the beam portion. This bent portion tends to concentrate stress during elastic deformation, and the beam portion may be damaged. For this reason, the beam portion of the contact probe having a cantilever structure is preferably formed by, for example, bending a bent portion in an arc shape so as not to form a corner portion in order to reduce stress concentration.
また、上記のようにビーム部の固定側に屈曲部分を有するコンタクトプローブは、上記オーバードライブを行って弾性変形する際に、このオーバードライブ量が多くなると、上記屈曲部分が検査対象物に接触する問題も生じた。このように十分なオーバードライブ量が得られない場合には、コンタクトプローブを検査対象物へ確実に接触させるための十分な押圧力が得られないことになる。 Further, when the contact probe having a bent portion on the fixed side of the beam portion as described above is elastically deformed by performing the overdrive, the bent portion comes into contact with the inspection object when the amount of overdrive increases. There was also a problem. When a sufficient overdrive amount cannot be obtained in this way, a sufficient pressing force for reliably bringing the contact probe into contact with the inspection object cannot be obtained.
湾曲部を有するコンタクトプローブをMEMS技術を用いて形成する方法として、コンタクトプローブをビーム部の幅方向一端から他端に向けて積層していく方法が考えられる。しかしながら、コンタクトプローブを幅方向に積層して形成する場合には、幅方向に複雑な形状を形成することは困難となるし、プローブ基板への固定位置に対応させた状態の間隔を維持したまま複数のコンタクトプローブを同時に形成することができない。従って、例えば、複数のコンタクトプローブを犠牲層と共にプローブ基板上に配置させたり、プローブ基板に対して電気めっきを行ってコンタクトプローブを形成することができないので、形成後のコンタクトプローブを1つずつプローブ基板に固定していく煩雑な作業が必要となる。 As a method of forming a contact probe having a curved portion using the MEMS technique, a method of stacking the contact probe from one end in the width direction to the other end of the beam portion can be considered. However, when the contact probes are stacked in the width direction, it is difficult to form a complicated shape in the width direction, and the interval corresponding to the position fixed to the probe substrate is maintained. A plurality of contact probes cannot be formed simultaneously. Therefore, for example, a plurality of contact probes cannot be arranged on the probe substrate together with the sacrificial layer, or the contact probes cannot be formed by electroplating the probe substrate. A troublesome work of fixing to the substrate is required.
そこで、本出願人は、高さ方向へ積層してコンタクトプローブを形成する製造方法において、ビーム部に湾曲部を形成することができるコンタクトプローブの製造方法を見出した。その製造方法は、曲面を有するプローブ形成用台座をレジストにより基板上に形成し、このプローブ形成用台座にビーム部を形成していくものである。この場合、曲面を有するプローブ形成用台座をレジストによって形成するために、まず、角部を有するブロック状の台座を形成し、その後、このブロック状の台座を高温で加熱して角部を収縮させて丸みを形成することにより、曲面を形成する。 Therefore, the present applicant has found a method of manufacturing a contact probe that can form a curved portion in a beam portion in a manufacturing method of forming a contact probe by stacking in the height direction. In the manufacturing method, a probe forming pedestal having a curved surface is formed on a substrate with a resist, and a beam portion is formed on the probe forming pedestal. In this case, in order to form a probe-forming pedestal having a curved surface with a resist, first, a block-shaped pedestal having a corner is formed, and then the block-shaped pedestal is heated at a high temperature to shrink the corner. By forming a round shape, a curved surface is formed.
しかしながら、レジストにより形成する台座は、高温で熱処理をするためレジストの材料中の物質が揮発したり熱収縮したりして、台座に所望の高さを出すことができない問題があった。そこで、さらなる研究の結果、この熱処理後のレジストの台座の上にコンタクトプローブを形成する導電性材料とは異なる導電性材料により薄膜を形成し、この薄膜上に薄膜と同じ導電性材料を用いて電気めっきすることにより、所望の高さのめっき台座が得られた。 However, since the pedestal formed of the resist is heat-treated at a high temperature, there is a problem that a substance in the resist material is volatilized or thermally contracted, and the desired height cannot be obtained on the pedestal. Therefore, as a result of further research, a thin film was formed on the resist pedestal after the heat treatment using a conductive material different from the conductive material forming the contact probe, and the same conductive material as the thin film was used on the thin film. A plating base with a desired height was obtained by electroplating.
ところが、このめっき台座は、内部にレジストの台座が形成されているため、プローブ製造中の温度上昇により、このレジストの台座が熱収縮を起こし、このレジストの台座上に形成した金属薄膜が割れて、めっき台座が破損する問題が生じた。さらに、このレジストの台座は、通常のレジストの処理を行う場合の温度よりも高温で熱処理を行って曲面を出すようにしているため、コンタクトプローブを形成した後にレジスト層を除去しようとしても硬化しすぎて除去することが難しいという問題もあった。 However, since the resist pedestal is formed inside this plating pedestal, the resist pedestal heat shrinks due to the temperature rise during probe manufacturing, and the metal thin film formed on the resist pedestal cracks. There was a problem that the plating base was damaged. Furthermore, since this resist pedestal is subjected to heat treatment at a temperature higher than the temperature used in normal resist processing to produce a curved surface, it is cured even if the resist layer is removed after the contact probe is formed. There was also a problem that it was too difficult to remove.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明は、高さ方向に積層してコンタクトプローブを形成する方法において、台座が熱で破損することなく、所望の形状及び大きさの湾曲部を段階的に複数有するコンタクトプローブを簡単に形成できるコンタクトプローブの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The present invention relates to a method for forming a contact probe by stacking in a height direction, and a desired shape and size without damaging the pedestal due to heat. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a contact probe that can easily form a contact probe having a plurality of curved portions in a stepwise manner.
第1の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、絶縁性基板上に導電性材料からなる第1導電性膜を形成し、上記絶縁性基板の主面上に第1導電性膜からなる第1導電性領域及び第1導電性領域に隣接する絶縁性領域を形成する第1導電性膜形成工程と、第1導電性膜上に導電性材料を電気めっきすることにより、第1導電性領域の外側まで延びた周縁部において立ち上がり、第1導電性領域に向かって曲がるベース曲面を有する第1犠牲層を形成する第1犠牲層形成工程と、第1犠牲層及び第1犠牲層に隣接して露出する上記絶縁性領域上に導電性材料からなる第2導電性膜を形成し、上記絶縁性基板の主面上に第2導電性膜からなる第2導電性領域及び第2導電性領域に隣接する絶縁性領域を形成する第2導電性膜形成工程と、第2導電性膜上に導電性材料を電気めっきすることにより、第2導電性領域の外側まで延びた周縁部において立ち上がり、第2導電性領域に向かって曲がる第1曲面と、上記ベース曲面の上方に形成され、第2導電性膜の端部側から中央に向かって立ち上がる第2曲面とを有する第2犠牲層を形成する第2犠牲層形成工程と、第2犠牲層上にコンタクトプローブを形成するプローブ形成工程と、上記導電性材料をエッチングすることにより、第1導電性膜、第1犠牲層、第2導電性膜及び第2犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを備えるようにしている。 According to a first method of manufacturing a contact probe of the present invention, a first conductive film made of a conductive material is formed on an insulating substrate, and a first conductive film made of the first conductive film is formed on the main surface of the insulating substrate. A first conductive film forming step of forming a conductive region and an insulating region adjacent to the first conductive region; and electroplating a conductive material on the first conductive film, thereby forming the first conductive region A first sacrificial layer forming step of forming a first sacrificial layer having a base curved surface rising at a peripheral edge extending to the outside and bending toward the first conductive region; and adjacent to the first sacrificial layer and the first sacrificial layer A second conductive film made of a conductive material is formed on the exposed insulating region, and a second conductive region made of the second conductive film and a second conductive region are formed on the main surface of the insulating substrate. A second conductive film forming step for forming an adjacent insulating region; By electroplating a conductive material on the conductive film, a first curved surface that rises at the peripheral edge extending to the outside of the second conductive region and curves toward the second conductive region, and above the base curved surface A second sacrificial layer forming step of forming a second sacrificial layer formed and having a second curved surface rising toward the center from the end side of the second conductive film; and forming a contact probe on the second sacrificial layer A probe forming step and a sacrificial layer removing step of removing the first conductive film, the first sacrificial layer, the second conductive film, and the second sacrificial layer by etching the conductive material are provided. .
本発明のコンタクトプローブの製造方法は、導電性材料を用いて、第1導電性膜の上に上記ベース曲面を有する第1犠牲層を形成し、この第1犠牲層の上に第2導電性膜を形成し、さらにこの第2導電性膜上に第2犠牲層を形成することにより、熱で破損せず、上記コンタクトプローブの湾曲部を形成するための第1曲面と第2曲面とを有する犠牲層を簡単に形成することができる。そして、当該犠牲層に電気めっきすることにより、応力集中が起こらない湾曲部を段状に複数有する上記コンタクトプローブを簡単に形成することができる。従って、高さ方向に電気めっきにより積層してコンタクトプローブを形成する場合でも、所望の形状、大きさの湾曲部を段状に複数有するコンタクトプローブを簡単に形成することができる。 In the contact probe manufacturing method of the present invention, the first sacrificial layer having the base curved surface is formed on the first conductive film using a conductive material, and the second conductive layer is formed on the first sacrificial layer. By forming a film and further forming a second sacrificial layer on the second conductive film, the first curved surface and the second curved surface for forming the curved portion of the contact probe without being damaged by heat are formed. The sacrificial layer can be easily formed. Then, by electroplating the sacrificial layer, it is possible to easily form the contact probe having a plurality of curved portions where stress concentration does not occur. Therefore, even when a contact probe is formed by laminating in the height direction by electroplating, a contact probe having a plurality of curved portions having a desired shape and size can be easily formed.
即ち、本発明のコンタクトプローブの製造方法によれば、上記ベース曲面を有する第1犠牲層と、第1犠牲層に隣接して露出する上記絶縁性領域との上に第2導電性膜を形成するので、この第2導電性膜に電気めっきすることにより、第2導電性膜の端面にも導電性材料が堆積されていく。その結果、上記絶縁性領域内において立ち上がり、第2導電性領域に向かって曲がる第1曲面と、上記ベース曲面の上方に形成され、第2導電性膜の端部側から中央に向かって立ち上がる第2曲面とを有する第2犠牲層を簡単に形成できる。そして、第1曲面と第2曲面に沿って第2犠牲層上にコンタクトプローブを形成することにより、複数の湾曲部を段状に有する上記コンタクトプローブを簡単に形成できる。 That is, according to the contact probe manufacturing method of the present invention, the second conductive film is formed on the first sacrificial layer having the base curved surface and the insulating region exposed adjacent to the first sacrificial layer. Therefore, by electroplating the second conductive film, a conductive material is also deposited on the end surface of the second conductive film. As a result, a first curved surface that rises in the insulating region and bends toward the second conductive region, and is formed above the base curved surface and rises toward the center from the end side of the second conductive film. A second sacrificial layer having two curved surfaces can be easily formed. Then, by forming the contact probe on the second sacrificial layer along the first curved surface and the second curved surface, the contact probe having a plurality of curved portions can be easily formed.
しかも、第1導電性膜及び第2導電性膜を所望の形状及び大きさに形成するだけで、複数の曲面を有する段状の犠牲層を所望の大きさ、形状に形成できる。また、全て導電性材料により形成するので、製造工程中に温度が上昇しても犠牲層が破損することはなくなる。 In addition, a stepped sacrificial layer having a plurality of curved surfaces can be formed in a desired size and shape by simply forming the first conductive film and the second conductive film in a desired shape and size. In addition, since all of the conductive material is formed, the sacrificial layer is not damaged even if the temperature rises during the manufacturing process.
さらに、このようにして形成されたコンタクトプローブの湾曲部の位置は、上記絶縁性基板へ固定されるコンタクトプローブの位置から自由端に向けて段状に高さが変わるため、上記コンタクトプローブの自由端側を大きくオーバードライブしても、コンタクトプローブの固定端側は検査対象物に接触しないようにすることができる。 Further, since the position of the curved portion of the contact probe formed in this manner changes in a step shape from the position of the contact probe fixed to the insulating substrate toward the free end, the contact probe has a free position. Even if the end side is greatly overdriven, the fixed end side of the contact probe can be prevented from contacting the inspection object.
第2の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、第1導電性膜形成工程において、上記絶縁性領域に挟まれる第1導電性領域を形成するように第1導電性膜を形成し、第1犠牲層形成工程において、対向する2つの上記ベース曲面を有するように第1犠牲層を形成するようにしている。 In the contact probe manufacturing method according to the second aspect of the present invention, in the first conductive film forming step, the first conductive film is formed so as to form the first conductive region sandwiched between the insulating regions, In the sacrificial layer forming step, the first sacrificial layer is formed so as to have two opposing base curved surfaces.
このように第1犠牲層を形成することにより、上記ベース曲面を対向するように2箇所同時に形成することができるので、1つの第1犠牲層上に、第1曲面及び第2曲面を有する第2犠牲層を2つ形成したり、第1曲面及び第2曲面を2ずつ有する1つの第2犠牲層を形成したりすることが可能となって、上記コンタクトプローブのプローブ基板への固定位置と検査対象物への接触位置に合せて、所望の形状のコンタクトプローブを効率良く形成することができる。 By forming the first sacrificial layer in this manner, the base curved surface can be simultaneously formed at two locations so as to face each other. Therefore, the first curved surface having the first curved surface and the second curved surface is formed on one first sacrificial layer. Two sacrificial layers can be formed, or one second sacrificial layer having two first curved surfaces and two second curved surfaces can be formed. A contact probe having a desired shape can be efficiently formed in accordance with the position of contact with the inspection object.
第3の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、第2導電性膜形成工程において、上記絶縁性領域に挟まれる第2導電性領域を形成するように第2導電性膜を形成し、第2犠牲層形成工程において、第1曲面及び第2曲面を対向して2つずつ有するように第2犠牲層を形成するようにしている。 According to a third method of manufacturing a contact probe according to the present invention, in the second conductive film forming step, a second conductive film is formed so as to form a second conductive region sandwiched between the insulating regions, In the sacrificial layer forming step, the second sacrificial layer is formed so as to have two first curved surfaces and two second curved surfaces facing each other.
本発明の製造方法では、第1曲面及び第2曲面を対向して2つずつ有する一塊の第2犠牲層を用いて、1対のコンタクトプローブを自由端が対向するように形成することが可能となり、複数の上記コンタクトプローブを基板上に効率よく形成することができる。しかも、1つの上記第2犠牲層上に複数のコンタクトプローブを形成する場合には、自由端が対向して配置される複数のコンタクトプローブを上記第1及び第2犠牲層と共に上記絶縁性基板から剥離して、別途用意したプローブ基板上に上記犠牲層ごと配置させることができる。このようにしてコンタクトプローブをプローブ基板に配置させることにより、所定の間隔を維持させたまま複数のコンタクトプローブをプローブ基板の所定の位置に固定することができる。 In the manufacturing method of the present invention, it is possible to form a pair of contact probes so that their free ends are opposed to each other by using a single second sacrificial layer having two first and second curved surfaces facing each other. Thus, a plurality of the contact probes can be efficiently formed on the substrate. In addition, when a plurality of contact probes are formed on one second sacrificial layer, a plurality of contact probes whose free ends are opposed to each other are separated from the insulating substrate together with the first and second sacrificial layers. It can peel and can arrange | position with the said sacrificial layer on the probe board prepared separately. By arranging the contact probes on the probe substrate in this way, a plurality of contact probes can be fixed at predetermined positions on the probe substrate while maintaining a predetermined interval.
本発明によるコンタクトプローブの製造方法によれば、片持ち梁構造のコンタクトプローブを高さ方向に電気めっきにより積層して形成する場合でも、簡単な方法で湾曲部を複数有する上記コンタクトプローブを形成することができる。そして、複数の湾曲部を階段状に有するように上記コンタクトプローブを形成することができるので、大きなオーバードライブ量でも、上記コンタクトプローブが検査対象物に接触するのを防ぐことができる。 According to the method for manufacturing a contact probe according to the present invention, the contact probe having a plurality of curved portions is formed by a simple method even when the contact probes having a cantilever structure are stacked by electroplating in the height direction. be able to. And since the said contact probe can be formed so that it may have a some curved part in step shape, it can prevent that the said contact probe contacts a test object even with a big overdrive amount.
実施の形態1.
以下、本発明にかかるコンタクトプローブの製造方法の実施の形態1について図面に基づいて説明する。
Hereinafter, a first embodiment of a contact probe manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〔プローブ装置〕
図1は、本発明の実施の形態によるプローブカード110を含むプローブ装置100の概略構成の一例を示した図であり、プローブ装置100の内部の様子が示されている。このプローブ装置100は、プローブカード110と、検査対象物102が載置される可動ステージ103と、可動ステージ103を昇降させる駆動装置104と、可動ステージ103及び駆動装置104が収容される筐体105とにより構成される。
[Probe device]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a
検査対象物102は、半導体ウエハなどの半導体装置からなり、複数の電子回路(図示せず)が形成されている。可動ステージ103は、水平な載置面を有する載置台であり、駆動装置104の駆動により、検査対象物102を載置面上に載置させた状態で鉛直方向に上昇又は下降するようになっている。筐体105は、上部中央部に開口部が形成されており、この開口部を封鎖するように、プローブカード110が取り付けられる。また、可動ステージ103は、この開口部の下方に配置される。
The
〔プローブカード〕
図2(a)及び(b)は、図1のプローブ装置100におけるプローブカード110の構成例を示した図であり、図中の(a)は、検査対象物102側(図1の下方側)から見た平面図であり、図中の(b)は、側面図である。
[Probe card]
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a configuration example of the
プローブカード110は、筐体105の開口部に取り付けられるメイン基板106と、メイン基板106に保持される矩形状のプローブ基板107と、プローブ基板107上に固着された複数のコンタクトプローブ1とを備える。
The
メイン基板106は、円板状のプリント基板であり、テスター装置との間で信号入出力を行うための外部端子161を有している。例えば、ガラスエポキシを主成分とする多層プリント回路基板がメイン基板106として用いられる。このメイン基板106は、その周辺部が筐体105の開口部の周縁によって保持されて水平に支持される。
The
プローブ基板107は、メイン基板106の下方に配置され、メイン基板106に支持される。さらに、プローブ基板107は、連結部材108に電気的に接続され、この連結部材108をメイン基板106のコネクタ162に接続するようになっている。このプローブ基板107は、メイン基板106よりも小さい矩形をしており、基板上に配線パターンが形成されている。配線パターンは、電源供給線、グランド線及び信号線の各配線パターンによって形成されている。なお、検査対象物102がシリコンウエハからなる場合には、シリコンなどの単結晶基板によりプローブ基板107を構成することが好ましい。このように、プローブ基板107をシリコン基板により構成することで、プローブ基板107と検査対象物102との熱膨張の状態を近づけることができる。
The
連結部材108は、メイン基板106及びプローブ基板107を連結し、導電線としてメイン基板106とプローブ基板107とにそれぞれ形成されている配線間を導通させている。ここでは、ポリイミドを主成分とする可撓性を有するフィルム上に配線パターンが印刷されたフレキシブルプリント回路基板(FPC)が連結部材108として用いられている。このフレキシブル基板は、その一端がプローブ基板107の周辺部に固着され、他端は着脱可能なコネクタ162を介してメイン基板106に連結されている。
The connecting
本実施形態では、プローブ基板107には多数の電極パッドが形成され、各電極パッドにコンタクトプローブ1が接合されることにより、プローブ基板107上に多数のコンタクトプローブ1が形成される。プローブ基板107は、上記したように、連結部材108を介してテスター装置に接続されたメイン基板106に導通しており、当該メイン基板106とともにプローブカードを構成する。検査時には、駆動装置104によって可動ステージ103を上昇させて、半導体ウエハにコンタクトプローブ1を接触させることにより、テスター装置と半導体ウエハとの間で各コンタクトプローブ1を介して信号が入出力されて、半導体ウエハの電気的特性の検査が行われるようになっている。
In the present embodiment, a large number of electrode pads are formed on the
〔コンタクトプローブ〕
コンタクトプローブ1は、図1及び図2に示すように、検査対象物102上に形成された微細な電極パッド121に対し、弾性的に当接させるプローブ(探針)である。各コンタクトプローブ1は、プローブ基板107における一方の主面上に整列配置されて固着されている。各コンタクトプローブ1は、各コンタクトプローブ1が固着されたプローブ基板107の主面が鉛直方向下側に向けて配置されることにより、可動ステージ103に配置された検査対象物102と対向するようになっている。
〔Contact probe〕
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3は、コンタクトプローブ1の側面図である。コンタクトプローブ1は、検査対象物102上の電極パッド121に当接させるコンタクト部2と、一端がプローブ基板107に固定され、他端にコンタクト部2が突設されるビーム部3とにより構成される。
FIG. 3 is a side view of the
ビーム部3は、長尺平板形状の部材から構成され、その一端部がプローブ基板107に固着される片持ち梁(カンチレバー)からなる。即ち、このビーム部3は、プローブ基板107に固着される基板固定部31と、この基板固定部31からプローブ基板107に対して湾曲しながら立ち上がってプローブ基板107に平行して伸び、さらに、上方に向かって湾曲する弾性変形部32とから構成される。基板固定部31は、プローブ基板107との対向面側の一部が後記するプローブ形成用下地膜6により形成されている。
The
このビーム部3は、基板固定部31を固定端とし、この固定端に対する弾性変形部32の他端側を自由端として、この弾性変形部32の自由端に検査対象物102側から荷重がかかることにより、この弾性変形部32が弾性変形するようになっている。本実施形態では、可動ステージ103をプローブカード110に向けて上昇させて、ビーム部3の自由端部を検査対象物102によって押圧することにより、ビーム部3の弾性変形部32が弾性変形するようになっている。
The
コンタクト部2は、ビーム部3の自由端部における検査対象物102に対向する面上に突出させて形成されたコンタクトチップにより構成されている。このコンタクトチップは端面が五角形の柱状体からなる。このコンタクト部2の検査対象物102と対向する面をこの検査対象物102の電極パッド121と当接する当接面としている。
The
本実施形態のプローブカード110では、複数のコンタクトプローブ1がプローブ基板107上にビーム幅方向に所定のピッチで配置されると共に、このようなピッチで配置されるコンタクトプローブ1の列が、ビーム先端が対向するように2列形成されている。本実施形態では、矩形のプローブ基板107の何れか1辺に平行な方向を配列方向として、コンタクトプローブ1の列が形成されている。なお、各コンタクトプローブ1の間隔は、検査対象物102上に形成されている電極パッド121間のピッチに応じて定められる。
In the
そして、各コンタクトプローブ1は、プローブ基板107、連結部材108、メイン基板106に形成される各配線を介してメイン基板106の外部端子161と導通している。コンタクトプローブ1のコンタクト部2を検査対象物102の微小な電極パッド121に当接させることによって、この検査対象物102をテスター装置と導通させるようになっている。
Each
〔コンタクトプローブの構成材料〕
次に、コンタクトプローブ1の各構成部分の材料について説明する。コンタクトプローブ1は、抵抗値が低いほど望ましいことから、コンタクトプローブの各構成部分は、導電率の高い材料によって構成されている必要がある。このような高導電性材料には、例えば、銀(Ag)、銅(Cu)、金銅合金(Au−Cu)、ニッケル(Ni)、パラジウムニッケル合金(Pd−Ni)、ニッケルコバルト合金(Ni−Co)、ニッケルタングステン(Ni−W)、白金(Pt)、金(Au)、ロジウム(Rh)などがある。本実施の形態では、後記する第2犠牲層82を銅により形成するため、コンタクトプローブ1のビーム部3は、銅のエッチング液によって溶けない導電性材料を用いて形成することが好ましい。本実施の形態では、ニッケルコバルト合金を用いてビーム部3を形成している。
[Component materials of contact probe]
Next, the material of each component of the
また、コンタクトプローブ1のコンタクト部2は、検査対象物102の電極パッド121に繰り返し当接させるため高い耐磨耗性が要求され、しかも当接させるたびに、電極パッド121の表面を引掻いて表面のゴミや酸化膜等を除去することが求められる。そこで、コンタクト部を形成するために用いられる導電性材料としては、例えば、ロジウム(Rh)、パラジウムコバルト合金(Pd−Co)などの高耐磨耗性の導電性材料が挙げられる。なお、本実施の形態では、コンタクト部2はロジウム(Rh)を用いて形成している。
Further, since the
〔コンタクトプローブの製造プロセス〕
図4から図6は、図3に示したコンタクトプローブ1の製造プロセスの一例を示した図である。コンタクトプローブ1は、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて作製される。MEMS技術とは、フォトリソグラフィ技術及び犠牲層エッチング技術を利用して、微細な立体的構造物を作成する技術である。フォトリソグラフィ技術は、半導体製造プロセスなどで利用される感光レジストを用いた微細パターンの加工技術である。また、犠牲層エッチング技術は、犠牲層と呼ばれる下層を形成し、その上に構造物を構成する層をさらに形成した後、上記犠牲層のみをエッチングして立体的な構造物を作製する技術である。
[Contact probe manufacturing process]
4 to 6 are views showing an example of a manufacturing process of the
このような犠牲層を含む各層の形成処理には、周知のめっき技術を利用することができる。例えば、陰極としての基板と、陽極としての金属片とを電解液中に浸し、両電極間に電圧を印加することにより、電解液中の金属イオンを基板表面に付着させることができる。このような処理は電気めっき処理と呼ばれている。このような電気めっき処理は、基板を電解液に浸すウエットプロセスであるため、めっき処理後は乾燥処理が行われる。また、乾燥後には、研磨処理などによって積層面を平坦化させる平坦化処理が必要に応じて行われる。 A well-known plating technique can be used for forming each layer including the sacrificial layer. For example, by immersing a substrate as a cathode and a metal piece as an anode in an electrolytic solution and applying a voltage between both electrodes, the metal ions in the electrolytic solution can be attached to the substrate surface. Such a process is called an electroplating process. Since such an electroplating process is a wet process in which the substrate is immersed in an electrolytic solution, a drying process is performed after the plating process. Further, after drying, a flattening process for flattening the laminated surface by a polishing process or the like is performed as necessary.
図4(a)〜(d)は、絶縁性基板であるプローブ基板107上に導電性膜を部分的に形成する導電性膜形成工程を示している。なお、この導電性膜形成工程には、絶縁膜4を形成する工程、第1導電性膜51を形成する工程及びプローブ形成用下地膜6を形成する工程を含んでいる。
4A to 4D show a conductive film forming process in which a conductive film is partially formed on the
まず、図4(a)に示すように、プローブ基板107上に、二酸化珪素(SiO2)からなる絶縁膜4を形成する。さらに、この絶縁膜4の上に銅(Cu)以外の導電性材料で、かつ、銅のめっき液に溶けない導電性材料を用いてプローブ形成用下地膜6を形成する。絶縁膜4及びプローブ形成用下地膜6は、スパッタリングなど真空蒸着により形成することが好ましい。
First, as shown in FIG. 4A, the insulating
このプローブ形成用下地膜6を形成する導電性材料としては、例えば、ニッケルコバルト合金(Ni−Co)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、金(Au)、ニッケル(Ni)などが好ましい。特に、コンタクトプローブ1のビーム部3を構成する材料と同じ材料を用いることにより、このプローブ形成用下地膜6をコンタクトプローブ1の一部とすることができる。
Examples of the conductive material for forming the probe forming
そして、図示していないが、さらにプローブ形成用下地膜6上に、感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布してレジスト層を形成する。その後、このレジスト層の表面を選択的に露光することにより、レジスト層を部分的に除去する。
Although not shown, a photoresist layer made of a photosensitive organic material is further applied on the probe forming
このようにしてレジスト層が除去された部分に対して、図4(b)に示すように、アルゴンイオンによるドライエッチングを行って、レジスト層が残っている部分を除いたプローブ形成用下地膜6を除去する。そして、レジスト層を完全に除去することにより、図4(b)に示すように、プローブ基板107上に、部分的にプローブ形成用下地膜6が形成された状態になる。
The portion from which the resist layer has been removed in this way is dry-etched with argon ions as shown in FIG. 4B, and the probe forming
本実施の形態では、プローブ形成用下地膜6は、図7のプローブ基板107の斜視図にも示すように、絶縁膜4が露出して形成される絶縁性領域41によって囲まれた状態に部分除去される。本実施の形態では、プローブ形成用下地膜6により形成される長細いプローブ下地膜領域61がプローブ基板107上に2箇所形成される。なお、図示していないが、コンタクトプローブ1をプローブ基板107に固定する場合には、プローブ形成用下地膜6をプローブ基板107上に形成される複数の電極を覆うように形成することが好ましい。
In the present embodiment, the probe forming
次に、図4(c)に示すように、絶縁膜4及びプローブ形成用下地膜6上に銅を用いて第1導電性膜51を形成する。この第1導電性膜51もスパッタリングなど真空蒸着により形成することが好ましい。
Next, as shown in FIG. 4C, a first
そして、図示していないが、第1導電性膜51上に、感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布してレジスト層を形成する。その後、このレジスト層の表面を選択的に露光することにより、レジスト層を部分的に除去する。
Although not shown, a photoresist layer made of a photosensitive organic material is applied on the first
このようにしてレジスト層が除去された部分に対して、アルゴンイオンによるドライエッチングを行って、レジスト層が残っている部分を除いた第1導電性膜51を除去する。そして、レジスト層を完全に除去することにより、図4(d)及び図7のプローブ基板107の斜視図に示すように、プローブ基板107上に、第1導電性膜51により構成される第1導電性領域51aと、プローブ形成用下地膜6により構成されるプローブ下地膜領域61と、露出する絶縁膜4により構成される絶縁性領域41とが形成される。
The portion from which the resist layer has been removed is dry-etched with argon ions to remove the first
本実施の形態では、上記したように、図4(d)において、プローブ基板107の中央部に絶縁性領域41を挟んで長細い第1導電性領域51aが形成され、この長細い第1導電性領域51aの外側に絶縁性領域41を介して長細い矩形のプローブ形成用下地膜6が形成されている。第1導電性領域51aとプローブ下地膜領域61とは、それぞれ絶縁性領域41により絶縁された状態になっている。なお、第1導電性膜51により形成される第1導電性領域51aは、図7に示すように、中央部の長細い領域の長手方向両端に、この長手方向と直交する方向に延びる長細い領域も連続して形成されている。
In the present embodiment, as described above, in FIG. 4D, the long and thin first
図4(e)は、絶縁性領域41及び絶縁性領域41によって挟まれる第1導電性領域51aを露出させる第1開口部71aを有するように第1レジスト層71を形成する第1レジスト形成工程を示している。まず、プローブ基板107の全面に感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布して第1レジスト層71を形成する。その後、この第1レジスト層71の表面を選択的に露光することにより、第1レジスト層71を部分的に除去する。第1レジスト層71を部分的に除去することにより、第1開口部71aが形成される。本実施の形態では、図4(e)及び図8のプローブ基板107の斜視図に示すように、第1開口部71a内において露出する絶縁性領域41の面積が、第1導電性領域51aの面積よりも大きくなるように第1開口部71aを形成している。
FIG. 4E shows a first resist formation step of forming the first resist
残った第1レジスト層71は、図4(e)及び図8に示すように、プローブ形成用下地膜6の全てと、第1導電性膜51の一部を覆った状態になる。そして、第1開口部71a内には、第1導電性膜51と絶縁膜4とが露出される。図8に示すように、第1導電性領域51aと絶縁性領域41との境界線が第1開口部71a内に直線上に現れる。
The remaining first resist
図5(a)〜(e)は、銅からなる犠牲層8を形成する犠牲層形成工程を示している。この工程中、図5(a)に示す工程が第1犠牲層形成工程となる。図4(e)の状態から、第1導電性膜51に電圧を印加することにより、図5(a)に示すように、第1導電性膜51の上面に銅を電気めっきしていく。このとき、第1導電性膜51の上面だけでなくエッチング面である端面にも銅がめっきされて堆積されていき、銅めっきが第1導電性膜51の上面からオーバーフローし、第1導電性膜51の上面及び端面を覆うだけでなく、絶縁膜4の一部の上にも形成された状態になる。
5A to 5E show a sacrificial layer forming process for forming the
このようにして銅を電気めっきすることにより図5(a)に示すようなベース曲面81aを有する第1犠牲層81が形成される。この第1犠牲層81のベース曲面81aは、図5(a)及び図9のプローブ基板107の部分斜視図に示すように、絶縁膜4から立ち上がって、第1導電性膜51に向かって曲がるように形成される。具体的には、第1犠牲層81を形成する際のめっきは第1導電性膜51の端面から絶縁膜4上にひさし状に延びる。そして、このひさし状に延びた部分の周縁部には、絶縁性領域41内において立ち上がり、第1導電性膜51に向かって曲がるベース曲面81aが形成される。
Thus, the 1st
第1犠牲層81が形成されると、第1レジスト層71を全て除去し、プローブ基板107上に、図5(b)に示すように、銅を用いて第2導電性膜52を形成する。本実施の形態では、図5(b)及び(c)に示す工程が第2導電性膜形成工程となる。この第2導電性膜52もスパッタリングなど真空蒸着により形成することが好ましい。
When the first
そして、図示していないが、第2導電性膜52上に、感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布してレジスト層を形成する。その後、このレジスト層の表面を選択的に露光することにより、レジスト層を部分的に除去する。
Although not shown, a photoresist layer made of a photosensitive organic material is applied on the second
このようにしてレジスト層が除去された部分に対して、アルゴンイオンによるドライエッチングを行って、レジスト層が残っている部分を除いた第2導電性膜52を除去する。そして、レジスト層を完全に除去することにより、図5(c)及び図10のプローブ基板107の斜視図に示すように、プローブ基板107上に、第2導電性膜52により構成される第2導電性領域52aと、プローブ形成用下地膜6により構成されるプローブ下地膜領域61と、露出する絶縁膜4により構成される絶縁性領域41とが形成される。
The portion from which the resist layer has been removed is dry-etched with argon ions to remove the second
本実施の形態では、図10に示すように、第1犠牲層81及び第1犠牲層81に隣接して露出する絶縁性領域41上だけでなく、露出された第1導電性膜51上にも第2導電性膜52を形成して第2導電性領域52aを形成している。第2導電性領域52aのうち、第1犠牲層81及び絶縁性領域41上に形成される第2導電性膜52は、図5(c)に示すように、絶縁膜4に接する2箇所のつば状部分と、第1犠牲層81の上面に沿って、これらつば状部分の端部から湾曲して立ち上がり、中央部が平坦な山状の部分とにより構成されている。そして、第2導電性領域52aとプローブ下地膜領域61とは、それぞれ絶縁性領域41により絶縁された状態になっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, not only on the first
図5(d)は、絶縁性領域41及び絶縁性領域で挟まれる第2導電性領域52aを露出させる第2開口部72aを有するように第2レジスト層72を形成する第2レジスト形成工程を示している。まず、プローブ基板107の全面に感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布して第2レジスト層72を形成する。その後、この第2レジスト層72の表面を選択的に露光することにより、第2レジスト層72を部分的に除去する。第2レジスト層72を部分的に除去することにより、第2開口部72aが形成される。
FIG. 5D shows a second resist formation step of forming the second resist
残った第2レジスト層72は、図5(d)に示すように、プローブ形成用下地膜6の全てを覆った状態になる。そして、第2開口部72a内には、第2導電性膜52と絶縁膜4とが露出される。第1犠牲層81は、第2導電性膜52により完全に覆われた状態になっているので、第2開口部72a内において露出しない。そして、第2導電性領域52aと絶縁性領域41との境界線が第2開口部72a内に直線上に現れる。
The remaining second resist
図5(e)〜図6(a)は、銅からなる第2犠牲層82を形成する第2犠牲層形成工程を示している。上記した図5(d)の状態から、第1導電性膜51に電圧を印加することにより、第1導電性膜51及び第1犠牲層81を介して図5(e)に示すように、第2導電性膜52の上面に銅を電気めっきしていく。このとき、第2導電性膜52の上面だけでなくエッチング面である端面にも銅がめっきされて堆積されていき、銅めっきが第2導電性膜52の上面からオーバーフローし、第2導電性膜52の上面及び端面を覆うだけでなく、絶縁膜4の一部の上にも形成された状態になる。このようにして銅を電気めっきすることにより図5(e)に示すような第1曲面82aと第2曲面82bとを有する段状の第2犠牲層82が形成される。
FIGS. 5E to 6A show a second sacrificial layer forming step for forming the second
そして、第2レジスト層72を除去すると、図6(a)及び図12のプローブ基板107の部分斜視図に示すように、プローブ基板107上に第1曲面82aと第2曲面82bとを有する段状の第2犠牲層82が得られる。第1曲面82aは、プローブ基板107の絶縁性領域41内において立ち上がり、第2導電性領域52aに向かって曲がるように形成される。具体的には、第2犠牲層82を形成する際のめっきは、第2導電性膜52の端面から絶縁膜4上にひさし状に延びる。そして、このひさし状に延びた部分の周縁部には、絶縁性領域41内において立ち上がり、第2導電性膜52に向かって曲がる第1曲面82aが形成される。第2曲面82bは、この第1曲面82aより上方位置で、第1犠牲層81のベース曲面81aの上方において形成される。具体的には、第2曲面82bは、この第1曲面82aよりプローブ高さ方向の位置が高く、第2導電性膜52の端部側から中央に向かって立ち上がる円弧を有するように形成される。
Then, when the second resist
図6(b)は、長細い第3開口部73aを複数有するプローブ形成用の第3レジスト層73を形成する第3レジスト形成工程である。プローブ基板107上に、再びフォトレジストが塗布されることにより第3レジスト層73が形成され、その第3レジスト層73の表面が選択的に露光されることにより、第3レジスト層73の一部が除去され、コンタクトプローブ1のビーム部3の形状に合わせた長細い第3開口部73aが複数形成される。第3開口部73aは、第2犠牲層82及びプローブ形成用下地膜6を絶縁性領域41を挟んだ状態で露出させるように形成されている。
FIG. 6B shows a third resist forming step of forming a third resist
残った第3レジスト層73により、図6(b)及び図13のプローブ基板107の部分斜視図に示すように、絶縁膜4の略全体が覆われる。細長い第3開口部73aは、長手方向に2箇所形成され、これら2つの第3開口部73aがプローブ幅方向に所定のピッチを開けて複数形成されている。長手方向に形成される2つの第3開口部73aの間の第3レジスト層73は、山形の第2犠牲層82の中央部上に形成され、2つの第3開口部73aの仕切り部となっている。即ち、第2犠牲層82の中央部上で形成される第3レジスト層73の仕切り部が第3開口部73aの長手方向の端部となり、他方の長手方向端部側にプローブ形成用下地膜6が露出するように2つの第3開口部73aが形成されている。
The remaining third resist
本実施の形態では、図6(b)及び図13に示すように、第2犠牲層82が各第3開口部73aの長手方向の一方側において露出され、プローブ形成用下地膜6が長手方向他方側において露出され、第2犠牲層82とプローブ形成用下地膜6との間に僅かに絶縁膜4が露出されている。そして、第3開口部73a内において第2犠牲層82の第1曲面82aが絶縁膜4から立ち上がって第2犠牲層82の中央部に向かって立ち上がるように第3開口部73aが形成されている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 6B and 13, the second
図6(c)〜(e)は、コンタクトプローブ1を形成するプローブ形成工程を示している。図6(c)に示すように、第2犠牲層82にコンタクトプローブ1を形成していく。本実施の形態では、第1導電性膜51を介して第2犠牲層82に電圧を印加することにより、各第3開口部73a内においてニッケルコバルト合金(Ni−Co)を第2犠牲層82上に電気めっきしていく。この電気めっきにより、第2犠牲層82上にニッケルコバルト合金が成長してプローブ金属層91が形成されていく。
6C to 6E show a probe formation process for forming the
そして、このプローブ金属層91が、プローブ形成用下地膜6に接触するまで成長すると、プローブ金属層91とプローブ形成用下地膜6とが導通し、このプローブ形成用下地膜6上にもニッケルコバルト合金が成長してプローブ金属層91が第2犠牲層82からプローブ形成用下地膜6に亘って連続して形成される。このプローブ金属層91の形成により、ビーム部3の基板固定部31及び弾性変形部32に相当するプローブ金属層91が形成される。
When the
プローブ金属層91が形成された後は、第3レジスト層73を除去し、図6(d)に示すように、再びフォトレジストが塗布されることにより第4レジスト層74を形成する。そして、第4レジスト層74の表面を選択的に露光することにより、第4レジスト層74の一部を除去し、第4開口部74aを形成する。第4開口部74aは、コンタクト部2に相当する領域についてレジストの除去行うことにより形成される。
After the
次に、図6(d)に示すように、第4開口部74a内に、ロジウム(Rh)を電気めっきすることにより、ロジウム層92が形成される。このロジウム層92の上面は、平滑な面に形成すると共に各プローブ金属層91に積層されるロジウム層92の高さを揃える必要があるので、第4レジスト層74とともに、ロジウム層92を研磨して、ロジウム層92の上面を平坦にする。このロジウム層92がコンタクト部2を構成する。
Next, as shown in FIG. 6D, the
そして、第4レジスト層74を除去すると、プローブ基板107上に複数のコンタクトプローブ1がプローブ形成用下地膜6を介して固定された状態になる。さらに、図6(e)及び図14に示すように、銅エッチング液を用いて、第2犠牲層82、第2導電性膜52、第1犠牲層81及び第1導電性膜51を除去し、プローブ基板107上で露出しているプローブ形成用下地膜6をドライエッチングにより除去する。プローブ形成用下地膜6の除去は、コンタクトプローブ1の下に形成されたプローブ形成用下地膜6を各コンタクトプローブ1毎に分離するように除去する。従って、プローブ金属層91によって覆われているプローブ形成用下地膜6は残された状態になっている。このようにプローブ形成用下地膜6が分離されることにより、各コンタクトプローブ1が導通しないようにプローブ基板107上に固定されたコンタクトプローブ1が得られる。この工程が、犠牲層除去工程となる。
Then, when the fourth resist
本実施の形態では、プローブ基板107上に、順次、第1導電性膜51、第1犠牲層81、第2導電性膜52そして第2犠牲層82を徐々に面積が大きくなるように電気めっきを行って積層していくことにより、曲面により形成される段部を有する犠牲層8を簡単に形成することができる。しかも、このようにして形成した犠牲層8は、全て導電性材料により形成することができるので、製造工程中に温度上昇が生じても犠牲層が破損することはないので、確実に複数の湾曲部を有するコンタクトプローブ1を形成することができる。
In the present embodiment, the first
また、本実施の形態にかかる製造方法は、コンタクトプローブ1をプローブ基板107への固定側から自由端側へと形成していくので、コンタクトプローブ1を形成すると同時にプローブ基板107にコンタクトプローブ1を固定することができる。従って、コンタクトプローブ1を1本ずつわざわざプローブ基板107に固定する作業を不要にでき、製造コストを低廉にすることができる。
Further, in the manufacturing method according to the present embodiment, the
さらに、本実施の形態のコンタクトプローブの製造方法によれば、プローブ基板107上に一対の上記コンタクトプローブをこれら自由端が対向するように形成することができる。従って、本実施の形態のコンタクトプローブの製造方法は、ビーム幅方向に所定のピッチで配置されるコンタクトプローブ1の列が、ビーム部3の自由端が対向するように2列形成されるようにプローブ基板107に固定する場合に適している。即ち、各コンタクトプローブ1を形成すると同時に、上記配列でプローブ基板107に各コンタクトプローブ1を固定することができる。
Furthermore, according to the contact probe manufacturing method of the present embodiment, a pair of the contact probes can be formed on the
また、本実施の形態のコンタクトプローブの製造方法によれば、一対の上記コンタクトプローブの自由端の間の距離を小さくして、上記コンタクトプローブを形成することができるので、複数の上記コンタクトプローブをプローブ基板107上に効率よく形成することができる。
In addition, according to the contact probe manufacturing method of the present embodiment, the contact probe can be formed by reducing the distance between the free ends of the pair of contact probes. It can be efficiently formed on the
以上のように、本実施の形態のコンタクトプローブの製造方法によれば、片持ち梁構造のコンタクトプローブ1をプローブ基板107に対して垂直な方向に電気めっきにより積層して形成する場合でも、簡単な方法で、所望の形状、大きさの湾曲部を複数有するコンタクトプローブ1を形成することができる。そして、コンタクトプローブ1を検査対象物102へ接触させて弾性変形させても、湾曲部を形成することによりコンタクトプローブ1の一部に応力が集中してしまうのをなくすことができ、コンタクトプローブ1の寿命を長くすることができる。さらに、コンタクトプローブ1は複数の湾曲部を段状に形成しているので、大きなオーバードライブ量でも、コンタクトプローブ1が検査対象物に接触するのを防ぐことができる。
As described above, according to the contact probe manufacturing method of the present embodiment, even when the
なお、上記した実施の形態では、曲面により形成される段部を有する犠牲層8を山形に形成し、この山形の犠牲層8上に、1対のコンタクトプローブ1を自由端が対向するようにコンタクトプローブ1を形成する製造方法について説明したが、本発明の製造方法は、第1曲面81と反対側の側面がプローブ基板107に対して垂直に立ち上がる面となるように犠牲層8を形成することもできる。
In the above-described embodiment, the
その場合には、プローブ基板107上に形成された第1導電性膜51の上に第1レジスト層の開口部の壁面が位置するように、第1レジスト層を形成する。このように第1レジスト層を形成することにより、開口部内においては、第1導電性膜51における絶縁性領域と隣接する部分にのみベース曲面が形成され、このベース曲面の反対側を含むその他の部分は、開口部の壁面によりプローブ基板107から垂直に立ち上がる側面が形成される第1犠牲層が形成される。そして、第2導電性膜および第2犠牲層を形成する際も、各レジスト層の開口部の壁面をベース曲面が開口部内に位置するように、第1犠牲層上及び第2導電性膜上に位置させた状態で第2導電性膜および第2犠牲層を形成する。このように、犠牲層を積層形成していくことにより、第1曲面と第2曲面とが1つずつ有する犠牲層を形成できる。
In that case, the first resist layer is formed such that the wall surface of the opening of the first resist layer is positioned on the first
さらに、上記各実施の形態では、2段タイプのコンタクトプローブの製造方法について説明したが、本発明の製造方法によれば、3つ以上の湾曲部を有するコンタクトプローブも形成することができる。例えば、3段タイプのコンタクトプローブを形成する場合には、上記第2犠牲層が形成された後、さらに、第2犠牲層上と、この第2犠牲層に隣接する絶縁性領域の絶縁性膜の上に、第3導電性膜を形成し、この第3導電性膜の上に第三犠牲層を形成することにより、三つの湾曲した段部を有する犠牲層を形成することができる。そして、3段形状の犠牲層上にコンタクトプローブを形成することにより、湾曲部を階段状に3つ有するコンタクトプローブを形成することができる。 Furthermore, in each of the above embodiments, the manufacturing method of the two-stage contact probe has been described. However, according to the manufacturing method of the present invention, a contact probe having three or more curved portions can also be formed. For example, in the case of forming a three-stage contact probe, after the second sacrificial layer is formed, the insulating film in the insulating region adjacent to the second sacrificial layer is further formed on the second sacrificial layer. A sacrificial layer having three curved steps can be formed by forming a third conductive film thereon and forming a third sacrificial layer on the third conductive film. Then, by forming the contact probe on the three-stage sacrificial layer, it is possible to form a contact probe having three curved portions in a staircase pattern.
なお、上記した各実施の形態では、コンタクトプローブ1を形成しながら、プローブ基板107上に直接コンタクトプローブ1を固定する場合の例について説明したが、本発明の湾曲部を有するコンタクトプローブの製造方法は、これらの実施の形態に限らず、別途用意した絶縁性基板上にコンタクトプローブ1を形成して、このコンタクトプローブを絶縁性基板から最終的に剥離する場合にも適用できる。コンタクトプローブを絶縁性基板から最終的に剥離する場合には、例えば、1つの犠牲層上に複数のコンタクトプローブを形成しておくとよい。この場合には、犠牲層と共に複数のコンタクトプローブを絶縁性基板から剥離して、犠牲層と共にコンタクトプローブをプローブ基板に配置させる。そして、コンタクトプローブをプローブ基板に固定した後、犠牲層を除去することにより、コンタクトプローブをプローブ基板へ簡単に固定することができる。
In each of the above-described embodiments, the example in which the
1 コンタクトプローブ
2 コンタクト部
3 ビーム部
31 基板固定部
32 弾性変形部
4 絶縁膜
41 絶縁性領域
51 第1導電性膜
51a 第1導電性領域
52 第2導電性膜
52a 第2導電性領域
6 プローブ形成用下地膜
61 プローブ下地膜領域
71 第1レジスト層
71a 第1開口部
72 第2レジスト層
72a 第2開口部
73 第3レジスト層
73a 第3開口部
74 第4レジスト層
74a 第4開口部
8 犠牲層
81 第1犠牲層
81a ベース曲面
82 第2犠牲層
82a 第1曲面
82b 第2曲面
91 プローブ金属層
92 ロジウム層
100 プローブ装置
102 検査対象物
121 電極パッド
103 可動ステージ
104 駆動装置
105 筐体
106 メイン基板
161 外部端子
162 コネクタ
107 プローブ基板
108 連結部材
110 プローブカード
DESCRIPTION OF
Claims (3)
第1導電性膜上に導電性材料を電気めっきすることにより、第1導電性領域の外側まで延びた周縁部において立ち上がり、第1導電性領域に向かって曲がるベース曲面を有する第1犠牲層を形成する第1犠牲層形成工程と、
第1犠牲層及び第1犠牲層に隣接して露出する上記絶縁性領域上に導電性材料からなる第2導電性膜を形成し、上記絶縁性基板の主面上に第2導電性膜からなる第2導電性領域及び第2導電性領域に隣接する絶縁性領域を形成する第2導電性膜形成工程と、
第2導電性膜上に導電性材料を電気めっきすることにより、第2導電性領域の外側まで延びた周縁部において立ち上がり、第2導電性領域に向かって曲がる第1曲面と、上記ベース曲面の上方に形成され、第2導電性膜の端部側から中央に向かって立ち上がる第2曲面とを有する第2犠牲層を形成する第2犠牲層形成工程と、
第2犠牲層上にコンタクトプローブを形成するプローブ形成工程と、
上記導電性材料をエッチングすることにより、第1導電性膜、第1犠牲層、第2導電性膜及び第2犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを備えたことを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。 A first conductive film made of a conductive material is formed on an insulating substrate, a first conductive region made of the first conductive film on the main surface of the insulating substrate, and an insulation adjacent to the first conductive region. A first conductive film forming step for forming a conductive region;
By electroplating a conductive material on the first conductive film, a first sacrificial layer having a base curved surface that rises at the peripheral edge extending to the outside of the first conductive region and curves toward the first conductive region is formed. A first sacrificial layer forming step to be formed;
A second conductive film made of a conductive material is formed on the first sacrificial layer and the insulating region exposed adjacent to the first sacrificial layer, and the second conductive film is formed on the main surface of the insulating substrate. A second conductive film forming step of forming a second conductive region and an insulating region adjacent to the second conductive region,
By electroplating a conductive material on the second conductive film, the first curved surface rising at the peripheral edge extending to the outside of the second conductive region and bending toward the second conductive region, and the base curved surface A second sacrificial layer forming step of forming a second sacrificial layer formed above and having a second curved surface rising toward the center from the end side of the second conductive film;
A probe forming step of forming a contact probe on the second sacrificial layer;
A contact probe comprising: a sacrificial layer removing step of removing the first conductive film, the first sacrificial layer, the second conductive film, and the second sacrificial layer by etching the conductive material. Production method.
第1犠牲層形成工程において、対向する2つの上記ベース曲面を有するように第1犠牲層を形成することを特徴とする請求項1に記載のコンタクトプローブの製造方法。 In the first conductive film forming step, a first conductive film is formed so as to form a first conductive region sandwiched between the insulating regions,
2. The method of manufacturing a contact probe according to claim 1, wherein in the first sacrificial layer forming step, the first sacrificial layer is formed so as to have two opposing base curved surfaces.
第2犠牲層形成工程において、第1曲面及び第2曲面を対向して2つずつ有するように第2犠牲層を形成することを特徴とする請求項2に記載のコンタクトプローブの製造方法。 In the second conductive film forming step, a second conductive film is formed so as to form a second conductive region sandwiched between the insulating regions,
3. The method of manufacturing a contact probe according to claim 2, wherein in the second sacrificial layer forming step, the second sacrificial layer is formed so as to have two first curved surfaces and two second curved surfaces facing each other.
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