JPH05215774A - 回路測定用端子およびその製造方法 - Google Patents
回路測定用端子およびその製造方法Info
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- JPH05215774A JPH05215774A JP5635892A JP5635892A JPH05215774A JP H05215774 A JPH05215774 A JP H05215774A JP 5635892 A JP5635892 A JP 5635892A JP 5635892 A JP5635892 A JP 5635892A JP H05215774 A JPH05215774 A JP H05215774A
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- single crystal
- substrate
- crystal
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4912—Layout
- H01L2224/49171—Fan-out arrangements
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- Measuring Leads Or Probes (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 基体面と電気的に絶縁して針状結晶を形成す
る。 【構成】 絶縁面上の所望の位置から成長された針状結
晶３を用いた回路測定用端子。
る。 【構成】 絶縁面上の所望の位置から成長された針状結
晶３を用いた回路測定用端子。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体集積回
路の特性を測定するため、半導体集積回路のパッドに接
触される回路測定用端子およびその製造方法に関するも
のである。
路の特性を測定するため、半導体集積回路のパッドに接
触される回路測定用端子およびその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路は、製造段階において不
良品除去のため何度か電気的特性を測定する必要があ
る。例えばＬＳＩの場合、ウェハ内に回路素子を製造し
た段階で、各チップを構成する回路素子の動作をテスト
するための測定が行われ、この後、ウェハから切取られ
たチップをパッケージに収容したり、ＴＡＢテープに実
装した状態で、再度動作をテストするための測定が行わ
れる。このうち、前者は、通常タングステン等の金属に
よって構成された針状の測定端子を有するプローブカー
ドが使用される。また、後者は、アウターリードが挿入
されるソケットを使用することが多いが、ＴＡＢの場合
は、プローブカードが使用されることがある。
良品除去のため何度か電気的特性を測定する必要があ
る。例えばＬＳＩの場合、ウェハ内に回路素子を製造し
た段階で、各チップを構成する回路素子の動作をテスト
するための測定が行われ、この後、ウェハから切取られ
たチップをパッケージに収容したり、ＴＡＢテープに実
装した状態で、再度動作をテストするための測定が行わ
れる。このうち、前者は、通常タングステン等の金属に
よって構成された針状の測定端子を有するプローブカー
ドが使用される。また、後者は、アウターリードが挿入
されるソケットを使用することが多いが、ＴＡＢの場合
は、プローブカードが使用されることがある。
【０００３】図１５は従来のプローブカードのＬＳＩと
の接続状態を示す説明図である。図１６は図１５のＸ−
Ｘ線断面を示す説明図である。両図に示すように、プロ
ーブカード１０は、中央部に開口部１１ａを有するカー
ド基板１１と、このカード基板１１の裏面に設けられた
複数の配線パターン１２と、これら配線パターン１２の
端部に接続され、且つ図示せぬ樹脂によってカード基板
１１に固定された細い金属製の針１３とを有している。
これら針１３の先端は、例えばウェハ１４に形成された
ＬＳＩチップ１５のパッド１６に接触され、この状態で
所要の測定が行われる。
の接続状態を示す説明図である。図１６は図１５のＸ−
Ｘ線断面を示す説明図である。両図に示すように、プロ
ーブカード１０は、中央部に開口部１１ａを有するカー
ド基板１１と、このカード基板１１の裏面に設けられた
複数の配線パターン１２と、これら配線パターン１２の
端部に接続され、且つ図示せぬ樹脂によってカード基板
１１に固定された細い金属製の針１３とを有している。
これら針１３の先端は、例えばウェハ１４に形成された
ＬＳＩチップ１５のパッド１６に接触され、この状態で
所要の測定が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＬＳＩの高
密度化に伴い、前記パッド１６のサイズは小さくなり、
パッド相互の間隔が狭くなり、又パッド１６の数も増大
している（特に論理デバイスではこの傾向が顕著であ
る）。従来のプローブカードでは、これらの状況に対応
できなくなりつつあり、以下に示す問題が生じていた。
密度化に伴い、前記パッド１６のサイズは小さくなり、
パッド相互の間隔が狭くなり、又パッド１６の数も増大
している（特に論理デバイスではこの傾向が顕著であ
る）。従来のプローブカードでは、これらの状況に対応
できなくなりつつあり、以下に示す問題が生じていた。
【０００５】 パッドのサイズが小さくなった場合の
問題点従来のプローブカード１０では、針１３が鋭角的
に傾斜してパッド１６の表面に接触しているのでプロー
ブカード１０に加重を加えるとパッド上で針１３が移動
する。一方、パッド１６は通常アルミニウム合金によっ
て構成され、その表面には酸化膜ができるため、プロー
ブカード１０に加重を加え、針１３で該酸化膜を擦って
除去している。しかし、パッドのサイズが小さくなった
場合、針１３で酸化膜を擦る際、図１７，図１８に示す
ように針１３がパッド１６からはみ出し、表面保護用の
絶縁膜１７を破ることがある。
問題点従来のプローブカード１０では、針１３が鋭角的
に傾斜してパッド１６の表面に接触しているのでプロー
ブカード１０に加重を加えるとパッド上で針１３が移動
する。一方、パッド１６は通常アルミニウム合金によっ
て構成され、その表面には酸化膜ができるため、プロー
ブカード１０に加重を加え、針１３で該酸化膜を擦って
除去している。しかし、パッドのサイズが小さくなった
場合、針１３で酸化膜を擦る際、図１７，図１８に示す
ように針１３がパッド１６からはみ出し、表面保護用の
絶縁膜１７を破ることがある。
【０００６】 パッドの間隔が狭くなった場合の問題
点この場合、プローブカード１０の針１３の位置精度を
維持できなくなる。すなわち、通常、プローブカード１
０の針１３の位置は樹脂によって配線パターン１２に固
定され、この後、針１３の相互間隔が微調整される。し
かし、針の先端の径は、３０μｍ程度であり、パッド１
６のピッチが８０μｍであると、針の平均間隔は５０μ
ｍとなり、製造が困難となりつつある。
点この場合、プローブカード１０の針１３の位置精度を
維持できなくなる。すなわち、通常、プローブカード１
０の針１３の位置は樹脂によって配線パターン１２に固
定され、この後、針１３の相互間隔が微調整される。し
かし、針の先端の径は、３０μｍ程度であり、パッド１
６のピッチが８０μｍであると、針の平均間隔は５０μ
ｍとなり、製造が困難となりつつある。
【０００７】 パッドの数が増加した場合の問題点近
年、論理デバイスでは３００〜５００個のパッドを有す
るものも珍しくなくなり、パッドの数が増加が顕著であ
る。図１５，図１６に示す従来のプローブカードは、針
１３が平面状に並べられており、針１３の間隔はパッド
１６に接触する先端部から配線パターン１２に接続され
る端部に向けて次第に広げられている。これは、配線パ
ターン１２の相互間隔を確保し、外部へ信号を取出すた
めの配線の接続を容易にするためである。しかし、パッ
ドの数が増加した場合、配線パターン１２の相互間隔を
十分確保することが困難となる。
年、論理デバイスでは３００〜５００個のパッドを有す
るものも珍しくなくなり、パッドの数が増加が顕著であ
る。図１５，図１６に示す従来のプローブカードは、針
１３が平面状に並べられており、針１３の間隔はパッド
１６に接触する先端部から配線パターン１２に接続され
る端部に向けて次第に広げられている。これは、配線パ
ターン１２の相互間隔を確保し、外部へ信号を取出すた
めの配線の接続を容易にするためである。しかし、パッ
ドの数が増加した場合、配線パターン１２の相互間隔を
十分確保することが困難となる。
【０００８】上記のパッドの寸法等に付随する問題点に
加えて、次のような問題もある。
加えて、次のような問題もある。
【０００９】 樹脂とＬＳＩの基板との熱膨張係数の
違いによる問題点信頼性試験等において、高温の状態で
ＬＳＩをテストすることが増えつつある。この場合、プ
ローブカード１０もある程度高温となるが、ＬＳＩの基
板としてのシリコンウェハ１４と、プローブカード１０
のカード基板１１を構成する例えばエポキシ樹脂は、熱
膨張係数が異なっている。このため、針の位置とパッド
の位置とが大きくずれ、測定が困難となることがあっ
た。
違いによる問題点信頼性試験等において、高温の状態で
ＬＳＩをテストすることが増えつつある。この場合、プ
ローブカード１０もある程度高温となるが、ＬＳＩの基
板としてのシリコンウェハ１４と、プローブカード１０
のカード基板１１を構成する例えばエポキシ樹脂は、熱
膨張係数が異なっている。このため、針の位置とパッド
の位置とが大きくずれ、測定が困難となることがあっ
た。
【００１０】このように、従来のプローブカードでは、
狭ピッチ、小サイズ、多数個のパッド、温度条件の変化
に対応することは困難であった。
狭ピッチ、小サイズ、多数個のパッド、温度条件の変化
に対応することは困難であった。
【００１１】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、その目的とするところは、パッドが狭ピッチ、小サ
イズとなったり、パッド数が増大した場合においても、
確実に接触することが可能な回路測定用端子およびその
製造方法を提供しようとするものである。
り、その目的とするところは、パッドが狭ピッチ、小サ
イズとなったり、パッド数が増大した場合においても、
確実に接触することが可能な回路測定用端子およびその
製造方法を提供しようとするものである。
【００１２】また本発明の目的は、温度条件が変化した
場合においても、確実に接触することが可能な回路測定
用端子およびその製造方法を提供しようとするものであ
る。
場合においても、確実に接触することが可能な回路測定
用端子およびその製造方法を提供しようとするものであ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願第１の発明の回路測
定用端子は、絶縁面上の所望の位置に成長された針状結
晶を用いたことを特徴とする。
定用端子は、絶縁面上の所望の位置に成長された針状結
晶を用いたことを特徴とする。
【００１４】本願第２の発明の回路測定用端子は、上記
本願第１の発明において、絶縁面上の所望の位置に成長
された針状結晶と、この針状結晶の表面に設けられた導
電性膜と、前記絶縁面に設けられ、前記導電性膜と接続
された配線と、を具備することを特徴とする。
本願第１の発明において、絶縁面上の所望の位置に成長
された針状結晶と、この針状結晶の表面に設けられた導
電性膜と、前記絶縁面に設けられ、前記導電性膜と接続
された配線と、を具備することを特徴とする。
【００１５】本願第３の発明の回路測定用端子は、上記
本願第１又は第２の発明において、前記絶縁面は、絶縁
層を有するか、あるいはそれ自体が絶縁物の基板の表面
であることを特徴とする。
本願第１又は第２の発明において、前記絶縁面は、絶縁
層を有するか、あるいはそれ自体が絶縁物の基板の表面
であることを特徴とする。
【００１６】本願第４の発明の回路測定用端子は、上記
本願第１又は第２の発明において、前記針状結晶は絶縁
面の法線方向と０．１〜２０度の傾きをもっていること
を特徴とする。
本願第１又は第２の発明において、前記針状結晶は絶縁
面の法線方向と０．１〜２０度の傾きをもっていること
を特徴とする。
【００１７】本願第５の発明の回路測定用端子の製造方
法は、絶縁面に単結晶層、及び該単結晶層と合金を形成
する金属層又は前記単結晶層よりも融点の低い金属層を
形成する工程と、前記単結晶層及び金属層を所望の位置
に島状にパターン形成する工程と、前記絶縁面上に配線
を形成する工程と、前記単結晶層を構成する１又は２以
上の単結晶層材料元素を含む雰囲気内において、前記単
結晶層上の前記金属層により形成される液滴内に前記単
結晶層材料元素を取込み、前記絶縁面上に前記単結晶層
材料元素からなる針状結晶を形成する工程と、この針状
結晶の表面に、前記配線と接続される導電性膜を設ける
工程と、を具備することを特徴とする。
法は、絶縁面に単結晶層、及び該単結晶層と合金を形成
する金属層又は前記単結晶層よりも融点の低い金属層を
形成する工程と、前記単結晶層及び金属層を所望の位置
に島状にパターン形成する工程と、前記絶縁面上に配線
を形成する工程と、前記単結晶層を構成する１又は２以
上の単結晶層材料元素を含む雰囲気内において、前記単
結晶層上の前記金属層により形成される液滴内に前記単
結晶層材料元素を取込み、前記絶縁面上に前記単結晶層
材料元素からなる針状結晶を形成する工程と、この針状
結晶の表面に、前記配線と接続される導電性膜を設ける
工程と、を具備することを特徴とする。
【００１８】
【作用】本発明は、絶縁面上の所望の位置に成長された
針状結晶を用いて、測定用端子を形成している。
針状結晶を用いて、測定用端子を形成している。
【００１９】また本発明は、絶縁面上に針状結晶を成長
させ、この針状結晶の表面に導電性膜を設けるととも
に、針状結晶の表面に設けられた導電性膜と接続された
配線パターンを設け、回路測定用端子を形成している。
このように絶縁面上に針状結晶を成長させれば、針状結
晶を成長させる基体面と電気的に絶縁して回路測定用端
子を形成できる。特に複数の針状結晶を形成した場合に
針状結晶間の電気的絶縁を図ることができる。
させ、この針状結晶の表面に導電性膜を設けるととも
に、針状結晶の表面に設けられた導電性膜と接続された
配線パターンを設け、回路測定用端子を形成している。
このように絶縁面上に針状結晶を成長させれば、針状結
晶を成長させる基体面と電気的に絶縁して回路測定用端
子を形成できる。特に複数の針状結晶を形成した場合に
針状結晶間の電気的絶縁を図ることができる。
【００２０】さらに、これら針状結晶や配線パターン等
は、ＬＳＩの微細加工プロセスに用いられるリソグラフ
やドライエッチング等の技術を使用して形成できるた
め、従来のプローブカードに比べて飛躍的に微細化する
ことができる。したがって、パッドのサイズが小さくな
ったり、パッドの数が増大したり、パッド相互のピッチ
が狭まった場合においても十分対応できるものである。
は、ＬＳＩの微細加工プロセスに用いられるリソグラフ
やドライエッチング等の技術を使用して形成できるた
め、従来のプローブカードに比べて飛躍的に微細化する
ことができる。したがって、パッドのサイズが小さくな
ったり、パッドの数が増大したり、パッド相互のピッチ
が狭まった場合においても十分対応できるものである。
【００２１】なお、本発明において、針状結晶を絶縁面
の法線方向に対して一定角度に傾ければ、基板に荷重を
掛けても、常に針状結晶が一定方向に弾性変形し、端子
どうしの接触／短絡が起こらないようにすることができ
る。このような構成は、端子どうしの間隔が狭い場合、
端子が長い場合に特に有効である。即ち、端子どうしの
間隔が狭い、端子が長い等の場合には、図１０（ａ）の
ように基板２１に針状結晶２３を垂直に成長させた回路
測定用端子では、図１０（ｂ）のように基板２１に垂直
に圧力を加えると、針状結晶２３が一定方向に弾性変形
せず、図中Ａ部のように端子どうしが接触することがあ
る。しかし、図１１（ａ）のように基板２１の法線方向
に対して一定角度傾けて、針状結晶２３を成長させた回
路測定用端子では、図１１（ｂ）のように基板２１に垂
直に圧力を加えると、針状結晶２３が一定方向に弾性変
形し、端子どうしが接触／短絡することはない。なおよ
り具体的には、針状結晶を絶縁面の法線方向に対して傾
ける角度θは０．１度〜２０度の範囲で設定することが
望ましい。角度θが０．１度より小さいと、基板に成長
した針状結晶が互いに異なった方向に変形する場合があ
り、角度θが２０度を超えると、針状結晶に対して斜め
方向に加わる力が大きくなり、必要な接触抵抗を得る前
に針状結晶が折れてしまう場合があるからである。
の法線方向に対して一定角度に傾ければ、基板に荷重を
掛けても、常に針状結晶が一定方向に弾性変形し、端子
どうしの接触／短絡が起こらないようにすることができ
る。このような構成は、端子どうしの間隔が狭い場合、
端子が長い場合に特に有効である。即ち、端子どうしの
間隔が狭い、端子が長い等の場合には、図１０（ａ）の
ように基板２１に針状結晶２３を垂直に成長させた回路
測定用端子では、図１０（ｂ）のように基板２１に垂直
に圧力を加えると、針状結晶２３が一定方向に弾性変形
せず、図中Ａ部のように端子どうしが接触することがあ
る。しかし、図１１（ａ）のように基板２１の法線方向
に対して一定角度傾けて、針状結晶２３を成長させた回
路測定用端子では、図１１（ｂ）のように基板２１に垂
直に圧力を加えると、針状結晶２３が一定方向に弾性変
形し、端子どうしが接触／短絡することはない。なおよ
り具体的には、針状結晶を絶縁面の法線方向に対して傾
ける角度θは０．１度〜２０度の範囲で設定することが
望ましい。角度θが０．１度より小さいと、基板に成長
した針状結晶が互いに異なった方向に変形する場合があ
り、角度θが２０度を超えると、針状結晶に対して斜め
方向に加わる力が大きくなり、必要な接触抵抗を得る前
に針状結晶が折れてしまう場合があるからである。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００２３】先ず、本願発明の理解を容易にするため
に、本発明の背景技術となる、基板の所定の位置に針状
結晶を形成する方法について説明する。この方法は、
「R.S.Wagner and W.C.Ellis:Appl.Phys Letters ４（1
964）89」に開示されているものである。図１２はかか
る針状結晶の形成方法を説明するための図である。
に、本発明の背景技術となる、基板の所定の位置に針状
結晶を形成する方法について説明する。この方法は、
「R.S.Wagner and W.C.Ellis:Appl.Phys Letters ４（1
964）89」に開示されているものである。図１２はかか
る針状結晶の形成方法を説明するための図である。
【００２４】図１２（ａ）に示すように、表面が（１１
１）面であるシリコン（Ｓｉ）単結晶３１の所定の位置
に金（Ａｕ）粒子３２を載置する。これをＳｉＨ4 ，Ｓ
ｉＣｌ4 等のシリコンを含むガスの雰囲気中でＳｉ−Ａ
ｕ合金の融点以上に加熱する。Ｓｉ−Ａｕ合金はその融
点が低いため、金粒子３２は載置された部分にこの合金
の液滴ができる。このとき、ガスの熱分解により、シリ
コンが雰囲気中より取込まれるが、液状体は他の固体状
態に比べてシリコン原子を取込み易く、Ｓｉ−Ａｕ合金
の液滴中には次第にシリコンが過剰となる。この過剰シ
リコンはシリコン基板３１上にエピタキシャル成長し、
同図（ｂ）に示すように、［１１１］軸方向に沿って針
状結晶３３が成長する。この針状結晶３３は単結晶であ
り、基板３１の結晶方向と同一方位を有する。また、針
状結晶３３の直径は液滴の直径とほぼ同一である。
１）面であるシリコン（Ｓｉ）単結晶３１の所定の位置
に金（Ａｕ）粒子３２を載置する。これをＳｉＨ4 ，Ｓ
ｉＣｌ4 等のシリコンを含むガスの雰囲気中でＳｉ−Ａ
ｕ合金の融点以上に加熱する。Ｓｉ−Ａｕ合金はその融
点が低いため、金粒子３２は載置された部分にこの合金
の液滴ができる。このとき、ガスの熱分解により、シリ
コンが雰囲気中より取込まれるが、液状体は他の固体状
態に比べてシリコン原子を取込み易く、Ｓｉ−Ａｕ合金
の液滴中には次第にシリコンが過剰となる。この過剰シ
リコンはシリコン基板３１上にエピタキシャル成長し、
同図（ｂ）に示すように、［１１１］軸方向に沿って針
状結晶３３が成長する。この針状結晶３３は単結晶であ
り、基板３１の結晶方向と同一方位を有する。また、針
状結晶３３の直径は液滴の直径とほぼ同一である。
【００２５】本発明は、上記シリコンの針状結晶を形成
する方法を基にしたものである。以下、本発明に係る回
路測定用端子の構成及びその製造方法について説明す
る。
する方法を基にしたものである。以下、本発明に係る回
路測定用端子の構成及びその製造方法について説明す
る。
【００２６】図１は本発明の一実施例の回路測定用端子
の概略的断面図である。
の概略的断面図である。
【００２７】同図において、５１は測定用端子を示し、
１は絶縁面を構成するサファイア（α−Ａｌ2 Ｏ3 ）基
板、２は配線となるパターン化されたＷ膜、３はＳｉの
針状結晶、４はＳｉの針状結晶３上に設けられるＡｕ等
のメッキ膜（導電性膜）である。サファイア基板１は絶
縁性を有するとともに、その表面に単結晶Ｓｉをエピタ
キシャル成長することができるものである。サファイア
基板１上に成長されるＳｉの針状結晶３は、サファイア
基板１と電気的に絶縁され、針状結晶３上に設けられた
メッキ膜４でＷ膜２と電気的導通を図っている。
１は絶縁面を構成するサファイア（α−Ａｌ2 Ｏ3 ）基
板、２は配線となるパターン化されたＷ膜、３はＳｉの
針状結晶、４はＳｉの針状結晶３上に設けられるＡｕ等
のメッキ膜（導電性膜）である。サファイア基板１は絶
縁性を有するとともに、その表面に単結晶Ｓｉをエピタ
キシャル成長することができるものである。サファイア
基板１上に成長されるＳｉの針状結晶３は、サファイア
基板１と電気的に絶縁され、針状結晶３上に設けられた
メッキ膜４でＷ膜２と電気的導通を図っている。
【００２８】なお、本発明は絶縁面に針状結晶を成長さ
せるものであり、ＳＯＩ技術を前提とする。本発明にお
いて用いられるＳＯＩ技術としては、絶縁基板上に直接
Ｓｉの針状結晶を成長させるならば、サファイア、スピ
ネル（ＭｇＡｌＯ3 ）等の絶縁性を有する単結晶基板の
表面に単結晶Ｓｉを形成する方法が用いられ、絶縁基板
上に形成された島状の単結晶膜（単結晶膜をパターンニ
ングして形成される）から針状結晶を成長させるなら
ば、上記の方法に加えて、単結晶Ｓｉ基板に酸素イオン
を打ち込んで単結晶領域直下に酸化領域を形成する方法
（ＳＩＭＯＸ；Proc.ISIAT '83 1983 p.1855）、表面酸
化された単結晶Ｓｉ支持基体の酸化面に単結晶Ｓｉ基板
を熱処理により貼り合わせる方法（Digest of the IEEE
Int.Elec.Devices Meeting(IEDM)1985 p 684 ）等を用
いることができる。本発明において用いられるＳＯＩ技
術は、絶縁面上に所定の方位で単結晶を成長させるた
め、針状結晶の径程度の大きさで単結晶性が維持できる
ような方法が望ましい。
せるものであり、ＳＯＩ技術を前提とする。本発明にお
いて用いられるＳＯＩ技術としては、絶縁基板上に直接
Ｓｉの針状結晶を成長させるならば、サファイア、スピ
ネル（ＭｇＡｌＯ3 ）等の絶縁性を有する単結晶基板の
表面に単結晶Ｓｉを形成する方法が用いられ、絶縁基板
上に形成された島状の単結晶膜（単結晶膜をパターンニ
ングして形成される）から針状結晶を成長させるなら
ば、上記の方法に加えて、単結晶Ｓｉ基板に酸素イオン
を打ち込んで単結晶領域直下に酸化領域を形成する方法
（ＳＩＭＯＸ；Proc.ISIAT '83 1983 p.1855）、表面酸
化された単結晶Ｓｉ支持基体の酸化面に単結晶Ｓｉ基板
を熱処理により貼り合わせる方法（Digest of the IEEE
Int.Elec.Devices Meeting(IEDM)1985 p 684 ）等を用
いることができる。本発明において用いられるＳＯＩ技
術は、絶縁面上に所定の方位で単結晶を成長させるた
め、針状結晶の径程度の大きさで単結晶性が維持できる
ような方法が望ましい。
【００２９】また、端子どうしの間隔が狭い、端子が長
い等により、端子どうしが接触する可能性がある場合に
は、既に述べたように針状結晶を絶縁面の法線方向に対
して一定角度（θは０．１度〜２０度の範囲が望まし
い）に傾けて形成するのが望ましい。なお、Ｓｉの針状
結晶を、例えばサファイア基板面に対して、一定角度傾
けて成長させるには、サファイアの方位〈０００１〉あ
るいは、
い等により、端子どうしが接触する可能性がある場合に
は、既に述べたように針状結晶を絶縁面の法線方向に対
して一定角度（θは０．１度〜２０度の範囲が望まし
い）に傾けて形成するのが望ましい。なお、Ｓｉの針状
結晶を、例えばサファイア基板面に対して、一定角度傾
けて成長させるには、サファイアの方位〈０００１〉あ
るいは、
【００３０】
【数１】 を基板面に対して数度程度傾けて切り出し、その切り出
し面にＳｉの針状結晶を成長させればよい。
し面にＳｉの針状結晶を成長させればよい。
【００３１】以下、上記実施例の回路測定用端子の製造
方法について説明する。なお、ここでは、サファイア上
に単結晶Ｓｉを形成した基板、いわゆるＳＯＳ基板を用
い、絶縁面（サファイア面）に対して針状結晶を垂直に
成長させた場合について説明する。
方法について説明する。なお、ここでは、サファイア上
に単結晶Ｓｉを形成した基板、いわゆるＳＯＳ基板を用
い、絶縁面（サファイア面）に対して針状結晶を垂直に
成長させた場合について説明する。
【００３２】図２〜図９は、上記実施例の回路測定用端
子の製造工程図である。
子の製造工程図である。
【００３３】まず、図２に示すように、サファイア（α
−Ａｌ2 Ｏ3 ）基板１を気相成長装置の反応管内に置い
て、約１０００℃に加熱し、ＳｉＨ4 ／Ｈ2 の混合ガス
を流し、サファイア基板面１上に１０μｍ程度の厚さの
Ｓｉ単結晶薄膜５を形成する。
−Ａｌ2 Ｏ3 ）基板１を気相成長装置の反応管内に置い
て、約１０００℃に加熱し、ＳｉＨ4 ／Ｈ2 の混合ガス
を流し、サファイア基板面１上に１０μｍ程度の厚さの
Ｓｉ単結晶薄膜５を形成する。
【００３４】次に、図３に示すように、このＳｉ単結晶
薄膜５上に３μｍ程度の厚さのＡｕ薄膜６を蒸着により
形成し、更にレジスト７をスピン・コート法により塗布
する。
薄膜５上に３μｍ程度の厚さのＡｕ薄膜６を蒸着により
形成し、更にレジスト７をスピン・コート法により塗布
する。
【００３５】次に、図４に示すように、一般的なフォト
リソグラフィー法の手順に従い露光、及び現像を行ない
レジストマスク７を所望のパターンに形成し、更にレジ
ストマスク７で覆われていない部分のＡｕ薄膜６、Ｓｉ
単結晶薄膜５をエッチングにより除去しサファイア基板
１面を露出させる。
リソグラフィー法の手順に従い露光、及び現像を行ない
レジストマスク７を所望のパターンに形成し、更にレジ
ストマスク７で覆われていない部分のＡｕ薄膜６、Ｓｉ
単結晶薄膜５をエッチングにより除去しサファイア基板
１面を露出させる。
【００３６】次に、図５に示すように、Ｗ薄膜２を全面
（サファイア基板１の表面及びレジストマスク７の表
面）に蒸着し、図６に示すように、リフトオフ法により
Ｗ薄膜２に孔を開ける。具体的には、レジスト剥離液に
浸漬することによりレジストマスク７は溶解し、その上
のＷ薄膜２も同時に取り除かれ、レジストマスク７の形
状に添った孔が得られる（ドット状のＡｕ薄膜６が露出
する）。
（サファイア基板１の表面及びレジストマスク７の表
面）に蒸着し、図６に示すように、リフトオフ法により
Ｗ薄膜２に孔を開ける。具体的には、レジスト剥離液に
浸漬することによりレジストマスク７は溶解し、その上
のＷ薄膜２も同時に取り除かれ、レジストマスク７の形
状に添った孔が得られる（ドット状のＡｕ薄膜６が露出
する）。
【００３７】次に図７に示すように再度フォトリソグラ
フ法とエッチング法を用いてＷ薄膜２を所望のパターン
に加工する。このパターン化したＷ薄膜２は後で配線と
して用いられるものである。なお、本実施例においては
Ａｕ薄膜６の大きさを約３０μｍφのドット状とした。
なお、成長する針状結晶の径はドット状のＡｕ薄膜の体
積に依存する。即ち、Ａｕ薄膜のドット径か膜厚かを調
整すれば、針状結晶の径を制御することができる。従っ
て、成長させようとする針状結晶の径によりＡｕ薄膜６
の大きさと厚さとを適宜設定する必要がある。ただし、
（Ａｕの膜厚）／（ドット径）の比は大きい方が望まし
い。これは（Ａｕの膜厚）／（ドット径）の比が小さい
と、後述するＡｕ−Ｓｉの液滴形成時に液滴の表面張力
により複数の液滴に分割し、結果的に１個のドットから
複数の針状結晶が生成されることになるからである。
フ法とエッチング法を用いてＷ薄膜２を所望のパターン
に加工する。このパターン化したＷ薄膜２は後で配線と
して用いられるものである。なお、本実施例においては
Ａｕ薄膜６の大きさを約３０μｍφのドット状とした。
なお、成長する針状結晶の径はドット状のＡｕ薄膜の体
積に依存する。即ち、Ａｕ薄膜のドット径か膜厚かを調
整すれば、針状結晶の径を制御することができる。従っ
て、成長させようとする針状結晶の径によりＡｕ薄膜６
の大きさと厚さとを適宜設定する必要がある。ただし、
（Ａｕの膜厚）／（ドット径）の比は大きい方が望まし
い。これは（Ａｕの膜厚）／（ドット径）の比が小さい
と、後述するＡｕ−Ｓｉの液滴形成時に液滴の表面張力
により複数の液滴に分割し、結果的に１個のドットから
複数の針状結晶が生成されることになるからである。
【００３８】更に図８に示すように、全面にＳｉＯ2 膜
９を形成しフォトリソグラフィー法とエッチングにより
パターン化したＡｕ薄膜６上部に孔８を開ける。
９を形成しフォトリソグラフィー法とエッチングにより
パターン化したＡｕ薄膜６上部に孔８を開ける。
【００３９】以上の加工を施したサファイア基板１を反
応管内において、Ｓｉ−Ａｕ合金の共晶点以上に加熱
（ここでは約９５０℃で加熱した）し、ＳｉＣｌ4 とＨ
2 の混合ガスを導入すると、図９に示すようにＡｕ薄膜
６′の残っている部分にＳｉ針状結晶３が形成される。
応管内において、Ｓｉ−Ａｕ合金の共晶点以上に加熱
（ここでは約９５０℃で加熱した）し、ＳｉＣｌ4 とＨ
2 の混合ガスを導入すると、図９に示すようにＡｕ薄膜
６′の残っている部分にＳｉ針状結晶３が形成される。
【００４０】この後、ＳｉＯ2 膜９を除去して、Ｓｉ針
状結晶３の上に、例えば選択性を有する無電解メッキ法
により、導電性膜たる金をメッキしてメッキ膜４を形成
する。表面にコートされたメッキ膜４は、Ｗ膜２と接続
される。このようにして、図１に示したように、サファ
イア基板１上の所定の位置に針状の測定用端子５１を形
成することができる。
状結晶３の上に、例えば選択性を有する無電解メッキ法
により、導電性膜たる金をメッキしてメッキ膜４を形成
する。表面にコートされたメッキ膜４は、Ｗ膜２と接続
される。このようにして、図１に示したように、サファ
イア基板１上の所定の位置に針状の測定用端子５１を形
成することができる。
【００４１】上記実施例によれば、測定用端子５１を、
ＬＳＩの微細加工プロセスに用いられるリソグラフ、ド
ライエッチング等の技術を使用して形成できるため、従
来のプローブカードに比べて飛躍的に微細化することが
できる。ここで、本実施例で度々行われるフォトリソグ
ラフ法は、針状結晶の形成以前に形成されるので、ほぼ
平坦な基板面に対して行われる。したがって、パッドの
サイズが小さくなったり、パッドの数が増大したり、パ
ッド相互のピッチが狭まった場合においても十分な精度
で測定用端子を作製することができる。
ＬＳＩの微細加工プロセスに用いられるリソグラフ、ド
ライエッチング等の技術を使用して形成できるため、従
来のプローブカードに比べて飛躍的に微細化することが
できる。ここで、本実施例で度々行われるフォトリソグ
ラフ法は、針状結晶の形成以前に形成されるので、ほぼ
平坦な基板面に対して行われる。したがって、パッドの
サイズが小さくなったり、パッドの数が増大したり、パ
ッド相互のピッチが狭まった場合においても十分な精度
で測定用端子を作製することができる。
【００４２】さて、前述したように、従来のプローブカ
ードは、針によってパッドの表面を斜めから擦すること
により、表面の自然酸化膜を破っていた。この実施例に
おいて、測定用端子５１の先端は、Ｓｉ−Ａｕ合金又は
これに被覆された金等の導電材料である。この測定用端
子５１の先端を、図１３に示すように、アルミニウム合
金製のパッド５２の表面に当接し、基板４１（サファイ
ア基板１に対応する）を加圧すると、測定用端子５１に
よって自然酸化膜５３が破かれ、測定用端子５１とパッ
ド５２とが接触される。 上記のように基板４１を加圧
すると、測定用端子５１は弾性変化して湾曲する。この
とき測定用端子５１を基板４１の表面の法線方向に対し
て所定に角度、例えば、５度傾ければ、図１１に示した
ように測定用端子５１は一定方向に弾性変形し、互いに
接触／短絡等は起こらない。また、この測定用端子５１
を構成する針状結晶は殆ど結晶欠陥のない完全結晶であ
るため機械的強度が強く、弾性変形範囲が大きい。具体
的には、直径が３０μｍ、長さが１ｍｍの測定用端子５
１に対して、その軸方向に８ｇｆの加重を加えた場合、
図１４に示す反り量Ｌは４００μｍであった。このよう
に、測定用端子５１は機械的強度が強いため、測定用端
子５１によってパッド５２の自然酸化膜５３を確実に破
ることができるとともに、互いに接触／短絡等は起こら
ず、多数回の使用にも絶え得るものである。
ードは、針によってパッドの表面を斜めから擦すること
により、表面の自然酸化膜を破っていた。この実施例に
おいて、測定用端子５１の先端は、Ｓｉ−Ａｕ合金又は
これに被覆された金等の導電材料である。この測定用端
子５１の先端を、図１３に示すように、アルミニウム合
金製のパッド５２の表面に当接し、基板４１（サファイ
ア基板１に対応する）を加圧すると、測定用端子５１に
よって自然酸化膜５３が破かれ、測定用端子５１とパッ
ド５２とが接触される。 上記のように基板４１を加圧
すると、測定用端子５１は弾性変化して湾曲する。この
とき測定用端子５１を基板４１の表面の法線方向に対し
て所定に角度、例えば、５度傾ければ、図１１に示した
ように測定用端子５１は一定方向に弾性変形し、互いに
接触／短絡等は起こらない。また、この測定用端子５１
を構成する針状結晶は殆ど結晶欠陥のない完全結晶であ
るため機械的強度が強く、弾性変形範囲が大きい。具体
的には、直径が３０μｍ、長さが１ｍｍの測定用端子５
１に対して、その軸方向に８ｇｆの加重を加えた場合、
図１４に示す反り量Ｌは４００μｍであった。このよう
に、測定用端子５１は機械的強度が強いため、測定用端
子５１によってパッド５２の自然酸化膜５３を確実に破
ることができるとともに、互いに接触／短絡等は起こら
ず、多数回の使用にも絶え得るものである。
【００４３】尚、基板４１全体を超音波を印加し、測定
用端子５１を振動させることにより、パッド５２の自然
酸化膜５３を一層有効に除去することができる。
用端子５１を振動させることにより、パッド５２の自然
酸化膜５３を一層有効に除去することができる。
【００４４】上記本実施例においては、絶縁面に半導体
材料たるＳｉの針状結晶を成長させて測定用端子とした
ため、メッキ膜４を設けたが、絶縁面に導電性を有する
針状結晶を成長させ測定用端子とすればメッキ膜４は不
要となり、工程を簡易化することができる。
材料たるＳｉの針状結晶を成長させて測定用端子とした
ため、メッキ膜４を設けたが、絶縁面に導電性を有する
針状結晶を成長させ測定用端子とすればメッキ膜４は不
要となり、工程を簡易化することができる。
【００４５】なお、基板の材料としては、前述したよう
に、サファイア以外にもスピネル（ＭｇＡｌＯ3 ）が使
用できる。また、本実施例では、サファイア基板上に一
度島状にＳｉ単結晶膜を形成して、その後Ｓｉ針状結晶
の成長を行ったがＳｉ単結晶膜の形成は必ずしも必要で
なく、サファイア基板上に直接Ｓｉ針状結晶を形成して
も構わない。基板として、前述したＳＩＭＯＸ基板、貼
り合わせ基板を用いる場合には、本実施例のように、島
状にＳｉ単結晶膜を形成した後、Ｓｉ針状結晶の成長を
行えばよい。
に、サファイア以外にもスピネル（ＭｇＡｌＯ3 ）が使
用できる。また、本実施例では、サファイア基板上に一
度島状にＳｉ単結晶膜を形成して、その後Ｓｉ針状結晶
の成長を行ったがＳｉ単結晶膜の形成は必ずしも必要で
なく、サファイア基板上に直接Ｓｉ針状結晶を形成して
も構わない。基板として、前述したＳＩＭＯＸ基板、貼
り合わせ基板を用いる場合には、本実施例のように、島
状にＳｉ単結晶膜を形成した後、Ｓｉ針状結晶の成長を
行えばよい。
【００４６】また基板上に配置される金属は、基板上で
液滴を形成するような金属、即ち、基板と合金を形成す
る金属又は前記基板よりも融点の低い金属であればよ
い。
液滴を形成するような金属、即ち、基板と合金を形成す
る金属又は前記基板よりも融点の低い金属であればよ
い。
【００４７】また、基板の材料としてシリコンを使用す
る場合において、シリコンと合金を作るための金属は、
金に限定されるものではなく、低融点合金となる物であ
ればよい。
る場合において、シリコンと合金を作るための金属は、
金に限定されるものではなく、低融点合金となる物であ
ればよい。
【００４８】さらに、針状結晶の表面には導電膜として
金をコートしたが、このコート材料は金に限定されるも
のではなく、他の導電材料でも可能である。但し、酸化
物ができにくい貴金属が望ましい。
金をコートしたが、このコート材料は金に限定されるも
のではなく、他の導電材料でも可能である。但し、酸化
物ができにくい貴金属が望ましい。
【００４９】以上説明した実施例においては、回路測定
用端子によって半導体集積回路の動作特性を測定する場
合について説明したが、本発明の回路測定用端子は半導
体集積回路に限定されるものではなく、他の回路の測定
にも適用可能である。
用端子によって半導体集積回路の動作特性を測定する場
合について説明したが、本発明の回路測定用端子は半導
体集積回路に限定されるものではなく、他の回路の測定
にも適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
パッドが狭ピッチ、小サイズとなり、且つ、パッド数が
増大した場合においても、確実に接触することが可能な
回路測定用端子およびその製造方法を提供できる。更
に、本発明によれば、針状結晶を成長させる基体面と電
気的に絶縁して回路測定用端子を形成でき、特に複数の
針状結晶を形成した場合に針状結晶間の電気的絶縁を図
ることができる。
パッドが狭ピッチ、小サイズとなり、且つ、パッド数が
増大した場合においても、確実に接触することが可能な
回路測定用端子およびその製造方法を提供できる。更
に、本発明によれば、針状結晶を成長させる基体面と電
気的に絶縁して回路測定用端子を形成でき、特に複数の
針状結晶を形成した場合に針状結晶間の電気的絶縁を図
ることができる。
【図１】本発明の一実施例の回路測定用端子の概略的断
面図である。
面図である。
【図２】上記実施例の製造工程を示す概略的断面図であ
る。
る。
【図３】上記実施例の製造工程を示す概略的断面図であ
る。
る。
【図４】上記実施例の製造工程を示す概略的断面図であ
る。
る。
【図５】上記実施例の製造工程を示す概略的断面図であ
る。
る。
【図６】上記実施例の製造工程を示す概略的断面図であ
る。
る。
【図７】上記実施例の製造工程を示す概略的断面図であ
る。
る。
【図８】上記実施例の製造工程を示す概略的断面図であ
る。
る。
【図９】上記実施例の製造工程を示す概略的断面図であ
る。
る。
【図１０】本発明により、針状結晶を一定角度に傾けて
成長させた場合の回路測定用端子の説明図である。
成長させた場合の回路測定用端子の説明図である。
【図１１】針状結晶を垂直に成長させた場合の回路測定
用端子の説明図である。
用端子の説明図である。
【図１２】本発明の基になる針状結晶の形成方法を説明
するための図である。
するための図である。
【図１３】本実施例に係わる測定用端子とパッドの接触
状態を示す断面図である。
状態を示す断面図である。
【図１４】本実施例に係わる測定用端子をパッドに接触
し加圧した状態を示す断面図である。
し加圧した状態を示す断面図である。
【図１５】従来のプローブカードを示す平面図である。
【図１６】図１５のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１７】従来の針とパッドの関係を説明するために示
す図である。
す図である。
【図１８】図１７の断面図である。
１ サファイア基板 ２ Ｗ膜 ３ Ｓｉの針状結晶 ４ メッキ膜 ５ Ｓｉ単結晶薄膜 ６ Ａｕ薄膜 ７ レジストマスク ８ 孔 ９ ＳｉＯ2 膜 ２１，４１ 基板 ２３ 針状結晶 ５１ 測定用端子 ５２ パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 徹 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内 (72)発明者 奥村 勝弥 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝多摩川工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 絶縁面上の所望の位置に成長された針状
結晶を用いたことを特徴とする回路測定用端子。 - 【請求項２】 絶縁面上の所望の位置に成長された針状
結晶と、この針状結晶の表面に設けられた導電性膜と、
前記絶縁面に設けられ、前記導電性膜と接続された配線
と、を具備することを特徴とする請求項１記載の回路測
定用端子。 - 【請求項３】 前記絶縁面は、絶縁層を有するか、ある
いはそれ自体が絶縁物の基板の表面である請求項１又は
請求項２記載の回路測定用端子。 - 【請求項４】 前記針状結晶は絶縁面の法線方向と０．
１〜２０度の傾きをもっている請求項１又は請求項２記
載の回路測定用端子。 - 【請求項５】 絶縁面に単結晶層、及び該単結晶層と合
金を形成する金属層又は前記単結晶層よりも融点の低い
金属層を形成する工程と、 前記単結晶層及び金属層を所望の位置に島状にパターン
形成する工程と、 前記絶縁面上に配線を形成する工程と、 前記単結晶層を構成する１又は２以上の単結晶層材料元
素を含む雰囲気内において、前記単結晶層上の前記金属
層により形成される液滴内に前記単結晶層材料元素を取
込み、前記絶縁面上に前記単結晶層材料元素からなる針
状結晶を形成する工程と、 この針状結晶の表面に、前記配線と接続される導電性膜
を設ける工程と、 を具備することを特徴とする回路測定用端子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5635892A JPH05215774A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 回路測定用端子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5635892A JPH05215774A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 回路測定用端子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215774A true JPH05215774A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=13025026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5635892A Pending JPH05215774A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 回路測定用端子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05215774A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0733598A (ja) * | 1993-07-27 | 1995-02-03 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 針状単結晶体の加工品及びその製法 |
| JPH07144999A (ja) * | 1993-11-22 | 1995-06-06 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 針状単結晶体及びその製法 |
| US5903161A (en) * | 1995-01-26 | 1999-05-11 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Electrically conductive rod-shaped single crystal product and assembly for measuring electrical properties employing such product, as well as processes for their production |
| KR101408550B1 (ko) * | 2011-10-21 | 2014-06-17 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 프로브 카드용 접촉 단자 및 프로브 카드 |
-
1992
- 1992-02-06 JP JP5635892A patent/JPH05215774A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0733598A (ja) * | 1993-07-27 | 1995-02-03 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 針状単結晶体の加工品及びその製法 |
| JPH07144999A (ja) * | 1993-11-22 | 1995-06-06 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 針状単結晶体及びその製法 |
| US5903161A (en) * | 1995-01-26 | 1999-05-11 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Electrically conductive rod-shaped single crystal product and assembly for measuring electrical properties employing such product, as well as processes for their production |
| KR101408550B1 (ko) * | 2011-10-21 | 2014-06-17 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 프로브 카드용 접촉 단자 및 프로브 카드 |
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