JP2002071719A - プローブカード及びその製造方法 - Google Patents
プローブカード及びその製造方法Info
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- JP2002071719A JP2002071719A JP2000266294A JP2000266294A JP2002071719A JP 2002071719 A JP2002071719 A JP 2002071719A JP 2000266294 A JP2000266294 A JP 2000266294A JP 2000266294 A JP2000266294 A JP 2000266294A JP 2002071719 A JP2002071719 A JP 2002071719A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高密度に配列された多数の電極を有する半導
体素子の電気的性能を高速信号によって測定可能なプロ
ーブカードであって、十分なストロークとスクラブ機能
を有し実用性が高いプローブカード及びこのプローブカ
ードを加工精度よく微細な組立作業を要せずに製造でき
る製造方法を提供する。 【解決手段】 プローブカードを基材部1、配線部2及
び延長配線3より構成し、配線部2は片持ち梁状の形状
として、配線部2には、基板6に固定するための固定部
11、固定部11から起立した中間部10a、中間部1
0aに続き探子9を支持する突起支持部10及び測定対
象となる半導体素子の電極に接触する探子9を設けるこ
とにより、探子9に十分なストロークとスクラブ機能を
付与する。
体素子の電気的性能を高速信号によって測定可能なプロ
ーブカードであって、十分なストロークとスクラブ機能
を有し実用性が高いプローブカード及びこのプローブカ
ードを加工精度よく微細な組立作業を要せずに製造でき
る製造方法を提供する。 【解決手段】 プローブカードを基材部1、配線部2及
び延長配線3より構成し、配線部2は片持ち梁状の形状
として、配線部2には、基板6に固定するための固定部
11、固定部11から起立した中間部10a、中間部1
0aに続き探子9を支持する突起支持部10及び測定対
象となる半導体素子の電極に接触する探子9を設けるこ
とにより、探子9に十分なストロークとスクラブ機能を
付与する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子等の検
査を行うための複数のプローブを有しこのプローブが半
導体素子に設けられた多数の電極に接触して電気信号を
伝送するプローブカード及びその製造方法に関し、特
に、高密度に集積された多数の電極を有する半導体素子
を検査可能なプローブカード及びこのプローブカードを
精度良く製造できる製造方法に関する。
査を行うための複数のプローブを有しこのプローブが半
導体素子に設けられた多数の電極に接触して電気信号を
伝送するプローブカード及びその製造方法に関し、特
に、高密度に集積された多数の電極を有する半導体素子
を検査可能なプローブカード及びこのプローブカードを
精度良く製造できる製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】LSI(Large Scale Integrated Circu
it:大規模集積回路)用の半導体素子は、1枚の半導体
ウェハ上に多数形成された後、個々のチップに切り分け
られ、配線基板に実装され、電気製品等において使用さ
れる。通常、個々の半導体チップの表面には、その周囲
に沿って多数の電極が列設されている。このような半導
体素子を工業的に多数生産し、その電気的性能を効率的
に検査するために、図9に示すような構造の接続装置が
使用されている。この接続装置はプローブカードとよば
れ、通常、配線が埋設された樹脂基板からなるボード2
3と、このボード23から斜めに突出した金属針からな
るプローブ24とから構成されている。この接続装置に
よる検査においては、プローブ24の撓みを利用した接
触圧により半導体チップ表面のプローブ24により電極
をこすり、この電極の表面に自然に形成される酸化膜を
除去することでプローブ24を前記電極に電気的に接続
し、半導体素子の電気特性を検査する。
it:大規模集積回路)用の半導体素子は、1枚の半導体
ウェハ上に多数形成された後、個々のチップに切り分け
られ、配線基板に実装され、電気製品等において使用さ
れる。通常、個々の半導体チップの表面には、その周囲
に沿って多数の電極が列設されている。このような半導
体素子を工業的に多数生産し、その電気的性能を効率的
に検査するために、図9に示すような構造の接続装置が
使用されている。この接続装置はプローブカードとよば
れ、通常、配線が埋設された樹脂基板からなるボード2
3と、このボード23から斜めに突出した金属針からな
るプローブ24とから構成されている。この接続装置に
よる検査においては、プローブ24の撓みを利用した接
触圧により半導体チップ表面のプローブ24により電極
をこすり、この電極の表面に自然に形成される酸化膜を
除去することでプローブ24を前記電極に電気的に接続
し、半導体素子の電気特性を検査する。
【0003】しかしながら近時、半導体素子はその実装
の面でも高密度化が進み、ハンダ又は金のバンプをその
電極上に有するチップ状の半導体素子が開発されてい
る。このため、図9に示した従来のプローブカードでは
対応が困難になりつつある。即ち、図9に示すようなプ
ローブカードは個々の針を配列して作製されるため、高
密度化に対して針の太さ及び取り付け端子位置の点から
空間的な制限がある。また、プローブを約100μm以
下のピッチで形成する場合には、プローブを千鳥状に配
列する必要が生じ、個々のプローブのパネ荷重が異なる
等の特性上の問題を生じている。更に、プローブが長い
ことからインダクタンスが大きく、高速信号による検査
に限界がある。
の面でも高密度化が進み、ハンダ又は金のバンプをその
電極上に有するチップ状の半導体素子が開発されてい
る。このため、図9に示した従来のプローブカードでは
対応が困難になりつつある。即ち、図9に示すようなプ
ローブカードは個々の針を配列して作製されるため、高
密度化に対して針の太さ及び取り付け端子位置の点から
空間的な制限がある。また、プローブを約100μm以
下のピッチで形成する場合には、プローブを千鳥状に配
列する必要が生じ、個々のプローブのパネ荷重が異なる
等の特性上の問題を生じている。更に、プローブが長い
ことからインダクタンスが大きく、高速信号による検査
に限界がある。
【0004】このような問題点に鑑み、高密度化及び狭
ピッチ化された半導体素子を高速信号により動作試験を
行う場合のプローブカードとして、以下に示すプローブ
カードが提案されている。特開平7−283280号公
報に記載されている接続装置は、薄膜の形成及びエッチ
ング等の手段により、多数の鋭利な接触端子が高密度に
形成でき、これを被測定素子に押しつけることで半導体
素子の電極との電気的接触を得るものである。また、特
開平8−50146号公報に記載されている接続装置に
ついても同様で、エッチング及びフォトリソグラフィの
技術を使用して、多数の接触端子が一括して精度良く形
成されている。
ピッチ化された半導体素子を高速信号により動作試験を
行う場合のプローブカードとして、以下に示すプローブ
カードが提案されている。特開平7−283280号公
報に記載されている接続装置は、薄膜の形成及びエッチ
ング等の手段により、多数の鋭利な接触端子が高密度に
形成でき、これを被測定素子に押しつけることで半導体
素子の電極との電気的接触を得るものである。また、特
開平8−50146号公報に記載されている接続装置に
ついても同様で、エッチング及びフォトリソグラフィの
技術を使用して、多数の接触端子が一括して精度良く形
成されている。
【0005】また別の例として、特許第2968051
号及び特表平10−506238号公報に記載されたプ
ローブカードが提案されている。前者はボンディングワ
イヤ等で形成された自立的なバネ要素をブローブとして
使用する技術であり、後者はこれに鋭利な先端部を形成
する技術である。
号及び特表平10−506238号公報に記載されたプ
ローブカードが提案されている。前者はボンディングワ
イヤ等で形成された自立的なバネ要素をブローブとして
使用する技術であり、後者はこれに鋭利な先端部を形成
する技術である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
技術には以下に示すような問題点がある。特開平7−2
83280号公報に記載されている接続装置は、針先を
横方向に動かす機能を持たないため、測定対象となる半
導体素子の電極がアルミニウム等の表面に酸化膜を形成
するような金属で形成されている場合には、プローブと
電極との間の接触抵抗を十分に減少できずに測定不良を
生じる可能性がある。また、プローブのストローク、即
ち、プローブを押しつけた場合の復元可能な押しつけ高
さが十分でないため、測定対象となる半導体素子の電極
の高さにバラツキがある場合及びこの半導体素子上に異
物及びゴミ等がある場合には、測定不良を生じたりプロ
ーブ及び半導体素子にダメージを与えてしまう。また、
一般にプローブカードはプロ−バーと呼ばれる接触装置
に装着させて使用されるが、その取り付け精度も十分良
いとはいえず、プローブカード全体が傾いたり、撓んだ
りする場合がある。その場合にも、個々のプローブに例
えば約10μmのストロークがないと、前述の場合と同
様に一部のプローブにおいて接触が不良となる可能性が
生じる。
技術には以下に示すような問題点がある。特開平7−2
83280号公報に記載されている接続装置は、針先を
横方向に動かす機能を持たないため、測定対象となる半
導体素子の電極がアルミニウム等の表面に酸化膜を形成
するような金属で形成されている場合には、プローブと
電極との間の接触抵抗を十分に減少できずに測定不良を
生じる可能性がある。また、プローブのストローク、即
ち、プローブを押しつけた場合の復元可能な押しつけ高
さが十分でないため、測定対象となる半導体素子の電極
の高さにバラツキがある場合及びこの半導体素子上に異
物及びゴミ等がある場合には、測定不良を生じたりプロ
ーブ及び半導体素子にダメージを与えてしまう。また、
一般にプローブカードはプロ−バーと呼ばれる接触装置
に装着させて使用されるが、その取り付け精度も十分良
いとはいえず、プローブカード全体が傾いたり、撓んだ
りする場合がある。その場合にも、個々のプローブに例
えば約10μmのストロークがないと、前述の場合と同
様に一部のプローブにおいて接触が不良となる可能性が
生じる。
【0007】また、特開平8−50146号公報に記載
されている技術では、接触子が横方向に延びたカンチレ
バー(梁)の先端に形成されていることから、ある程度
のストロークを確保できているが、それでも、接触端の
高さ以上に押し込んだ場合には基板が被測定素子に接触
するため、十分なストロークがあるとはいえない。ま
た、このように水平にカンチレバーを形成した場合に
は、半導体素子の電極にプローブを垂直に接触させたと
きには、プローブの先端部は水平方向にはほとんど移動
せず、被測定素子の電極表面を引っかく(スクラブす
る)ことができない。即ち、スクラブ機能がない。この
ため、やはり特開平7−283280号公報に記載のプ
ローブカードと同様に、十分な接触抵抗を得ることがで
きない可能性がある。
されている技術では、接触子が横方向に延びたカンチレ
バー(梁)の先端に形成されていることから、ある程度
のストロークを確保できているが、それでも、接触端の
高さ以上に押し込んだ場合には基板が被測定素子に接触
するため、十分なストロークがあるとはいえない。ま
た、このように水平にカンチレバーを形成した場合に
は、半導体素子の電極にプローブを垂直に接触させたと
きには、プローブの先端部は水平方向にはほとんど移動
せず、被測定素子の電極表面を引っかく(スクラブす
る)ことができない。即ち、スクラブ機能がない。この
ため、やはり特開平7−283280号公報に記載のプ
ローブカードと同様に、十分な接触抵抗を得ることがで
きない可能性がある。
【0008】なお、プローブカードには多数のプローブ
が検査対象となる半導体素子を囲むように取り付けられ
ているため、プローブカード自体を水平方向に移動させ
てプローブに被測定素子の電極表面をスクラブさせよう
とすると、いくつかのプローブには横方向の外力が加わ
ることになり、これらのプローブに損傷を与えてしま
う。従って、プローブカード自体を水平方向に移動させ
ることによりスクラブ機能を付与することはできない。
が検査対象となる半導体素子を囲むように取り付けられ
ているため、プローブカード自体を水平方向に移動させ
てプローブに被測定素子の電極表面をスクラブさせよう
とすると、いくつかのプローブには横方向の外力が加わ
ることになり、これらのプローブに損傷を与えてしま
う。従って、プローブカード自体を水平方向に移動させ
ることによりスクラブ機能を付与することはできない。
【0009】更に、特表平10−506238号公報及
び特許第2968051号に記載の技術は、鋭利な形状
を有するプローブの先端部分を一括して作製し、個々に
作製したバネ要素(ボンディングワイヤ)を接合する技
術であり、このプローブは十分なストロークとスクラブ
機能を有している。しかしながら、この技術は前記先端
部とバネ要素を別々に作製するために、各々の合わせ精
度及びワイヤの太さの点から微細化には限界があり、高
密度に配列された電極を有する半導体素子の測定を行う
ことができない。
び特許第2968051号に記載の技術は、鋭利な形状
を有するプローブの先端部分を一括して作製し、個々に
作製したバネ要素(ボンディングワイヤ)を接合する技
術であり、このプローブは十分なストロークとスクラブ
機能を有している。しかしながら、この技術は前記先端
部とバネ要素を別々に作製するために、各々の合わせ精
度及びワイヤの太さの点から微細化には限界があり、高
密度に配列された電極を有する半導体素子の測定を行う
ことができない。
【0010】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、高密度に配列された多数の電極を有する半
導体素子の電気的性能を高速信号によって測定可能なプ
ローブカードであって、十分なストロークとスクラブ機
能を有し実用性が高いプローブカード及びこのプローブ
カードを加工精度よく微細な組立作業を要せずに製造で
きる製造方法を提供することを目的とする。
のであって、高密度に配列された多数の電極を有する半
導体素子の電気的性能を高速信号によって測定可能なプ
ローブカードであって、十分なストロークとスクラブ機
能を有し実用性が高いプローブカード及びこのプローブ
カードを加工精度よく微細な組立作業を要せずに製造で
きる製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプローブカ
ードは、検査対象と電気的に接触して電気信号を入出力
するためのプローブカードであって、検査対象と電気的
に接触するための複数個の片持ち梁状のプローブと、こ
のプローブから引き出される配線と、前記プローブを支
持するための基材部と、を有し、前記プローブは、前記
基材部に固定されている固定部と、前記固定部から起立
した中間部と、この中間部に続く突起支持部と、この突
起支持部に設けられ検査対象と接触するための探子と、
を有することを特徴とする。
ードは、検査対象と電気的に接触して電気信号を入出力
するためのプローブカードであって、検査対象と電気的
に接触するための複数個の片持ち梁状のプローブと、こ
のプローブから引き出される配線と、前記プローブを支
持するための基材部と、を有し、前記プローブは、前記
基材部に固定されている固定部と、前記固定部から起立
した中間部と、この中間部に続く突起支持部と、この突
起支持部に設けられ検査対象と接触するための探子と、
を有することを特徴とする。
【0012】本発明においては、プローブが固定部から
起立した中間部を有するため、プローブは十分なストロ
ークを持つことができ、プローブカードの取り付け精度
を十分吸収することができる。また、プローブが測定対
象である半導体素子の電極に垂直に押し付けられたとき
に、検査対象と接触するための探子が適度な距離を適度
な荷重で水平方向に移動し、前記電極表面をスクラブす
ることができる。更に、個々のプローブが独立して可動
できるために、測定対象の不均一及びゴミ等の影響も軽
減でき、実用的なプローブカードを提供することができ
る。
起立した中間部を有するため、プローブは十分なストロ
ークを持つことができ、プローブカードの取り付け精度
を十分吸収することができる。また、プローブが測定対
象である半導体素子の電極に垂直に押し付けられたとき
に、検査対象と接触するための探子が適度な距離を適度
な荷重で水平方向に移動し、前記電極表面をスクラブす
ることができる。更に、個々のプローブが独立して可動
できるために、測定対象の不均一及びゴミ等の影響も軽
減でき、実用的なプローブカードを提供することができ
る。
【0013】本発明に係るプローブカードの製造方法
は、検査対象と電気的に接触して電気信号を入出力する
ためのプローブカードの製造方法であって、第1の基板
上に複数個のプローブを形成する工程と、前記プローブ
を第2の基板上に連結する工程と、前記プローブから前
記第1の基板を剥離する工程と、前記プローブを前記第
2の基板に電気的に接続し前記第2の基板上に前記プロ
ーブが配置されたプローブカードを形成する工程と、を
有し、前記プローブは、前記基材部に固定されている固
定部と、前記固定部から起立した中間部と、この中間部
に続く突起支持部と、この突起支持部に設けられ検査対
象と接触するための探子と、を有することを特徴とす
る。
は、検査対象と電気的に接触して電気信号を入出力する
ためのプローブカードの製造方法であって、第1の基板
上に複数個のプローブを形成する工程と、前記プローブ
を第2の基板上に連結する工程と、前記プローブから前
記第1の基板を剥離する工程と、前記プローブを前記第
2の基板に電気的に接続し前記第2の基板上に前記プロ
ーブが配置されたプローブカードを形成する工程と、を
有し、前記プローブは、前記基材部に固定されている固
定部と、前記固定部から起立した中間部と、この中間部
に続く突起支持部と、この突起支持部に設けられ検査対
象と接触するための探子と、を有することを特徴とす
る。
【0014】また、前記第1の基板上にプローブを形成
する工程は、前記第1の基板の表面に前記探子を形成す
るための第1の凹凸を形成する工程と、前記第1の基板
の表面に前記固定部、前記中間部及び前記突起支持部を
形成するための第2の凹凸を形成する工程と、前記探子
を形成する工程と、前記突起支持部を形成する工程と、
前記中間部を形成する工程と、前記固定部を形成する工
程と、を有し、前記突起支持部、前記中間部及び前記固
定部を同一の材料によって同時に形成することができ
る。
する工程は、前記第1の基板の表面に前記探子を形成す
るための第1の凹凸を形成する工程と、前記第1の基板
の表面に前記固定部、前記中間部及び前記突起支持部を
形成するための第2の凹凸を形成する工程と、前記探子
を形成する工程と、前記突起支持部を形成する工程と、
前記中間部を形成する工程と、前記固定部を形成する工
程と、を有し、前記突起支持部、前記中間部及び前記固
定部を同一の材料によって同時に形成することができ
る。
【0015】本発明においては、高密度に配置された多
数個のプローブを一括して形成できる。このため、高密
度に配置された電極を有する半導体素子を検査可能なプ
ローブカードを、微細な組立工程を必要とせずに生産性
よく製造することができる。また、配線を一括形成でき
るために結線部等の寸法を小さくでき、配線長さも短く
できる。このため、配線のインダクタンスを減少でき、
高周波特性を改善し、近年の高速処理デバイスの測定も
可能となる。また、前記第1及び第2の凹凸を任意の形
状で形成できるために、プローブの形状を任意に形成で
き、前述のような十分なストローク及びスクラブ機能を
有したプローブを形成することができる。
数個のプローブを一括して形成できる。このため、高密
度に配置された電極を有する半導体素子を検査可能なプ
ローブカードを、微細な組立工程を必要とせずに生産性
よく製造することができる。また、配線を一括形成でき
るために結線部等の寸法を小さくでき、配線長さも短く
できる。このため、配線のインダクタンスを減少でき、
高周波特性を改善し、近年の高速処理デバイスの測定も
可能となる。また、前記第1及び第2の凹凸を任意の形
状で形成できるために、プローブの形状を任意に形成で
き、前述のような十分なストローク及びスクラブ機能を
有したプローブを形成することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の
第1の実施例について説明する。図1は、本実施例のプ
ローブカードの構造を示す断面図である。本実施例のプ
ローブカードは、基材部1と、基材部1上に複数配置さ
れている配線部2、即ちプローブと、配線部2を基材部
1に接続する延長配線3とから構成されている。基材部
1は、多数の配線部2(プローブ)を支持し、配線部2
及び延長配線3を外部テスタ(図示せず)に接続するた
めのものである。この基材部1においては、配線基板4
の片面に緩衝層5が接着され、緩衝層5における配線基
板4が接着されている面の反対面に配線部2が固定され
た第2の基板6が接着されている。
付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の
第1の実施例について説明する。図1は、本実施例のプ
ローブカードの構造を示す断面図である。本実施例のプ
ローブカードは、基材部1と、基材部1上に複数配置さ
れている配線部2、即ちプローブと、配線部2を基材部
1に接続する延長配線3とから構成されている。基材部
1は、多数の配線部2(プローブ)を支持し、配線部2
及び延長配線3を外部テスタ(図示せず)に接続するた
めのものである。この基材部1においては、配線基板4
の片面に緩衝層5が接着され、緩衝層5における配線基
板4が接着されている面の反対面に配線部2が固定され
た第2の基板6が接着されている。
【0017】配線基板4は、緩衝層5、基板6、ポリイ
ミドテープ7、接着剤8及び配線部2を支持し、延長配
線3及び配線部2を介して検査対象の半導体素子に入出
力される電気信号を外部テスタに導通するためのもので
あり、例えば、ポリイミド又はガラスエポキシ等の樹脂
材料からなり、延長配線3が接続され、この延長配線3
の接続位置に整合する位置に内部配線等(図示せず)を
有している。緩衝層5は、基板6を配線基板4に連結し
基板6に印加される外力を緩和するためのものであり、
エラストマ等の弾性を有する物質、例えばシリコンゴム
により構成されている。また、基板6はポリイミドテー
プ7、接着剤8及び配線部2を支持するためのものであ
り、シリコンウェハ又はセラミック等で構成することが
でき、本実施例では単結晶シリコンにより構成されてい
る。基板6における緩衝層5が配置されていない側の面
には、ポリイミドテープ7及び熱可塑性の接着剤8が配
置され、接着剤8を挟むようにして配線部2が接着され
ている。
ミドテープ7、接着剤8及び配線部2を支持し、延長配
線3及び配線部2を介して検査対象の半導体素子に入出
力される電気信号を外部テスタに導通するためのもので
あり、例えば、ポリイミド又はガラスエポキシ等の樹脂
材料からなり、延長配線3が接続され、この延長配線3
の接続位置に整合する位置に内部配線等(図示せず)を
有している。緩衝層5は、基板6を配線基板4に連結し
基板6に印加される外力を緩和するためのものであり、
エラストマ等の弾性を有する物質、例えばシリコンゴム
により構成されている。また、基板6はポリイミドテー
プ7、接着剤8及び配線部2を支持するためのものであ
り、シリコンウェハ又はセラミック等で構成することが
でき、本実施例では単結晶シリコンにより構成されてい
る。基板6における緩衝層5が配置されていない側の面
には、ポリイミドテープ7及び熱可塑性の接着剤8が配
置され、接着剤8を挟むようにして配線部2が接着され
ている。
【0018】配線部2においては、測定対象となる半導
体素子の電極に接触し半導体素子の電気的性能を測定す
るための鋭利な形状を有する探子9が設けられ、探子9
は突起支持部10により支持され、突起支持部10は中
間部10a、固定部11へと続き、固定部11は、基材
部1における熱可塑性の接着剤8及びポリイミドテープ
7を介して基板6に接着され固定されている。中間部1
0aは固定部11から起立し、中間部10aに続く突起
支持部10及び探子9を基板6の表面から浮かし、探子
9に十分なストロークを付与している。また、このよう
な形状を有することで、探子9にスクラブ機能を付与し
ている。
体素子の電極に接触し半導体素子の電気的性能を測定す
るための鋭利な形状を有する探子9が設けられ、探子9
は突起支持部10により支持され、突起支持部10は中
間部10a、固定部11へと続き、固定部11は、基材
部1における熱可塑性の接着剤8及びポリイミドテープ
7を介して基板6に接着され固定されている。中間部1
0aは固定部11から起立し、中間部10aに続く突起
支持部10及び探子9を基板6の表面から浮かし、探子
9に十分なストロークを付与している。また、このよう
な形状を有することで、探子9にスクラブ機能を付与し
ている。
【0019】更に、ポリイミドテープ7、接着剤8及び
固定部11は、基板6に搭載されている部分と基板6か
らはみ出している部分とを有し、後者は滑らかに湾曲し
て端部が配線基板4に固定されている。この端部におけ
る配線部2は、延長配線3に接続され、延長配線3は配
線基板4の表面に設けられた接続端子(図示せず)に接
続されている。
固定部11は、基板6に搭載されている部分と基板6か
らはみ出している部分とを有し、後者は滑らかに湾曲し
て端部が配線基板4に固定されている。この端部におけ
る配線部2は、延長配線3に接続され、延長配線3は配
線基板4の表面に設けられた接続端子(図示せず)に接
続されている。
【0020】延長配線3は、配線部2を基材部1に接続
するために形成され、ワイヤボンディング又は配線付き
絶縁フィルムを使用して形成することができるが、本実
施例においては、延長配線3はワイヤボンディングによ
り形成されている。
するために形成され、ワイヤボンディング又は配線付き
絶縁フィルムを使用して形成することができるが、本実
施例においては、延長配線3はワイヤボンディングによ
り形成されている。
【0021】本実施例においては、配線部2の突起支持
部10、中間部10a及び固定部11は一体化された構
造物であり、金合金により構成されている。前述の如
く、固定部11は基板6に固定されているが、中間部1
0aは固定部11より起立しているため、突起支持部1
0は基板6から離れている。この突起支持部10と基板
6との間の距離が、探子9及び突起支持部10のストロ
ーク、即ち、探子9を押し付けたときの復元可能な移動
距離になる。
部10、中間部10a及び固定部11は一体化された構
造物であり、金合金により構成されている。前述の如
く、固定部11は基板6に固定されているが、中間部1
0aは固定部11より起立しているため、突起支持部1
0は基板6から離れている。この突起支持部10と基板
6との間の距離が、探子9及び突起支持部10のストロ
ーク、即ち、探子9を押し付けたときの復元可能な移動
距離になる。
【0022】上述したように、プローブカードをプロ−
バーに取り付ける際の精度等のために、探子9は約10
μm以上のストロークを有していることが望ましいが、
本実施例においては、基板6と突起支持部10との間の
距離は約30μmである。探子9と固定部11との位置
関係により、プローブカードを上下させた場合に探子9
が半導体素子の電極を水平方向にスクラブするスクラブ
量が決定する。本実施例においては、固定部11の位置
を探子9から水平方向に150μm離すことにより、途
中のたわみを無視すると、探子9を10μm押し込んだ
場合のスクラブ量(水平方向の先端移動量)は、以下の
ように計算することができる。
バーに取り付ける際の精度等のために、探子9は約10
μm以上のストロークを有していることが望ましいが、
本実施例においては、基板6と突起支持部10との間の
距離は約30μmである。探子9と固定部11との位置
関係により、プローブカードを上下させた場合に探子9
が半導体素子の電極を水平方向にスクラブするスクラブ
量が決定する。本実施例においては、固定部11の位置
を探子9から水平方向に150μm離すことにより、途
中のたわみを無視すると、探子9を10μm押し込んだ
場合のスクラブ量(水平方向の先端移動量)は、以下の
ように計算することができる。
【0023】即ち、固定部11と探子9の先端とを結ぶ
直線を仮定すると、この直線の傾きは、sin-1(30
/150)=11°となる。探子9を10μm押し込む
とき、この傾きは7°になる。従って、探子9を10μ
m押し込むとき、探子9の水平方向の移動量、即ちスク
ラブ量は、150μm×{cos(7°)−cos(1
1°)}=1.6μmとなり、厚さ数nmの酸化膜に対
して十分な除去効果を有する。また、探子9を10μm
押し込んだ場合、配線部2にかかる荷重は、突起支持部
10の配線厚み及び幅を夫々30μmとすると、金のヤ
ング率は7.8E+10Paなので、約6gとなる。こ
の値は、一般に使用されるプローブの荷重である約10
gに近い値であり、前述のスクラブ量と合わせて十分な
酸化膜除去能力を有することがわかる。
直線を仮定すると、この直線の傾きは、sin-1(30
/150)=11°となる。探子9を10μm押し込む
とき、この傾きは7°になる。従って、探子9を10μ
m押し込むとき、探子9の水平方向の移動量、即ちスク
ラブ量は、150μm×{cos(7°)−cos(1
1°)}=1.6μmとなり、厚さ数nmの酸化膜に対
して十分な除去効果を有する。また、探子9を10μm
押し込んだ場合、配線部2にかかる荷重は、突起支持部
10の配線厚み及び幅を夫々30μmとすると、金のヤ
ング率は7.8E+10Paなので、約6gとなる。こ
の値は、一般に使用されるプローブの荷重である約10
gに近い値であり、前述のスクラブ量と合わせて十分な
酸化膜除去能力を有することがわかる。
【0024】一方、配線部2が起立した中間部10aを
有しない場合及び適切に距離を置いて保持されていない
場合には、探子9は十分なスクラブ機能を果たさない。
配線部2が起立した中間部10aを有しない場合、例え
ば、特開平8−50146号公報に記載のプローブのよ
うに水平な梁構造の場合には、プローブカードにおける
この中間部10a以外の構造が実施例1のプローブカー
ドと同一だとしても、基板6との接触の可能性から押し
込み量そのものが10μmというような大きな値とする
ことが難しい。仮に10μm押し込んだとしても、その
ときの配線部の傾きはsin-1(10/150)=3.
8°であるため、スクラブ量は150μm×cos
(3.8°)=0.3μmと激減し、探子9と検査対象
の電極との接触部分の大きさ(直径約数μm)と比較し
ても小さくなり十分な値を確保できない。また、スクラ
ブ量を増加させるために梁の長さを短くすると、荷重が
過剰になって測定対象の半導体素子にダメージを与える
等の問題点が発生し、プローブカードを適切な構造に設
計するための自由度を大きく損なってしまう。なお、前
記寸法は一例に過ぎず、全体の構造設計の指針にはなっ
ても、本発明の構造を制限するものではない。
有しない場合及び適切に距離を置いて保持されていない
場合には、探子9は十分なスクラブ機能を果たさない。
配線部2が起立した中間部10aを有しない場合、例え
ば、特開平8−50146号公報に記載のプローブのよ
うに水平な梁構造の場合には、プローブカードにおける
この中間部10a以外の構造が実施例1のプローブカー
ドと同一だとしても、基板6との接触の可能性から押し
込み量そのものが10μmというような大きな値とする
ことが難しい。仮に10μm押し込んだとしても、その
ときの配線部の傾きはsin-1(10/150)=3.
8°であるため、スクラブ量は150μm×cos
(3.8°)=0.3μmと激減し、探子9と検査対象
の電極との接触部分の大きさ(直径約数μm)と比較し
ても小さくなり十分な値を確保できない。また、スクラ
ブ量を増加させるために梁の長さを短くすると、荷重が
過剰になって測定対象の半導体素子にダメージを与える
等の問題点が発生し、プローブカードを適切な構造に設
計するための自由度を大きく損なってしまう。なお、前
記寸法は一例に過ぎず、全体の構造設計の指針にはなっ
ても、本発明の構造を制限するものではない。
【0025】次に、本実施例におけるプローブカードの
製造方法について説明する。図2(a)乃至(d)、図
3(a)乃至(d)及び図4は本実施例におけるプロー
ブカードの製造方法をその工程順に示す断面図である。
製造方法について説明する。図2(a)乃至(d)、図
3(a)乃至(d)及び図4は本実施例におけるプロー
ブカードの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【0026】先ず、シリコン基板を犠牲基板12(第1
の基板)として使用し、その表面に将来探子9、突起支
持部10及び中間部10aを形成するための凹部を形成
する。犠牲基板12には単結晶(100)シリコン基板
を使用し、酸化膜をマスクとして薬液による異方性エッ
チングを行うことにより、このような凹部を容易に形成
することができる。
の基板)として使用し、その表面に将来探子9、突起支
持部10及び中間部10aを形成するための凹部を形成
する。犠牲基板12には単結晶(100)シリコン基板
を使用し、酸化膜をマスクとして薬液による異方性エッ
チングを行うことにより、このような凹部を容易に形成
することができる。
【0027】具体的には、先ず、図2(a)に示すよう
に、犠牲基板12の表面上に厚さ0.1μmの二酸化シ
リコン膜である熱酸化膜13を形成し、フォトリソグラ
フィーにより突起支持部10及び中間部10aを形成す
る予定の領域に開口部を有するレジストパターン(図示
せず)を形成し、バッファードフッ酸によるエッチング
により熱酸化膜のパターンを形成し、その後、TMAH
(テトラメチルアンモニウム)によるシリコンエッチン
グにより、犠牲基板12の表面に突起支持部10及び中
間部10aを形成するための凹部14(第2の凹凸)を
得る。このとき、温度90℃、濃度26%に調整された
TMAHを使用すれば、約1μm/分のエッチングレー
トが得られる。単結晶シリコン基板がTMAHでエッチ
ングされた場合、結晶方位によってエッチングレートが
異なるため、最終的に(111)面が現れることにな
り、凹部14の側壁14aの角度は約54°になる。
に、犠牲基板12の表面上に厚さ0.1μmの二酸化シ
リコン膜である熱酸化膜13を形成し、フォトリソグラ
フィーにより突起支持部10及び中間部10aを形成す
る予定の領域に開口部を有するレジストパターン(図示
せず)を形成し、バッファードフッ酸によるエッチング
により熱酸化膜のパターンを形成し、その後、TMAH
(テトラメチルアンモニウム)によるシリコンエッチン
グにより、犠牲基板12の表面に突起支持部10及び中
間部10aを形成するための凹部14(第2の凹凸)を
得る。このとき、温度90℃、濃度26%に調整された
TMAHを使用すれば、約1μm/分のエッチングレー
トが得られる。単結晶シリコン基板がTMAHでエッチ
ングされた場合、結晶方位によってエッチングレートが
異なるため、最終的に(111)面が現れることにな
り、凹部14の側壁14aの角度は約54°になる。
【0028】その後、図2(b)に示すように、凹部1
4を形成した方法と同様な方法により、凹部14中の探
子9を形成する予定の領域に探子9を形成するための凹
部15(第1の凹凸)を形成する。
4を形成した方法と同様な方法により、凹部14中の探
子9を形成する予定の領域に探子9を形成するための凹
部15(第1の凹凸)を形成する。
【0029】本実施例においては、凹部14及び15を
TMAHによる異方性エッチングにより形成する例を示
したが、その他、ドライエッチング及び薬液による等方
性エッチング等を組み合わせることにより、凹部14及
び15について側壁の角度及び形状等を自由に設定する
ことができる。また、その場合には、凹部14及び凹部
15の形成順序も自由に替えることができる。例えば、
凹部15の形成には前述のTMAHを使用し、凹部14
の形成にはSF6プラズマによるエッチングを利用する
こともできる。また、犠牲基板12についても、本実施
例では単結晶シリコンを使用しているが、犠牲基板12
を構成する材料は単結晶シリコンに限定されるものでは
ない。例えば、ガラス又は金属の板を利用することも可
能である。この場合にも前記ドライエッチング及び薬液
によるエッチングにより凹部を形成することができる。
TMAHによる異方性エッチングにより形成する例を示
したが、その他、ドライエッチング及び薬液による等方
性エッチング等を組み合わせることにより、凹部14及
び15について側壁の角度及び形状等を自由に設定する
ことができる。また、その場合には、凹部14及び凹部
15の形成順序も自由に替えることができる。例えば、
凹部15の形成には前述のTMAHを使用し、凹部14
の形成にはSF6プラズマによるエッチングを利用する
こともできる。また、犠牲基板12についても、本実施
例では単結晶シリコンを使用しているが、犠牲基板12
を構成する材料は単結晶シリコンに限定されるものでは
ない。例えば、ガラス又は金属の板を利用することも可
能である。この場合にも前記ドライエッチング及び薬液
によるエッチングにより凹部を形成することができる。
【0030】次に、図2(c)に示すように、凹部14
及び凹部15が形成された犠牲基板12の表面全面に、
後の工程において配線部2を転写する際に転写を容易に
するための犠牲層16として、二酸化シリコン膜等の熱
酸化膜を形成する。但し、犠牲基板12にガラス又は金
属の板を使用した場合は、犠牲層16は必ずしも必要で
はない。
及び凹部15が形成された犠牲基板12の表面全面に、
後の工程において配線部2を転写する際に転写を容易に
するための犠牲層16として、二酸化シリコン膜等の熱
酸化膜を形成する。但し、犠牲基板12にガラス又は金
属の板を使用した場合は、犠牲層16は必ずしも必要で
はない。
【0031】次に、凹部15に硬質の材料を堆積し、探
子9を形成する。本実施例においては、硬質皮膜として
タングステン膜を使用する。タングステン膜はスパッタ
リング法により形成し、フォトリソグラフィーにて形成
したマスク(図示せず)を利用して6弗化硫黄のプラズ
マによるドライエッチングによって、タングステン膜の
パターンを形成する。この硬質材料は、タングステン
(W)に限らず、DLC(ダイヤモンドライクカーボ
ン)、NiP膜、パラジウム及びベリリウム銅等、種々
の材料を選択することができる。また、配線部2全体の
材料としてニッケル合金のような硬質な材料を選択すれ
ば、特に先端部分にのみ前記硬質膜を形成する必要はな
く、本工程そのものを省略しても全体の機能を損なうも
のではない。
子9を形成する。本実施例においては、硬質皮膜として
タングステン膜を使用する。タングステン膜はスパッタ
リング法により形成し、フォトリソグラフィーにて形成
したマスク(図示せず)を利用して6弗化硫黄のプラズ
マによるドライエッチングによって、タングステン膜の
パターンを形成する。この硬質材料は、タングステン
(W)に限らず、DLC(ダイヤモンドライクカーボ
ン)、NiP膜、パラジウム及びベリリウム銅等、種々
の材料を選択することができる。また、配線部2全体の
材料としてニッケル合金のような硬質な材料を選択すれ
ば、特に先端部分にのみ前記硬質膜を形成する必要はな
く、本工程そのものを省略しても全体の機能を損なうも
のではない。
【0032】次に、図2(d)に示すように、突起支持
部10、中間部10a及び固定部11を形成するための
めっき皮膜のシード層17として、DCマグネトロンス
パッタリング法によりAuを厚さ0.1μmに成膜し、
フォトリソグラフィーにてフォトレジスト18によるパ
ターンを形成する。このとき、配線抵抗を下げるため
に、突起支持部10、中間部10a及び固定部11には
ある程度の厚さが必要であるため、フォトレジスト18
も厚膜に形成する必要がある。本実施例においては、厚
さ約50μmのフォトレジスト18を形成し、露光及び
現像により、突起支持部10、中間部10a及び固定部
11を形成する予定の領域に開口部18aを有するパタ
ーンを形成する。
部10、中間部10a及び固定部11を形成するための
めっき皮膜のシード層17として、DCマグネトロンス
パッタリング法によりAuを厚さ0.1μmに成膜し、
フォトリソグラフィーにてフォトレジスト18によるパ
ターンを形成する。このとき、配線抵抗を下げるため
に、突起支持部10、中間部10a及び固定部11には
ある程度の厚さが必要であるため、フォトレジスト18
も厚膜に形成する必要がある。本実施例においては、厚
さ約50μmのフォトレジスト18を形成し、露光及び
現像により、突起支持部10、中間部10a及び固定部
11を形成する予定の領域に開口部18aを有するパタ
ーンを形成する。
【0033】次に、図3(a)に示すように、突起支持
部10、中間部10a及び固定部11として、開口部1
8aに電解めっき法によりAuを厚さ30μmに成膜
し、探子9、突起支持部10、中間部10a及び固定部
11を有する配線部2を犠牲基板12上に形成する。こ
の電解めっきは、非シアン系のめっき液を使用し、電流
密度5mA/cm2、液温50℃の条件にて行う。この
とき、電解めっき法の替わりに無電解めっき法により成
膜を行っても効果は同じである。また、突起支持部1
0、中間部10a及び固定部11の材料としては、金及
び金合金以外にもニッケル合金及び銅合金等、種々の材
料を選択することができる。次に、めっき後の犠牲基板
12をアセトン等の有機溶媒に浸漬することによりフォ
トレジスト18を除去する。配線以外の部分に残ったシ
ード層17は、基板全体に短時間のプラズマエッチング
処理を施すことで除去する。
部10、中間部10a及び固定部11として、開口部1
8aに電解めっき法によりAuを厚さ30μmに成膜
し、探子9、突起支持部10、中間部10a及び固定部
11を有する配線部2を犠牲基板12上に形成する。こ
の電解めっきは、非シアン系のめっき液を使用し、電流
密度5mA/cm2、液温50℃の条件にて行う。この
とき、電解めっき法の替わりに無電解めっき法により成
膜を行っても効果は同じである。また、突起支持部1
0、中間部10a及び固定部11の材料としては、金及
び金合金以外にもニッケル合金及び銅合金等、種々の材
料を選択することができる。次に、めっき後の犠牲基板
12をアセトン等の有機溶媒に浸漬することによりフォ
トレジスト18を除去する。配線以外の部分に残ったシ
ード層17は、基板全体に短時間のプラズマエッチング
処理を施すことで除去する。
【0034】次に、図3(b)及び(c)に示すよう
に、前記工程において犠牲基板12上に形成した配線部
2、即ち、探子9、突起支持部10、中間部10a及び
固定部11を、基板6(第2の基板)に接着し転写す
る。本実施例においては、基板6にも単結晶シリコン基
板を使用し、基板6における配線部2が接着される側の
表面にポリイミドテープ7、熱可塑性の接着剤8を設け
たものを使用する。先ず、図3(b)に示すように、配
線部2をポリイミドテープ7及び接着剤8を介して基板
6に接着する。
に、前記工程において犠牲基板12上に形成した配線部
2、即ち、探子9、突起支持部10、中間部10a及び
固定部11を、基板6(第2の基板)に接着し転写す
る。本実施例においては、基板6にも単結晶シリコン基
板を使用し、基板6における配線部2が接着される側の
表面にポリイミドテープ7、熱可塑性の接着剤8を設け
たものを使用する。先ず、図3(b)に示すように、配
線部2をポリイミドテープ7及び接着剤8を介して基板
6に接着する。
【0035】次に、図3(c)に示すように、犠牲基板
12を基板6ごとエッチング液に浸し、犠牲層16を溶
解することにより犠牲基板12から配線部2を剥離し、
基板6への転写を完成させる。このとき、突起支持部1
0と基板6との間の空間への接着剤8の回り込みを防ぐ
ために、例えばフォトレジストによるパターン(図示せ
ず)を、この空間に予め形成しておくことが有効であ
る。接着後、レジストは有機溶剤などで選択的に除去で
きるため、接触端のストロークを与える前記空間を精度
よく形成することができる。本実施例においては、犠牲
層16として二酸化シリコン膜を使用するため、犠牲基
板12及び配線部2をフッ化水素酸とフッ化アンモニウ
ム液の1:7混合液に浸漬してエッチングする。また、
エッチング液に超音波を印加することによって、溶解時
間を短縮することができる。
12を基板6ごとエッチング液に浸し、犠牲層16を溶
解することにより犠牲基板12から配線部2を剥離し、
基板6への転写を完成させる。このとき、突起支持部1
0と基板6との間の空間への接着剤8の回り込みを防ぐ
ために、例えばフォトレジストによるパターン(図示せ
ず)を、この空間に予め形成しておくことが有効であ
る。接着後、レジストは有機溶剤などで選択的に除去で
きるため、接触端のストロークを与える前記空間を精度
よく形成することができる。本実施例においては、犠牲
層16として二酸化シリコン膜を使用するため、犠牲基
板12及び配線部2をフッ化水素酸とフッ化アンモニウ
ム液の1:7混合液に浸漬してエッチングする。また、
エッチング液に超音波を印加することによって、溶解時
間を短縮することができる。
【0036】次に、図3(d)に示すように、基板6を
固定部11が接着されている部分の近傍で切断し、基板
6における探子9及び突起支持部10の直上に相当する
部分及び固定部11が接着されている部分の一部以外の
部分を取り除く。
固定部11が接着されている部分の近傍で切断し、基板
6における探子9及び突起支持部10の直上に相当する
部分及び固定部11が接着されている部分の一部以外の
部分を取り除く。
【0037】次に、図4に示すように、基板6における
配線部2が接着されていない側の面に、シリコンゴムか
らなる緩衝層5を接着し、更に緩衝層5を配線基板4に
接着する。その後、基板6の切断された端部において、
固定部11、接着剤8及びポリイミドテープ7を滑らか
に折り曲げ、配線基板4に接着する。このとき、配線基
板4と基板6との間にシリコンゴムを挟み込み、一体化
することにより、シリコンゴムを両者の間の緩衝層とし
て機能させることができる。なお、基板6と配線基板4
との接着においては、シリコンゴム自体に接着力がある
ので接着剤は不要であるが、接着剤を使用して接着して
もよい。本実施例においては、緩衝層5には、例えば、
厚さが0.2乃至3mmで、硬さ(JISA)が15乃
至70程度のシリコンゴムを使用している。但し、緩衝
層5を構成する材料はシリコンゴムに限定されず、緩衝
材となりうる有機系のフィルム、金属材料によるバネ、
板バネ等を使用してもよい。その後、固定部11の端部
に延長配線3を接続し、延長配線3を配線基板4上に接
続する。これにより、図4に示すようなプローブカード
を形成することができる。
配線部2が接着されていない側の面に、シリコンゴムか
らなる緩衝層5を接着し、更に緩衝層5を配線基板4に
接着する。その後、基板6の切断された端部において、
固定部11、接着剤8及びポリイミドテープ7を滑らか
に折り曲げ、配線基板4に接着する。このとき、配線基
板4と基板6との間にシリコンゴムを挟み込み、一体化
することにより、シリコンゴムを両者の間の緩衝層とし
て機能させることができる。なお、基板6と配線基板4
との接着においては、シリコンゴム自体に接着力がある
ので接着剤は不要であるが、接着剤を使用して接着して
もよい。本実施例においては、緩衝層5には、例えば、
厚さが0.2乃至3mmで、硬さ(JISA)が15乃
至70程度のシリコンゴムを使用している。但し、緩衝
層5を構成する材料はシリコンゴムに限定されず、緩衝
材となりうる有機系のフィルム、金属材料によるバネ、
板バネ等を使用してもよい。その後、固定部11の端部
に延長配線3を接続し、延長配線3を配線基板4上に接
続する。これにより、図4に示すようなプローブカード
を形成することができる。
【0038】上述の如く、本実施例の製造方法によれ
ば、犠牲基板12による予備製造工程を有することによ
り、検査対象である半導体素子の電極パッド部のピッチ
が10μm程度であっても、この半導体素子の各電極パ
ッドに接続可能で、且つ、十分なストロークを備えスク
ラブ機能を有する探子を具備したプローブを容易に形成
でき、実用に供する高性能なプローブカードを歩留まり
よく製造することができる。
ば、犠牲基板12による予備製造工程を有することによ
り、検査対象である半導体素子の電極パッド部のピッチ
が10μm程度であっても、この半導体素子の各電極パ
ッドに接続可能で、且つ、十分なストロークを備えスク
ラブ機能を有する探子を具備したプローブを容易に形成
でき、実用に供する高性能なプローブカードを歩留まり
よく製造することができる。
【0039】次に、第1の実施例の変形例について説明
する。図5は、本変形例におけるプローブカードの構造
を示す断面図である。前記第1の実施例においては、延
長配線3にワイヤボンディングを使用する例を示した
が、本変形例においては、延長配線3に配線付き絶縁フ
ィルム3aを使用する例を示す。図5に示すように、本
変形例においては、延長配線3に配線付き絶縁フィルム
3aを使用しており、配線付き絶縁フィルム3aは絶縁
フィルム3bと、絶縁フィルム3b中に設けられた配線
3cにより構成されている。また、配線付き絶縁フィル
ム3aを配線部2を支持するポリイミドテープ7と一体
化することもできる。この場合には、配線付き絶縁フィ
ルム3aが折り曲げられて、基材部1と配線部2との間
の段差を越えることになり、配線付き絶縁フィルム3a
と配線基板4との間の電気的接続及び配線付き絶縁フィ
ルム3aと配線部2の固定部11との間の電気的接続は
はんだ3d又はバンプ等により行うことができる。この
場合、配線部2は折り曲げる必要はない。
する。図5は、本変形例におけるプローブカードの構造
を示す断面図である。前記第1の実施例においては、延
長配線3にワイヤボンディングを使用する例を示した
が、本変形例においては、延長配線3に配線付き絶縁フ
ィルム3aを使用する例を示す。図5に示すように、本
変形例においては、延長配線3に配線付き絶縁フィルム
3aを使用しており、配線付き絶縁フィルム3aは絶縁
フィルム3bと、絶縁フィルム3b中に設けられた配線
3cにより構成されている。また、配線付き絶縁フィル
ム3aを配線部2を支持するポリイミドテープ7と一体
化することもできる。この場合には、配線付き絶縁フィ
ルム3aが折り曲げられて、基材部1と配線部2との間
の段差を越えることになり、配線付き絶縁フィルム3a
と配線基板4との間の電気的接続及び配線付き絶縁フィ
ルム3aと配線部2の固定部11との間の電気的接続は
はんだ3d又はバンプ等により行うことができる。この
場合、配線部2は折り曲げる必要はない。
【0040】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図6(a)乃至(e)及び図7は、本実施例に係
るプローブカードの製造方法をその工程順に示す断面図
である。本実施例においては、犠牲基板12上において
突起支持部10を形成するための傾斜面を、犠牲基板1
2をエッチングすることによってではなく、フォトレジ
ストを盛り上げることによって得ている。以下、具体的
に説明する。
する。図6(a)乃至(e)及び図7は、本実施例に係
るプローブカードの製造方法をその工程順に示す断面図
である。本実施例においては、犠牲基板12上において
突起支持部10を形成するための傾斜面を、犠牲基板1
2をエッチングすることによってではなく、フォトレジ
ストを盛り上げることによって得ている。以下、具体的
に説明する。
【0041】先ず、図2(b)に示した方法と同様の方
法、即ち、TMAH(テトラメチルアンモニウム)によ
るシリコンエッチング等の方法により、犠牲基板12の
表面における探子9が形成される予定の領域に凹部15
を形成する。なお、このとき、凹部14は形成しない。
法、即ち、TMAH(テトラメチルアンモニウム)によ
るシリコンエッチング等の方法により、犠牲基板12の
表面における探子9が形成される予定の領域に凹部15
を形成する。なお、このとき、凹部14は形成しない。
【0042】次に、図2(c)に示した方法と同様の方
法により、凹部15が形成された犠牲基板12の表面全
面に、後の工程において配線部2を転写する際に転写を
容易にするための犠牲層16として、熱酸化膜(二酸化
シリコン膜)を形成する。次に、凹部15にW等の硬質
の材料を堆積し、探子9を形成する。
法により、凹部15が形成された犠牲基板12の表面全
面に、後の工程において配線部2を転写する際に転写を
容易にするための犠牲層16として、熱酸化膜(二酸化
シリコン膜)を形成する。次に、凹部15にW等の硬質
の材料を堆積し、探子9を形成する。
【0043】その後、図6(a)に示すように、フォト
レジスト21によるパターンを形成し、熱処理を行う。
フォトレジスト21は約100乃至180℃の熱によっ
て容易に軟化及び収縮するため、温度条件を選ぶことに
よって自由に滑らかな傾斜の段差を得ることができる。
レジスト21によるパターンを形成し、熱処理を行う。
フォトレジスト21は約100乃至180℃の熱によっ
て容易に軟化及び収縮するため、温度条件を選ぶことに
よって自由に滑らかな傾斜の段差を得ることができる。
【0044】次に、図2(d)及び図3(a)、(b)
に示した方法と同様な方法により、突起支持部10、中
間部10a及び固定部11を形成する。即ち、図6
(b)に示すように、突起支持部10、中間部10a及
び固定部11を形成するためのめっき皮膜のシード層1
7として、DCマグネトロンスパッタリング法によりA
uを厚さ0.1μmに成膜する。
に示した方法と同様な方法により、突起支持部10、中
間部10a及び固定部11を形成する。即ち、図6
(b)に示すように、突起支持部10、中間部10a及
び固定部11を形成するためのめっき皮膜のシード層1
7として、DCマグネトロンスパッタリング法によりA
uを厚さ0.1μmに成膜する。
【0045】次に、図6(c)に示すように、フォトリ
ソグラフィーにて厚さ約50μmのフォトレジスト18
を形成し、露光及び現像により、突起支持部10、中間
部10a及び固定部11を形成する予定の領域に開口部
18aを有するパターンを形成する。
ソグラフィーにて厚さ約50μmのフォトレジスト18
を形成し、露光及び現像により、突起支持部10、中間
部10a及び固定部11を形成する予定の領域に開口部
18aを有するパターンを形成する。
【0046】次に、図6(d)に示すように、突起支持
部10、中間部10a及び固定部11として、開口部1
8aに電解めっき法によりAuを厚さ30μmに成膜
し、探子9、突起支持部10、中間部10a及び固定部
11を有する配線部2を犠牲基板12上に形成する。
部10、中間部10a及び固定部11として、開口部1
8aに電解めっき法によりAuを厚さ30μmに成膜
し、探子9、突起支持部10、中間部10a及び固定部
11を有する配線部2を犠牲基板12上に形成する。
【0047】次に、図6(e)に示すように、電解めっ
き後の犠牲基板12をアセトン等の有機溶媒に浸漬する
ことにより、フォトレジスト18を除去する。配線部2
以外の部分に残ったシード層17は、犠牲基板12の表
面全体に短時間のプラズマエッチング処理を施すことで
除去する。
き後の犠牲基板12をアセトン等の有機溶媒に浸漬する
ことにより、フォトレジスト18を除去する。配線部2
以外の部分に残ったシード層17は、犠牲基板12の表
面全体に短時間のプラズマエッチング処理を施すことで
除去する。
【0048】次に、図7に示すように、犠牲基板12上
に形成した配線部2、即ち、探子9、突起支持部10、
中間部10a及び固定部11を、表面にポリイミドテー
プ7及び接着剤8を具備した基板6に接着する。次に、
犠牲基板12上に形成された配線部2を、基板6ごとエ
ッチング液に浸し、犠牲層16を溶解することにより犠
牲基板12から配線部2を剥離し、基板6に転写させ
る。このとき、本実施例においては、前記第1の実施例
と異なり二酸化シリコン膜(犠牲層16)とフォトレジ
スト18の両方を除去するため、有機溶剤とバッファー
ドフッ酸に順に浸漬する。本実施例の効果の1つとし
て、フォトレジスト18は膜厚が厚いため、有機溶剤の
染み込みが短時間で完了し、その後、犠牲層16を溶解
するためのバッファードフッ酸も、フォトレジスト18
が除去された後の大きな隙間に短時間で染み込むことが
でき、結果として、第1の実施例と比較して、犠牲基板
12と配線部2との分離時間を短縮できる。
に形成した配線部2、即ち、探子9、突起支持部10、
中間部10a及び固定部11を、表面にポリイミドテー
プ7及び接着剤8を具備した基板6に接着する。次に、
犠牲基板12上に形成された配線部2を、基板6ごとエ
ッチング液に浸し、犠牲層16を溶解することにより犠
牲基板12から配線部2を剥離し、基板6に転写させ
る。このとき、本実施例においては、前記第1の実施例
と異なり二酸化シリコン膜(犠牲層16)とフォトレジ
スト18の両方を除去するため、有機溶剤とバッファー
ドフッ酸に順に浸漬する。本実施例の効果の1つとし
て、フォトレジスト18は膜厚が厚いため、有機溶剤の
染み込みが短時間で完了し、その後、犠牲層16を溶解
するためのバッファードフッ酸も、フォトレジスト18
が除去された後の大きな隙間に短時間で染み込むことが
でき、結果として、第1の実施例と比較して、犠牲基板
12と配線部2との分離時間を短縮できる。
【0049】その後、図3(d)及び図4に示した方法
と同様の方法により、基板6を配線基板4に実装する。
即ち、基板6を固定部11が接着されている部分の近傍
で切断し、基板6における探子9及び突起支持部10の
直上に相当する部分及び固定部11が接着されている部
分の一部以外の部分を取り除く。次に、基板6をシリコ
ンゴムからなる緩衝層5を介して配線基板4に接着す
る。その後、基板6の切断された端部において、固定部
11、接着剤8及びポリイミドテープ7を滑らかに折り
曲げ、配線基板4に接着する。その後、固定部11の端
部に延長配線3を接続し、延長配線3を配線基板4上に
接続する。これにより、図7に示すようなプローブカー
ドを形成することができる。
と同様の方法により、基板6を配線基板4に実装する。
即ち、基板6を固定部11が接着されている部分の近傍
で切断し、基板6における探子9及び突起支持部10の
直上に相当する部分及び固定部11が接着されている部
分の一部以外の部分を取り除く。次に、基板6をシリコ
ンゴムからなる緩衝層5を介して配線基板4に接着す
る。その後、基板6の切断された端部において、固定部
11、接着剤8及びポリイミドテープ7を滑らかに折り
曲げ、配線基板4に接着する。その後、固定部11の端
部に延長配線3を接続し、延長配線3を配線基板4上に
接続する。これにより、図7に示すようなプローブカー
ドを形成することができる。
【0050】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。図8(a)乃至(d)は、本実施例に係るプロー
ブカードの製造方法を工程順に示す断面図である。先
ず、図2(a)乃至(c)に示した方法と同様の方法に
より、図2(c)に示す試料を形成する。
する。図8(a)乃至(d)は、本実施例に係るプロー
ブカードの製造方法を工程順に示す断面図である。先
ず、図2(a)乃至(c)に示した方法と同様の方法に
より、図2(c)に示す試料を形成する。
【0051】その後、図8(a)に示すように、前記試
料上に突起支持部10b、中間部10c及び固定部11
aを構成するための導電性薄膜19を形成する。本実施
例では、めっき法にてニッケルを5μmの厚さに形成す
る。本実施例においては、後に述べるように配線の長さ
を短くできるため、導電性薄膜19の厚さを薄くするこ
とができる。このため、導電性薄膜19は、めっき法だ
けでなくスパッタリング法及びエッチング法による方法
でも容易に形成することができる。形成方法に自由度が
生じるため、導電性薄膜19を構成する材料として、
金、ニッケル、銅、ベリリウム銅及びパラジウム等種々
の材料を選択することができる。
料上に突起支持部10b、中間部10c及び固定部11
aを構成するための導電性薄膜19を形成する。本実施
例では、めっき法にてニッケルを5μmの厚さに形成す
る。本実施例においては、後に述べるように配線の長さ
を短くできるため、導電性薄膜19の厚さを薄くするこ
とができる。このため、導電性薄膜19は、めっき法だ
けでなくスパッタリング法及びエッチング法による方法
でも容易に形成することができる。形成方法に自由度が
生じるため、導電性薄膜19を構成する材料として、
金、ニッケル、銅、ベリリウム銅及びパラジウム等種々
の材料を選択することができる。
【0052】その後、図8(b)に示すように、突起支
持部10b、中間部10c及び固定部11aを形成する
部分以外の導電性薄膜19を除去することにより、探子
9、突起支持部10b、中間部10c及び固定部11a
により構成される配線部2aを形成する。その後、シー
ド層17を形成する。次に、固定部11上に開口部22
aを有するフォトレジスト22を形成する。
持部10b、中間部10c及び固定部11aを形成する
部分以外の導電性薄膜19を除去することにより、探子
9、突起支持部10b、中間部10c及び固定部11a
により構成される配線部2aを形成する。その後、シー
ド層17を形成する。次に、固定部11上に開口部22
aを有するフォトレジスト22を形成する。
【0053】次に、図8(c)に示すように、開口部2
2aにめっき法にて金合金を成膜することにより、バン
プ20を形成する。その後、フォトレジスト22を除去
し、シード層17をエッチングする。
2aにめっき法にて金合金を成膜することにより、バン
プ20を形成する。その後、フォトレジスト22を除去
し、シード層17をエッチングする。
【0054】その後、図3(b)及び(c)に示すよう
な方法で、配線部2aをバンプ20を介して配線基板4
に接着し、犠牲層16を溶解することにより、配線部2
aから犠牲基板12を剥離し、配線部2a及びバンプ2
0を配線基板4に転写する。このとき、バンプ20と配
線基板4との間の電気接合を良好にするために、必要に
応じて熱処理等を行う。
な方法で、配線部2aをバンプ20を介して配線基板4
に接着し、犠牲層16を溶解することにより、配線部2
aから犠牲基板12を剥離し、配線部2a及びバンプ2
0を配線基板4に転写する。このとき、バンプ20と配
線基板4との間の電気接合を良好にするために、必要に
応じて熱処理等を行う。
【0055】次に、図8(d)に示すように、配線基板
4におけるパンプ20が接続されている面及びバンプ2
0を覆うように保護層25を形成する。保護層25はバ
ンプ20及び配線部2を保護するためのものであり、例
えば、熱可塑性樹脂により構成されている。
4におけるパンプ20が接続されている面及びバンプ2
0を覆うように保護層25を形成する。保護層25はバ
ンプ20及び配線部2を保護するためのものであり、例
えば、熱可塑性樹脂により構成されている。
【0056】本実施例においては、このように配線基板
4に対して直接配線部2を接続することにより、全体の
配線長を短くすることができる。このため、上述の如く
途中の工程を簡略化でき、プローブカードの各部を構成
する材料及び配線の厚み等について設計の自由度が増す
ため、プローブカードの形成においてより適切な材料構
成及び構造を選択することができる。また、配線長が短
いために配線のインダクタンスが小さくなり、高周波特
性を大きく向上させることができる。
4に対して直接配線部2を接続することにより、全体の
配線長を短くすることができる。このため、上述の如く
途中の工程を簡略化でき、プローブカードの各部を構成
する材料及び配線の厚み等について設計の自由度が増す
ため、プローブカードの形成においてより適切な材料構
成及び構造を選択することができる。また、配線長が短
いために配線のインダクタンスが小さくなり、高周波特
性を大きく向上させることができる。
【0057】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
プローブを片梁状の形状を有する配線とし、この配線に
基板に固定される固定部と、この固定部から起立した中
間部と、この中間部に続く突起支持部と、検査対象に接
触する探子とを設けることにより、プローブに十分なス
トロークを与えることができる。また、探子が半導体素
子の電極に垂直方向に接触するだけで、探子が適切な荷
重を印加されつつ水平方向の移動することができるた
め、プローブに十分なスクラブ機能を付与することがで
きる。このため、検査対象へのダメージが少なく、且つ
安定な接触性を得ることができる。
プローブを片梁状の形状を有する配線とし、この配線に
基板に固定される固定部と、この固定部から起立した中
間部と、この中間部に続く突起支持部と、検査対象に接
触する探子とを設けることにより、プローブに十分なス
トロークを与えることができる。また、探子が半導体素
子の電極に垂直方向に接触するだけで、探子が適切な荷
重を印加されつつ水平方向の移動することができるた
め、プローブに十分なスクラブ機能を付与することがで
きる。このため、検査対象へのダメージが少なく、且つ
安定な接触性を得ることができる。
【0058】また、本発明の製造方法によれば、犠牲基
板を使用することにより、同時に多数のプローブを高密
度に形成できるため、十分なストローク及びスクラブ機
能を有する実用的な高性能プローブカードを微細な組立
作業を要せずに製造することができる。また、配線の大
きさを縮小できるため、回路のインダクタンスを下げ、
高周波特性を向上させることができる。
板を使用することにより、同時に多数のプローブを高密
度に形成できるため、十分なストローク及びスクラブ機
能を有する実用的な高性能プローブカードを微細な組立
作業を要せずに製造することができる。また、配線の大
きさを縮小できるため、回路のインダクタンスを下げ、
高周波特性を向上させることができる。
【図1】本発明の第1の実施例におけるプローブカード
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図2】(a)乃至(d)は、本実施例におけるプロー
ブカードの製造方法を工程順に示す断面図である。
ブカードの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図3】(a)乃至(d)は、本実施例におけるプロー
ブカードの製造方法における図2の次の工程を工程順に
示す断面図である。
ブカードの製造方法における図2の次の工程を工程順に
示す断面図である。
【図4】本実施例におけるプローブカードの製造方法に
おける図3の次の工程を工程順に示す断面図である。
おける図3の次の工程を工程順に示す断面図である。
【図5】本実施例の変形例におけるプローブカードの構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図6】(a)乃至(e)は、本発明の第2の実施例に
おけるプローブカードの製造方法を工程順に示す断面図
である。
おけるプローブカードの製造方法を工程順に示す断面図
である。
【図7】本実施例におけるプローブカードの製造方法に
おける図6の次の工程を工程順に示す断面図である。
おける図6の次の工程を工程順に示す断面図である。
【図8】(a)乃至(d)は、本発明の第3の実施例に
おけるプローブカードの製造方法を工程順に示す断面図
である。
おけるプローブカードの製造方法を工程順に示す断面図
である。
【図9】従来のプローブカードの構造を示す断面図であ
る。
る。
1;基材部 2;配線部 3;延長配線 3a;配線付き絶縁フィルム 3b;絶縁フィルム 3c;配線 3d;はんだ 4;配線基板 5;緩衝層 6;基板 7;ポリイミドテープ 8;接着剤 9;探子 10、10b;突起支持部 10a;中間部 11、11a;固定部 12、13a;犠牲基板 13;熱酸化膜 14;凹部 15;凹部 16;犠牲層 17;シード層 18;フォトレジスト 18a;フォトレジスト18の開口部 19;導電性薄膜 20;バンプ 21、22;フォトレジスト 22a;フォトレジスト22の開口部 20;バンプ 23;ボード 24;プローブ 25;保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 裕史 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 米田 康司 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 勝見 宋雄 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Fターム(参考) 2G003 AA07 AE03 AG03 AG12 AH05 2G011 AA17 AA21 AB08 AC14 AC32 AE03 AF07 4M106 AA02 AD23 AD26 BA01 BA14 CA01 DD04 DD10 DD15
Claims (13)
- 【請求項1】 検査対象と電気的に接触して電気信号を
入出力するためのプローブカードであって、検査対象と
電気的に接触するための複数個の片持ち梁状のプローブ
と、このプローブから引き出される配線と、前記プロー
ブを支持するための基材部と、を有し、前記プローブ
は、前記基材部に固定されている固定部と、前記固定部
から起立した中間部と、この中間部に続く突起支持部
と、この突起支持部に設けられ検査対象と接触するため
の探子と、を有することを特徴とするプローブカード。 - 【請求項2】 前記固定部は、樹脂材料によって基材部
に固定されていることを特徴とする請求項1に記載のプ
ローブカード。 - 【請求項3】 前記固定部は、金属配線によって基材部
に電気的に接続されていることを特徴とする請求項1又
は2に記載のプローブカード。 - 【請求項4】 前記固定部は、金属バンプによって基材
部に電気的に接続されていることを特徴とする請求項1
又は2に記載のプローブカード。 - 【請求項5】 前記基材部が緩衝層を有することを特徴
とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプローブ
カード。 - 【請求項6】 検査対象と電気的に接触して電気信号を
入出力するためのプローブカードの製造方法であって、
第1の基板上に複数個のプローブを形成する工程と、前
記プローブを第2の基板上に連結する工程と、前記プロ
ーブから前記第1の基板を剥離する工程と、前記プロー
ブを前記第2の基板に電気的に接続し前記第2の基板上
に前記プローブが配置されたプローブカードを形成する
工程と、を有し、前記プローブは、前記基材部に固定さ
れている固定部と、前記固定部から起立した中間部と、
この中間部に続く突起支持部と、この突起支持部に設け
られ検査対象と接触するための探子と、を有することを
特徴とするプローブカードの製造方法。 - 【請求項7】 前記第1の基板上にプローブを形成する
工程は、前記第1の基板の表面に前記探子を形成するた
めの第1の凹凸を形成する工程と、前記第1の基板の表
面に前記固定部、前記中間部及び前記突起支持部を形成
するための第2の凹凸を形成する工程と、前記探子を形
成する工程と、前記突起支持部を形成する工程と、前記
中間部を形成する工程と、前記固定部を形成する工程
と、を有し、前記突起支持部、前記中間部及び前記固定
部を同一の材料によって同時に形成することを特徴とす
る請求項6に記載のプローブカードの製造方法。 - 【請求項8】 前記第1の基板が単結晶シリコンからな
ることを特徴とする請求項6又は7に記載のプローブカ
ードの製造方法。 - 【請求項9】 前記第1の凹凸を形成する工程は、薬液
による異方性エッチングにより行うことを特徴とする請
求項6乃至8のいずれか1項に記載のプローブカードの
製造方法。 - 【請求項10】 前記第2の凹凸を形成する工程は、薬
液による異方性エッチングにより行うことを特徴とする
請求項6乃至9のいずれか1項に記載のプローブカード
の製造方法。 - 【請求項11】 前記第2の凹凸を形成する工程は、感
光性の樹脂材料を使用することにより行うことを特徴と
する請求項6乃至9のいずれか1項に記載のプローブカ
ードの製造方法。 - 【請求項12】 前記第1の基板上にプローブを形成す
る工程の前に、酸化珪素薄膜を前記第1の基板上に形成
する工程を有することを特徴とする請求項6乃至11の
いずれか1項に記載のプローブカードの製造方法。 - 【請求項13】 前記プローブを第2の基板上に連結す
る工程は、接着剤により前記固定部を前記第2の基板に
接着することにより行うことを特徴とする請求項6乃至
12のいずれか1項に記載のプローブカードの製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000266294A JP2002071719A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | プローブカード及びその製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000266294A JP2002071719A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | プローブカード及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002071719A true JP2002071719A (ja) | 2002-03-12 |
Family
ID=18753403
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000266294A Pending JP2002071719A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | プローブカード及びその製造方法 |
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---|---|
JP (1) | JP2002071719A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004309331A (ja) * | 2003-04-08 | 2004-11-04 | Micronics Japan Co Ltd | 接触子の製造方法 |
KR100473584B1 (ko) * | 2002-12-02 | 2005-03-10 | 주식회사 아이씨멤즈 | 외팔보 형태의 프로브 카드 및 그 제조 방법 |
KR100475468B1 (ko) * | 2002-11-06 | 2005-03-11 | 주식회사 파이컴 | 전자소자 검사용 전기적 접촉체 |
JP2006189430A (ja) * | 2004-12-31 | 2006-07-20 | Wen-Chang Dong | マイクロマシンプローブを搭載した薄膜回路及びその製造法と応用 |
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