JP2007232740A - Production method of probe card - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of probe cards which are usable under higher temperatures. <P>SOLUTION: Each join interface of contact probes 10 and an electrode pad 22 is formed with same metallic material. A block unit 30 is prepared, which keeps the periphery of a plurality of the contact probes 10 hardened with a metallic material different from that of the contact probes. After joining through assembly by activating each join interface of each contact probe 10 and each electrode pad 22, the metallic material is melted of the block unit 30 fixing the contact probes 10. Thus, since the formation of a melting layer of low melt point is not necessary between the contact probes 10 and the electrode pad 22, by forming the contact probes 10 and the electrode pad 22 of a metallic material of high melt point, the contact probes 10 and the electrode pad 22 remain not melted until high temperature and the probe cards usable under higher temperature can be provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、プローブカードの製造方法に係り、更に詳しくは、コンタクトプローブと基板との接合方法の改良に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a probe card, and more particularly to an improvement in a method for joining a contact probe and a substrate.

半導体集積回路などの検査対象物にコンタクトプローブ（接触探針）を接触させることにより、検査対象物とテスター装置との電気的な接続を行うためのプローブカードが知られている（例えば、特許文献１，２）。テスター装置は、プローブカードを介して接続された検査対象物の電気的特性を検査するものである。プローブカードは、例えば、配線パターンが形成された基板上に弾性のある金属製のコンタクトプローブを整列配置することにより形成される。   2. Description of the Related Art A probe card for electrically connecting an inspection object and a tester device by bringing a contact probe (contact probe) into contact with the inspection object such as a semiconductor integrated circuit is known (for example, Patent Documents). 1, 2). The tester device inspects the electrical characteristics of an inspection object connected via a probe card. The probe card is formed, for example, by arranging and arranging elastic metal contact probes on a substrate on which a wiring pattern is formed.

コンタクトプローブは、その一端部が溶融層を介して基板に接合され、他端部側に検査対象物と接触させるためのコンタクト部が形成されている。基板の配線パターン上には、金属製の電極パッドが貼り付けられており、この電極パッド及びコンタクトプローブの一端部との間に融点の低い金属材料が溶融層として形成される。コンタクトプローブを基板に接合する際には、加熱により溶融層を溶融させた後、冷却して凝固させることにより、コンタクトプローブ及び電極パッドが接着され、コンタクトプローブが基板上に固定される。
特開２００５−１４０６７７号公報 特開２００５−１４０６７８号公報 One end of the contact probe is bonded to the substrate via a molten layer, and a contact portion for contacting the inspection object is formed on the other end. A metal electrode pad is affixed on the wiring pattern of the substrate, and a metal material having a low melting point is formed as a molten layer between the electrode pad and one end of the contact probe. When the contact probe is bonded to the substrate, the contact layer and the electrode pad are bonded by fixing the contact probe and the electrode pad by melting the molten layer by heating and then solidifying by cooling.
JP 2005-140677 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-140678

しかしながら、溶融層を介してコンタクトプローブを基板上に接合したプローブカードを高温下で使用した場合、融点の低い溶融層が融点まで加熱されて溶融してしまうという問題があった。   However, when a probe card in which a contact probe is bonded to a substrate via a molten layer is used at a high temperature, there is a problem that a molten layer having a low melting point is heated to a melting point and melts.

また、溶融層を介してコンタクトプローブを基板上に接合した場合、その接合部における電気抵抗が増加するとともに、加熱によりコンタクトプローブにひずみや変形が生じたり、各接合部における取付誤差が生じたりする場合がある。コンタクトプローブにひずみや変形が生じた場合や、各接合部における取付誤差が生じた場合には、コンタクトプローブと検査対象物との接触位置がずれてしまう。このような電気抵抗の増加や、コンタクトプローブと検査対象物との接触位置のずれなどにより、検査対象物の電気的特性の検査に悪影響を与えるおそれがある。   Further, when the contact probe is bonded onto the substrate via the molten layer, the electrical resistance at the bonded portion increases, and the contact probe is distorted or deformed by heating, or an attachment error occurs at each bonded portion. There is a case. When the contact probe is distorted or deformed, or when an attachment error occurs at each joint, the contact position between the contact probe and the inspection object is shifted. Such an increase in electrical resistance or a shift in the contact position between the contact probe and the inspection object may adversely affect the inspection of the electrical characteristics of the inspection object.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、より高温下で使用可能なプローブカードの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、コンタクトプローブと基板との間の電気抵抗を低減できるプローブカードの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、コンタクトプローブと検査対象物との接触位置がずれるのを防止できるプローブカード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, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a probe card that can be used at higher temperatures. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a probe card that can reduce the electrical resistance between the contact probe and the substrate. Another object of the present invention is to provide a probe card manufacturing method capable of preventing the contact position between the contact probe and the inspection object from shifting.

第１の本発明によるプローブカードの製造方法は、基板表面に形成された電極パッドに、検査対象物に接触させる複数のコンタクトプローブを接合してプローブカードを製造するプローブカードの製造方法において、上記コンタクトプローブ及び上記電極パッドの各接合界面を、同一の金属材料により形成する界面形成ステップと、上記コンタクトプローブとは異なる金属材料で上記複数のコンタクトプローブの周囲が固められることにより内部に上記複数のコンタクトプローブが固定され、上記複数のコンタクトプローブの接合界面が露出したブロック体を準備するステップと、上記コンタクトプローブ及び上記電極パッドの各接合界面を活性化させる界面活性化ステップと、上記界面活性化ステップの後に上記コンタクトプローブ及び上記電極パッドの各接合界面を会合させることにより接合する界面接合ステップと、上記コンタクトプローブ及び上記電極パッドの接合後に、上記コンタクトプローブを固定している上記ブロック体の上記金属材料を溶融させる溶融ステップとを備えて構成される。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a probe card manufacturing method in which a plurality of contact probes to be brought into contact with an object to be inspected are joined to an electrode pad formed on a substrate surface. An interface forming step of forming each bonding interface of the contact probe and the electrode pad with the same metal material, and the periphery of the plurality of contact probes is solidified with a metal material different from the contact probe, thereby the plurality of the contact probes and the electrode pads are internally provided. Preparing a block body in which contact probes are fixed and bonding interfaces of the plurality of contact probes are exposed; an interface activation step of activating each bonding interface of the contact probes and the electrode pads; and the interface activation After the step above contact probe and above An interface bonding step for bonding by joining the bonding interfaces of the electrode pads; and a melting step for melting the metal material of the block body fixing the contact probes after the contact probes and the electrode pads are bonded. It is configured with.

このような構成により、コンタクトプローブ及び電極パッドを常温で接合することができる。すなわち、コンタクトプローブ及び電極パッドの各接合界面を活性化させて会合させることにより、各接合界面を形成している金属原子の結合手を互いに結合させることができるので、加熱を伴わなくても、コンタクトプローブ及び電極パッドを強固に接合することができる。   With such a configuration, the contact probe and the electrode pad can be bonded at room temperature. That is, by activating and associating each bonding interface of the contact probe and the electrode pad, the bonds of metal atoms forming each bonding interface can be bonded to each other, so that without heating, The contact probe and the electrode pad can be firmly bonded.

特に、コンタクトプローブ及び電極パッドの各接合界面が、同一の金属材料により形成されているので、各接合界面における金属原子の原子間距離が等しく、各金属原子の結合手間の距離も等しい。したがって、コンタクトプローブ及び電極パッドの各接合界面における結合手の密度がほぼ等しいので、結合手同士を高密度で結合させることができ、コンタクトプローブ及び電極パッドをより強固に接合することができる。   In particular, since the bonding interfaces of the contact probe and the electrode pad are formed of the same metal material, the distance between metal atoms at each bonding interface is the same, and the distance between bonds of each metal atom is also equal. Accordingly, since the density of the bonding hands at the bonding interfaces of the contact probe and the electrode pad is substantially equal, the bonding hands can be bonded at a high density, and the contact probe and the electrode pad can be bonded more firmly.

このように、コンタクトプローブ及び電極パッドを結合手同士で結合させるような構成であれば、溶融層を介して接合させる場合のように、コンタクトプローブ及び電極パッドの間に融点の低い溶融層を形成する必要がない。したがって、コンタクトプローブ及び電極パッドを融点の高い金属材料で形成すれば、コンタクトプローブ及び電極パッドが高温になるまで溶融しないので、より高温下で使用可能なプローブカードを提供することができる。   In this way, if the contact probe and the electrode pad are combined with each other, a molten layer having a low melting point is formed between the contact probe and the electrode pad as in the case of bonding through the molten layer. There is no need to do. Therefore, if the contact probe and the electrode pad are formed of a metal material having a high melting point, the contact probe and the electrode pad do not melt until the temperature becomes high, and therefore a probe card that can be used at a higher temperature can be provided.

また、溶融層を介してコンタクトプローブを基板上に接合するような構成と比較して、接合部における電気抵抗を小さくすることができるので、コンタクトプローブと基板との間の電気抵抗を低減できる。   In addition, the electrical resistance between the contact probe and the substrate can be reduced because the electrical resistance at the joint can be reduced as compared with a configuration in which the contact probe is joined onto the substrate via the molten layer.

また、コンタクトプローブ及び電極パッドを常温で接合することにより、溶融層を介してコンタクトプローブを基板上に接合するような構成と比較して、加熱によりコンタクトプローブにひずみや変形が生じるのを防止できるとともに、各接合部における取付誤差が生じるのを防止できる。これにより、コンタクトプローブと検査対象物との接触位置がずれるのを防止できる。   Further, by bonding the contact probe and the electrode pad at room temperature, it is possible to prevent the contact probe from being distorted or deformed by heating, as compared with a configuration in which the contact probe is bonded to the substrate via the molten layer. At the same time, it is possible to prevent an attachment error at each joint. Thereby, it can prevent that the contact position of a contact probe and a test subject shifts.

本発明によれば、コンタクトプローブ及び電極パッドを融点の高い金属材料で形成することにより、より高温下で使用可能なプローブカードを提供することができる。また、溶融層を介してコンタクトプローブを基板上に接合するような構成と比較して、接合部における電気抵抗を小さくすることができるので、コンタクトプローブと基板との間の電気抵抗を低減できる。また、コンタクトプローブ及び電極パッドを常温で接合することにより、溶融層を介してコンタクトプローブを基板上に接合するような構成と比較して、コンタクトプローブと検査対象物との接触位置がずれるのを防止できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the probe card which can be used at higher temperature can be provided by forming a contact probe and an electrode pad with a metal material with high melting | fusing point. In addition, the electrical resistance between the contact probe and the substrate can be reduced because the electrical resistance at the joint can be reduced as compared with a configuration in which the contact probe is joined onto the substrate via the molten layer. In addition, the contact position between the contact probe and the inspection object is shifted by bonding the contact probe and the electrode pad at room temperature as compared with the configuration in which the contact probe is bonded to the substrate via the molten layer. Can be prevented.

図１は、本発明の実施の形態によるプローブカード１の製造方法の概略を示した斜視図であり、（ａ）は、コンタクトプローブ１０がコンタクト基板２０に接合される前の状態を示し、（ｂ）は、コンタクトプローブ１０がコンタクト基板２０に接合された後の状態を示している。このプローブカード１は、半導体集積回路などの検査対象物に接触させるための複数のコンタクトプローブ１０と、これらのコンタクトプローブ１０を支持するコンタクト基板２０とを備えている。   FIG. 1 is a perspective view schematically showing a method for manufacturing a probe card 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a state before a contact probe 10 is bonded to a contact substrate 20. b) shows a state after the contact probe 10 is bonded to the contact substrate 20. The probe card 1 includes a plurality of contact probes 10 for contacting an inspection object such as a semiconductor integrated circuit, and a contact substrate 20 that supports these contact probes 10.

コンタクト基板２０は、シリコンが板状に形成された基板であって、その表面には配線パターン２１が形成されている。コンタクト基板２０の表面には、コンタクトプローブ１０と接合される平板状の電極パッド２２が２列に整列配置されており、これらの電極パッド２２が配線パターン２１に接続されている。各電極パッド２２の表面は、コンタクトプローブに接合される接合界面２３であり、平坦面として形成されている。   The contact substrate 20 is a substrate in which silicon is formed in a plate shape, and a wiring pattern 21 is formed on the surface thereof. On the surface of the contact substrate 20, flat electrode pads 22 bonded to the contact probe 10 are arranged in two rows, and these electrode pads 22 are connected to the wiring pattern 21. The surface of each electrode pad 22 is a bonding interface 23 bonded to the contact probe, and is formed as a flat surface.

電極パッド２２は、ニッケルコバルト（Ｎｉ−Ｃｏ）、パラジウムニッケル（Ｐｄ−Ｎｉ）、パラジウムコバルト（Ｐｄ−Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、ニッケルタングステン（Ｎｉ−Ｗ）などの金属材料により形成されている。配線パターン２１は、コンタクト基板２０の周縁部まで延びており、コンタクト基板２０の周縁部に取り付けられた配線部材を介してテスター装置に接続されている。   The electrode pad 22 is made of a metal material such as nickel cobalt (Ni—Co), palladium nickel (Pd—Ni), palladium cobalt (Pd—Co), tungsten (W), nickel tungsten (Ni—W). . The wiring pattern 21 extends to the peripheral edge of the contact substrate 20 and is connected to the tester device via a wiring member attached to the peripheral edge of the contact substrate 20.

例えば、コンタクト基板２０は、ガラスエポキシ製の多層配線基板からなるメイン基板から、フレキシブル基板により吊り下げられている。メイン基板は、プローブ装置に取り付けられることにより、検査対象物の電気的特性を検査するためのテスター装置に接続される。フレキシブル基板はコンタクト基板２０の周縁部に接続されており、コンタクトプローブ１０は、電極パッド２２、配線パターン２１、フレキシブル基板及びメイン基板を介して、テスター装置と電気的に接続される。   For example, the contact substrate 20 is suspended from a main substrate made of a glass epoxy multilayer wiring substrate by a flexible substrate. The main board is connected to a tester device for inspecting the electrical characteristics of the inspection object by being attached to the probe device. The flexible substrate is connected to the peripheral portion of the contact substrate 20, and the contact probe 10 is electrically connected to the tester device via the electrode pad 22, the wiring pattern 21, the flexible substrate, and the main substrate.

コンタクトプローブ１０は、電極パッド２２と同一の金属材料、すなわち、ニッケルコバルト（Ｎｉ−Ｃｏ）、パラジウムニッケル（Ｐｄ−Ｎｉ）、パラジウムコバルト（Ｐｄ−Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、ニッケルタングステン（Ｎｉ−Ｗ）などの弾性のある導電性の金属材料により形成される。コンタクトプローブ１０は、アーチ状に形成され、その一端部が検査対象物に接触させるためのコンタクト部１１、他端部がコンタクト基板２０に接合される接合部１２を形成している。   The contact probe 10 is made of the same metal material as the electrode pad 22, that is, nickel cobalt (Ni—Co), palladium nickel (Pd—Ni), palladium cobalt (Pd—Co), tungsten (W), nickel tungsten (Ni—). W) and other elastic conductive metal materials. The contact probe 10 is formed in an arch shape, and has a contact portion 11 for making one end contact with an object to be inspected and a joint portion 12 for joining the other end portion to the contact substrate 20.

コンタクトプローブ１０の接合部１２には、コンタクト基板２０の電極パッド２２に接合される接合界面１３が形成されている。この接合界面１３は、電極パッド２２の接合界面２３よりも面積の小さい平坦面として形成されている。コンタクトプローブ１０は、接合部１２においてコンタクト基板２０に片持ち支持され、その先端側がコンタクト基板２０から遠ざかるように接合部１２からアーチ状に湾曲している。より具体的には、コンタクトプローブ１０は、その中央部に屈曲部を有する２段階のアーチ状に形成されている。コンタクト部１１は、コンタクトプローブ１０の先端部においてコンタクト基板２０と反対側に向かって突出している。   A bonding interface 13 bonded to the electrode pad 22 of the contact substrate 20 is formed at the bonding portion 12 of the contact probe 10. The bonding interface 13 is formed as a flat surface having a smaller area than the bonding interface 23 of the electrode pad 22. The contact probe 10 is cantilevered by the contact substrate 20 at the joint portion 12, and is curved in an arch shape from the joint portion 12 so that the tip side thereof is away from the contact substrate 20. More specifically, the contact probe 10 is formed in a two-stage arch shape having a bent portion at the center thereof. The contact portion 11 protrudes toward the side opposite to the contact substrate 20 at the tip portion of the contact probe 10.

本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、複数のコンタクトプローブ１０は、相対位置が変化しないように銅（Ｃｕ）などの材料で周囲を固められ、ブロック体３０として一体的に取り扱われる。複数のコンタクトプローブ１０の各接合界面１３は、ブロック体３０の１つの面（以下、「対向面３１」と呼ぶ。）から外部に露出しており、この対向面３１をコンタクト基板２０に対向させ、各コンタクトプローブ１０の接合界面１３が対応する電極パッド２２の接合界面２３に当接するように位置合わせを行うことにより、複数のコンタクトプローブ１０を一度に位置合わせすることができるようになっている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the plurality of contact probes 10 are solidified with a material such as copper (Cu) so that the relative positions do not change, and are integrally formed as a block body 30. Handled. Each joint interface 13 of the plurality of contact probes 10 is exposed to the outside from one surface of the block body 30 (hereinafter referred to as “opposing surface 31”), and the opposing surface 31 is opposed to the contact substrate 20. By aligning the bonding interfaces 13 of the contact probes 10 with the bonding interfaces 23 of the corresponding electrode pads 22, a plurality of contact probes 10 can be aligned at a time. .

このようなブロック体３０は、薄い銅の膜を積層していき、各層において、エッチングなどにより選択的に溝を形成するとともに、その溝にコンタクトプローブ１０を形成するための金属材料を充填するといった周知の方法によって形成することができる。これにより、ブロック体３０の各層の溝内に連続するように充填された金属材料によりコンタクトプローブ１０を形成することができる。   Such a block body 30 is formed by laminating thin copper films, and in each layer, grooves are selectively formed by etching or the like, and the grooves are filled with a metal material for forming the contact probe 10. It can be formed by a known method. Thereby, the contact probe 10 can be formed of the metal material continuously filled in the groove of each layer of the block body 30.

ブロック体３０をコンタクト基板２０に対して位置合わせし、各コンタクトプローブ１０を対応する電極パッド２２に接合した後、薬品等を用いてブロック体３０の銅を溶融させることにより、図１（ｂ）に示すように、複数のコンタクトプローブ１０が片持ち支持されたコンタクト基板２０を形成することができる。   After the block body 30 is aligned with the contact substrate 20 and each contact probe 10 is bonded to the corresponding electrode pad 22, the copper of the block body 30 is melted using a chemical or the like, thereby FIG. As shown in FIG. 4, a contact substrate 20 in which a plurality of contact probes 10 are cantilevered can be formed.

図２は、図１のプローブカード１の製造方法について説明するための図であり、プローブカード製造装置４０を概略断面図で示している。図３は、図１のプローブカード１の製造方法としての常温接合処理の一例を示したフローチャートである。図４は、常温接合処理の原理について説明するための模式図である。   FIG. 2 is a view for explaining a method of manufacturing the probe card 1 of FIG. 1, and shows a probe card manufacturing apparatus 40 in a schematic sectional view. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a room temperature bonding process as a method of manufacturing the probe card 1 of FIG. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the principle of the room temperature bonding process.

このプローブカード製造装置４０は、真空チャンバ４１、マニピュレータ４２及びイオン照射装置４３を備えている。ブロック体３０の対向面３１における各コンタクトプローブ１０の接合界面１３及びコンタクト基板２０の各電極パッド２２の接合界面２３は、同一の金属材料により形成され、いわゆるフロートポリシング法などの周知の研磨加工法を用いて、表面凹凸の高低差が数十〜数百Åの平滑面とされる（平滑化処理；図３のステップＳ１０１）。コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２の各接合界面１３，２３を平滑化することによって、それらの接合面積を大きく確保することができる。   The probe card manufacturing apparatus 40 includes a vacuum chamber 41, a manipulator 42, and an ion irradiation device 43. The bonding interface 13 of each contact probe 10 and the bonding interface 23 of each electrode pad 22 of the contact substrate 20 on the opposing surface 31 of the block body 30 are formed of the same metal material, and are known polishing methods such as a so-called float polishing method. Is used to obtain a smooth surface with a level difference of surface irregularities of several tens to several hundreds of millimeters (smoothing process; step S101 in FIG. 3). By smoothing the bonding interfaces 13 and 23 between the contact probe 10 and the electrode pad 22, a large bonding area can be secured.

その後、図２（ａ）に示すように、真空チャンバ４１に形成されている排気口４４から真空チャンバ４１内の空気を吸引することにより、真空チャンバ４１内を気圧が１０−７〜１０−９Ｐａ程度の高真空雰囲気とする（図３のステップＳ１０２）。そして、真空チャンバ４１内の所定位置にコンタクト基板２０が固定されるとともに、ブロック体３０がマニピュレータ４２により保持された状態で、イオン照射装置４３からブロック体３０の対向面３１及びコンタクト基板２０の表面に向けてイオンが照射される（清浄化処理；図３のステップＳ１０３）。   Thereafter, as shown in FIG. 2A, the air in the vacuum chamber 41 is sucked from the exhaust port 44 formed in the vacuum chamber 41, so that the atmospheric pressure is 10 −7 to 10 −9 Pa in the vacuum chamber 41. A high-vacuum atmosphere is set to a degree (step S102 in FIG. 3). Then, while the contact substrate 20 is fixed at a predetermined position in the vacuum chamber 41 and the block body 30 is held by the manipulator 42, the opposing surface 31 of the block body 30 and the surface of the contact substrate 20 from the ion irradiation device 43. Are irradiated toward the surface (cleaning process; step S103 in FIG. 3).

イオン照射装置４３から照射されるイオンは、金属原子と結合しにくい不活性イオンであることが好ましく、本実施の形態では、アルゴンイオンが照射されるようになっている。清浄化処理により、ブロック体３０の対向面３１における各コンタクトプローブ１０の接合界面１３及びコンタクト基板２０における各電極パッド２２の接合界面２３にアルゴンイオンが衝突し、その衝突エネルギーによって各接合界面１３，２３を形成している金属原子の結合手が切断され、各接合界面１３，２３に付着している不純物が除去される。   The ions irradiated from the ion irradiation device 43 are preferably inert ions that are not easily bonded to metal atoms, and in this embodiment, argon ions are irradiated. By the cleaning process, argon ions collide with the bonding interface 13 of each contact probe 10 on the opposing surface 31 of the block body 30 and the bonding interface 23 of each electrode pad 22 on the contact substrate 20, and each bonding interface 13, Bonds of metal atoms forming 23 are cut, and impurities adhering to each of the junction interfaces 13 and 23 are removed.

図４（ａ）に示すように、各接合界面１３，２３を形成している金属原子５０の結合手５１が清浄化処理により切断されると、それらの結合手５１が活性化され、他の原子の結合手と結合しやすい状態になる。この状態で、図２（ｂ）に示すように、各コンタクトプローブ１０の接合界面１３が対応する電極パッド２２の接合界面２３に当接するようにブロック体３０の位置合わせを行う（図３のステップＳ１０４）。これにより、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２の各接合界面１３，２３が真空中で会合し、図４（ｂ）に示すように、各接合界面１３，２３の結合手５１同士が結合することにより、常温で接合界面１３，２３同士が接合される。その後、上述の通り、ブロック体３０の銅を溶融させるなどして除去する処理を行えばよい。   As shown in FIG. 4A, when the bonds 51 of the metal atoms 50 forming the bonding interfaces 13 and 23 are cut by the cleaning process, the bonds 51 are activated, It becomes easy to bond with the bond of the atom. In this state, as shown in FIG. 2B, the block body 30 is aligned so that the bonding interface 13 of each contact probe 10 contacts the bonding interface 23 of the corresponding electrode pad 22 (step of FIG. 3). S104). As a result, the bonding interfaces 13 and 23 of the contact probe 10 and the electrode pad 22 meet in a vacuum, and as shown in FIG. 4B, the bonding hands 51 of the bonding interfaces 13 and 23 are bonded to each other. The bonding interfaces 13 and 23 are bonded to each other at room temperature. Thereafter, as described above, a process of removing the copper of the block body 30 by melting or the like may be performed.

このように、活性化された結合手５１同士を会合させると結合するといった現象は、各結合手５１の持っている自由エネルギー準位が最も低い状態で安定するという原理により、結合手５１同士が自動的に結合すること（セルフアライメント）に基づくものと思われる。高真空雰囲気において各接合界面１３，２３に付着している不純物を除去するので、大気中の不純物や清浄化処理により各接合界面１３，２３から除去された不純物が、活性化された各接合界面１３，２３に付着しにくく、この状態で各接合界面１３，２３を会合させることにより、接合界面１３，２３同士を良好に接合させることができる。   As described above, the phenomenon that bonds are made when the activated bonds 51 are associated with each other is based on the principle that the bonds 51 are stabilized in a state where the free energy level of each bond 51 is the lowest. It seems to be based on automatic coupling (self-alignment). Since impurities adhering to the bonding interfaces 13 and 23 in a high vacuum atmosphere are removed, impurities in the atmosphere and impurities removed from the bonding interfaces 13 and 23 by the cleaning treatment are activated. The bonding interfaces 13 and 23 can be satisfactorily bonded together by causing the bonding interfaces 13 and 23 to associate with each other in this state.

本実施の形態では、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２を常温で接合することができる。すなわち、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２の各接合界面１３，２３を活性化させて会合させることにより、各接合界面１３，２３を形成している金属原子５０の結合手５１を互いに結合させることができるので、加熱を伴わなくても、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２を強固に接合することができる。   In the present embodiment, the contact probe 10 and the electrode pad 22 can be bonded at room temperature. That is, by activating and associating the bonding interfaces 13 and 23 of the contact probe 10 and the electrode pad 22, the bonds 51 of the metal atoms 50 forming the bonding interfaces 13 and 23 can be bonded to each other. Therefore, the contact probe 10 and the electrode pad 22 can be firmly bonded without heating.

特に、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２の各接合界面１３，２３が、同一の金属材料により形成されているので、図４に示すように、各接合界面１３，２３における金属原子５０の原子間距離が等しく、各金属原子５０の結合手５１間の距離も等しい。したがって、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２の各接合界面１３，２３における結合手５１の密度がほぼ等しいので、結合手５１同士を高密度で結合させることができ、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２をより強固に接合することができる。   In particular, since the bonding interfaces 13 and 23 of the contact probe 10 and the electrode pad 22 are formed of the same metal material, the interatomic distance between the metal atoms 50 at the bonding interfaces 13 and 23 as shown in FIG. Are equal, and the distance between the bonds 51 of each metal atom 50 is also equal. Therefore, since the density of the joints 51 at the joint interfaces 13 and 23 of the contact probe 10 and the electrode pad 22 is substantially equal, the joints 51 can be coupled with each other at a high density. It can be firmly joined.

このように、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２を結合手５１同士で結合させるような構成であれば、溶融層を介して接合させる場合のように、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２の間に融点の低い溶融層を形成する必要がない。したがって、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２を融点の高い金属材料で形成すれば、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２が高温になるまで溶融しないので、より高温下で使用可能なプローブカード１を提供することができる。   As described above, if the contact probe 10 and the electrode pad 22 are coupled together by the joints 51, the melting point between the contact probe 10 and the electrode pad 22 is reduced as in the case of bonding via the molten layer. There is no need to form a low melt layer. Therefore, if the contact probe 10 and the electrode pad 22 are formed of a metal material having a high melting point, the contact probe 10 and the electrode pad 22 do not melt until the temperature becomes high, so that the probe card 1 that can be used at a higher temperature is provided. Can do.

また、溶融層を介してコンタクトプローブ１０をコンタクト基板２０上に接合するような構成と比較して、接合部における電気抵抗を小さくすることができるので、コンタクトプローブ１０とコンタクト基板２０との間の電気抵抗を低減できる。   In addition, since the electrical resistance at the joint can be reduced as compared with the configuration in which the contact probe 10 is joined to the contact substrate 20 via the molten layer, the contact probe 10 and the contact substrate 20 can be reduced. Electric resistance can be reduced.

また、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２を常温で接合することにより、溶融層を介してコンタクトプローブ１０をコンタクト基板２０上に接合するような構成と比較して、加熱によりコンタクトプローブ１０にひずみや変形が生じるのを防止できるとともに、各接合部における取付誤差が生じるのを防止できる。これにより、コンタクトプローブ１０と検査対象物との接触位置がずれるのを防止できる。   In addition, the contact probe 10 and the electrode pad 22 are bonded at normal temperature, so that the contact probe 10 is distorted or deformed by heating as compared with a configuration in which the contact probe 10 is bonded onto the contact substrate 20 via a molten layer. Can be prevented, and attachment errors at each joint can be prevented. Thereby, it can prevent that the contact position of the contact probe 10 and a test object shifts | deviates.

上記実施の形態では、コンタクト基板２０上に電極パッド２２が形成され、この電極パッド２２にコンタクト基板２０上の配線パターン２１が接続されているような構成について説明したが、このような構成に限らず、コンタクト基板の配線パターン上に電極パッドが貼り付けられたような構成であってもよい。電極パッドは、配線パターンとは異なる金属材料で形成されていてもよいし、配線パターンと同一の金属材料により一体的に形成されていてもよい。   In the above embodiment, the configuration in which the electrode pad 22 is formed on the contact substrate 20 and the wiring pattern 21 on the contact substrate 20 is connected to the electrode pad 22 has been described. However, the configuration is not limited thereto. Instead, the electrode pad may be attached on the wiring pattern of the contact substrate. The electrode pad may be formed of a metal material different from the wiring pattern, or may be integrally formed of the same metal material as the wiring pattern.

コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２の各接合界面１３，２３は、平坦面に限らず、湾曲形状や凹凸形状などであってもよい。例えば、コンタクトプローブ及び電極パッドの各接合界面のうち一方を凸形状とし、他方を対応する凹形状として、それらを嵌め合わせることにより各接合界面を会合させてもよい。   Each joint interface 13 and 23 of the contact probe 10 and the electrode pad 22 is not limited to a flat surface, and may be a curved shape or an uneven shape. For example, one of the bonding interfaces of the contact probe and the electrode pad may have a convex shape and the other may have a corresponding concave shape, and the bonding interfaces may be associated by fitting them together.

また、コンタクトプローブ１０及び電極パッド２２の全体を同一の金属材料で形成するような構成に限らず、少なくとも各接合界面１３，２３が同一の金属で形成されていればよい。したがって、コンタクトプローブ１０全体が電極パッド２２と同一の金属材料で形成されたような構成に限らず、例えば、バレル内にプランジャーが伸縮可能に配置されているような多種部品からなるコンタクトプローブにおいて、接合界面を含む一部分のみが電極パッドと同一の金属材料で形成されたような構成であってもよい。   Further, the contact probe 10 and the electrode pad 22 are not limited to be formed of the same metal material, and at least the bonding interfaces 13 and 23 may be formed of the same metal. Therefore, the contact probe 10 as a whole is not limited to the configuration in which the electrode pad 22 is formed of the same metal material. Alternatively, only a part including the bonding interface may be formed of the same metal material as the electrode pad.

コンタクト基板２０は、シリコン製のものに限らず、他の材料で形成された基板、例えばガラスエポキシ製の基板などであってもよい。   The contact substrate 20 is not limited to silicon, and may be a substrate formed of another material, for example, a glass epoxy substrate.

本発明の実施の形態によるプローブカードの製造方法の概略を示した斜視図であり、（ａ）は、コンタクトプローブがコンタクト基板に接合される前の状態を示し、（ｂ）は、コンタクトプローブがコンタクト基板に接合された後の状態を示している。It is the perspective view which showed the outline of the manufacturing method of the probe card by embodiment of this invention, (a) shows the state before a contact probe is joined to a contact substrate, (b) shows a contact probe. A state after being bonded to the contact substrate is shown. 図１のプローブカードの製造方法について説明するための図であり、プローブカード製造装置を概略断面図で示している。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the probe card of FIG. 1, and has shown the probe card manufacturing apparatus with the schematic sectional drawing. 図１のプローブカードの製造方法としての常温接合処理の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the normal temperature joining process as a manufacturing method of the probe card of FIG. 常温接合処理の原理について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the principle of a normal temperature joining process.

符号の説明Explanation of symbols

１ プローブカード
１０ コンタクトプローブ
１１ コンタクト部
１２ 接合部
１３ 接合界面
２０ コンタクト基板
２１ 配線パターン
２２ 電極パッド
２３ 接合界面
３０ ブロック体
３１ 対向面
４０ プローブカード製造装置
４１ 真空チャンバ
４２ マニピュレータ
４３ イオン照射装置
４４ 排気口
５０ 金属原子
５１ 結合手 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe card 10 Contact probe 11 Contact part 12 Bonding part 13 Bonding interface 20 Contact substrate 21 Wiring pattern 22 Electrode pad 23 Bonding interface 30 Block body 31 Opposite surface 40 Probe card manufacturing apparatus 41 Vacuum chamber 42 Manipulator 43 Ion irradiation apparatus 44 Exhaust port 50 metal atom 51 bond

Claims (1)

基板表面に形成された電極パッドに、検査対象物に接触させる複数のコンタクトプローブを接合してプローブカードを製造するプローブカードの製造方法において、
上記コンタクトプローブ及び上記電極パッドの各接合界面を、同一の金属材料により形成する界面形成ステップと、
上記コンタクトプローブとは異なる金属材料で上記複数のコンタクトプローブの周囲が固められることにより内部に上記複数のコンタクトプローブが固定され、上記複数のコンタクトプローブの接合界面が露出したブロック体を準備するステップと、
上記コンタクトプローブ及び上記電極パッドの各接合界面を活性化させる界面活性化ステップと、
上記界面活性化ステップの後に上記コンタクトプローブ及び上記電極パッドの各接合界面を会合させることにより接合する界面接合ステップと、
上記コンタクトプローブ及び上記電極パッドの接合後に、上記コンタクトプローブを固定している上記ブロック体の上記金属材料を溶融させる溶融ステップとを備えたことを特徴とするプローブカードの製造方法。 In a probe card manufacturing method for manufacturing a probe card by bonding a plurality of contact probes to be in contact with an inspection object to an electrode pad formed on a substrate surface,
An interface forming step of forming each bonding interface of the contact probe and the electrode pad with the same metal material;
Preparing a block body in which the plurality of contact probes are fixed by the periphery of the plurality of contact probes being solidified with a metal material different from that of the contact probes, and a bonding interface of the plurality of contact probes is exposed; and ,
An interface activation step for activating each bonding interface of the contact probe and the electrode pad;
An interface bonding step for bonding by joining the bonding interfaces of the contact probe and the electrode pad after the interface activation step;
A method of manufacturing a probe card, comprising: a melting step of melting the metal material of the block body to which the contact probe is fixed after the contact probe and the electrode pad are joined.
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