(57)【要約】【課題】針圧が小さくても、コンタクトプローブと検査対象物との電気的導通を安定してとることができるコンタクトプローブ及びその製造方法を提供する【解決手段】コンタクトプローブ１は、一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部３と、このビーム部３の自由端付近における検査対象物１０２と対向する面上に取り付けられたコンタクト部２とを有し、コンタクト部２の検査対象物１０２への接触面２１に、表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下の凹凸が形成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部と、このビーム部の自由端付近における検査対象物と対向する面上に取り付けられたコンタクト部とを有し、上記コンタクト部の上記検査対象物への接触面に、表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下の凹凸が形成されていることを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部と、このビーム部の自由端付近における検査対象物と対向する表面に形成されるコンタクト部とを有するコンタクトプローブの製造方法であって、
導電性材料を積層して表面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となる凹凸を有する犠牲層を形成した後、この犠牲層の上に上記コンタクト部となる第１金属層を積層して形成し、上記ビーム部となる第２金属層を第１金属層上に一部が連続するように積層して形成することにより、上記コンタクト部の上記検査対象物への接触面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となる凹凸を形成することを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【請求項３】
上記導電性材料を積層して形成された上記犠牲層の表面にエッチング処理を行うことにより、当該表面に上記表面粗さの凹凸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。
【請求項４】
導電性材料を積層して一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部を形成した後、このビーム部の自由端付近における検査対象物と対向する表面に導電性材料を積層してコンタクト部を形成するコンタクトプローブの製造方法であって、
上記コンタクト部を形成した後に、このコンタクト部の上記検査対象物への接触面にエッチング処理を行うことにより、当該接触面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となる凹凸を形成することを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【請求項５】
導電性材料を積層して一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部を形成した後、このビーム部の自由端付近における検査対象物と対向する表面に導電性材料を積層してコンタクト部を形成するコンタクトプローブの製造方法であって、
電流密度の大きさとめっき液中の添加剤の添加量とを制御して、上記ビーム部及び上記コンタクト部を電気めっき処理により形成することにより、上記コンタクト部の上記検査対象物への接触面となるめっき成長面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となる凹凸を形成することを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【請求項６】
導電性材料を積層して一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部を形成した後、このビーム部の自由端付近における検査対象物と対向する表面に導電性材料を積層してコンタクト部を形成するコンタクトプローブの製造方法であって、
上記コンタクト部を形成した後に、このコンタクト部の上記検査対象物への接触面を電解研磨することにより、当該接触面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となる凹凸を形成することを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部と、このビーム部の自由端付近における検査対象物と対向する面上に取り付けられたコンタクト部とを有するコンタクトプローブ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ上に形成された電子回路に対して電気的特性試験が行われている。この様な検査対象物に対する電気的特性試験は、検査対象物上の電極パッドに接触して導通させる複数のコンタクトプローブ（接触探針）が基板上に形成されたプローブカードを用いて行われる。
【０００３】
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）。このコンタクト部は、ビーム部の表面から検査対象物に向けて突出させた柱状体からなり、この柱状体の端面を検査対象物の電極パッドと対向させている。
【０００４】
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、まず、コンタクトプローブのコンタクト部を半導体ウエハ上の電極パッドに接触させる。コンタクト部が電極パッドと当接し始めた状態では、コンタクト部の端面全体が電極パッドの表面に接触することとなる。その後、コンタクトプローブのコンタクト部を更に半導体ウエハ側に押し付けて、ビーム部を弾性変形させる動作であるオーバードライブを行って、全てのコンタクトプローブのコンタクト部をそれぞれ電極パッドに確実に接触させるようにしている。
【０００５】
即ち、従来のコンタクト部は柱状体で形成されているため、先端は平坦面になっており、しかも、この先端面は形状の寸法精度を上げるために鏡面加工が施されている。従って、コンタクト部の先端面の面積が比較的大きくなるので、コンタクト部の電極パッドに対する針圧が小さいと、コンタクトプローブは安定した接触状態が得られない。そこで、上記オーバードライブを行って、ビーム部を弾性変形させることにより、コンタクト部の先端面の角部を電極パッドに接触させて、コンタクト部の電極パッドとの接触面積を小さくし、コンタクト部の電極パッドへの押圧力が大きくなるようにして、確実に接触できるようにしている。
【０００６】
また、電極パッドの表面には酸化膜が形成されている場合があり、コンタクト部の先端面を単に電極パッドに接触させただけでは、この酸化膜によりコンタクト部と電極パッドとの電気的導通をとることができない。そこで、オーバードライブを行うことにより、コンタクト部の先端面を電極パッドに対して滑らしながら、コンタクト部の先端角部を電極パッドに食い込ませて、このコンタクト部の先端角部で電極パッドの表面に形成された酸化膜をスクラブして削り取るようにしている。
【特許文献１】特開２００６−１７７８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、コンタクトプローブは、電極パッドとの接触抵抗が低く導通性の良好なものであることが望ましい。そのためには、接触部分の面積を小さくすることによって、上記コンタクト部の電極パッドに接触する接触部分の面圧を増大させ、電極パッドに対して効果的なスクラブ動作を行わせることが重要となる。
【０００８】
しかしながら、上記コンタクト部の先端面は平坦面であるため、安定した電気抵抗を得るためには、比較的大きな針圧を付与して上記コンタクト部の先端角部を電極パッドに圧接させる必要がある。その結果、コンタクトプローブのオーバードライブ量を多くしなければならず、コンタクト部が摺動する量も多くなる。そして、今後半導体装置が更に高集積化して電極パッドが小面積化すればオーバードライブ量が制限され、オーバードライブ量を多くしなければならないコンタクトプローブでは、電極パッドをスクラブができなくなる虞がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、針圧が小さくても、コンタクトプローブと検査対象物との電気的導通を安定してとることができるコンタクトプローブ及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明によるコンタクトプローブは、一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部と、このビーム部の自由端付近における検査対象物と対向する面上に取り付けられたコンタクト部とを有し、上記コンタクト部の上記検査対象物への接触面に、表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下の凹凸が形成されている。
【００１１】
本発明のコンタクトプローブによれば、上記コンタクト部の上記検査対象物への接触面に、表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となる凹凸が形成されているので、上記コンタクト部が上記検査対象物と当接して、オーバードライブを行った場合でも、上記接触面には凹凸が形成されているので、上記コンタクト部の先端角部のみを接触させなくても、上記凹凸の凸部を上記検査対象物に接触させて接触面積を小さくすることができる。その結果、オーバードライブ量を少なくして小さい針圧としても、上記コンタクト部と上記検査対象物との良好な接触が得られる。しかも、上記接触面に形成された凹凸が摩擦抵抗となって、オーバードライブによりスクラブ動作を行った場合、この凹凸により上記検査対象物の表面に形成された酸化膜を削り取ることができるので、少ないオーバードライブ量でも安定した接触状態が得られ、安定した電気抵抗を得ることができる。
【００１２】
なお、表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ未満となる凹凸を有する上記接触面の場合、凹凸が小さすぎるので、オーバードライブ量を大きくしなければ、上記接触面と検査対象物との接触による電気抵抗は安定しない。また、表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．７μｍ超となる凹凸を有する上記接触面の場合には、凹凸が大き過ぎて、安定した接触状態が得られない。
【００１３】
第２の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部と、このビーム部の自由端付近における検査対象物と対向する表面に形成されるコンタクト部とを有するコンタクトプローブの製造方法であって、導電性材料を積層して表面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となる凹凸を有する犠牲層を形成した後、この犠牲層の上に上記コンタクト部となる第１金属層を積層して形成し、上記ビーム部となる第２金属層を第１金属層上に一部が連続するように積層して形成することにより、上記コンタクト部の上記検査対象物への接触面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となる凹凸を形成する。
【００１４】
第２の本発明によるコンタクトプローブの製造方法によれば、上記犠牲層に凹凸を形成しておいて、この犠牲層上に上記コンタクト部を形成し、さらに、上記コンタクト部の上に上記ビーム部の一部を形成することにより、上記接触面に凹凸が形成された上記コンタクト部を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。しかも、上記コンタクト部には、上記表面粗さの凹凸が形成されているので、オーバードライブ量を少なくして小さい針圧としても、上記コンタクト部と上記検査対象物との良好な接触が得られる。さらに、複数のコンタクトプローブが配列可能な表面積を有する上記犠牲層の表面に凹凸を形成することにより、同一の犠牲層上に凹凸を有する複数のコンタクト部を同時に形成することができる。
【００１５】
第３の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、上記方法に加え、上記導電性材料を積層して形成された上記犠牲層の表面にエッチング処理を行うことにより、当該表面に上記表面粗さの凹凸を形成する。このように上記犠牲層の表面をエッチング処理で凹凸を形成することにより、上記犠牲層上に簡単に凹凸を形成することができる。
【００１６】
第４の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、導電性材料を積層して一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部を形成した後、このビーム部の自由端付近における検査対象物と対向する表面に導電性材料を積層してコンタクト部を形成するコンタクトプローブの製造方法であって、上記コンタクト部を形成した後に、このコンタクト部の上記検査対象物への接触面にエッチング処理を行うことにより、当該接触面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となる凹凸を形成する。
【００１７】
第４の本発明によるコンタクトプローブの製造方法によれば、ビーム部とコンタクト部とを形成した後に、上記コンタクト部における検査対象物への接触面にエッチング処理を行うことにより、簡単に凹凸が形成された上記接触面を有するコンタクト部を形成することができる。そして、上記検査対象物との良好な接触が得られるコンタクトプローブを簡単に形成することができる。
【００１８】
第５の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、導電性材料を積層して一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部を形成した後、このビーム部の自由端付近における検査対象物と対向する表面に導電性材料を積層してコンタクト部を形成するコンタクトプローブの製造方法であって、電流密度の大きさとめっき液中の添加剤の添加量とを制御して、上記ビーム部及び上記コンタクト部を電気めっき処理により形成することにより、上記コンタクト部の上記検査対象物への接触面となるめっき成長面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となる凹凸を形成する。
【００１９】
第５の本発明によるコンタクトプローブの製造方法によれば、電流密度の大きさとめっき液中の添加剤の添加量とを制御して、ビーム部及びコンタクト部を電気めっきにより形成するだけで、エッチング処理などの後加工をすることなく、上記コンタクト部の上記接触面に上記凹凸を形成することができる。その結果、製造工程数が増加することなく、上記接触面に凹凸を有するコンタクト部を形成することができる。そして、上記検査対象物との良好な接触が得られるコンタクトプローブを簡単に形成することができる。
【００２０】
第６の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、導電性材料を積層して一端が基板に固定される片持ち梁構造のビーム部を形成した後、このビーム部の自由端付近における検査対象物と対向する表面に導電性材料を積層してコンタクト部を形成するコンタクトプローブの製造方法であって、上記コンタクト部を形成した後に、このコンタクト部の上記検査対象物への接触面を電解研磨することにより、当該接触面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となる凹凸を形成する。
【００２１】
第６の本発明によるコンタクトプローブの製造方法によれば、ビーム部とコンタクト部とを形成した後に、上記コンタクト部における検査対象物への接触面を電解研磨することにより、簡単に凹凸が形成された上記接触面を有するコンタクト部を形成することができる。そして、上記検査対象物との良好な接触が得られるコンタクトプローブを簡単に形成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によるコンタクトプローブによれば、片持ち梁構造のコンタクトプローブを少ないオーバードライブ量でも、確実に上記コンタクト部を検査対象物に接触させることができる。また、本発明によるコンタクトプローブの製造方法によれば、少ないオーバードライブ量でも、確実に上記コンタクト部を検査対象物に接触させることができる片持ち梁構造のコンタクトプローブを簡単に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
実施の形態１.
以下、コンタクト部の端面に凹凸を有する本発明にかかるコンタクトプローブ及びそ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。
【００２４】
〔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。
【００２５】
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。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。
【００２６】
〔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。
【００２７】
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とを備えている。
【００２８】
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の開口部の周縁で保持されて水平に支持される。
【００２９】
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に接続するように構成されている。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で形成されている。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でプローブ基板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をシリコン基板で構成することにより、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。
【００３０】
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。
【００３１】
本実施の形態では、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。
【００３２】
〔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と対向させている。
【００３３】
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。
【００３４】
ビーム部３は、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に連続して形成される弾性変形部３２とから構成される。弾性変形部３２は、基板固定部３１からプローブ基板１０７に平行して延びている。
【００３５】
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を弾性変形させることができる。本実施の形態では、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で押圧することにより、ビーム部３の弾性変形部３２を弾性変形させることができる。
【００３６】
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平面視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と接触する接触面２１としており、この接触面２１は、凹凸を有するように形成されている。接触面２１の凹凸は、表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下となるように形成されている。表面粗さは、１．０μｍ以上０．３μｍ以下であればなお好ましい。
【００３７】
本実施の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。本実施の形態では、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。
【００３８】
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ことができる。
【００３９】
〔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、導電率の高い材料で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、後記する犠牲層４を銅で形成するため、コンタクトプローブ１のビーム部３は、銅のエッチング液で溶けない導電性材料で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。
【００４０】
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に繰り返し接触させるため高い耐磨耗性が要求される。しかも、コンタクト部２は、電極パッド１２１に接触させるたびに、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２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）で形成している。
【００４１】
〔コンタクトプローブの製造プロセス〕
図４及び図５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。
【００４２】
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。
【００４３】
図４（ａ）は、絶縁性基板１０９上に銅からなる犠牲層４を形成する犠牲層形成工程を示している。図示していないが、まず、絶縁性基板１０９上に銅で導電性膜を形成する。この導電性膜はスパッタリングなど真空蒸着により形成する。
【００４４】
そして、導電性膜に電圧を印加することにより、導電性膜の上面に銅を電気めっきして犠牲層４を形成する。このとき、銅めっき液の銅濃度、添加剤量、電流値を調整して電気めっきを行うことにより、図４（ａ）に示すように、犠牲層４のめっき成長面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下の凹凸を形成することができる。
【００４５】
なお、犠牲層４が形成された後に、犠牲層４の表面をエッチング処理または電解研磨することにより凹凸を形成するようにしてもよい。
【００４６】
犠牲層４が形成されると、図４（ｂ）に示すように、この犠牲層４の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第１レジスト層５１を形成する。その後、この第１レジスト層５１の表面を選択的に露光することにより、第１レジスト層５１を部分的に除去することにより、第１開口部５１ａが形成される。本実施の形態では、図４（ｂ）に示すように、第１開口部５１ａ内で凹凸を有する犠牲層４の一部が露出している。第１開口部５１ａ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。
【００４７】
次に、図４（ｃ）に示すように、第１開口部５１ａ内に、ロジウム（Ｒｈ）を電気めっきすることにより、犠牲層４上に第１金属層６１が積層されて形成される。この第１金属層６１がコンタクト部２を構成する。第１金属層６１の端面および第１レジスト層５１の上面は、ビーム部３を形成するために平滑な面にする必要があるので、第１レジスト層５１と第１金属層６１とを研磨して、第１金属層６１の端面を平坦にする。
【００４８】
第１金属層６１が形成された後は、図４（ｄ）に示すように、第１レジスト層５１及び第１金属層６１上に再びフォトレジストを塗布することにより第２レジスト層５２を形成する。そして、第２レジスト層５２の表面を選択的に露光することにより、第２レジスト層５２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２開口部５２ａが複数形成される。第２開口部５２ａは、図示していないが、プローブ幅方向に所定のピッチをあけて複数形成されている。
【００４９】
次に、図示していないが、第１レジスト層５１及び第１金属層６１上にニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）で導電性膜を形成する。このニッケルコバルト合金の導電性膜もスパッタリングなど真空蒸着により形成する。
【００５０】
そして、図４（ｅ）に示すように、ニッケルコバルト合金の導電性膜に電圧を印加することにより、各第２開口部５２ａ内においてニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）をＮｉ−Ｃｏ導電性膜上に電気めっきしていく。この電気めっきにより、Ｎｉ−Ｃｏ導電性膜上にニッケルコバルト合金が堆積されて第２金属層６２が形成されていく。この第２金属層６２がビーム部３の弾性変形部３２となる。そして、第２レジスト層５２とともに、第２金属層６２を研磨して、第２金属層６２の端面を平坦にする。
【００５１】
第２金属層６２が形成された後は、図５（ａ）に示すように、第２レジスト層５２及び第２金属層６２上に再びフォトレジストを塗布することにより第３レジスト層５３を形成する。そして、第３レジスト層５３の表面を選択的に露光することにより、第３レジスト層５３の一部が除去され、ビーム部３の基板固定部３１の形状に合わせた第３開口部５３ａが複数形成される。第３開口部５３ａは、第２開口部５２ａの上に形成されている。
【００５２】
そして、図５（ｂ）に示すように、第２金属層６２に電圧を印加することにより、各第３開口部５３ａ内においてニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）を第２金属層６２上に電気めっきしていく。この電気めっきにより、第２金属層６２上にニッケルコバルト合金が堆積されて第３金属層６３が形成されていく。この第３金属層６３がビーム部３の基板固定部３１となる。
【００５３】
第３金属層６３が形成された後は、図５（ｃ）に示すように、第１レジスト層５１、第２レジスト層５２、そして、第３レジスト層５３を除去し、さらに、銅エッチング液を用いて、犠牲層４を除去することにより、コンタクトプローブ１が得られる。
【００５４】
本実施の形態では、コンタクトプローブ１をコンタクト部２から形成していく場合において、犠牲層４の表面全体に凹凸を形成しておいて、この犠牲層４の凹凸を型としてコンタクト部２の端面に凹凸を形成するようにした。コンタクトプローブ１の形成位置を犠牲層４上の何れの位置に定めても、コンタクト部２の端面に所定の表面粗さの凹凸を形成することができる。
【００５５】
実施の形態２．
上記した実施の形態１では、犠牲層に凹凸を形成し、犠牲層上にコンタクト部を形成した後、ビーム部を形成してコンタクトプローブを形成した。本実施の形態２では、図６に示すように、ビーム部の基板固定部からプローブの高さ方向に導電性材料を積層して、コンタクトプローブを形成する場合の製造方法について説明する。
【００５６】
本実施の形態のコンタクトプローブ１は、上記した実施の形態１と同じ材料で形成され、同じ構成部分については同じ符号を付す。本実施の形態のコンタクトプローブ１は、図３に示すものと構成は同じである。また、本実施の形態では、絶縁性基板としてプローブ基板１０７を用いている。
【００５７】
本実施の形態では、まず、図６（ａ）に示すように、プローブ基板１０７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ことにより、第１開口部７１ａが形成される。第１開口部７１ａは、ビーム部３の基板固定部３１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。なお、図示していないが、第１開口部７１ａ内で露出するプローブ基板１０７上にニッケルコバルト合金で導電性膜を形成する。この導電性膜はスパッタリングなど真空蒸着により形成する。
【００５８】
そして、図６（ｂ）に示すようにニッケルコバルト合金の導電性膜に電圧を印加することにより、第１開口部７１ａ内においてニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）を導電性膜上に電気めっきしていく。この電気めっきにより、導電性膜上にニッケルコバルト合金が堆積されて第１金属層８１が形成されていく。この第１金属層８１がビーム部３の基板固定部３１となる。第１金属層８１の端面及び第１レジスト層７１の上面は、次にビーム部３の弾性変形部３２を形成するために平滑な面にする必要があるので、第１レジスト層７１と第１金属層８１とを研磨して、第１金属層８１の端面を平坦にする。
【００５９】
第１金属層８１が形成された後は、図６（ｃ）に示すように、第１レジスト層７１及び第１金属層８１上に再びフォトレジストを塗布することにより第２レジスト層７２を形成する。そして、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２開口部７２ａが形成される。
【００６０】
次に、図示していないが、第２開口部７２ａ内で露出している第１レジスト層７１及び第１金属層８１上にニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）で導電性膜を形成する。このニッケルコバルト合金の導電性膜もスパッタリングなど真空蒸着により形成する。
【００６１】
そして、図６（ｄ）に示すように、ニッケルコバルト合金の導電性膜に電圧を印加することにより、各第２開口部７２ａ内においてニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）をＮｉ−Ｃｏ導電性膜上に電気めっきしていく。この電気めっきにより、Ｎｉ−Ｃｏ導電性膜上にニッケルコバルト合金が堆積されて第２金属層８２が形成されていく。この第２金属層８２がビーム部３の弾性変形部３２となる。そして、第２レジスト層７２とともに、第２金属層８２を研磨して、第２金属層８２の端面を平坦にする。
【００６２】
第２金属層８２が形成された後は、図６（ｅ）に示すように、第２レジスト層７２及び第２金属層８２上に再びフォトレジストを塗布することにより第３レジスト層７３を形成する。そして、第３レジスト層７３の表面を選択的に露光することにより、第３レジスト層７３の一部が除去され、コンタクト部２の形状に合わせた第３開口部７３ａが形成される。第３開口部７３ａは、第２開口部７２ａの上に形成されている。
【００６３】
そして、図６（ｆ）に示すように、第２金属層８２に電圧を印加することにより、第２金属層８２の上面にロジウム（Ｒｈ）を電気めっきすることにより、第３金属層８２を形成する。この第３金属層８２がコンタクト部２を構成する。このとき、ロジウムめっき液の添加剤の添加量と電流値を調整して電気めっきを行うことにより、図６（ｆ）に示すように、第３金属層８２のめっき成長面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下の凹凸を形成することができる。
【００６４】
第３金属層８２が形成された後は、図６（ｇ）に示すように、第１レジスト層７１、第２レジスト層７２、そして、第３レジスト層７３を除去することにより、コンタクト部２の接触面２１に凹凸が形成されたコンタクトプローブ１が得られる。コンタクト部２の接触面２１に凹凸が形成されるので、コンタクト部２と電極パッド１２１との接触状態を安定させることができる。
【００６５】
本実施の形態では、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。
【００６６】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、コンタクト部を形成する電気めっき液の添加剤の量と電気めっきする際の電流密度を調整して、コンタクト部の検査対象物との接触面に凹凸を形成した。本実施の形態３では、図７（ａ）に示すように、コンタクト部２の端面がほぼ平坦になるようにコンタクト部を電気めっきにより形成した後、図７（ｂ）に示すように、このコンタクト部２の接触面２１をエッチング処理または電解研磨することにより凹凸を形成する。本実施の形態では、コンタクト部２が電気めっきにより形成された後に接触面２１に凹凸を形成するので、従来の加工工程にエッチング処理を追加するだけで、電極パッド１２１との接触状態を安定させることができるコンタクトプローブ１を形成できる。なお、図７では、レジスト層は省略している。
【００６７】
実施の形態４．
また、図８に示すように、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場合において、ビーム部３におけるめっき成長面にも凹凸を形成し、さらに、ビーム部３の凹凸面上にコンタクト部２を形成して、コンタクト部２の接触面２１に凹凸を形成することもできる。以下、本実施の形態４のコンタクトプローブの製造方法について説明する。
【００６８】
本実施の形態のコンタクトプローブ１も、上記した実施の形態１と同じ材料で形成され、同じ構成部分については同じ符号を付す。本実施の形態も、上記実施の形態２と同様に、絶縁性基板としてプローブ基板１０７を用いている。
【００６９】
本実施の形態では、まず、図８（ａ）に示すように、プローブ基板１０７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第１レジスト層９１を形成する。その後、この第１レジスト層９１の表面を選択的に露光することにより、第１レジスト層９１を部分的に除去することにより、第１開口部９１ａが形成される。第１開口部９１ａは、ビーム部３の基板固定部３１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。なお、図示していないが、第１開口部９１ａ内で露出するプローブ基板１０７上にニッケルコバルト合金で導電性膜を形成する。この導電性膜はスパッタリングなど真空蒸着により形成する。
【００７０】
そして、図８（ｂ）に示すようにニッケルコバルト合金の導電性膜に電圧を印加することにより、第１開口部９１ａ内においてニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）を導電性膜上に電気めっきしていく。この電気めっきにより、導電性膜上にニッケルコバルト合金が堆積されて第１金属層８１ａが形成されていく。この第１金属層８１ａがビーム部３の基板固定部３１となる。第１金属層８１ａの端面は、次にビーム部３の弾性変形部３２を形成するために平滑な面にする必要があるので、第１レジスト層９１とともに、第１金属層８１ａを研磨して、第１金属層８１ａの端面を平坦にする。
【００７１】
第１金属層８１ａが形成された後は、図８（ｃ）に示すように、第１レジスト層９１及び第１金属層８１ａ上に再びフォトレジストを塗布することにより第２レジスト層９２を形成する。そして、第２レジスト層９２の表面を選択的に露光することにより、第２レジスト層９２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２開口部９２ａが形成される。
【００７２】
次に、図示していないが、第２開口部９２ａ内で露出している第１レジスト層９１及び第１金属層８１ａ上にニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）で導電性膜を形成する。このニッケルコバルト合金の導電性膜もスパッタリングなど真空蒸着により形成する。
【００７３】
そして、図８（ｄ）に示すように、ニッケルコバルト合金の導電性膜に電圧を印加することにより、各第２開口部９２ａ内においてニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）をＮｉ−Ｃｏ導電性膜上に電気めっきしていく。この電気めっきにより、Ｎｉ−Ｃｏ導電性膜上にニッケルコバルト合金が堆積されて第２金属層８２ａが形成されていく。この第２金属層８２ａがビーム部３の弾性変形部３２となる。
【００７４】
第２金属層８２ａを形成する場合、ニッケルコバルト合金めっき液の添加剤の添加量と電流値を調整して電気めっきを行うことにより、図８（ｄ）に示すように、第２金属層８２ａのめっき成長面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下の凹凸を形成することができる。
【００７５】
第２金属層８２ａが形成された後は、図８（ｅ）に示すように、第２レジスト層９２及び第２金属層８２ａ上に再びフォトレジストを塗布することにより第３レジスト層９３を形成する。そして、第３レジスト層９３の表面を選択的に露光することにより、第３レジスト層９３の一部が除去され、コンタクト部２の形状に合わせた第３開口部９３ａが形成される。第３開口部９３ａは、第２開口部９２ａの上に形成されている。
【００７６】
そして、図８（ｆ）に示すように、第２金属層８２ａに電圧を印加することにより、第２金属層８２ａの凹凸が形成された上面にロジウム（Ｒｈ）を電気めっきすることにより、第３金属層８３ａを形成する。この第３金属層８３ａがコンタクト部２を構成する。このとき、第２金属層８２ａの表面が適度に粗いため、第３金属層８３ａの表面は下地を反映して、図８（ｆ）に示すように、第３金属層８３ａのめっき成長面に表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍ以上０．７μｍ以下の凹凸を形成することができる。第３金属層８３ａの高さが高くなるにつれ、下地の粗さが反映されなくなるため、第３金属層８３ａの高さは２０μｍ以下であることが望ましい。
【００７７】
第３金属層８２ａが形成された後は、図８（ｇ）に示すように、第１レジスト層９１、第２レジスト層９２、そして、第３レジスト層９３を除去することにより、コンタクトプローブ１が得られる。
【００７８】
本実施の形態では、ビーム部３の凹凸面にコンタクト部２を積層していくので、ビーム部３とコンタクト部２の密着性を良好にできながら、コンタクト部２の接触面２１が凹凸面になっているので、電極パッド１２１への接触も安定させることができる。
【００７９】
さらに、本実施の形態も上記実施の形態２と同様に、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。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】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。
【図２】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る。
【図３】本発明の実施の形態１によるコンタクトプローブの一例を示した側面図である。
【図４】実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図である。
【図５】実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、図４（ｅ）の続きを示している。
【図６】実施の形態２に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図である。
【図７】実施の形態３に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、コンタクト部の端面を加工する工程を示している。
【図８】実施の形態４に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  コンタクトプローブ
２  コンタクト部
２１    接触面
３  ビーム部
３１  基板固定部
３２  弾性変形部
４  犠牲層
５１，７１，９１  第１レジスト層
５１ａ，７１ａ，９１ａ  第１開口部
５２，７２，９２  第２レジスト層
５２ａ，７２ａ，９２ａ  第２開口部
５３，７３，９３  第３レジスト層
５３ａ，７３ａ，９３ａ  第３開口部
６１，８１，８１ａ  第１金属層
６２，８２，８２ａ  第２金属層
６３，８３，８３ａ  第３金属層
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
１０９  絶縁性基板
１１０  プローブカード
【図１】
2010038803.tif 000003
【図２】
2010038803.tif 000004
【図３】
2010038803.tif 000005
【図４】
2010038803.tif 000006
【図５】
2010038803.tif 000007
【図６】
2010038803.tif 000008
【図７】
2010038803.tif 000009
【図８】
2010038803.tif 000010