(57)【要約】【課題】プローブカードのアプリケーションプラットホーム上に一列のＭＥＭＳプローブを組み立てる。【解決手段】プローブアレイはプローブカードプラットホーム上で組立てられる。プローブアレイ内の各プローブは、掴持ハンドルを含んだプローブベースを設けている。プローブベースは２つ以上の異なる形状をしている。プラットホーム上で隣接した任意の２本のプローブがそれぞれ異なる形状のプローブベースを設ける状態になるように、形状の異なるプローブベースを交互に配置する。このプローブ配置によって、取扱い工具を操作し易くするプローブ間の有効空間が広くなる。【選択図】図１
2010112950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラットホームと、
プローブベース、ばね、接触先端部を有する複数のプローブとを備えており、
前記プローブは、２種以上の異なる形状を有する前記プローブベースを有しており、前記プローブは、形状の異なるプローブベースを交互配置する配列に従ってプラットホーム上に組立てられている、プローブアレイ組立品。
【請求項２】
第１形状をした各プローブベースは、前記プローブベースの頂面に対して垂直方向に突出した掴持ハンドルを含む、請求項１に記載のプローブアレイ組立品。
【請求項３】
第２形状をした各プローブベースは、前記プローブベースをその末端部に向かって縦方向に延長させる掴持ハンドルを含んでいる、請求項１に記載のプローブアレイ組立品。
【請求項４】
前記プローブベースの各々は、その頂面上に掴持ハンドルを含んでおり、前記プローブベースの前記掴持ハンドルは、前記プローブベース上の２つ以上の異なる場所にそれぞれ位置している、請求項１に記載のプローブアレイ組立品。
【請求項５】
前記プローブベースの各々は凹部を含んでおり、前記プローブベースの前記凹部は前記プローブベースの２つ以上の異なる場所にそれぞれ位置している、請求項１に記載のプローブアレイ組立品。
【請求項６】
第１形状をした各プローブベースは第１掴持ハンドルを含み、第２形状をした各プローブベースは第２掴持ハンドルを含み、前記第１掴持ハンドルは前記第２掴持ハンドルよりも高さが低く、より長くなっている、請求項１に記載のプローブアレイ組立品。
【請求項７】
前記プローブベースの各々は掴持ハンドルを含んでおり、前記掴持ハンドルは互い違いまたはジグザグのパターンを形成するように配列されている、請求項１に記載のプローブアレイ組立品。
【請求項８】
各プローブベースの基端部は、前記プローブをこれが形成されている基板から力によって取外して形成された破壊表面を有する、請求項１に記載のプローブアレイ組立品。
【請求項９】
取扱い工具のための前記プローブ間の有効空間は、ピッチの２倍またはこれよりも上の倍数からプローブ幅を引いたものであり、ピッチは直近のプローブ間の距離と等しい、請求項１に記載のプローブアレイ組立品。
【請求項１０】
前記プローブベースは２種以上の異なる長さを有することを特徴とする、請求項１に記載のプローブアレイ組立品。
【請求項１１】
複数のプローブをプローブカードプラットホーム上にパターンに従って並べて配置することを備え、前記プローブの各々は掴持ハンドルを含んだプローブベースを有し、前記複数のプローブは、形状の異なるプローブベースを有する形になっており、
前記プローブカードプラットホーム上で前記パターンを繰り返すことをさらに備える、方法。
【請求項１２】
前記プローブカードプラットホーム上で、前記プローブのばねは整列させながら、直近のプローブの前記掴持ハンドルを互い違いに配置することをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パターンにおいて前記掴持ハンドルは、前記プローブベース上の２つ以上の異なる場所に位置決めされている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記パターンにおいて前記プローブベースの各々は凹部を含んでおり、前記パターンにおいて前記凹部は、前記プローブベースの２つ以上の異なる場所に位置決めされている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
プローブカードプラットホームと、
前記プローブカードプラットホーム上の複数のプローブとを備えており、
前記プローブの各々はばねと、接触先端部と、掴持ハンドルを含むプローブベースとを有し、
前記プローブの前記ばねは整列され、
前記プローブの前記掴持ハンドルは、前記プローブカードプラットホーム上で互い違いまたはジグザグのパターンを形成している、装置。
【請求項１６】
前記掴持ハンドルは、前記プローブベースの頂部面から突出しており、前記プローブベース上の２つ以上の異なる場所に位置決めされている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記プローブベースの各々は凹部を含み、前記プローブベースの前記凹部は前記プローブベースの２つ以上の異なる場所に位置している、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
第１形状をした各プローブベースは第１掴持ハンドルを含み、第２形状をした各プローブベースは第２掴持ハンドルを含み、前記第１掴持ハンドルは前記第２掴持ハンドルよりも高さが低く、より長くなっている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記形状の異なるプローブベースを設けた前記プローブは交互に配置されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記プローブベースは２つ以上の異なる長さを有する、請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の少なくとも１つの実施形態は微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関し、詳細には、一列に並べたＭＥＭＳプローブの組立品に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微細加工技術を用いて、シリコン基板のような共通の基板上に機械要素、センサ、アクチュエータ、電子装置を統合したものである。電子装置は集積回路（ＩＣ）プロセスシーケンス（例えばＣＭＯＳ、双極またはＢＩＣＭＯＳプロセス）を用いて作製されるが、微小機械構成部分は、シリコンウェーハの各部を選択的にエッチング除去したり新たな構造膜を追加したりして機械および電気機械デバイスを形成する、互換性のある「微細機械加工」プロセスを用いて作製される。
【０００３】
ＭＥＭＳデバイスは、ミクロン（０．０００．００１メートル）規模の小構造を含む。ＭＥＭＳ技術のかなり大きな部分は集積回路（ＩＣ）技術から採用している。例えば、ＩＣと同様に、ＭＥＭＳ構造も一般的に材料の薄膜として実現され、フォトリソグラフィ法を用いてパターン形成される。さらに、やはりＩＣと同様、ＭＥＭＳ構造も堆積、リソグラフィおよびエッチングを連続して行うことでウェーハ上に作製される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＭＥＭＳ構造の複雑さが増すに従い、ＭＥＭＳデバイスの作製プロセスも益々複雑になる。例えば、プローブカードのアプリケーションプラットホーム上に一列のＭＥＭＳプローブを組み立てることができる。プローブカードは、電子試験システムと被検体である半導体ウェーハとの間をつなぐインターフェースである。プローブカードによって試験システムとウェーハ上の回路構成の間に電気経路ができることで、ウェーハ上のチップをダイシングおよびパッケージングする前に、回路構成のウェーハレベルでの試験および有効性検証を行えるようになる。
【０００５】
プローブカードは一般に、１つのプラットホーム上に数百〜数万本のプローブを設けている。そのため、隣接し合った２本のプローブ間の通常の間隔は０．１ｍｍ以下となる。プローブ組立プロセス中にプローブ間の間隔が十分に設けられていないと、プローブ取扱い工具によるプローブの掴持、位置決めおよび配置が難くなってしまう。プローブ取扱い工具は一般に、プローブ間隔に相当する、またはこれよりも幅広い寸法のものを使用する。取扱い工具の幅がプローブ間の有効間隔よりも大きい場合には、取扱い工具は、プローブ組立中、既にプラットホーム表面にボンディングされた近くのプローブに接触せずにプローブ間を容易に移動できなくなってしまう。プローブ取扱い工具は機械グリッパ、真空グリッパ、磁気グリッパ、またはプローブを掴持できるあらゆる精密工具であってよい点に留意されたい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願は、プラットホームと、プローブベース、ばね、接触先端部を有する複数のプローブとを備えており、前記プローブは、２種以上の異なる形状を有する前記プローブベースを有しており、前記プローブは、形状の異なるプローブベースを交互配置する配列に従ってプラットホーム上に組立てられている、プローブアレイ組立品を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】プローブの実施形態を示す。
【図２】形状の異なるプローブベースを設けた２本のプローブの実施形態を示す。
【図３】図２の２本のプローブを使用したプローブアレイ組立品の実施形態を示す。
【図４】形状の異なるプローブベースを設けた２本のプローブの別の実施形態を示す。
【図５】プローブベースの異なる場所に掴持ハンドルを設けた３本のプローブの実施形態を示す。
【図６】図５の３本のプローブを使用したプローブアレイ組立品の実施形態を示す。
【図７】プローブベースの異なる場所に凹部を設けた２本のプローブの実施形態を示す。
【図８】図７の２本のプローブを使用したプローブアレイ組立品の実施形態を示す。
【図９Ａ】プローブ作製のための伝導膜が上に形成されている基板の斜視図を示す。
【図９Ｂ】プローブ作製のための伝導膜が上に形成されている基板の断面図を示す。
【図１０Ａ】第１犠牲膜に形成した開口部を示す。
【図１０Ｂ】第１犠牲膜に形成した開口部を示す。
【図１１Ａ】第１犠牲膜上における先端ベースとフレームの構成を示す。
【図１１Ｂ】第１犠牲膜上における先端ベースとフレームの構成を示す。
【図１２Ａ】プローブの接触先端部の構造を示す。
【図１２Ｂ】プローブの接触先端部の構造を示す。
【図１３Ａ】プローブ本体の構成を示す。
【図１３Ｂ】プローブ本体の構成を示す。
【図１４Ａ】平坦化プロセスを示す。
【図１４Ｂ】平坦化プロセスを示す。
【図１５Ａ】第１犠牲膜の除去を示す。
【図１５Ｂ】第１犠牲膜の除去を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施形態は、類似の要素に同一の参照符号を付けた添付図の図面において、限定する方法ではなく例示する方法により例証される。本開示中での「ａｎ（ある）」または「ｏｎｅ（１つの）」実施形態という記載は、必ずしも同一の実施形態を指すものではなく、このような参照は少なくとも１つの実施形態を意味する。
【０００９】
プローブアレイ組立品をプローブカードプラットホーム上に設けた構造について記述する。プローブアレイ組立品では、各プローブが、掴持ハンドルを含んだプローブベースを設けている。このプローブベースには２種以上の異なる形状がある。プラットホーム上で、形状の異なるプローブベースを設けた任意の２本のプローブどうしが隣接するように、形状の異なるプローブベースを交互に配置する。この配列により、取扱い工具が操作を行うためのプローブ間の間隔が増す。
【００１０】
異なる形状のプローブを交互配置することで、プローブカードプラットホーム上で隣接するプローブの掴持ハンドル（「工具取扱い部」とも呼ばれる）が整列することなく、各プローブの掴持ハンドルの少なくとも一部が互い違い、あるいはジグザグのパターンを形成できるようになる。この配列により、取扱い工具が動作する空間がより広く設けられる。これによって、取扱い工具が、工具取扱い部間の空間を使ってプローブをより容易に取扱える（例えば取上げ、置くなど）ようになると同時に、プラットホーム表面にボンディングされている隣接するプローブに誤って触れてしまったり、変位させてしまったりすることがなくなる。
【００１１】
本明細書で記述するプローブは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて作製される。本明細書で記述するプローブ組立品は「ピック・アンド・プレース」プロセスによって製造される。「ピック・アンド・プレース」プロセスでは、ＭＥＭＳプローブ（「プローブ」）が基板から１本ずつ取外され（「ピック」）、その後、未パッケージング状態にてアプリケーションプラットホーム内に取付けられる（「プレース」）。この「ピック・アンド・プレース」技術はプローブの生産性を高めるだけでなく、プローブの製造および使用方法に関する柔軟性を大幅に増すことができる。例えば、基板から一列分のプローブを同時に、あるいは、１本以上を一度に取外すことができる。同じ基板から作製したプローブの各々を、同一または別のアプリケーションプラットホームに取付けることができる。さらに、プローブカードは、１枚以上の基板から作製した１本以上のＭＥＭＳプローブを含んでいてよい。プローブカードに取付けられた複数のＭＥＭＳプローブは、それぞれその方位、形状、サイズおよび材料が異なっていてよい。プローブカード上のプローブの位置はプローブ毎に変えることができる。
【００１２】
プローブは仕上げ用途に使用するプラットホームではなく基板上に作製されるため、それぞれのプローブの生産性によって仕上がり製品の生産性が直接影響を受けることはない。プローブカード上にプローブを組立てる前に、使用可能なプローブを選択するプロセスを実行する。欠陥プローブは、取付けプロセス前に廃棄されるか、または、基板上に残される。
【００１３】
本明細書で用いている「基板」という用語は、プローブおよびプローブカードの動作に関与しない、プローブ作製プロセスで使用される基板を意味する。ＭＥＭＳプローブを作製する基板の例には、セラミックス、ガラス、金属板、プラスチック板および半導体（例えばシリコン（Ｓｉ））ウェーハが含まれるが、これらに限定されるものではない。非シリコン基板の場合には、Ｓｉベースの基板と比べて標準サイズも数多く、より厚く非円形の標準基板として利用することができる。さらに、いくつかの非シリコン基板は、作製プロセス中に使用する殆どの化学物質に対して反応することがない。Ｓｉベースの基板を含む殆どの基板は、ＭＥＭＳプローブを搭載した状態での処理が可能である。基板上で処理された材料は、以降の工程で、基板を損傷することなく除去または溶融される。したがって、本明細書で記述しているＭＥＭＳプローブ作製用の基板は、特に記載がない限りは「再使用可能基板」である。再使用可能基板は、ＭＥＭＳプローブを取外して残余物質を除去した後に、次回分のＭＥＭＳプローブを作製するべく再使用できる。
【００１４】
本明細書で記述の「アプリケーションプラットホーム」（「プラットホーム」または「プローブカードプラットホーム」とも呼ばれる）という用語は、プローブカードの一部分を意味するものである。この一部分は、プローブを取付けるためのプラットホームとなり、プローブのうち１本または複数本（例えば複数本の各々）を、電子試験システムにつながる印刷回路基板（ＰＣＢ）に電気接続する。アプリケーションプラットホームは半導体、ガラス、セラミックス（例えば低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）や高温焼成セラミックス（ＨＴＣＣ））、金属、その他の誘電材料、有機材料、あるいはこれらの任意の組合せを含んでいてよいが、これらに限定されるものではない。アプリケーションプラットホームは、ＭＥＭＳプローブの他にも、電気接続部、電気接触部、電気隔離部、アース部、集積回路（ＩＣ）モジュール、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）モジュール、誘電体パターニング部、誘導開口画定部、機械支持部、機械保護部、熱伝導部、静電気放電（ＥＳＤ）保護部、部品閉じ込め部およびワイヤボンディングパッドのような構成部分を含んでいてよい。
【００１５】
図１は、接触先端部１４５とプローブ本体とを含むプローブ１４０の実施形態を示す。
プローブ本体はさらに、プローブベース１４１、ばね１４２および先端支持部１４３という３個の主要部分を含む。プローブベース１４１は、プローブ構造のこれ以外の部分を機械的に支持するものであり、プローブベース１４１の底部には、プローブカードのプラットホーム上の伝導片あるいはパッドに取付けるためのボンディング面１４４が設けられている。ばね１４２は、顧客の要求により指定されたばね定数を有するように設計されている。ばね１４２は、接触先端部１４５に印加した圧力への座屈力に反応する。先端支持部１４３は接触先端部１４５を支持して、被試験デバイス（ＤＵＴ）への接触部を形成する。３つの部分（１４１、１４２および１４３）全てと接触先端部１４５は、異なる用途に応じるべく誂えることができる。
【００１６】
プローブベース１４１の設計を、異なる用途に応じるべく変更することが可能である。Ｘ−Ｚ面に見られるプローブベース１４１の形状も、異なる用途に応じるべく誂えることができる。例えば、プローブベース１４１に凹部または突出範囲を設けて、工具（例えば、プローブのプローブベースを掴持する機械グリッパ）による取扱いを容易にすることができる。工具の操作し易さは、隣接するプローブ間の間隔、より詳細には、隣接するプローブベース間の間隔（通常、工具はプローブをそのベース部にて取上げるため）に依存する。「ピッチ」という用語は、隣接する２つのプローブベースの縦軸どうし間の距離を意味する（あるいは、本明細書で記述したプローブはＹ次元に同一の幅を有するため、隣接する２つのプローブベースの同じ側面どうしの間の距離も同等に意味する）。そのため、隣接する任意の２つのプローブベース間の間隔は、（ピッチ）−（プローブ幅）に等しい。この間隔が狭い場合、工具の操作が難くなる。アプリケーションプラットホーム上に共に組立てるプローブのプローブベースをそれぞれ違った形状にすることで、この間隔を広くすることができる。
【００１７】
図２は、プローブ２１０とプローブ２８０の実施形態を示す。プローブ２１０は長さ（Ｄ＋Ｌ）のプローブベース２１２を設けており、このプローブベース２１２には、プローブベース２１２の末端部（ばねに接続した端部ではない）へ縦方向に延びた長さＬの掴持ハンドル２１３が含まれる。プローブ２８０は長さＤのプローブベース２８２を設けており、このプローブベース２８２の末端部またはこれの付近には、ベースの頂面（Ｘ−Ｙ平面上の面）に対して垂直に突出した掴持ハンドル２８３が設けられている。掴持ハンドル２８３の長さは、Ｌ（Ｘ次元）よりも短くすることができる。図面では掴持ハンドル２１３および２８３は長方形であるが、これらのハンドルはＸ−Ｚ平面においていかなる形状であってよく、例えば、角を丸くした長方形、円形、三角形、台形などであってよい。
【００１８】
本実施形態では、Ｘ−Ｚ平面で見た場合、掴持ハンドル２８３の高さは「高い」が長さは「短い」、掴持ハンドル２１３の高さは「低い」が長さは「短い」。グリッパは、プローブをボンディング、組立または修理するために、その掴持ハンドルにて掴むために用いられる。一実施形態では、最初にプローブ２８０（高さは「高い」が、長さは「短い」掴持ハンドル２８３を設ける）を掴み、プラットホームにボンディングすることができる。次に、プローブ２１０（高さは「低い」が、長さは「長い」掴持ハンドル２１３を設ける）を掴み、プラットホームにプローブ２８０の隣にボンディングする。
【００１９】
図３は、複数のプローブ２１０およびプローブ２８０を交互配置して形成した一列のプローブの一例を示す。プローブ２１０およびプローブ２８０は一つ置きに配置されている。これにより、有効空間は、２つの最も近い掴持ハンドル２１３間の空間＝２つの最も近い掴持ハンドル２８３の間の空間＝（２つのピッチ）−（プローブ幅）ということになる。したがって、形状の異なるプローブベースを設けたプローブを交互に配置することで、隣接するプローブ間の有効空間（２つの最も近い同タイプの掴持ハンドル間の空間によって決定されるもの）がピッチ幅分だけ増加することになる。
【００２０】
図４は、形状の異なるプローブベースを設けた一対のプローブの別の実施形態を示す。同図に示すように、２本のプローブ４１０および４８０は、プローブベースの末端部にて垂直に突出した部分を設けており、一方のプローブではこの突出部分がより長くなっている。プローブ４１０はプローブベース４１２を設けており、このプローブベース４１２は、長さＤの低部と、ベース末端部における長さＬの高部とを含む。高部の突出部分は掴持ハンドル４１３である。プローブ４８０はプローブベース４８２を設けており、このプローブベース４８２は、長さ（Ｄ＋Ｌ）の低部と、ベース末端部における高部とを含む。高部の突出部分は掴持ハンドル４８３である。掴持ハンドル４８３の長さは、Ｌと同じまたは違う長さであってよい。プラットホーム上に複数のプローブ４１０とプローブ４８０を交互に配置してプローブアレイを形成した場合には、掴持ハンドル４１３および４８３はジグザグのパターンを形成する。その結果、図３に示した例と同様に、隣接するプローブの間の有効空間がピッチ幅分だけ増加する。
【００２１】
２種よりも多くの異なるプローブベースを使用すれば、取扱い工具が動作できる空間をさらに増やすことができる。図５は、プローブベースの３つの異なる位置にそれぞれ掴持ハンドルを設けたプローブを使用して、隣接するプローブ間の有効空間をさらに広くできる別の実施形態を例証している。１組３本のプローブ５１０、５２０および５３０をまとめて示す。各プローブはプローブベース（５１１、５２１および５３１）を設け、それぞれのプローブベースの基端部（ばねに接続している端部）に関連した異なる位置には掴持ハンドル（５１２、５２２および５３２）が付いている。プローブベース（５１１、５２１および５３１）の長さは同一または異なっていてよい。図６に示すように複数のプローブ５１０、５２０および５３０を交互配置した場合には、隣接するプローブ間の有効空間が（３つのピッチ）−（プローブ幅）に広がる。当業者は、３種よりも多くのタイプのプローブを交互配置して有効空間をさらに広げられることを理解できる。
【００２２】
図７はさらに別の実施形態を図示しており、この実施形態では、プローブ７１０および７８０がそれぞれプローブベース頂側面の位置（同図で見た場合）に凹部を設けている。プローブ７１０はプローブベース７１２を設け、プローブベース７１２は長さＤの基端部７１３、長さＬの凹部７１４、末端部７１５を含む。凹部７１４は、基端部７１３、末端部７１５の高さよりも比較的低い。プローブ７８０はプローブベース７８２を設けており、このプローブベース７８２は長さ（Ｄ＋Ｌ）の基端部７８３と、末端部の凹部７８４を含んでいる。凹部７１４および７８４の長さは同一または異なっていてよい。複数のプローブ７１０および７８０をプラットホーム上に交互配置した場合、各プローブを、両側の直近のプローブが凹部であるためプローブベースの部分にて掴めるようになる。つまり、プローブ７１０の末端部７１５とおよびプローブ７８０の基端部７８３の少なくとも一部（掴持ハンドル７８５）を、それぞれのプローブの掴持ハンドルとして用いることが可能となる。図８は、交互配置したプローブ７１０および７８０を設けたプローブ組立品の一例を示す。プローブをそのプローブベースの、両側の直近のプローブが凹部になっている部分を掴むことで、組立品の有効空間が（２つのピッチ）−（プローブ幅）と広くなる。
図６に示した配列と同様、凹部位置の異なった２種以上のプローブベースを交互配置すれば、図８の有効空間をさらに広げることができる。
【００２３】
当業者は、上述の実施形態は単に例証でしかないことを理解するだろう。上述した概念の趣旨から逸脱しない限り、他のプローブベース設計を使用して工具作業のための有効空間を広げることができる。
【００２４】
以下の記述は、上述のプローブを作製するプロセスの一実施形態を提供する。以下で述べる図面にはプローブを１本のみ示しているが、異なる形状のプローブベースを設けた複数のプローブを作製する場合にもこれと同じプロセスを適用できることが理解される。これらの異なる形状のプローブベースを設けた複数のプローブを、同一ウェーハ上に同時に（１回分として）作製することが可能である。例えば、ソフトウェアでシングルマスクを描くことによって、形状の異なるプローブベースを設けたプローブの形状を（Ｘ−Ｚ平面に）画定することができる。同一のアプリケーションプラットホーム上に組立てられた複数のプローブは、同一または異なるウェーハから作製したものであってよい。
【００２５】
図９〜図１５を参照すると、基板上にＭＥＭＳプローブを作製するプロセスの実施形態を斜視図と断面図の両方で示している。これらの図面全てにおいて、斜視図を示すものに「Ａ」、断面図を示すものに「Ｂ」と分類している。本発明の主題と直接関連していないが、当業者には容易に理解される標準または通例のプロセスオペレーションについては、以下の記述では省略しても構わない。
【００２６】
以下に記述のプロセスに従って作製されるプローブは、「横たわった」姿勢で形成される。つまり、プローブ本体は基板表面と平行する平面上に横たわっている。各プローブを基板から取外すには、プローブの下にアンダーカットを形成し、プローブベースを基板上の固定構造から離す。次に、各プローブをプローブカードのアプリケーションプラットホームに取付ける。この取付けプロセス中に、プローブを持上げて「立位」姿勢にし、プローブ本体のプローブベースのみがアプリケーションプラットホームに取付けられるようにする。
【００２７】
図９Ａおよび９Ｂは、基板１１上に形成されたブランケット金属膜１２（例えば金、またはその他の伝導性材料（１つ以上））を示す。一実施形態では、基板１１の粘着性を高めるために、ブランケット金属膜１２の底部を薄膜（例えば、厚さ１ミクロン未満。図示せず。）で被覆している。この薄膜は、ブランケット金属膜１２の材料とは別の伝導性材料（例えば、クロムと金の組合せ）からなる。一実施形態では、電極めっきのような電気形成プロセス（「電気堆積法」としても知られている）を用いてブランケット金属膜１２を堆積させる。このシード膜は、熱蒸発、電子ビーム蒸発、スパッタリング堆積などの薄膜堆積プロセスによって形成される。
【００２８】
図１０Ａおよび１０Ｂでは、基板１１上にブランケット金属膜１２を形成した後、さらに、第１犠牲膜２３を電気形成する前に、開口部８１のフォトレジストパターンを形成している。第１犠牲膜２３は、基板１１上に形成するブランケット金属膜１２およびプローブのものとは異なる金属（例えば銅）または合金からなる膜である。第１犠牲膜２３を形成する一つの方法では電気形成を用いる。以下に記述する後続のプロセスオペレーションでは、第１犠牲膜２３がプローブの下から除去される。いくつかの実施形態では、さらなるプロセスオペレーションを実行する前に、第１犠牲膜２３を平坦化してもよい。平坦化は、ラッピング機、ダイヤモンドフライカッターなどのような機械によって実行できる。
【００２９】
第１犠牲膜２３の形成後にフォトレジストを剥離して、ブランケット金属膜１２、または、ブランケット金属膜１２の底部の薄膜（即ちシード膜。図示せず。）を開口部８１から露出させる。第１のリソグラフィでパターン形成したモールド（例えばフォトレジストモールド。図示せず。）を使用して、先端ベース３４とフレーム９２の形状を画定する（図１１Ａおよび１１Ｂ）。第１のリソグラフィでパターン形成したモールドを第１犠牲膜２３の上に配置し、その後、電気形成プロセスを用いてこれに金属（例えばニッケル）または合金材料を充填する。次のプロセスオペレーションでは、先端ベース３４、プローブの接触先端部、またはプローブを形成した後に、第１のリソグラフィでパターン形成したモールドを除去する。
【００３０】
フレーム９２はブランケット金属膜１２と、あるいはブランケット金属膜１２の底部のシード膜と直接接触する。一実施形態では、フレーム９２と先端ベース３４は、電気形成プロセスによって同じだけ時間をかけて形成される。そのため、先端ベース３４とフレーム９２の厚さは実質的に同一である。フレーム９２の側部範囲が第１犠牲膜２３の先端に形成され、フレーム９２の中央範囲がブランケット金属膜１２の先端またはそのシード膜上に形成されると、フレーム９２の中央範囲が凹部９３を形成する。いくつかの実施形態では、平坦化によって凹部９３を除去することができる。
【００３１】
図１２Ａおよび１２Ｂは、接触先端部４５が、その一部が先端ベース３４から突出した形で、プローブベース３４の先端に形成された図を示す。一実施形態では、第２のリソグラフィでパターン形成したモールド（例えばフォトレジストモールド。図示せず。）を使用して接触先端部４５を形成することで、接触先端部４５の形状を画定している。電気形成プロセスを用いて、第２のリソグラフィでパターン形成したモールドに、先端ベース３４の材料とは異なる金属（例えばロジウム）または合金材料を充填する。第２のリソグラフィでパターン形成したモールドも、例えば接触先端部４５またはプローブの形成後といった、後続のプロセスオペレーションにおいて除去される。
【００３２】
図１２Ａ〜１２Ｂおよび図１３Ａ〜１３Ｂに示すように、先端ベース３４と接触先端部４５の形成後に、プローブとフレーム９２の残り部分が基板１１上に形成される。先端ベース３４とプローブ５１（接触先端部４５を除く）の両方が同じ材料（例えばニッケル）で形成された実施形態では、先端ベース３４はプローブ５１の一部となるので、以降の図面では明確に示されない。
【００３３】
図１３Ａおよび１３Ｂは、フレーム９２を取付けた形に形成されたプローブ５１を示す。第３のリソグラフィでパターン形成したモールド（図示せず）を使用して、プローブ５１（先端ベース３４および接触先端部４５を除く）とフレーム９２を形成できる。次に、電気形成プロセスを用いて、第３のリソグラフィでパターン形成したモールドに、金属（例えばニッケル）または合金のような伝導性材料を充填する。いくつかの実施形態では、第１、第２および第３のリソグラフィでパターン形成したモールドはフォトレジストや各種材料といった数種の材料からなっていてよい。
【００３４】
第３のリソグラフィでパターン形成したモールドは、プローブベース５８とフレーム９２の間の固定接合部５２の形状も画定する。固定接合部５２は、プローブベース５８およびフレーム９２に接続する深いＶ字形の刻み目を接合部両側に設けた形状になっている。固定接合部５２の断面（プローブベース５８とフレーム９２の接合部を切る平面によって画定）は、薄く狭い範囲となる。例えば、固定接合部５２は両側に深いＶ字形の刻み目を設けた形状であるため、その断面はプローブ膜の厚さに沿って延びたほぼ線形となる。この固定接合部５２の形状によって、外力によりフレーム９２からプローブ５１を取外し易くなる。
【００３５】
この時点でフレーム９２は、ブランケット金属膜１２またはその底部のシード膜に固定されている。プローブ５１は、基板１１上に「横たわった」姿勢で形成される。つまり、プローブ５１は基板１１の表面と平行する平面上に横たわっている。図１３Ｂは、軸（Ｉ）と軸（ＩＩ）に沿ったプローブ５１の断面図を示す。この「横たわった」姿勢では、プローブ５１の厚さ寸法ｔは基板１１の表面に対して垂直に示される。軸（Ｉ）は、プローブベース５８と呼ばれるプローブ５１の細長部分の縦方向に沿って延びている。プローブベース５８の表面はボンディング面５９と呼ばれ、厚さ寸法に沿った平面上に位置し、基板１１の表面に対して垂直である。軸（ＩＩ）は、プローブベース５８から接触先端部４５へ延び、基板１１の表面と平行している。この「横たわった」姿勢は、プローブ５１をプローブカードのアプリケーションプラットホームに取付けた場合の「立位」姿勢とは対極にある。「立位」姿勢では、軸（ＩＩ）がアプリケーションプラットホームの表面を通る形で接触先端部４５を持上げている間に、ボンディング面５９がアプリケーションプラットホームの表面に取付けられる。
【００３６】
プローブベース５８とプローブカードのプラットホーム表面の間の粘着性を高める目的で、プローブベース５８のボンディング面５９に金属薄膜（例えば金）を付加するためのさらなるプロセスを実行してもよい。
【００３７】
図１４Ａおよび１４Ｂは、第２犠牲膜６２を使用したプローブ表面の平坦化を示す。本実施形態では、この第２犠牲膜６２は第１犠牲膜２３と同じ材料からなっている。あるいは、第２犠牲膜６２は、フォトレジストや、先に付加したリソグラフィでパターン化したモールドの任意のものと同じ材料からなっていてよい。平坦化の後に、化学エッチングまたは溶融によって第１犠牲膜２３と第２犠牲膜６２を除去する（図１５Ａおよび１５Ｂ）。このエッチングまたは溶融は、犠牲材料がエッチングされる、あるいは溶融する時間だけ実行できる。フレーム９２はブランケット金属膜１２またはその底部のシード膜に固定されているので、第１犠牲膜２３を完全に除去してしまっても問題はない。
第１犠牲膜２３を除去すると、プローブ５１の下にアンダーカット３７が作られる。
【００３８】
一実施形態では、プローブベース５８とアプリケーションプラットホーム表面の間の粘着性を高めるために、平坦化オペレーションの前ではなく、この時点でボンディング面５９上に金属薄膜（例えば金）を堆積させる。
【００３９】
手動または機械を用いて固定接合部５２またはその付近に物理的な力を加えることで、プローブ５１をフレーム９２から取外すことができる。基板１１は、フレーム９２をエッチングあるいは溶融処理した後に再使用可能である。
【００４０】
プローブ５１の取外しは、固定接合部５２またはその付近に、基板１１の表面に関連して外力を加えることで実行できる。この外力は横方向または上方に向かう、あるいはレーザ切除によるものであり、固定接合部５２の狭い接続部分を物理的に破壊する。この狭い接続部を破壊すると、プローブベース５８の末端部、即ち、フレーム９２に接続していたプローブベース５８の側部に「破壊された」表面が形成される。この破壊された表面は、外力を用いずに基板からプローブを取外す従来のプローブ形成法で画定された表面と区別することが可能である。一般に、従来の方法で形成した表面は滑らかで規則的な形をしている。一方、強制的に破壊された表面（例えば、プローブベース５８の破壊表面）は概して粗く相当に不規則である。当業者は、表面の滑らかさと形を調べることで、破壊表面が表すこの「シグネチャ（特徴）」を確認できるだろう。プローブ５１が金属製であるシナリオでは、破壊された金属表面の粗さと不規則性は、目で見てそれと認識でき、さらに、フォトレジストや他の犠牲材料によって画定された金属めっき表面と区別することが可能である。
【００４１】
ここまで、プローブカードプラットホーム上にプローブ組立品を配列する技術について記述してきた。上述は例証を目的とし、規制を目的としないことも理解されるべきである。当業者には、上述を読み、理解することで、これ以外の多数の実施形態が明らかになるだろう。したがって、本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲を、これと同等物の全適用範囲を参考として決定されるべきである。
【００４２】
特定の例証的な実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は説明にある実施形態に限定されるものではなく、添付の請求項の趣旨および適用範囲から逸脱しない限り、修正および変更を加えられることが理解されるだろう。したがって、本明細書と図面は規制の意味ではなく例証の意味において考慮されるべきである。
【符号の説明】
【００４３】
１１    基板
１２    ブランケット金属膜
２３    第１犠牲膜
３４    先端ベース
３７    アンダーカット
４５    接触先端部
５１    プローブ
５２    固定接合部
５８    プローブベース
５９    ボンディング面
６２    第２犠牲膜
８１    開口部
９２    フレーム
９３    凹部
１４０  プローブ
１４１  プローブベース
１４２  ばね
１４３  先端支持部
１４４  ボンディング面
１４５  接触先端部
２１０、２８０  プローブ
２１２、２８２  プローブベース
２１３、２８３  掴持ハンドル
４１０、４８０  プローブ
４１２、４８２  プローブベース
４１３、４８３  掴持ハンドル
５１０、５２０、５３０  プローブ
５１１、５２１、５３１  プローブベース
５１２、５２２、５３２  掴持ハンドル
７１０、７８０  プローブ
７１２、７８２  プローブベース
７１３  基端部
７１４  凹部
７１５  末端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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