(57)【要約】【課題】半導体デバイスなどの微細パターンの形成方法として用いられるリソグラフィ技術に注目し、解像度の高い金型を用いて、安価で大量にテスト用コンタクトピンを提供するものであり、且つ、容易に製造できるテスト用コンタクトピン原版及びその製造方法並びにテスト用コンタクトピンの製造方法を提供するものである。【解決手段】基板の片面に、断面積が上層になるに従い小さく曲面を有する複数のパターン層からなる突起部を備えているテスト用コンタクトピン原版を用いて、該原版の突起部の形状を反転させた形状の凹部を有する金型を作製する工程と、前記金型の凹部に樹脂を流し込む工程と、前記流し込んだ樹脂を硬化させ、樹脂成形体を形成する工程と、前記樹脂成形体を取り出し、表面に導電層を設ける工程とを有することを特徴とするテスト用コンタクトピンの製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の片面に、断面積が上層になるに従い小さくなっている複数のパターン層からなる突起部を備えていることを特徴とするテスト用コンタクトピン原版。
【請求項２】
前記突起部は側面が、曲面を有していることを特徴とする請求項１に記載のテスト用コンタクトピン原版。
【請求項３】
基板上に、上層になるに従い、断面積が小さくなっていくパターン層を順次繰り返し、突起部を形成することを特徴とするテスト用コンタクトピン原版の製造方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の原版を用いて、該原版の突起部の形状を反転させた形状の凹部を有する金型を作製する工程と、前記金型の凹部に樹脂を流し込む工程と、前記流し込んだ樹脂を硬化させ、樹脂成形体を形成する工程と、前記樹脂成形体を取り出し、表面に導電層を設ける工程とを有することを特徴とするテスト用コンタクトピンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス、光導波路や回折格子等の光学部品、ハードディスクやＤＶＤ等の記録デバイス、ＤＮＡ分析等のバイオチップ、拡散板や導光板などのディスプレイなどの製造において、詳しくは、ＩＣチップや液晶表示装置の製造に際し、各端子に接触して電気的なテストを行うために用いるテスト用コンタクトピンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のテスト用コンタクトピンは、スプリング機構を有する可動式のスプリングピンや、テーパ形状で片持ち式のプローブピンが一般的である。前記、スプリングピンは機構上小さくすることが困難なためプリント基板等の比較的大きなパターンの製品に適用が限られ、ＩＣチップや液晶表示装置のテストには専らプローブピンが使用されている。このプローブピンは、電解研磨等によってピン毎に製造されるのが一般的であった。
【０００３】
このような従来のテスト用コンタクトピンは、テーパ上のプローブピンを扇状に並べてプローブカードに取り付ける工程や、ＩＣパッドの配置に合わせて先端のコンタクト部を曲げて高さやピッチを揃える工程を経て実用に供される。これらの工程は俗に針立てとも呼ばれ、その作業には職人芸が要求される。特に高集積ＩＣについては多ピン化、狭ピッチ化の要求が厳しく、一方、これに応え得る高度な技能者は極めて限られているため、製品の性能がばらついて信頼性が低下しがちである。また使用途中にもしばしば困難な再調整作業が必要とされる。このため、従来のテスト用コンタクトピンを用いた場合には、カードやソケット等の生産性及び性能がＩＣ技術の進歩に追従できなくなりつつある。
【０００４】
この問題を解決するために、エッチング法によってコンタクトピンを作る方法が提案されている。このエッチング法で、ドライ方法では生産性が悪過ぎ、また、ウエット方法ではテーパエッチの発生等によりピンの断面形状が悪くて必要なコンタクト力が確保できない等の欠陥がある。
【０００５】
また異方性材料を用いて製造することによりコンタクトピンの断面形状を確保することができるが、使用できる材料が限定されるため導電性が確保できないので、そのままコンタクトピンとして使用することができない。更にはコンタクト部分をピンにすることを諦めて樹脂基板上の配線パターンにパッドを付けて押し付ける方法もあるが、この方法はいわゆるオーバードライブが確保できないことから、コンタクト圧がばらつき易く接触抵抗が不安定で信頼性に欠けてしまう。
【０００６】
以上の問題点を解決するために、光化学とめっき処理の技術を利用したテスト用コンタクトピンの製造方法が提案されている（特許文献２参照）。この方法は、支持用金属板上にベースメタル層を形成し、このベースメタル層上にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層に所定のパターンのマスクを施して露光し、フォトレジスト層を現像してテスト用コンタクトピンとなる部分を除去して残存するフォトレジスト層に開口部を形成し、この開口部にテスト用コンタクトピンとなる金属層をめっき処理により形成し、金属層の上にテスト用コンタクトピンに供される部分以外をカバーするフィルムと接着剤を介して被着した後、このフィルムと金属層とベースメタル層からなる部分と、支持用金属板とを分離して、フィルムを支持体とするテスト用コンタクトピンを製造する方法である。この方法によれば、ＩＣチップや液晶表示装置等のテストに適したテスト用コンタクトピンを高い生産性で製造することができる。しかしながら、上記方法では、必要枚数毎に製造を繰り返す必要が生じるのと、再現性及び量産性には限界が生じるものである（特許文献１、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３１２９６４１号公報
【特許文献２】特開平６−３１３７７５号公報
【特許文献３】特許第３１２９６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するものであり、半導体デバイスなどの微細パターンの形成方法として用いられるリソグラフィ技術に注目し、解像度の高い金型を用いて、安価で大量にテスト用コンタクトピンを提供するものである。さらに、そのテスト用コンタクトピンへの要求が曲面や曲線により構成されている場合であっても、容易に製造できるテスト用コンタクトピン原版及びその製造方法並びにテスト用コンタクトピンの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係わる発明は、基板の片面に、断面積が上層になるに従い小さくなっている複数のパターン層からなる突起部を備えていることを特徴とするテスト用コンタクトピン原版である。
【００１０】
本発明の請求項２に係わる発明は、前記突起部は側面が、曲面を有していることを特徴とする請求項１に記載のテスト用コンタクトピン原版である。
【００１１】
本発明の請求項３に係わる発明は、基板上に、上層になるに従い、断面積が小さくなっていくパターン層を順次繰り返し、突起部を形成することを特徴とするテスト用コンタクトピン原版の製造方法である。
【００１２】
本発明の請求項４に係わる発明は、請求項１または請求項２記載の原版を用いて、該原版の突起部の形状を反転させた形状の凹部を有する金型を作製する工程と、前記金型の凹部に樹脂を流し込む工程と、前記流し込んだ樹脂を硬化させ、樹脂成形体を形成する工程と、前記樹脂成形体を取り出し、表面に導電層を設ける工程とを有することを特徴とするテスト用コンタクトピンの製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、突起部を形成する部分を複数のパターン層で形成するので、断面積を徐々に変化させることが可能となり、高精細なコンタクトピンを製造する版が形成できる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明によれば、突起部の側面が、曲面から構成されている原版なので、この原版をもちいることにより、テスト用コンタクトピンも側面が曲面を有す形状となり、被検査体に接触して用いる時に、応力を緩和させることができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明によれば、断面積が上層になるにしたがって、小さくなるように積層していくので、樹脂の反り返りや形状のズレがなく、形状の突起部を形成することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記原版を用い、樹脂成形体及び、該樹脂成形体を、導電層形成処理することにより、一度に多くの処理ができるため、大量に製造することができ、高度な技術も高価な装置も必要とせず、製造コストを少なくすることができる。
【００１７】
よって、本発明によるテスト用コンタクトピンの製造方法を用いれば、安価で大量に、再現性のあるテスト用コンタクトピンを提供するものであり、さらに、そのテスト用コンタクトピンへの要求が曲面や曲線により構成されている場合であっても、容易にテスト用コンタクトピンを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の金型原版の製造方法の一実施例を示す説明図である。
【図２】本発明の金型の製造方法の一実施例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の金型を用いてのテスト用コンタクトピンの製造方法の一実施例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明を実施するための形態について図を用いて説明する。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、基板（１）上に平坦層（２）を形成する。次に、図１（ｂ）に示すように、平坦層（２）上に感光性樹脂を塗布し、感光性樹脂層（３）を形成する。前記感光性樹脂としてはノボラック樹脂を用いたポジ型感光性樹脂が好適なものであるが、金型原版のパターン構成によっては、ネガ型感光性樹脂を用いても良い。
【００２１】
次に、図１（ｃ）に示すように、フォトマスク（５）を用いてＵＶ光照射（４）により露光を行なう。露光後、現象を行い、図１（ｄ）に示すような感光性樹脂の第一パターン（６ａ）を形成した。ＵＶ光の照射量としては、感光性樹脂の種類、パターン層の形状などによって最適なものを選択するものとする。
【００２２】
次に、図１（ｅ）に示すように、感光性樹脂の第一パターン（６ｂ）を含む全面に、ＵＶ光照射（４）をおこなった。この時、照射するＵＶ光は３００ｎｍ以下の波長を取り除いたものが最適であるが、感光性樹脂の種類、パターン層の形状などによって最適なものを選択するものとする。
【００２３】
ここで、前記感光性樹脂にノボラック樹脂のようなポジ型感光性樹脂を用いた場合には、ＵＶ光照射の照射量が多いと、感光性樹脂のパターンの表面が硬化する傾向がみられ、このＵＶ光照射の後の加熱により形成するパターン層の表面の断面形状が損なわれる傾向があるが、照射するＵＶ光の波長において、波長３００ｎｍ以下のＵＶ光がパターンの表面を硬化させるのに大きく影響しているものであり、照射するＵＶ光から、この波長約３００ｎｍ以下のＵＶ光を取り除くことにより、パターンの表面の硬化を防ぐことができ、またＵＶ照射量の適切な範囲が拡大されてくるものとなる。また、加熱により形成するパターン層の表面の断面形状をより精度良く安定して容易に形成することができる。
【００２４】
次にホットプレートを用いた加熱処理を行い、図１（ｆ）に示すように、基板（１）上に、第一パターン層（６ａ）を作製する。
【００２５】
図２に示したように、得られたパターン層（第一パターン層（６a））上に、前記の形成方法（図１（ａ）〜（ｆ））にて繰り返し行うことにより、第二パターン層（６ｂ）を形成する。その際、一段目の第一パターン層（６ａ）上に二段目の第二パターン層（６ｂ）を形成する際には、感光性樹脂の反り返り及び形状ズレを防ぐために一段目よりも片側単面より約０．１〜５μｍ内側になるように突起部（６）を形成するのが望ましい。
【００２６】
その後、該第二パターン層（６ｂ）上に第三パターン層（６ｃ）を形成することにより、金型原版（７）を製造する。その際、前記と同様に、二段目上に三段目を、二段目よりも片側単面より約０．１〜５μｍ内側になるように形成していくのが望ましい。
【００２７】
次に、微細電鋳法（図２（ｂ）〜（ｃ））を用いて、該金型原版（７）からインプリントリソグラフィに用いる金型（８）を作製した。必要によっては、凸形状表面に離型処理材料を薄く塗布する処理を施すこともある。また、多層配線基板の製造に用いる場合などには凸形状の電鋳金型より反転させた凹形状の二次電鋳金型を形成する場合もある。
【００２８】
なお、前記突起部（６）のパターン層はフォトマスクのマスク形状を変化させることや、積層の回数を変えることにより、鏡餅型（図３（ａ））、山型（図３（ｂ））、楔型（図３（ｃ））、ピラミッド型（図３（ｄ））の形状を設定することができる。また、複数の凸部をもった形状や、曲線構造などを有しているようなパターンの形成も可能となる。
【００２９】
図４に示したように、得られた金型（８）を用いて、図４（ｂ）に示すように、金型にアクリル系光硬化樹脂材料（９）を流し込み、脱泡処理を施したのち、ＵＶ光を照射して、樹脂硬化をおこなうことにより、テスト用コンタクトピンの支柱体を持つ、図４（ｃ）に示すような、樹脂版（１０）を作製した。
【００３０】
その際に用いるアクリル系光硬化型樹脂材料は、導電性材料を含んでおり、短時間で光架橋をおこなう樹脂材料であることが望ましい。
【００３１】
また、脱泡処理については、前記アクリル系光硬化型樹脂を流し込んだのちに、真空環境下に放置する真空脱泡法や、微小振動を与えるマイクロ振動法などがあり、微小泡（マイクロバブル）を考慮すると、真空環境下に放置する真空脱泡法を用いることが望ましい。
【００３２】
次に、前記の樹脂版（１０）を用いて、めっき処理を施し、樹脂板表面に２μｍ以下の皮膜（１１）を形成し、図４（ｄ）に示すような、テスト用コンタクトピンのベース体（１２）を作製する。
【００３３】
その際に用いる、めっき処理については、導電性を考慮して、銅（Ｃｕ）又は、金（Ａｕ）材料を用いることが望ましく、また、柔らかさを維持するために硬質となるめっき処理は避け、皮膜は１μｍ以下とすることが望ましく、皮膜が２μｍ以上あると皮膜が硬質化するのと、テスト用コンタクトピンの支柱の幅および高さのばらつきが生じてしまう。テスト用コンタクトピンの形状寸法としては、上部幅５〜１０μｍ、下部幅２０〜４０μｍ、高さ２０μｍ以上が望ましい。
【００３４】
また、めっき処理を施すことにより、柔らかさを維持できない場合には、真空蒸着装置にてコンタクトピンの支柱体側に、銅（Ｃｕ）又は、金（Ａｕ）蒸着を施すことも可能である。
【００３５】
次に、前記めっき処理を施した、ベース体（１２）を、図４（ｅ）に示すように、ウレタン発泡樹脂（１３）に、突起部分を下にして、底部が樹脂表面に到達するまで差し込んで固定する。
【００３６】
その際に用いるウレタン発泡樹脂材は、ベース体の突起部（１１）を差し込んだときに、テスト用コンタクトピンの支柱が、折れや破損をおこさない程度の硬さと、容易にベース板が動かない程度の硬さであるものが望ましい。
【００３７】
次に、ベース体（１２）の底部に当たる部分に対して、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学機械研磨）研磨方法を用いて、底部をウレタン発泡樹脂表面まで研磨処理を施したのち、図４（ｆ）に示すように、再度前記同様に再めっき処理（１４）を施すことにより、図３（ａ）〜（ｄ）に示すような形状の、テスト用コンタクトピンを作製することができる。
【００３８】
また、ウレタン発泡樹脂材料によっては、再めっき処理が施せない場合には、前記同様に、真空蒸着装置にてコンタクトピンの支柱体側に、銅（Ｃｕ）又は、金（Ａｕ）蒸着を施すことも可能であり、その場合においても、図３（ａ）〜（ｄ）に示すような形状の、テスト用コンタクトピンを作製することができる。
【実施例】
【００３９】
実施例として、基板にはシリコンウエハを用いた。平坦層、パターン層となる感光性樹脂にはノボラック樹脂を用いたポジ型感光性樹脂（東京応化工業（株）製、品番ＴＭＲ−Ｐ３）を用いた。ＵＶ光照射の光源には超高圧水銀灯を用い、一回目の照射量は感光性樹脂の膜厚１μｍあたり３３〜４０ｍｊ／ｃｍ２（ａｔ３６５ｎｍ）である。二回目の照射量は感光性樹脂の膜厚１μｍあたり約１４〜約１４０ｍｊ／ｃｍ２（ａｔ３６５ｎｍ）であり、波長約３００ｎｍ以下のＵＶ光を取り除くフィルタを用いた。ホットプレートによる加熱処理は約１５０℃〜１７０℃で約２〜５分行い、微細電鋳法によるめっき処理はＮｉ電鋳で行なった。得られた金型は数μｍ〜２０μｍの精度で、段部の高さも均一に揃っており、曲面もきれいに形成されていた。
【００４０】
次に、前記にて形成された金型に、紫外線硬化型樹脂材料を流し込み、真空環境下に約１分間放置し脱泡処理を施したのち、紫外線を約３０〜６０秒照射して樹脂硬化をおこない、形成された樹脂板を、銅めっき処理にて、支柱表面に２μｍ以下の皮膜となるように形成し、めっき処理をなされたベース板をウレタン発泡樹脂に、突起部分を下にして、底部が樹脂表面に到達するまで差し込み、底部に対して、ＣＭＰ研磨装置にてウレタン発泡樹脂表面まで研磨処理を施し、処理状態のまま、再度、銅めっき処理をおこない、テスト用コンタクトピンを得ることができた。
【符号の説明】
【００４１】
１        基板
２        平坦層
３        感光性樹脂
４        ＵＶ光
５        フォトマスク
６        突起部
６ａ      第一パターン層
６ｂ      第二パターン層
６ｃ      第三パターン層
７        金型原版
８        金型
９        光硬化樹脂材料
１０      樹脂版
１１      皮膜
１２      ベース体
１３      ウレタン発泡樹脂
１４      再めっき処理
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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