(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層にデバイスの形状に対応する開口と、前記デバイスを取り囲むフレームの形状に対応する開口を形成する工程と、
前記レジスト層に設けた前記デバイスの形状に対応する開口および前記フレームの形状に対応する開口に導電性金属材料を充填し、前記デバイスと前記フレームを形成する工程と、
前記犠牲層の上に形成されたレジスト層を除去し、前記犠牲層を除去する工程を含み、
前記犠牲層が除去されて前記デバイスが前記ベース基板上へと移動された時に、前記フレーム内に前記デバイスが位置し、前記デバイスは前記フレームによって水平方向の移動が制限されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブ等のＭＥＭＳデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プローブ等の製造方法の一つとして、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ)技術が用いられている（特許文献１参照）。その方法は、ベース基板上に銅等の犠牲層を形成し、犠牲層上にデバイスの形状の開口を有するレジスト層を設け、前記開口に導電材料を充填しデバイスを形成する方法であり、デバイスに応じて前記導電材料を複数積層してデバイスを形成する。
【０００３】
導電材料の積層が完了したら、エッチング液に浸す等の方法を用いて前記レジスト層と前記犠牲層を除去すると、前記ベース基板上にデバイスだけが残った状態となり、デバイスの製造が終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７１１３８号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、レジスト層や犠牲層を除去すると、ベース基板上にデバイスが残されるが、この時、製造段階では基板上に整列した状態で形成されていたデバイスの向きは、ばらばらになり整列が乱れる。
【０００６】
そのために、そのままの状態では、出荷検査時の仕分けが困難であり、さらにハンドリングが困難であるという問題が生じしていた。このような問題を解決する方法として、ベース基板の底面にマグネットシートを装着する方法が用いられているが、これでは、ある程度はデバイスの整列状態を保つことはできても、位置ずれの防止は不十分であった。特に微小化が進んだプローブの場合、プローブのピッチやマグネットシートの磁石のピッチの調節によって対応することが難しくなり、マグネットシートによって整列状態を保つのは困難になっている。
【０００７】
そこで本発明では、ＭＥＭＳデバイスを製造する際に、最終的に犠牲層を除去した時に、整然と整列した状態を保つことができるＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法は、ベース基板上に犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層上にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層にデバイスの形状に対応する開口と、前記デバイスを取り囲むフレームの形状に対応する開口を形成する工程と、前記レジスト層に設けた前記デバイスの形状に対応する開口および前記フレームの形状に対応する開口に導電性金属材料を充填し、前記デバイスと前記フレームを形成する工程と、前記犠牲層の上に形成されたレジスト層を除去し、前記犠牲層を除去する工程を含み、前記犠牲層が除去されて前記デバイスが前記ベース基板上へと移動された時に、前記フレーム内に前記デバイスが位置し、前記デバイスは前記フレームによって水平方向の移動が制限されていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記ベース基板の裏面にマグネットシートを装着してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法は、ベース基板上に犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層上にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層にデバイスの形状に対応する開口と、前記デバイスを取り囲むフレームの形状に対応する開口を形成する工程と、前記レジスト層に設けた前記デバイスの形状に対応する開口および前記フレームの形状に対応する開口に導電性金属材料を充填し、前記デバイスと前記フレームを形成する工程と、前記犠牲層の上に形成されたレジスト層を除去し、前記犠牲層を除去する工程を含み、前記犠牲層が除去されて前記デバイスが前記ベース基板上へと移動された時に、前記フレーム内に前記デバイスが位置し、前記デバイスは前記フレームによって水平方向の移動が制限されていることにより、デバイスが形成された時に、ベース基板上に整列した状態を保つことができ、出荷検査時の仕分けが容易で、また、ハンドリングも容易となる。
【００１１】
さらに、前記ベース基板の裏面にマグネットシートを装着することにより、デバイスがより形成された状態を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す断面図である。
【図２】ＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す断面図であり、図１の続きである。
【図３】ＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す断面図であり、図２の続きである。
【図４】ＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す平面図である。
【図５】マグネットシートを用いた場合のＭＥＭＳデバイスの製造が完了した時の状態を示す断面図である。
【図６】フレーム下の犠牲層を残す場合のＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図を用いて本発明を以下に詳細に説明する。図１〜３が本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法の各工程を示す概略断面図であり、図４がデバイスとフレームの配置を示す平面図である。
【００１４】
本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法を説明するにあたり、ここではＭＥＭＳデバイスとして３層構造のプローブ１０を用いて説明する。層数やデバイスの形状・種類については、ここで説明するものに限らず様々なものを用いることができる。まずは、初めにシリコンまたはアルミナウエハからなるベース基板１を準備する。そして、前記ベース基板１上にシード層２を作成する。前記シード層２としては、スパッタリングにより成膜された犠牲層を用いる。
【００１５】
次に、図１（ａ）に示すように、前記シード層２の上に、めっき法を用いて導電性金属材料層３を形成する。前記導電性金属材料層３は前記シード層２と同様に犠牲層とする。さらに、図１（ｂ）に示すように、前記導電性金属材料層３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レジスト層４を形成する。
【００１６】
そして、図１（ｃ）に示すように、前記レジスト層４にプローブ１０を形成するための開口８および前記プローブ１０を取り囲むフレーム５を形成するための開口６を露光および現像処理を施して形成する。そして、図１（ｄ）に示すように、前記開口８および前記開口６にめっき法を用いて導電性金属材料を充填し、前記プローブ１０の１層目１１および前記フレーム５の１層目２１を形成する。
【００１７】
その後、図１（ｅ）に示すように、前記レジスト層４を除去し、次に図２（ａ）に示すように、前記レジスト層４を除去して露出した前記導電性金属材料層３、前記プローブ１０の１層目１１および前記フレーム５の１層目２１を覆うようにフォトレジストを塗布して再びレジスト層７を形成し、前記プローブ１０の２層目１２の形状に合わせた開口９および前記フレーム５の２層目２２の形状に合わせた開口１４を所定の箇所に設ける。
【００１８】
そして、図２（ｂ）に示すように、電気めっきによりニッケル合金を前記開口９に充填し、プローブ１０の２層目１２を形成し、同じく電気めっきによりニッケル合金を前記開口１４に充填し、フレーム５の２層目２２を形成する。研磨調整が必要であればレジスト層７、前記プローブ１０の２層目１２および前記フレーム５の２層目２２を研磨して表面を平坦にする。
【００１９】
その後、図２（ｃ）に示すように、前記レジスト層７を除去し、続いて図２（ｄ）に示すようにプローブ１０の２層目１２、フレーム５の２層目２２及び導電性金属材料層３の上に再びフォトレジストを塗布してレジスト層１５を形成し、プローブ１０の３層目１３の形状に合わせて所定の箇所に開口１７を設け、前記フレーム５の３層目２３の形状に合わせた開口１８を所定の箇所に設ける。そして、図２（ｅ）に示すように、電気めっきによりニッケル合金を前記開口１７に充填し、プローブ１０の３層目１３を形成し、同じく電気めっきによりニッケル合金を前記開口１８に充填し、フレーム５の３層目２３を形成する。
【００２０】
このようにして、３層構造のプローブ１０の形状およびフレーム５の形成が完了した後に前記レジスト層１５を除去すると、図３（ａ）の状態となる。この後、エッチング液を用いて、犠牲層であるシード層２と導電性金属材料層３の除去を行う。図３（ｂ）に示すのが、犠牲層であるシード層２と導電性金属材料層３がエッチング液により除去されている途中の状態である。
【００２１】
図３（ｂ）において矢印で示すようにエッチング液は前記フレーム５および前記プローブ１０の下方へと浸入しながら犠牲層であるシード層２と導電性金属材料層３を等方的にエッチングしていく。エッチングにより、図３（ｃ）に示すように、前記プローブ１０および前記フレーム５の下方のシード層２と導電性金属材料層３は全て除去する。
【００２２】
このようにして、エッチングが完了すると、図３（ｃ）に示すように、プローブ１０およびフレーム５は矢印で示すように下方へと移動し、共にベース基板１上に載せられた状態となる。この時、図４に示すように、前記プローブ１０は固定されたフレーム５に囲まれた状態となる。
【００２３】
ここでは、１つのフレーム５の中に複数のプローブ１０が配置されているが、１つのフレームに１つのデバイスを配置することも可能である。また、図４に示すように、前記フレーム５の内側に、プローブ１０の平面形状に応じた複数の枝部１６を設けることで、プローブ１０の移動をより制限することができる。
【００２４】
このようにして、完成したプローブ１０はフレーム５によって囲まれた状態となっており、前記プローブ１０の水平方向の移動は前記フレーム５によって制限されているので、完成したプローブ１０は前記フレーム５内に整列した状態が保たれる。前記フレーム５が前記ベース基板上でたとえ位置ずれを生じたとしても、全てのプローブ１０がフレーム５と共に移動することとなり、プローブ１０はフレーム５内に整列した状態が保たれ、プローブ１０の整列が大きく乱れることはない。
【００２５】
その結果、本発明ではＭＥＭＳデバイスを製造する際にフレーム５を用いることで最終的にデバイスが形成された時にデバイスが整列した状態を保つことができるので、デバイスが完成した後の出荷検査時の仕分けが容易になり、またハンドリング性もよくなる。特に、プローブのように実装作業の効率を高めるために、デバイスの向きを揃えてトレーに入れる作業を行う場合には、より作業時間の短縮にはより効果的である。
【００２６】
また、図５に示すように、ベース基板１の裏面にマグネットシート２０を装着すると、犠牲層を除去する際に、プローブ１０はマグネットシート２０によって絶えず下方に押しつけられた状態となるので、水平方向にずれることを防ぐことができ、最初に整列された時に近い状態を保つことができる。
【００２７】
特に、前記マグネットシート２０として片面多極磁石を用いて、前記プローブ１０の配列のピッチと、前記片面多極磁石のＳ極とＮ極とのピッチを合わせるように配列すると、犠牲層を除去した際のプローブ１０の乱れをより少なくすることができる。
【００２８】
また、前記フレーム５および前記プローブ１０の下方の犠牲層であるシード層２と導電性金属材料層３を等方的にエッチングしていく時に、図６に示すように、前記プローブ１０および前記フレーム５の下方のシード層２と導電性金属材料層３は全て除去するが、フレーム５の下方のシード層２と導電性金属材料層３は一部を残しておくことも可能である。
【００２９】
上述のようにエッチング液は等方的に犠牲層をエッチングするので、エッチング時間を調節し、前記プローブ１０の表面積よりも前記フレーム５の表面積を大きくしておき前記プローブ１０の下方の犠牲層が全て除去された時にエッチングを終了すると、前記フレーム５の下方の犠牲層は全て除去される前にエッチングが終了することになり、上述のようにフレーム５の下方のシード層２と導電性金属材料層３の一部が残された状態となる。
【００３０】
このようにして、フレーム５の表面積とエッチング時間を調節を行うことで、フレーム５の下方の犠牲層を一部残すことができる。エッチングが完了すると、図６に示すように、プローブ１０は矢印で示すように下方へと移動し、ベース基板１上に載せられた状態となる。この時、前記フレーム５は、一部残されたシード層２と導電性金属材料層３によって前記ベース基板１上に固定された状態であり、前記プローブ１０は固定されたベース基板１に固定されたフレーム５に囲まれた状態となる。このようにして、フレーム５をベース基板１に固定した状態とすることで、プローブ１０の整列状態をより正確に保つこともできる。
【符号の説明】
【００３１】
１      ベース基板
２      シード層
３      導電性金属材料層
４      レジスト層
５      フレーム
６      開口
７      レジスト層
８      開口
９      開口
１０    プローブ
１１    １層目
１２    ２層目
１３    ３層目
１４    開口
１５    レジスト層
１６    枝部
１７    開口
１８    開口
２０    マグネットシート
２１    １層目
２２    ２層目
２３    ３層目
【図１】
0005477711.tif 000002
【図２】
0005477711.tif 000003
【図３】
0005477711.tif 000004
【図４】
0005477711.tif 000005
【図５】
0005477711.tif 000006
【図６】
0005477711.tif 000007