(57)【要約】【課題】  耐久性、形状精度及び位置精度が高いプローブを備えたプローブユニットの製造方法を提供する。【解決手段】鋳型層の表面上にマスクを形成する段階と、前記マスク下部の中央から外に向かって膜厚が増大する酸化膜を選択酸化により前記鋳型層の表面上に形成する段階と、前記マスクの除去後、前記酸化膜に対する前記鋳型層の選択比が高いエッチングにより前記酸化膜及び前記鋳型層を除去し前記鋳型層の表面に凹部を形成する段階と、前記凹部の表面上にリソグラフィを用いてプローブを形成する段階と、を含むことを特徴とするプローブユニットの製造方法。【選択図】    図１
2006242811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型層の表面上にマスクを形成する段階と、
前記マスク下部の中央から外に向かって膜厚が増大する酸化膜を選択酸化により前記鋳型層の表面上に形成する段階と、
前記マスクの除去後、前記酸化膜に対する前記鋳型層の選択比が高いエッチングにより前記酸化膜及び前記鋳型層を除去し前記鋳型層の表面に凹部を形成する段階と、
前記凹部の表面上にプローブを形成するプローブ形成段階と、
を含むことを特徴とするプローブユニットの製造方法。
【請求項２】
前記鋳型層はシリコンからなることを特徴とする請求項１に記載のプローブユニットの製造方法。
【請求項３】
前記凹部を形成する段階では、ＤｅｅｐＲＩＥにより前記凹部を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブユニットの製造方法。
【請求項４】
前記プローブを形成する段階前に、前記凹部の表面上に局所凹部を形成する段階をさらに含み、
前記プローブを形成する段階では、前記局所凹部を埋める前記プローブを形成することを特徴とする請求項１，２又は３に記載のプローブユニットの製造方法。
【請求項５】
前記プローブを形成する段階前に、前記局所凹部をめっきにより充填する段階をさらに含み、
前記プローブを形成する段階では、電解めっきで前記局所凹部の真上に形成されためっき膜の凹部を埋める前記プローブを形成することを特徴とする請求項４に記載のプローブユニットの製造方法。
【請求項６】
前記酸化膜を形成する段階は、基板の表面上に前記鋳型層を形成する段階をさらに含み、
前記凹部を形成する段階では、前記鋳型層を貫通する前記凹部を形成し、
前記プローブを形成する段階では、前記基板に接合された前記プローブを形成し、
前記プローブを形成する段階後に、前記鋳型層を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のプローブユニットの製造方法。
【請求項７】
前記プローブを形成する段階後に、
前記プローブに基板を接合する段階と、
前記基板に接合された前記プローブを前記鋳型層から剥離させる段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のプローブユニットの製造方法。
【請求項８】
基層の表面上にマスクを形成する段階と、
前記マスク下部の中央から外に向かって隆起する酸化膜を選択酸化により前記基層の表面上に形成する段階と、
前記マスクの除去後、選択酸化により形成された前記酸化膜の凹部の表面上にプローブを形成するプローブ形成段階と、
を含むことを特徴とするプローブユニットの製造方法。
【請求項９】
基板と、
前記基板に接合され先端が前記基板から離間し屈曲部位なく波形状に湾曲したプローブと、
を備えることを特徴とするプローブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプローブユニット及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子デバイスの電極にプローブを押し当てたときにプローブが接合された基板が電子デバイスに接触することを防止するため、屈曲したプローブを備えたプローブユニットを製造する方法が知られている。
特許文献１、２には、機械加工によりプローブを屈曲させる方法が開示されている。しかし特許文献１、２に開示された方法によると、加工精度が低いためにプローブの形状精度及び位置精度が低いという問題がある。また特許文献１、２に開示された方法によると、プローブを電子デバイスの電極に接触させたときにプローブの屈曲部位に応力が集中するため、プローブの耐久性が低いという問題がある。
【０００３】
特許文献３、４，５，６には、階段状に形成された鋳型の表面上にプローブを形成することにより、屈曲したプローブを形成する方法が開示されている。しかし特許文献３、４，５，６に開示された方法でも同様に、プローブの屈曲部位に応力が集中するため、プローブの耐久性が低いという問題がある。また特許文献３、４，５，６に開示された方法によると、鋳型の表面上にプローブを形成するためのマスクを形成する際に、鋳型壁面の屈曲部位でマスクの膜厚が厚くなるという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１６９６１号公報
【特許文献２】特開２００１−２６６９８３号公報
【特許文献３】特開２００２−１５１５５７号公報
【特許文献４】特開２００２−３５０４６５号公報
【特許文献５】特開２００２−０７１７１９号公報
【特許文献６】特開平１１−６４３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述の問題を解決するために創作されたものであって、耐久性、形状精度及び位置精度が高いプローブを備えたプローブユニットの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、耐久性が高いプローブを備えたプローブユニット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】
【０００６】
（１）上記目的を達成するためのプローブユニットの製造方法は、鋳型層の表面上にマスクを形成する段階と、前記マスク下部の中央から外に向かって膜厚が増大する酸化膜を選択酸化により前記鋳型層の表面上に形成する段階と、前記マスクの除去後、前記酸化膜に対する前記鋳型層の選択比が高いエッチングにより前記酸化膜及び前記鋳型層を除去し前記鋳型層の表面に凹部を形成する段階と、前記凹部の表面上にリソグラフィを用いてプローブを形成する段階と、を含む。
本発明によると、選択酸化によりマスク下部の中央から外に向かって膜厚が増大する酸化膜を形成した後に、酸化膜及び鋳型層をエッチングすると、酸化膜の厚い部位の下では鋳型層が浅く除去され、酸化膜の薄い部位の下では鋳型層が深く除去される。このとき、酸化膜に対して鋳型層の選択比が高いため、鋳型層の除去深さの偏差は第二マスクの膜厚の偏差が増幅された値になる。したがって本発明によると、プローブが電極に接触してからさらにプローブユニットを電子デバイスに接近させられる距離（オーバードライブ量）が長いプローブユニットを製造することができる。また選択酸化の結果として得られる酸化膜の膜厚分布は緩やかに変化するため、鋳型層のエッチングにより得られる凹部の表面も屈曲部位のない湾曲面になる。屈曲部位のない湾曲面上にプローブを形成すると、屈曲部位のない湾曲したプローブを形成することができる。したがって本発明によると、電子デバイスの電極にプローブが押し当てられてもプローブの特定の部位に応力が集中しにくいため、耐久性の高いプローブを備えたプローブユニットを製造することができる。また本発明によると、屈曲部位のない湾曲面上にプローブを形成するため、形状精度及び位置精度が高いプローブを備えたプローブユニットを製造することができる。
【０００７】
（２）前記鋳型層はシリコンからなってもよい。
本発明によるとシリコンを選択酸化して第二マスクを形成するため、歩留まりを向上させ、製造コストを低減することができる。
【０００８】
（３）前記凹部を形成する段階では、ＤｅｅｐＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）により前記凹部を形成してもよい。
本発明によると、ＤｅｅｐＲＩＥの蝕刻の指向性が高いため、酸化膜の膜厚制御により、深い凹部の形状を正確に制御することができる。
【０００９】
（４）前記プローブユニットの製造方法は、前記プローブを形成する段階前に、前記凹部の表面上に局所凹部を形成する段階をさらに含んでもよい。前記プローブを形成する段階では、前記局所凹部を埋める前記プローブを形成してもよい。
本発明によると、局所凹部を埋めた部位が突出したプローブを備えたプローブユニットを製造することができる。すなわち本発明によると、電子デバイスの電極に高い圧力でプローブを接触させることができるプローブユニットを製造することができる。
【００１０】
（５）前記プローブユニットの製造方法は、前記プローブを形成する段階前に、前記局所凹部をめっきにより充填する段階をさらに含んでもよい。前記プローブを形成する段階では、めっきで前記局所凹部の真上に形成されためっき膜の凹部を埋める前記プローブを形成してもよい。
局所凹部をめっきにより充填すると、局所凹部の角部でめっきの膜厚が増大するため、局所凹部の真上のめっき膜の表面には、局所凹部よりも先細りした形状の凹部が形成される。したがって本発明によると、局所凹部よりも先細りした凹部を埋めた部位が鋭利に突出したプローブを備えたプローブユニットを製造することができる。すなわち本発明によると、電子デバイスの電極により高い圧力でプローブを接触させることができるプローブユニットを製造することができる。
【００１１】
（６）前記プローブユニットの製造方法は、前記酸化膜を形成する段階は、基板の表面上に前記鋳型層を形成する段階をさらに含んでもよい。前記凹部を形成する段階では、前記鋳型層を貫通する前記凹部を形成してもよい。前記プローブを形成する段階では、前記基板に接合された前記プローブを形成してもよい。前記プローブユニットの製造方法は、前記プローブを形成する段階後に、前記鋳型層を除去する段階をさらに含んでもよい。
本発明によると、基板上の正確な位置にプローブが接合されたプローブユニットを製造することができる。
【００１２】
（７）前記プローブユニットの製造方法は、前記プローブを形成する段階後に、前記プローブに基板を接合する段階と、前記鋳型層から前記プローブを剥離させる段階と、をさらに含んでもよい。
本発明によると、鋳型層を再利用できるため、プローブユニットの製造コストを低減することができる。
【００１３】
（８）上記目的を達成するためのプローブユニットは、基層の表面上にマスクを形成する段階と、前記マスク下部の中央から外に向かって隆起する酸化膜を選択酸化により前記基層の表面上に形成する段階と、前記マスクの除去後、選択酸化により形成された前記酸化膜の凹部の表面上にプローブを形成するプローブ形成段階と、を含む。
本発明によると、選択酸化の結果として得られる酸化膜の膜厚分布は緩やかに変化するため、屈曲部位のない湾曲面上にプローブを形成することができる。屈曲部位のない湾曲面上にプローブを形成すると、屈曲部位のない湾曲したプローブを形成することができる。したがって本発明によると、電子デバイスの電極にプローブが押し当てられてもプローブの特定の部位に応力が集中しにくいため、耐久性の高いプローブを備えたプローブユニットを製造することができる。また本発明によると、屈曲部位のない湾曲面上にプローブを形成するため、形状精度及び位置精度が高いプローブを備えたプローブユニットを製造することができる。
【００１４】
（９）上記目的を達成するためのプローブユニットは、基板と、前記基板に接合され先端が前記基板から離間し屈曲部位なく波形状に湾曲したプローブと、を備える。
本発明によると、電子デバイスの電極にプローブが押し当てられてもプローブの特定の部位に応力が集中しにくいため、耐久性の高いプローブを備えたプローブユニットを製造することができる。
【００１５】
尚、本明細書において、「・・・上に形成する」とは、技術上の阻害要因がない限りにおいて、「・・・上に直に形成する」と、「・・・上に中間物を介して形成する」の両方を含む意味とする。また、請求項に記載された方法の各動作の順序は、技術上の阻害要因がない限り、記載順に限定されるものではなく、どのような順番で実行されてもよく、また同時に実行されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、複数の実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。各実施例において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付された他の実施例の構成要素と対応する。また、以下の説明で参照する各図面において、（Ａ・・・）は本発明の各実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図であり、（Ｂ・・・）は（Ａ・・・）のａ−ａ線断面図であり、（Ｃ・・・）は（Ａ・・・）のｂ−ｂ線断面図である。
（第一実施例）
図１から図４は、本発明の第一実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図である。
【００１７】
はじめに図１（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、鋳型層としての鋳型基板２１上に第一酸化膜２２を成長させ、第一酸化膜２２上にマスク２４を成長させる。具体的には例えば鋳型基板２１として厚さ０．６２５ｍｍのＳｉ基板を用い、Ｓｉ基板上に第一酸化膜２２としてＳｉＯx膜を熱酸化により３００Å成長させる。さらにＳｉＯx膜上にマスク２４としてＳｉＮx膜を減圧ＣＶＤ法で１４００Å成長させる。
【００１８】
次に図１（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、マスク２４上にレジストを塗布して露光及び現像を行うことにより、所定のパターンを有するレジスト膜２６をマスク２４上に形成する。具体的には例えばマスク２４上にポジレジストを塗布してプリベークしてから、ポジレジストをマスクを用いてステッパ、アライナ等で露光した後、現像する。
【００１９】
次に図１（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、レジスト膜２６をマスクとしてマスク２４をエッチングした後、酸素プラズマを用いたアッシング、またはレジスト剥離液によりレジストを除去する。マスク２４がＳｉＮx膜からなる場合、例えばＣＨＦ3ガス、ＣＯ2ガス及びＡｒガスを用いた反応性イオンエッチングを行う。
【００２０】
次に図１（Ａ４）、（Ｂ４）に示すように、マスク２４が形成された鋳型基板２１を選択的に酸化することにより、マスク２４下部の中央から外側に向かって膜厚が緩やかに増大する第二酸化膜２８を鋳型基板２１上に形成する。鋳型基板２１がＳｉ基板である場合、ＬＯＣＯＳ（LOCal Oxidation of Silicon）プロセスを用いる。即ちマスク２４をマスクとしてＳｉ基板を加湿酸化により１μｍ程度選択酸化する。加湿酸化は、炉内温度８５０℃の縦型拡散炉でＨ2ガス０．０３ｍ3／ｍｉｎ及びＯ2ガス０．０２ｍ3／ｍｉｎを供給して行う。
【００２１】
次に図２（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、マスク２４を除去する。マスク２４がＳｉＮx膜である場合、例えば１５０℃の燐酸でＳｉＮx膜をエッチングする。
次に図２（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、第二酸化膜２８の最も薄い部位が完全に除去される程度に第二酸化膜２８の表面を薄く除去する。第二酸化膜２８がＳｉＯx膜である場合、例えば緩衝フッ酸でＳｉＯx膜を等方的に５００Å程度エッチングする。尚、本工程は省略してもよい。
【００２２】
次に図２（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、第二酸化膜２８を第二マスクとして、第二酸化膜２８に対する選択比が高い異方性エッチングで鋳型基板２１をエッチングすることにより、鋳型基板２１及び第二酸化膜２８の表面に凹部３０を形成する。具体的には、鋳型基板２１がＳｉ基板であって第二酸化膜２８がＳｉＯx膜である場合、例えばＦ系ガス及びＡｒガスを用いた反応性イオンエッチング又はＤｅｅｐＲＩＥを行う。Ｆ系ガスには例えばＣＨＦ3、ＣＦ4、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ2Ｆ6等のガスや、ＣＦ4及びＨ2の混合ガスを用いる。本工程までの工程を完了することで、プローブをその上に形成するための凹部３０を有し、鋳型基板２１及び第二酸化膜２８で構成されるプローブ鋳型２０が完成する。
【００２３】
本工程では、膜厚の偏差がある第二酸化膜２８が表面上に形成された鋳型基板２１をエッチングするため、鋳型基板２１は第二酸化膜２８の薄い部位下で深くエッチングされ、第二酸化膜２８の厚い部位下で浅くエッチングされる。このとき、鋳型基板２１の第二酸化膜２８に対する選択比が高いため、鋳型基板２１のエッチング量の偏差は第二酸化膜２８の膜厚の偏差を増幅させた値となり、深さの偏差が大きい凹部を形成することができる。また選択酸化により得られる第二酸化膜２８の膜厚分布は緩やかに変化しているため、鋳型基板２１のエッチング量分布も緩やかとなり、凹部３０の表面３２は屈曲部位がない緩やかな湾曲面となる。凹部３０の湾曲面３２は、図示したように凹部３０の底側に凹面を有し凹部３０の縁側に凸面を有する波面形状であってもよいし、他の形状であってもよい。
【００２４】
次に図２（Ａ４）、（Ｂ４）に示すように、プローブ鋳型２０上にめっきシード層３４を成長させる。具体的にはめっきシード層３４として例えばＣｒをスパッタ、蒸着、ＣＶＤ等により厚さ０．１μｍに成長させる。
次に図３（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、めっきシード層３４上にレジストを塗布してから露光及び現像し、所定の部位に開口部３８が形成されたレジスト膜３６をめっきシード層３４上に形成する。具体的には例えばレジストを膜厚１００μｍで塗布し、幅２５μｍの線状のレジストが２５μｍの間隔で複数配列されたパターンを有するレジスト膜３６を形成する。尚、レジストの露光はレチクルを用いてステッパー又はアライナーで行ってもよいし、レチクルを用いずに電子ビーム露光装置やレーザー直接描画装置で行ってもよい。電子ビーム露光装置やレーザー直接描画装置による露光方法は、高価なレチクルを用いないため、製造コストを低減することができる。
【００２５】
次に図３（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、レジスト膜３６の開口部３８にプローブを構成する導電膜４０を電解めっきで形成する。導電膜４０には例えばＮｉや、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｗ等のＮｉ合金を用いる。また導電膜４０は例えば膜厚２０μｍに形成する。
次に図３（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、レジスト膜３６を除去する。ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）やアセトン等で除去してもよいし、Ｏ2プラズマやアミン系有機剥離液で除去してもよい。
【００２６】
次に図４（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、凹部３０の縁部又は凹部３０の外側に形成された導電膜４０の一端を基板１０を貫通する電極１４に接合する。具体的にはＡＣＦ、ＮＣＦ、金−すず共晶等の接合材料１８を用い、加圧及び加熱による接合装置、又は超音波接合装置によって接合する。基板１０にはガラス、サファイヤ、結晶化ガラス、透明ガラスセラミック、アルミナ、窒化シリコン、樹脂などの絶縁物を用いてもよいし、Ｓｉ、金属等の導電性物質の表面を絶縁物でコーティングしたものを用いてもよい。尚、基板１０の導電膜４０と反対側の表面上には電極１４と接続される引き出し配線１６を予め形成しておく。電極１４と引き出し配線１６とを一体的に形成してもよい。
次に図４（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、導電膜４０をめっきシード層３４から剥離させる。
【００２７】
以上がプローブユニットの製造方法である。
次に、上述の製造方法で製造されるプローブユニットについて説明する。
図４（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、本実施例のプローブユニット１のプローブ１２は導電膜４０で構成される。プローブ鋳型２０の凹面と凸面とが連続的に形成された湾曲面３２上に導電膜４０を形成するため、プローブ１２は屈曲部位のない緩やかな波形状である。また、プローブ鋳型２０の凹部３０上に導電膜４０を形成し、凹部３０の縁部又はその外側に形成された導電膜４０の一端に基板１０を接合するため、凹部３０の底側に形成された導電膜４０のもう一端は基板１０から離間し、電子デバイスの電極に接触することができる。またプローブ１２は、基板１０を貫通する電極１４を介して、基板１０のプローブ１２と反対側の表面上に形成された引き出し配線１６と接続される。
【００２８】
本実施例によると、屈曲部位のない緩やかな湾曲面上に表面処理プロセスでプローブを形成するため、屈曲部位のない湾曲したプローブを形成することができ、また導体膜でプローブを一体的に形成することができる。従って、プローブを電子デバイスの電極に押し付けた時に、プローブの特定の部位に応力が集中することを防止できるため、プローブの耐久性を向上させることができる。
【００２９】
また本実施例によると、プローブを形成するためのレジストを屈曲部位のない緩やかな湾曲面に形成するため、その湾曲面に塗布されるレジストが局部的に薄くなったり厚くなったりしにくく、リソグラフィーのパターニング精度を向上させることができる。従って、プローブの電子デバイスに対する位置精度とプローブ自身の形状精度とを向上させることができるため、プローブの微細化が容易である。
【００３０】
また本実施例によると、鋳型基板としてＳｉ基板を用いることにより、鋳型基板の選択酸化としてＬＯＣＯＳ技術を用いることができる。ＬＯＣＯＳ技術を用いることにより、歩留まりを向上させ、製造コストを低減することができる。
【００３１】
また本実施例によると、選択酸化によってマスクの下部中央から外側に向かって膜厚が増大する第二酸化膜を形成した後、鋳型基板を第二酸化膜に対して高い選択比でエッチングすることにより、鋳型基板及び第二酸化膜に凹部を形成する。このとき、鋳型基板のエッチングに異方性及び選択性に優れたＤｅｅｐＲＩＥを用いると、鋳型基板のエッチング量の偏差を制御しながら増大できるため、目標形状に合致する深い凹部を形成することができる。プローブを構成する導電膜を深い凹部に形成することにより、プローブの先端が基板から大きく離間しているプローブユニットを製造することができる。従って、プローブの先端を電子デバイスの電極に接触させてからプローブと電極とを導通させるまでのプローブユニットの変位量（オーバードライブ量）を大きくすることができる。
【００３２】
また本実施例によると、基板に接合されたプローブをプローブ鋳型から剥離させるため、プローブ鋳型を再利用できる。従って製造コストを低減することができ、プローブユニットの品質再現性を向上させることができる。
【００３３】
（第二実施例）
図５は、本発明の第二実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図である。
はじめに図１（Ａ１）、（Ｂ１）から図２（Ａ３）、（Ｂ３）に示す工程を行う。
次に図５（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、プローブ鋳型２０上に犠牲層４２を成長させた後、犠牲層４２上にめっきシード層４４及び導電膜４０を形成する。犠牲層４２として例えばＣｕをスパッタ、蒸着、ＣＶＤ等により１μｍ成長させる。めっきシード層４４として例えばＮｉ又はＮｉ合金をスパッタにより０．１μｍ成長させる。導電膜４０は図３（Ａ１）、（Ｂ１）から図３（Ａ３）、（Ｂ３）に示す工程に準じて形成する。
【００３４】
次に図５（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、めっきシード層４４の露出部位を除去する。具体的には例えばＡｒイオンを用いたイオンミリングにより除去する。
次に図５（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、図４（Ａ１）、（Ｂ１）に示す工程に準じて導電膜４０を基板１０の電極１４に接合する。その後、犠牲層４２をエッチングすると、導電膜４０及びめっきシード層４４がプローブ鋳型２０から分離し、プローブユニット２が完成する。プローブユニット２のプローブ１２は導電膜４０及びめっきシード層４４からなる。
【００３５】
（第三実施例）
図６及び図７は、本発明の第三実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図である。
はじめに、図１（Ａ１）、（Ｂ１）から図１（Ａ４）、（Ｂ４）に示す工程を行う。
次に図６（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、マスク２４上にレジストを塗布してから露光及び現像を行い、マスク２４の両端部を露出させるレジスト膜４６を形成する。具体的には例えばマスク２４上にポジレジストを１μｍの厚さに塗布してからプリベークし、マスクを用いてステッパー、アライナー等で露光した後、現像する。
【００３６】
次に図６（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、レジスト膜４６をマスクとしてマスク２４の両端部をエッチングで除去する。マスク２４がＳｉＮx膜である場合、例えばＣＨＦ3ガス、ＣＯ2ガス及びＡｒガスを用いた反応性イオンエッチングを行う。
【００３７】
次に図６（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、レジスト膜４６を除去した後、基層としての鋳型基板２１を再度選択的に酸化させることにより、膜厚の偏差が第二酸化膜２８よりも増幅した第三酸化膜４８を形成する。レジスト膜４６は例えばＯ2プラズマを用いたアッシング、又はレジスト剥離液で除去する。また鋳型基板２１がＳｉ基板である場合、ＬＯＣＯＳ技術を用いて第三酸化膜４８を形成する。即ちマスク２４をマスクとしてＳｉ基板を加湿酸化により１μｍ程度選択酸化する。加湿酸化は、炉内温度８５０℃の縦型拡散炉でＨ2ガス０．０３ｍ3／ｍｉｎ及びＯ2ガス０．０２ｍ3／ｍｉｎを供給して行う。本工程で得られる第三酸化膜４８は、膜厚の偏差が大きいため、その表面に形成される凹部４９の深さの偏差も大きい。また二回の選択酸化により得られる第三酸化膜４８の膜厚分布は緩やかに変化するため、凹部４９の表面５１は屈曲部位がない緩やかな湾曲面である。本工程までの工程を完了することで、第三酸化膜４８の表面に凹部４９を有し、鋳型基板２１及び第三酸化膜４８で構成されるプローブ鋳型２０が完成する。
【００３８】
次に図７（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、マスク２４を除去した後、第三酸化膜４８上に犠牲層５０を形成する。マスク２４がＳｉＮｘ膜である場合、１５０℃の燐酸でＳｉＮｘをエッチングする。尚犠牲層５０はめっき下地層としての機能も有する。
次に図７（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、図３（Ａ１）、（Ｂ１）から図３（Ａ３）、（Ｂ３）に示す工程に準じて犠牲層５０上に導電膜４０を形成する。
次に図７（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、加圧及び加熱、又は超音波によって導電膜４０の両端部を基板１０の電極１４に接合した後、犠牲層５０を除去することにより導電膜４０をプローブ鋳型２０から分離させる。
【００３９】
以上がプローブユニットの製造方法である。
次に、上述の製造方法で製造されるプローブユニットについて説明する。
図７（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、本実施例のプローブユニット３のプローブ１２は導電膜４０からなり、導電膜４０の両端部が基板１０の電極１４に接合され、アーチ状の中間部が基板１０から離間し、電子デバイスの電極に接触する。深さの偏差が大きい凹部４９上全体に導電膜４０を連続的に形成するため、中間部が基板１０から大きく離間するプローブ１２を形成することができる。従って、プローブ１２の中間部を電子デバイスの電極に接触させてからプローブ１２と電極とを導通させるまでのプローブユニット３の変位量（オーバードライブ量）を大きくすることができる。また、凹部４０の屈曲部位のない緩やかな湾曲面５１上に導電膜４０を形成するため、プローブ１２は屈曲部位がなく緩やかに湾曲している。従って、プローブ１２の特定の部位に応力が集中しにくく、プローブ１２の耐久性を向上させることができる。
【００４０】
（第四実施例）
図８から図１０は、本発明の第四実施例によるプローブユニットの製造方法を示す図である。
本実施例でははじめに、図１（Ａ１）、（Ｂ１）から図２（Ａ１）、（Ｂ１）に示す工程を行う。
【００４１】
次に図８（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、第二酸化膜２８上にレジストを塗布してから露光及び現像し、所定のパターンを有するレジスト膜５２を形成する。具体的には例えば第二酸化膜２８上にポジレジストを１μｍの厚さで塗布してからプリベークする。その後、マスクを用いてステッパー、アライナー等で露光してから、現像する。尚本工程は、図１（Ａ４）、（Ｂ４）に示す工程後、第二酸化膜２８上にマスク２４が残存している状態で行ってもよい。
【００４２】
次に図８（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、レジスト膜５２をマスクとして第二酸化膜２８をエッチングする。具体的には例えばＣＨＦ3ガス、ＣＯ2ガス及びＡｒガスを用いた反応性イオンエッチングを行う。
次に図８（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、レジスト膜５２及び第二酸化膜２８をマスクとして鋳型基板２１をエッチングすることにより鋳型基板２１の表面に凹部５４を形成した後、酸素プラズマを用いたアッシング、又はレジスト剥離液でレジスト膜５２を除去する。鋳型基板２１がＳｉ基板である場合、Ｃ4Ｆ8プラズマによるパッシベーションと、ＳＦ6プラズマによるエッチングとを交互に繰り返すことにより、Ｓｉを異方的にエッチングする。尚、レジスト膜５２を除去してから、第二酸化膜２８をマスクとして鋳型基板２１をエッチングしてもよい。
【００４３】
次に図８（Ａ４）、（Ｂ４）に示すように、図２（Ａ２）、（Ｂ２）及び図２（Ａ３）、（Ｂ３）に示す工程に準じて、鋳型基板２１及び第二酸化膜２８の表面に凹部３０を形成する。図８（Ａ３）、（Ｂ３）に示す工程で鋳型基板２１の表面に局所的な凹部５４を形成した後、本工程で第二酸化膜２８をマスクとして鋳型基板２１を異方性エッチングすることにより、凹部５４に対応する局所凹部５６を有する凹部３０を形成することができる。本工程までの工程を行うことで、局所凹部５６が形成された凹部３０を表面に有し、鋳型基板２１及び第二酸化膜２８で構成されるプローブ鋳型２０が完成する。
次に図９（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、図２（Ａ４）、（Ｂ４）に示す工程に準じて、プローブ鋳型２０の表面上にめっきシード層３４を形成する。
【００４４】
次に図９（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、図３（Ａ１）、（Ｂ１）に示す工程に準じて、めっきシード層３４上にレジスト膜３６を形成する。
次に図９（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、図３（Ａ２）、（Ｂ２）に示す工程に準じて、レジスト膜３６の開口部３８に電解めっきにより導電膜４０を形成する。このとき導電膜４０は、局所凹部５６を完全に埋めるように形成する。
次に図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、図３（Ａ３）、（Ｂ３）から図４（Ａ２）、（Ｂ２）に示す工程に準じて、レジスト膜３６を除去してから導電膜４０を基板１０の電極１４に接合した後、導電膜４０をめっきシード層３４から剥離させる。
【００４５】
以上がプローブユニットの製造方法である。
次に上述の製造方法で製造されるプローブユニットについて説明する。
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施例のプローブユニット４のプローブ１２は導電膜４０からなり、基板１０から離間している先端の近傍に突出部１３が形成されている。突出部１３はプローブ１２から基板１０の反対側に突出しており、電子デバイスの電極に接触する。局所凹部５６を有する凹部３０上に局所凹部５６を埋めるように導電膜４０を形成することにより、導電膜４０の局所凹部５６を埋める部位をプローブ１２の突出部１３として形成することができる。
【００４６】
図１１に示すように、プローブユニット４は、電子デバイス９の検査信号を入出力するためのフレキシブルプリント配線板７と接続される。基板１０の電極１４と接続されている引き出し配線１６とフレキシブルプリント配線板７とを接続することで、プローブユニット４のプローブ１２とフレキシブルプリント配線板７とが接続される。
【００４７】
電子デバイス９の導通検査を行うとき、はじめにプローブ１２の突出部１３と電子デバイス９の電極９０とを一対一に対応するように接触させ、さらに突出部１３を電極９０に押し付けるようにプローブユニット４を電子デバイス９に近付け、突出部１３と電子デバイス９の電極９０とを高い圧力で接触させる。その後、フレキシブルプリント配線板７を介してプローブユニット４に検査信号を入力する。入力された信号は、基板１０の引き出し配線１６から電極１４を介してプローブ１２に伝送され、プローブ１２の突出部１３から電子デバイス９の電極９０に入力される。
【００４８】
本実施例によると、局所凹部を有する凹部を形成した後、局所凹部を導体膜で埋めることにより、導体膜の局所凹部を埋めた部位を突出部とするプローブを形成することができる。従って、突出部によって電子デバイスの電極に狭い面積で接触し、電子デバイスの電極と高い圧力で接触することができるプローブを有するプローブユニットを製造することができる。
【００４９】
（第五実施例）
図１２は、本発明の第五実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図である。
はじめに図１（Ａ１）、（Ｂ１）から図２（Ａ１）、（Ｂ１）に示す工程を行ってから、図８（Ａ１）、（Ｂ１）から図８（Ａ４）、（Ｂ４）に示す工程を行う。
次に図１２（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、プローブ鋳型２０上に第一犠牲層５８をスパッタで形成する。このとき第一犠牲層５８は、局所凹部５６を充填するように形成する。また第一犠牲層５８には例えばＣｕを用いる。
【００５０】
次に図１２（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、第一犠牲層５８上に局所凹部５６を充填する第二犠牲層６０をめっきで形成する。具体的には例えば、第二犠牲層６０としてＣｕを用い、電解めっき、スパッタ、蒸着等で第二犠牲層６０を形成する。局所凹部５６を充填するように電解めっき、スパッタ、蒸着等で第二犠牲層６０を形成すると、局所凹部５６の角部で第二犠牲層６０の膜厚が厚くなるため、第二犠牲層６０には局所凹部５６の真上に局所凹部５６よりも先細りした凹部６２が形成される。
【００５１】
次に図１２（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、図３（Ａ１）、（Ｂ１）に示す工程に準じて、第二犠牲層６０上にレジスト膜３６を形成する。
次に図１３（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、図３（Ａ２）、（Ｂ２）から図４（Ａ１）、（Ｂ１）に示す工程に準じて、レジスト膜３６の開口部３８に導電膜４０を形成してからレジスト膜３６を除去した後、導電膜４０に基板１０の電極１４を接合する。このとき導電膜４０は、第二犠牲層６０の凹部６２を埋めるように形成する。その後、第一犠牲層５８及び第二犠牲層６０をエッチングすることにより、基板１０に接合された導電膜４０をプローブ鋳型２０から分離させると、プローブユニット５が完成する。本実施例によるプローブユニット５のプローブ１２は導電膜４０から構成される。局所凹部５６よりも先細りの凹部６２を形成した後、凹部６２を埋めるように導電膜４０を形成することにより、プローブ１２の突出部１３を導電膜４０の先細りの凹部６２を埋める部位で鋭利に突出させることができる。
【００５２】
本実施例によると、局所凹部を充填するようにめっきで第二犠牲層を形成することにより、第二犠牲層の表面に形成される凹部は局所凹部よりも先細りした形状になる。プローブを構成する導電膜を先細りした凹部を埋めるように形成することにより、導電膜の先細りした凹部を埋める部位が鋭利に突出するプローブを形成することができる。即ち、鋭利な突出部で電子デバイスの電極により狭い面積で接触しより高い圧力で接触するプローブを有するプローブユニットを製造することができる。
【００５３】
（第六実施例）
図１４から図１７は、本発明の第六実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図である。
はじめに図１（Ａ１）、（Ｂ１）から図２（Ａ１）、（Ｂ１）に示す工程を行う。ただし図１４から図１７に示すように、本実施例で用いる鋳型基板２１の第二酸化膜２８と反対側の裏面には予め基板１１を形成しておき、基板１１の鋳型基板２１と反対側の裏面には金属膜６６を形成しておく。
【００５４】
次に図１４（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、第二酸化膜２８上にレジストを塗布してから露光及び現像することにより、所定のパターンを有するレジスト膜６４を形成する。具体的には例えば第二酸化膜２８上にポジレジストを１μｍの厚さで塗布してからプリベークした後、ステッパー、アライナー等で露光し、現像することで、レジスト膜６４を形成する。また基板１１には例えばＳｉＮｘを用いる。尚本工程は、図１（Ａ４）、（Ｂ４）に示す工程後、第二酸化膜２８上にマスク２４が残存している状態で行ってもよい。
【００５５】
次に図１４（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、レジスト膜６４をマスクとして第二酸化膜２８をエッチングし、レジスト膜６４とエッチングされた第二酸化膜２８とをマスクとして鋳型基板２１を除去し、レジスト膜６４とエッチングされた第二酸化膜２８及び鋳型基板２１とをマスクとして基板１１を金属膜６６が露出するまでエッチングする。これによって、第二酸化膜２８、鋳型基板２１及び基板１１を貫通する開口部６８が形成される。例えば鋳型基板２１がＳｉ基板である場合、Ｃ4Ｆ8プラズマによるパッシベーションと、ＳＦ6プラズマによるエッチングとを交互に繰り返すことにより、Ｓｉを異方的にエッチングする。基板１１のエッチングには、例えばＣＨＦ3ガス、ＣＯ2ガス及びＡｒガスを用いた反応性イオンエッチングを行う。
【００５６】
次に図１４（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、レジスト膜６４を酸素プラズマを用いたアッシング、又はレジスト剥離液で除去する。尚、図１４（Ａ２）、（Ｂ２）に示す工程において第二酸化膜２８のエッチング後にレジスト膜６４を除去してもよい。その場合、第二酸化膜２８をマスクとして鋳型基板２１及び基板１１をエッチングすることになる。
次に図１５（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、図２（Ａ２）、（Ｂ２）及び図２（Ａ３）、（Ｂ３）に示す工程に準じて、第二酸化膜２８をマスクとして鋳型基板２１を基板１１が露出するまで異方性エッチングすることにより、鋳型基板２１を貫通する凹部３０を形成する。本工程以前で、第二酸化膜２８、鋳型基板２１及び基板１１を貫通する開口部６８を形成しておくため、本工程で第二酸化膜２８をマスクとして鋳型基板２１を基板１１が露出するまで異方性エッチングすると、開口部６８の基板１１を貫通している部位６８ａが局所凹部を構成する凹部３０が形成される。本工程までの工程を行うことで、基板１１を貫通する局所凹部６８ａが形成された凹部３０を表面に有し、基板１１、鋳型層２１、第二酸化膜２８及び金属膜６６で構成されるプローブ鋳型２０が完成する。
【００５７】
次に図１５（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、図２（Ａ４）、（Ｂ４）に示す工程に準じて、プローブ鋳型２０の表面上にめっきシード層３４を形成する。
次に図１５（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、図３（Ａ１）、（Ｂ１）に示す工程に準じて、めっきシード層３４上にレジスト膜３６を形成する。
次に図１６（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、図３（Ａ２）、（Ｂ２）に示す工程に準じて、レジスト膜３６の開口部３８に導電膜４０を形成する。
【００５８】
次に図１６（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）に示すように、図３（Ａ３）、（Ｂ３）に示す工程に準じてレジスト膜３６を除去した後、金属膜６６を研削、研磨で除去し、めっきシード層３４の露出部位を除去する。めっきシード層３４は、例えばＡｒイオンを用いたミリングで除去する。尚、金属膜６６を外部電極に接続される引き出し配線としてリソグラフィー及びエッチングでパターニングしてもよい。
【００５９】
次に図１７（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）に示すように、導電膜４０及びめっきシード層３４をマスクとして第二酸化膜２８及び鋳型基板２１をＤｅｅｐＲＩＥにより異方性エッチングする。
次に図１７（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）に示すように、残存している鋳型基板２１及び第二酸化膜２８を等方性エッチングで除去する。
【００６０】
以上がプローブユニットの製造方法である。
次に、上述の製造方法で製造されるプローブユニットについて説明する。
図１７（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）に示すように、本実施例のプローブユニット６のプローブ１２は、導体膜４０及びめっきシード層３４からなり、一端に基板１１を貫通する部位がありその貫通部位で基板１１と接合されている。プローブ１２のもう一端は基板１１から離間し、電子デバイスの電極と接触する。基板１１上の鋳型基板２１及び第二酸化膜２８に鋳型基板２１及び第二酸化膜２８を貫通する凹部３０を形成し、基板１１を貫通する局所凹部６８ａを凹部３０に形成した後、局所凹部６８ａを埋めるように凹部３０上に導体膜４０及びめっきシード層３４を形成することにより、局所凹部６８を埋めた部位で基板１１と接合されるプローブ１２を形成することができる。プローブ１２の形成後、鋳型基板２１及び第二酸化膜２８を除去することにより、プローブ１２の基板１１の接合端と反対側の先端を基板１１から離間させることができる。
【００６１】
本実施例によると、基板上の鋳型基板及び第二酸化膜に鋳型基板及び第二酸化膜を貫通する凹部を形成した後、凹部上、即ち基板の表面上に基板と接合されたプローブをリソグラフィーで形成するため、基板上に正確にプローブが接合されたプローブユニットを製造することができる。更に、基板を貫通する局所凹部を凹部に形成した後、局所凹部を埋めるようにプローブを形成することにより、プローブが剥がれにくく、プローブと、基板のプローブと反対側に形成される引き出し配線との接続が容易なプローブユニットを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第一実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図２】本発明の第一実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図３】本発明の第一実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図４】本発明の第一実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図５】本発明の第二実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図６】本発明の第三実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図７】本発明の第三実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図８】本発明の第四実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図９】本発明の第四実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図１０】本発明の第四実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図１１】本発明の第四実施例によるプローブユニットと検体とを示す断面図。
【図１２】本発明の第五実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図１３】本発明の第五実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図１４】本発明の第六実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図１５】本発明の第六実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図１６】本発明の第六実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【図１７】本発明の第六実施例によるプローブユニットの製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００６３】
１〜６  プローブユニット、１０、１１  基板、１２  プローブ、２１  鋳型基板、２２  第一酸化膜、２４  マスク、２８  第二酸化膜、３０  凹部、３２  湾曲面、３４  めっきシード層、３６  レジスト膜、３８  開口部、４０  導電膜、４４  めっきシード層、４８  第三酸化膜、４９  凹部、５１  湾曲面、５６  局所凹部、６２  凹部、６８ａ  局所凹部
【図１】
2006242811.tif 000003
【図２】
2006242811.tif 000004
【図３】
2006242811.tif 000005
【図４】
2006242811.tif 000006
【図５】
2006242811.tif 000007
【図６】
2006242811.tif 000008
【図７】
2006242811.tif 000009
【図８】
2006242811.tif 000010
【図９】
2006242811.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2006242811.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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