(57)【要約】【課題】  プローブ基板を配線基板に固着させる際の位置合わせを容易化し、プローブ基板の実装精度を向上させることができるプローブカード及びその製造方法を提供する。【解決手段】  プローブ基板２００にマスクアライメント孔２１０を貫通させるステップと、パターニングされたプローブ用マスクをマスクアライメント孔２１０に基づいて位置合わせし、プローブ用マスクを用いてプローブ基板２００の第１面上にコンタクトプローブ１１を形成するステップと、パターニングされた連結部用マスクをマスクアライメント孔２１０に基づいて位置合わせし、連結部用マスクを用いてプローブ基板２００の第２面上に連結部１４を形成するステップと、連結部１４をＳＴ基板２０上に形成された連結部２２と結合させることによってプローブユニット１０の位置合わせを行い、当該プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させるステップにより構成される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ基板にマスクアライメント孔を貫通させるステップと、
パターニングされたプローブ用マスクを上記マスクアライメント孔に基づいて位置合わせし、上記プローブ用マスクを用いて上記プローブ基板の第１面上にコンタクトプローブを形成するステップと、
パターニングされた連結部用マスクを上記マスクアライメント孔に基づいて位置合わせし、上記連結部用マスクを用いて上記プローブ基板の第２面上に第１連結部を形成するステップと、
第１連結部を配線基板上に形成された第２連結部と結合させることによって上記プローブ基板の位置合わせを行い、当該プローブ基板を上記配線基板に固着させるステップとを備えたことを特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項２】
上記プローブ基板の第１面上に同じ高さの２以上の高さバラツキ矯正柱を形成するステップを備え、
上記プローブ基板を上記配線基板に固着させる上記ステップにおいて、上記プローブ基板を介して上記配線基板と対向配置された平坦な押圧面を当該配線基板に対し相対的に近づけて、上記押圧面を各高さバラツキ矯正柱に押し当てることを特徴とする請求項１に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項３】
上記プローブ基板を上記配線基板に固着させる上記ステップにおいて、２以上の上記プローブ基板を共通の上記配線基板に固着させる際に、上記押圧面を各プローブ基板の上記高さバラツキ矯正柱に押し当てることを特徴とする請求項３に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項４】
第１基板及び第２基板にマスクアライメント孔を貫通させるステップと、
パターニングされたプローブ用マスクを上記マスクアライメント孔に基づいて位置合わせし、上記プローブ用マスクを用いて第１基板の第１面上にコンタクトプローブを形成するステップと、
パターニングされた連結部用マスクを上記マスクアライメント孔に基づいて位置合わせし、上記連結部用マスクを用いて第２基板の第２面上に第１連結部を形成するステップと、
上記コンタクトプローブが形成された第１基板、及び、第１連結部が形成された第２基板をそれぞれの上記マスクアライメント孔に基づいて位置合わせし、第１基板の第２面と第２基板の第１面とを固着させてプローブユニットを形成するステップと、
第１連結部を配線基板上に形成された第２連結部と結合させることによって上記プローブユニットの位置合わせを行い、当該プローブユニットを上記配線基板に固着させるステップとを備えたことを特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項５】
第１面上にコンタクトプローブが形成され、第２面上に導電性金属の積層構造を有する第１連結部が形成されたプローブ基板と、
上記プローブ基板の第２面と対向させて配置され、第１連結部と結合させる第２連結部が形成された配線基板とを備えたことを特徴とするプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカード及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、コンタクトプローブが形成されたプローブ基板を配線基板に固着させるプローブカードの製造方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程には、半導体ウエハなどの検査基板上に形成された電子回路の電気的特性を検査する検査工程がある。この電気的特性の検査は、検査対象とする電子回路にテスト信号を入力し、その応答を検出するテスター装置を用いて行われる。通常、テスター装置から出力されたテスト信号は、プローブカードを介して検査基板上の電子回路に伝達される。プローブカードは、電子回路の微小な端子電極にそれぞれ接触させてテスター装置からのテスト信号を当該電子回路に伝達する多数のコンタクトプローブと、これらのコンタクトプローブが配設されるプローブ基板などからなる。
【０００３】
一般に、プローブカードは、多数のコンタクトプローブと多数の外部端子とがプローブ基板上に形成され、プローブ基板上の配線パターンを介して、対応するコンタクトプローブ及び外部端子を導通させている。コンタクトプローブは、電子回路の端子電極に接触させるための探針であり、端子電極と同一のピッチで配設されている。一方、外部端子は、テスター装置を接続するための入出力端子であり、コンタクトプローブよりも広いピッチで配設されている。
【０００４】
近年、電子回路は、微細加工技術の進歩によって集積度が向上し、端子電極の配置が狭ピッチ化される傾向にある。このため、コンタクトプローブをプローブ基板上に配設する一方、外部端子はプローブ基板よりも大きなメイン基板上に配設されるようになってきた。この様なプローブカードの場合、プローブ基板及びメイン基板間において配線ピッチを拡大させ、コンタクトプローブ及び外部端子を接続するためのＳＴ（スペーストランスフォーマ）基板が用いられる。
【０００５】
プローブカードは、複数のコンタクトプローブがプローブ基板上に配設されたプローブユニットをＳＴ基板に固着させ、プローブ基板上の端子電極とＳＴ基板上の端子電極とをワイヤボンディングすることによって作成される。この様なプローブカードでは、複数のプローブユニットをＳＴ基板に固着させる際の位置合わせが難しかった。そこで、従来のプローブカードの製造工程では、位置合わせのために複数のプローブユニットを反転させた状態で共通の中継基板に仮実装した後、各プローブユニットをＳＴ基板に載せ直して固着させていた。しかしながら、この様な方法では、複数のプローブユニットを反転させた状態で中継基板に仮実装しなければならず、作業効率が良くなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コンタクトプローブが形成されたプローブ基板を配線基板に固着させる際の位置合わせを容易化し、プローブ基板の実装精度を向上させることができるプローブカード及びその製造方法を提供することを目的としている。特に、作業効率を低下させることなく、配線基板に対してプローブ基板を容易に位置合わせすることができ、配線基板に対するプローブ基板の実装精度を向上させることができるプローブカードの製造方法を提供することを目的としている。また、配線基板と平行な方向に関してプローブ基板の実装精度を向上させたプローブカード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】
【０００７】
第１の本発明によるプローブカードの製造方法は、プローブ基板にマスクアライメント孔を貫通させるステップと、パターニングされたプローブ用マスクを上記マスクアライメント孔に基づいて位置合わせし、上記プローブ用マスクを用いて上記プローブ基板の第１面上にコンタクトプローブを形成するステップと、パターニングされた連結部用マスクを上記マスクアライメント孔に基づいて位置合わせし、上記連結部用マスクを用いて上記プローブ基板の第２面上に第１連結部を形成するステップと、第１連結部を配線基板上に形成された第２連結部と結合させることによって上記プローブ基板の位置合わせを行い、当該プローブ基板を上記配線基板に固着させるステップとを備えて構成される。
【０００８】
この製造方法では、プローブ基板に設けられたマスクアライメント孔を利用してプローブ用マスクを位置合わせし、そのプローブ用マスクを用いてコンタクトプローブが当該プローブ基板の第１面上に形成される。また、マスクアライメント孔を利用して連結部用マスクを位置合わせし、その連結部用マスクを用いて第１連結部がプローブ基板の第２面上に形成される。この様な構成によれば、共通のマスクアライメント孔を利用してプローブ用マスク及び連結部用マスクのプローブ基板に対する位置合わせが行われるので、第１連結部をコンタクトプローブに対して所望の位置に形成することができる。そして、その様な第１連結部を第２連結部と結合させることによってプローブ基板の配線基板に対する位置合わせが行われるので、プローブ基板を配線基板に固着させる際に、作業効率を低下させることなく、配線基板に対してプローブ基板を容易に位置合わせすることができる。また、第１連結部を第２連結部と結合させることによってプローブ基板が配線基板に対して位置決めされるので、配線基板に対するプローブ基板の実装精度を向上させることができる。
【０００９】
第２の本発明によるプローブカードの製造方法は、上記構成に加え、上記プローブ基板の第１面上に同じ高さの２以上の高さバラツキ矯正柱を形成するステップを備え、上記プローブ基板を上記配線基板に固着させる上記ステップにおいて、上記プローブ基板を介して上記配線基板と対向配置された平坦な押圧面を当該配線基板に対し相対的に近づけて、上記押圧面を各高さバラツキ矯正柱に押し当てるように構成される。
【００１０】
この様な構成によれば、プローブ基板を配線基板に固着させる際に、押圧面を配線基板に対し相対的に近づけて押圧面を各高さバラツキ矯正柱に押し当てるので、プローブ基板上の各コンタクトプローブの高さが配線基板の基板面内においてばらつくのを抑制することができる。
【００１１】
第３の本発明によるプローブカードの製造方法は、上記構成に加え、上記プローブ基板を上記配線基板に固着させる上記ステップにおいて、２以上の上記プローブ基板を共通の上記配線基板に固着させる際に、上記押圧面を各プローブ基板の上記高さバラツキ矯正柱に押し当てるように構成される。
【００１２】
この様な構成によれば、複数のプローブユニットを共通の配線基板に固着させる際に、押圧面を各プローブ基板の高さバラツキ矯正柱に押し当てるので、プローブユニット間でコンタクトプローブの高さにバラツキが生じるのを抑制することができる。
【００１３】
第４の本発明によるプローブカードの製造方法は、第１基板及び第２基板にマスクアライメント孔を貫通させるステップと、パターニングされたプローブ用マスクを上記マスクアライメント孔に基づいて位置合わせし、上記プローブ用マスクを用いて第１基板の第１面上にコンタクトプローブを形成するステップと、パターニングされた連結部用マスクを上記マスクアライメント孔に基づいて位置合わせし、上記連結部用マスクを用いて第２基板の第２面上に第１連結部を形成するステップと、上記コンタクトプローブが形成された第１基板、及び、第１連結部が形成された第２基板をそれぞれの上記マスクアライメント孔に基づいて位置合わせし、第１基板の第２面と第２基板の第１面とを固着させてプローブユニットを形成するステップと、第１連結部を配線基板上に形成された第２連結部と結合させることによって上記プローブユニットの位置合わせを行い、当該プローブユニットを上記配線基板に固着させるステップとを備えて構成される。
【００１４】
この製造方法では、コンタクトプローブが形成された第１基板と、第１連結部が形成された第２基板とをこれらの基板にそれぞれ設けられたマスクアライメント孔を利用して位置合わせし、固着させることによって、プローブ基板が形成される。この様な構成によれば、第１連結部を第２連結部と結合させることによってプローブ基板の配線基板に対する位置合わせが行われるので、プローブ基板を配線基板に固着させる際の位置合わせを容易化し、プローブ基板の実装精度を向上させることができる。
【００１５】
第５の本発明によるプローブカードは、第１面上にコンタクトプローブが形成され、第２面上に導電性金属の積層構造を有する第１連結部が形成されたプローブ基板と、上記プローブ基板の第２面と対向させて配置され、第１連結部と結合させる第２連結部が形成された配線基板とを備えて構成される。
【００１６】
このプローブカードでは、第１連結部を第２連結部と結合させることによってプローブ基板の配線基板に対する位置合わせが行われるので、プローブ基板を配線基板に固着させる際に、作業効率を低下させることなく、配線基板に対してプローブ基板を容易に位置合わせすることができる。また、第１連結部を第２連結部と結合させることによってプローブ基板が配線基板に対して位置決めされるので、配線基板に対するプローブ基板の実装精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるプローブカード及びその製造方法によれば、第１連結部をコンタクトプローブに対して所望の位置に形成することができ、第１連結部を第２連結部と結合させることによってプローブ基板の配線基板に対する位置合わせが行われるので、作業効率を低下させることなく、配線基板に対してプローブ基板を容易に位置合わせすることができる。特に、第１連結部を第２連結部と結合させることによってプローブ基板が配線基板に対して位置決めされるので、配線基板に対するプローブ基板の実装精度を向上させることができる。また、配線基板と平行な方向に関してプローブ基板の実装精度を向上させたプローブカードを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１によるプローブカード１００の概略構成の一例を示した平面図である。
【図２】図１のプローブカード１００の要部における一構成例を示した斜視図であり、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる様子が示されている。
【図３】図１のプローブカード１００の製造方法の一例を示した平面図であり、プローブ基板２００にマスクアライメント孔２１０を形成する工程が示されている。
【図４】図１のプローブカード１００の製造方法の一例を示した平面図であり、コンタクトプローブ１１及び連結部１４を形成する工程が示されている。
【図５】図１のプローブカード１００の製造方法の一例を示した平面図であり、プローブ１１及び連結部１４が形成されたプローブ基板２００が示されている。
【図６】図１のプローブカード１００の製造方法の一例を模式的に示した平面図であり、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる工程が示されている。
【図７】本発明の実施の形態２によるプローブカード１００の製造方法の一例を示した斜視図であり、プローブ１１及び連結部１４を形成する工程が示されている。
【図８】コンタクトプローブ１１及び連結部１４の形成後の第１基板３１０及び第２基板３２０を貼り合わせる工程を示した平面図である。
【図９】本発明の実施の形態３によるプローブカード１００の製造方法の一例を模式的に示した平面図であり、マスクアライメント孔４１０を形成する工程が示されている。
【図１０】マスクアライメント孔４１０を利用してプローブ基板４００上にプローブ１１、高さバラツキ矯正柱４１１及び連結部１４を形成する工程を示した平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４によるプローブカード１００の製造方法の一例を模式的に示した平面図であり、プローブユニット１０を固着させる工程が示されている。
【図１２】本発明の実施の形態５によるプローブカード１００の製造方法の一例を模式的に示した斜視図であり、プローブユニット１０を固着させる工程が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
＜プローブカード＞
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態１によるプローブカード１００の概略構成の一例を示した平面図であり、図１（ａ）には、プローブカード１００を下側から見た様子が示され、図１（ｂ）には、水平方向から見た様子が示されている。
【００２０】
プローブカード１００は、検査基板上の電子回路の電気的特性を検査する際に用いられる検査装置であり、複数のプローブユニット１０、ＳＴ基板２０及びメイン基板３０により構成される。メイン基板３０は、プローブ装置（図示せず）に着脱可能に取り付けられる円形形状のＰＣＢ（プリント回路基板）であり、テスター装置（図示せず）との間で信号の入出力を行うための多数の外部端子３１が周縁部に設けられている。
【００２１】
プローブユニット１０は、複数のコンタクトプローブ１１が電子回路上の端子電極に対応付けて一方の主面上に形成されたプローブ基板１２からなるチップ状の部品であり、他方の主面をＳＴ基板２０に対向させて当該ＳＴ基板２０上に固着されている。
【００２２】
各プローブユニット１０は、共通の検査基板上の１又は２以上の電子回路に対応付けて形成され、互いに離間させてＳＴ基板２０上に配列されている。この例では、縦長の矩形形状のプローブユニット１０が、縦方向に２個、横方向に２個配列されている。
【００２３】
ＳＴ基板２０は、プローブユニット１０とメイン基板３０との間で配線ピッチを拡大させ、或いは、コンタクトプローブ１１のメイン基板３０からの高さを調整するための配線基板である。このＳＴ基板２０は、プローブユニット１０が固着されている側とは反対側の主面をメイン基板３０に対向させて当該メイン基板３０上に固着されている。また、ＳＴ基板２０は、そのサイズがメイン基板３０よりも小さな矩形形状からなり、メイン基板３０の中央部に配置されている。
【００２４】
プローブカード１００は、プローブ装置によってコンタクトプローブ１１が配設されている面を下にして水平に保持され、テスター装置が接続される。この状態で検査基板を下方から近づけ、コンタクトプローブ１１を検査基板上の電子回路の端子電極に当接させれば、当該コンタクトプローブ１１を介してテスト信号をテスター装置及び電子回路間で入出力させることができる。
【００２５】
各コンタクトプローブ１１は、電子回路の微小な電極に接触させるプローブ（探針）であり、電子回路の電極の配置に合わせて整列配置されている。これらのコンタクトプローブ１１は、ＳＴ基板２０及びメイン基板３０上の各配線（図示せず）を介して外部端子３１と導通しており、コンタクトプローブ１１を検査対象物に当接させることによって、検査対象物とテスター装置とを導通させることができる。
【００２６】
＜ＳＴ基板上のプローブユニット＞
図２は、図１のプローブカード１００の要部における一構成例を示した斜視図であり、プローブ基板１２上に複数のコンタクトプローブ１１が形成されたプローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる様子が示されている。ここでは、プローブ基板１２の短辺と平行な方向をＸ方向、長辺と平行な方向をＹ方向、ＳＴ基板２０と垂直な方向をＺ方向と呼ぶことにする。
【００２７】
プローブユニット１０は、検査基板上の１又は２以上の電子回路に対応付けて形成され、複数のコンタクトプローブ１１と、これらのコンタクトプローブが上面上に立設されたプローブ基板１２によって構成される。プローブ基板１２には、コンタクトプローブ１１と導通する端子電極１３が上面上に設けられている。
【００２８】
コンタクトプローブ１１は、検査対象物に当接させるコンタクト部１と、このコンタクト部１が一方の端部に形成されたビーム部２と、ビーム部２の他方の端部に連結されたベース部３とからなるカンチレバー（片持ち梁）型のプローブである。
【００２９】
ビーム部２は、プローブ基板１２と略平行に延伸する直方体形状の梁体からなり、プローブ基板１２から離間させた状態でベース部３によって保持されている。コンタクト部１は、この様なビーム部２によって弾性的に支持されている。ベース部３は、プローブ基板１２と垂直な方向に等幅な直方体形状の構造体からなり、プローブ基板１２の上面上に固着されている。
【００３０】
この例では、５個のコンタクトプローブ１１がＹ方向に配列されてプローブ列を形成している。各コンタクトプローブ１１は、Ｘ方向に配置されている。つまり、Ｘ方向は、コンタクトプローブ１１のビーム部２の延伸方向であり、この延伸方向と交差するＹ方向に各コンタクトプローブ１１が配列されている。この様な２つのプローブ列が、ビーム部２のコンタクト部１側の端面を互いに対向させて配置されている。
【００３１】
この様なコンタクトプローブ１１は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）による微細加工技術を利用して作成され、例えば、プローブ基板１２と平行な導電層の積層構造を有する。或いは、プローブ基板１２と交差する導電層の積層構造を有するコンタクトプローブ１１を当該プローブ基板１２に固着させることによって、プローブユニット１０が形成される。
【００３２】
端子電極１３は、コンタクトプローブ１１ごとに設けられ、プローブ基板１２の端面に沿って配置されている。各端子電極１３は、ＳＴ基板２０上の端子電極２１とボンディングワイヤ４を介して接続される。
【００３３】
プローブユニット１０のプローブ基板１２とＳＴ基板２０には、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる際の位置合わせを容易化させる複数の連結部１４，２２が設けられている。各連結部１４は、プローブ基板１２の基板面から突出させた雄部からなる第１連結部であり、プローブ基板１２の下面上に設けられている。
【００３４】
連結部２２は、連結部１４と結合させる雌部からなる第２連結部であり、ＳＴ基板２０の基板面から突出させた柱状体の端面に連結部１４を嵌合させる嵌合孔２２ａが形成されている。各連結部２２は、ＳＴ基板２０の上面上に設けられている。
【００３５】
プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる際には、プローブユニット１０をＺ方向に移動させてＳＴ基板２０に近づけ、プローブ基板１２上の各連結部１４をＳＴ基板２０上の各連結部２２の嵌合孔２２ａにそれぞれ嵌め込むことによって、プローブ基板１２のＳＴ基板２０に対する位置合わせが行われる。プローブ基板１２とＳＴ基板２０とは、接着膜５を介して固着される。
【００３６】
＜プローブカードの製造工程＞
図３〜図６は、図１のプローブカード１００の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させるまでの工程が示されている。図３（ａ）及び（ｂ）は、コンタクトプローブ１１が配設されるプローブ基板２００にマスクアライメント孔２１０を形成する工程を示した平面図である。図３（ａ）には、プローブ基板２００を上側から見た様子が示され、図３（ｂ）には、水平方向から見た様子が示されている。
【００３７】
プローブ基板２００は、複数のプローブユニット１０を同時に形成するための円形形状の非導電性基板、例えば、シリコンウエハ基板であり、上面（第１面）上にコンタクトプローブ１１が形成され、下面（第２面）上に連結部１４が形成される。なお、シリコンウエハ基板などの半導体基板に代えて、ガラス基板やセラミック基板のような絶縁基板をプローブ基板２００として用いても良い。
【００３８】
このプローブ基板２００には、コンタクトプローブ１１や連結部１４を形成する際に用いられるフォトマスクを位置合わせするためのマスクアライメント孔２１０が形成されている。このマスクアライメント孔２１０は、プローブ基板２００の上面側と下面側とでフォトマスクの水平方向の位置にずれが生じないように位置合わせするための貫通孔であり、例えば、切削加工によって形成される。
【００３９】
この例では、プローブ基板２００の周縁部に２つのマスクアライメント孔２１０が形成され、各マスクアライメント孔２１０は、その断面形状が円形となっている。また、各マスクアライメント孔２１０は、プローブ基板２００の直径の両端に配置されている。
【００４０】
図４（ａ）及び（ｂ）は、プローブ基板２００上にコンタクトプローブ１１及び連結部１４を形成する工程を示した平面図である。図４（ａ）には、フォトマスク２２０，２３０をプローブ基板２００に対して位置合わせする工程が示されている。
【００４１】
フォトマスク２２０は、プローブ基板２００上にコンタクトプローブ１１や高さバラツキ矯正柱２１１を形成するためにパターニングされたプローブ用マスクであり、遮光板又は遮光シートからなる。このフォトマスク２２０は、プローブ基板２００の第１面側に配置される。
【００４２】
高さバラツキ矯正柱２１１は、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる際、コンタクト部１のＳＴ基板２０からのＺ方向の高さにバラツキが生じるのを抑制するために、所定の押圧面に当接させる柱状の当接部である。
【００４３】
フォトマスク２２０には、マスクアライメント孔２１０を利用してプローブ基板２００に対し位置合わせするための貫通孔２２１が形成されている。この貫通孔２２１は、マスクアライメント孔２１０に対応する位置に形成されている。
【００４４】
フォトマスク２３０は、プローブ基板２００上に連結部１４を形成するためにパターニングされた連結部用マスクであり、遮光板又は遮光シートからなる。このフォトマスク２３０は、プローブ基板２００の第２面側に配置される。
【００４５】
フォトマスク２３０には、マスクアライメント孔２１０を利用してプローブ基板２００に対し位置合わせするための貫通孔２３１が形成されている。この貫通孔２３１は、マスクアライメント孔２１０に対応する位置に形成されている。
【００４６】
フォトマスク２２０及び２３０は、貫通孔２２１，２３１とマスクアライメント孔２１０とに棒状の冶具２４０を挿通させることにより、プローブ基板２００に対してそれぞれ位置合わせすることができる。
【００４７】
図４（ｂ）には、プローブ基板２００上にコンタクトプローブ１１、高さバラツキ矯正柱２１１及び連結部１４を形成する工程が示されている。コンタクトプローブ１１、高さバラツキ矯正柱２１１及び連結部１４は、フォトマスク２２０，２３０を用いて形成される。
【００４８】
例えば、プローブ基板２００の第１面上にフォトレジストを塗布することによってレジスト膜を形成し、フォトマスク２２０を用いてレジスト膜をパターニングする。そして、導電性の金属を電気メッキにより積層することを繰り返すことによって、コンタクトプローブ１１及び高さバラツキ矯正柱２１１が形成される。
【００４９】
或いは、プローブ基板２００の第１面上にフォトマスク２２０を用いて配線パターンを形成し、この配線パターン上にコンタクトプローブ１１及び高さバラツキ矯正柱２１１を固着させても良い。高さバラツキ矯正柱２１１は、等幅で上下方向に延伸させた柱状体からなり、コンタクトプローブ１１と高さが同じ、もしくは、コンタクトプローブ１１よりも高さが高くなっている。
【００５０】
また、プローブ基板２００の第２面上にフォトレジストを塗布することによってレジスト膜を形成し、フォトマスク２３０を用いてレジスト膜をパターニングする。そして、導電性の金属を電気メッキにより積層することによって、連結部１４が形成される。
【００５１】
図５（ａ）及び（ｂ）は、コンタクトプローブ１１、高さバラツキ矯正柱２１１及び連結部１４が形成されたプローブ基板２００を示した平面図である。図５（ａ）には、プローブ基板２００の第１面が示され、図５（ｂ）には、第２面が示されている。
【００５２】
コンタクトプローブ１１、端子電極１３、高さバラツキ矯正柱２１１及び連結部１４は、プローブ基板２００上を複数のプローブユニット形成領域Ａ１に区分して形成される。この例では、コンタクトプローブ１１のビーム方向に３つのプローブユニット形成領域Ａ１が形成されている。
【００５３】
プローブ基板２００の第１面には、コンタクトプローブ１１、端子電極１３及び高さバラツキ矯正柱２１１が形成されている。高さバラツキ矯正柱２１１は、プローブユニット形成領域Ａ１ごとに設けられ、プローブユニット形成領域Ａ１内には、同じ高さの複数の高さバラツキ矯正柱２１１が形成されている。
【００５４】
この例では、プローブユニット形成領域Ａ１の周縁部に４つの高さバラツキ矯正柱２１１が形成されている。各高さバラツキ矯正柱２１１は、それぞれプローブユニット形成領域Ａ１の４つの頂角付近に配置され、その断面形状が円形となっている。
【００５５】
プローブ基板２００の第２面には、連結部１４が形成されている。この連結部１４は、プローブユニット形成領域Ａ１ごとに設けられ、プローブユニット形成領域Ａ１内には、複数の連結部１４が形成されている。
【００５６】
この例では、プローブユニット形成領域Ａ１の周縁部に４つの連結部１４が形成されている。各連結部１４は、プローブユニット形成領域Ａ１の頂角付近でコンタクトプローブ１１のベース部３と対向する位置に配置され、その断面形状が円形となっている。
【００５７】
なお、電気メッキによって導電層を積層した後のプローブ基板２００に対して、連結部１４の位置精度及び寸法精度を上げるために、エッチング加工、レーザー加工又は切削加工による仕上げ加工を行っても良い。
【００５８】
図６は、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる工程を示した平面図であり、位置合わせ後の複数のプローブユニット１０に押圧面２５２を押し当てながら各プローブユニット１０を共通のＳＴ基板２０に固着させる様子が示されている。コンタクトプローブ１１、高さバラツキ矯正柱２１１及び連結部１４の形成後のプローブ基板２００は、ダイサーを用いて切断され、プローブユニット形成領域Ａ１部分がプローブユニット１０として切り出される。ダイサーは、円盤状の回転刃を回転させて加工対象物を切削する切削装置である。
【００５９】
プローブ基板２００から切り出されたプローブユニット１０は、連結部１４をＳＴ基板２０上の連結部２２に結合させることによって、ＳＴ基板２０に対する位置合わせが行われる。この位置合わせは、複数のプローブユニット１０について行われ、位置合わせされた各プローブユニット１０は、接着膜５を介してＳＴ基板２０に固着される。
【００６０】
接着膜５は、例えば、フィルム状の接着剤をプローブ基板１２に貼り付けることによって形成される。この様な接着膜５としては、例えば、ポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂などの高Ｔｇ材、或いは、線膨張係数や硬化収縮率の低いものを主成分とする熱可塑性の接着剤が用いられる。この様な接着膜５を介してプローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させるのに代えて、半田を用いて連結部１４及び２２を接合することによって、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させても良い。
【００６１】
複数のプローブユニット１０を共通のＳＴ基板２０に固着させる際には、プローブユニット１０を介してＳＴ基板２０と対向させて配置された押圧面２５２と当該ＳＴ基板２０とを相対的に近づけることによって、押圧面２５２が高さバラツキ矯正柱２１１に押し当てられる。
【００６２】
例えば、ＳＴ基板２０を水平な作業台２５０上に載置し、平坦で平面度の高い押圧面２５２を有する冶具２５１を水平に保持したまま下方に移動させて押圧面２５２をＳＴ基板２０に近づける。そして、押圧面２５２をＳＴ基板２０上の各プローブユニット１０に当接させる。
【００６３】
このとき、押圧面２５２は、プローブユニット１０内の各高さバラツキ矯正柱２１１に押し当てられるので、プローブ基板１２上の各コンタクトプローブ１１の高さがＳＴ基板２０の基板面内においてばらつくのを抑制することができる。また、複数のプローブユニット１０を共通のＳＴ基板２０に固着させる際に、押圧面２５２を各プローブ基板１２の高さバラツキ矯正柱２１１に押し当てるので、プローブユニット１０間でコンタクトプローブ１１の高さにバラツキが生じるのを抑制することができる。
【００６４】
高さバラツキ矯正柱２１１は、例えば、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させた後、コンタクトプローブ１１の高さのバラツキが許容範囲内であることが確認されれば、除去される。
【００６５】
本実施の形態によれば、共通のマスクアライメント孔２１０を利用してプローブ用のフォトマスク２２０及び連結部用のフォトマスク２３０の位置合わせが行われるので、連結部１４をコンタクトプローブ１１に対して所望の位置に形成することができる。そして、その様な連結部１４を連結部２２に結合させることによってプローブユニット１０のＳＴ基板２０に対する位置合わせが行われるので、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる際に、作業効率を低下させることなく、ＳＴ基板２０に対してプローブユニット１０を容易に位置合わせすることができる。また、連結部１４を連結部２２に結合させることによってプローブユニット１０がＳＴ基板２０に対して位置決めされるので、ＳＴ基板２０に対するプローブユニット１０の実装精度を向上させることができる。
【００６６】
実施の形態２．
実施の形態１では、プローブ基板２００の第１面上にコンタクトプローブ１１を形成し、第２面上に連結部１４を形成する場合の例について説明した。これに対して、本実施の形態では、第１基板上にコンタクトプローブ１１を形成するとともに、第２基板上に連結部１４を形成し、第１基板及び第２基板を結合することによってプローブ基板を形成する場合について説明する。
【００６７】
図７及び図８は、本発明の実施の形態２によるプローブカード１００の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、第１基板３１０及び第２基板３２０を貼り合わせてプローブ基板を形成する工程が示されている。図７（ａ）及び（ｂ）は、コンタクトプローブ１１及び連結部１４を第１基板３１０及び第２基板３２０にそれぞれ形成する工程を示した斜視図である。図７（ａ）には、第１基板３１０の第１面上にコンタクトプローブ１１を形成する工程が示されている。
【００６８】
第１基板３１０は、円形形状の非導電性基板であり、第１面上にコンタクトプローブ１１及び高さバラツキ矯正柱３１２が形成されている。この第１基板３１０には、コンタクトプローブ１１を形成する際に用いられるフォトマスクを位置合わせするための２つのマスクアライメント孔３１１が形成されている。
【００６９】
図７（ｂ）には、第２基板３２０の第２面上に連結部１４を形成する工程が示されている。第２基板３２０は、第１基板３１０と同様の非導電性基板であり、第２面上に連結部１４が形成されている。この第２基板３２０には、連結部１４を形成する際に用いられるフォトマスクを位置合わせするための２つのマスクアライメント孔３２１が形成されている。
【００７０】
マスクアライメント孔３２１は、第１基板３１０のマスクアライメント孔３１１に対応する位置に形成されている。第１基板３１０と第２基板３２０とを貼り合わせる際には、マスクアライメント孔３１１，３２１を利用して位置合わせが行われる。この様な第１基板３１０及び第２基板３２０としては、シリコンウエハ基板、或いは、シリコンウエハ基板と同程度に熱膨張性が低い部材が用いられる。
【００７１】
図８（ａ）及び（ｂ）は、コンタクトプローブ１１及び連結部１４の形成後の第１基板３１０及び第２基板３２０を貼り合わせてプローブ基板を形成する工程を示した平面図である。図８（ａ）には、マスクアライメント孔３１１，３２１を利用して第１基板３１０及び第２基板３２０を位置合わせする工程が示されている。
【００７２】
第１基板３１０は、コンタクトプローブ１１及び高さバラツキ矯正柱３１２が形成されている第１面を上に向けて配置され、第２基板３２０は、連結部１４が形成されている第２面を下に向けて配置されている。第１基板３１０の第２面には、接着膜３４０が形成されている。
【００７３】
この状態で、第１基板３１０のマスクアライメント孔３１１と第２基板３２０のマスクアライメント孔３２１とに棒状の冶具３３０を挿通させることにより、第１基板３１０及び第２基板３２０を位置合わせすることができる。
【００７４】
図８（ｂ）には、接着膜３４０を介して第１基板３１０の第２面と第２基板３２０の第１面とを固着させる工程が示されている。マスクアライメント孔３１１，３２１を利用して位置合わせされた第１基板３１０及び第２基板３２０は、互いに近づけることによって、固着される。
【００７５】
第１基板３１０及び第２基板３２０を固着させることによって形成されたプローブ基板は、ダイサーを用いて切断され、プローブユニット１０が切り出される。この様な構成によっても、連結部１４を連結部２２と結合させることによってプローブユニット１０のＳＴ基板２０に対する位置合わせが行われるので、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる際の位置合わせを容易化し、プローブユニット１０の実装精度を向上させることができる。
【００７６】
実施の形態３．
実施の形態１では、プローブ基板２００から切り出したプローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる場合の例について説明した。これに対して、本実施の形態では、コンタクトプローブ１１を形成したプローブ基板を直接にＳＴ基板２０に固着させる場合について説明する。
【００７７】
図９及び図１０は、本発明の実施の形態３によるプローブカード１００の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、プローブ基板４００上にコンタクトプローブ１１を形成する工程が示されている。図９（ａ）及び（ｂ）は、コンタクトプローブ１１が配設されるプローブ基板４００にマスクアライメント孔４１０を形成する工程を示した平面図である。図９（ａ）には、プローブ基板４００を上側から見た様子が示され、図９（ｂ）には、水平方向から見た様子が示されている。
【００７８】
プローブ基板４００は、複数のコンタクトプローブ１１を形成するための矩形形状の非導電性基板であり、上面（第１面）上にコンタクトプローブ１１及び高さバラツキ矯正柱４１１が形成され、下面（第２面）上に連結部１４が形成される。
【００７９】
このプローブ基板４００には、コンタクトプローブ１１や連結部１４を形成する際に用いられるフォトマスクを位置合わせするためのマスクアライメント孔４１０が形成されている。このマスクアライメント孔４１０は、プローブ基板４００の上面側と下面側とでフォトマスクの水平方向の位置にずれが生じないように位置合わせするための貫通孔である。
【００８０】
この例では、プローブ基板４００の長手方向の両端部にそれぞれマスクアライメント孔４１０が形成され、各マスクアライメント孔４１０は、その断面形状が円形となっている。
【００８１】
図１０（ａ）及び（ｂ）は、マスクアライメント孔４１０を利用してプローブ基板４００上にコンタクトプローブ１１、高さバラツキ矯正柱４１１及び連結部１４を形成する工程を示した平面図である。図１０（ａ）には、フォトマスク４２０，４３０をプローブ基板４００に対して位置合わせする工程が示されている。
【００８２】
フォトマスク４２０は、プローブ基板４００上にコンタクトプローブ１１や高さバラツキ矯正柱４１１を形成するためにパターニングされたプローブ用マスクであり、遮光板又は遮光シートからなる。このフォトマスク４２０は、プローブ基板４００の第１面側に配置される。
【００８３】
フォトマスク４２０には、マスクアライメント孔４１０を利用してプローブ基板４００に対し位置合わせするための貫通孔４２１が形成されている。この貫通孔４２１は、マスクアライメント孔４１０に対応する位置に形成されている。
【００８４】
フォトマスク４３０は、プローブ基板４００上に連結部１４を形成するためにパターニングされた連結部用マスクであり、遮光板又は遮光シートからなる。このフォトマスク４３０は、プローブ基板４００の第２面側に配置される。
【００８５】
フォトマスク４３０には、マスクアライメント孔４１０を利用してプローブ基板４００に対し位置合わせするための貫通孔４３１が形成されている。この貫通孔４３１は、マスクアライメント孔４１０に対応する位置に形成されている。
【００８６】
フォトマスク４２０及び４３０は、貫通孔４２１，４３１とマスクアライメント孔４１０とに棒状の冶具４４０を挿通させることにより、プローブ基板４００に対してそれぞれ位置合わせすることができる。
【００８７】
図１０（ｂ）には、プローブ基板４００上にコンタクトプローブ１１、高さバラツキ矯正柱４１１及び連結部１４を形成する工程が示されている。コンタクトプローブ１１、高さバラツキ矯正柱４１１及び連結部１４は、フォトマスク４２０，４３０を用いて形成される。
【００８８】
コンタクトプローブ１１、高さバラツキ矯正柱４１１及び連結部１４が形成されたプローブ基板４００は、ダイシングすることなくＳＴ基板２０に直接に固着される。すなわち、コンタクトプローブ１１、高さバラツキ矯正柱４１１及び連結部１４の形成後のプローブ基板４００は、プローブユニット１０としてＳＴ基板２０に固着される。
【００８９】
具体的には、連結部１４をＳＴ基板２０上の連結部２２に結合させることによって、ＳＴ基板２０に対する位置合わせが行われ、接着膜５を介して当該プローブユニット１０がＳＴ基板２０に固着される。この様な構成によっても、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる際の位置合わせを容易化し、プローブユニット１０の実装精度を向上させることができる。
【００９０】
実施の形態４．
実施の形態１では、プローブユニット１０側に雄部からなる連結部１４が形成され、ＳＴ基板２０側に雌部からなる連結部２２が形成される場合の例について説明した。これに対して、本実施の形態では、ＳＴ基板２０に雄部からなる連結部を形成し、プローブユニット１０に当該連結部を嵌合させる雌部からなる連結部を形成する場合について説明する。
【００９１】
図１１は、本発明の実施の形態４によるプローブカード１００の製造方法の一例を模式的に示した平面図であり、プローブ基板１２上の雌部からなる連結部５１０にＳＴ基板２０上の雄部からなる連結部５２０を嵌合させてプローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる工程が示されている。
【００９２】
ＳＴ基板２０上の連結部５２０は、ＳＴ基板２０と交差する方向に延伸させた雄部からなり、ＳＴ基板２０の上面上に設けられている。一方、プローブユニット１０のプローブ基板１２上の連結部５１０は、プローブ基板１２と交差する方向に延伸させた柱状体の端面に連結部５２０を嵌合させる嵌合孔を有する雌部からなり、プローブ基板１２の下面上に設けられている。この様な構成によっても、プローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる際の位置合わせを容易化し、プローブユニット１０の実装精度を向上させることができる。
【００９３】
実施の形態５．
実施の形態１では、プローブ基板１２上に複数の連結部１４が形成される場合の例について説明した。これに対して、本実施の形態では、プローブ基板１２上に断面形状が頂角を有する形状の１つの連結部を形成し、当該連結部をＳＴ基板２０上の連結部に嵌合させる場合について説明する。
【００９４】
図１２は、本発明の実施の形態５によるプローブカード１００の製造方法の一例を模式的に示した斜視図であり、プローブユニット１０のプローブ基板１２上に１つの連結部５４０を形成し、当該連結部５４０をＳＴ基板２０上の連結部５３０に嵌合させてプローブユニット１０をＳＴ基板２０に固着させる工程が示されている。
【００９５】
プローブ基板１２上の連結部５４０は、プローブ基板１２と交差する方向に延伸させた断面形状が４つの頂角を有する矩形の雄部からなり、プローブ基板１２の下面上に設けられている。一方、ＳＴ基板２０上の連結部５３０は、ＳＴ基板２０と交差する方向に延伸させた柱状体の端面に連結部５４０を嵌合させる嵌合孔５３１を有する雌部からなり、ＳＴ基板２０の上面上に設けられている。
【００９６】
この様に連結部５４０の断面形状が頂角を有する形状である場合、プローブ基板１２をＳＴ基板２０に固着させる際に、プローブ基板１２が連結部５４０を中心として基板面内で回転するのを防止することができるので、連結部５４０が１個だけであってもプローブユニット１０のＳＴ基板２０に対する位置合わせの精度を向上させることができる。
【００９７】
なお、実施の形態５では、プローブ基板１２をＳＴ基板２０に固着させる際の回転防止の観点から、断面形状が矩形の連結部５４０がプローブ基板１２上に設けられる場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、連結部の断面形状としては、プローブ基板１２をＳＴ基板２０に固着させる際に、プローブ基板１２が基板面内で回転するのを防止できる形状であれば、矩形以外に、三角形、五角形などの多角形、或いは、偏平な楕円形状であっても良い。
【００９８】
また、実施の形態１〜３では、マスクアライメント孔２１０，３１１，３２１，４１０として、断面形状が円形である複数の貫通孔が形成される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、コンタクトプローブ１１や連結部１４を形成しようとする基板に対し、マスクアライメント孔を利用してフォトマスクを位置合わせする際に、当該フォトマスクが基板面内で回転するのを防止できる断面形状であれば、マスクアライメント孔が１つだけであっても良い。例えば、マスクアライメント孔の断面形状が頂角を有する形状であれば、１つのマスクアライメント孔であっても、コンタクトプローブ１１や連結部１４を形成する際のフォトマスクを正確に位置合わせすることができる。
【００９９】
また、実施の形態１〜３では、連結部１４，２２、高さバラツキ矯正柱２１１，３１２及び４１１が導電性金属のメッキ層として形成される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、連結部１４，２２、高さバラツキ矯正柱２１１，３１２及び４１１は、基板上に非導電性の金属を形成し、或いは、ポリイミド樹脂などの合成樹脂からなる部材を基板に固着することによって形成しても良い。
【符号の説明】
【０１００】
１  コンタクト部
２  ビーム部
３  ベース部
４  ボンディングワイヤ
５  接着膜
１０  プローブユニット
１１  コンタクトプローブ
１２  プローブ基板
１３，２１  端子電極
１４  連結部（第１連結部）
２０  ＳＴ基板
２２  連結部（第２連結部）
２２ａ  嵌合孔
３０  メイン基板
３１  外部端子
１００  プローブカード
２００  プローブ基板
２１０  マスクアライメント孔
２１１  高さバラツキ矯正柱
２２０，２３０  フォトマスク
２２１，２３１  貫通孔
２５２  押圧面
３１０  第１基板
３１１，３２１  マスクアライメント孔
３１２  高さバラツキ矯正柱
３２０  第２基板
３４０  接着膜
４００  プローブ基板
４１０  マスクアライメント孔
４１１  高さバラツキ矯正柱
４２０，４３０  フォトマスク
４２１，４３１  貫通孔
５１０，５２０，５３０，５４０  連結部
５３１  嵌合孔
Ａ１  プローブユニット形成領域
【図１】
2011075532.tif 000003
【図２】
2011075532.tif 000004
【図３】
2011075532.tif 000005
【図４】
2011075532.tif 000006
【図５】
2011075532.tif 000007
【図６】
2011075532.tif 000008
【図７】
2011075532.tif 000009
【図８】
2011075532.tif 000010
【図９】
2011075532.tif 000011
【図１０】
2011075532.tif 000012
【図１１】
2011075532.tif 000013
【図１２】
2011075532.tif 000014