(57)【要約】【課題】電極との電気的な接続性が良好なプローブを簡素な工程で形成するプローブユニットの製造方法を提供する。【解決手段】複数のプローブ２０と、複数のプローブ２０を支持する支持部３０とを備えるプローブユニット１の製造方法であって、金属からなる基板１０の表面上に開口部１４を複数有するレジスト１２を形成するパターニング工程と、各開口部１４から露出した素面領域を含む基板１０の表面上にプローブ２０をめっきにより形成するめっき工程とを含む。プローブ２０のピッチよりも微細な凹凸が形成された粗面領域を有する基板１０の表面上にプローブ２０を形成するためのレジスト１２を形成し、レジスト１２の開口部１４にプローブ２０を形成した後に基板１０を除去すると、プローブ２０の表面には基板１０の粗面領域の凹凸が転写され、プローブ２０のピッチより微細な突部を各プローブ２０に複数形成することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプローブと、前記複数のプローブを支持する支持部とを備えるプローブユニットの製造方法であって、
金属からなる基板の表面上に開口部を複数有するレジストを、前記基板の表面上に形成するパターニング工程と、
前記各開口部から露出した粗面領域を少なくとも一部に含む前記基板の表面上にプローブをめっきにより形成するめっき工程と、
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】
前記基板は、厚さ１００μｍ以下の金属板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】
前記パターニング工程の前に、前記基板の表面をエッチングにより粗面加工する粗化工程をさらに含む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】
前記パターニング工程の前に、前記基板の表面をスパッタにより粗面加工する粗化工程をさらに含む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５】
前記パターニング工程の前に、前記基板の表面をマイクロブラストにより粗面加工する粗化工程をさらに含む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６】
前記粗面領域は、前記各開口部内で前記プローブの長手方向及び短手方向にそれぞれ凹部が複数並ぶ程度の粗さである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】
複数のプローブと、前記複数のプローブを支持する支持部とを備えるプローブユニットの製造方法であって、
金属からなる基板の表面上に開口部を複数有するレジストを形成するパターニング工程と、
前記各開口部にプローブをめっきにより形成するめっき工程と、
前記複数のプローブの表面を粗面加工する粗化工程と、
を含むことを特徴とするプローブユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路や液晶パネル等の電子デバイスの電気的特性を検査するためのプローブユニットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子デバイスの電極に接触する突部がプローブの側面から突出しているプローブユニットが知られている（例えば特許文献１、２、３）。検体としての電子デバイスの電極に局所的に接触する突部をプローブに形成することにより、電極表面に形成された酸化被膜を検査時に除去しやすくなり、プローブと電極とを確実に電気的に接続させて検体を検査することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２２１３６９号公報
【特許文献２】
特開平１０−２２１３７０号公報
【特許文献３】
特開平１０−１８５９５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１、２、３に開示されているように、プローブに形成される１つ１つの突部の形状を製造時に制御しようとすると、複数のプローブの配列を規定するレジストをパターニングするだけでなく、突部を形成するために複数の工程を追加しなければならず、製造工程が複雑化する。例えば特許文献１に開示された方法によると、各プローブに突部を形成するための第二のレジストをパターニングし、そのレジストを除去する工程を追加する。また、特許文献２に開示された方法によると、各プローブに突部を形成するためのタングステンのボールをレジストの各開口部に挿入する工程を追加する。また、特許文献３に開示された方法によると、レジストの開口部の縁をソフトエッチングして溝状の腐食部を形成する工程を追加する。
【０００５】
プローブを形成するための工程が複雑化すると、製造コストが増大し、また歩留まりが低下する。また、各プローブに形成される１つ１つの突部の形状をレジストのパターニングにより制御するためには、プローブのパターニングの解像度と同等かそれより高い解像度でパターニングしなければならない。パターニングの解像度を高めると、新たな設備投資が必要になるため、製造コストの増大を招く。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するために創作されたものであって、電極との電気的な接続性が良好なプローブを簡素な工程で形成する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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るプローブユニットの製造方法は、複数のプローブと、前記複数のプローブを支持する支持部とを備えるプローブユニットの製造方法であって、金属からなる基板の表面上に開口部を複数有するレジストを、前記基板の表面上に形成するパターニング工程と、前記各開口部から露出した粗面領域を少なくとも一部に含む前記基板の表面上にプローブをめっきにより形成するめっき工程と、を含むことを特徴とする。各プローブに突部を形成することにより、電極とプローブとの電気的な接続性を向上させることができる。また、凹凸のそれぞれの形状を個別に制御しなければ、プローブよりも微細な凹凸を基板の表面上に形成することは容易である。プローブのピッチよりも微細な凹凸が形成された粗面領域が開口部から露出するレジストを基板の表面上に形成し、レジストの開口部から露出した粗面領域の上にプローブを形成した後に基板を除去すると、プローブの表面には基板の粗面領域の凹凸が転写され、プローブのピッチより微細な突部を各プローブに複数形成することができる。
【０００８】
さらに本発明に係るプローブユニットの製造方法では、前記基板は、厚さ１００μｍ以下の金属板からなることを特徴とする。基板の厚さを１００μｍ以下にすることにより、基板を短時間でプローブから除去することができる。
さらに本発明に係るプローブユニットの製造方法では、前記パターニング工程の前に、前記基板の表面をエッチングにより粗面加工する粗化工程をさらに含むことを特徴とする。エッチングで微小ピッチの凹凸を基板の表面に形成することにより、例えば数μｍのピッチの突部を各プローブに形成することができる。
【０００９】
さらに本発明に係るプローブユニットの製造方法では、前記パターニング工程の前に、前記基板の表面をスパッタにより粗面加工する粗化工程をさらに含むことを特徴とする。スパッタで微小ピッチの凹凸を基板の表面に形成することにより、例えば数μｍのピッチの突部を各プローブに形成することができる。
【００１０】
さらに本発明に係るプローブユニットの製造方法では、前記パターニング工程の前に、前記基板の表面をマイクロブラストにより粗面加工する粗化工程をさらに含むことを特徴とする。マイクロブラストで微小ピッチの凹凸を基板の表面に形成することにより、例えば数μｍのピッチの突部を各プローブに形成することができる。
【００１１】
さらに本発明に係るプローブユニットの製造方法では、前記粗面領域は、前記各開口部内で前記プローブの長手方向及び短手方向にそれぞれ凹部が複数並ぶ程度の粗さであることを特徴とする。プローブの長手方向及び短手方向にそれぞれ並ぶ複数の突部を各プローブに配列することにより、プローブと電極との電気的な接続性を向上させることができる。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るプローブユニットの製造方法は、複数のプローブと、前記複数のプローブを支持する支持部とを備えるプローブユニットの製造方法であって、金属からなる基板の表面上に開口部を複数有するレジストを形成するパターニング工程と、前記各開口部にプローブをめっきにより形成するめっき工程と、前記複数のプローブの表面を粗面加工する粗化工程と、を含むことを特徴とする。粗化工程により各プローブに突部を形成することにより、電極とプローブとの電気的な接続性を向上させることができる。また、粗化工程では凹凸のそれぞれの形状を個別に制御しないので、プローブよりも微細な凹凸を基板の表面上に形成することは容易である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第一実施例）
図１は、本発明の第一実施例によるプローブユニット１の製造方法を示す断面図である。
【００１４】
はじめに図１（Ａ）に示すように、金属からなる基板１０の一方の表面をエッチングなどによって粗面加工し、その表面に、長さ方向、幅方向の両方に多数凹凸が配列された粗面領域を形成する。基板１０は、例えば厚さ１００μｍ以下の銅板、アルミニウム板など一般的に安価な金属板からなる。基板１０の厚さを１００μｍ以下にすることにより、基板１０を後工程で短時間で容易に除去できる。
【００１５】
次に図１（Ｂ）に示すように、粗面加工された基板１０の表面にレジスト１２を塗布し、露光及び現像を行って、プローブに対応した部分に開口部１４をもつようにレジスト１２をパターニングする。
次に図１（Ｃ）に示すように、レジスト１２の開口部１４にめっきによりプローブ２０を形成する。プローブ２０には例えばニッケル−タングステンなどを用いる。プローブ２０の中心軸線のピッチは例えば２０から１００μｍである。
【００１６】
次に図１（Ｄ）に示すように、レジスト１２を除去する。
次に図１（Ｅ）に示すように、プローブ２０の先端部分以外の表面に接着剤などにより支持部３０を固定する。
次に図１（Ｆ）に示すように、選択的エッチング、または加熱による溶解などによりプローブ２０から基板１０を除去すると、基板１０の粗面領域の凹凸が転写されて複数の突部が形成されたプローブ２０を有するプローブユニット１が得られる。選択的エッチングを用いる場合、ニッケル−タングステンなどからなるプローブ２０に対して選択的エッチング性が高い銅の基板１０を用いることが好ましい。
【００１７】
以上がプローブユニット１の製造方法である。
上述の製造方法では、プローブ２０を支持する支持部３０をプローブ２０に貼り付けた後、基板１０をプローブ２０から除去するが、もちろん支持部３０をプローブ２０に取り付けずに基板１０をそのまま支持部３０としてもよい。
【００１８】
本製造方法では、プローブ２０の突部形成領域に対応する基板１０の領域全体を粗面加工する。
図２（Ａ）、（Ｂ）は、基板１０に形成する粗面領域の一例を示す平面図である。
【００１９】
図２（Ａ）の場合、基板１０上に形成される複数のプローブ２０の先端近傍全体を含む連続領域に粗面領域ａを形成する。図２（Ｂ）の場合、基板１０上に形成される複数のプローブ２０の各先端部分にそれぞれ粗面領域ａを形成する。いずれの場合も、基板１０を粗面加工する前にまずレジストなどにより基板１０の粗面加工しない部分をマスクして粗面領域ａのみ露出させ、次に基板１０の露出部分を粗面加工して粗面領域ａを形成する。このように、プローブ２０が少なくとも先端部分、すなわち検体の電極との接触部に突部を有するように、対応する基板１０表面の領域に粗面加工を行い、粗面領域ａを形成する。もちろん、基板１０表面全体を粗面領域ａとしてもよい。
【００２０】
プローブ２０は、粗面領域ａを含む基板１０上に形成されることにより、粗面領域ａの凹凸形状が転写された表面を有する。
図３は、基板１０とプローブ２０の凹凸の転写の関係を示す断面図である。図３（Ａ）は、エッチング、マイクロブラストなどにより粗面加工された基板１０と、その基板１０上に形成されるプローブ２０とを示す図である。図３（Ｂ）は、スパッタ、印刷などにより粗面加工された基板１０と、その基板１０上に形成されるプローブ２０とを示す図である。図３（Ｃ）は、パンチ加工などの機械加工により粗面加工された基板１０と、その基板１０上に形成されるプローブ２０とを示す図である。
【００２１】
図３（Ａ）に示すように、エッチング、マイクロブラストなどにより加工された基板１０の粗面領域ａには、椀状凹部が複数配列されている。したがって、この粗面領域ａの凹凸が転写されたプローブ２０は、複数のドーム状突部を有する。エッチング、マイクロブラストによる粗化の場合、凹凸ピッチは１から５μｍになる。
【００２２】
一方図３（Ｂ）に示す基板１０には、例えば基板１０を構成する金属と同一種の金属をスパッタする、または後にエッチング、加熱などにより除去できる金属ペーストを印刷する、などの処理を行うことにより、複数のドーム状突部を有する粗面領域ａを形成する。これにより、この粗面領域ａの凹凸が転写されたプローブ２０は、複数の尖塔状突部を有する。スパッタによる粗化の場合、凹凸ピッチは１から５μｍになる。印刷による粗化の場合は、スパッタよりもやや粗い凹凸が形成される。
【００２３】
また図３（Ｃ）に示すように、例えば基板１０裏面からパンチ加工を行うことにより、基板１０表面に複数のドーム状突部を形成して粗面加工を行ってもよい。この場合も図３（Ａ）、（Ｂ）の場合と同様に、粗面領域ａの形状が転写されたプローブ２０を形成することができ、すなわち複数の椀状凹部と台地状突部を有するプローブ２０を形成することができる。
【００２４】
以上のように基板１０には、エッチング、マイクロブラスト、スパッタ、印刷、機械加工などの簡単な粗面加工により微細な凹凸を形成することができる。もちろん、これらの粗化工程を行わず、例えばＰＣＢ用粗化銅箔など市販されている予め粗面加工された金属板を基板１０として用いてもよい。金属板は、一般的に安価なものであって、上述のエッチング、マイクロブラスト、スパッタ、印刷、機械加工などの粗面加工がし易く、予め粗面加工された市販品も多いため、基板１０としての使用に適する。
【００２５】
図４は、上述の製造方法に基づいて製造されたプローブユニット１のプローブ２０のＳＥＭ写真を示す図である。図４（Ａ）は、図３（Ａ）に示す基板１０とプローブ２０の凹凸の転写の関係に基づいて製造された、複数のドーム状突部を有するプローブ２０を示す図である。図４（Ｂ）は、図３（Ｂ）に示す基板１０とプローブ２０の凹凸の転写の関係に基づいて製造された、複数の尖塔状突部を有するプローブ２０を示す図である。
【００２６】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基板１０の粗面領域ａの凹凸が転写されたプローブ２０の表面は、プローブピッチよりも大変微細な凹凸が長さ方向、幅方向の両方に多数配列されて、スポンジ状をなしている。
図５は、上述の製造方法に基づいて製造されたプローブユニット１を用いた導通試験方法を示す斜視図である。
【００２７】
図５に示すように、このプローブユニット１を用いた導通試験では、まず検体の電極４０にプローブ２０を接触させてオーバードライブをかけ、プローブ２０を矢印方向に移動させて電極４０をスクラブする。すると、電極４０の表面の酸化被膜がプローブ２０の突部によって削られ、電極４０とプローブ２０との電気的接続が確保される。この際電極４０の表面を削ることにより発生する酸化被膜の削りかすは、プローブ２０の微細な凹凸で形成されるスポンジ状の表面に絡めとられる。
【００２８】
本実施例によると、基板１０の粗面領域ａの凹凸をプローブ２０に転写することにより、リソグラフィーを用いた突部形成で実現するには新たな設備投資が必要になる約１μｍ以下レベルの微細な突部をプローブ２０に簡単に複数形成可能であり、製造コストの削減を図ることができる。簡単な加工で粗面加工された基板１０、または市販されている予め粗面加工された基板１０を用いることにより、プローブ２０の突部を形成するための余分な工程を増やす必要がない。基板１０に形成する粗面領域ａの場所を制御することにより、プローブ２０の任意の場所に局所的に突部を形成することができる。粗面加工の方法によって粗面領域ａの凹凸の形状を変えることにより、プローブ２０の突部の形状を変えることができる。各プローブ２０に微細な複数の突部を配列してスポンジ状の表面を形成することにより、プローブ２０と検体の電極４０との電気的接続が確実になるとともに、電極４０の酸化被膜を削る際に発生する削りかすをそのスポンジ状の表面で絡め取ることができ、削りかすによる電極４０の汚染を防止する。
【００２９】
（第二実施例）
図６は、本発明の第二実施例によるプローブユニット２の製造方法を示す断面図である。
はじめに図６（Ａ）に示すように、金属からなる基板１０上にレジスト１２を塗布し、露光及び現像を行い、プローブ２０を形成する部分に開口部１４を有する形状にレジスト１２をパターニングする。基板１０には、第一実施例と同様に、容易に除去可能な厚さの銅板、アルミニウム板など一般的に安価な金属板を用いる。
【００３０】
次に図６（Ｂ）に示すように、レジスト１２の開口部１４にめっきによりプローブ２０を形成する。プローブ２０には例えばニッケル−タングステンなどを用いる。プローブ２０のピッチは例えば２０から１００μｍである。
次に図６（Ｃ１）に示すように、エッチングなどによりレジスト１２及びプローブ２０の表面を粗面加工する。
【００３１】
次に図６（Ｄ１）に示すように、レジスト１２を除去する。
次に図６（Ｅ１）に示すように、プローブ２０の先端部分以外の表面に接着剤などにより支持部３０を固定する。
最後に図６（Ｆ）に示すように、選択的エッチングまたは加熱により基板１０のをプローブ２０から除去する。
【００３２】
なお、図６（Ｃ１）、（Ｄ１）、（Ｅ１）の工程に代えて、図６（Ｃ２）、（Ｄ２）、（Ｅ２）に示す工程を行ってもよい。この場合、図６（Ｂ）の工程後、図６（Ｃ２）に示すようにまずレジスト１２を除去する。次に図６（Ｄ２）に示すように、プローブ２０の表面、ならびに基板１０の露出面をエッチングなどにより粗面加工する。次に図６（Ｅ２）に示すように、プローブ２０に支持部３０を固定した後、図６（Ｆ）の工程を行う。
【００３３】
以上のように、この第二実施例は、粗面加工された基板１０を用いずプローブ２０自体を粗面加工することにより、表面に複数の突部が形成されたプローブ２０を有するプローブユニット２を製造する方法である。このような方法によっても、微細なピッチの突部を簡単にプローブ２０に複数形成することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態や変形例では、基板との対向面に形成された凹凸を利用して、酸化皮膜を削ることができるようにしたり、その削った酸化皮膜を絡めとることができるようにしたが、基板を剥がした後に基板側を支持するようにすることで、プローブの基板当接面と反対側の面を利用するようにしてもよい。例えば、図１の実施形態の場合、基板側のベース部材側に凹凸を設けてプローブになる部分を成長させたあと、ベース部材と当接する面の反対側にも凹凸ができる。ベース部材と当接する面の反対側の凹凸は、基板の凹凸をそのまま転写した当接面より、凹凸具合が多少滑らかになる。このため、ベース部材に設けた凹凸をそのまま使うよりも、先ほど仰っていた効果（マルチ接触、電極破損防止）の面で具合がよい場合もある。
【図面の簡単な説明】
【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である。
【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で基板に形成する粗面領域の一例を示す平面図である。
【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における基板とプローブの凹凸の転写の関係を示す断面図である。
【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において形成されたプローブのＳＥＭ写真を示す図である。
【図５】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で製造されたプローブユニットを用いた導通試験方法を示す斜視図である。
【図６】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。
【符号の説明】
１、２  プローブユニット
１０  基板
１２  レジスト
１４  開口部
２０  プローブ
３０  支持部
４０  電極
ａ  粗面領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004340661.tif 000005
【図４】
2004340661.tif 000006
【図５】
2004340661.tif 000007
【図６】
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