(57)【要約】【課題】  基板の弾力によって検体の電極との接触圧を増大させることができ、隣り合う接触部同士が接触することを防止できるプローブユニット及びその製造方法を提供する。【解決手段】  プローブユニット１０は、略直線状の縁部を有する無機物からなる可撓性の基板１２と、縁部の表面上に位置し検体の電極２４に接触する複数の接触部１６と、接触部１６に接続されたリード部２２とを有し基板の一面上に形成される導電膜１４とを備える。接触部１６の表面を押圧する力が加わると、複数の接触部１６が基板１２の縁部によって支持された状態で基板１２が１６接触部とともに弾性変形する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直線状の縁部を有する無機物からなる可撓性の基板と、
前記縁部の表面上に位置し検体の電極に接触する複数の接触部と前記接触部に接続されたリード部とを有し前記基板の一面上に形成される導電膜とを備え、
前記接触部の表面を押圧する力が加わると、前記複数の接触部が前記縁部によって支持された状態で前記基板が前記接触部とともに弾性変形することを特徴とするプローブユニット。
【請求項２】
前記基板はセラミックスであ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。
【請求項３】
前記基板はジルコニアであ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。
【請求項４】
前記基板は厚さ５００μｍ以下のジルコニアであることを特徴とする請求項３に記載のプローブユニット。
【請求項５】
前記接触部は、前記基板の縁部から突出していないことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項６】
前記接触部は、前記基板の縁部から突出していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項７】
前記接触部の表面は、下地材より硬質の金属膜で被覆されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項８】
前記接触部の表面は、下地材より体積抵抗率が小さい金属膜で被覆されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項９】
前記接触部の表面は、検体の電極に前記接触部が圧接するとき当該電極の表面とほぼ平行な姿勢で当該電極の表面に圧接する傾斜面を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項１０】
無機物からなる可撓性の基板と、
前記基板の表面から離れて前記縁部の表面上に位置し検体の電極に接触する複数の接触部と前記接触部に接続されたリード部とを有し前記基板の一面上に形成される導電膜とを備え、
前記接触部の表面を押圧する力が加わると、前記複数の接触部が前記縁部に圧接し前記基板が前記接触部とともに弾性変形することを特徴とするプローブユニット。
【請求項１１】
検査装置本体の台座に、固定治具を介して固定される請求項１から１０のいずれか一項に記載のプローブユニットの固定方法であって、
固定治具の下方に、前記基板の縁部が前記固定治具の端部から突出するように前記プローブユニットを固定することを特徴とするプローブユニットの固定方法。
【請求項１２】
請求項１から９のいずれか一項に記載のプローブユニットの製造方法であって、
無機物からなる基板の表面上に開口部を有するレジストを形成するパターニング工程と、
めっきにより前記開口部に前記導電膜を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１３】
前記めっき工程後、前記基板を裏面から除去して薄くする基板除去工程をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のプローブユニットの製造方法。
【請求項１４】
前記めっき工程後、前記基板除去工程前に、前記導電膜の表面上に保護膜を形成することを特徴とする請求項１３に記載のプローブユニットの製造方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載のプローブユニットの製造方法であって、
無機物からなる基板の表面上に犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、
前記犠牲膜の少なくとも一部を露出させる開口部を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、
めっきにより前記開口部に前記導電膜を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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、並列配置された多数のリードの先端部が基板から突出して検体の電極と接触するプローブを構成しているプローブユニットが知られている。特許文献１に記載されたプローブユニットでは、微細なプローブが基板から突出しているため、検体の電極に大きな力を加えずにプローブユニットをオーバードライブさせ、複数のプローブと複数の電極とを確実に同時接触させることができる。
【０００３】
一方、ディスプレイの液晶パネルの検査等では、検体の電極とプローブとの接触圧を大きくすることにより良好な検査結果が得られる場合がある。特許文献２には、プローブとしての接触部が基板から突出しておらず可撓性基板の弾力を用いて検体の電極と接触部の接触圧を大きくすることが可能なプローブユニットが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２８６７５５号公報
【特許文献２】特開平７−２１１７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献２に記載されたプローブユニットでは、接触部を支持する基板の縁部に接触部のピッチに対応したスリットが形成されているため、各接触部が独立して変形可能である。したがって、電極のバンプに強く押し当てられて各接触部が基板とともに大きく変形すると、隣り合う接触部同士が接触するおそれがある。また、スリットで区切られた基板の各縁部の幅が基板の厚さに対して小さくなると、各縁部はその幅方向に変形しやすくなるため、隣り合う接触部同士が接触するおそれが増大する。
【０００５】
また、特許文献２に記載されたプローブユニットでは、基板の電極に接触する接触部とリードと電極を有する導電膜は基板の縁部を反対面まで回り込んで形成されており、接触部とリード及び電極とは互いに反対側の面に形成されている。リードと反対側の面まで回り込んだ接触部は、スリットで区切られた基板の各縁部の先端部を袋状に覆うめっきにより形成されている。接触部とリードが同一面上に連続的に形成されていないため、接触部が摩耗すると、検体の電極とプローブユニットのリードとを導通させることができなくなる。さらに、プローブユニットの接触部が基板のリードが形成された面の裏側に形成されているため、接触部を押圧する大きな力が加わって基板がたわむことにより、リードが基板から剥離するおそれがある。
【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、基板の弾力によって検体の電極との接触圧を増大させることができ、隣り合う接触部同士が接触することを防止できるプローブユニット及びその製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、基板の弾力によって検体の電極との接触圧を増大させることができ、リードが基板から剥離することを防止できるプローブユニット及びそ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】
【０００７】
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は、略直線状の縁部を有する無機物からなる可撓性の基板と、前記縁部の表面上に位置し検体の電極に接触する複数の接触部と前記接触部に接続されたリード部とを有し前記基板の一面上に形成される導電膜とを備え、前記接触部の表面を押圧する力が加わると、前記複数の接触部が前記縁部によって支持された状態で前記基板が前記接触部とともに弾性変形することを特徴とする。接触部の表面を押圧する力が加わると複数の接触部が基板の直線状の縁部によって支持された状態で基板が接触部とともに弾性変形する構成では、基板の反発力によって接触部と検体の電極の接触圧を増大させることができ、さらに、接触部が弾性変形したときに接触部のピッチが変動することが抑制される。また、接触部とリードを基板の一面上で連続して形成することにより、接触部が摩耗してもリードと検体の電極とを接触させることが可能となり、また、接触部とともに基板が変形したときにリードが基板から剥離することを防止できる。
【０００８】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、基板はセラミックスであることが望ましく、特に厚さ５００μｍ以下のジルコニアであることが望ましい。検体の電極に過大な荷重が加わることを防止しつつ、セラミックス基板の反発力によって接触部と検体の電極との接触の確実性を向上させることができるためである。また、セラミックスの剛性によって基板の過度の変形が抑制されるため、導電膜と基板との剥離が防止される。
【０００９】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、接触部を基板の縁部から突出させないことにより、簡素な工程で接触部を形成することができるようになる。
【００１０】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、接触部を基板の縁部から突出させることにより、配列が上下にうねった複数の電極に対する接触部の追従性を向上させることができる。
【００１１】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、接触部の表面を下地材より硬質の金属膜で被覆することにより、接触部の摩耗を抑制することができる。
【００１２】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、接触部の表面を下地材より体積抵抗率が小さい金属膜で被覆することにより、配線抵抗を低減することができる。
【００１３】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、接触部の表面を、検体の電極に接触部が圧接するとき当該電極の表面とほぼ平行になるように傾斜させることにより、接触部と電極との接触面積を増大させることができる。したがって、検体の電極の表面に傷や汚れがあっても電極と接触部との電気的な接続の確実性を向上させることができる。
【００１４】
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は、無機物からなる可撓性の基板と、前記基板の表面から離れて前記縁部の表面上に位置し検体の電極に接触する複数の接触部と前記接触部に接続されたリード部とを有し前記基板の一面上に形成される導電膜とを備え、前記接触部の表面を押圧する力が加わると、前記複数の接触部が前記縁部に圧接し前記基板が前記接触部とともに弾性変形することを特徴とする。接触部とリードを基板の一面上で連続して形成することにより、接触部が摩耗してもリードと検体の電極とを接触させることが可能となり、また、接触部とともに基板が変形したときにリードが基板から剥離することを防止できる。さらに、接触部と基板の表面とを予め離しておくことにより、接触部とともに基板が変形したときに基板と導電膜との間に生じるせん断応力を低減することができるため、導電膜のリード部が基板から剥離することを防止できる。
【００１５】
尚、本発明に係るプローブユニットでは、例えば、固定治具の下方に、前記基板の縁部が前記固定治具の端部から突出するように前記プローブユニットを固定することにより、基板の縁部が接触部とともに弾性変形可能になる。
【００１６】
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、無機物からなる基板の表面上に開口部を有するレジストを形成するパターニング工程と、めっきにより前記開口部に前記導電膜を形成するめっき工程と、を含むことを特徴とする。レジストを用いためっきによって導電膜を形成することにより、接触部を微細化することができる。
【００１７】
さらに本発明に係るプローブユニットの製造方法では、前記めっき工程後、前記基板を裏面から除去して薄くする基板除去工程をさらに含むことを特徴とする。めっき工程後に基板を薄くすることにより、導電膜を形成するためのパターニング工程で相対的に厚い基板の表面上にレジストを形成できるため、導電膜の微細化に有利である。
【００１８】
さらに本発明に係るプローブユニットの製造方法では、前記めっき工程後、前記基板除去工程前に、前記導電膜の表面上に保護膜を形成することを特徴とする。導電膜の表面上に保護膜を形成した状態で基板除去工程を実施することにより、導電膜の損傷や汚れの付着を防止できる。
【００１９】
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では、無機物からなる基板の表面上に犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、前記犠牲膜の少なくとも一部を露出させる開口部を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、めっきにより前記開口部に前記導電膜を形成するめっき工程と、を含むことを特徴とする。レジストを用いためっきによって導電膜を形成することにより、接触部を微細化することができる。また、犠牲膜を用いることにより、基板から離して接触部を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、プローブユニットの構成、使用方法、製造方法の順に実施例に基づいて説明する。
【００２１】
１．プローブユニットの構成
（第一実施例）
図１及び図２に本発明によるプローブユニットの第一実施例を示す。プローブユニット１０は、例えば液晶パネルの電極２４に接触させてその電気的特性を検査するために用いるものであって、可撓性の基板１２とその表面上に形成された導電膜１４を備えている。本発明の第一実施例によるプローブユニットは、検体の電極に接触する導電膜１４の先端部（接触部）１６が基板１２の直線状の縁部に形成され、接触部１６が基板１２の縁部から突出していない。尚、この縁部は円弧等を含む略直線状であればよい。
【００２２】
基板１２は、セラミックス、ガラスセラミックス、ガラス、シリコン、金属等の無機物からなる。セラミックスとしては、例えばジルコニア、アルミナ、ムライト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ジルコニア添加アルミナ、ＭＡＣＯＲ（SiO2・MgO・Al2O3・K2O）等が望ましく、特に表１に示すようにジルコニアは機械的強度が高いため好適である。
【００２３】
【表１】
2004354369.tif 000003
【００２４】
基板１２にシリコン、金属等のセラミックス以外の無機材料を用いる場合、図３（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように基板１２と導電膜１４との間に絶縁膜３０を形成する。絶縁膜３０としては、樹脂、アルミナ、シリカ等を用いる。尚、図３（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、絶縁膜３０が導電膜１４の各接触部１６の間隙を埋めていてもよい。
【００２５】
基板１２の厚さは１０μｍ以上、５００μｍ以下が望ましい。表２はプローブユニット１０における基板１２の厚さＴとオーバードライブの距離ＯＤとの関係を図１に示す構成で検証した実験結果である。基板１２は長さ１２ｍｍ、幅２８．５４ｍｍのジルコニアからなるものを用いた。この実験結果によると、厚さ１００μｍのジルコニアからなる基板を用いると、安全率１として０．１３９ｍｍのオーバードライブをかけることができる。このとき、電極に加わる荷重Ｗは、接触部１６のピッチＢを６０μｍとすると次式（１）から５．６ｇｆである。
【００２６】
【数１】
2004354369.tif 000004
【００２７】
【表２】
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【００２８】
表３は、図１に示す構成のプローブユニット１０における基板１２の厚さＴと荷重Ｗとの関係を検証した実験結果である。表３に示していない条件は上述したとおりである。この実験結果が示すように、基板１２の厚さＴが５００μｍを越えると、０．０２ｍｍのオーバードライブで検体の電極に加わる荷重が１００ｇｆ以上となるため、検体の電極２４を損傷するおそれがある。したがって、基板１２の厚さは５００μｍ以下が望ましい。
【００２９】
【表３】
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【００３０】
図２に示すように、導電膜１４は基板１２の表面上に形成される。導電膜１４の材料としてはニッケル、ニッケル−鉄、ニッケル−コバルト等が望ましい。導電膜１４の厚さは０．５μｍ〜３００μｍが望ましい。
【００３１】
導電膜１４の先端部１６は、基板１２の縁部の表面上に位置し、検体の電極に接触する接触部を構成している。金、金−銅、パラジウム、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム等のニッケル、ニッケル−鉄等に比べて抵抗率の低い金属膜で接触部１６の表面を被覆することにより、プローブユニット１０の電気抵抗を低減することができる。また、イリジウム、ルテニウム、ロジウム等のニッケル、ニッケル−鉄等に比べて硬度が高い金属膜で接触部１６の表面を被覆することにより、接触部１６の摩耗を抑制することができる。これらの金属膜の膜厚は例えば０．０１μｍ〜２０μｍとする。尚、接触部１６を下地材と異なる金属膜で被覆することは必須ではない。表４にこれらの金属の特性を示した。
【００３２】
【表４】
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【００３３】
接触部１６は検体の電極のピッチに応じて基板１２の縁部の表面上に配列される。接触部１６の先端は基板１２の端辺２６上に整列している。リード部２２（図１参照）は、基板１２の接触部１６が形成される面と同じ面上を各接触部１６から延びている。接触部１６とリード部２２とを基板１２の同一面上に形成することにより、接触部１６の表面が押圧されて基板１２が撓んだときに基板１２からリード部２２が剥離しにくくなる。
【００３４】
隣り合う接触部１６の間は基板１２の縁部によって接続されているため、各接触部１６が互いに独立に変形することはない。すなわち、接触部１６に検体の電極から荷重が加わっても、各接触部１６は基板１２の縁部によってまとめて支持された状態で基板１２とともに弾性変形し、各接触部１６のピッチが変動することがない。したがって、オーバードライブによって接触部１６が検体２４の電極から脱落することが防止されるため、接触部１６と電極との接触圧を増大させ、接触部と電極を確実に電気的に接続することができる。
【００３５】
接触部１６は、図２（Ｄ）に示すように先端に接近するほど薄くしてもよい。検体の電極に接触部１６が圧接するとき当該電極の表面とほぼ平行になるように接触部１６に斜面２５を形成することにより、接触部１６と電極との接触面積を増大させることができる。
【００３６】
図４に示すように基板１２の裏面に溝２８を形成してもよい。接触部１６の配列方向と直交する方向に延びる溝２８を基板１２に形成することにより、オーバードライブ時の基板１２の曲がり形状を制御することができる。
【００３７】
（第二実施例）
図５に本発明によるプローブユニットの第二実施例を示す。本発明の第二実施例によるプローブユニットは、検体の電極に接触する導電膜１４の接触部１６が基板１２の直線状の縁部に形成され、接触部１６が基板１２の縁部から突出していない。接触部１６の先端は基板１２の端辺２６より内側で整列している。
接触部１６に検体の電極から荷重が加わっても、第一実施例と同様に、各接触部１６は基板１２の縁部によってまとめて支持された状態で基板１２とともに弾性変形し、各接触部１６のピッチが変動することがない。
【００３８】
（第三実施例）
図６に本発明によるプローブユニットの第三実施例を示す。本発明の第三実施例によるプローブユニットは、検体の電極に接触する導電膜１４の接触部１６が基板１２の直線状の縁部に形成され、接触部１６が基板１２の縁部からわずかに突出している。接触部１６が基板１２の縁部から突出していても、突出している長さが小さい場合、基板１２の弾力を用いて接触部１６と検体の電極との接触圧を増大させることができる。
【００３９】
（第四実施例）
図７に本発明によるプローブユニットの第四実施例を示す。本発明の第四実施例によるプローブユニット１０は、検体の電極に接触する導電膜１４の接触部１６がジルコニア等の無機物からなる基板１２の櫛状の縁部に形成され、接触部１６が基板１２の縁部から突出していない。接触部１６とリード部２２とを基板１２の同一面上に形成しているため、接触部１６の表面が押圧されて基板１２が撓んだときに基板１２からリード部２２が剥離しにくい。また、基板１２にスリット３２が形成されているため、各接触部１６が検体の電極に追従しやすくなる。
【００４０】
（第五実施例）
図８に本発明によるプローブユニットの第五実施例を示す。本発明の第五実施例によるプローブユニット１０は、検体の電極に接触する導電膜１４の接触部１６が基板１２の縁部の表面上に位置し、接触部１６が基板１２の表面から離れている。接触部１６と基板１２との間隔ｄが０．０１μｍ〜３００μｍになるように基板１２の縁部に凹部３４が形成されている。
【００４１】
図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、接触部１６が基板１２に接合されていると、オーバードライブによって接触部１６と基板１２とが一体に変形したときに導電膜１４と基板１２との接合部位にせん断応力が発生する。導電膜１４と基板１２との接合部位に生ずるせん断応力は導電膜１４と基板１２とが剥離する原因となる。これに対し本発明の第五実施例では、図９（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、基板１２と接触部１６とが互いに離れているため、接触部１６と基板１２がそれぞれ変形しても、導電膜１４と基板１２との間にせん断応力は発生しない。したがって、接触部１６が基板１２から離れている場合、無機物よりも変形量が大きい樹脂を基板１２の材料に用いてもよい。
【００４２】
（第六実施例）
図１０に本発明によるプローブユニットの第六実施例を示す。本発明の第六実施例によるプローブユニット１０は、検体の電極に接触する導電膜１４の接触部１６が基板１２の縁部の表面上に位置し、接触部１６が基板１２の表面から離れている。接触部１６と基板１２との間隔ｄが０．０１μｍ〜３００μｍになるように導電膜１４の先端部が階段状に屈曲している。
【００４３】
（第七〜第九実施例）
図１１に本発明によるプローブユニットの第七〜第九実施例を示す。図１１（Ａ）に示す本発明の第七実施例のように、基板１２には位置決めのためのスルーホール３６が形成されていてもよい。また、基板１２が環状に連続し、基板１２の中央に開口部３８が形成されていてもよい。図１１（Ｂ）に示す本発明の第八実施例のように、基板１２が複数の部位１２ａ、１２ｂに分断されていてもよい。図１１（Ｃ）に示す本発明の第九実施例のように、基板１２のスルーホール４０を横断するように導電膜１４が形成されていてもよい。
【００４４】
２．プローブユニットの使用方法
図１、図１２及び図１３に基づいて本発明によるプローブユニットの使用方法の実施例を説明する。プローブユニット１０は、図１（Ａ）及び図１３（Ａ）に示すように、導電膜１４の接触部１６が位置する基板１２の縁部が固定治具１８の端部から突出するように固定治具１８に固定される。これにより、接触部１６が位置する基板１２の縁部は、図１（Ｂ）及び図１３（Ｂ）に示すように、オーバードライブにより弾性変形可能になる。基板１２が弾性変形することにより、検体の電極２４の配列のうねりや電極２４の表面の凹凸にそれぞれの接触部１６を追従させることができる。
【００４５】
本発明の実施例によるプローブユニット１０は、接触部１６とともにそれを支持する無機物からなる基板１２が弾性変形するため、電極２４と接触部１６との接触圧を増大させることができる。したがって、接触部１６の表面に絶縁性の酸化膜や付着物が存在していても、電極２４と接触部１６とを電気的に接続させる確実性を高めることができる。
【００４６】
また、接触部１６が基板１２に支持されていることから接触部１６と基板１２に大きな加重を加えることができるため、図１２（Ａ）に示すようにオーバドライブによって導電膜１４と検体の電極２４とを広い面積で接触させることができる。導電膜１４と検体の電極２４とを広い面積で接触させることにより、検体の電極２４の表面に欠陥１５や汚染物１７が存在していても、電極２４と導電膜１４とを確実に導通させることができる。電極２４と導電膜１４とが接触する長さＸは３μｍ以上が望ましい。
また、図１２（Ｂ）に示すように接触部１６に斜面２５が形成されている場合、導電膜１４と検体の電極２４とを広い面積で接触させることができる。
【００４７】
また、基板１２を高剛性の無機物で構成する場合、基板１２の撓みを抑制しつつ接触部１６と電極２４との接触圧を増大させることができるため、基板１２と導電膜１４との剥離を防止できる。また、プローブユニット１０を固定治具１８に取り付ける工程でプローブユニット１０に作用する外力によって基板１２から導電膜１４が剥離することも防止できる。また、導電膜１４が基板１２の一面上に形成されているため、導電膜１４の一部の接触部１６が押圧されて基板１２とともに導電膜１４が撓んでも導電膜１４が基板１２から剥離しにくい。また、前述したように基板１２と導電膜１４が予め離されている場合は、さらに基板１２と導電膜１４の剥離を防止する効果が増大する。
【００４８】
図１４及び図１５はプローブユニット１０を図示しない検査装置本体に組み付ける構成を説明するための図である。図１４に示すようにプローブユニット１０を固定治具１８の下方に固定し、固定治具１８を台座４６の上面にねじ４２等で固定することにより、検査装置本体にプローブユニット１０を取り付けてもよい。プローブユニット１０のリード部２２はフレキシブルプリント配線板２０によってプリント基板４４に電気的に接続される。また、図１５に示すようにプローブユニット１０を固定治具１８の下方に固定し、固定治具１８を台座４６の下面にねじ４２等で固定することにより、検査装置本体にプローブユニット１０を取り付けてもよい。
【００４９】
３．プローブユニットの製造方法
（第一実施例）
本発明に係るプローブユニットの製造方法の第一実施例は、導電膜の接触部が基板の縁部から突出しているプローブユニットを製造する方法である。
【００５０】
はじめに図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基板１２に四つの完成形の輪郭を形成するための凹部５０を基板１２の表面に形成する。この凹部５０は、基板の完成形の厚さより深く形成する。なおこの凹部５０は、少なくとも導電膜を基板から突出させようとする部位に形成すればよい。金属板などの導電性基板を用いる場合は、基板１２の凹部５０を形成する側の面に絶縁層を形成した基板１２を使用する。凹部５０の加工方法としては、例えば切削加工、研削加工、化学エッチング加工、ドライエッチング加工、サンドブラスト加工、ホーニング加工、レーザ加工などがある。基板１２にセラミック板を用いる場合、基板１２を焼成する以前に凹部５０を加工してもよい。基板１２に金属板を用いる場合、予め凹部５０が形成された基板１２を成形するための鋳型を作製し、その鋳型を用いた金属板の鋳造により凹部５０を形成してもよい。基板１２にシリコン板を用いる場合、異方性エッチングにより凹部５０を形成してもよい。
【００５１】
次に、凹部５０の深さより厚く犠牲膜５２を形成し、その後、研磨などにより犠牲膜５２の表面部分を除去し、図１７（Ａ）、（Ｂ）に示すように犠牲膜５２を含む基板１２表面全体が平坦になり凹部５０にのみ犠牲膜５２が残るように形成する。表面部分を除去する前の犠牲膜５２の厚みは、基板１２の厚み、ならびに凹部５０の深さによって変わるが０．０５〜０．４ｍｍ程度が好ましい。この犠牲膜５２には例えばＣｕなどの金属、エポキシ樹脂やウレタン樹脂、あるいは炭酸カルシウムなどの無機塩類を用いる。犠牲膜５２にエポキシ樹脂やウレタン樹脂を用いる場合、基板１２にガラス板、セラミック板、金属板などを用いて後続の工程で犠牲膜５２を選択的に除去できるようにする。
【００５２】
具体的には、犠牲膜５２に金属を用いる場合、凹部５０が形成された側の基板１２の全面に金属をめっきし、次いでこのめっきした面を基板１２が露出するまで研磨し、金属が凹部５０にのみ残り基板全体が平坦になるようにして、犠牲膜５２を形成する。基板１２が導電性である場合、基板１２の絶縁層が露出するまで、めっきした金属の表面を研磨する。
【００５３】
犠牲膜５２に金属を用いる場合、凹部５０の隅が図示したように角張った形状であるとそこにめっきの過程で空洞ができる可能性があるので、凹部５０の隅は丸まった形状であることが好ましい。犠牲膜５２にエポキシ樹脂やウレタン樹脂を用いる場合は凹部５０の隅の形状に制限はなく、角張った形状であってもよい。
また犠牲膜５２に無機塩類を用いる場合、無機塩類の粉体を凹部５０に空洞及び窪みができないように充填してプレスした後、表面を研磨して平坦にし、凹部５０にのみ犠牲膜５２を形成する。
【００５４】
本工程では、貫通孔でない凹部５０を犠牲膜５２で埋めるため、基板１２に基礎板を接合する必要がなく基板１２自体が補強部材としての役割をなし、犠牲膜５２の表面の平面度を向上させることができる。さらには、基礎板剥離工程が不要になるので、後に形成されるプローブが基礎板剥離の際の物理的な力により損傷するなどの問題が発生しない。
【００５５】
次に図１８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基板１２の表面上に先端が犠牲膜５２上に至る導電膜１４を形成する。本工程では、前工程で犠牲膜５２の表面が平坦に形成されているので、犠牲膜５２上に微小なピッチで導電膜１４を並列に配列することができる。導電膜１４の具体的な形成方法は例えば、はじめに犠牲膜５２を含む基板１２の表面全体にめっき下地層を形成する。次に、形成しようとする導電膜に対応する部分のみめっき下地層を露出させてそれ以外の部分をレジストで被覆し、露出しためっき下地層の表面に金属めっきを施す。最後に導電膜以外の部分のめっき下地層及びレジストを除去する。この他、フォトエッチングによるパターニング、基板上への導電性ペーストの印刷など既知のパターニング方法を用いることにより、めっき下地層を予め導電膜１４のパターンに形成してから金属めっきを行ってもよい。
【００５６】
次に図１９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、導電膜１４が形成された基板１２の表面全体に保護膜５４を形成する。この保護膜５４には例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、金属、ガラスなど、基板１２の裏面を除去するときに導電膜１４を保護し、また導電膜１４から除去する時に導電膜１４に損傷を与えない材質を用いる。工程を簡素化するため、保護膜５４に犠牲膜５２と同じ材質を用いることが望ましい。このように保護膜５４は導電膜１４の保護を目的として形成されるが、必ずしも形成せずともよい。
【００５７】
次に図２０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基板１２を基板１２の裏面から研磨などにより除去し犠牲膜５２が基板１２の裏面に露出するまで所定の厚みに加工する。この加工により、犠牲膜５２で埋められた貫通部が基板１２に形成される。基板１２は、貫通部によって四つの完成形に対応する部位とそれ以外の不要部位とに分けられるが、完成形に対応する部位及び不要部位同士が犠牲膜５２及び保護膜５４により連結され分離しない状態にある。なお、この基板１２の除去加工の方法としては、例えばサンドブラスト加工、切削加工、研削加工、化学エッチング加工、ドライエッチング加工、ホーニング加工、レーザ加工などがある。
【００５８】
次に図２１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、保護膜５４を除去する。保護膜５４が金属である場合にはエッチングを用いて除去する。保護膜５４が樹脂である場合には加温したＮ−メチルピロリドンなどによる溶解、アッシング、ドライエッチングなどを用いて除去する。保護膜５４が炭酸カルシウムなどの無機物の場合には硝酸による溶解などを用いて除去する。
【００５９】
次に図２２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、犠牲膜５２を除去し不要部位から四つの完成形に対応する基板１２を分離する。具体的な除去方法は上述した保護膜５４の除去方法と同様である。なお、本実施例では犠牲膜５２より先に保護膜５４を除去したが、保護膜５４より先に犠牲膜５２を除去してもよい。
【００６０】
（第二実施例）
本発明に係るプローブユニットの製造方法の第二実施例は、予め輪郭を形成した基板を基礎板に固定した状態で基板上に導電膜を形成する方法である。
はじめに図２３（Ａ）に示すように、完成時の輪郭が形成された基板１２を基礎板５６に固定する。基礎板５６の材料には基板１２として好適な材料を同様に用いることができる。ただし、基礎板５６と基板１２の材質とは同一でなくともよい。基礎板５６と基板１２とは、接着、低融点ガラスによる接合、静電接合、超音波接合、不活性ガス中でのフリッティング接合等によって接合する。また、基板１２の裏面に金属をめっき成長させ、めっき成長した金属膜を基礎板５６として用いてもよい。
【００６１】
次に図２３（Ｂ）に示すように、第一実施例の製造方法に準じて犠牲膜５２を各基板１２の間隙に形成する。
次に図２３（Ｃ）に示すように、第一実施例の製造方法に準じて導電膜１４を保護膜５４で被覆した後にテーブル５８にワークを設置する。
【００６２】
次に図２３（Ｄ）に示すように、基礎板５６の裏面から研磨などにより基礎板５６を除去して基板１２の裏面を露出させ、さらに基板１２が所定の厚さになるまで基板１２を除去する。基礎板５６をエッチングにより除去できる場合は、基礎板５６をエッチングにより除去した後に研磨により基板１２を所定の厚さになるまで除去してもよい。
【００６３】
（第三実施例）
本発明に係るプローブユニットの製造方法の第三実施例は、導電膜の接触部が基板の縁部から突出していないプローブユニットを上述の第一実施例の方法に準じて製造する方法である。
【００６４】
上述した第一実施例による導電膜１４を形成する工程（図１８参照）では、レジスト被覆領域、フォトエッチングのパターン形状、又は導電性ペーストの印刷領域の調整により導電膜１４の形状を調整し、基板１２からの導電膜１４の突出量を変更できるため、基板１２から導電膜１４の先端が全く突出しないプローブユニット（図２等参照）や導電膜１４の先端が基板１２の縁辺より内側に整列したプローブユニット（図５等参照）を作成することができる。
【００６５】
尚、第一実施例の方法に準じて基板の縁部から先端部が突出した導電膜を形成した後に、サンドブラスと、ホーニング、ドライエッチング、化学エッチングなどによって導電膜の基板から突出した部位を除去してもよい。
【００６６】
（第四実施例）
本発明に係るプローブユニットの製造方法の第四実施例は、第一実施例で説明した凹部及び犠牲膜を形成せずに導電膜の接触部が基板の縁部から突出していないプローブユニットを製造する方法である。
【００６７】
はじめに図２４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、犠牲膜のない基板１２の平坦な表面上に第一実施例に準じて導電膜１４を形成する。
次に図２４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、切断などの機械加工により基板１２の輪郭形状を形成することができる。このとき、基板１２の完成形の輪郭からはみ出す導電膜１４も基板１２とともに切断されるため、導電膜１４の先端部（接触部）は基板１２の縁部の縁辺上に整列する。
【００６８】
尚、基板１２の完成形の輪郭を形成する工程では、切断のほか、化学エッチング加工、ドライエッチング加工、サンドブラスト加工、ホーニング加工、レーザ加工、劈開などを組み合わせて基板１２の輪郭を形成してもよい。
【００６９】
また、基板１２を薄く加工する工程と基板１２を薄く加工する工程の先後については、いずれの工程を先に実施してもよいが、基板１２を薄く加工する工程より後に基板１２の完成形の輪郭を形成する工程を実施すると、基板１２の完成形の輪郭を形成する工程が容易になる。
【００７０】
（第五実施例）
本発明に係るプローブユニットの製造方法の第五実施例は、導電膜の接触部が基板から離れているプローブユニットを上述の第一実施例の方法に準じて製造する方法である。
はじめに、第一実施例の方法に準じて図２５（Ａ）、（Ｂ）に示すように基板１２に形成した凹部５０に犠牲膜５２を形成し、先端部が犠牲膜５２に至る導電膜１４を基板１２の表面上に形成する。
【００７１】
次に、第一実施例の方法に準じて所定の厚さになるまで基板１２を裏面から除去する。
次に、図２５（Ｃ）に示すように、ダイシングにより基板１２を切断し、基板１２の完成形の輪郭を形成する。犠牲膜５２を除去すると、導電膜１４の先端部（接触部）と基板１２との間に間隙が形成される。
【００７２】
尚、ダイシングにより基板１２の完成形の輪郭を形成する代わりに、犠牲膜５２で充填する凹部５０内に段差を形成しておくことにより、犠牲膜５２を除去したときに基板１２の完成形の輪郭が形成されるようにしてもよい。
すなわち、図２６（Ａ）に示すように、第一実施例の方法に準じて、凹部５０の上段面６０から下段面６４に落ち込む側壁６２が完成形の基板１２の端面に対応するように凹部５０を形成しておく。さらに第一実施例の方法に準じて図２６（Ｂ）に示すように凹部５０の下段面６４が消失するまで基板１２を裏面から除去して薄くする。すると、続いて犠牲膜５２を除去したときに、凹部５０の側壁６２が基板１２の端面を形成する。
【００７３】
（第六実施例）
本発明に係るプローブユニットの製造方法の第六実施例は、導電膜の接触部が基板から離れているプローブユニットを第四実施例の方法に準じて製造する方法である。
【００７４】
はじめに、基板１２の平坦な表面上に犠牲膜５２を形成する。犠牲膜５２は、導電膜１４を基板１２から離そうとする部位に形成する。次に図２７（Ａ）に示すように、先端部が犠牲膜５２の表面上に位置する導電膜１４を基板１２の表面上に形成する。
【００７５】
次に、図２７（Ｂ）に示すように、基板１２を裏面から除去して所定の厚さになるまで薄くする。
次に、図２７（Ｃ）に示すように、ダイシングなどにより基板１２を切断して基板１２の完成形の輪郭を形成し、犠牲膜５２を除去してプローブユニット１０を得る。
【００７６】
以上本発明の実施例を説明した。尚、本発明は上述した実施例の範囲に限定されるものではない。特に、各実施例に開示された構成要素の組み合わせは、各実施例に開示された組み合わせに限定されるものではなく、適宜、複数の実施例に開示された構成要素を組み合わせても本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明によるプローブユニットの第一実施例を示す側面図である。
【図２】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの第一実施例を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】（Ａ１）及び（Ａ２）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｂ１）及び（Ｂ２）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの第一実施例を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの第二実施例を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの第三実施例を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの第四実施例を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの第五実施例を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ本発明によるプローブユニットの第五実施例の効果を説明するための側面図である。
【図１０】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの第六実施例を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの第七実施例を示す平面図、（Ｂ）は本発明によるプローブユニットの第八実施例を示す平面図、（Ｃ）は本発明によるプローブユニットの第九実施例を示す平面図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例によるプローブユニットの使用方法を説明するための断面図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例によるプローブユニットの使用方法を示す側面図である。
【図１４】本発明の実施例によるプローブユニットの使用方法を示す側面図である。
【図１５】本発明の実施例によるプローブユニットの使用方法を示す断面図である。
【図１６】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【図１７】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【図１８】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【図１９】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【図２０】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【図２１】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【図２２】（Ａ）は本発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【図２３】本発明によるプローブユニットの製造方法の第二実施例を示す断面図である。
【図２４】本発明によるプローブユニットの製造方法の第四実施例を示す平面図である。
【図２５】本発明によるプローブユニットの製造方法の第五実施例を示す断面図である。
【図２６】本発明によるプローブユニットの製造方法の第五実施例を示す断面図である。
【図２７】本発明によるプローブユニットの製造方法の第六実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  プローブユニット、１２  基板、１４  導電膜、１６  接触部、２４  電極、２５  斜面、２６  端辺、５０  凹部、５２  犠牲膜、５４  保護膜、５６  基礎板
【図１】
2004354369.tif 000008
【図２】
2004354369.tif 000009
【図３】
2004354369.tif 000010
【図４】
2004354369.tif 000011
【図５】
2004354369.tif 000012
【図６】
2004354369.tif 000013
【図７】
2004354369.tif 000014
【図８】
2004354369.tif 000015
【図９】
2004354369.tif 000016
【図１０】
2004354369.tif 000017
【図１１】
2004354369.tif 000018
【図１２】
2004354369.tif 000019
【図１３】
2004354369.tif 000020
【図１４】
2004354369.tif 000021
【図１５】
2004354369.tif 000022
【図１６】
2004354369.tif 000023
【図１７】
2004354369.tif 000024
【図１８】
2004354369.tif 000025
【図１９】
2004354369.tif 000026
【図２０】
2004354369.tif 000027
【図２１】
2004354369.tif 000028
【図２２】
2004354369.tif 000029
【図２３】
2004354369.tif 000030
【図２４】
2004354369.tif 000031
【図２５】
2004354369.tif 000032
【図２６】
2004354369.tif 000033
【図２７】
2004354369.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月9日(2004.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直線状の縁部を有する無機物からなる可撓性の基板と、
前記縁部の表面上に位置し検体の電極に接触する複数の接触部と前記接触部に接続されたリード部とを有し前記基板の一面上に形成される導電膜とを備え、
前記接触部の表面を押圧する力が加わると、前記複数の接触部が前記縁部によって支持された状態で前記基板が前記接触部とともに弾性変形することを特徴とするプローブユニット。
【請求項２】
前記基板はセラミックスであ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。
【請求項３】
前記基板はジルコニアであることを特徴とする請求項２に記載のプローブユニット。
【請求項４】
前記基板は厚さ５００μｍ以下のジルコニアであることを特徴とする請求項３に記載のプローブユニット。
【請求項５】
前記基板は、前記導電膜の直下に絶縁膜が形成されているシリコン又は金属であ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。
【請求項６】
前記接触部は、前記基板の縁部から突出していないことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項７】
前記接触部は、前記基板の縁部から突出していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項８】
前記接触部の表面は、下地材より硬質の金属膜で被覆されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項９】
前記接触部の表面は、下地材より体積抵抗率が小さい金属膜で被覆されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項１０】
前記接触部の表面は、検体の電極に前記接触部が圧接するとき当該電極の表面とほぼ平行な姿勢で当該電極の表面に圧接する傾斜面を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項１１】
無機物からなる可撓性の基板と、
前記基板の表面から離れて前記縁部の表面上に位置し検体の電極に接触する複数の接触部と前記接触部に接続されたリード部とを有し前記基板の一面上に形成される導電膜とを備え、
前記接触部の表面を押圧する力が加わると、前記複数の接触部が前記縁部に圧接し前記基板が前記接触部とともに弾性変形することを特徴とするプローブユニット。
【請求項１２】
検査装置本体の台座に、固定治具を介して固定される請求項１から１１のいずれか一項に記載のプローブユニットの固定方法であって、
固定治具の下方に、前記基板の縁部が前記固定治具の端部から突出するように前記プローブユニットを固定することを特徴とするプローブユニットの固定方法。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のプローブユニットの製造方法であって、
無機物からなる基板の表面上に開口部を有するレジストを形成するパターニング工程と、
めっきにより前記開口部に前記導電膜を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１４】
前記めっき工程後、前記基板を裏面から除去して薄くする基板除去工程をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のプローブユニットの製造方法。
【請求項１５】
前記めっき工程後、前記基板除去工程前に、前記導電膜の表面上に保護膜を形成することを特徴とする請求項１４に記載のプローブユニットの製造方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載のプローブユニットの製造方法であって、
無機物からなる基板の表面上に犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、
前記犠牲膜の少なくとも一部を露出させる開口部を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、
めっきにより前記開口部に前記導電膜を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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、前記基板は、前記導電膜の直下に絶縁膜が形成されているシリコン又は金属であってもよい。
さらに本発明に係るプローブユニットでは、接触部を基板の縁部から突出させないことにより、簡素な工程で接触部を形成することができるようになる。