(57)【要約】【課題】  半導体ウエハ，液晶ディスプレイパネルや太陽電池などに形成された微細電気回路を検査する際に回路基板に面接触し、複数の電気コンタクトを同時に行うために使用するプローブカードにおいて、微細化，大面積化を実現する。【解決手段】  薄膜フィルムに複数の微細貫通穴を形成し、その穴に導電物質を充填し、かつその導電物質の一部が薄膜フィルムの表面より凸型になるように製造する方法であって、導電物質が金属メッキであり、薄膜フィルムの少なくとも片面に耐金属メッキレジストを形成し、薄膜フィルムと耐金属メッキレジストを同時に微細貫通穴加工した後、導電物質を前記貫通穴に充填し、更に耐金属メッキレジストを除去することにより導電物質が所定の形状を得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の電気特性を検査するためのプローブカードであり、薄膜フィルムに複数の微細貫通穴を形成し、その穴に導電物質を充填しかつその導電物質の一部が薄膜フィルムの表面より凸型になるように製造する方法であって、
導電物質が金属メッキであり、薄膜フィルムの少なくとも片面に耐金属メッキレジストを形成し、薄膜フィルムと耐金属メッキレジストを同時に微細貫通穴加工した後、導電物質を前記貫通穴に充填し、更に耐金属メッキレジストを除去することにより導電物質が所定の形状を得ること
を特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項２】
耐金属メッキレジストが薄膜フィルムと同一材料であることを特徴とする請求項１のプローブカードの製造方法。
【請求項３】
耐金属メッキレジストと薄膜フィルムが紫外線硬化接着剤で接着されていることを特徴とする請求項１のプローブカードの製造方法。
【請求項４】
回路基板の電気特性を検査するためのプローブカードであり、薄膜フィルムに複数の微細貫通穴を形成し、その穴に導電物質を充填しかつその導電物質の一部が薄膜フィルムの表面より凸型になるように製造する方法であって、
薄膜フィルムの少なくとも片面にレジストを形成し、薄膜フィルムとレジストを同時に微細貫通穴加工した後、導電物質ペーストを埋め込むことによって前記貫通穴に充填し、更にレジストを除去することにより導電物質が所定の形状を得ること
を特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項５】
回路基板の電気特性を検査するためのプローブカードであり、薄膜フィルムに複数の微細貫通穴を形成し、その穴に導電物質を充填しかつその導電物質の一部が薄膜フィルムの表面より凸型になるように製造する方法であって、
薄膜フィルムの表面より凸型となった円柱のコンタクト面と平行方向の断面積において、コンタクトする面積が微細穴部の断面積より小さいこと
を特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項６】
回路基板の電気特性を検査するためのプローブカードであり、薄膜フィルムに複数の微細貫通穴を形成し、その穴に導電物質を充填しかつその導電物質の一部が薄膜フィルムの表面より凸型になるように製造する方法であって、
導電物質の組成が少なくとも２種類以上で構成されていることを特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項７】
導電物質は金属メッキかもしくはペーストの埋め込みにて形成されていることを特徴とする請求項６のプローブカードの製造方法。
【請求項８】
回路基板の電気特性を検査するためのプローブカードであり、薄膜フィルムに複数の微細貫通穴を形成し、その穴に導電物質を充填しかつその導電物質の一部が薄膜フィルムの表面より凸型になるように製造する方法であって、微細貫通穴を最初から形成した状態とするため、薄膜フィルムをスクリーン印刷法によって形成すること
を特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項９】
回路基板に面接触し、複数の電気コンタクトを同時に行うプローブカードの検査方法において、被検査物である回路基板コンタクト部一つの面積が、プローブカードの１つのコンタクト部の面積の１．４倍以下であること
を特徴とするプローブカードの検査方法。
【請求項１０】
回路基板に面接触し、複数の電気コンタクトを同時に行うプローブカードの検査方法において、被検査物である回路基板コンタクト部の隣接する最小ピッチが１００μｍ以下であること
を特徴とするプローブカードの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウエハ，液晶ディスプレイパネルや太陽電池などに形成された微細電気回路を検査する際に、回路基板に面接触し複数の電気コンタクトを同時に行うために使用するプローブカードに関する。特に本発明は、前記プローブカードの製造方法と検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デバイス等の高機能化とそのコストの低減のために、高精度化、高速化、大面積化を実現する取り組みが盛んに行なわれている。例えば、半導体ウエハに形成された電気回路パターンは微細化され、またウエハの大口径化が進んでいる。よって、電気回路の動作検査する際の電気コンタクト部は、コンタクト間の狭ピッチ化、同時コンタクト数の増加が一層求められている。
【０００３】
以下に、従来のプローブカードの製造方法（特許文献１）について説明する。
【０００４】
図６において、ポリイミドフィルムに穴加工を施し、貫通穴直径より大きい、リベット状の金属突起物を形成している。このようなリベット状の凸型電極は、特許文献２にも開示されているように、金属メッキにて形成される一般的な形状と言える。
しかしながら、このリベット状凸型電極は、金属メッキにて形成されるため、形状を制御することが難しい。特にリベット部の直径制御は、ポリイミドフィルムの穴加工精度・形状・表面粗さ、面取り形状のすべての要因からの影響が非常に大きいため、困難を極めている。
【０００５】
本願出願人の評価では、リベット状型電極を直径が１００μｍ狙で、１０００個形成した場合、上記の理由でφ１００±１０μｍにて仕上がっている。凸型電極数がこれ以上となる場合、更にバラツク可能性がある。しかもリベット状凸型電極は、きれいな半円球ではなく、押しつぶした形状（図７）となっている。プローブカードの使用法として、被電気回路基板に面接触し、複数の電気コンタクトを同時に行うものであるため、このコンタクト部である凸型電極の直径が不均一、更にはきれいな半円球でない場合、相手側のコンタクト部の寸法を必要以上に大きくする、更には押しつけ力を増加させると工程をいれないと所定のコンタクトができないという問題が発生する。また、プローブカードの歩留まり低下によるコストアップという問題も大きい。
【０００６】
また、薄膜フィルムとして使用するポリイミド樹脂の線膨張係数は、一般的に１６ｐｐｍ／℃であるため、１００ｍｍの大きさ、１００℃の温度上昇で使用した場合、単純に１６μｍ膨張する。コンタクト部は温度変化に関係なく接続していなくてはならないため、更に相手側のコンタクト寸法を大きくしなくてはならない。熱膨張を勘案し位置精度が±８μｍ程度、更には凸型電極の直径誤差を吸収するために、安全率を含め相手側コンタクトの必要な大きさはφ１５０μｍで形成する必要があった。半導体ウエハの大口径化が進む中、位置精度の誤差はさらに大きくなり、無駄なコンタクト面積の増大が問題となる。
【０００７】
更に、半導体回路の狭ピッチ化に対応できないという問題も併発する。今回はピッチ距離１５０μｍ以下にできないという制約が回路設計に要求され無駄な労力を必要とする。
【特許文献１】特開平８−２３５９３５号公報
【特許文献２】特許第２８２８４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、半導体ウエハ，液晶ディスプレイパネルや太陽電池などに形成された微細電気回路を検査するために、コンタクト間の狭ピッチ化、同時コンタクト数の増加を実現することが可能なプローブカードの製造方法と検査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】
【０００９】
本願第１発明のプローブカードの製造方法は、回路基板の電気特性を検査するためのプローブカードであり、薄膜フィルムに複数の微細貫通穴を形成し、その穴に導電物質を充填しかつその導電物質の一部が薄膜フィルムの表面より凸型になるように製造する方法であって、導電物質が金属メッキであり、薄膜フィルムの少なくとも片面に耐金属メッキレジストを形成し、薄膜フィルムと耐金属メッキレジストを同時に微細貫通穴加工した後、導電物質を前記貫通穴に充填し、更に耐金属メッキレジストを除去することにより導電物質が所定の形状を得ることを特徴とする。
【００１０】
また、本願第２発明のプローブカードの製造方法は、回路基板の電気特性を検査するためのプローブカードであり、薄膜フィルムに複数の微細貫通穴を形成し、その穴に導電物質を充填しかつその導電物質の一部が薄膜フィルムの表面より凸型になるように製造する方法であって、薄膜フィルムの少なくとも片面にレジストを形成し、薄膜フィルムとレジストを同時に微細貫通穴加工した後、導電物質ペーストを埋め込むことによって前記貫通穴に充填し、更にレジストを除去することにより導電物質が所定の形状を得ることを特徴とする。
【００１１】
また、本願第３発明のプローブカードの製造方法は、回路基板の電気特性を検査するためのプローブカードであり、薄膜フィルムに複数の微細貫通穴を形成し、その穴に導電物質を充填しかつその導電物質の一部が薄膜フィルムの表面より凸型になるように製造する方法であって、薄膜フィルムの表面より凸型となった円柱のコンタクト面と平行方向の断面積において、コンタクトする面積が微細穴部の断面積より小さいことを特徴とする。
【００１２】
また、本願第４発明のプローブカードの検査方法は、回路基板に面接触し、複数の電気コンタクトを同時に行うプローブカードの検査方法において、被検査物である回路基板コンタクト部一つの面積が、プローブカードの１つのコンタクト部の面積の１．４倍以下であることを特徴とする。
【００１３】
更に、本願第５発明のプローブカードの検査方法は、回路基板に面接触し、複数の電気コンタクトを同時に行うプローブカードの検査方法において、被検査物である回路基板コンタクト部の隣接する最小ピッチが１００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、半導体ウエハ，液晶ディスプレイパネルや太陽電池などに形成された微細電気回路を検査するために、コンタクト間の狭ピッチ化、同時コンタクト数の増加を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、近年の半導体ウエハに形成された電気回路を動作検査する際の電気コンタクト部の増加、コンタクト間の狭ピッチ化、大面積化に対応することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
本発明の第一実施形態について、図１を参照しながら説明する。
【００１７】
ウエットエッチングによって形成された厚み１０μｍの銅薄膜２０をもつ厚み３０μｍのポリイミド樹脂１において、まず、耐ニッケルメッキレジスト２を貼り付ける。ここで耐メッキレジストとして、厚み３０μｍの前記ポリイミド樹脂１と同じものを使用し、紫外線硬化接着剤を用い接着している（図１（ａ））。
【００１８】
次に、銅薄膜の反対側の面より、エキシマレーザーにて耐メッキレジスト２の開口直径５０μｍの微細穴加工を行う。このとき、ポリイミド樹脂１は貫通し、銅薄膜２０は貫通していない。ポリイミド樹脂１と耐メッキレジスト２を同材料で構成することにより、レーザーでの微細穴加工条件が容易に出せるというメリットがある。
【００１９】
レーザー加工後、スミアを取るための洗浄を行い（図示せず）、次にニッケルメッキにて、微細穴部にニッケルを充填する（図１（ｂ））。メッキ条件において最初の厚み３０μｍ成長時は添加物としてのリン濃度を多くし、後半３０μｍの成長時はリン濃度を減らしている。これにより最初の３０μｍは後半よりも耐食性が向上させることができる。
【００２０】
次に、紫外線を当てることにより接着剤が粘着力を失い、ポリイミド樹脂１より耐メッキレジスト２を剥がすことが可能となる。これにより凸型の導電物質が形成されることになる。更に凸型部以外はマスキングを行い、過酸化物溶液に浸積することにより、先端部が徐々に細くなる。ここでメッキの処理条件を途中で変えていることにより、耐食性の低い先端部がより、エッチング進むことにより所望する形状にすることが可能になる（図１（ｃ））。
【００２１】
本願発明者は、先端部を２０μｍまで細める処理を行った。これによりコンタクト面積が小さくできるため、相手側のコンタクト面積も小さく設定することが可能となった。また、コンタクト面積が小さいため、被電気回路基板に面接触する際の押しつけが小さくても十分、複数の電気コンタクトが同時にできることを確認できた。
【００２２】
更にリベット状と比較し、円柱状に充填するメッキ成長はメッキ手法において形状制御が非常に容易である。このことから、凸型電極形成の歩留まりを大幅に改善できた。
【００２３】
（第２の実施形態）
本発明の第二実施形態について、図２を参照しながら説明する。
【００２４】
厚み３０μｍのポリイミド樹脂５１において、まず耐ニッケルメッキレジスト５２を貼り付ける。ここで耐メッキレジストとして、厚み３０μｍの前記ポリイミド樹脂５１と同じものを使用し、紫外線硬化接着剤を用い接着している（図２（ａ））。
【００２５】
次に、エキシマレーザーにてポリイミド樹脂５１の開口直径３０μｍの微細穴貫通加工を行う。このとき、耐メッキレジスト５２側の開口穴の直径は２０μｍとなるよう調整した。よって貫通穴形状はテーパ状となるが、ポリイミド樹脂５１と耐メッキレジスト５２を同材料で構成することにより、条件が容易に出せるというメリットがある（図２（ｂ））。レーザー加工後、スミアを取るための洗浄を行い（図示せず）、ニッケルメッキにて、微細穴部にニッケルを充填する。
【００２６】
次に、紫外線を当てることにより、接着剤が粘着力を失い、ポリイミド樹脂５１より耐メッキレジスト５２を剥がすことが可能となる。テーパが形成されているために、メッキはポリイミド樹脂５１側に残る。これにより凸型の導電物質が形成されることになる。
【００２７】
ポリイミド樹脂５１の凸型導電物質の形成されている面の反対側に、蒸着／ウエットエッチングにより厚み１０μｍの銅薄膜２０を形成する（図２（ｃ））。以上のことから、前述した第一実施形態と同等の効果が得られる。
【００２８】
（第３の実施形態）
本発明の第三実施形態について、図３を参照しながら説明する。
【００２９】
スクリーンマスク６３は、φ５０μｍの穴を形成するためのものである。スクリ−ンマスク６３をベース６２に重ね、液体化したポリイミド６４を塗布し平面にならす（図３（ａ））。熱硬化処理を行い、液体化ポリイミド６４が所定の硬度となったところで、ベース６２、スクリーンマスク６３を剥がし、貫通穴φ５０μｍの開いたポリイミド樹脂６１となる（図３（ｂ））。次に、レジストを塗布し、貫通穴と同位置に露光処理によりφ３０μｍの穴を開け、ニッケルメッキにて、微細穴部にニッケルを充填する（図３（ｃ））。
【００３０】
レジストを除去することにより、凸型の導電物質が形成されることになる。ポリイミド樹脂６４の凸型導電物質の形成されている面の反対側に、蒸着・ウエットエッチングにより厚み１０μｍの銅薄膜２０を形成する。
【００３１】
以上のことから、前述した第一実施形態と同等の効果が得られる。
【００３２】
（第４の実施形態）
本発明の第四実施形態について、図４を参照しながら説明する。
【００３３】
厚み３０μｍのポリイミド樹脂５１において、まず耐ニッケルメッキレジスト５２を貼り付ける。ここで耐メッキレジストとして、厚み３０μｍの前記ポリイミド樹脂５１と同じものを使用し、アクリル系耐メッキ粘着材剤を用い接着している。さらにニッケルメッキを成長させるための導電板７０が同じく接着されている（図４（ａ））。
【００３４】
次に、エキシマレーザーにてポリイミド樹脂５１の開口直径３０μｍの微細穴貫通加工を行う。このとき、耐メッキレジスト５２側の開口穴の直径は２０μｍとなるよう調整した。よって貫通穴形状はテーパ状となるが、ポリイミド樹脂５１と耐メッキレジスト５２を同材料で構成することにより、条件が容易に出せるというメリットがある（図４（ｂ））。レーザー加工後、スミアを取るための洗浄を行い（図示せず）、ニッケルメッキにて、微細穴部にニッケルを充填する。このときニッケルメッキの特性を利用し銅薄膜２０の反対側にリベット状電極を形成する。
【００３５】
次に、ポリイミド樹脂５１より耐メッキレジスト５２と導電板７０を剥がし、これにより凸型の導電物質が形成されることになる（図４（ｃ））。
【００３６】
本実施形態では、被電気回路基板にコンタクトする凸型電極と反対側の電極が一括処理できるため工程が短縮でき、更に相互の位置ずれがなくなるという効果もある。反対側電極は通常異方性導電ゴムなどで電気コンタクトするため、前述したニッケルメッキ形成時の形状寸法の誤差があっても、問題なく所定の動作が得られる。以上のことから、前述の第一実施形態と同等の効果が得られる。
【００３７】
（第５の実施形態）
本発明の第五実施形態について、図５を参照しながら説明する。
【００３８】
厚み３０μｍのポリイミド樹脂５１において、まずレジスト５２を貼り付ける。ここでレジストは厚み３０μｍの前記ポリイミド樹脂５１と同じものを使用し、アクリル系耐メッキ粘着材剤を用い接着している。さらに本フィルムの強度を保つため、レジスト５２側に板８０が同じく接着されている。さらにポリイミド樹脂５１側には、厚み１０μｍのドライフィルムレジスト８１を形成している（図５（ａ））。
【００３９】
次に、エキシマレーザーにてポリイミド樹脂５１の開口直径３０μｍの微細穴貫通加工を行う。このとき、レジスト５２側の開口穴の直径は２０μｍとなるよう調整した。よって貫通穴形状はテーパ状となるが、ポリイミド樹脂５１とレジスト５２を同材料で構成することにより、条件が容易に出せるというメリットがある。レーザー加工後、スミアを取るための洗浄を行う（図示せず）。次にドライフィルムレジスト８１に、露光もしくはレーザー加工等で所望するパターニングを行う。次にスクリーン印刷にて銀ペーストを、微細穴部に充填する。同時にドライフィルムレジスト８１にパターニングされた部位にも電極を形成する（図５（ｂ））。
【００４０】
次に、ポリイミド樹脂５１よりレジスト５２と導電板７０、ドライフィルムレジスト８１を剥がし、これにより凸型の導電物質が形成されることになる（図５（ｃ））。
【００４１】
本実施形態では、第四実施形態と比較し、凸型電極をスクリーン印刷にて製造する方法により高度なメッキ技術が必要としないことから、コストを抑えた生産方法である。他は第四実施形態と同様であるので、前述の第一実施形態と同等の効果が得られる。
【００４２】
また、本実施形態では、銀ペーストを使用したが、導電性を持ち、かつビッカーズ硬さＨｖ１００以上あれば、銀ペーストに制限されない。またニッケルメッキ等で表面を覆い、硬度を確保する手法でも良い。この場合のメッキは、表面被覆のメッキであるので、前記で既出している埋め込みのメッキと比較しても技術的に容易であるのは言うまでもない。
【００４３】
なお、これらの第１から第５までの実施形態のいずれかを用いることにより、回路基板に面接触し、複数の電気コンタクトを同時に行う電気特性検査において、被測定物である回路基板コンタクト部を直径φ１００μｍにて、安定した電気コンタクトを実現し、また、３００ｍｍウエハ対応のプローブカードの歩留まりを向上することができた。
【００４４】
また、被測定物である回路基板コンタクト部の隣接するピッチを８０μｍまで狭くすることが可能であることを確認した。さらにコンタクト部の先端をシャープ化することで３０μｍまで可能である。
【００４５】
前述した実施形態において、薄膜樹脂フィルムにポリイミド樹脂を使用しているが、本発明を限定するものではない。本発明を用いることにより、線膨張係数の大きいコストの安い樹脂を選択できる点も本発明の効果である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のプローブカードの製造方法と検査方法は、回路基板に面接触し複数の電気コンタクトを同時に行うためのプローブカードに関し、特に半導体ウエハ、液晶ディスプレイパネルや太陽電池等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第一実施形態を示す概略図
【図２】本発明の第二実施形態を示す概略図
【図３】本発明の第三実施形態を示す概略図
【図４】本発明の第四実施形態を示す概略図
【図５】本発明の第五実施形態を示す概略図
【図６】従来技術の電気コンタクトを示す模式図
【図７】従来技術の電気コンタクトを示す模式図
【符号の説明】
【００４８】
１    ポリイミド樹脂
２    耐ニッケルメッキレジスト
２０  銅薄膜
【図１】
2005049323.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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