(57)【要約】【課題】検体と導通できる確実性が高いプローブユニット、導通試験方法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１は、複数のプローブ２２からなる導電膜２０が支持部としての基板１０上に形成されたものである。各プローブ２２はブリッジ部２４を有する。ブリッジ部２４は両端が基板１０に接合され、中間が基板１０から離れ蛇腹状に湾曲し、検体の電極に接触する。ブリッジ部２４は基板１０に形成された凹部１２の上方に架設されている。両端が固定端のブリッジ部２４を電極に接触させることにより、片持ち梁状のプローブに比べて大きな荷重を電極に加えることができる。ブリッジ部２４は両端が固定端であるため、ブリッジ部２４と電極との間にスクラブは生じないか、生じたとしてもわずかであり、スクラブによる電極の削り屑の発生が抑制される。従って、ブリッジ部２４と電極とを電気的に接続させる確実性は高まる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体の導通試験のためのプローブユニットであって、
支持部と、
前記支持部の表面上に形成される導電膜であって、両端が前記支持部に接合され中間が前記支持部から離れ前記中間の少なくとも一部が蛇腹状に湾曲し検体の電極に接触するブリッジ部を有する導電膜と、
を備えることを特徴とするプローブユニット。
【請求項２】
前記支持部は凹部を有し、
前記ブリッジ部は前記凹部の上方に架設されてい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】
前記ブリッジ部は、検体の電極に接触する突部を有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。
【請求項４】
前記ブリッジ部は、当該長手方向軸線に垂直な断面のうち前記接触部が前記支持部側に移動すると作用する内力が大きい断面ほど断面積が大きくなってい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。
【請求項５】
前記ブリッジ部は相称であって、
前記ブリッジ部の中央が検体の電極に接触することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項６】
前記ブリッジ部の両端のいずれか一方に偏った部位が検体の電極に接触することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項７】
前記ブリッジ部は、２つの前記ブリッジ部が検体の１つの電極に対応するように前記支持部の表面上に配列され、検体の１つの電極に対応する１組の前記ブリッジ部が同時に当該電極に接触可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項８】
前記ブリッジ部は、検体の１つの電極に対応する１組の前記ブリッジ部の一方と他方とは前記支持部からの高さが互いに異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のプローブユニット。
【請求項９】
請求項８に記載のプローブユニットを用いた導通試験方法であって、
検体の１つの電極に対応する１組の前記ブリッジ部を同時に当該電極に接触させた状態で当該１組のブリッジ部の間に電圧を印加してフリッティング現象により当該１組のブリッジ部と当該電極とを導通させるステップと、
検体の１つの電極に対応する１組の前記ブリッジ部のうち前記支持部からの高さが低い方のみが当該電極から離間するまで前記支持部を前記電極から離間させるステップと、
検体の１つの電極に対応する１組の前記ブリッジ部のうち前記支持部からの高さが高い方のみを当該電極に接触させた状態で検体の導通を試験するステップと、
を含むことを特徴とする導通試験方法。
【請求項１０】
請求項１〜８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、
基板の表面上に高分子からなる所定形状の犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、
前記犠牲膜を加熱により流動させる加熱工程と、
前記基板の表面上に前記犠牲膜を少なくとも２箇所跨ぐ前記ブリッジ部を有する前記導電膜を形成する導電膜形成工程と、
前記犠牲膜を除去する犠牲膜除去工程と、
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１１】
前記基板の表面に凹部を形成する工程と、
前記凹部を第二の犠牲膜で埋める工程と、
前記基板と前記第二の犠牲膜の表面を平坦に形成する工程とを、前記犠牲膜形成工程前にさらに含み、
前記犠牲膜形成工程において、前記第二の犠牲膜の表面上に前記犠牲膜を形成し、
前記導電膜形成工程後に前記第二の犠牲膜を除去する第二犠牲膜除去工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のプローブユニットの製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜８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、
基板の表面に凹部を形成する工程と、
前記凹部を第一の犠牲膜で埋める工程と、
前記基板と前記第一の犠牲膜の表面を平坦に形成する工程と、
前記第一の犠牲膜の表面に凹部を形成する工程と、
前記第一の犠牲膜の表面上に高分子からなる所定形状の第二の犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、
前記第二の犠牲膜を加熱により流動させる加熱工程と、
前記基板の表面上に前記凹部及び前記第二の犠牲膜を跨ぐ前記ブリッジ部を有する前記導電膜を形成する導電膜形成工程と、
前記第一の犠牲膜及び前記第二の犠牲膜を除去する犠牲膜除去工程と、
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、プローブユニット、導通試験方法及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路、液晶パネル、プリント基板、フレキシブルプリント基板等の製造工程では、それらの電気的特性を検査するための導通試験が実施される。かかる導通試験は、プローブを検体の電極に電気的に接続し、プローブを介して検体に電気信号を送信することによって実施される。検体の電極にアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、はんだ等の酸化しやすい材料が用いられている場合、その表面には酸化膜等の絶縁膜が形成されやすい。導通試験時に検体の電極に絶縁膜が形成されていると、プローブと電極との電気的な接続が不安定になる。特に、電極がアルミニウムで形成されている場合、非常に硬い酸化膜が電極の表面に形成されるため、プローブと電極とを電気的に接続させることは困難である。
【０００３】
そこで、タングステンなどの硬質の材料で形成したプローブに荷重を加え、プローブで電極表面をスクラブすることにより、絶縁被膜を機械的に破って電極とプローブの電気的な接続を確保する方法が一般に用いられている（例えば特許文献１参照）。しかし、プローブで電極表面をスクラブするとアルミニウムの削り屑がプローブに堆積し酸化するため、これを放置するとプローブが硬い絶縁膜で覆われてプローブと電極の電気的な接続ができなくなる。また、アルミニウムの削り屑が検体を汚染するおそれがある。さらに、スクラブによって電極に形成される傷はワイヤーボンド、はんだ等の接続不良の原因になる。また、プローブに堆積して酸化したアルミニウム被膜は研磨により除去できるものの、研磨のためにプローブの稼働率が低下するとともに摩耗によりプローブの寿命が短くなる。
【０００４】
また、電極表面をスクラブするのではなく、より大きな荷重を加えて電極表面にプローブを突き刺すことによりプローブと電極とを電気的に接続させる方法が知られている（例えば特許文献２、３参照）。
【０００５】
特許文献２には、両端が固定端の梁の中央から突出したプローブを検体の電極に押し当てる方法が開示されている。両端が固定端の梁は、シリコンをエッチングすることによって形成されたものであり、その製造プロセスによると梁は基本的に直線状になる。両端が固定端で直線状のシリコンからなる梁の剛性は非常に高いため、適切なオーバードライブにより電極とプローブとの適切な接触圧を得るためには、梁の長さを相当長くする必要がある。例えば、梁の長さを５００μｍとしても、３０μｍオーバードライブさせると６８ｇｆの荷重がプローブから電極に加わる。
【０００６】
特許文献３には、両端が固定端のアーチ状の梁から突出したプローブを検体の電極に押し当てる方法が開示されている。アーチ状の梁は、直線状の水平部とその両端に連なる直線状の２つの垂直部から構成されているため、剛性が非常に高い。例えば、梁の両端間の長さが５００μｍとしても、３０μｍオーバードライブさせると４２ｇｆの荷重がプローブから電極に加わる。
【０００７】
従って、特許文献２、３に開示されたプローブユニットでは、狭小なピッチで配列された電極アレイを備える検体に対応することができない。また、プローブから電極に加わる荷重が過大なため、プローブが電極を構成するアルミパッドを突き破ってさらにその下層の配線を損傷させたり、プローブがアルミパッドに深い傷をつけてワイヤーボンド、はんだ等の接続不良を起こしたりするおそれがある。さらに、特許文献２に開示されたシリコンの梁は脆いため、梁に少しでも過大な荷重が加わると梁が破断するおそれもある。
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第６０３７７８５号明細書
【特許文献２】
特開２００２−７１７１８号公報
【特許文献３】
特開２００１−２８４４２１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した問題を解決するために創作されたものであって、検体と導通できる確実性が高く、電極が狭小なピッチで配列された検体の導通検査に適用可能なプローブユニット、、導通試験方法及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【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は、検体の導通試験のためのプローブユニットであって、支持部と、前記支持部の表面上に形成される導電膜であって、両端が前記支持部に接合され中間が前記支持部から離れ前記中間の少なくとも一部が蛇腹状に湾曲し検体の電極に接触するブリッジ部を有する導電膜と、を備えることを特徴とする。両端が固定端のブリッジ部を電極に接触させることにより、片持ち梁状のプローブに比べて大きな荷重を電極に加えることができる。また、ブリッジ部は両端が固定端であるため、ブリッジ部と電極との間にスクラブは生じないか、生じたとしてもわずかである。従って、スクラブによる電極表面の削り屑の発生が抑制される。従って、ブリッジ部と電極とを電気的に接続させる確実性は高まることになる。さらにブリッジ部を蛇腹状に湾曲させることにより、ブリッジ部の両端間の長さを狭小なピッチで配列された電極に対応させたとしても、過大な荷重が電極に加わることを防止でき、破断につながる過大な内力がブリッジ部に生ずることを防止できる。
【００１１】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、前記支持部は凹部を有し、前記ブリッジ部は前記凹部の上方に架設されていることを特徴とする。凹部の上方にブリッジ部を架設することによりブリッジ部のストロークを増大することができる。
【００１２】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、前記ブリッジ部は、検体の電極に接触する突部を有することを特徴とする。局所的に突部を電極に接触させることにより、電極とブリッジ部との接触圧を増大させることができる。
さらに本発明に係るプローブユニットでは、前記ブリッジ部は、当該長手方向軸線に垂直な断面のうち前記接触部が前記支持部側に移動すると作用する内力が大きい断面ほど断面積が大きくなっていることを特徴とする。ブリッジ部の断面積を内力に応じて変化させることにより、応力集中による破断を防止することができる。
【００１３】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、前記ブリッジ部は相称であって、前記ブリッジ部の中央が検体の電極に接触することを特徴とする。相称のブリッジ部の中央を電極に接触させることにより、スクラブによる削り屑の発生を防止することができる。
【００１４】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、前記ブリッジ部の両端のいずれか一方に偏った部位を検体の電極に接触させることにより、削り屑の発生が問題にならない程度にスクラブを発生させることができる。
さらに本発明に係るプローブユニットでは、前記ブリッジ部は、２つの前記ブリッジ部が検体の１つの電極に対応するように前記支持部の表面上に配列され、検体の１つの電極に対応する１組の前記ブリッジ部が同時に当該電極に接触可能であることを特徴とする。２つのブリッジ部を検体の１つの電極に同時に接触させた状態でフリッティング現象を起こすことにより検体の電極とブリッジ部とを導通させることができる。
【００１５】
さらに本発明に係るプローブユニットでは、前記ブリッジ部は、検体の１つの電極に対応する１組の前記ブリッジ部の一方と他方とは前記支持部からの高さが互いに異なることを特徴とする。このプローブユニットを用いた導通試験方法は、検体の１つの電極に対応する１組の前記ブリッジ部を同時に当該電極に接触させた状態で当該１組のブリッジ部の間に電圧を印加してフリッティング現象により当該１組のブリッジ部と当該電極とを導通させるステップと、検体の１つの電極に対応する１組の前記ブリッジ部のうち前記支持部からの高さが低い方のみが当該電極から離間するまで前記支持部を前記電極から離間させるステップと、検体の１つの電極に対応する１組の前記ブリッジ部のうち前記支持部からの高さが高い方のみを当該電極に接触させた状態で検体の導通を試験するステップと、を含むことを特徴とする。プローブユニットを電極から離間させるとき１つの電極に対応する１組のブリッジ部の一方が他方より先に検体の電極から離間するようにブリッジ部を構成することにより、検体の各電極に１組のブリッジ部を接触させた状態で１組のブリッジ部の間に電圧を印加してフリッティング現象によりブリッジ部と検体の電極を導通させた後に、１組のブリッジ部の一方を検体の電極から離間させ他方を検体の電極に接触させた状態で検体の導通を試験することができる。検体の導通を試験する場合に電極とブリッジ部の一方とを接触させた状態で電極とブリッジ部の他方とを機械的に分離することにより、高周波の検査信号が配線容量によってなまることを防止できる。従って、本発明に係るプローブユニット及びそれを用いた検査方法によると、検体の電極に高周波の検査信号を入力する導通試験が可能になる。
【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、基板の表面上に高分子からなる所定形状の犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、前記犠牲膜を加熱により流動させる加熱工程と、前記基板の表面上に前記犠牲膜を少なくとも２箇所跨ぐ前記ブリッジ部を有する前記導電膜を形成する導電膜形成工程と、前記犠牲膜を除去する犠牲膜除去工程と、を含むことを特徴とする。高分子からなる犠牲膜を加熱により流動させてから、その犠牲膜を跨ぐようにブリッジ部を形成することにより、ブリッジ部を蛇腹状に湾曲させることができる。
【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、前記基板の表面に凹部を形成する工程と、前記凹部を第二の犠牲膜で埋める工程と、前記基板と前記第二の犠牲膜の表面を平坦に形成する工程とを、前記犠牲膜形成工程前にさらに含み、前記犠牲膜形成工程において、前記第二の犠牲膜の表面上に前記犠牲膜を形成し、前記導電膜形成工程後に前記第二の犠牲膜を除去する第二犠牲膜除去工程をさらに含むことを特徴とする。第二の犠牲膜を用いることにより、支持部を構成する基板の凹部の上方にブリッジ部を架設することができる。
【００１８】
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、基板の表面に凹部を形成する工程と、前記凹部を第一の犠牲膜で埋める工程と、前記基板と前記第一の犠牲膜の表面を平坦に形成する工程と、前記第一の犠牲膜の表面に凹部を形成する工程と、前記第一の犠牲膜の表面上に高分子からなる所定形状の第二の犠牲膜を形成する犠牲膜形成工程と、前記第二の犠牲膜を加熱により流動させる加熱工程と、前記基板の表面上に前記凹部及び前記第二の犠牲膜を跨ぐ前記ブリッジ部を有する前記導電膜を形成する導電膜形成工程と、前記第一の犠牲膜及び前記第二の犠牲膜を除去する犠牲膜除去工程と、を含むことを特徴とする。凹部及び第二の犠牲膜を用いることにより、ブリッジ部を大きく蛇行させることができる。
【００１９】
【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。
（プローブユニットの構成）
まず、プローブユニットの構成の実施例について説明する。図１から図９は、本発明の実施例によるプローブユニット１の構成を示す図である。プローブユニット１は、複数のプローブ２２からなる導電膜２０が支持部としての基板１０上に形成されたものである。
【００２０】
基板１０は、板状であり、導電膜２０が形成された側の表面には溝状の凹部１２が形成されている。凹部１２の上方には凹部１２を短手方向に横断するようにプローブ２２が架設されている。凹部１２は、プローブ２２の凹部１２の上方に架設されたブリッジ部２４の頂部又は中央の直下に近づくほど深く形成されている。
【００２１】
導電膜２０の各プローブ２２は、凹部１２の上方に架設されているブリッジ部２４と、図示しない検査装置本体に接続され検査信号を送受信するリード部２６とからなる。ブリッジ部２４は、導通試験の際に検体の電極に接触する部分であって、両端が基板１０の表面に接合され、一端がリード部２６に接続されている。ブリッジ部２４の中間部は蛇腹状に形成されている。その蛇腹状の部分は、大小の複数のアーチ部３０、３２で構成されている。導電膜２０には例えばＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｈｆなどのうち少なくとも一つの金属を含む材料を用い、単一の金属からなる材料を用いてもよいし、複数の金属を用いた合金または積層物を用いてもよい。
【００２２】
プローブユニット１によると、基板１０に凹部１２が形成されその凹部１２の上方にブリッジ部２４が架設されていることにより、プローブユニット１にオーバードライブをかけたとき、ブリッジ部２４を凹部１２内に沈み込ませることができ、ブリッジ部２４の大きなストロークを確保できる。なお、図１から図９では、基板１０に凹部１２を形成した構成を開示しているが、凹部１２の有無についてはプローブユニット１の設計条件に応じて適宜選択することができる。
【００２３】
また、プローブユニット１によると、両端が固定端であるブリッジ部２４を検体の電極に接触させることにより、片持ち梁状のプローブよりも大きな荷重を電極に加えることができる。ブリッジ部２４が蛇腹状に形成されていることにより、狭小なピッチで配列された電極に過大な荷重が加えられることを防止できる。従って、本実施例のプローブユニット１は、狭小なピッチの電極を有する検体に対する導通試験に適用可能である。さらに、ブリッジ部２４を蛇腹状に形成することによりブリッジ部２４に過大な内力が発生することを防止でき、さらにＳｉのような脆い材料を用いずにブリッジ部２４を形成することによりプローブ２２の破断を防止できる。
【００２４】
（第一実施例）
図１に示すプローブユニットの構成の第一実施例では、ブリッジ部２４の中央に一つの大アーチ部３０が形成され、その大アーチ部３０の両側にそれぞれ小アーチ部３２が三つ形成され、ブリッジ部２４は相称に形成されている。大アーチ部３０は、小アーチ部３２よりも基板１０表面から高く形成されている。オーバードライブをかけた際、小アーチ部３２は検体の電極と接触せず、大アーチ部３０のみ検体の電極と接触する。
【００２５】
本実施例によると、相称に形成されたブリッジ部２４の中央の大アーチ部３０の頂部が電極に接触するため、電極表面をスクラブすることなしに、大アーチ部３０と電極との接触圧を増大させることができる。電極表面をスクラブしないことにより、電極の削り屑が発生することがない。従って、電極との接触部である大アーチ部３０に電極の削り屑が付着することがなく、大アーチ部３０表面が汚染されず酸化されないため、プローブユニット１は長期間安定した電気的接続が得られる。また、電極の削り屑が検体を汚染するおそれもない。
【００２６】
（第二実施例）
図２に示すプローブユニットの構成の第二実施例では、大アーチ部３０の頂部に、検体の電極と接触する四角柱状の突部３４が設けられている。突部３４には例えば、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｃｒ等のうち少なくとも一つの金属を含む材料を用い、例えば単一の金属を用いてもよいし、複数の金属を用いた合金または積層物を用いてもよい。
【００２７】
本実施例によると、ブリッジ部２４を局所的に突部３４で検体の電極に接触させることにより、電極とブリッジ部２４との間の接触圧を増大させることができる。また、突部３４の先端で電極表面に形成された酸化被膜を突き破ることができるため、電極とプローブとを電気的により確実に接続することができる。
【００２８】
（第三実施例）
図３に示すプローブユニットの構成の第三実施例では、大アーチ部３０の片側に二つの小アーチ部３２が形成され、その反対側に四つの小アーチ部３２が形成されている。すなわちブリッジ部２４は非相称であり、中央からプローブ２２の長手方向に偏った部位で電極に接触する。中央から偏った部位にある突部３４を電極に接触させオーバードライブさせると、突部３４はプローブ２２の長手方向に電極表面をスクラブし、電極表面の酸化絶縁膜を破壊する。このスクラブによって発生する電極の削り屑は、プローブ２２の動作に影響を与えない程度のものである。
【００２９】
（第四実施例）
図４に示すプローブユニットの構成の第四実施例は、大アーチ部３０の中央に検体の電極と接触する小アーチ部３２が一体的に形成された構成である。
（第五実施例）
図５に示すプローブユニットの構成の第五実施例は、大アーチ部３０の中央に形成された小アーチ部３２の中央に四角柱状の突部３４が形成された構成である。
【００３０】
（第六実施例）
図６に示すプローブユニットの構成の第六実施例では、各小アーチ部３２の中央部が基板に向かって凸の構成である。
（第七実施例）
プローブユニットの構成の第七実施例では、図７（Ａ）に示すように、各ブリッジ部２４の幅は一定ではなく、ブリッジ部２４にオーバードライブをかけブリッジ部２４が変形する際に作用する内力が大きい部分ほど太く形成されている。すなわちブリッジ部２４の幅は、両端で最も広く、中央に近づくに従って狭くなっている。ブリッジ部２４の長手軸線に垂直な断面を、ブリッジ部２４が変形する際に作用する内力が大きい断面ほど面積が大きくなるように構成することにより、応力集中によるブリッジ部２４の破断を防止できる。
【００３１】
（第八実施例）
図８に示すプローブユニットの構成の第八実施例では、ブリッジ部２４が変形する際に作用する内力が大きい部分の応力集中を避けるために、ブリッジ部２４は、両端で最も厚く、中央に近づくに従って薄くなっている。なおブリッジ部２４の幅は、図８に示すように作用する内力の大きさに応じて変えてもよいし、応力集中が問題にならなければ一定にしてもよい。
【００３２】
（第九実施例）
図９に示す第九実施例は、フリッティング現象を用いて電極表面の酸化絶縁膜を破壊する構成である。図９（Ａ）に示すように、検体の一つの電極に同時に接触可能な検査用プローブ２２ａとフリッティング用プローブ２２ｂが一対になって配列されている。
【００３３】
基板１０の平坦面から検査用プローブ２２ａの突部３４の先端までの高さは、基板１０の平坦面からフリッティング用プローブ２２ｂの突部３４の先端までの高さよりも高い。高さの差を３μｍ以上に設定することにより、検査用プローブ２２ａとフリッティング用プローブ２２ｂを検体の電極から離間させるとき、フリッティング用プローブ２２ｂの突部３４を検査用プローブ２２ａの突部３４より先に確実に電極から離間させることができる。さらに、検査用プローブ２２ａの突部３４とフリッティング用プローブ２２ｂの突部３４の高さの差を２００μｍ以内に設定することにより、オーバードライブによって検査用プローブ２２ａのブリッジ部２４が過剰に変形することを防止できる。過剰な変形を防止することにより、フリッティング現象発生時に検査用プローブ２２ａの突部３４が接触していた電極上の部位と、検査信号の入力時に検査用プローブ２２ａの突部３４が接触する電極上の部位とがずれることを防止できる。
【００３４】
なお本実施例では、突部３４の長さの差により、ブリッジ部２４の基板１０からの高さが検査用プローブ２２ａとフリッティング用プローブ２２ｂとで互いに異なっているが、突部３４の長さを互いに等しくしてブリッジ部２４全体の高さを変えてもよい。フリッティング用プローブ２２ｂのブリッジ部２４が検査用プローブ２２ａのブリッジ部２４よりも低くなるように形成することにより、検査用プローブ２２ａが電極に接触するオーバドライブの最小距離をフリッティング用プローブ２２ｂが電極に接触するオーバードライブの最小距離よりも小さくすることができる。従って、フリッティング用プローブ２２ｂが電極に接触するオーバードライブの最小距離よりもさらにオーバードライブさせた状態でフリッティング現象により電極表面の酸化絶縁膜を破壊し、その後、オーバードライブ量を減少させて機械的にフリッティング用プローブ２２ｂのみを電極から離間させることができる。検体の導通検査は、検査用プローブ２２ａのみが電極に接触した状態で検査用プローブ２２ａに検査信号を入力して実施する。
【００３５】
（プローブユニットを用いた導通試験方法）
次に、プローブユニット１を用いた導通試験方法の実施例について説明する。
（第一実施例）
図１０は、導通試験方法の第一実施例を示す図であり、（Ａ１）から（Ａ４）は正面図、（Ｂ１）から（Ｂ４）は側面図である。第一実施例は、相称のブリッジ部２４の中央部と検体４の電極４０とを一対一で接触させる導通試験方法である。
【００３６】
まず図１０（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、各プローブ２２のブリッジ部２４の大アーチ部３０と検体４の各電極４０が一対一で対応するように、プローブユニット１を検体４に対して配置する。
次に図１０（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、プローブユニット１を検体４に接近させて各ブリッジ部２４の頂部を各電極４０に接触させ、さらにプローブユニット１を検体４に接近させる（すなわち、オーバードライブをかける）。オーバードライブをかけると、ブリッジ部２４が撓んでブリッジ部２４の頂部と電極との接触圧が増大し、各ブリッジ部２４の頂部が電極４０と確実に電気的に接続する。このとき、ブリッジ部２４の形状が相称であり、ブリッジ部２４の中央部を電極４０に接触させているため、ブリッジ部２４が電極４０をスクラブすることがない。
【００３７】
次に図１０（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、ブリッジ部２４と電極４０とを接続させた状態で、検査装置本体からリード部２６及びブリッジ部２４を通じて検体４に例えば矢印のように検査信号を入力し、検体４の導通試験を行う。
図１０（Ａ４）、（Ｂ４）に示すように、導通試験を終了した後に検体４とプローブユニット１を離間させると、ブリッジ部２４は弾力により試験前の状態に復元する。
【００３８】
本実施例によると、オーバードライブ量が３０μｍ以上１００μｍ以下の条件下において、プローブ２２から電極４０に大きすぎず小さすぎない適切な１ｇｆ以上１０ｇｆ以下の荷重を加えることができる。尚、オーバードライブ量が３０μｍ以上１００μｍ以下の条件下では、プローブユニット１が検体４に押し付けられるとき、電極４０に接触すべきブリッジ部２４の頂部のみが電極４０に接触し、その他の部分は検体４に接触しないことが十分保証される。例えば両端間の長さ３００μｍ、短手方向の幅３０μｍ、厚み５μｍのブリッジ部２４が形成された図１に示すプローブユニット１を使用した場合、オーバードライブ量を３０μｍにするとプローブ２２から電極４０に２．５ｇｆという適切な荷重を加えることができる。従って、過大な荷重によりブリッジ部２４の頂部が電極４０を突き破って下層の配線を破壊したり、電極４０の表面を過剰に傷つけてワイヤーボンド、はんだなどの接続不良を起こすおそれがない。さらに、ブリッジ部２４の両端間の長さが従来より短いプローブユニット１を用いることができるため、狭小なピッチの電極４０にも対応できる。
【００３９】
また、大アーチ部３０や突部３４を形成してブリッジ部２４の中央部をその他の部位より高くすることにより、ブリッジ部２４の頂部以外の部位が検体４に接触して検体４を破損するおそれもない。
また、電極４０とブリッジ部２４との接触圧を高くしても電極４０表面がスクラブされないため、スクラブによる電極４０の削り屑が発生しない。従って、突部３４に電極４０の削り屑が付着することがなく、突部３４表面が汚染されず酸化されないため、長期間安定した電気的接続が得られる。また、削り屑によって検体４が汚染されることもない。
【００４０】
（第二実施例）
図１１は、導通試験方法の第二実施例を示す図であり、（Ａ１）から（Ａ４）は正面図、（Ｂ１）から（Ｂ４）は側面図である。第二実施例はブリッジ部２４の両端のいずれか一方に偏った部位と検体４の電極４０とを一対一で接触させる導通試験方法である。
【００４１】
まず図１１（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、各プローブ２２のブリッジ部２４のが検体４の各電極４０と一対一に対応するように、プローブユニット１を検体４に対して配置する。
次に図１１（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、プローブユニット１を検体４に接近させて各ブリッジ部２４の両端のいずれか一方に偏った頂部を各電極４０に接触させ、さらにオーバードライブをかける。ブリッジ部２４の頂部がその両端の一方に偏っているため、オーバードライブをかけるとブリッジ部２４の頂部は基板１０の平坦面に平行な方向に移動する。このため、オーバードライブにより電極４０表面の酸化絶縁膜上をブリッジ部２４がわずかに移動し、電極４０の表面をブリッジ部２４がわずかに削る（わずかにスクラブする）。さらに、突部３４が傾くことにより、電極４０の表面をひっかく形でスクラブする。
【００４２】
次に図１１（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、突部３４と電極４０とを接続させた状態で、検査装置本体からリード部２６及びブリッジ部２４を通じて検体４に例えば矢印のように検査信号を入力し、検体４の導通試験を行う。
図１１（Ａ４）、（Ｂ４）に示すように、導通試験を終了した後に検体４とプローブユニット１を離間させると、プローブユニット１は弾力により試験前の形状に復元する。
【００４３】
本実施例によると、電極４０との接触部である頂部が偏っているブリッジ部２４を備えたプローブユニット１を用いることで、スクラブにより電極４０表面の酸化絶縁膜を破壊する。ブリッジ部２４は両端が固定端なので、電極４０のスクラブによる削り屑の発生を抑制しかつ電極４０表面の損傷を抑制しつつ、電極４０とブリッジ部２４との接触圧を増大することができる。
【００４４】
（第三実施例）
第三実施例は、頂部の高さが互いに異なる１組のブリッジ部を１つの電極に接触させ、フリッティング現象を用いる導通試験方法である。
図１２及び図１３は、導通試験方法の第三実施例を示す図であり、（Ａ１）から（Ａ６）は正面図、（Ｂ１）から（Ｂ６）は側面図である。なお、図１２及び図１３の（Ａ１）から（Ａ６）においては、フリッティング用プローブ２２ｂの図示を省略している。
【００４５】
まず図１２（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、１組の検査用プローブ２２ａ及びフリッティング用プローブ２２ｂが検体４の一つの電極４０に対応するように、プローブユニット１を検体４に対して配置する。
次に図１２（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、検体４９にプローブユニット１を接近させ、少なくとも検査用プローブ２２ａ及びフリッティング用プローブ２２ｂのそれぞれの頂部が電極４０に接触するまでオーバードライブをかける。
【００４６】
次に図１２（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、検査用プローブ２２ａとフリッティング用プローブ２２ｂとの間に瞬間的に電流を流してフリッティング現象を発生させ、電極４０表面の酸化絶縁膜を破壊する。具体的には例えば電極４０がアルミニウムからなる場合、検査用プローブ２２ａの突部３４とフリッティング用プローブ２２ｂの突部３４との間に１００ｍＡの電流を数ミリ秒流すとフリッティング現象によりアルミニウム表面の酸化絶縁膜が破壊され、検査用プローブ２２ａの突部３４と電極４０との間の電気的接続が確保される。
【００４７】
次に図１３（Ａ４）、（Ｂ４）に示すように、検査用プローブ２２ａの頂部が電極４０から離間せずにフリッティング用プローブ２２ｂの頂部だけが電極４０から離間する位置までプローブユニット１を移動させる。検査用プローブ２２ａを電極４０に接触させフリッティング用プローブ２２ｂを電極４０から離間させた状態で検査用プローブ２２ａから電極４０に検査信号を入力すると、検体４の導通試験を行うことができる。
【００４８】
図１３（Ａ６）、（Ｂ６）に示すように、検体４の導通試験終了後にプローブユニット１と検体４を分離させると、プローブユニット１は弾力により導通試験前の形状に復元する。
本実施例によると、一つの電極４０に二つのプローブ２２ａ、２２ｂを同時に接触させてフリッティング現象を発生させることにより、プローブユニット１と検体４との間の電気的接続を確保できる。フリッティング現象により電気的接続を確保するため、ブリッジ部２４と電極４０との接触圧を小さくすることができるとともに、電極４０表面のスクラブが不要である。従って、電極４０の損傷及び汚染を防止できる。また電極４０をスクラブしないことにより、電極４０の削り屑が発生せず、突部３４に電極４０の削り屑が付着することがなく、安定した電気的接続が得られる。
【００４９】
また、フリッティング現象により電極４０表面の酸化絶縁膜を破壊した後、フリッティング用プローブ２２ｂと電極４０とを機械的に分離した状態で検査信号を入力できるため、検査用プローブ２２ａとフリッティング用プローブ２２ｂとをスイッチング素子によって絶縁する必要がない。スイッチング素子によって検査用プローブ２２ａとフリッティング用プローブ２２ｂとを絶縁する場合、スペースの都合からスイッチング素子をこれらのプローブの近傍に設置することは困難である。しかし、スイッチング素子をプローブから離れた位置に設置すると、スイッチング素子までの距離が長いため、配線の電気容量が増大する。本実施例では、これらのプローブをスイッチング素子によって絶縁する必要がないため、高周波の検査信号がフリッティング用プローブ２２ｂの電気容量によってなまることを防止できる。従って、本実施例は、高周波の検査信号を入力する試験に適用できる。
【００５０】
以上説明した導通試験方法の第一実施例から第三実施例によると、安定した電極４０との導通を長期間確保でき、狭小なピッチで電極４０が配列された検体４の導通試験が可能である。安定した電気的導通を長期間確保できる複合的な効果として、プローブユニット１のクリーニング回数を減少することができる。従って、クリーニングコストを削減することができ、プローブ２２が磨耗せず使用寿命が向上し、検査装置の稼働率が向上する。また、安定した電気的導通を確保できるさらなる複合的な効果として、導通試験の検査精度が向上し、誤った検査結果に基づいて良品である検体４を廃棄してしまうという無駄が省かれ、コストの削減につながる。
【００５１】
（プローブユニットの製造方法）
次に、プローブユニット１の製造方法の実施例について説明する。
（第一実施例）
図１４から図２０は、プローブユニット１の製造方法の第一実施例を示す断面図である。図１４から図２０の（Ａ１）から（Ａ１７）は図２（Ａ）のａ−ａ線断面図に対応し、図１４から図２０の（Ｂ１）から（Ｂ１７）は図２（Ａ）のｂ−ｂ線断面図に対応する。第一実施例は、図２に示すプローブユニット１の製造方法である。
【００５２】
はじめに図１４（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、基板１０の表面に凹部１２を形成する。具体的には例えば切削加工、溝入れ、サンドブラスト、ケミカルエッチング、ドライエッチング、放電加工（基板１０が導電性である場合）などにより基板１０の表面を研削して凹部１２を形成する。基板１０には石英などのガラス類を用いることができ、アルミナ、ＳｉＯ２、ジルコニアなどのセラミック類を用いてもよい。あるいは絶縁層を表面に有するＳｉ基板や金属基板などを用いてもよい。
【００５３】
次に図１４（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、凹部１２を含む基板１０表面全体に第一犠牲膜５０を形成する。第一犠牲膜５０には例えばＣｕ、Ｓｎなどのエッチング可能な金属、レジスト剥離液で除去可能なハードベークされたフォトレジスト、不飽和ポリエステルなどの加水分解で除去可能な有機ポリマー、ＲＩＥで除去可能なＣＶＤによるＳｉＯ２などを用いる。第一犠牲膜５０にＣｕを用いる場合、例えば無電解めっきによりＣｕの犠牲膜を形成する。またはスパッタによりＣｕ下地膜を形成した後、Ｃｕを電解めっきによりめっきして、第一犠牲膜５０を形成してもよい。
【００５４】
次に図１４（Ａ３）、（Ｂ３）に示すように、第一犠牲膜５０を基板１０表面が露出するまで研磨し、基板１０表面及び第一犠牲膜５０を平坦に形成する。研磨には例えば研削盤、ラップ盤などを用いる。
次に図１５（Ａ４）、（Ｂ４）に示すように、第一犠牲膜５０及び基板１０上にフォトレジストなどの高分子材料を塗布し、所定のマスクを用いて露光及び現像し、小アーチ部３２を形成するための第二犠牲膜５２を形成する。
【００５５】
次に図１５（Ａ５）、（Ｂ５）に示すように、第二犠牲膜５２を加熱して溶融させ、表面張力により丸みを帯びた形状にする。第二犠牲膜５２を厚く形成すると、プローブパターン形成のためのレジスト厚が厚くなり露光及び現像が困難になるため、第二犠牲膜５２の高さは１０μｍ以上７０μｍ以下が好ましい。第二犠牲膜５２の幅ａは３０μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。
【００５６】
次に図１５（Ａ６）、（Ｂ６）に示すように、基板１０、第一犠牲膜５０及び第二犠牲膜５２上に再びフォトレジストなどの高分子材料を塗布し、所定のマスクを用いて露光及び現像し、大アーチ部３０を形成するための第三犠牲膜５４を形成する。
【００５７】
次に図１６（Ａ７）、（Ｂ７）に示すように、第三犠牲膜５４を加熱して溶融させ、表面張力により丸みを帯びた形状にする。第三犠牲膜５４の高さ及び幅の設定条件については上述の第二犠牲膜５２と同様である。第三犠牲膜５４は、大アーチ部３０を形成するためのものであるため、第二犠牲膜５２と同様の高さ及び幅の条件範囲内で第二犠牲膜５２よりも高さ及び幅ともに大きくなるように形成する。
【００５８】
次に図１６（Ａ８）、（Ｂ８）に示すように、プローブ２２になるめっき層を形成するためのめっき下地層５６を、基板１０、第一犠牲膜５０、第二犠牲膜５２、及び第三犠牲膜５４上に形成する。めっき下地層５６には例えばＮｉ（膜厚０．１μｍ）の単層、Ｔｉ（膜厚０．０５μｍ）とＮｉ（膜厚０．１μｍ）の複層、Ｃｒ（膜厚０．０５μｍ）とＮｉＦｅ合金（０．１μｍ）の複層などを用いる。めっき下地層５６の形成方法には例えばスパッタ、蒸着、ＣＶＤ、無電解めっきなどを用いる。
【００５９】
次に図１６（Ａ９）、（Ｂ９）に示すように、めっき下地層５６上にフォトレジストを塗布し、所定のマスクを用いて露光及び現像し、プローブ２２の部位に開口部５８を有するレジスト膜６０を形成する。
次に図１７（Ａ１０）、（Ｂ１０）に示すように、開口部５８から露出しためっき下地層５６の上に第一めっき層６２を形成する。めっき材料には例えばＮｉ、ＮｉＣｏ合金、ＮｉＦｅ合金、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｈなどのいずれか、またはそれらの組み合わせを用いる。第一めっき層６２の膜厚は、第二犠牲膜５２及び第三犠牲膜５４の大きさとブリッジ部２４の剛性設計に応じて変えられるが、１μｍ以上２０μｍ以下が好ましい。
【００６０】
次に図１７（Ａ１１）、（Ｂ１１）に示すように、レジスト剥離液、アッシングなどによりレジスト膜６０を除去する。
次に図１８（Ａ１２）、（Ｂ１２）に示すように、めっき下地層５６及び第一めっき層６２上にフォトレジストを塗布し、所定のパターンを有するマスクを用いて露光及び現像し、突部３４の部位に開口部６４を有するレジスト膜６６を形成する。
【００６１】
次に図１８（Ａ１３）、（Ｂ１３）に示すように、開口部６４から露出した第一めっき層６２の上に第二めっき層６８を形成する。めっき材料には例えばＮｉ、ＮｉＣｏ合金、ＮｉＦｅ合金、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｈなどのいずれか、またはそれらの組み合わせを用いる。めっき厚は、１μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。
【００６２】
次に図１９（Ａ１４）、（Ｂ１４）に示すように、レジスト剥離液またはアッシングなどによりレジスト膜６６を除去する。
次に図１９（Ａ１５）、（Ｂ１５）に示すように、表面に露出しためっき下地層５６を、イオンミリングなどにより除去する。
【００６３】
次に図２０（Ａ１６）、（Ｂ１６）に示すように、レジスト剥離液またはアッシングなどにより第二犠牲膜５２及び第三犠牲膜５４を除去する。
次に図２０（Ａ１７）、（Ｂ１７）に示すように、第一犠牲膜５０をエッチングなどにより除去すると、めっき下地層５６、第一めっき層６２及び第二めっき層６８からなる導電膜２０が基板１０上に形成されたプローブユニット１が得られる。
【００６４】
（第二実施例）
図２１は、プローブユニット１の製造方法の第二実施例を示す断面図である。
はじめに図１４（Ａ１）、（Ｂ１）から（Ａ３）、（Ｂ３）に示す工程に準じて、基板１０に形成された凹部１２に第一犠牲膜５０を埋め込み、基板１０及び第一犠牲膜５０の表面を平坦に加工する。
【００６５】
次に図２１（Ａ）に示すように、小アーチ部３２を形成するための凹部５１を第一犠牲膜５０の表面に形成する。具体的には例えば切削加工、溝入れ、サンドブラスト、ケミカルエッチング、ドライエッチング、放電加工などの方法により凹部５１を形成する。
【００６６】
次に図１５（Ａ６）、（Ｂ６）及び図１６（Ａ７）、（Ｂ７）に示す工程に準じて、図２１（Ｂ）に示すように、大アーチ部３０を形成するための犠牲膜５４を第一犠牲膜５０上に形成する。
次に図１６（Ａ８）、（Ｂ８）から図１７（Ａ１１）、（Ｂ１１）の工程に準じて、めっき下地層５６と、プローブ２２になるめっき層６２とを形成する。
【００６７】
最後に図１９（Ａ１５）、（Ｂ１５）から図２０（Ａ１７）、（Ｂ１７）の工程に準じて、めっき下地層５６、犠牲膜５４及び第一犠牲膜５０を除去することにより、図２１（Ｃ）に示すようなプローブユニット１が得られる。
【００６８】
（第三実施例）
図２２は、プローブユニット１の製造方法の第三実施例を示す断面図である。
はじめに図１４（Ａ１）、（Ｂ１）から（Ａ３）、（Ｂ３）に示す工程に準じて、基板１０に形成された凹部１２に第一犠牲膜５０を埋め込み、基板１０及び第一犠牲膜５０の表面を平坦に加工する。
【００６９】
次に図２２（Ａ）に示すように、小アーチ部３２を形成するための凹部５１を第一犠牲膜５０の表面に形成する。具体的には例えば切削加工、溝入れ、サンドブラスト、ケミカルエッチング、ドライエッチング、放電加工などの方法により凹部５１を形成する。凹部５１の間隔は、凸部５２が形成される分だけあけておく。
【００７０】
次に図１５（Ａ６）、（Ｂ６）及び図１６（Ａ７）、（Ｂ７）に示す工程に準じて、図２２（Ｂ）に示すように、大アーチ部３０を形成するための犠牲膜５４の下部５４ａ及び凸部５２を第一犠牲膜５０上に形成する。さらに図２２（Ｃ）に示すように、大アーチ部３０を形成するための犠牲膜５４の上部５４ｂを形成する。これによって凹部５１と凸部５２が連続的な波状で形成される。
【００７１】
次に図１６（Ａ８）、（Ｂ８）から図１７（Ａ１１）、（Ｂ１１）の工程に準じて、めっき下地層５６と、プローブ２２になるめっき層６２とを形成する。
最後に図１９（Ａ１５）、（Ｂ１５）から図２０（Ａ１７）、（Ｂ１７）の工程に準じて、めっき下地層５６、犠牲膜５４、第一犠牲膜５０及び凸部５２を除去することにより、図２２（Ｄ）に示すようなプローブユニット１が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明のプローブユニットの構成の第一実施例を示す平面図、（Ｂ）はその正面図、（Ｃ）はその側面図である。
【図２】（Ａ）は本発明のプローブユニットの構成の第二実施例を示す平面図、（Ｂ）はその正面図、（Ｃ）はその側面図である。
【図３】（Ａ）は本発明のプローブユニットの構成の第三実施例を示す平面図、（Ｂ）はその正面図、（Ｃ）はその側面図である。
【図４】本発明のプローブユニットの構成の第四実施例を示す正面図である。
【図５】本発明のプローブユニットの構成の第五実施例を示す正面図である。
【図６】本発明のプローブユニットの構成の第六実施例を示す正面図である。
【図７】（Ａ）は本発明のプローブユニットの構成の第七実施例を示す平面図、（Ｂ）はその正面図、（Ｃ）はその側面図である。
【図８】（Ａ）は本発明のプローブユニットの構成の第八実施例を示す平面図、（Ｂ）はその正面図、（Ｃ）はその側面図である。
【図９】（Ａ）は本発明のプローブユニットの構成の第九実施例を示す平面図、（Ｂ）はその正面図、（Ｃ）はその側面図である。
【図１０】（Ａ１からＡ４）は本発明の導通試験方法の第一実施例を示す正面図、（Ｂ１からＢ４）は側面図である。
【図１１】（Ａ１からＡ４）は本発明の導通試験方法の第二実施例を示す正面図、（Ｂ１からＢ４）は側面図である。
【図１２】（Ａ１からＡ３）は本発明の導通試験方法の第三実施例を示す正面図、（Ｂ１からＢ３）は側面図である。
【図１３】（Ａ４からＡ６）は本発明の導通試験方法の第三実施例を示す正面図、（Ｂ４からＢ６）は側面図である。
【図１４】本発明のプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図である。
【図１５】本発明のプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図である。
【図１６】本発明のプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図である。
【図１７】本発明のプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図である。
【図１８】本発明のプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図である。
【図１９】本発明のプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図である。
【図２０】本発明のプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図である。
【図２１】本発明の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２２】本発明のプローブユニットの製造方法の第三実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１      プローブユニット
４    検体
１０    基板
１２    凹部
２０    導電膜
２４    ブリッジ部
３４    突部
４０    電極
５０    第一犠牲膜
５１    凹部
５２    第二犠牲膜
５４    第三犠牲膜
５６    めっき下地層
６２    第一めっき層
６８    第二めっき層
【図１】
2005037199.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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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