(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体に形成された複数の素子にそれぞれに対応するプローブを接触させて上記各素子の電気的特性検査を行うコンタクタを備えたプロービングカードの製造方法において、基板表面に上記プローブの配列に即した錐体状の凹部を複数形成する工程と、上記各凹部に樹脂を充填し、固化させて上記プローブ用の成形型を形成する工程と、上記基板に形成された全ての成形型を上記コンタクタを構成する複数の電極上に転写する工程と、上記コンタクタの表面に形成された全ての成形型の表面に下地金属薄膜を形成する工程と、上記各成形型の表面に形成された下地金属薄膜にそれぞれレジスト膜を形成する工程と、上記各下地金属薄膜のレジスト膜を現像処理した後上記プローブに相当する部分のレジスト膜を除去する工程と、上記各プローブ相当部分に導電性のプローブ用金属薄膜を形成する工程と、上記レジスト膜、下地金属薄膜及び樹脂を除去して複数のプローブを現出させる工程とを備えたことを特徴とするプロービングカードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検査体の電気的特性検査を行う際に用いられるプロービングカードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
被検査体、例えば半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称す。）に多数形成されたメモリ回路やロジック回路等のＩＣチップの電気的特性検査を行う場合にはプロービングカードが用いられる。このプロービングカードは検査時にウエハの電極用パッドと接触した時にテスタとＩＣチップ間で検査用信号の授受を中継する役割を果たしている。このプロービングカードは、例えばＩＣチップ上に形成された複数の電極パッドに対応したワイヤータイプのプローブを複数有し、各プローブと各電極パッドとをそれぞれ電気的に接触させてＩＣチップの検査を行うようにしている。
【０００３】
ところで最近、ＩＣチップの集積度が高まって電極パッドの数が急激に増加すると共に電極パッドの配列が益々狭ピッチ化している。これに伴ってプロービングカードのプローブの本数が急激に増加し、狭ピッチ化している。しかも、ウエハの大口径化に伴ってウエハ内のＩＣチップ数が急激に増加し、検査に長時間を要し、検査時間の短縮が重要課題になっている。そこで、プロービングカードによって検査を行う場合にも、ＩＣチップを１個ずつ検査するのではなく、同時に検査するＩＣチップの数（同測数）を増やし、検査時間を短縮するようにしている。多ピン化及び同測数の増加に対処したプロービングカードとして例えばバンプ状のプローブを有するメンブレンタイプのものがある。この種のプロービングカードは、微細化したＩＣチップに対応させてプローブを高集積化できるが、プローブ自体に弾力がなく、しかも高集積化すればプローブ間の寸法が余りにも短いため、メンブレンが電極パッドの高低差に追随し難く、プローブとＩＣチップの電極パッドとの安定した接触を確保することが難しい。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、素子の高集積化及び同測数の増加等によって素子の電極パッドが高密度化、狭ピッチ化し、更に各電極パッド間に高低差があっても、全てのプローブがそれぞれの電極パッドと確実に接触し信頼性の高い検査を行うことができるプロービングカードを提供することを目的としている。
【０００５】
また、本発明は、素子の高集積化及び同測数の増加等によって素子の電極パッドが高密度化、狭ピッチ化しても、これらの電極パッドに対応したプローブを絶縁性基板上に一括して作り込むことができ、低コストで製造することができるプロービングカードの製造方法を併せて提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のプロービングカードの製造方法は、被検査体に形成された複数の素子にそれぞれに対応するプローブを接触させて上記各素子の電気的特性検査を行うコンタクタを備えたプロービングカードの製造方法において、基板表面に上記プローブの配列に即した錐体状の凹部を複数形成する工程と、上記各凹部に樹脂を充填し、固化させて上記プローブ用の成形型を形成する工程と、上記基板に形成された全ての成形型を上記コンタクタを構成する複数の電極上に転写する工程と、上記コンタクタの表面に形成された全ての成形型の表面に下地金属薄膜を形成する工程と、上記各成形型の表面に形成された下地金属薄膜にそれぞれレジスト膜を形成する工程と、上記各下地金属薄膜のレジスト膜を現像処理した後上記プローブに相当する部分のレジスト膜を除去する工程と、上記各プローブ相当部分に導電性のプローブ用金属薄膜を形成する工程と、上記レジスト膜、下地金属薄膜及び樹脂を除去して複数のプローブを現出させる工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明に実施の形態】
以下、図１〜図１０に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
本実施形態のプロービングカードは、例えば図１に示すコンタクタ１を備えている。このコンタクタ１は、同図に示すように、絶縁性基板２と、この絶縁性基板２表面にＩＣチップそれぞれの電極パッド（図示せず）に対応してマトリックス状に配列された複数本（例えば、２０００本程度）のプローブ３とを有し、複数個のＩＣチップを同時に検査できるようになっている。絶縁性基板２は例えば複数の配線層が積層されたセラミックスによって形成されている。この絶縁性基板２の表面にはマトリックス状に配列された複数の電極パッド４が形成され、各電極パッド４上にプローブ３がそれぞれ接続されている。
【００１１】
而して、上記プローブ３は、例えば図２の（ａ）〜（ｃ）に示すように、略正四角形状を呈する薄膜状の基端部３Ａと、この略正四角形の中心を通る垂直線上に配置された薄膜状の接触端子部３Ｂと、この接触端子部３Ｂと基端部３Ａを連結する薄膜状の連結部３Ｃとからなり、例えばニッケル、ニッケル系合金等のバネ性を有する導電性金属によって略一定の厚さで一体に形成されている。
【００１２】
後述のプローブカードの製造方法で説明するように、基端部３Ａは四角錐体の基端部の表面全周に沿って形成され、接触端子部３Ｂは四角錐体の頂部の表面全周に沿って四角錐体状に形成され、また、連結部３Ｃは基端部３Ａの一つの隅角部から接触端子部３Ｂまで四角錐体の表面に沿って螺旋状に巻き上げられて形成されている。四角形状の基端部３Ａは全周に渡って電極パッド４に電気的に接続され、両者間を確実に導通すると共に接触端子部３Ｂ及び連結部３Ｃを安定した状態で支持している。接触端子部３Ｂは連結部３Ｃを介して基端部３Ａの中心の真上において弾力的に上下動する自由端として形成され、ウエハ表面の検査用電極パッドの高低差を吸収すると共に尖端が検査用電極パッド（図示せず）に確実に食い込みウエハの検査用電極パッドに電気的に接続するようになっている。尚、図２の（ｂ）において、５は絶縁性基板２内に形成された多層構造の配線６（図５参照）間を結ぶ連結配線である。
【００１３】
上記基端部３Ａの電極パッド４との接続部の一辺は例えば１００μｍの長さに設定して形成され、接触端子部３Ｂの電極パッド４表面からの高さは例えば７０μｍに設定して形成され、また、基端部３Ａ、接触端子部３Ｂ及び連結部３Ｃの厚さはそれぞれ例えば１０μｍに設定して形成されている。
【００１４】
次に、上記プローブカードの製造方法について説明する。本実施形態のプローブカードを製造するには絶縁性基板２を作製し、この絶縁性基板２表面にマトリックス状に配列して形成された複数の電極パッド４上にプローブ３を一括して配置する。プローブ３を一括配置する場合には例えば以下のようにして行う。
【００１５】
即ち、例えば図３に示すようにシリコンウエハ１０の表面に電極パッド４に即した逆四角錐体の凹部１１を従来公知の異方性エッチング手法により一括して形成する。凹部１１の側面の水平面となす角度θはシリコンウエハ１０の結晶構造によって規定され、例えば本実施形態で用いられる面方位（１００）シリコンウエハ１０の場合には角度θは５４．７°であった。
【００１６】
引き続き、図４に示すように樹脂を各凹部１１内に充填し、固化した樹脂でプローブ３の原形となる四角錐体状の成形型１２をシリコンウエハ１０に形成する。成形型１２を形成した後、余分な不要部分を除去し既に作製されている絶縁性基板２の電極パッド４と成形型１２の位置合わせを行った後、シリコンウエハ１０と絶縁性基板２とを重ね合わせ、図５に示すように一括成形した成形型１２を対応する電極パッド４上に転写する。尚、図３〜図６ではシリコンウエハ及び成形型１２の断面を示し、以下で説明する図６〜図９では一つの成形型１２を図示し、また、絶縁性基板２は断面を示し、プローブ部分は側面を示す。
【００１７】
次いで、各成形型１２の全面に例えば金を蒸着させてプローブ３を形成する際の下地となる金属薄膜１３を形成する。この金属薄膜１３はプローブ用の金属をメッキする際の電極としての役割を果たすものである。この金属薄膜１３の全面にレジスト膜を形成した後、現像処理し、図６に示すようにプローブ３となる部分のレジスト膜１４を除去して下地金属薄膜１３を表出させる。
【００１８】
引き続き、上記下地金属薄膜１３を陰極として例えばニッケルメッキを施し、下地金属薄膜１３の表面にニッケルからなるプローブ用の金属薄膜３’を形成する。この段階でプローブとなる部分は下地金属薄膜１３とプローブ３用の金属薄膜３’の積層構造になっており、その他の部分は下地金属薄膜１３とレジスト膜１４の積層構造になっている。そこで、次の工程でレジスト膜１４を薬品等を用いて溶解除去した後、その下層の金属薄膜１３をエッチング処理により除去し、成形型１２を表出させる。更に、成形型１２を薬品等を用いて溶解除去し、最終的には図８に示すプローブ３を作製する。
【００１９】
次に、プローブ３の動作について説明する。プローブ装置内でプロービングカードの各プローブ３とウエハの各電極パッドの位置合わせを行い、ウエハが載置された載置台が上昇するとウエハに形成された複数個分のＩＣチップの電極パッドがコンタクタ１の全てのプローブ３と一括接触する。更に、載置台がオーバドライブするとプローブ３の接触端子部３Ｂが連結部３Ｃを介して弾力的に基端部３Ａ側に押し込まれる。この際、ウエハの各検査用電極パッド間に高低差があってもそれぞれの電極パッドの高さに応じて連結部３Ｃが弾性変形してそれぞれの高低差を吸収すると共に、接触端子部３Ｂの尖端が連結部３Ｃのバネ力で各電極パッド内に確実に食い込んで電極パッドと電気的に接触し、テスタと各ＩＣチップ間を導通し、ＩＣチップについて検査する。その後、載置台が下降し、Ｘ方向またはＹ方向へ移動してウエハをインデックス送りし、次の複数個分のＩＣチップについて検査を行う。
【００２０】
従って、本実施形態のプローブカードの製造方法によって得られたプローブ３は、仮想錐体（本実施形態では成形型１３）の基端部の表面全周に沿って一定の膜厚で形成された基端部３Ａと、仮想錐体の頂部表面に沿って形成された接触端子部３Ｂと、この接触端子部３Ｂと基端部３Ａを連結する連結部３Ｃとからなり、連結部３Ｃが基端部３Ａから接触端子部３Ｂまで仮想錐体の表面に沿って螺旋状に巻き上げて形成されているため、ＩＣチップの高集積化及び同測数の増加等によってＩＣチップの電極パッドが高密度化、狭ピッチ化し、更に各電極パッド間に高低差があっても、全てのプローブ３がそれぞれの電極パッドと確実に接触し信頼性の高い検査を行うことができる。
【００２１】
以上説明したように本実施形態のプローブカードの製造方法によれば、ＩＣチップの高集積化及び同測数の増加等によってＩＣチップの電極パッドが高密度化、狭ピッチ化しても、これらの電極パッドに対応したプローブ３を絶縁性基板１上に一括して作り込むことができ、低コストで製造することができる。
【００２２】
次に、本発明の他の実施形態のプロービングカードについて図９及び図１０を参照しながら説明する。これらのプロービングカードも前述した製造方法によって製造することができる。
【００２３】
図９の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施形態のプローブカードのプローブを拡大して示す斜視図及び平面図である。本実施形態のプローブ２３の場合には、基端部２３Ａと接触端子部２３Ｂが４つの連結部２３Ｃを介して連結されている以外は上記実施形態に準じて構成されている。この場合の各連結部２３Ｃは直線状に形成され、四角形状の基端部２３Ａの各辺の中心と接触端子部２３Ｂを連結している。そして、各連結部２３Ｃは上述した成形型１２の各側面の表面に沿って形成されている。本実施形態においても連結部２３Ｃを介して接触端子部２３Ｂが検査用電極パッドと弾力的に接触し、上記実施形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００２４】
また、図１０の（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の他の実施形態のプローブカードのプローブを拡大して示す平面図で、連結部の構成を異にする以外は上記各実施形態に準じて構成されている。同図の（ａ）に示すプローブ３３は図９に示すものと同様に４つの連結部３３Ｃを介して基端部３３Ａと接触端子部３３Ｂが連結されているが、本実施形態では連結部３３Ｃが基端部３３Ａの隅角部近傍に連結されている点で図９に示すものとは相違する。同図の（ｂ）、（ｃ）に示すプローブ４３、５３は図９に示すものと同様に４つの連結部４３Ｃ、５３Ｃを介して基端部４３Ａ、５３Ａと接触端子部４３Ｂ、５３Ｂが連結されているが、本実施形態では連結部４３Ｃ、５３Ｃが基端部４３Ａ、５３Ａの各辺の中心から螺旋状に巻き上げられて接触端子部４３Ｂ、５３Ｂに連結されている点で図９に示すものとは相違する。同図の（ｄ）に示すプローブ６３は一つの連結部６３Ｃを介して基端部６３Ａの一辺の中心と接触端子部６３Ｂが連結されているが、本実施形態では連結部６３Ｃが直線状に形成されている点で図２に示すものとは相違する。同図の（ｅ）に示すプローブ７３は二つの連結部６３Ｃを介して基端部７３Ａの互いに対向する辺の中心と接触端子部７３Ｂがそれぞれ連結されている点で同図の（ｄ）に示すものとは相違する。同図の（ｆ）に示すプローブ８３は二つの連結部８３Ｃを介して基端部８３Ａの互いに対向する辺の中心と接触端子部８３Ｂがそれぞれ連結され、更に各連結部８３Ｃが螺旋状に巻き上げられている点で同図の（ｅ）に示すものとは相違する。これらの実施形態においても上記各実施形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００２５】
尚、上記各実施形態では四角錐体状のプローブについて説明したが、プローブは必要に応じて三角錐体、円錐体等種々の錐体形状に形成することができる。また、連結部についても必要に応じて種々の形態を採用することができる。また、成形型１２としては樹脂以外の物質、例えば銅等の金属を利用することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、素子の高集積化及び同測数の増加等によって素子の電極パッドが高密度化、狭ピッチ化しても、これらの電極パッドに対応したプローブを絶縁性基板上に一括して作り込むことができ、プロービングカードを低コストで製造することができるプロービングカードの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプロービングカードの一実施形態のコンタクタを模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示すプロービングカードのプローブを拡大して示す図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）はその平面図である。
【図３】本発明のプロービングカードの製造方法の一工程を示す図で、プローブ用の成形型を作るための凹部を形成する工程のシリコンウエハの断面図である。
【図４】図３に示す凹部に樹脂を充填する工程を示す図３に相当する断面図である。
【図５】図４に示す成形型を絶縁性基板上に転写する工程を示す断面図である。
【図６】図５に示す成形型にレジスト膜及び下地用金属薄膜を形成する工程を示す側面図である。
【図７】図６に示す成形型にプローブ用の金属薄膜を形成する工程を示す図６に相当する図である。
【図８】図７に示す状態からレジスト膜、下地用金属薄膜及び成形型を除去し、プローブを完成させる工程を示す図６に相当する図である。
【図９】本発明のプロービングカードの他の実施形態のプローブを拡大して示す図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその平面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明のプロービングカードの更に他の実施形態のプローブを拡大して示す平面図である。
【符号の説明】
１ コンタクタ
２ 絶縁性基板
３ プローブ
３’ プローブ用金属薄膜
３Ａ 基端部
３Ｂ 接触端子部
３Ｃ 連結部
４ 電極パッド
１０ シリコンウエハ（基板）
１１ 凹部
１２ 成形型
１３ 下地金属薄膜
１４ レジスト膜
【図１】
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【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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