(57)【要約】【課題】リソグラフィ技術とエッチング技術を用いることなく所定の形状を有するプローブチップを基板上に容易に製造することができるプローブチップの製造方法を提供すること。【解決手段】検査する半導体装置の電極パッドの位置に合わせて基板上に形成されるプローブチップの製造方法であって、プローブチップの形状とこのプローブチップを基板上に形成する位置を含む形状情報に基づいて、基板上の所定の位置に金属粉末を３次元的に焼結させてプローブチップを製造する。【選択図】        図１
2007171141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査する半導体装置の電極パッドの位置に合わせて基板上に形成されるプローブチップの製造方法であって、
前記プローブチップの形状とこのプローブチップを前記基板上に形成する位置を含む形状情報に基づいて、前記基板上の所定の位置に金属粉末を３次元的に焼結させてプローブチップを製造することを特徴とするプローブチップの製造方法。
【請求項２】
検査する半導体装置の電極パッドの位置に合わせて基板上に形成されるプローブチップの製造方法であって、
前記プローブチップの形状とこのプローブチップを前記基板上に形成する位置を含む形状情報を用いて、前記基板上の貫通孔が形成された所定の位置に前記プローブチップの形状が空洞となるように、熱または光により硬化する樹脂で３次元的に型枠を形成する型枠形成工程と、
前記型枠内に金属層を形成する金属層形成工程と、
前記基板の前記プローブチップの形成位置とは反対側の面に、前記貫通孔と接続されるように導電性材料で配線層を形成する配線層形成工程と、
前記型枠を除去する型枠除去工程と、
を含むことを特徴とするプローブチップの製造方法。
【請求項３】
検査する半導体装置の電極パッドの位置に合わせて基板上に形成されるプローブチップの製造方法であって、
前記プローブチップの形状とこのプローブチップを前記基板上に形成する位置を含む形状情報に基づいて、前記基板上の貫通孔が形成された所定の位置に前記プローブチップの形状を有する樹脂製プローブチップを熱または光により硬化する樹脂で３次元的に形成する樹脂製プローブピン形成工程と、
前記樹脂製プローブチップの全面を被覆した後、前記樹脂製プローブチップを除去して前記プローブチップの型枠を形成する型枠形成工程と、
前記型枠内に金属層を形成する金属層形成工程と、
前記基板の前記プローブチップの形成位置とは反対側の面に、前記貫通孔と接続されるように導電性材料で配線層を形成する配線層形成工程と、
前記型枠を除去する型枠除去工程と、
を含むことを特徴とするプローブチップの製造方法。
【請求項４】
前記型枠は、有機溶剤で溶解することができる材料によって形成されることを特徴とする請求項２または３に記載のプローブチップの製造方法。
【請求項５】
半導体装置の電極パッドにプローブチップを接触させて所定の電気信号を流して前記半導体装置を検査するプローブカード上の破損プローブチップを修復するプローブチップ修復装置であって、
金属粉末を供給する金属粉末供給手段と、
レーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
前記プローブカード上の前記破損プローブチップの位置とその修復形状を特定して、前記破損プローブチップの修復に必要な形状を含む修復形状情報を作成する修復形状特定手段と、
前記修復形状情報に基づいて、前記破損プローブチップの形成領域付近に金属粉末を供給するとともにレーザ光を照射するように、前記金属粉末供給手段と前記レーザ光照射手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記破損プローブチップに、前記修復形状に対応する金属層を３次元的に形成することを特徴とするプローブチップ修復装置。
【請求項６】
前記修復形状特定手段は、
前記プローブカード上の前記破損プローブチップの画像を撮像する撮像手段と、
撮像した前記破損プローブチップの画像と予め保持している正常なプローブチップの画像との差分画像から前記破損プローブチップの修復形状を取得する修復形状取得手段と、
正常な前記プローブチップの形状情報を用いて、前記修復形状に対応する修復形状情報を取得する修復形状情報取得手段と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載のプローブチップ修復装置。
【請求項７】
半導体装置を検査するプローブカード上の破損プローブチップを修復するプローブチップの修復方法であって、
前記プローブカード上の前記破損プローブチップの位置とその修復形状を特定して、前記破損プローブチップの修復に必要な形状を含む修復形状情報を作成する修復形状特定工程と、
前記修復形状情報に基づいて、前記破損プローブチップの形成領域付近に金属粉末を供給するとともにレーザ光を照射して、前記破損プローブチップの破損部位に前記修復形状に対応する金属層を３次元的に形成する修復工程と、
を含むことを特徴とするプローブチップの修復方法。
【請求項８】
前記修復形状特定工程は、
前記プローブカード上の前記破損プローブチップの画像を撮像する撮像工程と、
撮像した前記破損プローブチップの画像と予め保持している正常なプローブチップの画像との差分画像から修復形状を取得する修復形状取得工程と、
正常な前記プローブチップの形状情報を用いて、前記修復形状に対応する修復形状情報を取得する修復形状情報取得工程と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載のプローブチップの修復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置を検査する検査装置に設置され、被検査対象の半導体装置の電気的特性を検査するために用いるプローブカードに使用されるプローブチップの製造方法に関するものである。また、プローブカードに使用されるプローブチップを修復するプローブチップ修復装置とプローブチップの修復方法にも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコン基板上に形成されるＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）などの半導体装置には多数の電極パッドがあり、また、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスには段差の大きな位置関係を有する複数の電極パッドを有する。このような半導体装置を製造する工程には、上記電極パッドに微細なプローブチップを接触させて、製造した半導体装置の電気的特性を検査する工程がある。このような半導体装置の電気的特性の検査には検査装置が使用される。この検査装置は、半導体ウェハ上に作製された半導体装置の電気的諸特性を測定するテスタと、テスタからの電気信号を半導体装置の電極パッドに伝えるプローブカードと、を備える。このプローブカードは、高集積化された半導体装置に存在する数千個の電極パッドを同数のプローブチップで一度に接続するために、プローブチップの先端が半導体装置の電極パッドの位置に対応するように設けられた構造を有している。半導体装置の電極パッドの微細化に伴って、このようなプローブカードに使用されるプローブチップも微細化している。そのため、プローブチップを、リソグラフィ技術とエッチング技術を用いて、基板上に形成する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３２８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、プローブチップを作製するに当たり、プローブチップの有する形状により、マスクを形成してエッチングする工程を繰り返さなければならないので、非常に手間がかかるという問題点があった。また、特許文献１に記載の方法によって製造され完成したプローブカードにおいて、先端が破損してなくなったプローブチップが存在していると、そのプローブカードは製品として使用することができず、プローブカードごと破棄しなければならなかった。
【０００５】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、リソグラフィ技術とエッチング技術を用いることなく所定の形状を有するプローブチップを基板上に容易に製造することができるプローブチップの製造方法を提供することを目的とする。また、基板上に形成されたプローブチップを備えるプローブカードにおいて、破損したプローブチップを修理することができるプローブチップ修復装置とプローブチップの修復方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明にかかるプローブチップの製造方法は、検査する半導体装置の電極パッドの位置に合わせて基板上に形成されるプローブチップの製造方法であって、前記プローブチップの形状とこのプローブチップを前記基板上に形成する位置を含む形状情報に基づいて、前記基板上の所定の位置に金属粉末を３次元的に焼結させてプローブチップを製造することを特徴とする。
【０００７】
また、この発明にかかるプローブチップの製造方法は、検査する半導体装置の電極パッドの位置に合わせて基板上に形成されるプローブチップの製造方法であって、前記プローブチップの形状とこのプローブチップを前記基板上に形成する位置を含む形状情報を用いて、前記基板上の貫通孔が形成された所定の位置に前記プローブチップの形状が空洞となるように、熱または光により硬化する樹脂で３次元的に型枠を形成する型枠形成工程と、前記型枠内に金属層を形成する金属層形成工程と、前記基板の前記プローブチップの形成位置とは反対側の面に、前記貫通孔と接続されるように導電性材料で配線層を形成する配線層形成工程と、前記型枠を除去する型枠除去工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
さらに、この発明にかかるプローブチップの製造方法は、検査する半導体装置の電極パッドの位置に合わせて基板上に形成されるプローブチップの製造方法であって、前記プローブチップの形状とこのプローブチップを前記基板上に形成する位置を含む形状情報に基づいて、前記基板上の貫通孔が形成された所定の位置に前記プローブチップの形状を有する樹脂製プローブチップを熱または光により硬化する樹脂で３次元的に形成する樹脂製プローブピン形成工程と、前記樹脂製プローブチップの全面を被覆した後、前記樹脂製プローブチップを除去して前記プローブチップの型枠を形成する型枠形成工程と、前記型枠内に金属層を形成する金属層形成工程と、前記基板の前記プローブチップの形成位置とは反対側の面に、前記貫通孔と接続されるように導電性材料で配線層を形成する配線層形成工程と、前記型枠を除去する型枠除去工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、この発明にかかるプローブチップ修復装置は、半導体装置の電極パッドにプローブチップを接触させて所定の電気信号を流して前記半導体装置を検査するプローブカード上の破損プローブチップを修復するプローブチップ修復装置であって、金属粉末を供給する金属粉末供給手段と、レーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記プローブカード上の前記破損プローブチップの位置とその修復形状を特定して、前記破損プローブチップの修復に必要な形状を含む修復形状情報を作成する修復形状特定手段と、前記修復形状情報に基づいて、前記破損プローブチップの形成領域付近に金属粉末を供給するとともにレーザ光を照射するように、前記金属粉末供給手段と前記レーザ光照射手段を制御する制御手段と、を備え、前記破損プローブチップに、前記修復形状に対応する金属層を３次元的に形成することを特徴とする。
【００１０】
さらに、上記目的を達成するため、この発明にかかるプローブチップの修復方法は、半導体装置を検査するプローブカード上の破損プローブチップを修復するプローブチップの修復方法であって、前記プローブカード上の前記破損プローブチップの位置とその修復形状を特定して、前記破損プローブチップの修復に必要な形状を含む修復形状情報を作成する修復形状特定工程と、前記修復形状情報に基づいて、前記破損プローブチップの形成領域付近に金属粉末を供給するとともにレーザ光を照射して、前記破損プローブチップの破損部位に前記修復形状に対応する金属層を３次元的に形成する修復工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、３次元造形機を用いて基板上に複数のプローブチップを容易に形成することができる。また、基板上にプローブチップを形成するにあたり、従来の技術のように、基板にレジストを形成し、エッチングをしたりする必要がないため、手間がかからず、さらに、複雑な形状のプローブチップでも形成することができるという効果を有する。
【００１２】
また、この発明によれば、プローブチップの形状を任意に形成することができるとともに、プローブチップの形成にかかる手間を省くことができるという効果を有する。また、加工するプローブチップのサイズが、金属粉末の粒径に依存しないので、高い加工精度でプローブチップを製造することができる。そのため、微細な加工を行う場合には、微細な金属粉末を用意する場合に比較して、製造コストを抑えることができるという効果も有する。
【００１３】
さらに、この発明によれば、プローブカード上に微細に加工されたプローブチップに破損などが生じた場合でも、そのプローブチップを修復することができる。その結果、従来、プローブチップが１本でも破損しているとプローブカード全体を破棄しなければならなかったが、そのプローブカードを破棄せずに、資源を有効に利用することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるプローブチップの製造方法、プローブチップ修復装置およびプローブチップの修復方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、この発明にかかるプローブチップを製造する３次元光造形機の概略構成を模式的に示す図である。なお、この図１には、基板上に１つのプローブチップが形成されている状態を示しているが、これはプローブチップの製造方法を説明するための模式図であり、実際には基板上に多数の微細なプローブチップが形成されるものである。この３次元光造形機１０は、プローブチップ２１を構成する金属粉末を焼結させる焼結室１１と、プローブチップ２１を形成する基板２０を載置し焼結室１１内で上下方向に移動可能な支持板１２と、支持板１２を上下に移動させる駆動機構１３と、焼結させる金属粉末を収納し、焼結室１１内に金属粉末を供給する金属粉末供給部１４と、金属粉末を焼結させるレーザ光を発生させ、焼結室１１内を走査するレーザ光照射部１５と、ＣＡＤ（Computer Aided Design）によって作成したプローブチップを作製するためのスライスデータに基づいてレーザ光照射部１５、駆動機構１３および金属粉末供給部１４などを制御する制御部１６と、を備える。ここで、スライスデータとは、基板２０上に形成するプローブチップ２１の形状を、所定のピッチで水平方向に輪切り形状にスライスした場合の各データのことをいい、特許請求の範囲における形状情報に含まれるものである。また、金属粉末の粒径は、製造するプローブチップ２１のサイズに合わせて適宜選択すればよい。
【００１６】
プローブチップ２１は、基板２０と接続される接続部２１１と、検査対象である図示しない半導体装置の電極パッドに接触させる針部２１２と、針部２１２を支持する支持部２１３と、を含む。針部２１２は、支持部２１３の一方の端部に形成され、先端が針状に形成されている。支持部２１３は、一方の端部に針部２１２が形成され、もう一方の端部は接続部２１１と接続される。また、接続部２１１は、支持部２１３を基板２０上に支持するように形成される。このようなプローブチップ２１では、支持部２１３と、支持部２１３と接続部２１１との接続部分と、がばねの役割を有し、たとえば、針部２１２の先端が図の矢印Ａの方向に力を受けた場合でも、支持部２１３と接続部２１１との接続部分を固定部として支持部２１３がたわむことによって、力を吸収することが可能な構造となっている。これにより、たとえば、検査対象の電極パッドの高さ方向の位置が不揃いであったとしても、所定の位置にプローブカードを配置したときに、その位置におけるプローブチップ２１の支持部２１３がたわむことで、電極パッドとの間で電気的な接続を保つことができる。このプローブチップ２１として、ニッケルまたはニッケル合金を用いることが望ましいが、銅や銅合金を用いることもできる。
【００１７】
ここで、支持板１２は、プローブチップ２１を形成する基板２０の基板面が水平面と平行となるように基板２０を支持し、焼結室１１内に配置される。この支持板１２は、駆動機構１３によって、焼結室１１内を上下に移動可能な構成となっている。また、金属粉末供給部１４は、焼結室１１内に配置された基板２０上に金属粉末が均一に撒かれるように、金属粉末を供給する。プローブチップ２１が基板２０上に形成されていない初期状態では、支持板１２上の基板表面が焼結室１１内の所定の位置（高さ）となるように配置され、レーザ光の走査によって金属粉末を焼結させた金属層を所定の位置に１層形成するごとに、所定のピッチで支持板１２を下げていき、複数の金属層を重ね合わせることを繰り返すことで、プローブチップ２１を形成していく。このとき、制御部１６は、スライスデータに基づいてレーザ光照射部１５を制御して、基板２０上の金属層を形成する位置にレーザ光を照射する。このレーザ光が照射された部分では、金属粉末の焼結が起こり、所望の形状を有する金属層が形成される。
【００１８】
つぎに、この３次元光造形機１０を用いたプローブチップの製造方法について説明する。図２は、形成するプローブチップのスライスデータの一例を模式的に示す図であり、図３−１〜図３−３は、プローブチップの製造手順を示す模式図である。図２に示されるように、プローブチップ２１の作製前に、予めＣＡＤによって、基板上に形成するプローブチップ２１の形状を作成し、そのプローブチップ２１について、水平面に平行な面で基板との接触面から所定のピッチで輪切りにする。この図２の例では、プローブチップ２１は水平面に平行な面で、ピッチｈで１５層に輪切りにされた状態が示されている。この輪切りにされた一層ごとのデータ、すなわちこれらの各層における金属層２１５を形成する位置をスライスデータとして用意する。また、このスライスデータに加えて、プローブチップ２１を形成する基板２０上の位置についての情報も用意される。これらのスライスデータとプローブチップ２１の形成位置を含むものが特許請求の範囲における形状情報に対応している。
【００１９】
ついで、図３−１に示されるように、焼結室１１内の支持板１２上に基板２０を設置し、図示しない駆動機構１３によって基板表面が焼結室１１内の所定の位置（高さ）となるように支持板１２を移動させる。たとえば、基板表面が、焼結室１１の所定の高さＢからｈだけ低い位置となるように調整する。その後、基板２０上に厚さが均一となるように、金属粉末供給部１４から金属粉末を供給する。
【００２０】
ついで、制御部１６は、スライスデータ（この場合には、図２の基板２０の直上に位置する１層目のスライスデータ）に基づいて、レーザ光照射部１５を制御して、レーザ光を基板２０上に走査する。これにより、図３−２に示されるように、レーザ光が走査された箇所で金属粉末の焼結が進行して、金属層２１５が形成される。
【００２１】
その後、図３−３に示されるように、駆動機構１３で所定のピッチｈだけ支持板１２を下げて、上述した工程を繰り返し行って金属層２１５を形成し、プローブチップ２１の形状が完成するまで行う。以上により、図１に示されるように、基板２０上の所定の位置にプローブチップ２１を形成することができる。
【００２２】
なお、上述した説明では、レーザ光を利用した３次元光造形機１０の場合を例示したが、同様に３次元的にプローブチップを形成することができるものであれば、３次元光造形機１０に限定されるものではない。たとえば、レーザ光照射部１５の代わりに、粘着性溶剤供給部を設け、粘着性溶剤をジェット状にしてスライスデータに基づいてプローブチップを形成する位置に噴き付けて金属粉末同士を接着させて、３次元光造形機１０の場合と同様に一層ずつ層を形成して、プローブチップ２１を製造するようにしてもよい。ただし、この場合には、プローブチップ状に金属粉末を接着させた後に、高温で焼結させる必要がある。
【００２３】
この実施の形態１によれば、３次元光造形機１０を用いて基板２０上に複数のプローブチップ２１を容易に形成することができる。また、基板２０上にプローブチップ２１を形成するにあたり、従来の技術のように、基板２０にレジストを形成し、エッチングをしたりする必要がないため、手間がかからず、さらに、複雑な形状のプローブチップ２１でも容易に形成することができるという効果を有する。
【００２４】
実施の形態２．
この実施の形態２では、樹脂のプローブチップの形状を有する型枠中にメッキ法などで金属層を形成し、その後に樹脂を除去してプローブチップを得るプローブチップの製造方法について説明する。
【００２５】
図４は、この発明にかかるプローブチップの型枠を樹脂で形成する３次元光造形機の構造を模式的に示す図である。この３次元光造形機３０は、実施の形態１とは異なり、液体の熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂（以下、硬化性樹脂液という）４２中に基板４０を置き、液状の硬化性樹脂液４２にレーザ光を照射させることでプローブチップの型枠４３を基板４０上に形成するものである。なお、この図４には、基板４０上に１つのプローブチップの型枠４３が形成されている状態を示しているが、これはプローブチップの製造方法を説明するための模式図であり、実際には基板４０上に多数の微細なプローブチップに対応する型枠が形成されるものである。
【００２６】
この３次元光造形機３０は、プローブチップの型枠４３を構成する液状の硬化性樹脂液４２で満たされる加工室３１と、プローブチップを形成する基板４０を載置し加工室３１内で上下方向に移動可能な支持板３２と、支持板３２を上下に移動させる駆動機構３３と、硬化性樹脂液である熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を硬化させるレーザ光または紫外線を発生させる光源３４と、光源３４で発生した光を走査する走査部３５と、ＣＡＤによって作成したプローブチップの型枠を作製するためのスライスデータに基づいて走査部３５および支持板３２などを制御する制御部３６と、を備える。ここで、スライスデータとは、基板４０上に形成するプローブチップの型枠４３の形状を、所定のピッチで水平方向に輪切り形状にスライスした場合の各データのことをいい、特許請求の範囲における形状情報に対応している。この実施の形態２では、実施の形態１とは異なり、プローブチップの型枠部分を３次元光造形機３０で作製することになる。
【００２７】
ここで、プローブチップを有するプローブカードの製造方法について説明する。図５−１〜図５−６は、プローブカードの製造方法の処理手順を示す模式図である。最初に、実施の形態１と同様に、基板４０表面の位置が硬化性樹脂液の液面から所定の距離ｈの深さとなるように基板４０を配置し、プローブチップの型枠部分のスライスデータにしたがって光源３４からのレーザ光または紫外線を基板４０上に走査させる。レーザ光または紫外線が照射された位置では熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂の硬化性樹脂液は硬化し、レーザ光が照射されない位置では硬化性樹脂液は硬化しない。つまり、プローブチップが形成される位置には硬化性樹脂液が硬化しない空洞の状態となる。このような処理を、プローブチップ全体の型枠が形成されるようにピッチｈずつ下げるごとに繰り返し行う。これにより、図４に示されるように、基板４０上にプローブチップの型枠４３が作製される。なお、このとき、プローブチップの接続部が形成される位置に対応する基板４０上の位置には、貫通孔４１ａが開けられており、型枠４３のプローブチップの針部の先端部分が形成される位置にも孔４１ｂが開けられている。また、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂は、後に実施されるメッキ工程で抵抗性を示す材料を使用することが望ましい。さらに、ここでは、プローブチップの型枠４３を３次元光造形機３０で製造しているが、ＳＬＡ（Stereo Lithography Apparatus）、ＳＬＳ（Selective Laser Sintering）、３ＤＰ（3 Dimensional (inkjet) Printing）、ＬＯＭ（Laminated Object Manufacturing）、ＬＥＮＳ（Laser Engineered Net Shaping）、ＤＳＰＣ（Direct Shell Production Casting）、ＳＬＰ（Solid Laser Plotter）、ＳＯＵＰ（Solid Object Ultraviolet Laser Plotting）、ＥＤＡＲＴなどの３次元造形機で製造したものであってもよい。
【００２８】
ついで、図５−１に示されるように、３次元光造形機３０の加工室３１から型枠４３を形成した基板４０を取り出し、無電解メッキ処理を行う。その結果、図５−２に示されるように、型枠４３内の空洞部分、基板４０の裏面、および型枠４３の樹脂表面に金属層５１が形成される。なお、このとき、金属として、プローブチップの機械的特性の面からＮｉまたはＮｉ合金を使用することが望ましいが、ＣｕやＣｕ合金でもよい。ついで、図５−３に示されるように、基板４０の裏面および型枠４３の樹脂表面に形成された金属層５１を研磨して除去する。
【００２９】
ついで、図５−４に示されるように、基板４０の裏面側に銅などの導電性材料層５２を被覆し、さらに導電性材料層５２上にフォトレジスト５３を形成する。導電性材料層５２は、プローブチップに電流を流すための配線層であるので、フォトリソグラフィ技術を用いて配線部分にフォトレジスト５３を残すようにパターニングを行う。その後、図５−５に示されるように、このフォトレジスト５３をマスクとして、導電性材料層５２をエッチングして、配線層５２ａを形成する。そして、図５−６に示されるように、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂で形成された型枠４３を有機溶剤で選択的に溶解、除去して、基板４０上にプローブチップ５１ａが形成される。
【００３０】
この実施の形態２によれば、基板４０上のプローブチップ５１ａの形成位置にプローブチップ５１ａの外形をかたどった型枠４３を、３次元造形機を用いて熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂で形成し、この型枠４３内にメッキ処理によって金属層５１を形成した後に熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を除去するようにしてプローブチップ５１ａを形成したので、リソグラフィ技術とエッチング技術を用いてプローブチップ５１ａの形状に基板をエッチングする場合に比較して、プローブチップ５１ａの形状を任意にすることができるとともに、プローブチップ５１ａの形成にかかる手間を省くことができるという効果を有する。また、実施の形態１の場合には、加工するプローブチップ２１のサイズが、金属粉末の粒径に依存してしまい、数μｍオーダのプローブを作製する場合には、ナノメータサイズの金属粉末を用意する必要があり、とても高価であり、製造コストがかかってしまうが、この実施の形態２によれば、実施の形態１の場合に比して工程数は増えてしまうが、ナノメータサイズの金属粉末を用いる必要がないので、製造コストを抑えることができるという効果も有する。さらに、加工精度は、樹脂を用いた３次元造形機の加工精度に依存するので、より微細な加工を行うことも可能となる。
【００３１】
実施の形態３．
この実施の形態３では、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などの樹脂（高分子材料）でプローブチップの形状を形成し、このプローブチップ形状の樹脂を用いて鋳型を作製して、メッキ法やＭＩＭ（Metal Injection Molding）プロセスによりプローブチップを製造する方法を説明する。
【００３２】
図６−１〜図６−９は、この実施の形態３のプローブチップを製造する処理手順を示す模式図である。まず、図６−１に示されるように、実施の形態２の図４で説明した３次元光造形機３０などの３次元造形機を用いて、基板４０上の所定の位置に形成された貫通孔４１ａを含む領域に高分子材料でプローブチップと同じ形状の樹脂製プローブチップ６１を形成する。この場合には、プローブチップの形状のスライスデータに基づいて樹脂製プローブチップ６１が形成される。また、樹脂製プローブチップ６１の接続部が、基板４０に形成された貫通孔４１ａを含むように、つまり、樹脂製プローブチップ６１の接続部の断面径は、基板４０に形成された貫通孔４１ａの断面径よりも大きくなるように形成される。さらに、高分子材料として、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂などが用いられるが、後の工程でも安定な性質を有する高分子材料が適宜選択される。なお、以下の説明では、基板４０上の樹脂製プローブチップ６１が形成されている側の面を正面と呼び、この面とは反対側の面を裏面と呼ぶことにする。また、プローブチップの形成位置とスライスデータを含む情報が、特許請求の範囲における形状情報に対応している。
【００３３】
ついで、図６−２に示されるように、樹脂製プローブチップ６１を含めた基板４０の正面側の全体を覆うように、金属、セラミックス材料またはプラスチック材料などからなる被覆層６２を、それぞれ適当な方法を用いて堆積させる。このとき、堆積される材料としては、引き続き行われる金属メッキ処理またはＭＩＭ処理の間でも構造的に安定している材料が適宜選択して用いられる。たとえば、メッキ処理で高い堆積速度を得るためには、銅、銀、金などのメッキ可能な金属材料を用いて被覆層６２が形成される。
【００３４】
ついで、図６−３に示されるように、基板４０の正面側を構造的に安定化させるために、樹脂６３で固める。このとき、後の工程でメッキによる高い堆積速度を得るようにするために、導電性高分子材料、金属エポキシなどを用いることが望ましい。その後、図６−４に示されるように、正面側の樹脂６３の上面を、樹脂製プローブチップ６１の先端が露出するまで、研磨またはエッチングにより除去する。これは、後の工程で、メッキ液またはＭＩＭペーストを、プローブチップの形状の空洞を有する樹脂６３で形成した鋳型内に浸透させるための孔である。ついで、図６−５に示されるように、内部の樹脂製プローブチップ６１を、溶剤を用いて除去する。これにより、プローブチップの形状を有する空洞６１ａが形成された樹脂（以下、鋳型という）６３が得られる。
【００３５】
ついで、図６−６に示されるように、鋳型６３中に、メッキ法またはＭＩＭプロセスによって金属層６４を形成する。このとき、基板４０の裏面側にも金属層６４が形成される。なお、金属層６４を形成する金属として、Ｎｉ、Ｎｉ合金またはＣｕ、Ｃｕ合金で形成することが望ましい。ついで、図６−７に示されるように、基板４０の裏側に形成された金属層６４を完全に除去する。その後、実施の形態３の図５−４に示されるように、導電性材料を用いて配線用の金属層を形成した後、図６−８に示されるように、フォトリソグラフィ技術によって、プローブチップの形成位置、より具体的にはプローブチップの接続部の基板４０との接続位置に接触するようにパターニングして配線層６５を形成する。そして、図６−９に示されるように、正面側の鋳型を適当な溶剤などを用いて除去して、プローブチップ６４ａが形成される。
【００３６】
この実施の形態３によれば、樹脂製プローブチップ６１を、加工精度の高い樹脂を用いた３次元造形機を用いて形成し、この樹脂製プローブチップ６１を用いて鋳型６３を形成し、さらにこの鋳型６３に金属層６４を形成してプローブチップ６４ａを製造するようにしたので、製造されるプローブチップ６４ａが、複雑な形状を有するものであっても微細な加工が可能となる。
【００３７】
なお、上述した実施の形態１〜３では、製造するプローブチップは、図２に示される形状のものを扱ってきたが、これに限定される趣旨ではなく、種々の形状のプローブチップに対して、実施の形態１〜３の製造方法を適用することができる。図７−１〜図７−３は、プローブチップの形状の他の例を示す図である。図７−１に示されるプローブチップ２１は、図２に示されるプローブチップ２１の形状において、支持部２１３が基板４０に対して起き上がった状態を有しており、結果的に、プローブチップ２１が図２のプローブチップ２１よりも立った状態にある。また、図７−２に示されるプローブチップ２１は、図７−１のプローブチップ２１の支持部２１３が、螺旋形状を有した構造を有している。さらに、図７−３に示されるプローブチップ２１は、基板４０と接続する接続部２１１と針部２１２との間の支持部２１３が逆コの字形状を有する構成となっている。これらの図７−１〜図７−３のいずれのプローブチップ２１においても、接続部２１１と針部２１２との間の支持部２１３は、基板４０に垂直な方向にたわむことができる構造を有している。
【００３８】
実施の形態４．
この実施の形態４では、プローブチップが基板上に形成されたプローブカードにおいて、プローブチップが損傷している部分を修復するプローブチップ修復装置とプローブチップの修復方法について説明する。
【００３９】
図８は、この発明にかかるプローブチップ修復装置の概略構成を模式的に示す図である。このプローブチップ修復装置８０は、プローブカード９０を載置して保持する保持台８１と、焼結させる金属粉末を収納し、修復位置に金属粉末を供給する金属粉末供給部８２（特許請求の範囲における金属粉末供給手段に対応する）と、金属粉末を焼結させるレーザ光を発生させ、修復位置にレーザ光を走査させるレーザ光照射部８３（特許請求の範囲におけるレーザ光照射手段に対応する）と、修復位置におけるプローブチップの形状を判断し、正常なプローブチップとの形状の違いから修復する形状を特定する修復形状特定部８４（特許請求の範囲における修復形状特定手段に対応する）と、修復する形状に基づいて金属粉末供給部８２からの金属粉末の供給とレーザ光照射部８３によるレーザ光の照射を制御する制御部８５（特許請求の範囲における制御手段に対応する）と、を備える。なお、この図８には、支持部が折れて破損した一つのプローブチップ９１を備えるプローブカード９０が保持台８１に保持される状態が示されているが、これは模式図であり、実際には基板上に多数の微細なプローブチップ９１が設けられている。
【００４０】
図９は、修復形状特定部の構成の一例を示すブロック図である。修復形状特定部８４は、たとえば、修復が必要なプローブチップの形状を撮像するＣＣＤカメラなどの撮像部８３１（特許請求の範囲における撮像手段に対応する）と、撮像部８３１によって撮像された画像と正常なプローブチップ９１の画像との差分画像を求め、修復が必要な形状を取得する修復形状取得部８３２（特許請求の範囲における修復形状取得手段に対応する）と、修復が必要な形状部分のＣＡＤデータ（以下、修復形状情報という）を求める修復形状情報取得部８３３（特許請求の範囲における修復形状情報取得手段に対応する）と、から構成される。そして、制御部８５は、修復形状情報取得部８３３によって求められた修復形状情報に基づいて、プローブチップ９１の修復を行うために、金属粉末供給部８２とレーザ光照射部８３を制御する。なお、プローブチップ９１のサイズが数ミクロンの場合には、撮像部８３１と修復対象（プローブチップ９１）との間に、プローブチップ９１の像を拡大する撮像光学系を設けることが好ましい。また、金属粉末供給部８２は、破損したプローブチップ９１の位置付近に金属粉末を供給することができるように、先端部がノズル状になっている。
【００４１】
ここで、このようなプローブチップ修復装置を用いたプローブチップの修復方法の処理手順について、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。まず、修復形状特定部８４によって、プローブカード９０中の修復が必要なプローブチップ９１の位置が特定され（ステップＳ１０１）、そのプローブチップ９１における修復が必要な形状についての修復形状情報が作成される（ステップＳ１０２）。このとき、たとえば図８と図９に示される構成を有するプローブチップ修復装置８０の場合には、修復が必要なプローブチップ９１の画像が撮像部８３１によって撮像され、修復形状取得部８３２によって、撮像された画像と正常なプローブチップの画像との差分が取られ、この差分画像によって修復が必要な形状が求められる。そして、修復形状情報取得部８３３によって、プローブチップ９１を作製するためのＣＡＤデータ（特許請求の範囲における形状情報に対応する）から、この修復が必要な形状の一層ごとのＣＡＤデータ、すなわち修復形状情報が求められる。
【００４２】
ついで、制御部８５は、修復が必要なプローブチップ９１の位置で、修復形状情報に基づいてプローブチップ９１の修復を行う（ステップＳ１０３）。具体的には、修復形状情報に基づいて、金属粉末供給部８２からの金属粉末の供給位置とレーザ光照射部８３によるレーザ光の照射位置とを制御し、修復形状情報（スライスデータ）に対応する一層ごとに金属粉末を焼結していく。そして、修復形状情報に基づいた修復、すなわち修復位置の金属粉末による焼結が完了すると、そのプローブチップ９１の修復が終了する。図１１は、図８の保持台に保持された破損したプローブチップが、プローブチップ修復装置によって修復された状態を模式的に示す図である。この図では、破損した支持部９１３の一部と針部９１２が層状に金属粉末を焼結させて修復された状態が示されている。なお、破損した部分における図中の水平線は、層状に焼結させることを示すために便宜上描き入れたものであり、実際に修復部分が層状模様を有することを示すものではない。その後、プローブカード９０中に他の修復すべきプローブチップ９１が存在する場合（ステップＳ１０４でＹｅｓの場合）には、上述した処理が繰り返し実行され、他の修復すべきプローブチップ９１が存在しない場合（ステップＳ１０４でＮｏの場合）には、プローブチップ９１の修復処理が終了する。
【００４３】
この実施の形態４によれば、プローブカード９０上に微細に加工されたプローブチップ９１に破損などが生じた場合でも、そのプローブチップ９１を修復することができる。その結果、従来、プローブチップ９１が１本でも破損しているとプローブカード９０全体を破棄しなければならなかったが、そのプローブカード９０を破棄せずに、資源を有効に利用することができるという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明にかかるプローブチップの製造方法は、基板上に多数のプローブチップが配列されたプローブカードの製造方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明によるプローブチップを製造する３次元光造形機の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】プローブチップのスライスデータの一例を模式的に示す図である。
【図３−１】プローブチップの製造手順を示す模式図である（その１）。
【図３−２】プローブチップの製造手順を示す模式図である（その２）。
【図３−３】プローブチップの製造手順を示す模式図である（その３）。
【図４】この発明によるプローブチップの型枠を樹脂で形成する３次元光造形機の構造を模式的に示す図である。
【図５−１】プローブカードの製造方法の処理手順を示す模式図である（その１）。
【図５−２】プローブカードの製造方法の処理手順を示す模式図である（その２）。
【図５−３】プローブカードの製造方法の処理手順を示す模式図である（その３）。
【図５−４】プローブカードの製造方法の処理手順を示す模式図である（その４）。
【図５−５】プローブカードの製造方法の処理手順を示す模式図である（その５）。
【図５−６】プローブカードの製造方法の処理手順を示す模式図である（その６）。
【図６−１】この実施の形態３のプローブチップを製造する処理手順を示す模式図である（その１）。
【図６−２】この実施の形態３のプローブチップを製造する処理手順を示す模式図である（その２）。
【図６−３】この実施の形態３のプローブチップを製造する処理手順を示す模式図である（その３）。
【図６−４】この実施の形態３のプローブチップを製造する処理手順を示す模式図である（その４）。
【図６−５】この実施の形態３のプローブチップを製造する処理手順を示す模式図である（その５）。
【図６−６】この実施の形態３のプローブチップを製造する処理手順を示す模式図である（その６）。
【図６−７】この実施の形態３のプローブチップを製造する処理手順を示す模式図である（その７）。
【図６−８】この実施の形態３のプローブチップを製造する処理手順を示す模式図である（その８）。
【図６−９】この実施の形態３のプローブチップを製造する処理手順を示す模式図である（その９）。
【図７−１】プローブチップの形状の他の例を示す図である。
【図７−２】プローブチップの形状の他の例を示す図である。
【図７−３】プローブチップの形状の他の例を示す図である。
【図８】この発明によるプローブチップ修復装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図９】修復形状特定部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】プローブチップの修復方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図８の破損したプローブチップが、プローブチップ修復装置によって修復された状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０，３０  ３次元光造形機
１１  焼結室
１２，３２  支持板
１３，３３  駆動機構
１４，８２  金属粉末供給部
１５，８３  レーザ光照射部
１６，３６，８５  制御部
２０，４０  基板
２１，５１ａ，６４ａ  プローブチップ
３１  加工室
３４  光源
３５  走査部
４１ａ  貫通孔
４１ｂ  孔
４２  硬化性樹脂液
４３  型枠
５１，６４  金属層
５２  導電性材料層
５２ａ，６５  配線層
５３  レジスト
６１  樹脂製プローブチップ
６２  被覆層
６３  樹脂、鋳型
８０  プローブチップ修復装置
８１  保持台
８４  修復形状特定部
９０  プローブカード
９１  プローブチップ
２１１  接続部
２１２  針部
２１３  支持部
２１５  金属層
８３１  撮像部
８３２  修復形状取得部
８３３  修復形状情報取得部
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図５−４】
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【図５−５】
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【図５−６】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図６−４】
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【図６−５】
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【図６−６】
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【図６−７】
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【図６−８】
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【図６−９】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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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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