(57)【要約】【課題】プローブピン等の構造物を多様な形状で作製できる構造物形成方法及び構造物形成装置を提供する。さらに，かかる構造物形成方法又は構造物形成装置によって形成されたプローブピンを提供する。【解決手段】ノズル２２をコンタクタ本体１１ｄに設けられた電極パッド１３に対して相対的に少なくとも上方に移動させながら，ノズル２２から熱によって固化する原料を途切れなく吐出させ，吐出された原料を加熱し，原料を固化させることにより，ノズル２２の電極パッド１３に対する移動経路に沿った形状の構造物を形成するようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の上面に構造物を形成する方法であって，
ノズルを基材に対して相対的に少なくとも上方に移動させながら，前記ノズルから熱によって固化する原料を途切れなく吐出させ，前記吐出された原料を順次加熱し，前記原料を固化させることにより，前記ノズルの基材に対する移動経路に沿った形状の構造物を形成することを特徴とする，構造物形成方法。
【請求項２】
前記ノズルを基材に対して相対的に横向きに移動させながら前記原料を吐出させることを特徴とする，請求項１に記載の構造物形成方法。
【請求項３】
前記ノズルを基材に対して相対的に下方に移動させながら前記原料を吐出させることを特徴とする，請求項１又は２に記載の構造物形成方法。
【請求項４】
前記ノズルを基材に対して相対的に螺旋状に移動させながら前記原料を吐出させることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項５】
前記ノズルの傾斜方向を変化させて前記原料を吐出させることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項６】
前記ノズルを移動させながら前記原料を吐出させる工程と，前記ノズルの移動を停止させ前記吐出された原料を固化させる工程とを交互に繰り返すことを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項７】
前記基材を加熱することにより，前記原料を固化することを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項８】
前記原料が吐出される前記ノズルの吐出口を加熱することにより，前記原料を加熱することを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項９】
前記原料にレーザ光，赤外線又は電子ビームのいずれかを照射することにより，前記原料を加熱することを特徴とする，請求項１〜８のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項１０】
前記原料に熱風を供給することにより，前記原料を加熱することを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項１１】
前記原料は，熱硬化性樹脂を含有することを特徴とする，請求項１〜１０のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項１２】
前記原料は，導電性を有する材料を含有することを特徴とする，請求項１〜１１のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項１３】
前記基材は，被検査体の電気的特性を検査するプローブカードに設けられる電極パッドであり，
前記構造物は，前記被検査体に接触させるためのプローブピンであることを特徴とする，請求項１〜１２のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項１４】
前記基材は，電子部品に設けられた電極部であって，
前記構造物は，前記電極部を他の電極部に対して電気的に接続する部材であることを特徴とする，請求項１〜１２のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項１５】
前記基材は，電子デバイスを覆う蓋体に設けられた配線であって，
前記構造物は，前記配線と前記電子デバイスとを電気的に接続する部材であることを特徴とする，請求項１〜１２のいずれかに記載の構造物形成方法。
【請求項１６】
被検査体の電気的特性を検査するために被検査体に接触させるプローブピンであって，
請求項１〜１３のいずれかに記載された構造物形成方法を用いて前記構造物として形成されたプローブピン。
【請求項１７】
基材の上面に構造物を形成する構造物形成装置であって，
基材を保持する保持部と，基材に対して熱によって固化する原料を途切れなく吐出させるノズルと，前記ノズルを前記保持部に保持された基材に対して相対的に移動させる移動機構と，前記ノズルから途切れなく吐出された原料を加熱する加熱機構とを備えることを特徴とする，構造物形成装置。
【請求項１８】
前記移動機構は，前記ノズルを基材に対して相対的に少なくとも上下方向に移動させることを特徴とする，請求項１７に記載の構造物形成装置。
【請求項１９】
前記移動機構は，前記ノズルを基材に対して相対的に横方向に移動させることを特徴とする，請求項１７又は１８に記載の構造物形成装置。
【請求項２０】
前記移動機構は，前記ノズルを基材に対して相対的に螺旋状に移動させることを特徴とする，請求項１７〜１９のいずれかに記載の構造物形成装置。
【請求項２１】
前記ノズルの傾斜方向を可変としたことを特徴とする，請求項１７〜２０のいずれかに記載の構造物形成装置。
【請求項２２】
前記加熱機構は，前記保持部に設けられ前記基材を加熱するヒータを備えることを特徴とする，請求項１７〜２１のいずれかに記載の構造物形成装置。
【請求項２３】
前記加熱機構は，前記ノズルの吐出口に設けられ前記吐出口から吐出される原料を加熱するノズルヒータを備えることを特徴とする，請求項１７〜２２のいずれかに記載の構造物形成装置。
【請求項２４】
前記加熱機構は，前記原料に対してレーザ光，赤外線又は電子ビームのいずれかを照射する照射部を備えることを特徴とする，請求項１７〜２３のいずれかに記載の構造物形成装置。
【請求項２５】
前記加熱機構は，前記原料に対して熱風を供給する熱風供給口を備えることを特徴とする，請求項１７〜２４のいずれかに記載の構造物形成装置。
【請求項２６】
前記原料は，熱硬化性樹脂を含有することを特徴とする，請求項１７〜２５のいずれかに記載の構造物形成装置。
【請求項２７】
前記原料は，導電性を有する材料を含有することを特徴とする，請求項１７〜２６のいずれかに記載の構造物形成装置。
【請求項２８】
前記基材は，被検査体の電気的特性を検査するプローブカードに設けられる電極パッドであり，
前記構造物は，前記被検査体に接触させるためのプローブピンであることを特徴とする，請求項１７〜２７のいずれかに記載の構造物形成装置。
【請求項２９】
前記基材は，電子部品に設けられた電極部であって，
前記構造物は，前記電極部を他の電極部に対して電気的に接続する部材であることを特徴とする，請求項１７〜２７のいずれかに記載の構造物形成装置。
【請求項３０】
前記基材は，電子デバイスを覆う蓋体に設けられた配線であって，
前記構造物は，前記配線と前記電子デバイスとを電気的に接続する部材であることを特徴とする，請求項１７〜２７のいずれかに記載の構造物形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，構造物形成方法，プローブピン及び構造物形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体ウェハ上に形成されたＩＣ，ＬＳＩ等の電子回路の電気的特性の検査は，プローブ装置に装着されたプローブカードを用いて行われている。プローブカードには，回路基板やコンタクタが備えられている。ウェハに対向するコンタクタの下面には，多数のプローブピン（接触端子）が電極パッドを介して支持されており，各接触端子を，ウェハ上に形成された電子回路の各電極にそれぞれ接触させることにより，ウェハの電気的特性の検査を行っている。
【０００３】
プローブピンの構造としては，スタッドバンプ状（突起状）のもの（特許文献１参照），カンチレバー状のもの（特許文献２，３参照），略Ｓ字状に湾曲したもの（特許文献４参照）など，様々なものが提案されている。
【０００４】
プローブカードを製造する工程において，プローブピンをコンタクタの電極パッド上に取り付ける方法としては，従来，ワイヤボンディング技術を用いて，スタッドバンプ状のプローブピンを電極パッド上に成形するものが提案されている（特許文献１参照）。また，カンチレバー状や略Ｓ字状のプローブピンについては，プローブピンを予め曲げ加工，レーザ加工，被膜形成技術等を用いて作製した後，電極パッドに対して接合する方法が提案されている（特許文献２，３，４参照）。さらに，近年では，微細なプローブピンを高密度で配設するために，フォトリソグラフィー技術等を用いて多数のプローブピンを一括して作製する方法も提案されている（特許文献５参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９９６１号公報
【特許文献２】特開２００４−７７２４２号公報
【特許文献３】特開平１１−１３３０６２号公報
【特許文献４】特開２００２−５９６０号公報
【特許文献５】特開２０００−３４６８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，従来のプローブピン形成方法では，以下のような問題があった。例えば曲げ加工，レーザ加工，被膜形成技術等を用いてプローブピンを形成する方法では，微細なプローブピンを精密に加工することや，電極パッドに対してプローブピンの位置決めを正確に行うことが難しく，加工や取り付けに時間がかかり，生産性が低い問題があった。また，例えばワイヤボンディング技術やフォトリソグラフィー技術等を用いてプローブピンを形成する方法では，成形できるプローブピンの高さや形状に限界があり，コンタクタやプローブカードの設計上の制約となる問題があった。さらに，従来のプローブピン形成方法では，プローブピンの形状や配置等の設計変更に柔軟に対応することが難しかった。例えば，フォトリソグラフィー技術を用いた方法では，被検査体であるウェハ上のデバイス構造に合わせて，異なる新しいパターンのマスクを作製する必要があり，製造コストが高く，製作に長期間を要する問題があった。
【０００７】
本発明は，上記の点に鑑みてなされたものであり，プローブピン等の構造物を多様な形状で作製できる構造物形成方法及び構造物形成装置を提供することを目的とする。さらに，かかる構造物形成方法又は構造物形成装置によって形成されたプローブピン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】
【０００８】
上記課題を解決するため，本発明によれば，基材の上面に構造物を形成する方法であって，ノズルを基材に対して相対的に少なくとも上方に移動させながら，前記ノズルから熱によって固化する原料を途切れなく吐出させ，前記吐出された原料を順次加熱し，前記原料を固化させることにより，前記ノズルの基材に対する移動経路に沿った形状の構造物を形成することを特徴とする，構造物形成方法が提供される。
【０００９】
この構造物形成方法にあっては，前記ノズルを基材に対して相対的に横向きに移動させながら前記原料を吐出させても良い。前記ノズルを基材に対して相対的に下方に移動させながら前記原料を吐出させても良い。前記ノズルを基材に対して相対的に螺旋状に移動させながら前記原料を吐出させても良い。
【００１０】
前記ノズルの傾斜方向を変化させて前記原料を吐出させても良い。前記ノズルを移動させながら前記原料を吐出させる工程と，前記ノズルの移動を停止させ前記吐出された原料を固化させる工程とを交互に繰り返すようにしても良い。
【００１１】
また，前記基材を加熱することにより，前記原料を加熱しても良い。前記原料が吐出される前記ノズルの吐出口を加熱することにより，前記原料を加熱するようにしても良い。前記原料にレーザ光，赤外線又は電子ビームのいずれかを照射することにより，前記原料を加熱させても良い。前記原料に熱風を供給することにより，前記原料を加熱しても良い。
【００１２】
前記原料は，熱硬化性樹脂を含有するものであっても良い。前記原料は，導電性を有する材料を含有するものであっても良い。
【００１３】
前記基材は，被検査体の電気的特性を検査するプローブカードに設けられる電極パッドであり，前記構造物は，前記被検査体に接触させるためのプローブピンであっても良い。前記基材は，電子部品に設けられた電極部であって，前記構造物は，前記電極部を他の電極部に対して電気的に接続する部材であっても良い。前記基材は，電子デバイスを覆う蓋体に設けられた配線であって，前記構造物は，前記配線と前記電子デバイスとを電気的に接続する部材であっても良い。
【００１４】
また，本発明は，被検査体の電気的特性を検査するために被検査体に接触させるプローブピンであって，上記構造物形成方法を用いて前記構造物として形成されたプローブピンであっても良い。
【００１５】
さらに本発明によれば，基材の上面に構造物を形成する構造物形成装置であって，基材を保持する保持部と，基材に対して熱によって固化する原料を途切れなく吐出させるノズルと，前記ノズルを前記保持部に保持された基材に対して相対的に移動させる移動機構と，前記ノズルから途切れなく吐出された原料を加熱する加熱機構とを備えることを特徴とする，構造物形成装置が提供される。
【００１６】
前記移動機構は，前記ノズルを基材に対して相対的に少なくとも上下方向に移動させるものでも良い。前記移動機構は，前記ノズルを基材に対して相対的に横方向に移動させる構成であっても良い。前記移動機構は，前記ノズルを基材に対して相対的に螺旋状に移動させる構成であっても良い。前記ノズルの傾斜方向は可変にしても良い。
【００１７】
前記加熱機構は，前記保持部に設けられ前記基材を加熱するヒータを備えるとしても良い。前記加熱機構は，前記ノズルの吐出口から吐出される原料を加熱するノズルヒータを設けても良い。前記原料に対してレーザ光，赤外線又は電子ビームのいずれかを照射する照射部を備えても良い。前記加熱機構には，前記原料に対して熱風を供給する熱風供給口を備えても良い。
【００１８】
前記原料は，熱硬化性樹脂を含有するものでも良い。前記原料は，導電性を有する材料を含有するものでも良い。
【００１９】
前記基材は，被検査体の電気的特性を検査するプローブカードに設けられる電極パッドであり，前記構造物は，前記被検査体に接触させるためのプローブピンであっても良い。前記基材は，電子部品に設けられた電極部であって，前記構造物は，前記電極部を他の電極部に対して電気的に接続する部材であっても良い。前記基材は，電子デバイスを覆う蓋体に設けられた配線であって，前記構造物は，前記配線と前記電子デバイスとを電気的に接続する部材であっても良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば，プローブピン等の微細な構造物であっても簡単かつ効率的に形成することができる。従来のワイヤボンディング技術やフォトリソグラフィー技術等を用いた形成方法よりも，高さのある構造物を形成でき，成形可能な形状の自由度が高い。電極パッド等の基材に対して構造物を直接形成するので，構造物を作製してから基材に接合する方法と比較して，構造物の取り付けを迅速に行うことができる。プローブピンの形状や配置等の設計変更があっても，ノズルの移動経路等の設定を変更するだけで柔軟に対応でき，低コストで新たな設計のプローブピンを形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本発明にかかる構造物形成装置によって形成される構造物であるプローブピンを備えたプローブ装置１の構成を示している。
【００２２】
プローブ装置１には，例えば被検査体であるウェハＷの電気的特性を検査するプローブカード２と，ウェハＷを載置する載置台３が設けられている。プローブカード２は，ウェハＷの電気的特性を検査するためにウェハＷの電極に接触させるための複数のプローブピン１０を有するコンタクタ１１と，プリント配線基板（回路基板）１２を備えている。プリント配線基板１２は，例えば略円形の板状に形成されている。
【００２３】
コンタクタ１１は，コンタクタ基板１１ａ，複数の基材としての電極パッド１３，及び，プローブピン１０を備えている。コンタクタ基板１１ａは，例えば略長方形の板状に形成されており，電気的特性の検査の際にウェハＷに対向させられる外面（下面）１１ｂと，プリント配線基板１２に取り付けられる接続面（上面）１１ｃと，を有している。電極パッド１３は，外面１１ｂに取り付けられている。電極パッド１３は，金属（例えばアルミニウム合金）などの導電性を有する材料によって形成されている。プローブピン１０は，各電極パッド１３に１つずつ，電極パッド１３の下面側の平面１３ａに対して形成され，電極パッド１３から下方に向かって凸状に突出するように形成されている。一方，コンタクタ基板１１ａの接続面１１ｃには，プリント配線基板１２に接続される複数の電極１４，キャパシタ（コンデンサ）１５等が設けられている。プリント配線基板１２は，電極１４を介してコンタクタ１１と通電可能に配設されている。即ち，プリント配線基板１２とプローブピン１０とは，電極パッド１３，電極１４を介して，互いに電気的に接続されている。なお，図示はしないが，プリント配線基板１２の更に上方にはテスタが備えられており，プリント配線基板１２はテスタに対して電気的に接続されている。
【００２４】
ウェハＷ上に形成された電子回路の電気的特性の検査を行う際は，図１に示すように，ウェハＷが載置台３上に載置され，載置台３によってコンタクタ１１側に上昇させられる。そして，ウェハＷの各電極が対応するプローブピン１０の先端部（下端部）に接触させられ，電極１４，電極パッド１３及びプローブピン１０を介して，プリント配線基板１２とウェハＷとの間で電気信号が授受される。即ち，プリント配線基板１２及びコンタクタ１１を介して，テスタとウェハＷとの間で電気信号が授受される。これにより，ウェハＷ上の電子回路の電気的特性が検査されるようになっている。
【００２５】
次に，プローブピン１０を基材としての電極パッド１３に形成する構造物形成装置１８について説明する。なお，以下では説明の便宜のため，コンタクタ基板１１ａと電極パッド１３を備えているがプローブピン１０が形成されていない状態の，未完成のコンタクタ１１を，「コンタクタ本体１１ｄ」と呼ぶこととする。図２に示すように，構造物形成装置１８は，プリント配線基板１２に取り付ける前のコンタクタ本体１１ｄを保持する保持部としての保持台２０，プローブピン１０の原料を貯留する原料貯留容器２１，原料貯留容器２１からプローブピン１０の原料を吐出させるノズル２２，及び，ノズル２２を支持し，保持台２０上に載置されたコンタクタ本体１１ｄ（電極パッド１３）に対して相対的に移動させるノズル移動機構２３を備えている。
【００２６】
保持台２０は，コンタクタ基板１１ａの外面１１ｂを上面側に向け，電極パッド１３の平面１３ａが略水平になる状態で，コンタクタ本体１１ｄを保持するように構成されている。保持台２０の内部には，加熱機構としての電気ヒータ２８が内蔵されている。かかる電気ヒータ２８が発熱することにより保持台２０が加熱され，保持台２０の熱が保持台２０上のコンタクタ基板１１ａに伝熱して，該コンタクタ基板１１ａに設けられた電極パッド１３が昇温され，さらには，電極パッド１３の上方においてノズル２２から吐出された原料が加熱されるようになっている。
【００２７】
図２に示すように，ノズル２２は，原料貯留容器２１の下端部に取り付けられている。ノズル２２の下端部には，原料を吐出させる吐出口２２ｂが開口されている。また，原料貯留容器２１には，外部から原料貯留容器２１内に対して例えば空気等の加圧用ガスを供給するガス供給路３２が接続されている。原料貯留容器２１に充填された原料は，ガス供給路３２から供給された加圧用ガスによって圧力を加えられることにより，ノズル２２内に押し入れられ，吐出口２２ｂから押し出される。即ち，原料貯留容器２１に対する加圧用ガスの供給量を調整することによって，原料貯留容器２１内の原料の圧力を調節し，これにより，吐出口２２ｂから吐出される原料の吐出量を精密に制御できるようになっている。
【００２８】
なお，ノズル２２から供給される原料はペースト状であり，導電性を有する材料からなる粒子（例えば銀（Ａｇ）等の金属の微粒子），熱硬化性樹脂等を含有しており，かかる熱硬化性樹脂と導電性粒子とが，アルコール系の溶剤中に混合された状態になっている。かかる原料は，加熱されると溶剤が乾燥させられ，また，熱硬化性樹脂が硬化することにより，ペースト状から固体状に変化する性質を有している。また，原料の粘度は，加圧用ガスの圧力によってノズル２２から容易に押し出すことが可能な程度に低くすることが好ましく，例えば約１２Ｐａ・ｓ（パスカル秒）（絶対粘度）程度にしても良い。また，原料は，後に詳細に説明するプローブピン１０の形成工程の際，原料の固化物と吐出口２２ｂとの間において途切れることなく保持されることが可能な程度の表面張力を有することが好ましい。原料の粘度や表面張力は，例えば粒子，熱硬化性樹脂，溶剤の混合比等を調節することによって所望の値に調整できる。
【００２９】
図２に示すように，ノズル移動機構２３は，原料貯留容器２１及びノズル２２を支持する支持部材４１，及び，支持部材４１を３軸方向（水平方向であるＸ軸方向，Ｘ軸方向に対して略垂直なＹ軸方向，及び，鉛直方向（上下方向）であるＺ軸方向）に移動させる駆動部４２を備えている。ノズル２２は吐出口２２ｂを下方に向けた状態で，支持部材４１によって保持台２０の上方に支持されている。支持部材４１は駆動部４２に接続されている。駆動部４２の駆動により，支持部材４１は，Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向に沿ってそれぞれ往復移動させられる。ノズル２２は原料貯留容器２１及び支持部材４１と一体的に，保持台２０の上方の三次元空間において，任意の位置，即ち，保持台２０上の各電極パッド１３に対してプローブピン１０を形成可能な位置に，適宜移動できるようになっている。
【００３０】
次に，以上のように構成された構造物形成装置１８を用いてプローブピン１０を形成する方法について説明する。先ず，コンタクタ本体１１ｄが保持台２０上に載置され，外面１１ｂを上面側に向け，電極パッド１３の平面１３ａが略水平になるように保持される。そして，図３に示すように，ノズル２２がコンタクタ本体１１ｄ上に移動させられ，吐出口２２ｂが電極パッド１３の平面１３ａに上方から近接させられる。また，電気ヒータ２８の抵抗熱によって，保持台２０及びコンタクタ本体１１ｄを昇温させる。かかる状態において，ガス供給路３２から所定量の加圧用ガスを供給することで，原料貯留容器２１の内部に貯留されていた原料を，吐出口２２ｂから強制的に押し出させる。押し出された原料は吐出口２２ｂから垂れ下がり，原料の下端部が平面１３ａ上の所定位置に付着する。
【００３１】
原料の下端部が平面１３ａ上に到達したら，ガス供給路３２からの加圧用ガスの供給を一旦停止させ，原料の吐出を停止させる。このとき，吐出口２２ｂの下方において，原料の下端部は，図４に示すように，平面１３ａ上において外周囲に環状に広がるが，この原料は比較的高い粘度を有するので，形状の変化が緩やかであり，平面１３ａ上において広がる速度は遅い。また，原料が平面１３ａ上に接触すると同時に平面１３ａの熱が伝熱するので，原料はすぐに固まり始める。従って，平面１３ａ上において原料が広範囲に広がりすぎることはない。従って，平面１３ａ上に供給された原料は，ある程度の範囲まで広がった状態で静止し，そのままの形状で平面１３ａの熱によって固化される。即ち，電極パッド１３上の原料中に含有されていた溶剤が乾燥させられ，熱硬化性樹脂が硬化する。これにより，図５に示すように，原料の下端部の周囲を囲む環状固化部が形成される。また，このように環状固化部が形成される間，原料は表面張力によって，平面１３ａ上と吐出口２２ｂとの間で途切れずに繋がったままになっている。従って，電極パッド１３の熱は，環状固化部と吐出口２２ｂとの間で保持されている原料に伝達し，これにより，原料が環状固化部側（下方）から吐出口２２ｂ側（上方）に向かって順次昇温され，環状固化部側から次第に固くなっていく。
【００３２】
こうして，図６に示すように，原料が平面１３ａ上である程度の高さまで固化し，原料の固化物が形成されたら，ノズル２２を上昇させながら，原料の吐出を再開させる。原料は連続的（継続的）に吐出させるようにし，ノズル２２を移動させる間も，ペースト状の原料が平面１３ａ上の固化物の上端部と吐出口２２ｂとの間で途切れずに常に繋がったままになるようにすることが好ましい。なお，原料の表面張力は予め適度な値に調整されているので，原料が固化物の上端部と吐出口２２ｂとの間から崩れ落ちることを十分に防止できる。
【００３３】
ノズル２２を所定の高さまで上昇させたら，ノズル２２の移動を停止させ，かつ，吐出口２２ｂからの原料の吐出を再び一旦停止させる。ペースト状の原料は，固化物の上端部と吐出口２２ｂとの間で途切れなく繋がったままの状態で保持される（図７参照）。即ち，原料（ペースト状の原料及び固化物）は，平面１３ａ上から吐出口２２まで連続した一続きの線状に繋がったまま保持される。電極パッド１３の熱は，固化物と吐出口２２ｂとの間に保持されているペースト状の原料に固化物を介して伝達し，これにより，原料が下方から上方に向かって，即ち，先に吐出された側から順次昇温され，次第に固くなっていく。即ち，固化物の高さが次第に高くなっていく。
【００３４】
同様にして，ノズル２２を原料の固化物から上昇移動させ，ノズル２２から原料を連続的に固化物上に吐出させる吐出工程と，ノズル２２の移動及び原料の吐出を停止させ，吐出されたペースト状の原料が加熱により固化されるまで待機する待機工程とが，交互に複数回繰り返される。原料は，ノズル２２の移動経路に沿った一続きの連続した線状に吐出され，電極パッド１３の平面１３ａから吐出口２２ｂまで一続きに途切れることなく繋がった状態のまま，下方から順次加熱され，固化させられていく。電極パッド１３上には，原料の固化物が上方に向かって延びるように成長させられていく。即ち，ノズル２２の移動経路に沿った一続きの連続した線状（柱状）の形状をなす固化物が形成されていく。
【００３５】
原料が十分な高さまで吐出されたら，吐出口２２ｂからの原料の吐出を停止させ，ノズル２２を上昇移動させ，吐出口２２ｂを固化物から離隔させる。これにより，図８に示すように，固化物の上端部と吐出口２２ｂとの間で繋がっていたペースト状の原料が分断され，固化物から引き離される。このときのノズル２２の移動速度は，吐出工程におけるノズル２２の移動速度よりも高速にしても良い。これにより，固化物の上端部からペースト状の原料を好適に引き離すことができる。こうして，原料の固化物からなる構造物，即ち，電極パッド１３の平面１３ａに対して略垂直に立設し，平面１３ａから所定の高さを有する略直棒状のプローブピン１０が完成する（図８参照）。
【００３６】
以上のような形成方法を用いて，構造物形成装置１８によって各電極パッド１３に対してプローブピン１０をそれぞれ形成していく。そして，総ての電極パッド１３にプローブピン１０が形成されたら，電気ヒータ２８の加熱を停止させ，コンタクタ１１を構造物形成装置１８から搬出した後，プリント配線基板１２に取り付ける。こうして，プローブカード２を完成させることができる。
【００３７】
かかる構造物形成方法によれば，プローブピン１０のような微細な構造物を簡単かつ効率的に形成することができる。従来のワイヤボンディング技術やフォトリソグラフィー技術等を用いたプローブピンの形成方法よりも，高さを有する細長い（アスペクト比が高い）プローブピン１０を形成できる。従って，コンタクタ１１やプローブカード２の設計上の自由度を向上させることができる。また，プローブピン１０の長さに設計変更があった場合は，吐出工程においてノズル２２を移動させる高さを調節したり，吐出工程の回数を増減させたりすることで，原料の固化物の高さ，即ちプローブピン１０の長さを調節できる。また，電極パッド１３に対して直接プローブピン１０を形成するので，プローブピンを加工してから電極パッド１３に接合するような従来の方法と比較して，プローブピン１０の設置を円滑かつ迅速に行うことができる。従って，コンタクタ１１の生産性を向上させることができる。
【００３８】
以上の実施形態では，ノズル移動機構２３によってノズル２２を移動させることにより，固定された保持台２０に対してノズル２２を相対的に移動させる構成としたが，保持台２０を移動可能にする保持台移動機構を備え，保持台移動機構によって保持台２０を移動させることにより，ノズル２２と保持台２０が相対的に移動する構成としても良い。また，ノズル２２は，保持台２０に対して三次元空間における任意の相対的な位置に移動できれば良く，保持台２０に対して３軸方向に直線移動する構成には限定されず，例えば回転移動する構成にしても良い。
【００３９】
以上の実施形態においては，保持台２０の内部に設けられた電気ヒータ２８によって，電極パッド１３の上方に吐出された原料が加熱される構成としたが，原料を加熱する加熱機構はかかるものに限定されない。例えば図９に示すように，ノズル２２の先端部に，吐出口２２ｂを加熱することにより原料を加熱するノズルヒータ４５を設けても良い。そうすれば，ノズルヒータ４５の発熱により，吐出口２２ｂから吐出された直後の，未だ十分に固化していない原料に対して，該原料に近い位置から熱を効率良く与えることができる。電極パッド１３から固化物の上方，即ち十分に固化していない原料に熱が伝熱するまで待機するよりも，原料を速く確実に固化させることができる。従って，原料を吐出した後に原料が固化するまで待機する待機工程を短縮することができ，プローブピン１０を効率的に形成できる。特に，固化物の形成が進行し，固化物の高さが次第に高くなって，未だ固化していない原料と電極パッド１３との間の距離が離れた場合でも，原料を常に確実に固化させることができる。従って，ノズル２２の移動経路に忠実な，より正確な形状のプローブピン１０を形成できる。なお，ノズル２２の温度がノズルヒータ４５の加熱により上昇し過ぎることを防止するため，即ちノズル２２内の原料が温度上昇により固化することを防止するため，ノズル２２を冷却させる冷却機構を設けても良い。
【００４０】
また，ノズル２２や保持台２０の外部から原料に対してエネルギーを与えることにより熱を生じさせる加熱機構を備えても良い。例えば図１０に示すように，原料に対してレーザ光等の光線（エネルギー波）を照射する照射部４６を設けても良い。この場合も，ノズル２２から吐出された原料をレーザ光によって好適に加熱し，固化させることができる。電極パッド１３から固化物の上方に熱が伝熱するまで待機するよりも，固化物の上方の原料に照射部４６からレーザ光を与えることで，原料を速く確実に固化させることができる。従って，待機工程を短縮でき，プローブピン１０を効率的に形成できる。固化物の上端部の高さが次第に高くなって，電極パッド１３からの距離が離れても，照射部４６から原料に対してレーザ光を局所的に照射することにより，固化物の上方の原料を常に確実に固化させることができる。従って，ノズル２２の移動経路に忠実な，正確な形状のプローブピン１０を形成できる。その他，加熱機構としては，原料に対して電子ビームを照射する照射部，あるいは，原料に対して赤外線を照射する照射部を設けても良い。この場合も，ノズル２２から吐出された原料を電子ビームのエネルギーあるいは赤外線のエネルギーによって加熱し，固化させることができる。
【００４１】
また，例えば図１１に示すように，原料に対して熱風を供給する熱風供給器４７を加熱機構として設けても良い。図１１において，熱風供給器４７は，例えば空気等の気体を加熱する加熱部４８と，加熱部４８によって加熱された気体をノズル２２の下方に吐出された原料に対して供給する熱風供給口４９とを備えている。熱風供給口４９から供給された高温の気体は，熱風となって原料に対して吹き付けられる。この場合も，原料を熱風によって加熱し，固化させることができる。電極パッド１３から固化物の上方に熱が伝熱するまで待機するよりも，原料を速く確実に固化させることができる。従って，待機工程を短縮でき，プローブピン１０を効率的に形成できる。固化物の上端部の高さが次第に高くなって，電極パッド１３からの距離が離れても，固化物の上方の原料を常に確実に固化させることができる。従って，ノズル２２の移動経路に忠実な，正確な形状のプローブピン１０を形成できる。
【００４２】
以上の実施形態では，吐出工程と待機工程とを交互に行うことにより，プローブピン１０を形成する方法を説明したが，ノズル２２の移動と原料の吐出のタイミングは，かかる形態に限定されない。例えばノズル２２の移動や原料の吐出を一旦停止させず，連続的に行っても良い。特に，ノズルヒータ４５（図９），照射部４６（図１０），熱風供給器４７（図１１）など，ノズル２２から吐出された直後の原料を局所的に加熱できる加熱手段を設けた場合には，待機工程を省略して，原料の吐出と固化とを連続的に行うことが可能である。即ち，移動するノズル２２から原料を連続的に吐出させながら，吐出された直後の原料をノズルヒータ４５や照射部４６などによって順次連続的に加熱して固化させることが可能である。これにより，プローブピン１０の加工速度を大幅に向上させることができる。
【００４３】
以上の実施形態においては，プローブピン１０は略直棒状としたが，構造物形成装置１８によって製造できるプローブピン１０の形状はかかるものに限定されない。例えば図１２に示すように，ノズル２２を電極パッド１３に対して相対的に横方向に移動させて原料を吐出していくようにすれば，横向きの構造物を形成することができる。図示の例では，ノズル２２を略鉛直方向に移動させて縦方向に立設した縦腕部１０ａを形成した後，ノズル２２を縦腕部１０ａの先端部上方から略水平方向（Ｘ軸方向）に移動させて原料を吐出していき，原料の固化物を縦腕部１０ａの先端部から横方向に向かって連結させている。これにより，図１３に示すように，縦腕部１０ａの先端部から横向きに延びる横腕部１０ｂを形成できる。このように，構造物形成装置１８によれば，ノズル２２の移動経路を縦方向と横方向からなるＬ字状にすることで，縦腕部１０ａと横腕部１０ｂからなる略Ｌ字状のプローブピン，即ち，カンチレバー状のプローブピン１０を形成することもできる。
【００４４】
また，図１４に示すように，縦腕部１０ａから斜め上方に傾斜した方向に延びる横腕部１０ｂを形成したり，さらには，横腕部１０ｂの先端部から上方に突出した突起１０ｃを形成したりすることも可能である。ノズル２２の移動経路を略Ｓ字状に蛇行させれば，図１５に示すような，略Ｓ字状のプローブピン１０を形成することもできる。また，ノズル２２は，電極パッド１３に対して相対的に回転移動可能にしても良い。さらに，ノズル２２を電極パッド１３に対して相対的に上昇させながら回転させ，移動経路を螺旋状にすれば，例えば螺旋状，バネ状のプローブピン１０を形成することも可能である。即ち，構造物形成装置１８においては，ノズル２２を三次元において自由に移動可能としたことにより，電極パッド１３に対するノズル２２の相対的な移動経路を自在に変化させ，ノズル２２の相対的な移動経路に沿った多様な形状の構造物を形成できる。従って，プローブピン１０の形状の自由度を向上させることができる。また，プローブピン１０の形状の変更，電極パッド１３の配置変更，コンタクタ１１の設計変更等があっても，ノズル２２の移動経路等の設定を変更するだけで柔軟に対応でき，低コストで新たな設計のプローブピン１０を容易に形成し，異なる設計のコンタクタ１１を容易に製造できる。
【００４５】
図１６に示すように，ノズル２２を電極パッド１３に対して相対的に下降させながら原料を吐出させるようにしても良い。図１６に示す例では，先ず電極パッド１３からノズル２２を上昇させながら原料を吐出させ，これにより縦腕部１０ａを形成する。その後，ノズル２２を縦腕部１０ａの上端部から横方向に移動させながら原料を吐出させ，これにより横腕部１０ｂを形成する。その後，ノズル２２を横腕部１０ｂの先端部から下降させながら原料を吐出させ，これにより，横腕部１０ｂの先端部から垂れ下がるように設けられた第二の縦腕部１０ｄを形成している。さらに，第二の縦腕部１０ｄを形成した後，ノズル２２を横方向，上方等に移動させ，縦腕部や横腕部を形成しても良い。例えば図１７に示すように，ノズル２２を第二の縦腕部１０ｄの下端部から横方向に移動させながら原料を吐出させ，第二の横腕部１０ｅを形成し，ノズル２２を第二の横腕部１０ｅの先端部から上昇させながら原料を吐出させ，第二の横腕部１０ｅに支持された第三の縦腕部１０ｆを形成しても良い。このように，ノズル２２の移動経路に上方から下方に向かう部分を設けることにより，下方に向かって折れ曲がった形状を含む構造物を形成することもできる。
【００４６】
なお，図１７に例示したように，横方向の軸を中心として上下に互い違いに折曲（あるいは湾曲）させた構造にすることで，プローブピン１０の高さを抑えながらも，プローブピン１０に柔軟性を持たせることができる。一方，図１５に例示したような，縦方向の軸を中心として左右に互い違いに湾曲（あるいは折曲）させた構造，あるいは，縦方向の軸を中心として螺旋状にした構造でも，プローブピン１０に柔軟性を持たせることができるが，図１７のように横方向の軸を中心として互い違いに折曲（あるいは湾曲）させたり螺旋状にした構造のほうが，プローブピン１０の高さをより低く抑えることができる。
【００４７】
また，ノズル２２の傾斜方向や，吐出口２２ｂの向き等を，電極パッド１３に対して相対的に可変にしても良い。このようにすると，例えば図１６に示すように，ノズル２２を下降させながら原料を吐出させる際などにも，吐出口２２ｂと原料の固化物との間において，原料を常に途切れることなく繋げた状態で保持させ易くすることができる。例えば縦腕部１０ａや横腕部１０ｂを形成するときは，ノズル２２の長さ方向（中心軸方向）を略鉛直方向に向け，吐出口２２ｂを下方に向けるようにし，第二の縦腕部１０ｄを形成するときは，ノズル２２の傾斜方向を変化させる。即ち，ノズル２２の長さ方向を略鉛直方向に対して傾斜させ，下方に向かうほど横腕部１０ｂ側に向かうようにし，吐出口２２ｂを斜め下方に，固化物の先端部側に向ける。これにより，吐出口２２ｂと固化物の先端部との間の間隔が，ノズル２２を略鉛直に向けた場合よりも狭くなり，吐出口２２ｂと固形物の先端部との間において，原料が表面張力によって保持され易くなる。従って，下方に向かって折れ曲がった形状を含む構造物などを形成する場合も，ノズル２２の移動経路に忠実な，正確な形状の構造物を形成できる。なお，ノズル２２の傾斜方向の調節機能は，例えばノズル移動機構２３に備えても良い。ノズル２２の傾斜方向は，ノズル２２の移動経路に応じて，原料を常に途切れることなく繋げた状態で吐出できるような向きに制御するようにしても良い。
【００４８】
以上の実施形態においては，プローブカードに設けられるプローブピンを構造物として形成する方法について説明したが，本発明における構造物とはかかるものに限定されず，本発明は様々な構造物の形成に適用できる。
【００４９】
例えば図１８に示すような，電子デバイスの一例としてのＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）デバイス５０を封止したパッケージ５１において，基板５２と蓋体５３との間に設けられた接続端子の形成を行うこともできる。図１８において，パッケージ５１は，例えばセンサ等のＭＥＭＳデバイス５０が上面中央部に取り付けられた基板５２と，ＭＥＭＳデバイス５０の上方を覆う蓋体５３とを備えており，パッケージ５１の内部には，基板５２と蓋体５３によって囲まれた収納空間５６が設けられている。蓋体５３は，基板５２上に設けられたＭＥＭＳデバイス５０の周囲及び上方を覆う構造になっている。かかる蓋体５３を基板５２に対して取り付けることにより，ＭＥＭＳデバイス５０を収納する収納空間５６が，蓋体５３と基板５２とによって形成され，ＭＥＭＳデバイス５０が保護される構成になっている。
【００５０】
基板５２の上面には，ＭＥＭＳデバイス５０に連結された電極６１が設けられている。一方，蓋体５３には，蓋体５３の上面側と下面側との間で貫通するように設けられた配線６２が設けられている。収納空間５６側に設けられた配線６２の下端部６２ａには，構造物としての突起状の接続端子（バンプ）６３が取り付けられている。パッケージ５１の外部上面に設けられた配線６２の上端部６２ｂには，パッケージ５１の外部の電子部品等に接触させられる接触端子６４が取り付けられている。かかる構成において，蓋体５３が基板５２に取り付けられたとき，接続端子６３の下端部は，基板５２の電極６１に接触させられる。即ち，パッケージ５１内に封止されたＭＥＭＳデバイス５０とパッケージ５１の外部の他の電子部品等とを，電極６１，接続端子６３，配線６２，接触端子６４を介して電気的に接続できる状態になる。このような接続端子６３を構造物として，配線６２の下端部（基材）６２ａに形成する場合にも，本発明を好適に適用できる。また，接触端子６４を構造物として，配線６２の上端部（基材）６２ｂに形成する場合にも，本発明を好適に適用できる。
【００５１】
また，かかるＭＥＭＳデバイス５０における接続端子６３や接触端子６４としても，様々な形状のものを自在に作製することができる。例えば図１９に示すような，略Ｓ字状をなすバネ状の接続端子６３（マイクロスプリング）を形成することもできる。また，例えば図１７に示したプローブピン１０のように，横方向の軸を中心として上下に互い違いに折曲（あるいは湾曲）させた形状の接続端子６３を形成することもできる。この場合，接続端子６３の高さを抑え，省スペースを図ることができる。従って，例えば収納空間５６の高さが小さい場合，あるいは，配線６２の下端部６２ａと電極６１との間の隙間の高さが小さい場合などでも，横方向の軸を中心として互い違いに折曲（あるいは湾曲）させた構造にすることで，接続端子６３をパッケージ５１内に収めながらも，接続端子６３に柔軟性を持たせることができる。
【００５２】
なお，このようなＭＥＭＳデバイス５０を封止するパッケージ５１においては，蓋体５３の構造や，配線６２の下端部６２ａの周辺構造等が複雑である場合など，従来の接続端子６３の形成方法では，接続端子６３を所望の位置に取り付けることが困難な場合があった。そのような場合でも，本発明にかかる構造物の形成方法によれば，接続端子６３を所望の位置に所望の形状で，簡単に形成することが可能である。
【００５３】
また，上記のようなＭＥＭＳデバイス５０用のパッケージ５１の製造工程には限定されず，その他の様々な大きさや機能構成等を有する電子デバイスを封止するパッケージの製造工程においても，本発明を好適に適用できる。即ち，電子デバイスを封止するパッケージの蓋体に設けられた，配線６２と同様の機能を有する配線等に対して，接続端子６３と同様の機能を有する接続端子や，接触端子６４と同様の機能を有する接触端子等を形成する場合にも，本発明を適用できる。
【００５４】
また，本発明は，例えばＩＣチップや回路基板等の各種電子部品において，電子部品に設けられた電極部を他の電極部に対して電気的に接続するためのバンプ，端子，配線等といった部材を構造物とした形成方法に適用することもできる。図２０に示すように，例えばＩＣチップ７１等の上面において互いに離隔した位置に形成された２つの電極部７２，７３を互いに電気的に接続する配線７４を構造物として形成することもできる。例えば一方の電極部７２を基材として，原料の固化物を形成していき，固化物の先端部を他方の電極部７３に接続することにより，配線７４を形成できる。電極部７２と電極部７３との間に他の部材７５等が存在しても，ノズル２２を上昇，横移動，下降させながら固化物を順次形成することで，配線７４を高さのある立体的な形状とし，部材７５を跨ぐような形状にすることができる。従って，電極部７２，７３を好適に接続できる。
【００５５】
さらに，ＩＣチップ７１の上面において電極部７２，７３から離隔した位置に形成された他の電極部８１と配線７４との間を繋ぐ配線８２を形成することもできる。即ち，配線７４，８２を備えた配線構造８３を構造物として形成することもできる。例えば配線７４を形成した後，配線７４の途中の部分を基材として，原料の固化物を形成していき，その固化物の先端部を電極部８１に接続することにより，配線８２を形成できる。これにより，一端部が電極部８１に接続され他端部が２本に分岐して電極部７２，７３に接続された立体的な配線構造８３を形成し，電極部７２，７３，８１を互いに電気的に接続することができる。
【実施例】
【００５６】
図２１に示すような，高さ１００μｍ，外径５０μｍの略円柱状のプローブピン１０を電極パッド１３上に形成する場合における各種数値の好ましい値を例示する。原料は，平均粒径約１μｍ以下の銀粒子，熱硬化性樹脂，有機溶剤を混合したペースト状とし，粘度は約１２Ｐａ・ｓに調整する。ノズル２２の吐出口２２ｂは，内径約２０μｍの円孔とする。原料を供給する前の電極パッド１３の温度は約８０℃に加熱する。一回の吐出工程において吐出口２２ｂから吐出される原料の量は，約２０ｐＬ〜３０ｐＬ（約２×１０−１４ｍ３〜３×１０−１４ｍ３）とする。また，一回の吐出工程においてノズル２２を電極パッド１３から相対的に上昇させる高さは，約１０μｍとする。このような吐出工程と待機工程とからなるプロセスを，１０回程度繰り返して行う。最初の吐出工程においては，外径約１００μｍ程度の環状固化部が形成される。以上のようにして，プローブピン１０を好適に形成できる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は，例えば電子部品等において，プローブピンやバンプといった各種接続端子等を形成する構造物形成方法，プローブピン及び構造物形成装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】プローブ装置の構成を説明する説明図である。
【図２】本実施形態にかかる構造物形成装置の構成を説明する概略側面図である。
【図３】ノズルを電極パッドに近接させた状態を説明する説明図である。
【図４】ノズルから電極パッドに原料を吐出させた状態を説明する説明図である。
【図５】環状固化部が形成された状態を説明する説明図である。
【図６】吐出工程を説明する説明図である。
【図７】待機工程を説明する説明図である。
【図８】ノズルを固化物から離隔させる工程を説明する説明図である。
【図９】ノズルヒータを設けた実施形態を説明する概略断面図である。
【図１０】照射部を設けた実施形態にかかる説明図である。
【図１１】熱風供給器を設けた実施形態にかかる説明図である。
【図１２】ノズルを横向きに移動させて横腕部を形成する実施形態にかかる説明図である。
【図１３】縦腕部と横腕部を有するプローブピンの概略側面図である。
【図１４】突起部を有するプローブピンの概略側面図である。
【図１５】略Ｓ字状のプローブピンの概略側面図である。
【図１６】ノズルを下降させて第二の縦腕部を形成する実施形態にかかる説明図である。
【図１７】第二の縦腕部，第二の横腕部，第三の縦腕部を備える構造物の説明図である。
【図１８】ＭＥＭＳデバイスを有するパッケージの部分断面図である。
【図１９】ＭＥＭＳデバイスを有し，略Ｓ字状の接続端子を備えたパッケージの部分断面図である。
【図２０】配線の一例を説明する概略側面図である。
【図２１】実施例にかかるプローブピンの概略側面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１      プローブ装置
１０    プローブピン
１１    コンタクタ
１３    電極パッド
１８    構造物形成装置
２０    保持台
２２    ノズル
２３    ノズル移動機構
２８    電気ヒータ
【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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【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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