(57)【要約】      （修正有）【課題】ダブルアーム構造のカンチレバー型プローブの最適構造と、上側アームのスペーサに対する密着強度を向上させるプローブ構造、及び、その製造方法を提供する。【解決手段】接触子１２と、上側アーム２４と下側アーム１６の２枚の板材で構成されているアーム部の一方の端部に接触子１２が取り付けられ他方の端部が固定されたアーム部とから成るプローブ１０を備え、上側アーム２４と下側アーム１６はスペーサＡ１８及びスペーサＢ２０を介して接合され、スペーサＡ１８には、上側アーム２４との接触面に凹部２２を形成し、上側アームの一部がスペーサＡ１８内に食い込むアンカー形状としたプローブカードである。凹部２２は、圧子を打ちこんで形成し、歪加工により打ち込まれた圧子形状よりも開口部を狭くした形状としてさらに密着強度を向上させている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触子と、
上側アームと下側アームの２枚の板材で構成され、一方の端部に前記接触子が取り付けられ、他方の端部が固定されたアーム部と、
から成るプローブを備え、
前記上側アームと前記下側アームはスペーサを介して接合され、
前記スペーサには、上側アームとの接触面に凹部を形成し、
前記上側アームと前記スペーサとの接合部を、前記上側アームの一部がスペーサ内に食い込むアンカー形状としたこと、
を特徴とするプローブカード。
【請求項２】
請求項１記載のプローブカードにおいて、
前記スペーサには、さらに前記下側アームとの接触面に凹部を形成し、
前記スペーサと前記下側アームとの接合部を、前記スペーサの一部が下側アーム内に食い込むアンカー形状としたこと、
を特徴とするプローブカード。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載のプローブカードにおいて、
前記上側アームの長さは前記下側アームより短く、前記上側アームの厚さは前記下側アームと等しいかより厚いこと、
を特徴とするプローブカード。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載のプローブカードにおいて、
前記凹部は、前記スペーサの前記上側アームとの接触面、または前記下側アームの前記スペーサとの接触面に、圧子を打ちこんで形成すること、
を特徴とするプローブカード。
【請求項５】
請求項４に記載のプローブカードにおいて、
前記凹部は、円錐形状又は角錐形状であること、
を特徴とするプローブカード。
【請求項６】
請求項４に記載のプローブカードにおいて、
前記凹部は、歪加工により打ち込まれた圧子形状よりも開口部を狭くした形状であること、を特徴とするプローブカード。
【請求項７】
請求項４に記載のプローブカードにおいて、
前記凹部の開口部の歪加工は、前記圧子を打ちこんだ後に、隣接する凹部を前記圧子の打ち込みにより形成し、隣接する凹み部を形成するときの加工歪を利用すること、
を特徴とするプローブカード。
【請求項８】
請求項７に記載のプローブカードにおいて、
前記凹部の開口部の加工歪は、円錐又は角錐形状である前記圧子の先端角度、前記圧子の打ち込みピッチと深さにより、歪量が調整されていること、
を特徴とするプローブカード。
【請求項９】
請求項１又は２のいずれかに記載のプローブカードにおいて、
前記接触子、前記上側アーム、下側アーム及び台座は、ニッケル又はニッケル合金であること、
を特徴とするプローブカード。
【請求項１０】
接触子と、上側アームと下側アームの２枚の板材で構成され、一方の端部に前記接触子が取り付けられ、他方の端部が固定されたアーム部とから成るプローブを備え、前記上側アームと前記下側アームはスペーサを介して接合されたプローブカードにおいて、前記スペーサの上側アームとの接触面に、圧子を打ちこんで凹部を形成する工程であり、
凹部を形成するために前記圧子を打ちこんだ後に、さらに隣接する凹部を前記圧子の打ち込みにより形成し、隣接する凹部を形成するときの加工歪により、凹部の開口部を狭くする工程を含むこと、
を特徴とするプローブカード製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプローブカード製造方法において、
前記凹部の開口部の加工歪は、円錐又は角錐形状である前記圧子の先端角度、前記圧子の打ち込みピッチと深さにより、歪量が調整されていること、
を特徴とするプローブカード製造方法。
【請求項１２】
接触子形成用の凹所を備えた基台上で、フォトリソグラフィ技術を利用して接触子および接触子支持体を形成するフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストで形成された凹所に金属材料を堆積して前記接触子および前記接触子支持体を形成する第１のステップと、
下側アーム部を形成するためフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストで形成された凹所に金属材料を堆積して下側アーム部を形成する第２のステップと、
前記下側アーム部の両端部上にスペーサを形成するためフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストで形成された凹所に金属材料を堆積して前記スペーサを形成する第３のステップと、
少なくとも接触子側に形成された前記スペーサの表面に圧子を打ち込み、複数の凹部を形成する第４のステップと、
上側アーム部を形成するためのフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストで形成された凹所に金属材料を堆積して前記上側アーム部を形成する第５のステップと、
前記上側アーム部の、他方の端部に、プローブカード基板に取り付けるための台座を形成するためのフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストで形成された凹所に金属材料を堆積して前記台座を形成する第６のステップと、
を含むことを特徴とするプローブカード製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプローブカード製造方法において、
凹部を形成するために前記圧子を打ちこんだ後に、さらに隣接する凹部を前記圧子の打ち込みにより形成し、隣接する凹部を形成するときの加工歪により、前記凹部の開口部を狭くすること、
を特徴とするプローブカード製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプローブカード製造方法において、
前記凹部の開口部の加工歪は、円錐又は角錐形状である前記圧子の先端角度、前記圧子の打ち込みピッチと深さにより、歪量が調整されていること、
を特徴とするプローブカード製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路の通電試験に使用するプローブカードに備えられ、半導体集積回路の電極に接触する、ＭＥＭＳ構造のカンチレバー型プローブ及びその製造方法、また、それらのプローブを備えたプローブカード、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の高集積化により、回路を構成する個々の素子も微細化され、それに伴い製造工程中で行われる特性評価に用いられる試験装置も、微細な構造のプローブが必要とされている。
【０００３】
半導体集積回路の試験装置として用いられるプローブカードは、微細化構造に対応して、使用しているプローブも、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術により、微小な構造を高精度に製造している。
【０００４】
プローブは、プローブカードの基板に備えられた可撓性の絶縁性合成樹脂フィルムに支持された片持梁構造となっており、台座を介して合成樹脂フィルムの配線基板に固定され、先端部には、半導体回路の電極に接触させる接触子が取り付けられている。このプローブは、ミクロンオーダーの微細な構造であり、ＭＥＭＳ技術としてフォトリソグラフィ技術を採用している。
【０００５】
プローブの製造は、基台上に配列された複数の凹部に、金属材料を堆積させて接触子を形成し、その後順次、プローブのアーム部と合成樹脂フィルムへの固定部となる台座を、フォトリソグラフィ技術によって形成することにより、高密度に複数の微細プローブが製造される（例えば特許文献１，２等参照）。
【０００６】
プローブの構造は様々であり、例えばニードルタイプのプローブは、プローブカードに片持ち式に取り付け、移動しやすい先端部に案内部材を配置することで、電極から外れるのを防止しているものもある（例えば特許文献３，４等参照）。
【０００７】
フォトリソグラフィ技術により製作したプローブは、微細であるが故に強度を向上させる必要があり、プローブのアームを十分な厚さにする他、構造的には、アームを２枚の板材としたものがある（例えば特許文献５，６等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２８５８０２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８６３６０号公報
【特許文献３】特開２００４−３３５６１３号公報
【特許文献４】特開２０１１−９９６９８号公報
【特許文献５】特開２０１０−２７６４２６号公報
【特許文献６】特開２００４−１５６９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＭＥＭＳ構造（ＭＥＭＳ技術としてのフォトグラフィ技術により製造された構造）により製造されるカンチレバー型のプローブは、メッキによる微細な組み立て部品の集合体であり、その強度や、また面積が小さいことから部品相互の密着力が課題となっている。密着力不足は、組立て段階における応力剥離の不具合や、半導体集積回路の通電試験における接触子と電極の接触圧力の確保に影響を与え、微細化が進むほど問題は大きくなっている。
【００１０】
特に、ＭＥＭＳ構造によるカンチレバー型プローブにおいて、アームに２枚の板材を使用したダブルアーム構造のプローブは、構造的にも自由端部となる接触子側の上下のアームが固定結合されているために、下側アームに比較して上側アームに圧縮力が集中し、さらに上下のアーム間に介在するスペーサとの接合部における引き剥がす力も大きくなり、密着力の問題はさらに大きくなってくる。
【００１１】
本発明は、ダブルアーム構造のカンチレバー型プローブの最適構造と、上側アームのスペーサに対する密着強度を向上させるプローブ構造、及び、その製造方法、また、それらのプローブを備えたプローブカード、及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、接触子と、上側アームと下側アームの２枚の板材で構成されているアーム部の一方の端部に前記接触子が取り付けられ他方の端部が固定されたアーム部とから成るプローブを備え、上側アームと下側アームはスペーサを介して接合され、スペーサには、上側アームとの接触面に凹部を形成し、上側アームとスペーサとの接触部を、上側アームの一部がスペーサ内に食い込むアンカー形状としたプローブカードである。
【００１３】
凹部は、円錐形状又は角錐形状であり、円錐形状又は角錐形状の圧子を打ちこんで形成している。
【００１４】
また、凹部は、歪加工により打ち込まれた圧子形状よりも開口部を狭くした形状としてさらに密着強度を向上させている。
【００１５】
凹部の開口部の歪加工は、圧子を打ちこんだ後に、隣接する凹部を圧子の打ち込みにより形成し、隣接する凹部を形成するときの加工歪を利用して製造される。
【００１６】
凹部の開口部の加工歪は、円錐又は角錐形状である前記圧子の先端角度、前記圧子の打ち込みピッチと深さにより、歪量が調整されている。
【００１７】
接触子、上側アーム、下側アーム及び台座は、ニッケル又はニッケル合金であっても良い。また、アーム部において、上側アームは、下側アームより短くし、さらに上側アームの厚さは下側アームと等しいかより厚くすることがより好ましい。
【００１８】
本発明のプローブカードの製造方法は、接触子と、上側アームと下側アームの２枚の板材で構成され、一方の端部に前記接触子が取り付けられ、他方の端部が固定されたアーム部とから成るプローブを備え、上側アームと前記下側アームはスペーサを介して接合されたプローブカードにおいて、スペーサの上側アームとの接触面に、円錐形状又は各錐形状の圧子を打ちこんで凹部を形成する。凹部を形成するために圧子を打ちこんだ後に、さらに隣接する凹部を圧子の打ち込みにより形成し、隣接する凹部を形成するときの加工歪により、凹部の開口部を狭くすることを特徴としている。
【００１９】
凹部の開口部の加工歪は、円錐又は角錐形状である圧子の先端角度、前記圧子の打ち込みピッチと深さにより歪量が調整される。
【００２０】
より具体的なＭＥＭＳ技術による製造方法は、以下のステップから成っている。
【００２１】
接触子形成用の凹所を備えた基台上で、フォトリソグラフィ技術を利用して接触子および接触子支持体を形成するフォトレジストを塗布し、フォトレジストで形成された凹所に金属材料を堆積して接触子および接触子支持体を形成する第１のステップ。
フォトレジストの除去後、下側アームを形成するためフォトレジストを塗布し、フォトレジストで形成された凹所に金属材料を堆積して下側アームを形成する第２のステップ。
【００２２】
フォトレジストの除去後、下側アーム部の両端部上にスペーサを形成するためフォトレジストを塗布し、フォトレジストで形成された凹所に金属材料を堆積してスペーサを形成する第３のステップ。
【００２３】
接触子側に形成されたスペーサの表面に圧子を打ち込み、複数の凹部を形成する第４のステップ。
【００２４】
フォトレジストの除去後、上側アームを形成するためのフォトレジストを塗布し、フォトレジストで形成された凹所に金属材料を堆積して上側アームを形成する第５のステップ。
【００２５】
フォトレジストの除去後、上側アームの、他方の端部に、配線基板に取り付けるための台座を形成するためのフォトレジストを塗布し、フォトレジストで形成された凹所に金属材料を堆積して前記台座を形成する第６のステップ。
【００２６】
上記製造方法における第４のステップに於いて、凹部を形成するために圧子を打ちこんだ後に、さらに隣接する凹部を圧子の打ち込みにより形成し、隣接する凹部を形成するときの加工歪により、凹部の開口部を狭くしている。
第６のステップに於いて、台座の長さを他方の端部のスペーサより長くすることにより、上側アームを下側アームより短くしている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のダブルアーム構成によるカンチレバー型プローブは、スペーサと上側アーム又はスペーサと下側アームを、微細な表面の凹凸を備えたアンカー形状により結合しているため、アンカー効果（投錨効果とも言う。）により密着強度を向上させることができる。
【００２８】
さらに、上側アームを下側アームより短くすることで、上側アームの曲げに対する強度を向上させ、変位により生ずる応力に対しても経年変化を少なくして長期にわたって安定な試験を行えるプローブカードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明によるプローブカードに適用されるＭＥＭＳ構造のカンチレバー型プローブの断面を示す図。
【図２】本発明によるプローブカードの実施例の外観図。
【図３】１枚の板材を使用したシングルアーム構成のカンチレバー型プローブの断面を示す図。
【図４】上下のアームの長さが等しいダブルアーム構成のカンチレバー型プローブの断面を示す図。
【図５】シングルアーム構成とダブルアーム構成のカンチレバー型プローブに対するオーバードライブ量と応力の関係を実測した結果を示す図。
【図６】上下のアームの長さが異なるダブルアーム構成のカンチレバー型プローブの有限要素法による応力分布の計算結果を示す図。
【図７】スペーサと上アームの結合面が平面状であるダブルアーム構成のカンチレバー型プローブの断面を示す図。
【図８】図７で示したカンチレバー型プローブの上アームが剥離した状態を示す図
【図９】スペーサに凹部を形成するための四角錐形状と円錐形状の圧子を示す図。
【図１０】スペーサに形成された加工歪のない凹部を示す図。
【図１１】スペーサに形成された加工歪を利用して凹部の開口部を狭くした凹状態を示す図。
【図１２】加工歪を利用して凹部の開口部を狭くするための製造方法を説明する図。
【図１３】四角錐形状の圧子を使用した場合の打ち込みピッチと打ち込み深さに対し、加工歪が形成される領域を示す図。
【図１４】フォトグラフ技術により本発明のカンチレバー型プローブを製造する製造方法を示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明は、ダブルアーム構成によるカンチレバー型プローブの上側アームを下側アームよりも短くして、上下のアームの応力バランスを取ると共に、上下のアームを分離するスペーサとの密着強度を向上させる構造及びその製造方法を提供するものであり、以下に説明する。
【００３１】
図１は、本発明によるプローブ１０の断面を示した図である。プローブ１０の下側先端には、被測定物の電極に当接する接触子１２があり、２段になっている接触子支持体１４により下方に突き出た構造となっている。接触子支持体１４の上面には下側アーム１６の一方の端部が取り付けられている。さらに、下側アーム１６の上面には、一方の端部（接触子１２側）にスペーサＡ１８、他方の端部にはスペーサＢ２０を取り付け、さらに両スペーサＡ１８、Ｂ２０の上面には上側アーム２４が取り付けられて、２枚の板からなるアーム部とすることでダブルアーム構成となっている。
【００３２】
上側アーム２４は、台座２６と接続ランド２８を介して配線用の基板３０に取り付けられている。台座２６は、スペーサＢ２０よりも長くすることで、上側アーム２４を、下側アーム１６よりも短くしている。下側アーム１６と上側アーム２４の応力のバランスを取るためである。また、スペーサＡ１８と上側アーム２４の接続部は、部分的な拡大図に示したように、凹部２２を設けてアンカー効果による密着力により、強度を向上させている。
【００３３】
接触子１２、接触子支持体１４、下側アーム１６、スペーサＡ１８、スペーサＢ２０、上側アーム２４及び台座２６は、ＭＥＭＳ構造であり、フォトグラフィ技術によりニッケル又はニッケル合金等を材料としてメッキにより製造されている。
【００３４】
図２は、本発明によるダブルアーム構成のプローブが使用されているプローブカードの実施例を示す外観図である。基板３０には、電気的配線が設けられており、中央部の複数のプローブが集積されたプローブ基板３４に接続されている。
【００３５】
本発明は、ダブルアーム構成によるカンチレバー型プローブにおいて、上側アーム２４を下側アーム１６よりも短くしたことも特徴の一つであり、以下従来の１枚の板でアームを構成するシングルアーム構成のプローブと、上下のアームの長さが等しいダブルアーム構成のプローブとの比較に於いて説明する。
【００３６】
図３は、従来多く使用されているシングルアーム構成のプローブ３６を示している。基本的な構成は、図１に示したプローブ１０と同様であるが、アーム１５が１枚の板で構成されている。シングルアーム構成のプローブ３６は、アーム１５の強度を保つために板厚を厚くしなければならず、製造上の困難さがあった。
【００３７】
このために、アームの板厚を薄くして２枚にしたアーム構成が考えられる。
【００３８】
図４は、アームを２枚の板で構成したダブルアーム構成のプローブ３８を示している。図４では、下側アーム１６と上側アーム２４の長さを、図３に示したシングルアーム構成のプローブ３６と等しくしている。
【００３９】
プローブは、被測定物である集積回路の電極に当てて、変位（以下オーバードライブと言う。）を与えることで、オーバードライブに対抗してプローブ各部に応力が発生し、接触子先端部には圧力が加わる。この圧力により接触した電極との電気的な接続を安定にしている。さらに、オーバードライブにより、接触子は電極面上を僅かに移動することから、電極表面の酸化物を取り除く効果も備えている。このため、プローブに適切な圧力を発生させることは、接触子先端と集積回路の電極が安定した接触状態を得るために重要な要件となっている。
【００４０】
オーバードライブと圧力の関係は、プローブが片持ち梁構造のカンチレバー型であることから、オーバードライブ量は、アームの長さの３乗に反比例し、アームの断面二次モーメントに比例する。従って、図３に示したシングルアーム構成のプローブ３６における板厚に対して、ダブルアーム構成のプローブ３８の板厚は、下側アーム１６と上側アーム２４を同じ厚さとすると、単純にシングルアーム構成のプローブ３６のアーム１５の板厚に対して１／２の板厚としても、ダブルアーム構成のプローブ３８の同じオーバードライブ量に対する圧力はシングルアーム構成のプローブ３６の圧力より低くなる。
【００４１】
図４に示したダブルアーム構成のプローブ３８は、２枚のアームをスペーサで固定しているので、下側アーム１６と上側アーム２４の構造的な中立軸は空間に存在し、曲げモーメントにより下側アーム１６には引張り力が、上側アーム２４には圧縮力が働く。このため、単純に１枚の板材で構成されたアーム１５の板厚に対して１／２の板厚で、下側アーム１６と上側アーム２４を製造したと仮定して２枚のアームがフリーな状態で重ねた場合よりも、オーバードライブ量に対する接触子の圧力は大きくなるが、１枚で構成されたアーム１５に対しては小さい。
【００４２】
図５は、この関係を実測した結果を示したグラフである。横軸は、オーバードライブ量（μｍ）、縦軸は圧力（ｇ）である。アームの板厚は、シングルアーム構成のプローブ３６では５０μｍ、ダブルアーム構成のプローブ３８ではそれぞれ３５μｍとし、アームの長さは８１０μｍ、アームの幅は２０μｍとし、フォトリソグラフィ技術によるニッケルメッキで製造している。
【００４３】
オーバードライブ量と圧力の関係は、シングルアーム構成のプローブ３６及びダブルアーム構成のプローブ３８いずれの構成でもほぼ比例しており、ダブルアーム構成のプローブ３８のほうが圧力は弱くなっている。例えば、オーバードライブ量が６０μｍの場合は、シングルアーム構成のプローブ３６は３．１ｇであるのに対して、ダブルアーム構成のプローブ３８は２．１ｇである。
【００４４】
ダブルアーム構成のプローブ３８の場合、上側アーム２４に生じる圧縮力のために、座屈が生じ、大きな撓みを生ずる座屈現象を引き起こす。このために、上側アームには過度な応力が発生して、下側アーム１６との応力バランスが崩れることになる。
【００４５】
従って、屈曲現象の発生を抑えるために、上側アーム２４を短くする必要がある。上側アーム２４を短くする効果は、接触子１２の圧力にも好影響を与え、圧力はアームの長さの３乗に反比例するから、上側アーム２４の長さが短くなると接触子１２に加わる圧力は大きくなる。このため、ダブルアーム構成のプローブ３８であっても、シングルアーム構成のプローブ３６と同じ圧力を発生させることができる。実際、上側アーム２４を下側アーム１６より２０％短くすることにより、シングルアーム構成のプローブ３６とほぼ同等の圧力が得られた。
【００４６】
また、屈曲現象の発生を抑えるために、上側アーム２４の厚さを、下側アーム１６と同等かより厚くすることが望ましく、これによりさらに屈曲現象を抑える効果が期待できる。
【００４７】
次に、上側アーム２４を下側アーム１６より短くした場合に、プローブに生ずる応力分布において応力が強く作用する部分を調べるために、有限要素法で解析した。
【００４８】
図６は、有限要素法によるするダブルアーム構成のプローブ３８の応力分布４０を解析した結果であり、初期状態４２に対して、オーバードライブしたオーバードライブ状態４６を示している。ここで、アームの材料はニッケルとし、また、解析に使用したパラメータは以下の値を使用した。
上下アームの板厚  ：３５μｍ
上下アームの幅    ：２０μｍ
上下アームの長さ  ：８１０μｍ
アームのヤング率  ：２００ＭＰａ
オーバードライブ量：７０μｍ
【００４９】
オーバードライブ量４４を７０μｍとした場合の応力分布４０の結果からは、主に下側アーム１６には引張力となるプラス応力が、上側アーム２４には圧縮力となるマイナスの応力が働いていることが分かる。また、上側アーム２４とスペーサ部分の接続部に強い応力が働いている。
【００５０】
上側アーム２４は、下側アーム１６より短いため、応力が強いことは明らかであるが、このために、スペーサ部分との接続強度も強くしなければ、長期使用により接続剥がれの問題が生ずる。
【００５１】
図７は、図１に示した本発明のプローブ１０に対して、スペーサＡ１８と上側アーム２４との取り付け部分を、単にメッキを重ねて平面的な状態で接続したプローブ５０である。従来は、図７に示した拡大図のように、スペーサＡ１８と上側アーム２４との取り付け部分は、平面的な状態で接続する構造であった。
【００５２】
このために、図８に示すように、スペーサＡ１８と上側アーム２４が剥がれて、プローブカードの故障となり、寿命の点で問題があった。
【００５３】
そこで、本発明ではスペーサＡ１８の上部に凹部２２を設けて、上側アーム２４の面が突起状にスペーサＡ１８に食い込まれる構造（以下、アンカー形状と言う。）として、アンカー効果により接続強度の向上を図った。スペーサＡ１８に設ける凹部２２は、製造工程において、スペーサＡ１８が製造された後に、圧子を打ち込んで形成する。
【００５４】
図９は、圧子の例を示した図である。図９（Ａ）は、先端形状が四角錐である四角錐型圧子５２を、図９（Ｂ）は、先端形状が円錐の円錐型圧子５４を示している。この圧子の形状は、先端が先細の形状であれば、図９に示した形状に限る必要はなく、様々な形状が利用できる。
【００５５】
図１０は、スペーサＡ１８の上面から圧子を打ち込んで、凹部を形成する状態を説明するための図である。図１０（Ａ）は、スペーサＡ１８の上部平面図を示している。この例では、図９（Ａ）に示した四角錐型圧子５２を、３個並べてスペーサＡ１８の上部から打ち込んで、凹部Ａ６２、凹部Ｂ６４と凹部Ｃ６６を形成した状態である。図１０（Ｂ）は、３個の凹部が形成された図１０（Ａ）の断面図である。
【００５６】
凹部Ａ６２、凹部Ｂ６４と凹部Ｃ６６が配列されるピッチＰと深さＤの関係から、ピッチＰが広く、深さＤが浅い場合には、それぞれのアンカー形状はほぼ同じ形状となり、四角錐型圧子５２の先端形状がそのまま反映された状態の凹み形状となる。
【００５７】
図１０（Ｃ）は、凹部Ａ６２、凹部Ｂ６４と凹部Ｃ６６がほぼ同形状に形成された場合に、上側アーム２４をさらにメッキにより形成して接合した場合の断面状態を示している。この様な接続構造であってもアンカー効果は高く、接続強度は強くなる。
【００５８】
図１１は、スペーサＡ１８に形成する凹部の上部側を狭くすることで、さらにアンカー効果を高めるための凹部を形成する状態を説明するための図である。図１１（Ａ）は、スペーサＡ１８の上部平面図を示している。この例では、図９（Ａ）に示した四角錐型圧子５２を、３個並べてスペーサＡ１８の上部から打ち込んで、凹部Ｄ６８、凹部Ｅ７０と凹部Ｆ７２を形成した状態である。図１１（Ａ）で示した凹部Ｄ６８は、隣接する凹部Ｅ７０及び凹部Ｆ７２に対して、開口部が狭くなっている。
【００５９】
この場合の凹部の断面状態を示したのが図１１（Ｂ）である。中央部に配置された凹部Ｄ６８は、上部側の開口部が狭くなった形状（以下、楔形状と言う。）であり、この状態で、さらに上側アーム２４をメッキで形成したのが、図１１（Ｃ）である。
【００６０】
凹部Ｄ６８、凹部Ｅ７０と凹部Ｆ７２のピッチＰは、図１０で示した凹部状態よりも狭く、また、深さは図１０で示した凹部状態よりも深い。
【００６１】
中央の凹部Ｄ６８を楔形状とすることで、アンカー効果がさらに高くなり、スペーサＡ１８と上側アーム２４の接続強度をより向上させることができる。
【００６２】
なお、このアンカー効果の構造は、スペーサＡ１８と上側アーム２４の接合部に限らず、プローブにおける他の接合部に用いても良く、両スペーサＡ１８、Ｂ２０と下側アーム１６、上側アーム２４の４箇所に用いればより強固なアーム部を形成できる。
【００６３】
図１２は、図１１に示したような中央部の凹部６８の開口を狭めた楔形状とする場合の製造工程を示している。
【００６４】
まず、図１２（Ａ）に示すように、四角錐型圧子５２を打ち込んで、中央部の凹部Ｄ６８を形成する。次に、図１２（Ｂ）に示すように、隣接する凹部Ｅ７０を、四角錐型圧子５２を打ち込んで形成する。この時、ピッチＰと深さＤに依存して、四角錐型圧子５２が打ち込まれたときに、先に形成されていた凹部Ｄ６８の上部側が、凹部Ｄ６８の内側に倒れて加工歪を生ずる。
【００６５】
さらに、凹部Ｄ６８の逆側に隣接する凹部Ｆ７２を、四角錐型圧子５２を打ち込んで形成する。この時も、凹部Ｅ７０を形成した場合と同様に、凹部Ｄ６８の開口部側は、内側に倒れて加工歪を発生する。
【００６６】
これにより、中央部に位置する凹部Ｄ６８は、隣接する凹部Ｅ７０及び凹部Ｆ７２の形成時に、加工歪により楔形状が形成される。なお、凹部Ｄ６８の隣接する凹部Ｅ７０及び凹部Ｆ７２を、同時に圧子を打ち込んで形成してもよい。
【００６７】
図１３は、四角錐型圧５２の先端角度を６０度とした場合に、楔形状が形成される打ち込みピッチＰ（μｍ）と打ち込み深さＤ（μｍ）の関係を示したグラフである。図１３において、楔形状が形成される領域を楔形成領域、楔形状が形成されない領域を楔非形成領域、また、楔形状の形状が不安定な領域を不安定領域としている。なお、実験に使用した板は、銅板を材料としている。なお、楔形状の形成領域は、主に幾何学的な形状に依存して、材料特性への依存は少ない。
【００６８】
図１３から明らかなように、打ち込みピッチＰが狭いほど、打ち込み深さＤが浅くても楔形状が形成され、例えば、打ち込みピッチＰが２０μｍでは、打ち込み深さＤは７μｍから楔形状が形成される。打ち込みピッチＰが５０μｍでは、打ち込み深さＤは２０μｍ必要となることが分かる。楔形状が形成される打ち込みピッチＰと打ち込み深さＤの関係は、当然、圧子の先端角度にも依存し、先端角度が小さければ打ち込みピッチＰ（μｍ）を狭くし、打ち込み深さＤ（μｍ）を深くすることになる。
【００６９】
図１４は、スペーサＡ１８と上側アーム２４をアンカー効果により接続強度を向上させた本発明によるダブルアーム構成のカンチレバー型プローブの製造方法を示している。
【００７０】
図１４のステップ１では、ステンレス板を基台８０として用い、接触子１２の先端部のための凹所を圧子により形成する。そして接触子１２をメッキにより製作するためのフォトレジストを塗布し、フォトレジストで形成された凹所に接触子１２の材料であるロジウム又はパラジウムコバルト合金のような硬質材料を電気メッキにより堆積させる。
【００７１】
次に、プローブ完成後に基台８０との剥離を容易にするための銅層８２を形成し、接触子支持台１４の１段目を形成するためのフォトレジストを塗布して、フォトレジストで形成された凹所に電気メッキによりニッケルを堆積させて、接触子支持体１４の１段目を形成する。フォトレジストを除去後、これもプローブ完成後に除去される犠牲層Ａ８４を形成する。さらに接触子支持体１４の２段目を形成するためのフォトレジストを塗布し、フォトレジストで形成された凹所に再びニッケルを電気メッキにより堆積させて、接触子支持体１４の２段目を形成する。その後、フォトレジストを除去して犠牲層Ｂ８６を形成する。
【００７２】
ステップ２では、下側アーム１６用のフォトレジストを塗布して、フォトレジストで形成された凹所にニッケルを電気メッキにより堆積させ、下側アーム１６を形成する。下側アーム１６を形成した後に、フォトレジストを除去して犠牲層Ｃ８８を形成する。
【００７３】
ステップ３では、スペーサＡ１８とスペーサＢ２０を形成するためのフォトレジストを塗布して、フォトレジストで形成された凹所にニッケルを電気メッキにより堆積させて、スペーサＡ１８とスペーサＢ２０を形成し、その後、フォトレジストを除去して犠牲層Ｄ９０を形成する。
【００７４】
ステップ４で、スペーサＡ１８の上面より、打込み用圧子９２を用いて、凹部２２を形成する。アンカー形状は、図１０及び１１で示したいずれの形状でもよく、その製作工程は、非楔形状の場合は、複数個の圧子を同時に打ち込むことができ、楔形状の場合は、図１２で説明したように、まず中心部の凹部を圧子で形成し、次に両隣の凹部を圧子で形成する。これにより、中心部は楔形状の凹部が形成される。
【００７５】
その後、ステップ５では、上側アーム２４を形成するためのフォトレジストを塗布して、フォトレジストで形成された凹所にニッケルを電気メッキにより堆積させて、上側アーム２４を形成し、フォトレジストを除去する。
【００７６】
最後に、ステップ６では、台座２６を形成するためのフォトレジストを塗布して、フォトレジストで形成された凹所にニッケルを電気メッキにより堆積させて、台座２６を形成し、フォトレジストを除去する。
この時に、台座２６をスペーサＢ２０よりも長く形成することによって、上側アーム２４を下側アーム１６より短くすることが出来る。
【００７７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態による限定は受けない。
【符号の説明】
【００７８】
１０，５０  プローブ
１２  接触子
１４  接触子支持体
１５  アーム
１６  下側アーム
１８  スペーサＡ
２０  スペーサＢ
２２  凹部
２４  上側アーム
２６  台座
２８  接続ランド
３０  基板
３２  プローブカード
３４  プローブ基板
３６  シングルアーム構造のプローブ
３８  ダブルアーム構造のプローブ
４０  応力分布
４２  初期状態
４４  オーバードライブ量
４６  オーバードライブ状態
５２  四角錐型圧子
５４  円錐型圧子
６２  凹部Ａ
６４  凹部Ｂ
６６  凹部Ｃ
６８  凹部Ｄ
７０  凹部Ｅ
７２  凹部Ｆ
８０  基台
８２  銅層
８４  犠牲層Ａ
８６  犠牲層Ｂ
８８  犠牲層Ｃ
９０  犠牲層Ｄ
【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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