(57)【要約】【課題】コンタクトプローブを製造工程を少なく、高い寸法精度で形成できるコンタクトプローブの製造方法を提供する。【解決手段】絶縁性基板１０７上に導電性材料をプローブ高さ方向に積層することによりコンタクトプローブ１を形成する。絶縁性基板１０７上にコンタクトプローブ１を形成するための犠牲層８を形成し、この犠牲層８上に、電気めっきにより導電性材料を堆積させて導電層９１を形成し、この導電層９１の表面を切削工具１０を用いて切削加工することにより所望の形状のコンタクトプローブ１を形成する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板上に導電性材料をプローブ高さ方向に積層することによりコンタクトプローブが形成されるコンタクトプローブの製造方法であって、
絶縁性基板上に上記コンタクトプローブを形成するための犠牲層を形成し、この犠牲層上に、電気めっきにより導電性材料を堆積させて導電層を形成し、この導電層の表面を切削加工することによりコンタクトプローブを形成することを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【請求項２】
上記導電層を切削加工することにより、片持ち梁構造を有するビーム部と、このビーム部の自由端付近で、検査対象物との対向面に突出させて設けられるコンタクト部とを有する上記コンタクトプローブを形成することを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブの製造方法。
【請求項３】
上記犠牲層上に、コンタクトプローブの平面視の形状と一致する複数の開口部を有するレジスト層を形成し、上記各開口部内で露出する上記犠牲層上に上記導電層を形成した後、上記レジスト層と共に上記導電層を切削して、上記コンタクトプローブを形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンタクトプローブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトプローブの製造方法に係り、さらに詳しくは、製造工程数が少なく、しかも、寸法精度の良いコンタクトプローブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の電極パッドなどの検査対象物の電気的特性を検査するために用いられるプローブカードは、複数のコンタクトプローブ（接触探針）を備えている。複数のコンタクトプローブは、電極パッドの数およびピッチに対応して基板上に固定され、これらコンタクトプローブを電極パッドに接触させることにより、電気信号を取出すことができる。
【０００３】
半導体ウェーハ上のデバイスの電気的特性を検査する時は、コンタクトプローブを半導体ウェーハ上の電極パッドに接触させた後、コンタクトプローブを更に半導体ウェーハ側に押し付ける動作であるオーバードライブを行って、すべてのコンタクトプローブをそれぞれ電極パッドに確実に接触させる。
【０００４】
上記コンタクトプローブとしては、一端が基板に固定され、他端が自由端となる弾性変形可能な片持ち梁構造のビーム部と、このビーム部の自由端側に形成されたコンタクト部とを有するものがある（例えば特許文献１参照）。このようなコンタクトプローブは、一般に、ビーム部が基板の主面と平行に延びた状態で配置され、このビーム部の固定端側に略直角に屈曲した部分が形成されている。そして、この種のコンタクトプローブは、コンタクト部を半導体ウェーハ側に押し付けることにより、ビーム部が弾性変形するようになっている。
【０００５】
ところで、半導体デバイスは、フォトリソグラフィ技術などの進歩による微細加工精度の著しい向上によって高集積化されてきた。その結果、半導体デバイスは、そのチップ面積に対する電極パッド数が飛躍的に増大し、最近では、千個を越える電極パッドが数ミリ角の半導体チップ上に狭ピッチで配置されるようになってきた。このような半導体チップについて電気的特性試験を行うためには、電極パッドと同様のピッチでコンタクトプローブを配置させたプローブカードが必要となる。そこで、上記した特許文献１にも開示されているように、半導体デバイスと同様のフォトリソグラフィ技術を利用して、コンタクトプローブを製造する技術が種々提案されている。
【０００６】
特許文献１には、マイクロマシニング技術を用いて形成された積層体からなるコンタクトプローブが開示されている。このコンタクトプローブは、プローブ基板に垂直な方向、すなわち、コンタクトプローブの高さ方向に積層された複数のめっき層によって構成される。各めっき層は、フォトリソグラフィ技術を用いてパターンニングされており、２次元形状の異なるめっき層を順に積層していくことによって、３次元形状のコンタクトプローブを形成することができる。このようにして形成された片持ち梁構造のコンタクトプローブは、ビーム部の固定端側を略直角に屈曲させた形状となる。
【特許文献１】特開２００１−９１５３９号公報の図７（Ａ）〜図１０（Ｏ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、高さ方向へ積層して型持ち梁構造のコンタクトプローブを形成する場合には、ビーム部の固定側に直角に曲がる屈曲部分を有することになる。この屈曲部分は弾性変形時に応力が集中しやすく、ビーム部が破損する虞がある。そこで、ビーム部の固定端側を略直角に屈曲させるのではなく、滑らかに湾曲させた形状にすることができれば、上述したような応力集中を緩和することができると考えられる。
【０００８】
また、上記のようにビーム部の固定側に屈曲部分を有するコンタクトプローブは、上記オーバードライブを行って弾性変形する際に、このオーバードライブ量が多くなると、上記屈曲部分が検査対象物に接触する問題も生じた。このように十分なオーバードライブ量が得られない場合には、コンタクトプローブを検査対象物へ確実に接触させるための十分な押圧力が得られないことになる。
【０００９】
そこで、大きなオーバードライブ量でもコンタクトプローブが検査対象物に接触しないようにするために、コンタクトプローブのビーム部に複数の屈曲部分を階段状に形成して湾曲状にすることが考えられる。しかしながら、フォトレジストにより上記コンタクトプローブを固定部側から形成していきながら、複数の屈曲部分を形成するためには、積層方向に屈曲形状に合わせた複数のレジスト層を形成し、さらに、各層毎に形状の異なるマスクを準備し、これらのマスクを用いて露光・現像・そしてレジストを除去する必要があった。このように屈曲部分の数が増えるとそれだけ製造工程が多くなり、製造コストが高くなる問題がある。
【００１０】
以上の問題点を解決するために、湾曲部を有するコンタクトプローブをＭＥＭＳ技術を用いて形成する方法として、コンタクトプローブの幅方向にめっき層を積層する製造方法を採用することも考えられる。この場合、めっき層の数を増大させることなく、高さ方向に滑らかに湾曲するコンタクトプローブを形成することができるが、多数のプローブをプローブ基板上に配列される位置関係のままで同時に形成することができない。つまり、犠牲層を介在させて配列させた複数のコンタクトプローブを製造してプローブ基板上に配置したり、あるいは、プローブ基板に対して電気めっきを行ってコンタクトプローブを形成することができず、コンタクトプローブを一つずつプローブ基板に取付けていく煩雑な作業が必要となる。
【００１１】
そこで、本出願人は、高さ方向へ積層してコンタクトプローブを形成する製造方法において、ビーム部に湾曲部を簡単に形成することができるコンタクトプローブの製造方法を見出した。その製造方法は、曲面を有するプローブ形成用台座（犠牲層）を電気めっきにより形成し、このプローブ形成用台座上に電気めっきを行って導電層を形成することにより、湾曲部を有するコンタクトプローブのビーム部を形成するものである。
【００１２】
しかしながら、従来では、上記プローブ形成用台座上に、電気めっきにより導電層を積層してコンタクトプローブを形成する場合、上記プローブ形成用台座上に、まず、厚い膜のレジスト層を形成し、このレジスト層にマスキングによりパターンニングして複数の開口部を形成し、さらに、これら開口部内で露出する上記犠牲層上に電気めっき処理により導電層を形成している。このように、各開口部内で導電層を形成する場合、これら導電層のめっき成長が不均一になる場合があり、仕上がり寸法や形状にばらつきが生じていた。即ち、めっきの成長を細かく制御するのには限界があり、このようにめっき成長が不均一であると複数のコンタクトプローブを一度に形成する場合、形状にばらつきが生じてしまう。
【００１３】
また、上記プローブ形成用台座上には、コンタクトプローブのビーム部を形成できるのみであり、ビーム部の形成に続いて同じ電気めっき中に、このビーム部における検査対象物との対向面から突出するコンタクト部は形成できない。従って、上記コンタクト部を形成する場合には、上記ビーム部を形成した後に、レジスト層を新たに形成し、上記コンタクト部の形状に合わせた開口部をこのレジスト層に形成した後、上記開口部内で露出している上記ビーム部に電気めっきすることによりコンタクト部用の導電層を形成してコンタクト部を形成する必要がある。
【００１４】
このように、コンタクトプローブのビーム部とコンタクト部とを形成するには、レジスト層の形成と、マスキング処理と、電気めっき処理を繰り返さなくてはならず、製造工程数が多くなるという問題が生じる。
【００１５】
また、コンタクト部を形成する場合、ビーム部を形成する導電層の表面に新たに導電層を積層して突起状のコンタクト部を形成するため、コンタクト部の導電層がビーム部の導電層から剥がれ落ちるという問題も生じていた。即ち、ビーム部の電気めっき工程と、コンタクト部の電気めっき工程の間には、フォトリソグラフィの工程が介在しており、連続した電気めっき処理が行えない。上記フォトリソグラフィの工程では、レジストを塗布した後、レジストに露光し、さらに、エッチング処理をするのであるが、エッチング処理後にレジストが除去された導電層上に有機溶剤が残ってしまうと、ビーム部の導電層とコンタクト部導電層との十分な密着性が得られなくなる。従って、コンタクトプローブを使用する時に、コンタクト部導電層がビーム部導電層から剥がれ落ちてしまう問題が生じていた。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明は、プローブ高さ方向に導電性材料を積層してコンタクトプローブを形成する方法において、コンタクトプローブを製造工程数が少なく、かつ、高い寸法精度で形成できるコンタクトプローブの製造方法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】
【００１７】
第１の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、絶縁性基板上に導電性材料をプローブ高さ方向に積層することによりコンタクトプローブが形成されるコンタクトプローブの製造方法であって、絶縁性基板上に上記コンタクトプローブを形成するための犠牲層を形成し、この犠牲層上に、電気めっきにより導電性材料を堆積させて導電層を形成し、この導電層の表面を切削加工することによりコンタクトプローブを形成するようにしている。
【００１８】
本発明のコンタクトプローブの製造方法によれば、上記犠牲層上に、厚みの厚い上記導電層を形成しておき、この導電層のめっき成長面である表面を切削加工することにより、所望の形状のコンタクトプローブを製造できる。本発明の製造方法では、上記導電層の厚みは、コンタクトプローブの高さ方向の厚みよりも厚くしておけばよいので、上記導電層の厚みやめっき成長面の状態を細かく制御する必要が無くなる。
【００１９】
このように、本発明の製造方法によれば、コンタクトプローブは、細かい厚み制御を必要としない電気めっき処理を用いて上記導電層を形成し、その後にこの導電層を所望の形状に切削加工してコンタクトプローブを形成するので、単に電気めっきによる導電性材料の積層によりコンタクトプローブを形成する場合に比べて寸法精度を向上できる。
【００２０】
このように、電気めっきと切削加工を組み合わせてコンタクトプローブを形成するので、高い寸法精度でコンタクトプローブの形状を常に一定に形成できる。従って、高さ方向に電気めっきにより導電性材料を積層してコンタクトプローブを形成する場合でも、所望の形状、大きさのコンタクトプローブを高い寸法精度で形状がばらつくことなく形成することができる。
【００２１】
第２の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、上記工程に加え、上記導電層を切削加工することにより、片持ち梁構造を有するビーム部と、このビーム部の自由端付近で、検査対象物との対向面に突出させて設けられるコンタクト部とを有する上記コンタクトプローブを形成するようにしている。
【００２２】
本発明の製造方法によれば、電気めっき処理を１回行った後、切削加工により、上記ビーム部とコンタクト部とを有するコンタクトプローブを形成することができるので、コンタクト部を形成するためのレジスト層の形成工程、マスキングによるパターンニング工程、そして、電気めっき工程を行う必要が無くなり、製造工程数を少なくできる。しかも、切削加工により上記コンタクトプローブを形成するので、上記ビーム部とコンタクト部とを有するコンタクトプローブを高い寸法精度で形成することができる。
【００２３】
さらに、本発明の製造方法によれば、ビーム部とコンタクト部とを同じ導電層によって一括形成することができるので、コンタクト部の導電層がビーム部の導電層から剥がれ落ちるという問題もなくなる。
【００２４】
第３の本発明によるコンタクトプローブの製造方法は、上記工程において、上記犠牲層上に、コンタクトプローブの平面視の形状と一致する複数の開口部を有するレジスト層を形成し、上記各開口部内で露出する上記犠牲層上に上記導電層を形成した後、上記レジスト層と共に上記導電層を切削して、上記コンタクトプローブを形成するようにしている。
【００２５】
本発明の製造方法では、複数のコンタクトプローブを形成する際、上記犠牲層を共通の台座として、この犠牲層上に複数のコンタクトプローブを形成する。そして、コンタクトプローブの平面視の形状は、上記開口部の形状によって決めることができ、コンタクトプローブの高さ方向の形状は、上記犠牲層の表面形状と切削加工とによって決めることができる。さらに、本発明の製造方法によれば、上記導電層を切削する際、上記導電層の周囲を上記レジスト層により保護して、このレジスト層とともに上記導電層を切削することができる。即ち、切削加工の際に、上記導電層が切削工具によって切削していく方向に押されても、上記レジスト層によって上記導電層を受け止めることができ、コンタクトプローブを上記レジスト層により保持しながら切削することができるので、切削抵抗の緩和により上記導電層が破損し難くなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によるコンタクトプローブの製造方法によれば、コンタクトプローブを高さ方向に電気めっきにより積層して形成する場合でも、製造工程数を少なく、高い寸法精度で所望の形状のコンタクトプローブを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明にかかるコンタクトプローブの製造方法の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２８】
〔プローブ装置〕
図１は、本発明の実施の形態によるプローブカード１１０を含むプローブ装置１００の概略構成の一例を示した図であり、プローブ装置１００の内部の様子が示されている。このプローブ装置１００は、プローブカード１１０と、検査対象物１０２が載置される可動ステージ１０３と、可動ステージ１０３を昇降させる駆動装置１０４と、可動ステージ１０３及び駆動装置１０４が収容される筐体１０５とにより構成される。
【００２９】
検査対象物１０２は、半導体ウェーハなどの半導体装置からなり、複数の電子回路（図示せず）が形成されている。可動ステージ１０３は、水平な載置面を有する載置台であり、駆動装置１０４の駆動により、検査対象物１０２を載置面上に載置させた状態のまま鉛直方向に上昇又は下降するようになっている。筐体１０５は、上部中央部に開口部が形成されており、この開口部を封鎖するように、プローブカード１１０が取付けられる。また、可動ステージ１０３は、この開口部の下方に配置される。
【００３０】
〔プローブカード〕
図２（ａ）及び（ｂ）は、図１のプローブ装置１００におけるプローブカード１１０の構成例を示した図であり、図中の（ａ）は、検査対象物１０２側(図１の下方側)から見た平面図であり、図中の（ｂ）は、側面図である。
【００３１】
プローブカード１１０は、筐体１０５の開口部に取付けられるメイン基板１０６と、メイン基板１０６に保持される矩形状のプローブ基板１０７と、プローブ基板１０７上に固着された複数のコンタクトプローブ１とを備える。
【００３２】
メイン基板１０６は、円板状のプリント基板であり、テスター装置との間で信号入出力を行うための外部端子１６１を有している。例えば、ガラスエポキシを主成分とする多層プリント回路基板がメイン基板１０６として用いられる。このメイン基板１０６は、その周辺部が筐体１０５の開口部の周縁で保持されて水平に支持される。
【００３３】
プローブ基板１０７は、メイン基板１０６の下方に配置され、メイン基板１０６に支持される。さらに、プローブ基板１０７は、連結部材１０８に電気的に接続され、この連結部材１０８をメイン基板１０６のコネクタ１６２に接続するようになっている。このプローブ基板１０７は、メイン基板１０６よりも小さい矩形をしており、基板上に配線パターンが形成されている。配線パターンは、電源供給線、グランド線及び信号線の各配線パターンにより形成されている。なお、検査対象物１０２がシリコンウェーハからなる場合には、シリコンなどの単結晶基板を用いてプローブ基板１０７を構成することが好ましい。このように、プローブ基板１０７をシリコン基板を用いて構成することにより、プローブ基板１０７と検査対象物１０２との熱膨張の状態を近づけることができる。
【００３４】
連結部材１０８は、メイン基板１０６及びプローブ基板１０７を連結し、導電線としてメイン基板１０６とプローブ基板１０７とにそれぞれ形成されている配線間を導通させている。ここでは、ポリイミドを主成分とする可撓性を有するフィルム上に配線パターンが印刷されたフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）が連結部材１０８として用いられている。このフレキシブル基板は、その一端がプローブ基板１０７の周辺部に固着され、他端は着脱可能なコネクタ１６２を介してメイン基板１０６に連結されている。
【００３５】
本実施形態では、プローブ基板１０７には多数の電極パッドが形成され、各電極パッドにコンタクトプローブ１が接合されることにより、プローブ基板１０７上に多数のコンタクトプローブ１が形成される。プローブ基板１０７は、上記したように、連結部材１０８を介してテスター装置に接続されたメイン基板１０６に導通しており、当該メイン基板１０６とともにプローブカードを構成する。検査時には、駆動装置１０４によって可動ステージ１０３を上昇させて、半導体ウェーハにコンタクトプローブ１を接触させることにより、テスター装置と半導体ウェーハとの間で各コンタクトプローブ１を介して信号が入出力されて、半導体ウェーハの電気的特性の検査が行われるようになっている。
【００３６】
〔コンタクトプローブ〕
コンタクトプローブ１は、図１及び図２に示すように、検査対象物１０２上に形成された微細な電極パッド１２１に対し、弾性的に当接させるプローブ（探針）である。各コンタクトプローブ１は、プローブ基板１０７における一方の主面上に整列配置されて固着されている。各コンタクトプローブ１は、各コンタクトプローブ１が固着されたプローブ基板１０７の主面が鉛直方向下側に向けて配置されることにより、可動ステージ１０３に配置された検査対象物１０２と対向するようになっている。
【００３７】
図３は、コンタクトプローブ１の側面図である。コンタクトプローブ１は、検査対象物１０２上の電極パッド１２１に当接させるコンタクト部２と、一端がプローブ基板１０７に固定され、他端にコンタクト部２が突設されるビーム部３とにより構成される。本実施の形態では、コンタクト部２とビーム部３とは、同じ導電層によって形成されている。
【００３８】
ビーム部３は、長尺な形状をしており、その一端部がプローブ基板１０７に固着される片持ち梁構造（カンチレバー）を有している。このビーム部３は、プローブ基板１０７に固着される基板固定部３１と、この基板固定部３１からプローブ基板１０７に対して湾曲しながら立ち上がってプローブ基板１０７に平行して伸び、さらに、上方に向かって湾曲する弾性変形部３２とから構成される。基板固定部３１は、プローブ基板１０７との対向面側の一部が後記する第２導電性膜６により形成されている。
【００３９】
このビーム部３は、基板固定部３１を固定端とし、この固定端に対する弾性変形部３２の他端側を自由端として、この弾性変形部３２の自由端に連続して形成されるコンタクト部２に検査対象物１０２側から荷重がかかることにより、この弾性変形部３２が弾性変形するようになっている。本実施形態では、可動ステージ１０３をプローブカード１１０に向けて上昇させて、ビーム部３の自由端部を検査対象物１０２によって押圧することにより、ビーム部３の弾性変形部３２が弾性変形するようになっている。
【００４０】
コンタクト部２は、ビーム部３の自由端部における検査対象物１０２に対向する面上に突出させて形成されている。このコンタクト部２は突出端面が長方形をしており、ビーム部３と連続して形成されている。コンタクト部２の幅は、ビーム部３と同じ幅を有している。また、コンタクト部２におけるビーム部長さ方向において対向する側面は、ビーム部３への根元側が末広がり状態となるように、この根元部分に曲面を有するように形成されている。このコンタクト部２の検査対象物１０２と対向する面をこの検査対象物１０２の電極パッド１２１と当接する当接面としている。
【００４１】
本実施形態のプローブカード１１０では、複数のコンタクトプローブ１がプローブ基板１０７上にビーム幅方向に所定のピッチで配置されると共に、このようなピッチで配置されるコンタクトプローブ１の列が、ビーム先端が対向するように２列形成されている。本実施形態では、矩形のプローブ基板１０７の何れか１辺に平行な方向を配列方向として、コンタクトプローブ１の列が形成されている。なお、各コンタクトプローブ１の間隔は、検査対象物１０２上に形成されている電極パッド１２１間のピッチに応じて定められる。
【００４２】
そして、各コンタクトプローブ１は、プローブ基板１０７、連結部材１０８、メイン基板１０６に形成される各配線を介してメイン基板１０６の外部端子１６１と導通している。コンタクトプローブ１のコンタクト部２を検査対象物１０２の微小な電極パッド１２１に当接させることによって、この検査対象物１０２をテスター装置と導通させるようになっている。
【００４３】
〔コンタクトプローブの構成材料〕
次に、コンタクトプローブ１の各構成部分の材料について説明する。コンタクトプローブ１は、抵抗値が低いほど望ましいことから、コンタクトプローブの各構成部分は、導電率の高い材料を用いて構成されている必要がある。このような高導電性材料には、例えば、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金銅合金（Ａｕ−Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウムニッケル合金（Ｐｄ−Ｎｉ）、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）、ニッケルタングステン（Ｎｉ−Ｗ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）などがある。
【００４４】
本実施の形態では、後記する第２犠牲層８２を銅によって形成するため、コンタクトプローブ１は、銅のめっき液によって溶けない導電性材料を用いて形成することが好ましい。本実施の形態では、ニッケルコバルト合金を用いてコンタクトプローブ１を形成している。コンタクトプローブ１のコンタクト部２は、ビーム部３と一体に連続して形成されているため、ビーム部３とコンタクト部２とは、ニッケルコバルト合金を用いて形成されることになる。
【００４５】
ところで、コンタクト部２は、検査対象物１０２の電極パッド１２１に繰り返し当接させるため高い耐磨耗性が要求され、しかも当接させるたびに、電極パッド１２１の表面を引掻いて表面のゴミや酸化膜等を除去することが求められる。そこで、コンタクト部２の端面に薄膜のロジウム（Ｒｈ）層を形成するようにしてもよい。
【００４６】
〔コンタクトプローブの製造プロセス〕
図４から図６は、図３に示したコンタクトプローブ１の製造プロセスの一例を示した図である。コンタクトプローブ１は、マイクロマシニング技術を用いて作製される。マイクロマシニング技術とは、フォトリソグラフィ技術及び犠牲層エッチング技術を利用して、微細な立体的構造物を作成する技術である。フォトリソグラフィ技術は、半導体製造プロセスなどで利用される感光レジストを用いた微細パターンの加工技術である。また、犠牲層エッチング技術は、犠牲層と呼ばれる下層を形成し、その上に構造物を構成する層をさらに形成した後、上記犠牲層のみをエッチングして立体的な構造物を作製する技術である。
【００４７】
このような犠牲層を含む各層の形成処理には、周知のめっき技術を利用することができる。例えば、陰極としての基板と、陽極としての金属片とを電解液中に浸し、両電極間に電圧を印加することにより、電解液中の金属イオンを基板表面に付着させることができる。このような処理は電気めっき処理と呼ばれている。このような電気めっき処理は、基板を電解液に浸すウエットプロセスであるため、めっき処理後は乾燥処理が行われる。また、乾燥後には、研磨処理などによって積層面を平坦化させる平坦化処理が必要に応じて行われる。
【００４８】
図４（ａ）〜（ｄ）は、絶縁性基板であるプローブ基板１０７上に導電性膜を部分的に形成する導電性膜形成工程を示している。なお、この導電性膜形成工程には、絶縁膜４を形成する工程、第１導電性膜５を形成する工程及び第２導電性膜６を形成する工程を含んでいる。
【００４９】
まず、図４（ａ）に示すように、プローブ基板１０７上に、二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる絶縁膜４を形成する。さらに、この絶縁膜４の上に銅（Ｃｕ）以外の導電性材料であって、かつ、銅のめっき液に溶けない導電性材料を用いて第２導電性膜６を形成する。絶縁膜４及び第２導電性膜６は、スパッタリングなど真空蒸着により形成することが好ましい。
【００５０】
この第２導電性膜６を形成する導電性材料としては、例えば、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）などが好ましい。特に、コンタクトプローブ１のビーム部３を構成する材料と同じ材料を用いることにより、この第２導電性膜６をコンタクトプローブ１のプローブ下地膜として使用する場合にはコンタクトプローブ１の一部とすることができる。
【００５１】
そして、図示していないが、さらに第２導電性膜６上に、感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布してレジスト層を形成する。その後、このレジスト層の表面を選択的に露光することにより、レジスト層を部分的に除去する。
【００５２】
このようにしてレジスト層が除去された部分に対して、図４（ｂ）に示すように、アルゴンイオンによるドライエッチングを行って、レジスト層が残っている部分を除いた第２導電性膜６を除去する。そして、レジスト層を完全に除去することにより、図４（ｂ）に示すように、プローブ基板１０７上に、部分的に第２導電性膜６が形成された状態になる。  
【００５３】
本実施の形態では、第２導電性膜６は、絶縁膜４が露出して形成される絶縁性領域４１を挟んで２箇所の長方形状の第２導電性領域６１が形成されるように、プローブ基板１０７上に形成される。図４（ｂ）において左側に形成される長方形状の第２導電性領域６１の第２導電性膜６がプローブ形成用下地膜６ａとなり、右側の長方形状の第２導電性領域６１の第２導電性膜６が犠牲層８を形成するための犠牲層形成用下地膜６ｂとなる。なお、図示していないが、コンタクトプローブ１をプローブ基板１０７に固定する場合には、プローブ形成用下地膜６ａをプローブ基板１０７上に形成される複数の電極を覆うように形成することが好ましい。
【００５４】
次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁膜４及び第２導電性膜６上に銅により第１導電性膜５を形成する。この第１導電性膜５もスパッタリングなど真空蒸着により形成することが好ましい。そして、図示していないが、第１導電性膜５上に、感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布してレジスト層を形成する。その後、このレジスト層の表面を選択的に露光することにより、レジスト層を部分的に除去する。
【００５５】
このようにしてレジスト層が除去された部分に対して、アルゴンイオンによるドライエッチングを行って、レジスト層が残っている部分を除いた第１導電性膜５を除去する。そして、レジスト層を完全に除去することにより、図４（ｄ）に示すように、プローブ基板１０７上に、第１導電性膜５により構成される第１導電性領域５１と、第２導電性膜６により構成される第２導電性領域６１と、露出する絶縁膜４により構成される絶縁性領域４１とが形成される。
【００５６】
本実施の形態では、上記したように、図４（ｄ）において、プローブ基板１０７の中央付近に絶縁性領域４１を挟んで２箇所の第２導電性領域６１が形成され、これら第２導電性領域６１の外側に絶縁性領域４１を介して第１導電性領域５１が形成されている。第１導電性領域５１及び２箇所の第２導電性領域６１は、それぞれ絶縁性領域４１により絶縁された状態になっている。なお、図４（ｄ）において、プローブ基板１０７の両端部に形成される第１導電性膜５は、図示していないが、連続した１つの第１導電性領域５１が形成されるように、第２導電性領域６１を囲むように形成して導通されている。
【００５７】
図４（ｅ）〜（ｆ）は、絶縁性領域４１を介して形成される第１導電性領域５１及び第２導電性領域６１を露出させる第１開口部７１ａを有するように第１レジスト層７１を形成する第１レジスト形成工程を示している。まず、プローブ基板１０７の全面に感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布して第１レジスト層７１を形成する。その後、この第１レジスト層７１の表面を選択的に露光することにより、図４（ｆ）に示すように、第１レジスト層７１を部分的に除去する。
【００５８】
第１レジスト層７１を部分的に除去することにより、図４（ｆ）に示すように、第１レジスト層７１に第１開口部７１ａが形成される。残った第１レジスト層７１は、第２導電性膜６のプローブ形成用下地膜６ａの全てを覆った状態になる。そして、第１開口部７１ａ内には、第１導電性膜５と犠牲層形成用下地膜６ｂとが絶縁膜４を挟んで露出される。
【００５９】
図５（ａ）〜（ｃ）は、第１導電性膜５上と犠牲層形成用下地膜６ｂ上に銅を電気めっきすることにより、第１犠牲層８１及び第２犠牲層８２により構成される犠牲層８を形成する犠牲層形成工程を示している。
【００６０】
上記した図４（ｆ）の状態から、第１導電性膜５に電圧を印加することにより、図５（ａ）に示すように、第１導電性膜５の上面に銅を電気めっきしていく。このとき、第１導電性膜５の上面だけでなくエッチング面である端面にも銅がめっきされて堆積されていき、銅めっきが第１導電性膜５の上面からオーバーフローし、第１導電性膜５の上面及び端面を覆うだけでなく、絶縁膜４の一部の上にも形成された状態になる。このようにして銅を電気めっきすることにより図５（ａ）に示すようなベース曲面８１ａを有する第１犠牲層８１が形成される。
【００６１】
第１犠牲層８１は、絶縁膜４から立ち上がって、第１導電性膜５に向かって曲がるベース曲面８１ａを有するように形成されるとともに、第１導電性膜５と犠牲層形成用下地膜６ｂの間の絶縁性領域４１の全域を覆うまで形成される。第１犠牲層８１を形成するための電気めっき処理は、犠牲層形成用下地膜６ｂに接触するまで行われる。
【００６２】
そして、上記した図５（ａ）の状態から、さらに第１導電性膜５に電圧を印加し続けて、電気めっきを続ける。第１犠牲層８１と犠牲層形成用下地膜６ｂとは接触して導通されているので、図５（ｂ）に示すように、第１犠牲層８１上と犠牲層形成用下地膜６ｂ上とに銅が電気めっきされていく。このときも、犠牲層形成用下地膜６ｂの上面だけでなくエッチング面である端面にも銅がめっきされて堆積されていき、銅めっきが犠牲層形成用下地膜６ｂの上面からオーバーフローした第２犠牲層８２が形成される。この第２犠牲層８２は、犠牲層形成用下地膜６ｂの上面及び端面を覆うだけでなく、絶縁膜４の一部の上にも形成された状態になり、このようにして銅を電気めっきしていくことにより、図５（ｂ）及び図７のプローブ基板１０７の部分斜視図に示すような複数の曲面を有する段状の第２犠牲層８２が形成される。
【００６３】
そして、第１レジスト層７１を除去すると、図５（ｃ）に示すように、プローブ基板１０７上に第１曲面８２ａと第２曲面８２ｂとを有する段状の第２犠牲層８２が得られる。第１曲面８２ａは、プローブ基板１０７に絶縁性領域４１から立ち上がり、第２導電性領域６１に向かって曲がるように形成される。第２曲面８２ｂは、この第１曲面８２ａより上方位置で、第１犠牲層８１のベース曲面８１ａの上方において形成される。本実施の形態では、第１犠牲層８１と第２犠牲層８２とにより犠牲層８が構成され、この犠牲層８は、第１曲面８２ａの反対側の側面がプローブ基板１０７に対して垂直に立ち上がるように形成される。
【００６４】
図５（ｄ）は、犠牲層８及びプローブ形成用下地膜６ａを露出させる長細い第２開口部７２ａを複数有するプローブ形成用の第２レジスト層７２を形成する第２レジスト形成工程である。プローブ基板１０７上に、再びフォトレジストが塗布されることにより第２レジスト層７２が形成され、その第２レジスト層７２の表面が選択的に露光されることにより、第２レジスト層７２の一部が除去され、長細い第２開口部７２ａが複数形成される。
【００６５】
細長い第２開口部７２ａは、図８のプローブ基板１０７の部分斜視図に示すように、コンタクトプローブ１のビーム部３の平面視の形状と一致するように所定の間隔をおいて複数形成される。これら第２開口部７２ａ内には、プローブ形成用下地膜６ａと犠牲層８とが絶縁性領域４１を挟んだ状態で露出される。
【００６６】
本実施の形態では、図５（ｄ）及び図８に示すように、犠牲層８が第２開口部７２ａの長手方向の一方側で露出し、プローブ形成用下地膜６ａが長手方向他方側で露出し、犠牲層８とプローブ形成用下地膜６ａとの間に僅かに絶縁膜４が露出するようになっている。そして、犠牲層８の第１曲面８２ａが絶縁膜４から立ち上がって第２開口部７２ａの長手方向他方側から長手方向一方側に向かって曲がるように第２開口部７２ａを形成している。さらに、本実施の形態では、図７及び図８に示すように、１つの犠牲層８及びプローブ形成用下地膜６ａ上に複数の第２開口部７２ａが形成されている。
【００６７】
図５（ｅ）及び図６（ａ）〜（ｄ）は、コンタクトプローブ１を形成するプローブ形成工程を示している。図５（ｅ）及び図８に示すように、第１導電性膜５を介して犠牲層８に電圧を印加することにより、各第２開口部７２ａ内においてニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）を犠牲層８上に電気めっきしていく。この電気めっきにより、犠牲層８上にニッケルコバルト合金が堆積されてプローブ導電層９１が形成されていく。
【００６８】
そして、このプローブ導電層９１が、プローブ形成用下地膜６ａに接触するまで成長すると、プローブ導電層９１とプローブ形成用下地膜６ａとが導通し、このプローブ形成用下地膜６ａ上にもニッケルコバルト合金が堆積されてプローブ導電層９１が犠牲層８からプローブ形成用下地膜６ａに亘って連続して形成される。このプローブ導電層９１の形成により、ビーム部３の基板固定部３１と弾性変形部３２を含む長さのプローブ導電層９１が形成される。さらに、このプローブ導電層９１は、ビーム部３のプローブ高さ方向の厚みとコンタクト部２のプローブ高さ方向の厚みとを足した厚みよりも厚くなるように形成される。
【００６９】
プローブ導電層９１が形成された後は、図６（ａ）及び図９のプローブ基板１０７の部分斜視図に示すように、切削工具１０を用いて第２レジスト層７２をプローブ導電層９１の表面の形状に合わせて切削していく。本実施の形態では、切削加工は、プローブの長手方向と直交する方向、即ち、プローブ幅方向に切削工具１０を移動させながら、第２レジスト層７２を切削する。なお、この切削方向は、プローブの長さ方向に切削工具１０を移動させながら行ってもよい。
【００７０】
次に、図６（ｂ）及び図１０のプローブ基板１０７の部分斜視図に示すように、第２レジスト層７２と共に、プローブ導電層９１の表面を切削してコンタクトプローブ１の形状に形成する。本実施の形態では、ビーム部３とコンタクト部２をこのプローブ導電層９１により形成しており、ビーム部３とコンタクト部２とは一体に連続して形成される。さらに、本実施の形態では、切削工具１０の刃の先端の形状が丸くなっているので、コンタクト部２のビーム部根元部分は、切削工具１０の刃の形状に合わせて、曲面を有するように切削加工が施される。従って、コンタクト部２の根元部分におけるビーム部長さ方向の長さは、先端面におけるビーム部長さ方向の長さよりも長くなっており、根元側に向かって末広がるようにコンタクト部２が形成される。このようにコンタクト部２の根元部分の断面積が先端部よりも大きくなるので、コンタクト部２の強度を強くすることができる。
【００７１】
本実施の形態では、コンタクトプローブ１を形成するための切削加工も切削工具１０をプローブ幅方向に移動させながら行う。このとき、プローブ導電層９１は、隣接する第２レジスト層７２によって支持されて補強された状態になるので、細長いコンタクトプローブ１であっても、この第２レジスト層７２により破損することなく、所望の形状に切削することができる。なお、この場合も、切削方向は、プローブの長さ方向に切削工具１０を移動させながら行ってもよい。
【００７２】
なお、プローブ導電層９１を切削加工した後、プローブ導電層９１におけるコンタクト部２の先端面上に薄膜のロジウム層を形成するようにしてもよい。この場合、まず、プローブ導電層９１と第２レジスト層７２上に再びフォトレジストを塗布して第３レジスト層を形成する。そして、この第３レジスト層７３の表面を選択的に露光して、コンタクト部２の端面となる部分に第３開口部が形成されるように第３レジスト層の一部を除去する。次に、この第３開口部内で露出するプローブ導電層９１上にロジウム（Ｒｈ）を電気めっきすることにより、プローブ導電層９１におけるコンタクト部２の先端面上に薄膜のロジウム層を形成する。
【００７３】
次に、図６（ｃ）に示すように、第２レジスト層７２を除去すると、プローブ導電層９１が犠牲層８に支持された状態で、プローブ基板１０７上に複数のコンタクトプローブ１がプローブ形成用下地膜６ａを介して固定された状態になる。さらに、図６（ｄ）及び図１１のプローブ基板１０７の部分斜視図に示すように、犠牲層８と第１導電性膜５とを除去し、プローブ基板１０７上で露出している第２導電性膜６をドライエッチングにより除去する。第２導電性膜６の除去は、犠牲層形成用下地膜６ｂの全てを除去すると共に、コンタクトプローブ１の下に形成されたプローブ形成用下地膜６ａをコンタクトプローブ１毎に分離するように除去する。従って、プローブ導電層９１によって覆われているプローブ形成用下地膜６ａは残された状態になっている。このようにプローブ形成用下地膜６ａが分離されることにより、各コンタクトプローブ１が導通しないようにプローブ基板１０７上に固定されたコンタクトプローブ１が得られる。
【００７４】
本実施の形態では、犠牲層８上に厚みの厚いプローブ導電層９１を形成しておいて、このプローブ導電層９１の表面を切削工具１０を用いてコンタクトプローブ１の形状となるように切削することにより所望の形状のコンタクトプローブ１を形成することができる。従って、切削工具１０を用いて、プローブ導電層９１をコンタクトプローブ１の最終形状に切削するので、片持ち梁構造のコンタクトプローブ１をプローブ基板１０７に対して垂直な方向に電気めっきにより積層して形成する場合でも、高い寸法精度で所望の形状、大きさのコンタクトプローブ１を形成することができる。
【００７５】
さらに、本実施の形態で形成されたコンタクトプローブ１はビーム部３に複数の湾曲部を階段状に形成しているので、コンタクトプローブ１を検査対象物１０２へ接触させて弾性変形させても、これら湾曲部によりコンタクトプローブ１の一部に応力が集中してしまうのを緩和することができ、コンタクトプローブ１の寿命を長くすることができる。さらに、コンタクトプローブ１は複数の湾曲部を段状に形成しているので、大きなオーバードライブ量でも、コンタクトプローブ１が検査対象物に接触するのを防ぐことができる。
【００７６】
また、本実施の形態にかかる製造方法によれば、コンタクトプローブ１をプローブ基板１０７へ固定した状態のまま形成することができるので、コンタクトプローブ１を１本ずつプローブ基板１０７に固定する作業を不要にでき、製造コストを低廉にすることができる。
【００７７】
本実施の形態では、第２レジスト層７２に形成した第２開口部７２ａ内で、ビーム部３とコンタクト部２とを形成することができる大きさのプローブ導電層９１を形成しておいて、切削加工により、同じ導電層によってビーム部３とコンタクト部２とを一体に連続して形成するため、コンタクト部のみを形成するためのレジスト層の形成、マスキングによるパターンニング処理、そして、電気めっき処理を減らすことができるので、製造コストを低廉にできる。
【００７８】
本実施の形態では、切削工具１０を用いてプローブ導電層９１の表面のみを切削したが、プローブ導電層９１の側面を切削することもできる。このように側面も切削することにより、コンタクトプローブの形状の自由度がさらに広がる。例えば、コンタクト部のプローブ幅方向の長さをプローブの幅よりも小さくなるように切削加工をすることもできるし、コンタクト部の形状を先端部に向けて先細るように形成することもできる。先端部を細くすることにより、検査対象物との接触面積を小さくでき、小さいオーバードライブ量でも確実にコンタクト部を検査対象物に接触させることができる。
【００７９】
なお、上記した各実施の形態では、コンタクトプローブ１をプローブ基板１０７上に固定した状態のまま形成する場合の例について説明したが、本発明のコンタクトプローブの製造方法は、これらの実施の形態に限らず、別途用意した絶縁性基板上にコンタクトプローブ１を形成して、このコンタクトプローブを例えば犠牲層と共に絶縁性基板から最終的に剥離する場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態によるプローブカード１１０を含むプローブ装置１００の概略構成の一例を示した図であり、プローブ装置１００の内部の様子が示されている。
【図２】図１のプローブ装置１００におけるプローブカード１１０の構成例を示した図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるコンタクトプローブの一例を示した側面図である。
【図４】実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図である。
【図５】実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、図４（ｆ）の続きを示している。
【図６】実施の形態１に係るコンタクトプローブを形成する工程の一例を示した図であり、図５（ｅ）の続きを示している。
【図７】図５（ｂ）に対応したプローブ基板１０７の部分斜視図であって、プローブ基板１０７の第１導電性膜５上と犠牲層形成用下地膜６ｂ上とに、第２犠牲層８２が形成された状態を示している。
【図８】図５（ｅ）に対応したプローブ基板１０７の部分斜視図であって、プローブ基板１０７上に第２開口部７２ａを有する第２レジスト層７２が形成され、第２開口部７２ａの犠牲層８上にプローブ導電層９１が形成された状態を示している。
【図９】図６（ａ）に対応したプローブ基板１０７の部分斜視図であって、切削工具１０を用いて、第２レジスト層７２を切削した状態を示している。
【図１０】図６（ｂ）に対応したプローブ基板１０７の部分斜視図であって、切削工具１０を用いて、第２レジスト層７２と共にプローブ導電層９１をコンタクトプローブ１の形状に切削した状態を示している。
【図１１】図６（ｄ）に対応したプローブ基板１０７の部分斜視図であって、プローブ基板１０７上にコンタクトプローブ１が固定された状態を示している。
【符号の説明】
【００８１】
１  コンタクトプローブ
２  コンタクト部
３  ビーム部
３１  基板固定部
３２  弾性変形部
４  絶縁膜
４１  絶縁性領域
５  第１導電性膜
５１  第１導電性領域
６  第２導電性膜
６ａ  プローブ形成用下地膜
６ｂ  犠牲層形成用下地膜
６１  第２導電性領域
７１  第１レジスト層
７１ａ  第１開口部
７２  第２レジスト層
７２ａ  第２開口部
８  犠牲層
８１  第１犠牲層
８１ａ  ベース曲面
８２  第２犠牲層
８２ａ  第１曲面
８２ｂ  第２曲面
９１  プローブ導電層
１０  切削工具
１００  プローブ装置
１０２  検査対象物
１２１  電極パッド
１０３  可動ステージ
１０４  駆動装置
１０５  筐体
１０６  メイン基板
１６１  外部端子
１６２  コネクタ
１０７  プローブ基板
１０８  連結部材
１１０  プローブカード
【図１】
2009216554.tif 000003
【図２】
2009216554.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009216554.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009216554.tif 000008
【図７】
2009216554.tif 000009
【図８】
2009216554.tif 000010
【図９】
2009216554.tif 000011
【図１０】
2009216554.tif 000012
【図１１】
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