(57)【要約】【課題】オーバードライブ時にコンタクトプローブのビーム部が検査対象物に接触せず、磨耗しても検査対象物に確実に安定した状態でコンタクト部を接触させることができるコンタクトプローブを提供する。【解決手段】コンタクトプローブ１は、検査対象物１０２に当接させるコンタクト部２と、プローブ基板１０７に固定端が固着され、他端の自由端部にコンタクト部２が形成される片持ち梁構造のビーム部３とを備える。コンタクト部２は、ビーム部３の自由端部に接合されたコンタクトベース部２１と、コンタクトベース部２１の検査対象物１０２と対向する端面２１ａに形成される突起部２２とを有する。突起部２２は、端面２１ａから検査対象物１０２へ向かう方向に突出し、端面２１ａの中心部よりもビーム部固定端側に寄って突起部２２の先端面が配置されるように形成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物上に当接させるコンタクト部と、プローブ基板に固定端が固着され、他端の自由端部に上記コンタクト部が形成される片持ち梁構造のビーム部とを備えるコンタクトプローブにおいて、
上記コンタクト部は、上記ビーム部の自由端部に接合されたコンタクトベース部と、当該コンタクトベース部の上記検査対象物と対向する端面に形成される突起部とを有し、
上記突起部は、上記コンタクトベース部の上記端面から上記検査対象物へ向かう方向に突出し、上記コンタクトベース部の端面の中心よりも上記ビーム部の固定端側に寄って上記突起部の先端面が配置されるように形成されていることを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
上記突起部は、上記コンタクトベース部を構成する材料よりも硬度の高い材料で形成されてい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。
【請求項３】
上記ビーム部及び上記コンタクト部は、電気めっき処理により上記プローブ基板に対して垂直な方向に導電性材料を積層して形成されてい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物上に当接させるコンタクト部と、プローブ基板に一端側が固着され、他端側に上記コンタクト部が形成される片持ち梁構造のビーム部とを備えるコンタクトプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
プローブカードは、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、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】
半導体ウエ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エ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エ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）。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エハ側に押し付けて、ビーム部を弾性変形させる。
【０００５】
このような片持ち梁構造のコンタクトプローブを製造する方法としては、上記特許文献１にも開示されているように、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して製造する方法がある。ＭＥＭＳ技術により形成された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】
【０００６】
ＭＥＭＳ技術により形成された従来の片持ち梁構造のコンタクトプローブは、高さ方向へめっき層を積層して形成され、ビーム部の固定端側に略直角に曲がる屈曲部分が形成され、自由端側にコンタクト部が形成される。このようなコンタクトプローブは、コンタクト部を検査対象物に接触させた状態で上記オーバードライブを行ってビーム部を弾性変形させるため、コンタクト部のビーム部からの高さが低すぎると、ビーム部の上記屈曲部分が検査対象物に接触してしまう虞がある。また、ごみの大きさがコンタクト部の高さよりも大きい場合には、コンタクト部が検査対象物に接触しなくなる虞がある。特に、コンタクト部の先端部によって検査対象物が削られて発生したごみが問題となりやすい。そのため、コンタクト部のビーム部からの高さは上記問題が生じない高さが必要となる。
【０００７】
従って、従来のコンタクトプローブに設けるコンタクト部は、ビーム部からの高さを上記問題が生じない高さとし、接触により破損しない強度を有するように検査対象物との対向面の面積を比較的大きくした柱状体から構成している。このようなコンタクト部は上記対向面の面積が比較的大きいため、オーバードライブを行って、このコンタクト部の上記対向面の角部を検査対象物に接触させることにより接触面積を小さくしている。このようにコンタクト部の検査対象物との接触面積を小さくすることにより、コンタクト部の検査対象物への押圧力を大きくすることができるので、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。しかしながら、コンタクト部の角部は、連続使用により磨耗していくので、接触面積が次第に大きくなり、コンタクトプローブの使用回数が増えると十分な接触圧力が得られなくなるという問題がある。
【０００８】
そこで、コンタクト部の先端が磨耗してもコンタクト部を常に確実に接触させるために、コンタクト部を細くて長い形状に形成することが考えられる。このような細長いコンタクト部をフォトリソグラフィ技術により形成しようとすると、レジスト層にコンタクト部を形成するための細く深い穴を形成する必要がある。しかしながら、レジスト層に形成された細く深い穴の内部にめっきを確実に行うことは非常に困難であり、しかも、細く深い穴を有するレジスト層を形成しようとしたとき、十分な解像度が得られないという問題がある。
【０００９】
また、たとえコンタクト部の形状を細長い形状に形成できたとしても、コンタクト部を検査対象物に圧接させたとき、コンタクト部は、その形状が細く、長いので、コンタクト部はビーム部側の根元に応力が集中して破損したり、上記ビーム部から剥離したりする可能性が大きくなる。さらに、コンタクト部は、細長い形状であると電気抵抗が大きくなるという問題も生じる。
【００１０】
さらに、上記ビーム部の固定端側を略直角に屈曲させた形状のコンタクトプローブは、コンタクト部の高さが十分な高さであっても、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、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。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、コンタクト部の先端が磨耗しても、コンタクト部を検査対象物に確実に接触させることができ、オーバードライブ時にビーム部が検査対象物に接触しないようにできるコンタクトプローブ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】
【００１２】
第１の本発明によるコンタクトプローブは、検査対象物上に当接させるコンタクト部と、プローブ基板に固定端が固着され、他端の自由端部に上記コンタクト部が形成される片持ち梁構造のビーム部とを備える。上記コンタクト部は、上記ビーム部の自由端部に接合されたコンタクトベース部と、当該コンタクトベース部の上記検査対象物と対向する端面に形成される突起部とを有する。そして、この突起部は、上記コンタクトベース部の上記端面から上記検査対象物へ向かう方向に突出し、上記コンタクトベース部の端面の中心よりも上記ビーム部の固定端側に寄って上記突起部の先端面が配置されるように形成されている。
【００１３】
本発明のコンタクトプローブによれば、上記コンタクトプローブにおける上記コンタクト部が、上記ビーム部に接合される上記コンタクトベース部と、このコンタクトベース部の上記端面に形成される上記突起部とにより構成されているので、上記突起部により検査対象物への接触面積を小さくでき、しかも、上記突起部の高さを低くしても、上記コンタクトベース部により、コンタクト部全体の高さを十分確保することができる。
【００１４】
その結果、上記突起部を検査対象物へ接触させながら上記コンタクトプローブをオーバードライブさせたときに、上記突起部の検査対象物への接触面積を小さくできるので、上記突起部を検査対象物へ確実に接触させることができる。しかも、上記ビーム部がオーバードライブにより弾性変形しても、上記コンタクトベース部により、コンタクト部全体の高さを十分確保しているので、ビーム部の一部が検査対象物に接触し難い。さらに、上記コンタクトベース部により、上記突起部の高さを低くできるので、当該突起部を所定の押圧力で検査対象物に接触させても上記突起部は破損し難い。また、上記突起部は断面積が小さいので、その先端が磨耗しても、検査対象物との接触面積を常に同じ接触面積に維持でき、コンタクトプローブの使用回数が増えても所定の磨耗量までは、検査対象物へ確実に接触させることができる。
【００１５】
また、本発明の上記コンタクト部は、断面積の大きい上記コンタクトベース部に断面積が小さい上記突起部を形成することにより上記コンタクト部の一部が細くなる構造にすることができる。その結果、電気抵抗が大きくなる上記突起部を形成しても、当該突起部の高さをできるだけ低くすることにより、従来の断面積が大きい柱状体で構成されるコンタクト部に比べて電気抵抗が大きくなることをできるだけ抑制できる。
【００１６】
さらに、上記突起部は、上記コンタクトベース部の端面の中心よりも上記ビーム部の固定端側に寄って上記突起部の先端面が配置されるように形成しているので、その突出高さが低くても、上記ビーム部がオーバードライブにより弾性変形した時に、上記コンタクトベース部の固定端側端部が検査対象物に接触することはなく、上記突起部を確実に検査対象物に接触させることができる。
【００１７】
第２の本発明によるコンタクトプローブは、上記構成に加え、上記突起部は、上記コンタクトベース部を構成する材料よりも硬度の高い材料で形成する。このように上記突起部を形成することにより、電極パッドに繰り返し当接させるコンタクト部の耐摩耗性を確保することができる。
【００１８】
第３の本発明によるコンタクトプローブは、上記構成において、上記ビーム部及び上記コンタクト部は、電気めっき処理により上記プローブ基板に対して垂直な方向に導電性材料を積層して形成されている。このような構成により、フォトリソグラフィ技術などを用いてより微細なコンタクトプローブを製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるコンタクトプローブによれば、片持ち梁構造のコンタクトプローブをオーバードライブさせたとき、上記ビーム部及び上記コンタクトベース部が検査対象物に接触することなく、コンタクト部の突起部の先端を検査対象物に確実に接触させることができ、しかも、コンタクト部を破損し難くできる。さらに、上記突起部の先端面の面積を小さくできるので、上記突起部の先端が磨耗しても、上記突起部を確実に検査対象物に接触させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明にかかるコンタクトプローブの実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２１】
〔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。
【００２２】
検査対象物１０２は、半導体ウエ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で鉛直方向に上昇又は下降する。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が取り付けられる。また、可動ステージ１０３は、この開口部の下方に配置される。
【００２３】
〔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。
【００２４】
プローブカード１１０は、筐体１０５の開口部に取り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とを備えている。
【００２５】
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。
【００２６】
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に接続するように構成されている。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で形成されている。なお、検査対象物１０２がシリコンウエハからなる場合には、シリコンなどの単結晶基板でプローブ基板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をシリコン基板で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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、半導体ウエ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エ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、半導体ウエハの電気的特性の検査が行われる。
【００２９】
〔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と対向させている。
【００３０】
図３（ａ）は、コンタクトプローブ１の側面図であり、図３（ｂ）は、その上面図である。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。
【００３１】
ビーム部３は、その一端部がプローブ基板１０７に固着される片持ち梁（カンチレバー）からなる。即ち、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に連続して形成される弾性変形部３２とから構成される。弾性変形部３２は、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に平行して延び、さらに、上方に向かって湾曲しており、その自由端部にプローブ基板１０７に平行して延びる直線部分を有する。このように、弾性変形部３２には、基板固定部３１と上記直線部分との間に、少なくとも２つの湾曲部分が階段状に形成されている。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プローブ形成用下地膜６で形成されている。
【００３２】
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を弾性変形させることができる。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で押圧することにより、ビーム部３の弾性変形部３２を弾性変形させることができる。
【００３３】
コンタクト部２は、ビーム部３の自由端部における電極パッド１２１との対向面に接合された直方体形状のコンタクトベース部２１と、このコンタクトベース部２１の電極パッド１２１と対向する端面２１ａに形成される突起部２２とにより構成されている。コンタクトベース部２１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、プローブ基板１０７に垂直な方向に突出するように形成されている。突起部２２は先端面が円形の円柱体からなり、コンタクトベース部２１の端面２１ａから電極パッド１２１へ向かう方向に突出して形成されている。さらに、この突起部２２は、コンタクトベース部２１の端面２１ａの中心よりも固定端側に突起部２２の先端面が配置されるように形成されている。そして、突起部２２の先端面を検査対象物１０２と対向させて、この検査対象物１０２の電極パッド１２１に突起部２２の先端面を接触させる。
【００３４】
なお、突起部２２の先端面の面積は７μｍ2以上５０μｍ2以下とし、突起部２２の高さは１μｍ以上５μｍ以下とすることが好ましい。なお突起部２２とコンタクトベース部２１の固定端側の辺との距離は突起部２２の高さに対して制限があり、１μm高さでは２０μｍ以下、５μm高さでは７０μｍ以下とすることでコンタクトベース部が検査対象物に対して接触することは無くなる。
【００３５】
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。
【００３６】
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ことができる。
【００３７】
〔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、導電率の高い材料で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。本実施の形態では、後記する第２犠牲層８２を銅で形成するため、コンタクトプローブ１のビーム部３は、銅のエッチング液で溶けない導電性材料で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ビーム部３を形成している。
【００３８】
また、コンタクトプローブ１のコンタクト部２における突起部２２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る。しかも突起部２２は、電極パッド１２１に当接させるたびに、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。また、コンタクト部２のコンタクトベース部２１はビーム部３から容易に剥離しないように形成することが求められる。
【００３９】
従って、コンタクトベース部２１をビーム部３よりも硬度の低い材料で形成し、突起部２２を高い耐摩耗性の材料で形成することが好ましい。そこで、突起部２２を形成するために用いられる導電性材料としては、例えば、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウムコバルト合金（Ｐｄ−Ｃｏ）などの高耐磨耗性の導電性材料が挙げられる。なお、本実施形態では、突起部２２はロジウム（Ｒｈ）で形成している。また、コンタクトベース部２１を形成するために用いられる導電性材料としては、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケルコバルト合金（Ｎｉ-Ｃｏ）、金（Ａｕ）、パラジウムニッケル合金（Ｐｄ-Ｎｉ）などが挙げられる。本実施の形態では、コンタクトベース部２１はニッケル（Ｎｉ）で形成している。
【００４０】
〔コンタクトプローブの製造プロセス〕
図４から図７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、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて作製される。ＭＥＭＳ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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５１を形成する工程及びプローブ形成用下地膜６を形成する工程を含んでいる。
【００４３】
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、かつ、銅のめっき液に溶けない導電性材料でプローブ形成用下地膜６を形成する。絶縁膜４及びプローブ形成用下地膜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。
【００４４】
このプローブ形成用下地膜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、このプローブ形成用下地膜６をコンタクトプローブ１の一部とすることができる。
【００４５】
そして、図示していないが、さらにプローブ形成用下地膜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。
【００４６】
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プローブ形成用下地膜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、部分的にプローブ形成用下地膜６が形成された状態になる。
【００４７】
本実施の形態では、プローブ形成用下地膜６は、絶縁膜４が露出する絶縁性領域４１で囲まれた状態に部分除去される。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６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。
【００４８】
次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁膜４及びプローブ形成用下地膜６上に銅で第１導電性膜５１を形成する。この第１導電性膜５１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。
【００４９】
そして、図示していないが、第１導電性膜５１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。
【００５０】
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５１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５１で構成される第１導電性領域５１ａと、プローブ形成用下地膜６で構成されるプローブ下地膜領域６１と、露出する絶縁膜４で構成される絶縁性領域４１とが形成される。本実施の形態では、図４（ｄ）に示すように、第１導電性領域５１ａとプローブ下地膜領域６１とは、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。
【００５１】
図４（ｅ）は、絶縁性領域４１及び第１導電性領域５１ａ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、第１レジスト層７１を部分的に除去する。第１レジスト層７１を部分的に除去することにより、第１開口部７１ａが形成される。
【００５２】
残った第１レジスト層７１は、図４（ｅ）に示すように、プローブ形成用下地膜６の全体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５１と絶縁膜４とが露出される。本実施の形態では、図４（ｅ）に示すように、第１開口部７１ａ内で露出する絶縁性領域４１の面積が、第１導電性領域５１ａの面積よりも大きくなるように第１開口部７１ａを形成している。
【００５３】
図５（ａ）〜図６（ａ）は、銅からなる犠牲層８を形成する犠牲層形成工程を示している。この工程中、図５（ａ）に示す工程が第１犠牲層形成工程となる。図４（ｅ）の状態から、第１導電性膜５１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５１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５１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５１の上面からオーバーフローし、第１導電性膜５１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。
【００５４】
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。この第１犠牲層８１のベース曲面８１ａは、絶縁膜４から立ち上がって、第１導電性膜５１に向かって曲がるように形成される。
【００５５】
第１犠牲層８１が形成されると、第１レジスト層７１を全て除去し、プローブ基板１０７上に、図５（ｂ）に示すように、銅で第２導電性膜５２を形成する。本実施の形態では、図５（ｂ）及び（ｃ）に示す工程が第２導電性膜形成工程となる。この第２導電性膜５２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。
【００５６】
そして、図示していないが、第２導電性膜５２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。
【００５７】
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２導電性膜５２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５（ｃ）に示すように、プローブ基板１０７上に、第１導電性膜５１で構成される第１導電性領域５１ａと、第２導電性膜５２で構成される第２導電性領域５２ａと、プローブ形成用下地膜６で構成されるプローブ下地膜領域６１と、露出する絶縁膜４で構成される絶縁性領域４１とが形成される。
【００５８】
本実施の形態では、第１犠牲層８１及び絶縁性領域４１上に形成される第２導電性膜５２は、図５（ｃ）に示すように、絶縁膜４に接する部分と、第１犠牲層８１の上面を覆う部分とにより構成されている。そして、第２導電性領域５２ａとプローブ下地膜領域６１とは、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。
【００５９】
図５（ｄ）は、絶縁性領域４１及び絶縁性領域で挟まれる第２導電性領域５２ａを露出させる第２開口部７２ａを有するように第２レジスト層７２を形成する第２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２レジスト層７２を形成する。その後、この第２レジスト層７２の表面を選択的に露光することにより、第２レジスト層７２を部分的に除去する。第２レジスト層７２を部分的に除去することにより、第２開口部７２ａが形成される。本実施の形態では、図５（ｄ）に示すように、第２開口部７２ａ内で露出する絶縁性領域４１の面積が、第２導電性領域５２ａの面積よりも小さくなるように第２開口部７２ａを形成している。
【００６０】
残った第２レジスト層７２は、図５（ｄ）に示すように、プローブ形成用下地膜６の全てを覆った状態になる。そして、第２開口部７２ａ内には、第２導電性膜５２と絶縁膜４とが露出される。第１犠牲層８１は、第２導電性膜５２により完全に覆われた状態になっているので、第２開口部７２ａ内では露出しない。
【００６１】
図５（ｅ）〜図６（ａ）は、銅からなる第２犠牲層８２を形成する第２犠牲層形成工程を示している。上記した図５（ｄ）の状態から、第１導電性膜５１に電圧を印加することにより、第１導電性膜５１及び第１犠牲層８１を介して図５（ｅ）に示すように、第２導電性膜５２の上面に銅を電気めっきしていく。このとき、第２導電性膜５２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２導電性膜５２の上面からオーバーフローし、第２導電性膜５２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（ｅ）に示すような第１曲面８２ａと第２曲面８２ｂとを有する階段状の第２犠牲層８２が形成される。
【００６２】
そして、第２レジスト層７２を除去すると、図６（ａ）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とを有する階段状の第２犠牲層８２が形成された状態になる。第１曲面８２ａは、プローブ基板１０７の絶縁性領域４１から立ち上がり、第２導電性領域５２ａ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。
【００６３】
図６（ｂ）は、長細い第３開口部７３ａを複数有するプローブ形成用の第３レジスト層７３を形成する第３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３レジスト層７３が形成され、この第３レジスト層７３の表面が選択的に露光されることにより、第３レジスト層７３の一部が除去され、コンタクトプローブ１のビーム部３の形状に合わせた長細い第３開口部７３ａが複数形成される。第３開口部７３ａは、第２犠牲層８２及びプローブ形成用下地膜６が絶縁性領域４１を挟んだ状態で露出するように形成されている。第３レジスト層７３の複数の細長い第３開口部７３ａは、図示していないが、プローブ幅方向に所定のピッチをあけて形成されている。
【００６４】
本実施の形態では、図６（ｂ）に示すように、第２犠牲層８２が各第３開口部７３ａの長手方向の一方側で露出され、プローブ形成用下地膜６が長手方向他方側で露出され、第２犠牲層８２とプローブ形成用下地膜６との間に僅かに絶縁膜４が露出されている。
【００６５】
図６（ｃ）〜図７（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６（ｃ）に示すように、第２犠牲層８２上にコンタクトプローブ１を形成していく。本実施の形態では、第１導電性膜５１を介して第２犠牲層８２に電圧を印加することにより、各第３開口部７３ａ内においてニッケルコバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ）を第２犠牲層８２上に電気めっきしていく。この電気めっきにより、第２犠牲層８２上にニッケルコバルト合金が堆積されてビーム層９１が形成されていく。
【００６６】
そして、このビーム層９１が、プローブ形成用下地膜６に接触するまで成長すると、ビーム層９１とプローブ形成用下地膜６とが導通し、このプローブ形成用下地膜６上にもニッケルコバルト合金が堆積されてビーム層９１が第２犠牲層８２からプローブ形成用下地膜６に亘って連続して形成される。このビーム層９１の形成により、ビーム部３の基板固定部３１及び弾性変形部３２に相当するビーム層９１が形成される。このビーム層９１における自由端部は、プローブ基板１０７に平行なめっき層となっており、この平行なめっき層の部分が弾性変形部３２の直線部分となる。また、ビーム層９１における第２犠牲層８２の第１曲面８２ａ及び第２曲面８２ｂに対向する部分が湾曲部分となり、本実施の形態では、２つの湾曲部分が形成されている。
【００６７】
本実施の形態では、第３レジスト層７３に形成した第３開口部７３ａ内に、ビーム部３の基板固定部３１と弾性変形部３２とを同時に形成することができるので、基板固定部３１を形成するためのレジスト層と弾性変形部３２を形成するためのレジスト層を形成する必要がなくなる。その結果、レジスト層を形成する工程とレジストを除去する工程を減らすことができるとともに、レジストを露光するためのマスクも減らすことができるので、製造コストを低廉にできる。
【００６８】
ビーム層９１が形成された後は、第３レジスト層７３を除去し、図６（ｄ）に示すように、再びフォトレジストが塗布されることにより第４レジスト層７４を形成する。そして、第４レジスト層７４の表面を選択的に露光することにより、第４レジスト層７４の一部を除去し、第４開口部７４ａを形成する。第４開口部７４ａは、コンタクト部２のコンタクトベース部２１に相当する領域についてレジストの除去行うことにより形成される。
【００６９】
次に、図６（ｄ）に示すように、第４開口部７４ａ内に、ニッケル（Ｎｉ）を電気めっきすることにより、ビーム層９１の自由端側に形成される直線部分の上にコンタクトベース層９２が積層されて形成される。このコンタクトベース層９２はプローブ基板１０７に平行なめっき層となっている。このコンタクトベース層９２の端面は、突起部２２を形成するために平滑な面にする必要があるので、図６（ｅ）に示すように、第４レジスト層７４とともに、コンタクトベース層９２を研磨して、コンタクトベース層９２の端面を平坦にする。このコンタクトベース層９２がコンタクト部２のコンタクトベース部２１を構成する。
【００７０】
コンタクトベース層９２が形成された後は、図７（ａ）に示すように、第４レジスト層７４上に再びフォトレジストを薄く塗布することにより第５レジスト層７５を形成する。そして、第５レジスト層７５の表面を選択的に露光することにより、第５レジスト層７５の一部を除去し、第５開口部７５ａを形成する。第５開口部７５ａは、コンタクト部２の突起部２２に相当する領域についてレジストの除去行うことにより形成される。即ち、コンタクトベース層９２の端面の中心よりも固定端側に第５開口部７５ａを形成する。
【００７１】
次に、図７（ｂ）に示すように、第５開口部７５ａ内に、ロジウム（Ｒｈ）を電気めっきすることにより、コンタクトベース層９２上にコンタクトトップ層９３が積層されて形成される。このコンタクトトップ層９３もプローブ基板１０７に平行なめっき層となっている。このコンタクトトップ層９３が突起部２２を構成する。
【００７２】
そして、図７（ｃ）に示すように、第４レジスト層７４及び第５レジスト層７５を除去した後、銅エッチング液を用いて、図７（ｄ）に示すように、第２犠牲層８２、第２導電性膜５２、第１犠牲層８１及び第１導電性膜５１を除去し、プローブ基板１０７上で露出しているプローブ形成用下地膜６をドライエッチングにより除去する。プローブ形成用下地膜６の除去は、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６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、ビーム層９１で覆われているプローブ形成用下地膜６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６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。
【００７３】
本実施の形態では、コンタクト部２をコンタクトベース部２１と突起部２２により構成しているので、コンタクトベース部２１によりビーム部３との接合強度を上げられ、突起部２２は高さを低くすることができるので破損し難く、この突起部２２が使用により磨耗しても接触面積は変化しないので、電極パッド１２１に突起部２２を確実に接触させることができる。
【００７４】
また、本実施の形態では、プローブ基板１０７上に、順次、第１導電性膜５１、第１犠牲層８１、第２導電性膜５２そして第２犠牲層８２を徐々に面積が大きくなるように電気めっきを行って積層していくことにより、曲面で形成される段部を有する犠牲層８を簡単に形成することができる。その結果、湾曲部分を複数有するコンタクトプローブ１を形成することができるので、オーバードライブにより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、湾曲部分を複数形成すること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なくすことができ、コンタクトプローブ１の寿命を長くすることができる。しかも、この段状の湾曲部分により、コンタクトプローブ１がオーバードライブにより弾性変形しても、ビーム部３が検査対象物１０２に接触することが無くなる。
【００７５】
なお、上記実施の形態では、ビーム部３の弾性変形部３２に、２箇所の湾曲部分を形成したが、図８に示すように、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た後、自由端部までプローブ基板１０７に平行して延びるように弾性変形部３２を形成するようにしてもよい。このように１箇所の湾曲部分をビーム部３に形成する場合であっても、コンタクトベース部２１の高さにより、コンタクトプローブ１がオーバードライブにより弾性変形した時に、ビーム部３が検査対象物１０２に接触し難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【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及び上面図である。
【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（ｅ）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】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６（ｅ）の続きを示している。
【図８】本発明の他の実施の形態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。
【符号の説明】
【００７７】
１  コンタクトプローブ
２  コンタクト部
２１  コンタクトベース部
２１ａ  端面
２２  突起部
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
５１  第１導電性膜
５１ａ  第１導電性領域
５２  第２導電性膜
５２ａ  第２導電性領域
６  プローブ形成用下地膜
６１  プローブ下地膜領域
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
７３  第３レジスト層
７３ａ  第３開口部
７４  第４レジスト層
７４ａ  第４開口部
７５  第５レジスト層
７５ａ  第５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  ビーム層
９２  コンタクトベース層
９３  コンタクトトップ層
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】
2009216553.tif 000003
【図２】
2009216553.tif 000004
【図３】
2009216553.tif 000005
【図４】
2009216553.tif 000006
【図５】
2009216553.tif 000007
【図６】
2009216553.tif 000008
【図７】
2009216553.tif 000009
【図８】
2009216553.tif 000010