プローブの製造方法及びプローブカード
【目的】 本発明の目的はプローブの犠牲層形成工程、鍍金工程及び犠牲層除去工程を低減することができ、且つプローブを複数の被測定対象物の対向する一辺の面上に各々並べられた複数の電極に対応可能に配列することができるプローブの製造方法を提供する。
【構成】 このプローブの製造方法は、基板１００の面上の一部及び第１のプローブ２１０ａ上に第２の台座４２０を形成する工程と、基板１００の面上に当該基板１００の面上の一部及び第２の台座４２０を露出させる開口５３１( 第２の開口) を有したレジスト５３０( 第２の犠牲層) を形成する工程と、このレジスト５３０の開口５３１に鍍金を行い、基板１００の面上の一部及び第２の台座４２０上に第２のプローブ２１０ｂを形成する工程と有する。
【構成】 このプローブの製造方法は、基板１００の面上の一部及び第１のプローブ２１０ａ上に第２の台座４２０を形成する工程と、基板１００の面上に当該基板１００の面上の一部及び第２の台座４２０を露出させる開口５３１( 第２の開口) を有したレジスト５３０( 第２の犠牲層) を形成する工程と、このレジスト５３０の開口５３１に鍍金を行い、基板１００の面上の一部及び第２の台座４２０上に第２のプローブ２１０ｂを形成する工程と有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウエハに形成された半導体素子である被測定対象物の電気的諸特性を測定するのに使用されるプローブの製造方法及びプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のプローブカードとしては、基板と、この基板の面上に一列又は複数列に並べて設けられた複数のカンチレバー型のプローブとを有し、前記プローブは、前記基板の面上に位置するベース部と、このベース部から垂直方向に延び且つ水平方向に延びたＬ字を伏せた形状のビーム部とを有したものがある。
【０００３】
このプローブカードのプローブは、次のようなシリコンプロセス技術によりに製造される。まず、前記基板の面上に第１の犠牲層を形成し、当該第１の犠牲層に第１のマスクを使用して第１の開口を形成し、当該第１の開口に第１の導電層を形成して前記プローブのベース部を形成する。その後、当該第１の犠牲層の上に第２の犠牲層を形成し、当該第２の犠牲層に第２のマスクを使用して第２の開口を形成し、当該第２の開口に第２の導電層を形成してビーム部を形成する。その後、第１、第２の犠牲層を除去する。
【０００４】
このようなシリコンプロセス技術を用いると、複数のプローブを、集積度の高い被測定対象物（即ち、電極間の間隔が狭いもの) の複数の電極に対応させて一度に狭い間隔で配置することができる。
【０００５】
ところで、近年では、被測定対象物の測定時間を短縮するために、マトリックス状に並べられた複数の被測定対象物を一度に測定することが求められている。
【０００６】
ところが、図８に示すように、プローブ２ａが上述したカンチレバー型である場合、４つの被測定対象物の一辺同士が対向する領域であるＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域、−Ｙ軸領域の電極１ａの配置に対応させて、基板２ｂの面上に設けようとすると、Ｙ軸領域とＸ軸領域又は−Ｘ軸領域とが交差する部分、或いは−Ｙ軸領域とＸ軸領域又は−Ｘ軸領域とが交差する部分の電極１ａに対応するプローブ２ａ同士が交差してしまう。換言すると、基板２ｂの面上の中心領域にプローブ２ａを設けることができないという問題が存在している。
【０００７】
このような問題を解決し得るプローブカードとしては、基板の面上に同方向に向けて一列に並べて形成された複数のカンチレバー型の第１のプローブと、この第１のプローブに被さるように平行に並べて形成された複数のカンチレバー型の第２のプローブとを有し、第１のプローブをＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域又は−Ｙ軸領域の一方の被測定対象物１の電極１ａに、第２のプローブをＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域又は−Ｙ軸領域の他方の被測定対象物１の電極１ａに接触可能としたものがある。
【０００８】
前記第１のプローブは、基板の面上に位置する第１のベース部と、この第１のベース部から垂直方向に延びた第１の柱部と、この第１の柱部から水平方向に延びた第１のアーム部と、この第１のアーム部の先端部に設けられた第１の接触部とを有した形状となっている。一方、前記第２のプローブは、基板の面上に位置する第２のベース部と、この第２のベース部から前記第１の柱部よりも高く垂直方向に延びた第２の柱部と、この第２の柱部から第１のアーム部に沿って水平方向に延びた第２のアーム部と、この第２のアーム部の先端部に設けられた第２の接触部とを有した形状となっている( 特許文献１参照) 。
【０００９】
【特許文献１】ＵＳ６５２０７７８Ｂ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、前記第１、第２のプローブを上記シリコンプロセス技術によりに製造すると、次のような工程を経ることになる。まず、前記基板の面上に第１の犠牲層を形成し、当該第１の犠牲層に第１のマスクを使用して第１の開口を形成し、当該第１の開口に第１の導電層を形成して第１のプローブの第１の柱部を形成する。その後、当該第１の犠牲層の上に第２の犠牲層を形成し、当該第２の犠牲層に第２のマスクを使用して第２の開口を形成し、当該第２の開口に第２の導電層を形成して第１のプローブの第１のアーム部を形成する。その後、当該第２の犠牲層の上に第３の犠牲層を形成し、当該第３の犠牲層に第３のマスクを使用して第３の開口を形成し、当該第３の開口に第３の導電層を形成して第１のプローブの第１の接触部を形成する。その後、第１、第２及び第３の犠牲層を除去する。
【００１１】
次に、前記基板の面上に第４の犠牲層を形成し、当該第４の犠牲層に第４のマスクを使用して第４の開口を形成し、当該第４の開口に第４の導電層を形成して第２のプローブの第２の柱部を形成する。その後、当該第４の犠牲層の上に第５の犠牲層を形成し、当該第５の犠牲層に第５のマスクを使用して第５の開口を形成し、当該第５の開口に第５の導電層を形成して第２のプローブの第２のアーム部を形成する。その後、当該第５の犠牲層の上に第６の犠牲層を形成し、当該第６の犠牲層に第６のマスクを使用して第６の開口を形成し、当該第６の開口に第６の導電層を形成して第２のプローブの第２の接触部を形成する。その後、第４、第５及び第６の犠牲層を除去する。
【００１２】
このように第１、第２のプローブは、各部毎に犠牲層を形成する工程と、当該犠牲層の開口に鍍金を行う工程と、前記犠牲層の除去工程とを繰り返して製造される。このため、プローブの犠牲層形成工程、鍍金工程及び犠牲層除去工程が多くなり、コスト高になるという問題を有している。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、従来例よりもプローブの犠牲層形成工程、鍍金工程及び犠牲層除去工程を低減することができ、且つプローブを複数の被測定対象物の対向する一辺の面上に各々並べられた複数の電極に対応可能に配列することができるプローブの製造方法及びプローブカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明のプローブの製造方法は、基板の面上に第１の台座を形成する工程と、前記基板の面上に当該基板の面上の一部及び前記第１の台座を露出させる第１の開口を有した第１の犠牲層を形成する工程と、この第１の犠牲層の第１の開口に鍍金を行い、前記基板の面上の一部及び第１の台座上に第１のプローブを形成する工程と、前記第１の犠牲層を除去する工程と、前記基板の面上及び第１のプローブ上に第２の台座を形成する工程と、前記基板の面上に当該基板の面上の一部及び前記第２の台座を露出させる第２の開口を有した第２の犠牲層を形成する工程と、この第２の犠牲層の第２の開口に鍍金を行い、前記基板の面上の一部及び第２の台座上に第２のプローブを形成する工程と有することを特徴としている。
【００１５】
本発明のプローブカードは、基板の面上に同一方向に向けて一列に配列された複数のカンチレバー型の第１のプローブと、前記基板の面上に第１のプローブと同一方向に向けて且つ同じ間隔で平行に配列された複数のカンチレバー型の第２のプローブとを備えており、前記第１、第２のプローブは、前記基板の面上に位置する第１、第２のベース部と、この第１、第２のベース部と連続する複数段の階段状の第１、第２のビーム部とを有し、前記第２のベース部は、前記第２のビーム部が前記第１のビーム部に被さるように配置されており、前記第２のビーム部と前記第１のビーム部との被さった部分の間の距離が略同じになっていることを特徴としている。
【００１６】
前記基板の面上に９０°回転した位置に配置された第１、第２、第３及び第４のプローブ群を有し、この第１、第２、第３及び第４のプローブ群は、前記第１、第２のプローブを各々有した構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１に係るプローブの製造方法による場合、第１の台座上に形成した第１のプローブの上に、第２の台座を形成し、この第２の台座上に第２のプローブを形成するようにしている。このため、従来例と比べてプローブの犠牲層形成工程、鍍金工程及び前記犠牲層除去工程を低減することができ、低コスト化を図ることができる。
【００１８】
本発明の請求項２に係るプローブカードによる場合、基板の面上に配列された第２のプローブの第２のビーム部が前記基板の面上に配列された第１のプローブの第１のビーム部に被さっており、前記第２のビーム部と前記第１のビーム部との被さった部分の間の距離が略同じになっている。このため、前記第１のプローブの第１のビーム部上に第２の台座を形成し、当該第２の台座上に第２のプローブの第２のビーム部を形成することが可能になる。従って、従来例と比べて犠牲層除去工程、鍍金工程及び前記犠牲層除去工程を低減することができ、低コスト化を図ることができる。しかも、複数段の階段状の第１、第２のビーム部の第１、第２の台座上に一度に形成することができることから、第１、第２のビーム部の各段部毎に犠牲層を形成する必要がない。よって、この点でも、プローブの犠牲層除去工程、鍍金工程及び前記犠牲層除去工程を低減することができる。
【００１９】
本発明の請求項３に係るプローブカードによる場合、基板の面上に第１、第２、第３、第４のプローブ群が９０°回転した位置に配置されている。第１、第２、第３、第４のプローブ群は前記第１、第２のプローブを有している。即ち、第１、第２、第３、第４のプローブ群が、マトリックス状に並べられた複数の被測定対象物の互いに対向する一辺の領域であるＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域、−Ｙ軸領域の複数の電極に対応して配置することができる。このため、マトリックス状に並べられた複数の被測定対象物の電気的諸特性を同時に測定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係るプローブカードについて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係るプローブカードの基板を透過させた平面図、図２は同プローブカードを使用して電気的諸特性を測定される被測定対象物の平面図、図３は同プローブカードの第１のプローブ群の部分の使用状態を示す断面図、図４は同プローブカードの第１のプローブの製造工程を示す断面図であって、( ａ）が台座形成工程を示す図、( ｂ）がレジスト形成工程を示す図、( ｃ）がプローブ形成工程を示す図、図５は同プローブカードの第１のプローブの第１の接触部を製造する工程を示す断面図であって、( ａ）がレジスト形成工程を示す図、( ｂ）が第１の接触部形成工程を示す図、( ｃ）がレジスト除去工程を示す図、図６は同プローブカードの第２のプローブの製造工程を示す断面図であって、( ａ）が台座形成工程を示す図、( ｂ）がレジスト形成工程を示す図、( ｃ）がプローブ形成工程を示す図、図７は同プローブカードの第２のプローブの第２の接触部を製造する工程を示す断面図であって、( ａ）がレジスト形成工程を示す図、( ｂ）が第２の接触部形成工程を示す図、( ｃ）がレジスト除去工程を示す図である。
【００２１】
図１に示すプローブカードＣは、絶縁性を有する基板１００と、この基板１００の面上に９０°回転した位置に配置された第１、第２、第３、第４のプローブ群２００と、この第１、第２、第３、第４のプローブ群２００の回りに設けられた８つの第５のプローブ群３００とを有した構成となっている。
【００２２】
このプローブカードＣは、図２に示す田の字状に配置された被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定するのに使用される。被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの面上の周縁部には、複数の電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが並べて設けられている。なお、被測定対象物１０ａ、被測定対象物１０ｂの互いに対向する一辺の領域をＹ軸領域、被測定対象物１０ｂ、被測定対象物１０ｃの互いに対向する一辺の領域をＸ軸領域、被測定対象物１０ｃ、被測定対象物１０ｄの互いに対向する一辺の領域を−Ｙ軸領域、被測定対象物１０ｄ、被測定対象物１０ａの互いに対向する一辺の領域を−Ｘ軸領域と称する。
【００２３】
第１のプローブ群２００は、基板１００の面上にＹ軸領域の被測定対象物１０ｂ、１０ａの面上の複数の電極１１ｂ、１１ａの配置に対応させて各々一列に且つ同一方向に向けて配列された複数のカンチレバー型の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂとを有する。即ち、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂは同じ間隔で平行に配置されている。
【００２４】
第１のプローブ２１０ａは、図３に示すように、基板１００の面上に位置する第１のベース部２１１ａと、この第１のベース部２１１ａと連続する階段状の第１のビーム部２１２ａと、この第１のビーム部２１２ａの先端部に連続する突起状の第１の接触部２１３ａとを有した形状となっている。
【００２５】
第１のベース部２１１ａは基板１００の配線パターン１１０に電気的に接続される部分である。第１のビーム部２１２ａは、第１のベース部２１１ａと連なる第１の下段部２１２１ａと、この第１の下段部２１２１ａと連なる第１の中段部２１２２ａと、この第１の中段部２１２２ａと連なる第１の上段部２１２３ａとを有した３段構造である。第１の接触部２１３ａは被測定対象物１０ｂの電極１１ｂに接触する部分である。
【００２６】
第１の下段部２１２１ａは、第１のベース部２１１ａから図示右方向に湾曲しつつ基板１００から離れる方向に延び且つ水平方向に延びた形状である。第１の中段部２１２２ａは第１の下段部２１２１ａから図示右方向に湾曲しつつ基板１００から離れる方向に延び且つ水平方向に延びた形状である。第１の上段部２１２３ａは第１の中段部２１２２ａから図示右方向に湾曲しつつ基板１００から離れる方向に延びた形状である。
【００２７】
一方、第２のプローブ２１０ｂは、図３に示すように、基板１００の面上に位置する第２のベース部２１１ｂと、この第２のベース部２１１ｂと連続する階段状の第２のビーム部２１２ｂと、この第２のビーム部２１２ｂの先端部に連続する突起状の第２の接触部２１３ｂとを有した形状となっている。
【００２８】
第２のベース部２１１ｂは、第１のベース部２１１ａと同様に、基板１００の配線パターン１１０に電気的に接続される部分である。この第２のベース部２１１ｂは第１のビーム部２１２ａに被さるように配置される。
【００２９】
第２のビーム部２１２ｂは、第２のベース部２１１ｂと連なる第２の下段部２１２１ｂと、この第２の下段部２１２１ｂと連なる第２の中段部２１２２ｂと、この第２の中段部２１２２ｂと連なる第２の上段部２１２３ｂとを有した３段構造である。
【００３０】
第２の下段部２１２１ｂは、第２のベース部２１１ｂから垂直方向に延び且つ水平方向に延びたＬ字を伏せた形状であり、第１のベース部２１１ａに被さっている。第２の中段部２１２２ｂは第１の下段部２１２１ａに沿った形状となっており、当該第１の下段部２１２１ａに被さっている。このとき、第２の中段部２１２２ｂの下面と第１の下段部２１２１ａ上面との間の距離が同じとなっている。第２の上段部２１２３ｂは第１の中段部２１２２ａに沿った形状となっており、第１の中段部２１２２ａに被さっている。このとき、第２の上段部２１２３ｂの下面と第１の中段部２１２２ａの上面との間の距離が同じとなっている。
【００３１】
第２のプローブ群２００は、第１のプローブ群２００と同じ複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する。この第２のプローブ群２００は、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ｃ、１０ｂのＸ軸領域の面上の複数の電極１１ｃ、１１ｂの配置に対応して配置される以外、第１のプローブ群２００と同じである。従って、説明は省略する。
【００３２】
第３のプローブ群２００は、第１のプローブ群２００と同じ複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する。この第３のプローブ群２００も、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ｄ、１０ｃの−Ｙ軸領域の面上の複数の電極１１ｄ、１１ｃの配置に対応して配置される以外、第１のプローブ群２００と同じである。従って、説明は省略する。
【００３３】
第４のプローブ群２００は、第１のプローブ群２００と同じ複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する。この第４のプローブ群２００も、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ａ、１０ｄの−Ｘ軸領域の面上の複数の電極１１ａ、１１ｄの配置に対応して配置される以外、第１のプローブ群２００と同じである。従って、説明は省略する。
【００３４】
第５のプローブ群３００は、第１のプローブ２１０ａと同形状のカンチレバー型の複数の第３のプローブ３１０を有する。この第３のプローブ３１０は、図１及び図２に示すように、被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの対向しない残りの辺の面上の電極１１ｂ、１１ａ、１１ｃ、１１ｄの配置に対応して配置される。
【００３５】
基板１００については周知のプリント基板やシリコン基板等を用いる。この基板１００の内部及び面上には、図３に示すように、第１、第２、第３、第４のプローブ群２００の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂ及び第５のプローブ群３００の第３のプローブ３１０と各々電気的に接続される複数の配線パターン１１０( ここでは、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂに接続された配線パターン１１０について図示し、第３のプローブ３１０に接続された配線パターン１１０については図示省略する。) が設けられている。更に、基板１００の面上には、配線パターン１１０と各々電気的に接続された図示しない外部電極が設けられている。この外部電極は後述する測定装置に電気的に接続される。
【００３６】
以下、基板１００の面上に、第１、第２、第３、第４のプローブ群２００の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂ及び第５のプローブ群３００の第３のプローブ３１０を同時に形成する方法について説明する。なお、第３のプローブ３１０は第１のプローブ２１０ａと同形状であるので、説明を省略する。
【００３７】
まず、図４( ａ) に示すように、基板１００の面上に銅を鍍金し、第１の台座４１０を形成する。この第１の台座４１０は、第１の下段部４１１と、この第１の下段部４１１と連なる第１の中段部４１２と、この第１の中段部４１２と連なる第１の上段部４１３とを有する三段構造となっている。
【００３８】
その後、基板１００の面上に第１の台座４１０を覆うようにレジスト５１０( 即ち、第１の犠牲層) を形成する。そして、図４( ｂ) に示すように、レジスト５１０に図示しない第１のマスクを用いて露光、現像を行い、その後、エッチングにより基板１００の面上の一部及び第１の台座４１０が露出する開口５１１( 即ち、第１の開口) を形成する。この開口５１１に、図４( ｃ) に示すように、鍍金を行い、基板１００の面上の一部及び第１の台座４１０に沿った形状の第１のプローブ２１０ａを形成する。即ち、基板１００の面上の一部上に第１のプローブ２１０ａの第１のベース部２１１ａが形成され、第１の台座４１０の第１の下段部４１１上に当該第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の下段部２１２１ａが、当該第１の台座４１０の第１の中段部４１２上に当該第１のビーム部２１２ａの第１の中段部２１２２ａが、当該第１の台座４１０の第１の上段部４１３上に当該第１のビーム部２１２ａの第１の上段部２１２３ａが形成される。
【００３９】
その後、第１のプローブ２１０ａが埋め込まれるレジスト５２０をレジスト５１０と一体的に形成する。そして、レジスト５２０に、図５( ａ) に示すように、図示しない第２のマスクを用いて露光、現像を行い、その後、エッチングにより第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の上段部２１２３ａの先端部の上面が露出する開口５２１を形成する。この開口５２１に、図５( ｂ) に示すように、鍍金を行い、第１のプローブ２１０ａの第１の接触部２１３ａを、当該第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の上段部２１２３ａの先端部に連続するように形成する。そして、図５( ｃ) に示すように、レジスト５２０を除去する。
【００４０】
その後、図６( ａ) に示すように、基板１００の面上の一部及び第１のプローブ２１０ａ上に銅を鍍金し、第２の台座４２０を形成する。この第２の台座４２０は、基板１００の面上の一部及び第１のプローブ２１０ａの第１のベース部２１１ａ上に位置する第２の下段部４２１と、この第２の下段部４２１と連なっており且つ第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の下段部２１２１ａ上に位置する第２の中下段部４２２と、この第２の中下段部４２２と連なっており且つ第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の中段部２１２２ａ上に位置する第２の中上段部４２３と、この第２の中上段部４２３と連なっており且つ第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の上段部２１２３ａ及び第１の接触部２１３ａ上に位置する第２の上段部４２４とを有する四段構造となっている。この第２の中下段部４２２、第２の中上段部４２３及び第２の上段部４２４の厚みが均一になっている。
【００４１】
その後、基板１００の面上に、第２の台座４２０を覆うようにレジスト５３０( 即ち、第２の犠牲層) を形成する。そして、図６( ｂ) に示すように、レジスト５３０に図示しない第３のマスクを用いて露光、現像を行い、その後、エッチングにより基板１００の面上の一部及び第２の台座４２０の第２の下段部４２１、第２の中下段部４２２及び第２の中上段部４２３の一部が露出する開口５３１( 即ち、第２の開口) を形成する。この開口５３１に鍍金を行い、図６( ｃ) に示すように、基板１００の面上の一部及び第２の台座４２０上に第２のプローブ２１０ｂを形成する。即ち、基板１００の面上の一部上に第２のプローブ２１０ｂの第２のベース部２１１ｂが形成され、第２の台座４２０の第２の下段部４２１上に当該第２のプローブ２１０ｂの第２のビーム部２１２ｂの第２の下段部２１２１ｂが、当該第２の台座４２０の第２の中下段部４２２上に当該第２のビーム部２１２ｂの第２の中段部２１２２ｂが、当該第２の台座４２０の第２の中上段部４２３上に当該第２のビーム部２１２ｂの第２の上段部２１２３ｂが形成される。
【００４２】
その後、第２のプローブ２１０ｂが埋め込まれるレジスト５４０をレジスト５３０と一体的に形成する。そして、レジスト５４０に、図７( ａ) に示すように、図示しない第４のマスクを用いて露光、現像を行い、その後、エッチングにより第２のプローブ２１０ｂの第１のビーム部２１２ｂの第２の上段部２１２３ｂの先端部の上面が露出する開口５４１を形成する。この開口５４１に、図７( ｂ) に示すように、鍍金を行い、第２のプローブ２１０ｂの第２の接触部２１３ｂを、当該第１のプローブ２１０ｂの第２のビーム部２１２ｂの第２の上段部２１２３ｂの先端部に連続するように形成する。そして、図７( ｃ) に示すように、レジスト５４０及び第１、第２の台座４１０、４２０を除去する。このようにして第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが基板１００の面上に形成される。
【００４３】
以下、このプローブカードＣを用いて被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定する方法について説明する。まず、プローブカードＣを図示しない測定装置のプローバに取り付ける。
【００４４】
その後、前記プローバを動作させ、プローブカードＣと被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと相対的に近づける。すると、第１のプローブ群２００の複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ｂ、１０ａのＹ軸領域の面上の複数の電極１１ｂ、１１ａに接触し、上下方向に弾性変形する( 図３参照) 。第２のプローブ群２００の複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ｃ、１０ｂのＸ軸領域の面上の複数の電極１１ｃ、１１ｂに接触し、上下方向に弾性変形する。第３のプローブ群２００の複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ｄ、１０ｃの−Ｙ軸領域の面上の複数の電極１１ｄ、１１ｃに接触し、上下方向に弾性変形する。第４のプローブ群２００の複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ａ、１０ｄの−Ｘ軸領域の面上の複数の電極１１ａ、１１ｄに接触し、上下方向に弾性変形する。第５のプローブ群３００の複数の第３のプローブ３１０が被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの対向しない残りの辺の面上の電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに接触し、上下方向に弾性変形する。
【００４５】
このとき、第２のプローブ２１０ｂの第２のビーム部２１２ｂは、第１のプローブ２１０ａの第２のビーム部２１２ａ上で変位することから、第２のビーム部２１２ｂが第１のビーム部２１２ａに接触しない。
【００４６】
この過程で前記測定装置により被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定する。
【００４７】
このようなプローブカードＣによる場合、第１、第２、第３、第４のプローブ群２００が基板１００面上に９０°回転した位置に配置されている。この第１、第２、第３、第４のプローブ群２００は同方向に向けて２列に並べて設けられた第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有している。このため、Ｙ軸領域の複数の電極１１ａ、１１ｂに、Ｘ軸領域の複数の電極１１ｂ、１１ｃに、−Ｙ軸領域の複数の電極１１ｃ、１１ｄに、−Ｘ軸領域の複数の電極１１ｄ、１１ａに、各プローブ群の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂ同士が交差することなく配置することができる。この結果、被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定することができる。
【００４８】
しかも、第１の台座４１０上に形成した第１のプローブ２１０ａの上に、第２の台座４２０を形成し、この第２の台座４２０上に第２のプローブ２１０ｂを形成するようにしたので、従来例と比べてプローブの犠牲層除去工程、鍍金工程及び前記犠牲層除去工程を低減することができる。よって、低コスト化を図ることができる。
【００４９】
なお、このプローブカードは、複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する４つのプローブ群を有するとしたが、少なくとも一つのプローブ群を有してれば良い。即ち、２つの被測定対象物の対向する一辺の面上に各々少なくとも一列に配列された複数の電極に、上述の通り配列された前記第１、第２のプローブを接触させ、当該２つの被測定対象物を同時に測定するのに使用することができる。
【００５０】
また、各プローブ群には、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有するとしたが、被測定対象物の電極が周縁部の面上に複数列並べて設けられている場合には、第３、第４のプローブ・・・を設けることが可能であることはいう迄もない。この場合、第３のプローブは、第２のプローブ上に形成された第３の台座上に形成するようにし、第４のプローブは、第３のプローブ上に形成された第４の台座上に形成するようにする。
【００５１】
第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂについては、第１、第２のベース部と、この第１、第２のベース部と連なる複数段の階段状の第１、第２のビーム部とを有しており、前記第２のベース部は、前記第２のビーム部が前記第１のビーム部に被さるように配置されており、前記第２のビーム部と前記第１のビーム部との被さった部分の間の距離が略同じになっている限りどのような形状のものを用いてもかまわない。即ち、第１のプローブ２１０ａについては、３段構造の第１のビーム部２１２ａを有するとしたが、２段又は４段以上の第１のビーム部を有した形状とすることもできる。一方、第２のプローブ２１０ｂについても同様である。また、第１、第２の接触部２１３ａ、２１３ｂを設けるか否かは任意である。第１、第２の接触部２１３ａ、２１３ｂを設けない場合には、第１、第２の接触部２１３ａ、２１３ｂの形成工程を省略することができる。
【００５２】
プローブの製造方法としては、リソグラフィ技術を用いてカンチレバー型のプローブの上に台座を形成し、この台座上に別のカンチレバー型のプローブを形成する限り任意に変更可能である。
【００５３】
第１の台座４１０及び第２の台座４２０は銅製であるとしたが、銅以外の台座を用いることが可能であることはいう迄もない。
【００５４】
なお、上記実施例は、４つの被測定対象物が田の字状に配置された場合を例に挙げて説明したが、複数の被測定対象物がマトリックス状に並べられたものに適応可能であることはいう迄もない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態に係るプローブカードの基板を透過させた平面図である。
【図２】同プローブカードを使用して電気的諸特性を測定される被測定対象物の平面図である。
【図３】同プローブカードの第１のプローブ群の部分の使用状態を示す断面図である。
【図４】同プローブカードの第１のプローブの製造工程を示す断面図であって、( ａ）が台座形成工程を示す図、( ｂ）がレジスト形成工程を示す図、( ｃ）がプローブ形成工程を示す図である。
【図５】同プローブカードの第１のプローブの第１の接触部を製造する工程を示す断面図であって、( ａ）がレジスト形成工程を示す図、( ｂ）が第１の接触部形成工程を示す図、( ｃ）がレジスト除去工程を示す図である。
【図６】同プローブカードの第２のプローブの製造工程を示す断面図であって、( ａ）が台座形成工程を示す図、( ｂ）がレジスト形成工程を示す図、( ｃ）がプローブ形成工程を示す図である。
【図７】同プローブカードの第２のプローブの第２の接触部を製造する工程を示す断面図であって、( ａ）がレジスト形成工程を示す図、( ｂ）が第２の接触部形成工程を示す図、( ｃ）がレジスト除去工程を示す図である。
【図８】従来例のプローブカードの問題点を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 被測定対象物
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 電極
Ｃ プローブカード
１００ 基板
２００ 第１、第２、第３、第４のプローブ群
２１０ａ 第１のプローブ
２１１ａ ベース部
２１２ａ ビーム部
２１０ｂ 第２のプローブ
２１１ｂ ベース部
２１２ｂ ビーム部
４１０ 第１の台座
４２０ 第２の台座
５１０ レジスト( 第１の犠牲層)
５１１ 開口( 第１の開口)
５３０ レジスト( 第２の犠牲層)
５３１ 開口( 第２の開口)
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウエハに形成された半導体素子である被測定対象物の電気的諸特性を測定するのに使用されるプローブの製造方法及びプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のプローブカードとしては、基板と、この基板の面上に一列又は複数列に並べて設けられた複数のカンチレバー型のプローブとを有し、前記プローブは、前記基板の面上に位置するベース部と、このベース部から垂直方向に延び且つ水平方向に延びたＬ字を伏せた形状のビーム部とを有したものがある。
【０００３】
このプローブカードのプローブは、次のようなシリコンプロセス技術によりに製造される。まず、前記基板の面上に第１の犠牲層を形成し、当該第１の犠牲層に第１のマスクを使用して第１の開口を形成し、当該第１の開口に第１の導電層を形成して前記プローブのベース部を形成する。その後、当該第１の犠牲層の上に第２の犠牲層を形成し、当該第２の犠牲層に第２のマスクを使用して第２の開口を形成し、当該第２の開口に第２の導電層を形成してビーム部を形成する。その後、第１、第２の犠牲層を除去する。
【０００４】
このようなシリコンプロセス技術を用いると、複数のプローブを、集積度の高い被測定対象物（即ち、電極間の間隔が狭いもの) の複数の電極に対応させて一度に狭い間隔で配置することができる。
【０００５】
ところで、近年では、被測定対象物の測定時間を短縮するために、マトリックス状に並べられた複数の被測定対象物を一度に測定することが求められている。
【０００６】
ところが、図８に示すように、プローブ２ａが上述したカンチレバー型である場合、４つの被測定対象物の一辺同士が対向する領域であるＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域、−Ｙ軸領域の電極１ａの配置に対応させて、基板２ｂの面上に設けようとすると、Ｙ軸領域とＸ軸領域又は−Ｘ軸領域とが交差する部分、或いは−Ｙ軸領域とＸ軸領域又は−Ｘ軸領域とが交差する部分の電極１ａに対応するプローブ２ａ同士が交差してしまう。換言すると、基板２ｂの面上の中心領域にプローブ２ａを設けることができないという問題が存在している。
【０００７】
このような問題を解決し得るプローブカードとしては、基板の面上に同方向に向けて一列に並べて形成された複数のカンチレバー型の第１のプローブと、この第１のプローブに被さるように平行に並べて形成された複数のカンチレバー型の第２のプローブとを有し、第１のプローブをＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域又は−Ｙ軸領域の一方の被測定対象物１の電極１ａに、第２のプローブをＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域又は−Ｙ軸領域の他方の被測定対象物１の電極１ａに接触可能としたものがある。
【０００８】
前記第１のプローブは、基板の面上に位置する第１のベース部と、この第１のベース部から垂直方向に延びた第１の柱部と、この第１の柱部から水平方向に延びた第１のアーム部と、この第１のアーム部の先端部に設けられた第１の接触部とを有した形状となっている。一方、前記第２のプローブは、基板の面上に位置する第２のベース部と、この第２のベース部から前記第１の柱部よりも高く垂直方向に延びた第２の柱部と、この第２の柱部から第１のアーム部に沿って水平方向に延びた第２のアーム部と、この第２のアーム部の先端部に設けられた第２の接触部とを有した形状となっている( 特許文献１参照) 。
【０００９】
【特許文献１】ＵＳ６５２０７７８Ｂ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、前記第１、第２のプローブを上記シリコンプロセス技術によりに製造すると、次のような工程を経ることになる。まず、前記基板の面上に第１の犠牲層を形成し、当該第１の犠牲層に第１のマスクを使用して第１の開口を形成し、当該第１の開口に第１の導電層を形成して第１のプローブの第１の柱部を形成する。その後、当該第１の犠牲層の上に第２の犠牲層を形成し、当該第２の犠牲層に第２のマスクを使用して第２の開口を形成し、当該第２の開口に第２の導電層を形成して第１のプローブの第１のアーム部を形成する。その後、当該第２の犠牲層の上に第３の犠牲層を形成し、当該第３の犠牲層に第３のマスクを使用して第３の開口を形成し、当該第３の開口に第３の導電層を形成して第１のプローブの第１の接触部を形成する。その後、第１、第２及び第３の犠牲層を除去する。
【００１１】
次に、前記基板の面上に第４の犠牲層を形成し、当該第４の犠牲層に第４のマスクを使用して第４の開口を形成し、当該第４の開口に第４の導電層を形成して第２のプローブの第２の柱部を形成する。その後、当該第４の犠牲層の上に第５の犠牲層を形成し、当該第５の犠牲層に第５のマスクを使用して第５の開口を形成し、当該第５の開口に第５の導電層を形成して第２のプローブの第２のアーム部を形成する。その後、当該第５の犠牲層の上に第６の犠牲層を形成し、当該第６の犠牲層に第６のマスクを使用して第６の開口を形成し、当該第６の開口に第６の導電層を形成して第２のプローブの第２の接触部を形成する。その後、第４、第５及び第６の犠牲層を除去する。
【００１２】
このように第１、第２のプローブは、各部毎に犠牲層を形成する工程と、当該犠牲層の開口に鍍金を行う工程と、前記犠牲層の除去工程とを繰り返して製造される。このため、プローブの犠牲層形成工程、鍍金工程及び犠牲層除去工程が多くなり、コスト高になるという問題を有している。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、従来例よりもプローブの犠牲層形成工程、鍍金工程及び犠牲層除去工程を低減することができ、且つプローブを複数の被測定対象物の対向する一辺の面上に各々並べられた複数の電極に対応可能に配列することができるプローブの製造方法及びプローブカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明のプローブの製造方法は、基板の面上に第１の台座を形成する工程と、前記基板の面上に当該基板の面上の一部及び前記第１の台座を露出させる第１の開口を有した第１の犠牲層を形成する工程と、この第１の犠牲層の第１の開口に鍍金を行い、前記基板の面上の一部及び第１の台座上に第１のプローブを形成する工程と、前記第１の犠牲層を除去する工程と、前記基板の面上及び第１のプローブ上に第２の台座を形成する工程と、前記基板の面上に当該基板の面上の一部及び前記第２の台座を露出させる第２の開口を有した第２の犠牲層を形成する工程と、この第２の犠牲層の第２の開口に鍍金を行い、前記基板の面上の一部及び第２の台座上に第２のプローブを形成する工程と有することを特徴としている。
【００１５】
本発明のプローブカードは、基板の面上に同一方向に向けて一列に配列された複数のカンチレバー型の第１のプローブと、前記基板の面上に第１のプローブと同一方向に向けて且つ同じ間隔で平行に配列された複数のカンチレバー型の第２のプローブとを備えており、前記第１、第２のプローブは、前記基板の面上に位置する第１、第２のベース部と、この第１、第２のベース部と連続する複数段の階段状の第１、第２のビーム部とを有し、前記第２のベース部は、前記第２のビーム部が前記第１のビーム部に被さるように配置されており、前記第２のビーム部と前記第１のビーム部との被さった部分の間の距離が略同じになっていることを特徴としている。
【００１６】
前記基板の面上に９０°回転した位置に配置された第１、第２、第３及び第４のプローブ群を有し、この第１、第２、第３及び第４のプローブ群は、前記第１、第２のプローブを各々有した構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１に係るプローブの製造方法による場合、第１の台座上に形成した第１のプローブの上に、第２の台座を形成し、この第２の台座上に第２のプローブを形成するようにしている。このため、従来例と比べてプローブの犠牲層形成工程、鍍金工程及び前記犠牲層除去工程を低減することができ、低コスト化を図ることができる。
【００１８】
本発明の請求項２に係るプローブカードによる場合、基板の面上に配列された第２のプローブの第２のビーム部が前記基板の面上に配列された第１のプローブの第１のビーム部に被さっており、前記第２のビーム部と前記第１のビーム部との被さった部分の間の距離が略同じになっている。このため、前記第１のプローブの第１のビーム部上に第２の台座を形成し、当該第２の台座上に第２のプローブの第２のビーム部を形成することが可能になる。従って、従来例と比べて犠牲層除去工程、鍍金工程及び前記犠牲層除去工程を低減することができ、低コスト化を図ることができる。しかも、複数段の階段状の第１、第２のビーム部の第１、第２の台座上に一度に形成することができることから、第１、第２のビーム部の各段部毎に犠牲層を形成する必要がない。よって、この点でも、プローブの犠牲層除去工程、鍍金工程及び前記犠牲層除去工程を低減することができる。
【００１９】
本発明の請求項３に係るプローブカードによる場合、基板の面上に第１、第２、第３、第４のプローブ群が９０°回転した位置に配置されている。第１、第２、第３、第４のプローブ群は前記第１、第２のプローブを有している。即ち、第１、第２、第３、第４のプローブ群が、マトリックス状に並べられた複数の被測定対象物の互いに対向する一辺の領域であるＸ軸領域、−Ｘ軸領域、Ｙ軸領域、−Ｙ軸領域の複数の電極に対応して配置することができる。このため、マトリックス状に並べられた複数の被測定対象物の電気的諸特性を同時に測定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係るプローブカードについて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係るプローブカードの基板を透過させた平面図、図２は同プローブカードを使用して電気的諸特性を測定される被測定対象物の平面図、図３は同プローブカードの第１のプローブ群の部分の使用状態を示す断面図、図４は同プローブカードの第１のプローブの製造工程を示す断面図であって、( ａ）が台座形成工程を示す図、( ｂ）がレジスト形成工程を示す図、( ｃ）がプローブ形成工程を示す図、図５は同プローブカードの第１のプローブの第１の接触部を製造する工程を示す断面図であって、( ａ）がレジスト形成工程を示す図、( ｂ）が第１の接触部形成工程を示す図、( ｃ）がレジスト除去工程を示す図、図６は同プローブカードの第２のプローブの製造工程を示す断面図であって、( ａ）が台座形成工程を示す図、( ｂ）がレジスト形成工程を示す図、( ｃ）がプローブ形成工程を示す図、図７は同プローブカードの第２のプローブの第２の接触部を製造する工程を示す断面図であって、( ａ）がレジスト形成工程を示す図、( ｂ）が第２の接触部形成工程を示す図、( ｃ）がレジスト除去工程を示す図である。
【００２１】
図１に示すプローブカードＣは、絶縁性を有する基板１００と、この基板１００の面上に９０°回転した位置に配置された第１、第２、第３、第４のプローブ群２００と、この第１、第２、第３、第４のプローブ群２００の回りに設けられた８つの第５のプローブ群３００とを有した構成となっている。
【００２２】
このプローブカードＣは、図２に示す田の字状に配置された被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定するのに使用される。被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの面上の周縁部には、複数の電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが並べて設けられている。なお、被測定対象物１０ａ、被測定対象物１０ｂの互いに対向する一辺の領域をＹ軸領域、被測定対象物１０ｂ、被測定対象物１０ｃの互いに対向する一辺の領域をＸ軸領域、被測定対象物１０ｃ、被測定対象物１０ｄの互いに対向する一辺の領域を−Ｙ軸領域、被測定対象物１０ｄ、被測定対象物１０ａの互いに対向する一辺の領域を−Ｘ軸領域と称する。
【００２３】
第１のプローブ群２００は、基板１００の面上にＹ軸領域の被測定対象物１０ｂ、１０ａの面上の複数の電極１１ｂ、１１ａの配置に対応させて各々一列に且つ同一方向に向けて配列された複数のカンチレバー型の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂとを有する。即ち、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂは同じ間隔で平行に配置されている。
【００２４】
第１のプローブ２１０ａは、図３に示すように、基板１００の面上に位置する第１のベース部２１１ａと、この第１のベース部２１１ａと連続する階段状の第１のビーム部２１２ａと、この第１のビーム部２１２ａの先端部に連続する突起状の第１の接触部２１３ａとを有した形状となっている。
【００２５】
第１のベース部２１１ａは基板１００の配線パターン１１０に電気的に接続される部分である。第１のビーム部２１２ａは、第１のベース部２１１ａと連なる第１の下段部２１２１ａと、この第１の下段部２１２１ａと連なる第１の中段部２１２２ａと、この第１の中段部２１２２ａと連なる第１の上段部２１２３ａとを有した３段構造である。第１の接触部２１３ａは被測定対象物１０ｂの電極１１ｂに接触する部分である。
【００２６】
第１の下段部２１２１ａは、第１のベース部２１１ａから図示右方向に湾曲しつつ基板１００から離れる方向に延び且つ水平方向に延びた形状である。第１の中段部２１２２ａは第１の下段部２１２１ａから図示右方向に湾曲しつつ基板１００から離れる方向に延び且つ水平方向に延びた形状である。第１の上段部２１２３ａは第１の中段部２１２２ａから図示右方向に湾曲しつつ基板１００から離れる方向に延びた形状である。
【００２７】
一方、第２のプローブ２１０ｂは、図３に示すように、基板１００の面上に位置する第２のベース部２１１ｂと、この第２のベース部２１１ｂと連続する階段状の第２のビーム部２１２ｂと、この第２のビーム部２１２ｂの先端部に連続する突起状の第２の接触部２１３ｂとを有した形状となっている。
【００２８】
第２のベース部２１１ｂは、第１のベース部２１１ａと同様に、基板１００の配線パターン１１０に電気的に接続される部分である。この第２のベース部２１１ｂは第１のビーム部２１２ａに被さるように配置される。
【００２９】
第２のビーム部２１２ｂは、第２のベース部２１１ｂと連なる第２の下段部２１２１ｂと、この第２の下段部２１２１ｂと連なる第２の中段部２１２２ｂと、この第２の中段部２１２２ｂと連なる第２の上段部２１２３ｂとを有した３段構造である。
【００３０】
第２の下段部２１２１ｂは、第２のベース部２１１ｂから垂直方向に延び且つ水平方向に延びたＬ字を伏せた形状であり、第１のベース部２１１ａに被さっている。第２の中段部２１２２ｂは第１の下段部２１２１ａに沿った形状となっており、当該第１の下段部２１２１ａに被さっている。このとき、第２の中段部２１２２ｂの下面と第１の下段部２１２１ａ上面との間の距離が同じとなっている。第２の上段部２１２３ｂは第１の中段部２１２２ａに沿った形状となっており、第１の中段部２１２２ａに被さっている。このとき、第２の上段部２１２３ｂの下面と第１の中段部２１２２ａの上面との間の距離が同じとなっている。
【００３１】
第２のプローブ群２００は、第１のプローブ群２００と同じ複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する。この第２のプローブ群２００は、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ｃ、１０ｂのＸ軸領域の面上の複数の電極１１ｃ、１１ｂの配置に対応して配置される以外、第１のプローブ群２００と同じである。従って、説明は省略する。
【００３２】
第３のプローブ群２００は、第１のプローブ群２００と同じ複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する。この第３のプローブ群２００も、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ｄ、１０ｃの−Ｙ軸領域の面上の複数の電極１１ｄ、１１ｃの配置に対応して配置される以外、第１のプローブ群２００と同じである。従って、説明は省略する。
【００３３】
第４のプローブ群２００は、第１のプローブ群２００と同じ複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する。この第４のプローブ群２００も、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ａ、１０ｄの−Ｘ軸領域の面上の複数の電極１１ａ、１１ｄの配置に対応して配置される以外、第１のプローブ群２００と同じである。従って、説明は省略する。
【００３４】
第５のプローブ群３００は、第１のプローブ２１０ａと同形状のカンチレバー型の複数の第３のプローブ３１０を有する。この第３のプローブ３１０は、図１及び図２に示すように、被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの対向しない残りの辺の面上の電極１１ｂ、１１ａ、１１ｃ、１１ｄの配置に対応して配置される。
【００３５】
基板１００については周知のプリント基板やシリコン基板等を用いる。この基板１００の内部及び面上には、図３に示すように、第１、第２、第３、第４のプローブ群２００の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂ及び第５のプローブ群３００の第３のプローブ３１０と各々電気的に接続される複数の配線パターン１１０( ここでは、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂに接続された配線パターン１１０について図示し、第３のプローブ３１０に接続された配線パターン１１０については図示省略する。) が設けられている。更に、基板１００の面上には、配線パターン１１０と各々電気的に接続された図示しない外部電極が設けられている。この外部電極は後述する測定装置に電気的に接続される。
【００３６】
以下、基板１００の面上に、第１、第２、第３、第４のプローブ群２００の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂ及び第５のプローブ群３００の第３のプローブ３１０を同時に形成する方法について説明する。なお、第３のプローブ３１０は第１のプローブ２１０ａと同形状であるので、説明を省略する。
【００３７】
まず、図４( ａ) に示すように、基板１００の面上に銅を鍍金し、第１の台座４１０を形成する。この第１の台座４１０は、第１の下段部４１１と、この第１の下段部４１１と連なる第１の中段部４１２と、この第１の中段部４１２と連なる第１の上段部４１３とを有する三段構造となっている。
【００３８】
その後、基板１００の面上に第１の台座４１０を覆うようにレジスト５１０( 即ち、第１の犠牲層) を形成する。そして、図４( ｂ) に示すように、レジスト５１０に図示しない第１のマスクを用いて露光、現像を行い、その後、エッチングにより基板１００の面上の一部及び第１の台座４１０が露出する開口５１１( 即ち、第１の開口) を形成する。この開口５１１に、図４( ｃ) に示すように、鍍金を行い、基板１００の面上の一部及び第１の台座４１０に沿った形状の第１のプローブ２１０ａを形成する。即ち、基板１００の面上の一部上に第１のプローブ２１０ａの第１のベース部２１１ａが形成され、第１の台座４１０の第１の下段部４１１上に当該第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の下段部２１２１ａが、当該第１の台座４１０の第１の中段部４１２上に当該第１のビーム部２１２ａの第１の中段部２１２２ａが、当該第１の台座４１０の第１の上段部４１３上に当該第１のビーム部２１２ａの第１の上段部２１２３ａが形成される。
【００３９】
その後、第１のプローブ２１０ａが埋め込まれるレジスト５２０をレジスト５１０と一体的に形成する。そして、レジスト５２０に、図５( ａ) に示すように、図示しない第２のマスクを用いて露光、現像を行い、その後、エッチングにより第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の上段部２１２３ａの先端部の上面が露出する開口５２１を形成する。この開口５２１に、図５( ｂ) に示すように、鍍金を行い、第１のプローブ２１０ａの第１の接触部２１３ａを、当該第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の上段部２１２３ａの先端部に連続するように形成する。そして、図５( ｃ) に示すように、レジスト５２０を除去する。
【００４０】
その後、図６( ａ) に示すように、基板１００の面上の一部及び第１のプローブ２１０ａ上に銅を鍍金し、第２の台座４２０を形成する。この第２の台座４２０は、基板１００の面上の一部及び第１のプローブ２１０ａの第１のベース部２１１ａ上に位置する第２の下段部４２１と、この第２の下段部４２１と連なっており且つ第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の下段部２１２１ａ上に位置する第２の中下段部４２２と、この第２の中下段部４２２と連なっており且つ第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の中段部２１２２ａ上に位置する第２の中上段部４２３と、この第２の中上段部４２３と連なっており且つ第１のプローブ２１０ａの第１のビーム部２１２ａの第１の上段部２１２３ａ及び第１の接触部２１３ａ上に位置する第２の上段部４２４とを有する四段構造となっている。この第２の中下段部４２２、第２の中上段部４２３及び第２の上段部４２４の厚みが均一になっている。
【００４１】
その後、基板１００の面上に、第２の台座４２０を覆うようにレジスト５３０( 即ち、第２の犠牲層) を形成する。そして、図６( ｂ) に示すように、レジスト５３０に図示しない第３のマスクを用いて露光、現像を行い、その後、エッチングにより基板１００の面上の一部及び第２の台座４２０の第２の下段部４２１、第２の中下段部４２２及び第２の中上段部４２３の一部が露出する開口５３１( 即ち、第２の開口) を形成する。この開口５３１に鍍金を行い、図６( ｃ) に示すように、基板１００の面上の一部及び第２の台座４２０上に第２のプローブ２１０ｂを形成する。即ち、基板１００の面上の一部上に第２のプローブ２１０ｂの第２のベース部２１１ｂが形成され、第２の台座４２０の第２の下段部４２１上に当該第２のプローブ２１０ｂの第２のビーム部２１２ｂの第２の下段部２１２１ｂが、当該第２の台座４２０の第２の中下段部４２２上に当該第２のビーム部２１２ｂの第２の中段部２１２２ｂが、当該第２の台座４２０の第２の中上段部４２３上に当該第２のビーム部２１２ｂの第２の上段部２１２３ｂが形成される。
【００４２】
その後、第２のプローブ２１０ｂが埋め込まれるレジスト５４０をレジスト５３０と一体的に形成する。そして、レジスト５４０に、図７( ａ) に示すように、図示しない第４のマスクを用いて露光、現像を行い、その後、エッチングにより第２のプローブ２１０ｂの第１のビーム部２１２ｂの第２の上段部２１２３ｂの先端部の上面が露出する開口５４１を形成する。この開口５４１に、図７( ｂ) に示すように、鍍金を行い、第２のプローブ２１０ｂの第２の接触部２１３ｂを、当該第１のプローブ２１０ｂの第２のビーム部２１２ｂの第２の上段部２１２３ｂの先端部に連続するように形成する。そして、図７( ｃ) に示すように、レジスト５４０及び第１、第２の台座４１０、４２０を除去する。このようにして第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが基板１００の面上に形成される。
【００４３】
以下、このプローブカードＣを用いて被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定する方法について説明する。まず、プローブカードＣを図示しない測定装置のプローバに取り付ける。
【００４４】
その後、前記プローバを動作させ、プローブカードＣと被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと相対的に近づける。すると、第１のプローブ群２００の複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ｂ、１０ａのＹ軸領域の面上の複数の電極１１ｂ、１１ａに接触し、上下方向に弾性変形する( 図３参照) 。第２のプローブ群２００の複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ｃ、１０ｂのＸ軸領域の面上の複数の電極１１ｃ、１１ｂに接触し、上下方向に弾性変形する。第３のプローブ群２００の複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ｄ、１０ｃの−Ｙ軸領域の面上の複数の電極１１ｄ、１１ｃに接触し、上下方向に弾性変形する。第４のプローブ群２００の複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂが被測定対象物１０ａ、１０ｄの−Ｘ軸領域の面上の複数の電極１１ａ、１１ｄに接触し、上下方向に弾性変形する。第５のプローブ群３００の複数の第３のプローブ３１０が被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの対向しない残りの辺の面上の電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに接触し、上下方向に弾性変形する。
【００４５】
このとき、第２のプローブ２１０ｂの第２のビーム部２１２ｂは、第１のプローブ２１０ａの第２のビーム部２１２ａ上で変位することから、第２のビーム部２１２ｂが第１のビーム部２１２ａに接触しない。
【００４６】
この過程で前記測定装置により被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定する。
【００４７】
このようなプローブカードＣによる場合、第１、第２、第３、第４のプローブ群２００が基板１００面上に９０°回転した位置に配置されている。この第１、第２、第３、第４のプローブ群２００は同方向に向けて２列に並べて設けられた第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有している。このため、Ｙ軸領域の複数の電極１１ａ、１１ｂに、Ｘ軸領域の複数の電極１１ｂ、１１ｃに、−Ｙ軸領域の複数の電極１１ｃ、１１ｄに、−Ｘ軸領域の複数の電極１１ｄ、１１ａに、各プローブ群の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂ同士が交差することなく配置することができる。この結果、被測定対象物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの電気的諸特性を同時に測定することができる。
【００４８】
しかも、第１の台座４１０上に形成した第１のプローブ２１０ａの上に、第２の台座４２０を形成し、この第２の台座４２０上に第２のプローブ２１０ｂを形成するようにしたので、従来例と比べてプローブの犠牲層除去工程、鍍金工程及び前記犠牲層除去工程を低減することができる。よって、低コスト化を図ることができる。
【００４９】
なお、このプローブカードは、複数の第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有する４つのプローブ群を有するとしたが、少なくとも一つのプローブ群を有してれば良い。即ち、２つの被測定対象物の対向する一辺の面上に各々少なくとも一列に配列された複数の電極に、上述の通り配列された前記第１、第２のプローブを接触させ、当該２つの被測定対象物を同時に測定するのに使用することができる。
【００５０】
また、各プローブ群には、第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂを有するとしたが、被測定対象物の電極が周縁部の面上に複数列並べて設けられている場合には、第３、第４のプローブ・・・を設けることが可能であることはいう迄もない。この場合、第３のプローブは、第２のプローブ上に形成された第３の台座上に形成するようにし、第４のプローブは、第３のプローブ上に形成された第４の台座上に形成するようにする。
【００５１】
第１、第２のプローブ２１０ａ、２１０ｂについては、第１、第２のベース部と、この第１、第２のベース部と連なる複数段の階段状の第１、第２のビーム部とを有しており、前記第２のベース部は、前記第２のビーム部が前記第１のビーム部に被さるように配置されており、前記第２のビーム部と前記第１のビーム部との被さった部分の間の距離が略同じになっている限りどのような形状のものを用いてもかまわない。即ち、第１のプローブ２１０ａについては、３段構造の第１のビーム部２１２ａを有するとしたが、２段又は４段以上の第１のビーム部を有した形状とすることもできる。一方、第２のプローブ２１０ｂについても同様である。また、第１、第２の接触部２１３ａ、２１３ｂを設けるか否かは任意である。第１、第２の接触部２１３ａ、２１３ｂを設けない場合には、第１、第２の接触部２１３ａ、２１３ｂの形成工程を省略することができる。
【００５２】
プローブの製造方法としては、リソグラフィ技術を用いてカンチレバー型のプローブの上に台座を形成し、この台座上に別のカンチレバー型のプローブを形成する限り任意に変更可能である。
【００５３】
第１の台座４１０及び第２の台座４２０は銅製であるとしたが、銅以外の台座を用いることが可能であることはいう迄もない。
【００５４】
なお、上記実施例は、４つの被測定対象物が田の字状に配置された場合を例に挙げて説明したが、複数の被測定対象物がマトリックス状に並べられたものに適応可能であることはいう迄もない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態に係るプローブカードの基板を透過させた平面図である。
【図２】同プローブカードを使用して電気的諸特性を測定される被測定対象物の平面図である。
【図３】同プローブカードの第１のプローブ群の部分の使用状態を示す断面図である。
【図４】同プローブカードの第１のプローブの製造工程を示す断面図であって、( ａ）が台座形成工程を示す図、( ｂ）がレジスト形成工程を示す図、( ｃ）がプローブ形成工程を示す図である。
【図５】同プローブカードの第１のプローブの第１の接触部を製造する工程を示す断面図であって、( ａ）がレジスト形成工程を示す図、( ｂ）が第１の接触部形成工程を示す図、( ｃ）がレジスト除去工程を示す図である。
【図６】同プローブカードの第２のプローブの製造工程を示す断面図であって、( ａ）が台座形成工程を示す図、( ｂ）がレジスト形成工程を示す図、( ｃ）がプローブ形成工程を示す図である。
【図７】同プローブカードの第２のプローブの第２の接触部を製造する工程を示す断面図であって、( ａ）がレジスト形成工程を示す図、( ｂ）が第２の接触部形成工程を示す図、( ｃ）がレジスト除去工程を示す図である。
【図８】従来例のプローブカードの問題点を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 被測定対象物
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 電極
Ｃ プローブカード
１００ 基板
２００ 第１、第２、第３、第４のプローブ群
２１０ａ 第１のプローブ
２１１ａ ベース部
２１２ａ ビーム部
２１０ｂ 第２のプローブ
２１１ｂ ベース部
２１２ｂ ビーム部
４１０ 第１の台座
４２０ 第２の台座
５１０ レジスト( 第１の犠牲層)
５１１ 開口( 第１の開口)
５３０ レジスト( 第２の犠牲層)
５３１ 開口( 第２の開口)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の面上に第１の台座を形成する工程と、前記基板の面上に当該基板の面上の一部及び前記第１の台座を露出させる第１の開口を有した第１の犠牲層を形成する工程と、この第１の犠牲層の第１の開口に鍍金を行い、前記基板の面上の一部及び第１の台座上に第１のプローブを形成する工程と、前記第１の犠牲層を除去する工程と、前記基板の面上の一部及び第１のプローブ上に第２の台座を形成する工程と、前記基板の面上に当該基板の面上の一部及び前記第２の台座を露出させる第２の開口を有した第２の犠牲層を形成する工程と、この第２の犠牲層の第２の開口に鍍金を行い、前記基板の面上の一部及び第２の台座上に第２のプローブを形成する工程と有することを特徴とするプローブの製造方法。
【請求項２】
基板の面上に同一方向に向けて一列に配列された複数のカンチレバー型の第１のプローブと、前記基板の面上に第１のプローブと同一方向に向けて且つ同じ間隔で平行に配列された複数のカンチレバー型の第２のプローブとを備えており、
前記第１、第２のプローブは、前記基板の面上に位置する第１、第２のベース部と、この第１、第２のベース部と連続する複数段の階段状の第１、第２のビーム部とを有し、
前記第２のベース部は、前記第２のビーム部が前記第１のビーム部に被さるように配置されており、前記第２のビーム部と前記第１のビーム部との被さった部分の間の距離が略同じになっていることを特徴とするプローブカード。
【請求項３】
請求項２記載のプローブカードにおいて、前記基板の面上に９０°回転した位置に配置された第１、第２、第３及び第４のプローブ群を有し、この第１、第２、第３及び第４のプローブ群は、前記第１、第２のプローブを各々有していることを特徴とするプローブカード。
【請求項１】
基板の面上に第１の台座を形成する工程と、前記基板の面上に当該基板の面上の一部及び前記第１の台座を露出させる第１の開口を有した第１の犠牲層を形成する工程と、この第１の犠牲層の第１の開口に鍍金を行い、前記基板の面上の一部及び第１の台座上に第１のプローブを形成する工程と、前記第１の犠牲層を除去する工程と、前記基板の面上の一部及び第１のプローブ上に第２の台座を形成する工程と、前記基板の面上に当該基板の面上の一部及び前記第２の台座を露出させる第２の開口を有した第２の犠牲層を形成する工程と、この第２の犠牲層の第２の開口に鍍金を行い、前記基板の面上の一部及び第２の台座上に第２のプローブを形成する工程と有することを特徴とするプローブの製造方法。
【請求項２】
基板の面上に同一方向に向けて一列に配列された複数のカンチレバー型の第１のプローブと、前記基板の面上に第１のプローブと同一方向に向けて且つ同じ間隔で平行に配列された複数のカンチレバー型の第２のプローブとを備えており、
前記第１、第２のプローブは、前記基板の面上に位置する第１、第２のベース部と、この第１、第２のベース部と連続する複数段の階段状の第１、第２のビーム部とを有し、
前記第２のベース部は、前記第２のビーム部が前記第１のビーム部に被さるように配置されており、前記第２のビーム部と前記第１のビーム部との被さった部分の間の距離が略同じになっていることを特徴とするプローブカード。
【請求項３】
請求項２記載のプローブカードにおいて、前記基板の面上に９０°回転した位置に配置された第１、第２、第３及び第４のプローブ群を有し、この第１、第２、第３及び第４のプローブ群は、前記第１、第２のプローブを各々有していることを特徴とするプローブカード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１０１４０９（Ｐ２００７−１０１４０９Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９２７２６（Ｐ２００５−２９２７２６）
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（０００２３２４０５）日本電子材料株式会社 (272)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（０００２３２４０５）日本電子材料株式会社 (272)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]