JP3967574B2

JP3967574B2 - プローブピン製造方法

Info

Publication number: JP3967574B2
Application number: JP2001316047A
Authority: JP
Inventors: 晃一和田; 勝宮崎; 秀憲北爪; 潤水野
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2021-10-12
Also published as: JP2003121467A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子デバイスを試験するためのプローブカードに用いるプローブピンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子デバイスを試験するためのプローブカードに用いるプローブピンを製造するために、基板表面にプローブピンを製造するためのマスクを形成し、形成したマスクを用いて基板上に金属を堆積させ、プローブピンを製造していた。また、プローブカードに用いられるプローブピンと、電子デバイスの端子との接続を良好に保つため、ある程度の接触圧をプローブピンと電子デバイスの端子との間に与える必要がある。このため、十分な接触圧を得られるバネ定数を有するプローブピンを製造することが望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プローブピンに十分なバネ定数を与えるためには、プローブピンの膜厚を厚くすることが好ましい。従来のプローブピンを製造する方法で、膜厚の厚いプローブピンを製造する場合、基板表面に形成するマスク層の膜厚を大きくする必要がある。しかし、マスク層の膜厚を厚くすると、マスク層の塗布に時間がかかり、また、マスク層に所望の形状の溝部を形成するための露光工程にも時間がかかってしまう。また、マスク層の膜厚を厚くすると、微細な形状のプローブピンを製造することが困難であった。また、基板表面に膜厚の厚いプローブピンを形成した場合、後工程で更に基板表面に材料を堆積する場合等に、精度良く堆積できない場合がある。また、基板表面に膜厚の厚いプローブピンを形成した場合、基板表面に大きい段差が生じ、後工程で基板表面を露光する場合にフォーカスを合わせることが困難であった。
【０００４】
このため、従来のプローブピンを製造する方法では、製造するプローブピンの膜厚を厚くすることが困難であった。このため、従来のプローブピン製造方法で製造したプローブピンは、バネ定数が小さく、プローブピンと電子デバイスの端子との接続を良好に保つことが困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるプローブピン製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、電子デバイスに信号を供給するためのプローブピンを製造するプローブピン製造方法であって、基板に所定のパターンを有するマスク層を形成するマスク層形成工程と、マスク層をマスクとして、誘電結合プラズマエッチングにより基板をエッチングし、基板に溝部を形成する溝部形成工程と、マスク層をマスクとして、溝部に金属材料を堆積する堆積工程とを備えることを特徴とするプローブピン製造方法を提供する。
【０００７】
堆積工程は、基板の表面と略同じ高さまで、溝部に金属材料を堆積することが好ましい。また、マスク層を除去するマスク層除去工程を更に備えることが好ましい。また、基板の溝部が設けられた領域の少なくとも一部を含む、基板の領域を除去する基板除去工程を更に備えてよい。また、堆積工程は、金属材料として、過冷却液体温度域を有するアモルファス金属を堆積し、プローブピン製造方法は、アモルファス金属を、アモルファス金属の過冷却液体温度域に加熱する加熱工程と、アモルファス金属を曲げる曲げ工程と、アモルファス金属を、アモルファス金属の過冷却液体温度域より低い温度に冷却する冷却工程とを更に備えることが好ましい。
【０００８】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、本発明に係るプローブピン製造方法の一例を説明する。まず、図１（ａ）に示すように、マスク層形成工程で、基板１００に所定のパターンを有するマスク層１１０を形成する。本例において、基板１００は、シリコン基板である。また、マスク層１１０は、感光性を有するレジストであってよい。例えば、マスク層１１０はポリイミド、又は電子線レジストであってよい。この場合、マスク層１１０は、ポジ型であってよく、またネガ型であってもよい。
【００１１】
マスク層１１０が感光性を有するレジストである場合、図１（ａ）に示したマスク層形成工程は、基板１００の表面に形成された当該レジストに所望のパターンを露光する露光工程と、当該露光工程が当該レジストに露光した当該パターンに基づいて、当該レジストの少なくとも一部を除去するレジスト除去工程とを有することが好ましい。
【００１２】
また、基板１００がシリコン基板である場合、マスク層１１０は、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）であってよく、窒化シリコン（ＳｉＮ）であってもよい。この場合、マスク層形成工程は、基板１００の表面に当該マスク層を形成するためのマスク部材を形成する工程と、基板１００を酸化又は窒化する工程と、当該マスク部材を除去する工程とを有する。
【００１３】
次に、図１（ｂ）に示すように、溝部形成工程で、マスク層１１０をマスクとして、基板１００をエッチングし、基板１００に溝部１１２を形成する。溝部形成工程は、ＩＣＰエッチング（誘導結合プラズマエッチング）により、基板１００をエッチングすることが好ましい。ＩＣＰエッチングによって溝部１１２を形成することにより、溝部１１２を精度良く形成することができる。また、ＩＣＰエッチングによって溝部１１２を形成することにより、底面に対して側面がほぼ垂直な垂直形状を有する溝部１１２を形成することができる。後述するように、溝部１１２の形状に基づいて、製造するプローブピンの形状が定まるため、当該垂直形状を有する溝部１１２を形成することにより、当該垂直形状を有するプローブピンを製造することができる。プローブピンが当該垂直形状を有する場合、プローブピンは電子デバイスの電極等を十分にスクライブすることができるため、プローブピンと電子デバイスとの電気的な接続を良好に保つことができる。
【００１４】
次に、図１（ｃ）に示すように、堆積工程で、マスク層１１０をマスクとして、溝部１１２に金属材料１１４を堆積する。堆積工程は、一例としてスパッタリング法、真空蒸着法等の物理蒸着により、溝部１１２に金属材料１１４を堆積することが好ましい。堆積工程は、基板１００の表面と略同じ高さまで、溝部１１２に金属材料１１４を堆積することが好ましい。堆積工程が、基板１００の表面と略同じ高さまで、溝部１１２に金属材料１１４を堆積することにより、基板１００の表面における段差を低減することができる。このため、図１（ｄ）に示すようにマスク層１１０を除去した後の工程で、基板１００及び金属材料１１４を加工する場合に、容易に加工することができる。例えば、基板１００の表面に更にマスク層を形成する場合、マスク層の高さを略均一とすることができる。
【００１５】
また、堆積工程は、金属材料１１４として、過冷却液体温度域を有するアモルファス金属（金属ガラス）を堆積することが好ましい。金属材料１１４として金属ガラスを用いることにより、後述するように金属材料１１４を容易に変形することができ、所望の形状のプローブピンを容易に製造することができる。
【００１６】
次に、図１（ｄ）に示すように、マスク層除去工程で、マスク層１１０を除去する。また、マスク層除去工程で、マスク層１１０の表面に形成された金属層を除去する。また、マスク層１１０を除去した後、基板１００を除去し、金属材料１１４を取り出し、プローブピンを形成してよい。本例におけるプローブピン製造方法によれば、溝部形成工程において形成する溝部１１２の深さを制御することにより、所望の厚さのプローブピンを製造することができる。また、前述したように、基板１００の表面と略同一の高さまで、金属材料１１４を堆積させることにより、厚さの厚いプローブピンを容易に製造することができる。また、溝部１１２を形成し、溝部１１２に金属材料１１４を堆積させることにより、マスク層１１０の膜厚を薄くすることができる。このため、微細なパターンを有するマスク層１１０を形成することができ、基板１００に微細なプローブピンを容易に形成することができる。
【００１７】
図２は、図１において説明したプローブピン製造方法の後工程の一例を説明する。本例において、金属材料１１４は、過冷却液体温度域を有するアモルファス金属である。まず、図２（ａ）に示すように、基板除去工程で、図１（ｄ）において説明したマスク層除去工程によりマスク層１１０が除去された基板１００の、溝部１１４（図１参照）が設けられた領域の少なくとも一部を含む基板１００の領域を除去する。
【００１８】
次に加熱工程で、金属材料１１４を金属材料１１４の過冷却液体温度域に加熱する。次に、図２（ｂ）に示すように、曲げ工程で金属材料１１４を当該過冷却液体温度域に加熱した状態で、金属材料１１４を曲げる。曲げ工程では、図２（ｂ）に示すように、加圧部材１１６によって金属材料１１４に所望の方向及び強度の圧力を与え、金属材料１１４を曲げてよい。次に、冷却工程で、金属材料１１４を、金属材料１１４の過冷却液体温度域より低い温度に冷却する。本例におけるプローブピン製造方法によれば、金属材料１１４を容易に変形することができ、所望の形状のプローブピンを容易に製造することができる。
【００１９】
図３は、図１及び図２に関連して説明したプローブピン製造方法によって製造されたプローブピンを備えたプローブカード１５０の一例を示す。プローブカード１５０は、基板１００と、複数のプローブピン１５２と、複数のプローブピン１５２に接続された複数の配線を有する。プローブカード１５０は、プローブピン１５２を介して、電子デバイスと信号の授受を行う。
【００２０】
プローブピン１５２は、図１及び図２において説明した金属材料１１４である。図３に示すように、図１及び図２において説明したプローブピン製造方法は、基板１００に複数のプローブピン１５２である金属材料１１４を形成してよい。また、当該プローブピン製造方法は、複数のプローブピン１５２である金属材料１１４を、基板１００に同時に形成してよい。また、図１及び図２において説明したプローブピン製造方法は、基板１００に複数のプローブピン１５２である金属材料１１４を形成し、図３に示すプローブカード１５０を製造してよく、また、図３に示すプローブカード１５０の一部を製造してもよい。例えば、図１及び図２において説明したプローブピン製造方法は、複数のプローブピン１５２を有する、プローブカード１５０の交換用部材を製造してよい。
【００２１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００２２】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば十分な接触圧を得られるプローブピンを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプローブピン製造方法の一例を説明する。
【図２】図１において説明したプローブピン製造方法の後工程の一例を説明する。
【図３】図１及び図２に関連して説明したプローブピン製造方法によって製造されたプローブピンを備えたプローブカード１５０の一例を示す。
【符号の説明】
１００・・・基板、１１０・・・マスク層、１１２・・・溝部、１１４・・・金属材料、１１６・・・加圧部材、１５０・・・プローブカード、１５２・・・プローブピン

Claims

電子デバイスに信号を供給するためのプローブピンを製造するプローブピン製造方法であって、
基板に所定のパターンを有するマスク層を形成するマスク層形成工程と、
前記マスク層をマスクとして、誘導結合プラズマエッチングにより前記基板をエッチングし、前記基板に溝部を形成する溝部形成工程と、
前記マスク層をマスクとして、前記溝部に金属材料を堆積する堆積工程と
を備えることを特徴とするプローブピン製造方法。
前記堆積工程は、前記基板の表面と略同じ高さまで、前記溝部に前記金属材料を堆積することを特徴とする請求項１に記載のプローブピン製造方法。
前記マスク層を除去するマスク層除去工程を更に備えることを特徴とする請求項２に記載のプローブピン製造方法。
前記基板の前記溝部が設けられた領域の少なくとも一部を含む、前記基板の領域を除去する基板除去工程を更に備えることを特徴とする請求項３に記載のプローブピン製造方法。
前記堆積工程は、前記金属材料として、過冷却液体温度域を有するアモルファス金属を堆積し、
前記プローブピン製造方法は、前記アモルファス金属を、前記アモルファス金属の過冷却液体温度域に加熱する加熱工程と、
前記アモルファス金属を曲げる曲げ工程と、
前記アモルファス金属を、前記アモルファス金属の過冷却液体温度域より低い温度に冷却する冷却工程と
を更に備えることを特徴とする請求項４に記載のプローブピン製造方法。