JP5185686B2 - Probe and probe manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、プローブ、及びプローブの製造方法に関する。 The present invention relates to a probe and a method for manufacturing the probe.
半導体基板に形成されたチップ状の半導体装置では、半導体チップが半導体ウエハから切り離される前の状態で電気的な検査を行う。このような電気的検査では、電極パッドの配置に応じて複数のプローブが実装されているプローブカード(プローブボード)が用いられる。具体的には、半導体装置に設けられている電極パッドに対してプローブを接触させる。そして、プローブを介して半導体装置に通電し電気特性検査(プロービング)を行っている。近年の半導体装置の高集積化に伴い、プローブカードに形成するプローブの数も増加している。すなわち、テストデバイスの狭ピッチ化によって、プローブ寸法を小さくする必要がある。 In a chip-like semiconductor device formed on a semiconductor substrate, an electrical inspection is performed in a state before the semiconductor chip is separated from the semiconductor wafer. In such an electrical inspection, a probe card (probe board) on which a plurality of probes are mounted according to the arrangement of electrode pads is used. Specifically, the probe is brought into contact with an electrode pad provided in the semiconductor device. Then, the semiconductor device is energized through the probe to perform electrical characteristic inspection (probing). With the recent high integration of semiconductor devices, the number of probes formed on the probe card is also increasing. That is, it is necessary to reduce the probe size by reducing the pitch of the test device.
このようなプローブには、カンチレバー型(片持ち梁型)のものと、スプリングピン型のものがある。カンチレバー型のプローブは、横方向に伸びている。すなわち、図7に示すように、配線基板21にプローブ22が実装され、プローブカード20の配線基板21の主面に沿って延びている(特許文献1)。そして、プローブカード20を縦方向(矢印方向)に移動して、縦方向(矢印方向)に突出した部分を半導体チップ11の電極パッド12に接触させる。
Such probes include a cantilever type (cantilever type) and a spring pin type. The cantilever type probe extends in the lateral direction. That is, as shown in FIG. 7, the
カンチレバー型プローブには、導電性のほか、剛性、及び弾性などが要求される。すなわち、電極パッド12に対してプローブ22を矢印方向に押し付けるための弾性や、押し付けた際に変形しないための剛性が要求される。このように、プローブ22に弾性を持たせることで、電極パッドに対してプローブをオーバードライブで押し付けることが可能になる。オーバードライブで押し付けることによって、プローブ22が矢印と反対方向に押し上げられて、変形する。プローブが変形した際の弾性力によって、電極パッドとの接触性を向上することができる。また、オーバードライブで押し付けた際に、プローブが変形しないように、剛性が要求される。これにより、耐久性を向上することができ、検査を繰り返し行うことができる。
The cantilever type probe is required to have rigidity, elasticity and the like in addition to conductivity. That is, elasticity for pressing the
さらに、特許文献1のプローブには、接触部31を電極パッド12の表面に接触させた際に、電極パッド12に形成されている表面酸化膜を削り取るため、先端に突起部が設けられている。このようにすることで、絶縁性の表面酸化膜を削り取るスクラブ効果を得ることができ、電極パッド12との接触性を向上することができる。
Further, the probe of Patent Document 1 is provided with a protrusion at the tip for scraping off the surface oxide film formed on the
このような、プローブ22は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を利用して生産される(特許文献2)。すなわち、フォトリソグラフィー法を用いて導電層や犠牲層を形成していくことで、所望の形状のプローブが得られる。具体的には、所望のパターン形状を有する導電層、及び犠牲層を積層していき、犠牲層を除去する。こうすることで、犠牲基板からプローブが取り外され、プローブが完成する。
Such a
上記のように半導体装置の高集積化が進むにつれて、プローブを小型化する必要が生じている。すなわち、図7に示すように配線基板21の主面に平行な方向の長さである、フレーム長をより短くする必要がある。しかしながら、フレーム長が短くなると、オーバドライブで押し付けた場合に、塑性変形を起こしてしまう。すなわち、オーバードライブ量を大きくすると、弾性限界を越えて塑性変形が生じてしまう。塑性変形が生じると、次の半導体装置に対する検査に使用できなくなってしまう。このように、プローブを小型化する場合、オーバドライブ量が制限されてしまう。したがって、接触性が低下して、確実に検査を行うことができなく。あるいは、プローブの耐久力不足等の問題が懸念される。
As described above, as the integration of semiconductor devices increases, it is necessary to reduce the size of the probe. That is, as shown in FIG. 7, it is necessary to shorten the frame length, which is the length in the direction parallel to the main surface of the
このように従来のプローブでは、小型化に伴い、接触性、耐久性等の性能が劣化してしまうという問題点がある。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、小型で、高性能なプローブ、及びプローブの製造方法を提供することを目的とする。
As described above, the conventional probe has a problem that the performance such as the contact property and the durability is deteriorated as the size is reduced.
The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a small, high-performance probe and a method for manufacturing the probe.
本発明の第1の態様にかかるプローブは、対象物に対して電気的な検査を行うためのプローブカードに設けられるプローブであって、前記プローブカードの配線基板と接続される接続部と、前記対象物の電極パッドと接触する接触部と、前記接続部から前記接触部に向かって延在するビーム部と、前記ビーム部を前記接続部に対して回転可能に支持するヒンジ部と、を備えるものである。これにより、オーバードライブで電極パッドに押し付けた場合でも、プローブの変形を防ぐことができる。よって、プローブを小型化した場合でも、電極パッドに対して確実に接触させることができる。 The probe according to the first aspect of the present invention is a probe provided in a probe card for performing an electrical inspection on an object, and a connection portion connected to a wiring board of the probe card; A contact portion that contacts an electrode pad of an object; a beam portion that extends from the connection portion toward the contact portion; and a hinge portion that rotatably supports the beam portion with respect to the connection portion. Is. Thereby, even when pressed against the electrode pad by overdrive, deformation of the probe can be prevented. Therefore, even when the probe is downsized, it can be reliably brought into contact with the electrode pad.
本発明の第2の態様にかかるプローブは、上記のプローブであって、前記接続部が前記電極パッド側に向かって延在した支柱を有し、前記ヒンジ部が前記支柱に設けられているものである。これにより、確実に接触させることができる。 A probe according to a second aspect of the present invention is the above-described probe, wherein the connection portion includes a support column extending toward the electrode pad side, and the hinge portion is provided on the support column. It is. Thereby, it can be made to contact reliably.
本発明の第3の態様にかかるプローブは、上記のプローブであって、前記ビーム部と前記接続部との間に設けられ、前記接触部を前記電極パッドに対して押し当てるバネ部をさらに備えるものである。これにより、電極パッドに対して、プローブを確実に接触させることができる。 A probe according to a third aspect of the present invention is the above-described probe, further comprising a spring portion provided between the beam portion and the connection portion and pressing the contact portion against the electrode pad. Is. Thereby, a probe can be reliably made to contact with an electrode pad.
本発明の第4の態様にかかるプローブは、上記のプローブであって、前記バネ部が導電性材料によって形成されているものである。これにより、導電性を向上することができる。 A probe according to a fourth aspect of the present invention is the above probe, wherein the spring portion is formed of a conductive material. Thereby, electroconductivity can be improved.
本発明の第5の態様にかかるプローブの製造方法は、対象物に対して電気的な検査を行うためのプローブカードに設けられるプローブの製造方法であって、犠牲基板に、第1導電層を形成する工程と、前記第1導電層の上に軸部を形成する工程と、前記軸部の側面を覆い、前記軸部の側面から前記第1導電層上まで延在した下部犠牲層を形成する工程と、前記軸部を囲むように設けられた回転部を前記下部犠牲層上に形成する工程と、前記軸部の回りに設けられた回転部上に上部犠牲層を形成する工程と、前記上部犠牲層の上に前記軸部を覆う第2導電層を形成する工程と、前記上部犠牲層、及び前記下部犠牲層を取り除いて、前記軸部周りに前記回転部が回転可能なヒンジ機構を形成する工程と、を備えるものである。これにより、オーバードライブで電極パッドに押し付けた場合でも、プローブの変形を防ぐことができる。よって、プローブを小型化した場合でも、電極パッドに対して確実に接触させることができる。 A probe manufacturing method according to a fifth aspect of the present invention is a method for manufacturing a probe provided in a probe card for performing an electrical inspection on an object, wherein a first conductive layer is provided on a sacrificial substrate. Forming a shaft portion on the first conductive layer; and forming a lower sacrificial layer that covers the side surface of the shaft portion and extends from the side surface of the shaft portion to the first conductive layer. A step of forming a rotating portion provided to surround the shaft portion on the lower sacrificial layer, a step of forming an upper sacrificial layer on the rotating portion provided around the shaft portion, Forming a second conductive layer covering the shaft portion on the upper sacrificial layer; and a hinge mechanism capable of rotating the rotating portion around the shaft portion by removing the upper sacrificial layer and the lower sacrificial layer Forming the step. Thereby, even when pressed against the electrode pad by overdrive, deformation of the probe can be prevented. Therefore, even when the probe is downsized, it can be reliably brought into contact with the electrode pad.
本発明によれば、小型で、高性能なプローブ、及びプローブの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a small and highly efficient probe and the manufacturing method of a probe can be provided.
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能であろう。尚、各図において同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略される。 Hereinafter, embodiments to which the present invention can be applied will be described. The following description explains the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. For clarity of explanation, the following description is omitted and simplified as appropriate. Further, those skilled in the art will be able to easily change, add, and convert each element of the following embodiments within the scope of the present invention. In addition, what attached | subjected the same code | symbol in each figure has shown the same element, and abbreviate | omits description suitably.
まず、本実施の形態に係るプローブ(接触子)を用いたプローブカードの構成について、図1を用いて説明する。図1は、半導体装置に対して電気特性検査(プロービング)を行うためのプローブカードの構成を模式的に示す側面図である。図1に示すように、半導体基板であるウエハ10には、複数の半導体チップ11が形成されている。また、半導体デバイスである半導体チップ11はウエハ10上に多数配列されている。そして、その半導体チップ11の表面には、電気的な接続を行うための電極パッド12が形成されている。1つの半導体チップ11には、複数の電極パッド12が設けられている。電極パッド12は露出している。電極パッド12を介して、半導体チップ11に設けられている回路に対して、各種信号の入出力が行なわれる。
First, the configuration of a probe card using the probe (contactor) according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a side view schematically showing the configuration of a probe card for performing electrical characteristic inspection (probing) on a semiconductor device. As shown in FIG. 1, a plurality of
プローブカード20は、ウエハ10に対して対向配置されている。すなわち、プローブカード20は、ウエハ10に対して平行に配置される。プローブカード20は、ウエハ10の上方に配置されている。プローブカード20は、配線基板21とプローブ22とを有している。配線基板21には、複数のプローブ22が実装されている。電極パッド12の配置に応じて、複数のプローブ22が配列されている。そして、それぞれのプローブ22が対応する電極パッド12に接触する。配線基板21には、それぞれプローブ22と接続される配線が形成されている。これにより、プローバからの検査信号が配線基板21の配線を介してプローブ22に供給される。
The
そして、プローブ22を配線基板21に実装する。プローブ22は、半田付けなどによって、配線基板21に固着されている。すなわち、プローブ22のバンプが、配線基板21の配線に半田付けされる。したがって、配線基板21の配線が、プローブ22を介して、電極パッド12と接続される。これにより、検査信号の入出力が可能になる。なお、以下の説明において、配線基板21の主面(下面)と平行な方向を横方向とし、垂直な方向を縦方向とする。
Then, the
検査(プロービング)を行う際は、電極パッド12に対してプローブ22の先端が当接する。すなわち、図1の矢印方向(縦方向)にプローブ22を有するプローブカード20を移動させる。すると、プローブ22と電極パッド12が近づいていき、プローブ22の先端が電極パッド12の表面に接触する。これにより、電極パッド12がプローブ22と導通する。さらに、プローブカード20を矢印方向に若干移動させると、オーバードライブでの押し付けが可能となる。これにより、電極パッド12との接触性を向上することができ、確実な検査が可能となる。
When performing inspection (probing), the tip of the
プローブ22は、カンチレバー型(片持ち梁型)のものである。したがって、プローブ22は、横方向(矢印と垂直方向)に沿って延びている。すなわち、プローブ22は配線基板21と主面と平行な方向に沿って設けられている。そして、オーバードライブで押し付けた際に生じる弾性力によって、プローブ22の先端が電極パッド12に押し付けられる。これにより、確実に接触させることができる。
The
次に、プローブ22の構成について、図2を用いて説明する。図2は、プローブ22の構成を模式的に示す斜視図である。プローブ22は、接触部31と、ビーム部32と、ヒンジ部33と、接続部34と、バネ部35とを有している。また、接続部34は、支持台34aと、支柱34bと、バンプ34cと、凹溝34dとを有している。なお、図2では、図1とは上下が反対になっており、上側が電極パッド12側になっており、下側が配線基板21側になっている。したがって、接触部31が電極パッド12側に突出して配置され、バンプ34cが配線基板21側に配置される。プローブ22は、導電性を有する金属材料などによって構成されている。
Next, the configuration of the
プローブ22の上端には、電極パッド12と接触する接触部31が設けられている。接触部31は、横方向に延びたビーム部32に支持されている。ビーム部32は、横方向、すなわち配線基板21の主面に沿って延びている。さらに、ビーム部32は、ほぼL字型に屈曲している。すなわち、横方向に延びたビーム部32が屈曲することによって、ビーム部32の先端側が電極パッド12の方向に延びる。電極パッド12の方向に延びた端部に、接触部31が設けられている。すなわち、電極パッド12側の端部に、接触部31が設けられている。接触部31は、プローブ22の他の部分よりも、電極パッド12側に突出している。接触部31の先端は尖っている。
A
ビーム部32は、接続部34に支持されている。ビーム部32の接触部31側と反対側の端部が接続部34に連結されている。すなわち、ビーム部32は、接続部34から接触部31に向かって延在している。接続部34は、配線基板21と接続される部分である。すなわち、接続部34は配線基板21に固定される台座部分となり、ビーム部32などを支持する。
The
接続部34は、L字型に屈曲しており、支持台34aと支柱34bとを有している。支持台34aは横方向に延びており、支柱34bは、縦方向に延びている。すなわち、支柱34bは支持台34aの一端から、電極パッド12の方向に延在している。さらに、支持台34aの中央部分には、バンプ34cが設けられている。バンプ34cは、支持台34aや支柱34bと異なる材料によって形成されている。バンプ34cは、配線基板21側に露出している。バンプ34cは、配線基板21の配線と電気的に接続される。なお、バンプ34cは、支持台34aから配線基板21側に突出していてもよい。
The connecting
接続部34には、ヒンジ機構を有するヒンジ部33が設けられている。ヒンジ部33は支柱34bの先端側に配置されている。ヒンジ部33は、回転軸を有し、ビーム部32を回転可能に支持している。ヒンジ部33によって、ビーム部32が図2の矢印に沿って回転する。これにより、ビーム部32と支柱34bとの間の角度が変化する。そして、ビーム部32と支持台34aとの間の距離が変化する。支柱34bの先端には、ビーム部32の厚みよりも若干大きい凹溝34dが形成される。そして、その凹溝34dにビーム部32の端部が挿入されている。接続部34とビーム部32の交点に、ヒンジ部33が配置される。このように、ビーム部32はヒンジ部33を介して、接続部34に取り付けられている。なお、ヒンジ部33の製造方法については、後述する。
The connecting
さらに、ビーム部32にはバネ部35が接続されている。バネ部35はS字型に形成されている。横方向において、ビーム部32に対するバネ部35の取り付け位置は、接触部31と支柱34bとの間になっている。バネ部35は、ビーム部32と接続部34の間に設けられている。バネ部35の一端が支持台34aに固定され、他端がビーム部32に固定されている。ここでは、2つのS字型のバネ部35がビーム部32を挟むように配置されている。このように、S字型イに屈曲したバネ部35を設けることで、接触部31が電極パッド12に付勢される。バネ部35は、接続部34やビーム部32と同様に導電性の金属材料を用いることができる。バネ部35に導電性材料を用いることで、バネ部35を介してビーム部32と接続部34とが導通する。このため、導電性を向上することができる。なお、十分な導電性を確保できる場合は、バネ部35を絶縁性材料によって形成してもよい。例えば、バネ部35として樹脂材料などを用いることができる。
Further, a
オーバードライブによってプローブ22を電極パッド12に押し付けた場合、バネ部35は、ビーム部32を付勢する。これにより、接触部31が電極パッド12に押し付けられ、接触性を向上することができる。すなわち、プローブ22を押し付けると、ヒンジ部33によってビーム部32が回転する。図2では、ヒンジ部33を回転中心として、ビーム部32が下方向に回転する。これにより、ビーム部32の接触部31側の端部が支持台34aに近づく。すると、バネ部35が縮み、弾性力が発生する。このバネ部35の弾性力によって、ビーム部32が上方向に付勢される。したがって、接触部31が電極パッド12の方向に付勢される。電極パッド12に対して、接触部31を確実に接触させることができる。よって、接触性を向上することができ、確実に検査することができる。また、バネ部35のバネ定数を適当な値にすれば、プローブ22の塑性変形するのを防ぐことができる。よって、耐久性を向上することができ、繰り返しの検査を確実に行うことができる。このように、小型で高性能なプローブ22を提供することができる。
When the
なお、図2に示す例では、S字型のバネ部35を設けたが、バネ部35の形状はS字型に限られるものではない。例えば、図3に示すようにC字型のバネ部35を設けてもよい。なお、図3では、1つのC字型のバネ部35がビーム部32の支持台34a側の面に接続されている。あるいは、図4に示すように、Z字型のバネ部35を設けてもよい。図4では、1つのZ字型のバネ部35が、ビーム部32に接続されている。もちろん、バネ部35の形状は特に限定されるものではなく、図2〜図4以外の形状であってもよい。また、バネ部35にヒンジ部33を設けてもよい。バネ部35の一端を接続部34に接続し、他端をビーム部32に接続することで、確実に接触させることができる。
In the example shown in FIG. 2, the S-shaped
次に、図5を用いてヒンジ部33の構成について説明する。図5は、図3に示したプローブ22の構成を示す図である。図5(a)は、プローブ22の構成を示す側面断面図であり、図5(b)は、プローブ22の構成を示す斜視図である。すなわち、図5(a)は、C字型のバネ部35を有するプローブ22の側面断面図である。図5(a)では、プローブ22の厚み方向の構成が分かるように、断面の構成が示されている。したがって、図5(a)では、ビーム部32のL字型屈曲は省略されている。図5(a)では、図5(b)に示すように、Aの丸で囲まれた部分が接触部31に対応し、Bの丸で囲まれた部分がヒンジ部33に対応し、Cの丸で囲まれた部分が接続部34に対応し、Dの丸で囲まれた部分がバネ部35に対応し、Eの丸で囲まれた部分がバンプ34cに対応している。
Next, the structure of the hinge part 33 is demonstrated using FIG. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the
図5(a)のC部、D部に示すように、バネ部35、及び接続部34は、下構造層41、中間構造層43、上構造層45の3層構造を有している。すなわち、下構造層41の上に、中間構造層43が形成されている。そして、中間構造層43の上に上構造層45が形成されている。中間構造層43の上面は上構造層45の下面と接触し、下面は下構造層41の上面と接触している。下構造層41、中間構造層43、及び上構造層45は、例えば、ニッケルコバルト(NiCo)などの導電性の金属材料によって形成されている。したがって、下構造層41、中間構造層43、及び上構造層45は導通している。また、バンプ34cは、例えば、メッキ層に形成され、下構造層41、中間構造層43、及び上構造層45の3層構造と同程度の厚さを有している。また、接続部34の凹溝34dは、中間構造層43がなく、上構造層45と下構造層41とによって構成されている。すなわち、中間構造層43の厚さに対応する凹溝34dが形成されている。
As shown in part C and part D of FIG. 5A, the
図5(a)のB部に示すように、ヒンジ部33には、軸部42が形成されている。軸部42は、下構造層41及び上構造層45の間に配置されている。軸部42は、ヒンジ機構の軸となるため、例えば、円柱状に形成されている。軸部42の上面が上構造層45に固定され、下面が下構造層41に固定される。
As shown in part B of FIG. 5A, the hinge part 33 is formed with a
軸部42の周りには、ビーム部32となる回転部44が設けられている。回転部44は、軸部42を挿入するための貫通孔が設けられている。そして、貫通孔は、軸部42よりも大きく形成されている。したがって、回転部44は、軸部42を囲むように、軸部42の側面全周に設けられている。
Around the
回転部44の一部は、凹溝34dに挿入されている。すなわち、回転部44の上側には、上構造層45が配置され、下側には下構造層41が配置されている。ヒンジ部33において、軸部42の上下両側には、軸部42よりも大きい下構造層41、上構造層45が設けられている。よって、回転部44が軸部42から抜けることがない。また、回転部44は、中間構造層43よりも薄く形成されている。したがって、回転部44の上下には隙間が生じている。すなわち、回転部44と上構造層45とは固定されておらず、その間に隙間が形成されている。また、回転部44と下構造層41とは固定されておらず、その間に隙間が形成されている。したがって、回転部44が軸部42を回転中心として回転する。これにより、ヒンジ部33によってビーム部32が回転可能に支持される。軸部42、及び回転部44は、導電性材料によって形成されている。軸部42、及び回転部44としては、下構造層41などと同様に、ニッケルコバルト(NiCo)などの金属材料を用いることができる。
A part of the
図5(a)に示すように、A部では、接触部31となる先端チップ47が設けられている。先端チップ47は、例えば、パラジウムコバルト(PdCo)によって形成されている。さらに、先端チップ47の一部は回転部44と上構造層45との間に配置されている。すなわち、ヒンジ部33の外側部分において、ビーム部32が回転部44と上構造層45と構成される。すなわち、ビーム部32の中央部分では、ビーム部32が回転部44と上構造層45と積層構造から構成される。ビーム部32において、回転部44と上構造層45とが接続される。さらに、ビーム部32の先端側では、回転部44と先端チップ47と上構造層45との3層構造になっている。したがって、先端チップ47が回転部44と上構造層45との間に配置されている。そして、接触部31は、先端チップ47で形成されている。すなわち、先端チップ47の先端側は、回転部44及び上構造層45からはみ出すように形成されている。そして、先端チップ47のはみ出した部分が接触部31となっている。
As shown in FIG. 5A, the
オーバードライブで押し付けた場合、ヒンジ部33によってビーム部32が回転する。図5(a)では、上下方向を回転軸の方向としてビーム部32が回転する。ビーム部32にヒンジ部33を設けることによって、ビーム部32が屈曲時に歪を発生しない。また、ビーム部32をバネ部35を接続するため、弾性を持たせる必要がなくなる。このため、ビーム部32を短くすることができ、フレーム長が短くなる。これにより、プローブ22の小型化を実現することができる。また、プローブ22を小型化した場合でも、オーバードライブによるプローブの変形を防ぐことができる。これにより、オーバードライブ量を大きくすることができ、電極パッドに対してプローブ22を確実に接触させることができる。また、支柱34bにヒンジ部を設けることで、電極パッドに対してプローブ22を確実に接触させることができる。さらに、ビーム部32を押し付けるバネ部35が設けられているため、電極パッド12に対して接触部31を確実に接触させることができる。これにより、接触性を向上することができ、確実な検査が可能になる。このように、ヒンジ部33を設けることで、小型で高性能なプローブ22を実現することができる。
When pressed by overdrive, the
次に、プローブ22の製造方法について、図6を用いて説明する。図6は、本実施の形態にかかるプローブ22の製造方法を示す工程断面図である。以下の各層におけるパターンは、例えば、MEMS技術を用いて形成されている。すなわち、フォトリソグラフィーを用いることによって、所望の形状のパターンを積層していくことができる。具体的には、導電層の形成、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト除去などを繰り返し行うことで、基板上に、プローブ22が形成される。また、導電層の形成には、メッキやスパッタなどの方法が用いられる。そして、犠牲層を除去することで、犠牲基板からプローブ22が取り外される。また、各犠牲層としては、銅やフォトレジスト等を用いることができる。
Next, a method for manufacturing the
まず、Siウエハなどからなる犠牲基板51を用意する。犠牲基板51の全面に銅(Cu)等からなる第1犠牲層52を形成する。第1犠牲層52を研磨して平坦化する。そして、第1犠牲層52の上に、下構造層41のパターンを形成する。また、バネ部33として働く下構造層48は、下構造層41と同材質もしくは弾力性の大きな材料で形成する。これにより、図6(a)に示す構成となる。下構造層41のパターンは、ヒンジ部33、接続部34、及びバネ部35となる部分に形成される。このように、第1犠牲層52が形成されている犠牲基板51上に、下構造層41を形成する。下構造層41は、ニッケルコバルト(NiCo)などの導電性材料によって形成されている。
First, a
次に、図6(b)に示すように、下構造層41上に、軸部42、及び第2犠牲層53を形成する。第2犠牲層53は、下構造層41が形成されてない領域に配置される。そして、表面を研磨して平坦化する。これにより、第2犠牲層53の高さが下構造層41と一致する。すなわち、第2犠牲層53と下構造層41との上面は、略同じ高さになっている。このように、下構造層41が形成されていない領域が第2犠牲層53によって埋められる。軸部42は、ヒンジ機構の回転軸となるように、例えば、円柱状に形成される。軸部42は、B部、すなわち、ヒンジ部33となる部分のみに島状に形成される。軸部42は、下構造層41からはみ出すことなく形成されている。軸部42は、下構造層41と同様の金属材料によって形成されて、下構造層41と接触している。
Next, as shown in FIG. 6B, the
軸部42を形成した後、図6(c)に示すように、第3犠牲層54を形成する。第3犠牲層54は、円柱状の軸部42の側面に形成される。さらに、B部において、第3犠牲層54は、軸部42の側面から下構造層41上まで延在している。さらに、A部においては、第3犠牲層54が第2犠牲層53上に形成されている。すなわち、第3犠牲層54は、下構造層41をはみ出して、第2犠牲層53上まで延在されている。第3犠牲層54となる薄膜は、例えばスパッタにより成膜される。
After the
そして、図6(d)に示すように、中間構造層43、及び回転部44、並びに第4犠牲層55を形成する。D部、C部において、中間構造層43は、下構造層41上に形成される。中間構造層43は、下構造層41と同様の金属材料によって形成されて、下構造層41と接触している。回転部44は、第3犠牲層54の上に形成される。さらに、回転部44は、第3犠牲層54からはみ出すことなく形成される。したがって、回転部44は、下構造層41と接触することなく、第3犠牲層54上に配置される。第4犠牲層55は、回転部44又は中間構造層43が形成されてない領域に配置される。したがって、第4犠牲層55は、回転部44と中間構造層43との間を埋めるように形成される。そして、表面を研磨して、平坦化する。これにより、第4犠牲層55、中間構造層43、及び回転部44の上面は、略同じ高さになる。第3犠牲層54は、回転部44の厚さよりも薄くなっている。回転部44は、第3犠牲層54の厚さだけ、中間構造層43よりも薄くなっている。
Then, as shown in FIG. 6D, the
その後、図6(e)に示すように、先端チップ47を形成する。先端チップ47は、例えば、パラジウムコバルト(PdCo)から構成され、メッキ法により形成される。A部において、先端チップ47は、回転部44上に形成される。そして、先端チップ47は回転部44からはみ出して形成されている。すなわち、先端チップ47は、回転部44上から第4犠牲層55上まで延在している。
Thereafter, as shown in FIG. 6E, the
先端チップ47を形成した後、図6(f)に示すように、第5犠牲層56を形成する。第5犠牲層56は、ヒンジ部33周辺の回転部44上に形成される。第5犠牲層56は、B部において、回転部44を覆うように形成されている。さらに、回転部44の先端チップ47と反対側の端部において、第5犠牲層56は、回転部44の側面を覆うように形成されている。軸部42上の第5犠牲層56は除去され、軸部42が露出している。すなわち、第5犠牲層56のパターンは、B部において、軸部42に対応する穴を有するように形成されている。第5犠牲層56となる薄膜は、例えば、スパッタにより形成されている。
After the
第5犠牲層56を形成後、図6(g)に示すように、上構造層45を形成する。上構造層45は、第5犠牲層56よりも厚く形成されている。上構造層45はA部、B部、C部、及びD部に形成される。B部における上構造層45は、第5犠牲層56をはみ出すことなく形成される。すなわち、ヒンジ部33となる部分の上構造層45は、第5犠牲層56に内包されるように形成される。軸部42の周りでは、第5犠牲層56が存在するため、上構造層45と回転部44とが接触していない。したがって、B部において、上構造層45は、軸部42と接触している。そして、軸部42を覆うように上構造層45が形成される。
After the fifth
D部における上構造層49はバネ部として働き、上構造層45と同材料もしくは弾力性の大きい材料で形成する。尚、中構造層で対応する領域も同様に弾力性の大きい材料で形成しても良い。また、この領域の中構造層は省略することもできる。
さらに、この工程では、接触部31、接続部34となる上構造層45が形成される。C部における上構造層45は、中間構造層43上に直接形成される。したがって、C部では、プローブ22が下構造層41、中間構造層43及び上構造層45の3層構造になる。D部では、プローブ22が下構造層48、中間構造層43及び上構造層49の3層構造になる。また、ビーム部32の中央付近では、中間構造層43上に直接、上構造層45が形成される。ビーム部32の先端側では、先端チップ47上に上構造層45が形成される。
The upper
Further, in this step, the
A部における上構造層45は、B部、C部、及びD部における上構造層45と離間して形成される。すなわち、ビーム部32になる上構造層45は、接続部34、及びバネ部35となる上構造層45と離間して形成される。換言すると、回転部44上の上構造層45は、中間構造層43上の上構造層45と離間している。したがって、B部における上構造層45は、第5犠牲層56から、はみ出さないように島状に形成される。さらに、B部における上構造層45は、軸部42を覆う。したがって、上構造層45は、第5犠牲層56の穴を貫通して、軸部42と接触する。
The
そして、図6(h)に示すように、E部にバンプ34cを形成する。バンプ34cは、例えば、メッキ法によって形成される。そして、全ての犠牲層を除去することによってプローブ22が完成する。すなわち、犠牲層エッチングによって、第1犠牲層52、第2犠牲層53、第3犠牲層54、第4犠牲層55、及び第5犠牲層56を除去する。これにより、犠牲基板51からプローブ22が取り外される。すなわち、犠牲基板51に形成されている複数のプローブ22が取り外され、複数のプローブ22が一度に生産される。そして、プローブ22を配線基板21に実装する。すなわち、プローブ22のバンプ34cを、配線基板21の配線パターンに半田付けする。これにより、プローブ22が配線基板21に固定され、配線基板21の配線と、プローブ22とが接続する。
Then, as shown in FIG. 6H, bumps 34c are formed in the E portion. The
このように、B部では、回転部44の上下に犠牲層が設けられている。軸部42の周りに犠牲層を設けることで、隙間が形成される。回転部44と下構造層41との間、並びに、回転部44と上構造層45との間に隙間が設けられる。したがって、回転部44が固定されることなく、軸部42を回転中心として回転可能に支持される。上記のような製造工程によって、軸部42、下構造層41及び上構造層45の回転部44に対する隙間を確保することができる。また、MEMS技術を用いることで、犠牲基板51上に多数のプローブ22となる導電性の構造体を形成することができる。よって、生産性よくプローブを製造することができる。
Thus, in the B part, the sacrificial layers are provided above and below the
なお、上記の説明では、検査対象を半導体チップ11としたが、半導体チップ11以外のものに対して検査を行ってもよい。すなわち、検査対象に設けられた電極パッドに対して接触する接触子に対して上記の構成を利用することができる。上記のプローブ22を用いて、例えば、液晶表示パネルに対して検査を行うことができる。
In the above description, the inspection target is the
10 ウエハ
11 半導体チップ
12 電極パッド
20 プローブカード
21 配線基板
22 プローブ
31 接触部
32 ビーム部
33 ヒンジ部
34 接続部
34a 支持台
34b 支柱
34c バンプ
34d 凹溝
35 バネ部
41 下構造層
42 軸部
43 中間構造層
44 回転部
45 上構造層
47 先端チップ
48 下構造層
49 上構造層
51 犠牲基板
52 第1犠牲層
53 第2犠牲層
54 第3犠牲層
55 第4犠牲層
56 第5犠牲層
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記プローブカードの配線基板と接続される接続部と、
前記対象物の電極パッドと接触する接触部と、
前記接続部から前記接触部に向かって延在するビーム部と、
前記ビーム部と前記接続部との間に設けられ、前記接触部を前記電極パッドに対して押し当てるバネ部と、
前記ビーム部を前記接続部に対して回転可能に支持するヒンジ部と、を備え、
前記ヒンジ部が前記ビーム部を前記接続部に回動自在に軸支するヒンジ構造となっていることを特徴とするプローブ。 A probe provided in a probe card for performing an electrical inspection on an object,
A connecting portion connected to the wiring board of the probe card;
A contact portion in contact with the electrode pad of the object;
A beam portion extending from the connection portion toward the contact portion;
A spring part provided between the beam part and the connection part and pressing the contact part against the electrode pad;
A hinge portion that rotatably supports the beam portion with respect to the connection portion,
The probe has a hinge structure in which the hinge portion pivotally supports the beam portion on the connection portion .
前記ヒンジ部が前記支柱に設けられている請求項1に記載のプローブ。 The connection portion has a support column extending toward the electrode pad side,
The probe according to claim 1, wherein the hinge portion is provided on the support column.
犠牲基板に、第1導電層を形成する工程と、
前記第1導電層の上に軸部を形成する工程と、
前記軸部の側面を覆い、前記軸部の側面から前記第1導電層上まで延在した下部犠牲層を形成する工程と、
前記軸部を囲むように設けられた回転部を前記下部犠牲層上に形成する工程と、
前記軸部の回りに設けられた回転部上に上部犠牲層を形成する工程と、
前記上部犠牲層の上に前記軸部を覆う第2導電層を形成する工程と、
前記上部犠牲層、及び前記下部犠牲層を取り除いて、前記軸部周りに前記回転部が回転可能なヒンジ機構を形成する工程と、を備えるプローブの製造方法。 A probe manufacturing method is provided in a probe card for performing an electrical inspection on an object, and has a spring portion that presses a contact portion against an electrode pad of the object ,
Forming a first conductive layer on the sacrificial substrate;
Forming a shaft portion on the first conductive layer;
Forming a lower sacrificial layer covering a side surface of the shaft portion and extending from the side surface of the shaft portion to the first conductive layer;
Forming a rotating part provided to surround the shaft part on the lower sacrificial layer;
Forming an upper sacrificial layer on a rotating part provided around the shaft part;
Forming a second conductive layer covering the shaft portion on the upper sacrificial layer;
Removing the upper sacrificial layer and the lower sacrificial layer, and forming a hinge mechanism in which the rotating part can rotate around the shaft part.
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