JP2003185678A - 化学的にエッチングした光画定された微小電気接点 - Google Patents

化学的にエッチングした光画定された微小電気接点

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JP2003185678A JP2002273131A JP2002273131A JP2003185678A JP 2003185678 A JP2003185678 A JP 2003185678A JP 2002273131 A JP2002273131 A JP 2002273131A JP 2002273131 A JP2002273131 A JP 2002273131A JP 2003185678 A JP2003185678 A JP 2003185678A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プローブの製造コストを削減しつつ、より改
善された均一性を備えるプローブの製造方法に関する。 【解決手段】 複数のマイクロプローブ（８１）を加工
する方法であって、複数のプローブ（８１）の形状（７
２）をマスク（７３）として画成するステップと、金属
箔（１２０１）の表面にフォトレジスト（１００１）を
塗布するステップと、前記金属箔（１２０１）上に前記
マスク（７３）を載せるステップと、前記フォトレジス
ト（１００１）を、前記マスク（７３）を通過した光に
露光するステップと、前記フォトレジスト（１００１）
を現像するステップと、前記フォトレジスト（１００
１）の一部を除去して、前記金属箔（１２０１）の一部
（７１）を露出させるステップと、前記金属箔（１２０
１）の表面にエッチング剤を塗布して、前記露出した部
分を除去し、複数のプローブ（８１）を作成するステッ
プと、前記複数のプローブ（８１）を化学的に研磨およ
びメッキするステップとを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップの試
験に使用する小型マイクロプローブまたは電気接点の製
造方法に関する。より具体的には、本発明は化学レジス
ト乳剤でコーティングされた金属フラットストック上に
複数のプローブを光画定する方法、その後不要な金属を
除去して複数のマイクロプローブを製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】プローブカードの電気的導通の検査にお
いて、所要の大きさおよびばね力を得るために、細いワ
イヤを所望の形状に機械的に形成することによって製造
されたプローブを用いることは、当業で公知である。図
１〜３は、コネチカット州、ブルックフィールド Ｗｅ
ｎｔｗｏｒｔｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．
社製の、従来の「コブラ（登録商標）」プローブ試験ヘ
ッドを示している。このようなプローブヘッドは、表裏
関係にある第１（上部）４２金型および第２（下部）４
４金型の間に保持される一連のプローブ６４からなる。
それぞれのプローブは、表裏関係にある上部端と下部端
を有する。上部および下部金型４２、４４は、下部金型
孔パターンおよび上部金型孔パターンとしてここに表さ
れる、集積回路接点パッド間隙上の間隙に対応する孔パ
ターンを含む。それぞれのプローブの上部端は、上部金
型孔パターンによって保持され、それぞれのプローブの
下部端は下部金型孔パターンを通過し下部金型４４を超
えて延在し、プローブ先端部で終端する。図１３を参照
して、さらに装着フィルム１３０１を含むことが図示さ
れている。装着フィルム１３０１は一般的に、マイラー
等の適切な高分子誘電体で形成されており、エッチング
したプローブ８１が配置されている。コブラ（登録商
標）型プローブでは、下部金型孔パターンは上部金型４
２の孔パターンからオフセットされ、プローブ中にオフ
セットが形成されることで、プローブはばねのような働
きをする。再び図１〜３を参照して、試験ヘッドが試験
すべきウエハーに接触すると、プローブの上部端は支配
的に静止し続け、一方下部端は試験ヘッドの本体に押し
込まれる。この追従性によって、プローブの長さ、ヘッ
ドの平面性、およびウエハーの形状における変動に対応
可能となる。プローブは一般的に、直線のワイヤをスエ
ージ加工またはスタンプ加工することによって、所望の
プローブ形状および厚みを生じるよう形成されている。
このスエージ加工の方法では、プローブ中央の曲線部
を、プローブ変形の１ミル当たりの所望な力を達成する
ため、平らにし、且つ広げる。
【０００３】また、スエージ加工した箇所の下部端およ
び上部端は、プローブが金型から遠くに延在し過ぎるの
を防ぐ。従来のプローブ生産方法において、プローブは
典型的にはベリリウム−銅合金の直線ワイヤーで形成さ
れている。それぞれのプローブの大きさおよび形状に応
じてカスタムツールが用いられている。このツールはワ
イヤの中央部をスタンプ加工して形成し、所望の形状お
よび厚さを達成し、これにより所望のばね定数を得る。
【０００４】図９を参照して、プローブを製造するため
の従来技術に用いられるワイヤの断面図が図示されてい
る。断面９０は、略円形のスタンプ加工済みワイヤを図
示している。断面９１は、略楕円形のスタンプ加工およ
び細工を施したワイヤを図示している。断面９０および
断面９１の双方の断面積は実質的に同じである。断面９
１を参照して、プローブを形成するスタンプ加工したワ
イヤは約０．１８ｍｍ（７ミル）（１ミルは０．００１
インチに等しい）の幅９５、および約０．０４６ｍｍの
高さ９７を有する。プローブヘッド構造に組み立てられ
る際、プローブヘッドに用いられる複数のプローブ同士
が少なくとも０．０２５ｍｍ（１ミル）離間されている
ことが好ましい。幅９５が約０．１８ｍｍ（７ミル）で
あって０．０２５ｍｍ（１ミル）の離間を必要とする結
果、プローブヘッドに配置される従来のプローブは、一
般的に１プローブあたり０．２０ｍｍ（８ミル）離れて
いる。次にワイヤはある長さにカットされ、所望のプロ
ーブ先端部構造がプローブの端に研磨される。仕上げプ
ローブの全長の許容差は、＋／−０．０５１ｍｍ（＋／
−０．００２インチ）である。適正な検査にとって、こ
のプローブ間の差異は大きすぎるため、プローブをプロ
ーブヘッド中に組み込み、プローブの全配列を粗研磨し
て、より均一なプローブ長を達成する。
【０００５】図８を参照して、技術的に公知の標準プロ
ーブ８３、および本発明のエッチングしたプローブ８１
が図示されている。図５を参照すると、プローブの基本
構成部品が図示されている。プローブ基部５００１は、
プローブ軸に接続した比較的短く真直ぐな拡大部であっ
て、プローブ端５００５で終端する。操作において、試
験すべき回路に接続するのはプローブ端５００５であ
る。
【０００６】プローブ形成に用いられる従来のスタンプ
加工方法は、しばしばプローブ中に残留応力を生じ、こ
れは疲れ寿命の減少をもたらす可能性がある。これら残
留応力は時間の経過により変化し得ることから、プロー
ブ剛度の変化が生じる可能性がある。さらに、プローブ
に対する必要条件が変わると、ツールを変更する必要が
生じる。このようなツールの変更は、同様の方法で製造
するプローブのコスト上昇の原因となり、このようなプ
ローブが入手可能となるまでにかなりのリードタイムを
必要とする。また、機械的に製造されたプローブは、そ
の構造がそれらを製造する機械的手段と密接に関係して
いるため、再設計がより難しい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、機械的形
成から生じる諸問題を回避するプローブの製造方法が要
求されている。また、時間のかかるツール変更工程の必
要なしに、異なるデザインのプローブを製造する実質的
に遂行容易な方法に対する必要性がさらにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様は、複数
のマイクロプローブを加工する方法であって、複数のプ
ローブの形状を１個またはそれ以上のマスクとして画定
するステップと、金属箔の第１側および反対の第２側に
フォトレジストを塗布するステップと、前記金属箔の第
１側上および反対の第２側上に前記マスクを１個ずつ載
せるステップと、前記フォトレジストを、前記マスクを
通過した光に露光するステップと、前記フォトレジスト
を現像するステップと、前記フォトレジストの一部を除
去して、前記金属箔の一部を露出させるステップと、前
記金属箔の表面にエッチング剤を塗布して、前記露出し
た部分を除去し、複数のプローブを作成するステップ
と、を備える方法に関する。
【０００９】本発明の他の態様は、上記の方法により製
造されたマイクロプローブであって、前記マイクロプロ
ーブが、略均一な厚みを有し、複数の端面に隣接し、か
つ平面内で一定距離に渡り実質的に直線で延在するプロ
ーブ基部と、前記プローブ基部に接続されたプローブ軸
であって、前記略均一な厚みを有し、複数の端面に隣接
し、かつ前記平面内で湾曲した一帯に沿って延在するプ
ローブ軸と、前記プローブ軸に接続されたプローブ端で
あって、前記略均一な厚みを有し、複数の端面に隣接
し、かつ前記平面内で前記直線と略平行に一定距離に渡
り実質的に直線で延在するプローブ端と、前記プローブ
基部、前記プローブ軸および前記プローブ端の端面から
なる円周を実質的に囲む波形体とを含むことを特徴とす
るマイクロプローブに関する。
【００１０】本発明のさらに他の態様は、プローブ試験
ヘッドであって、第１平面および反対の第２平面からな
る第１の金型であって、前記第１の金型が、前記第１の
金型を通って、前記第１および第２平面の双方に垂直の
方向に延在する第１の金型の孔パターンをさらに備える
ことと、第３平面および反対の第４平面からなる第２の
金型であって、前記第２の金型が第１の金型の孔パター
ンに対応する、前記第２の金型を通って前記方向に延在
する第２の金型の孔パターンであって、前記第３の平面
が前記第２平面と平行に接触し、前記第２の金型の孔が
前記第１の金型の孔から実質的に均一の方向にオフセッ
トされることと、複数のプローブであって、前記プロー
ブのそれぞれが前記第１の金型の孔のひとつ、および前
記第２の金型の孔のひとつを通って延在し、前記プロー
ブがエッチングにより形成されたものと同等の表面仕上
げを有することを特徴とするプローブ試験ヘッドに関す
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、プローブの製造コスト
を削減しつつ、より改善された均一性を備えるプローブ
の製造方法に関する。プローブは、技術的に一般的な機
械式スタンプ法ではなく、フォトエッチング法を用いて
製造する。本発明の方法において、プローブは主にベリ
リウム−銅合金の薄金属フラットストックからエッチン
グされる。図８を参照して、本発明のエッチングしたプ
ローブ８１が図示されている。プローブの所望の形状
は、図形のイメージとして特定され、イメージは、所望
のプローブプロファイルの連続したパターンを有するガ
ラスマスクの作成に用いられる。図７は、上記のような
マスク７３の例を図示している。マスク７３は、複数の
プローブ形状７２および暗空間７１を備える。プローブ
形状７２は、本発明のエッチングしたプローブに対応す
る領域を画定し、光が実質的に妨げられずにプローブ形
状７２を通ることが可能となるよう構成される。暗空間
７１はプローブ形状７２の間で延在し、プローブ形状７
２とマスク７３上の他のプローブ７２とを実質的に区別
する役割を果たす。
【００１２】図１２を参照して、本発明のエッチングし
たプローブの製造に用いられるプローブ構造が図示され
ている。フラットストック１２０１は主に、表裏関係に
ある二つの平面を有する薄い金属の平板である。フラッ
トストック１２０１は仕上げプローブの所望の幅に対応
する幅を有する。フラットストック１２０１の好ましい
幅は、約０．０７６ｍｍ（３ミル）である。
【００１３】次にフォトレジスト１００１を、フラット
ストック１２０１の表裏関係にある平面の双方に塗布す
る。次に、２個の同一のマスク７３を、それぞれのマス
ク７３の一面がフラットストック１２０１の片面を覆う
フォトレジスト１００１と接触するよう、フラットスト
ック１２０１の表裏関係にある側に載せる。一方のマス
ク７３のそれぞれの特徴がすべて、もう一方のマスク７
３の同一の特徴に対応し、フラットストック１２０１の
平面の広がりと垂直な軸に沿って正確に整列するよう、
２個のマスク７３を位置決めをする。次にそれぞれのマ
スク７３に光を当て、それぞれのマスク７３とフラット
ストック１２０１との間に配置されたフォトレジスト１
００１の露光を行う。次にマスク７３双方を、プローブ
構造１２０５から分離する。フォトレジスト１００１を
露光したのち、フォトレジストを現像し、すすぎ洗浄す
る。すすぎ洗浄の結果、マスク７３上のプローブ形状７
２に対応する露光したフォトレジスト１００１がフラッ
トストック１２０１に付着して残り、一方暗空間７１に
対応するフォトレジスト１００１の未露光部分はフラッ
トストック１２０１から洗い流され除去される。
【００１４】次にフラットストック１２０１の両面に、
実質的に同時に、エッチング剤を塗布する。エッチング
剤は、フラットストックの平面の広がりと垂直な軸に沿
って、フラットストック１２０１の外面から延在する方
向にフラットストック１２０１を溶解し始め、表裏関係
にある面のそれぞれからフラットストック１２０１に向
かう。金属基板を溶解するために、金属基板に載ったフ
ォトレジストにエッチング剤を塗布におけるひとつの属
性は、アンダーカッティングの存在である。ここに用い
られる「アンダーカッティング」とは、金属溶解のため
に塗布されたエッチング剤が、エッチング剤が塗布され
る面と垂直に延在するエッチング済み経路から変形する
という傾向を意味する。具体的には、エッチング剤は金
属中を移動するに従って、外側に延在する傾向のことで
ある。
【００１５】図１０を参照して、本発明のエッチングし
たプローブ上でのアンダーカッティングへの影響を図示
している。図１０は、エッチング剤を塗布した後の本発
明のエッチングしたプローブの断面図である。ここに見
られるとおり、エッチング剤はフラットストック１２０
１を構成する金属を、アンダーカット１００５およびエ
ッチング限界１００７により境界された領域から効果的
に除去している。アンダーカット１００５は、フラット
ストック１２０１の表面と垂直に延びる垂直軸１００９
から僅かに反れることに留意されたい。エッチング限界
１００７は、エッチング剤が中和されるか、またはさら
なるエッチングが不可能となるまで、エッチング剤がフ
ラットストック１２０１を除去する限度を示す限界であ
る。エッチング剤は実質的に一定の速度でエッチングを
行い、垂直軸１００９から反れているアンダーカット１
００５に沿った経路を流れるため、得られるエッチング
限界は１００７は緩やかにカーブを描く境界を形成す
る。エッチング剤がフラットストック１２０１に触れて
いる時間を制御することで、図１０に示されたとおり、
各々のプローブの断面形状を作ることが可能となる。
【００１６】得られる２個の表裏関係にあるエッチング
限界１００７を重ね合わせることで、それぞれのエッチ
ングしたプローブの周囲を囲んで延在する鋭利な突出部
または波形体１００３が生じる。波形体基部１００３か
ら波形体先端部１０１５までの距離が、波形体の大きさ
１０１１となることに留意されたい。図１１を参照し
て、プローブ端５００５の斜視図が示されている。図に
示されているとおり、波形体１００３はプローブ先端部
１１０１を含むエッチングしたプローブ８１の端１１０
７の周囲に延在する。外側のプローブ先端部１１０５
は、プローブ端５００５の最端部にエッチングしたプロ
ーブ８１を含む、表裏関係にあるフラットストック１２
０１上に位置する。プローブ先端部１１０１は、波形体
１００３がプローブ端５００５の終点の周りを延在した
結果、外側のプローブ先端部１１０５を超えて延在する
ように見られることもある。得られる、外側のプローブ
先端部１１０５を超えるプローブ端１１０１の延在によ
って、エッチングしたプローブ８１が使用中の場合に、
電気回路との接触が可能となる。
【００１７】見露光の金属を除去すると、得られる一連
のプローブがその先端に付着する。次に、一連のプロー
ブを化学的に研磨し、メッキする。次に、プローブをフ
ラットストック１２０１から除去し、プローブヘッドへ
の組込みに供する。組み立てを形成するプローブの頂点
を重ね合わせ、一方プローブを同じ長さにするために先
端部を平面に合わせる。
【００１８】図４〜６を参照して、本発明のプローブの
形状が示されている。図８を参照して、前述のとおり、
本発明のエッチングしたプローブ８１は、一般的にプロ
ーブ８１に残留応力をもたらす機械式スタンプまたは他
の方法を用いず、所望の配置で製造される。ここに用い
る「残留応力」は、塑性変形の結果残留する応力を意味
する。従来のプローブは、所望のプローブ断面を生むた
めに用いられる機械式スタンプおよび加工の結果によっ
て生じる残留応力を含む傾向がある。これらの残留応力
は、少なくとも二つの主要方法による従来のプローブの
機能を制限する役割を果たす。まず第１に、残留応力に
より、従来のプローブが長い時間にわたってプローブに
投与される一連の一定変形に対する不均一な抵抗力を示
すこととなる。結果として、長時間にわたって定期的に
用いられる従来のプローブは、長時間にわたって投与さ
れる均一な変形に対する一定の抵抗力を供給する能力の
低下という問題を持つ傾向がある。第２に、残留応力を
含む従来のプローブは、変形に対してより分解しやす
い。対照的に、本発明のエッチングしたプローブ８１は
所望の断面形状を達成するために機械式スタンプまたは
加工を必要としないエッチング方法により製造される。
得られる、エッチングしたプローブ８１は、加工または
スタンプの得られる生じるいかなる残留応力も含まな
い。
【００１９】ここに用いられる「降伏強さ」は、プロー
ブが力を与えることなく元来の無変形の状態に戻る能力
を保持しつつ、力を与えた際主に直線方向に変形または
降伏する特性を意味する。プローブの降伏強さが大きい
ほど、プローブがその降伏点に達する前にプローブに対
して生じ得る直線方向の変形が大きくなる。この降伏点
を越えると、プローブは元来の形状には戻ることはな
い。出願人は、本発明のエッチングしたプローブが、機
械的処理により形成された従来のプローブと比較して、
より高い降伏強さを示すと予期している。また、具体的
には、エッチングしたプローブは、従来のプローブが降
伏点に達するまで変形することのできる距離よりも直線
距離で約２０％大きな変形をすることができると出願人
は予期している。
【００２０】さらに、本発明のエッチングしたプローブ
は、従来の方法で形成されたプローブに対するばね力の
均一性を改善するであろうと予期されている。ここに用
いる「ばね力」とは、距離にわたって変形されるプロー
ブ中に生じる抵抗力を意味する。具体的には、プローブ
試験ヘッドにおけるエッチングされた全プローブにおけ
る極大差が、同様のプローブ試験ヘッド器具における従
来のプローブ全てのばね力における極大差より約２０％
少ないであろうと予期されている。
【００２１】図１０を参照して、エッチングしたプロー
ブ８１は深さ１０１７および幅１０１９を有する。深さ
１０１７は一般的に、約０．０７６ｍｍ（３ミル）であ
り、一方幅１０１９は一般的に、約０．０２５ｍｍ（１
ミル）である。エッチングしたプローブ８１が従来のプ
ローブ８３と比べて著しく細いため、プローブヘッドに
組み込む際、従来のプローブ８３は一般的に約０．２０
ｍｍ（８ミル）ずつ離れている一方で、エッチングした
プローブ８１は約０．１０ｍｍ（４ミル）ずつ離して組
み込むことができる。プローブヘッドに組み込まれる本
発明のエッチングしたプローブ間の中央−中央の距離は
０．１０ｍｍ（４ミル）と小さくすることができるが、
一方従来のプローブは約０．２０ｍｍ（８ミル）必要と
する。エッチングしたプローブを、集積回路ウエハー上
の接点距離が約０．１０ｍｍ（４ミル）と小さい、より
小さな集積回路の試験に用いることができる。
【００２２】さらに、一枚のフラットストック１２０１
から複数のエッチングしたプローブ８１を作るため、そ
れぞれのエッチングしたプローブ８１は、同一のフラッ
トストック１２０１から作ったエッチングしたプローブ
８１のそれぞれと、実質的に物理的特性が同じである。
【００２３】実施例１ 以下の実施例は本発明を実施するのに好適なパラメータ
ーを示している。好ましくは、材料の調製、フォトマス
キング、エッチング、化学研磨、メッキ、およびこのよ
うにして形成されたプローブを分割する工程を含む、複
数のステップを行う。ここで用いる「ＤＩ」とは、脱イ
オンを意味する略語である。さらに、ここで用いる「Ｕ
Ｘ ＤＩ」とは、超音波的に撹拌した脱イオン水を意味
する。
【００２４】プローブを形成した材料を調製するため、
ＢｅＣｕ１７２００フラットストックを、一辺が約１０
２ｍｍ（４インチ）の正方形に切断した。フラットスト
ックは次に、Ｃｉｔｒａ−ｓｏｌｖ（コネチカット州ダ
ンブリーのＣｉｔｒａ−Ｓｏｌｖ，ＬＬＣ社製）／ＤＩ
Ｈ2Ｏ ２０ＭＬ／１Ｌ（ＵＸ１５分）を用いて洗浄
した。フラットストックの表面を次いでエアーを吹き付
けて乾燥し、その後、得られたパッケージを３１６℃
（６００°Ｆ）で約２時間真空中で熱硬化した。
【００２５】次に、調製した材料をフォトマスクした。
フォトマスクを行うために、材料をクリーンＣｉｔｒａ
−ｓｏｌｖ／ＤＩ Ｈ2Ｏ ２０ＭＬ／１Ｌ（ＵＸ１５
分）を用いて再び洗浄した。次に、材料を排出速度１
３．３秒／２５ｍｍ（１インチ）で浸漬被覆を施し（Ｓ
ｈｉｐｌｅｙ ＳＰ２０２９−１）、２１℃で３５Ｚｏ
ｎ／秒まで薄くした。次に、材料を約３０分間、９０℃
で乾燥し、相対湿度５０％より高い条件のもと室温で放
置冷却した。次に材料の調製した表面を、約１００ミリ
ジュール３６５ナノメーター波長ＵＶ光に露光した。次
に露光した表面を、２９．４℃（８５°Ｆ）で約１分３
０秒間現像した（Ｓｈｉｐｌｅｙ ３０３現像機、マサ
チューセッツ州ニュートンのＳｈｉｐｌｅｙ Ｉｎｃ．
社製）。最後に、調製した表面をＤＩ水流中で１５分間
すすぎ、空気を吹き付けて乾燥し、貯蔵した。
【００２６】次に、カリフォルニア州ハンティントンビ
ーチのＭａｒｓｅｃｏ Ｉｎｃ．社製のＭａｒｓｅｃｏ
Ｍｏｄ＃ＣＥＳ−２４を用いてエッチングを行った。
次に、以下のパラメーター設定で、Ｐｈｉｂｒｏ−Ｔｅ
ｃｈ高速回路エッチング溶液を用いて高速の回路エッチ
ングを行った。 −温度設定５３．３℃（１２８°Ｆ）（実温度５２．８
℃（１２７°Ｆ）） −ポンプ速度（ポンプ＃１−４５％）（ポンプ＃２−７
３％） −コンベヤー（１１％） −振動（通常） 次に箔試験片をキャリアに装着し、エッチング剤中を通
過させた。箔試験片により作って得られた部品の臨界寸
法を測定し、必要に応じて調整を行った。調整を行った
のち、残留箔を３０秒間隔でエッチング剤中を通過させ
た。
【００２７】次に、エッチングから形成されたプローブ
に化学研磨／光沢浸漬を施した。プローブを６２．８℃
〜６５．６℃（１４５〜１５０°Ｆ）で、２Ｌビーカー
中のＰＮＡエッチング剤中に撹拌しながら浸した。溶液
は以下のものからなる。 リン酸 ９８％溶液７６０ＭＬ 硝酸 ６９〜７０％溶液４０ＭＬ 酢酸 ６０％溶液１２００ＭＬ まず最初に、材料の試験片を用いてエッチング速度を確
立した。次に、プローブ材料をエッチングして、０．０
０２５ｍｍ（０．０００１インチ）除去した。次に、材
料を温かいＤＩ、ＵＸ ＤＩ中で約１５分間すすぎ、Ｄ
Ｉ流で約２分間すすいだ。最後に、プローブを乾燥する
まで１００℃で炉乾燥した。
【００２８】次に、ロードアイランド州クランストンの
Ｔｅｃｈｎｉｃ Ｉｎｃ．社製のＰａｌｌａｍｅｒｓｅ
浸漬パラジウム５％溶液、Ｔｅｃｈｎｉｃ Ｉｎｃ．社
製Ｐｄ活性剤２５％溶液、および、デラウェア州ウィル
ミントンのＤｕｐｏｎｔ Ｆｌｕｏｒｏｐｒｏｄｕｃｔ
ｓ社製のＶｅｒｔｒｅｌ溶媒を用いてプローブをメッキ
した。次いで、プローブの重さを測定し、それら重量を
記録した。次にプローブをＤＩ Ｈ2Ｏ中で１分間すす
ぎ、１０％硫酸溶液中で２分間すすぎ、さらに２分間Ｄ
Ｉ Ｈ2Ｏ中ですすいだ。次にプローブをＴｅｃｈｎｉ
ｃ Ｉｎｃ．社Ｐｄ活性剤中に３０秒間浸し、再びＤＩ
Ｈ2Ｏ中で３０秒間すすいだ。次に、Ｔｅｃｈｎｉｃ
社浸漬パラジウム中に４５分間浸し、ＤＩ Ｈ2Ｏ流で
すすいだのち、乾燥した。次いでプローブの重さを測定
し、それら重量を記録した。
【００２９】最後に、プローブを分割した。好ましくは
５または６個のプローブのサンプルを試験し、０．０２
５〜０．２０ｍｍの範囲で増分を０．０２５ｍｍとして
（１〜８ミルの範囲で増分を１ミルとして）プローブの
サンプルを曲げた際の、各プローブ内に発生する抵抗力
のグラム数を測定した。プローブの群の試験結果を、表
１に示す。この試験結果は、いかなる初期フラットスト
ックから作られたプローブの均一性、および所望の特性
への適合性を判断するために用いられた。次いでプロー
ブを瓶に入れ、先端寸法とシャンク寸法を記入したラベ
ルを貼った。
【００３０】
【表１】
【００３１】従ってここに、従来のプローブ製造方法に
勝る以下の利点を有する、半導体チップの試験に使用す
る小型マイクロプローブまたは電気接点の製造方法のた
めのプロセスを提供する。まず、本発明の方法は、改善
された均一性およびプローブ間の寸法精度を提供する。
ガラスマスクが、プローブ間の機械的変化を排除しつ
つ、プローブの構成を画定する。得られる、プローブの
硬度はより均一となり、列全体で均衡のとれた接触力が
可能となる。
【００３２】さらに、製造の間プローブ中に応力が生じ
ることなく、これによりプローブの強さおよび耐性を改
善する。従来のスタンプ方法は、疲れ寿命の減少をもた
らす残留応力を生じる。この応力は時間の経過により変
化し、プローブ硬度の変化をもたらす。
【００３３】本発明は、製造においてより低いコストお
よびリードタイムを提供する。多くのプローブを同時に
製造し、先端部構造を追加の処理ステップとしてではな
く、エッチング法を介して作ることができる。研磨およ
びメッキ処理も同時に行うことができる。
【００３４】本発明のプローブ設計は、容易に変更可能
である。ばね定数は、ガラスマスクを作るために用いる
方法を変えること、および選択する金属フラットストッ
クの厚みにより制御することができる。単に新たなマス
クを作ることで新しい設計を作ることが可能である。高
コスト、且つ時間を要するツールの変更は不要である。
【００３５】最後に、本発明の方法によって製造される
エッチングしたプローブは、所要の硬度を達成するため
のスエージ加工を必要としない。得られる、プローブを
より近接して設置することができ、これによりより密度
の高い配列が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】技術的に公知のプローブ試験ヘッドの斜視図で
ある。
【図２】技術的に公知のプローブ試験ヘッドの断面図で
ある。
【図３】技術的に公知のプローブ試験ヘッドの一部分の
断面図である。
【図４】本発明によるプローブの正面図である。
【図５】本発明によるプローブの側面図である。
【図６】本発明によるプローブの等角図である。
【図７】本発明によるマスクの写真である。
【図８】技術的に公知の標準プローブ、および本発明の
エッチングしたプローブの写真である。
【図９】加工前および加工後の、技術的に公知のプロー
ブの断面図である。
【図１０】エッチング後の、本発明のプローブの略断面
図である。
【図１１】本発明のプローブの先端部の斜視図である。
【図１２】エッチング前の、本発明のマスク、フォトレ
ジスト、およびフラットストックの構造の斜視図であ
る。
【図１３】本発明のプローブ試験ヘッドの一部の断面図
である。
【符号の説明】
４２ 第１の金型 ４４ 第２の金型 ７１ 金属箔の一部 ７２ 複数のプローブの形状 ７３ マスク ８１ 複数のマイクロプローブ １００１ フォトレジスト １００３ 波形体 １０１３ 波形体基部 １０１５ 波形体先端部 １２０１ 金属箔 ５００１ プローブ基部 ５００３ プローブ軸 ５００５ プローブ端
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１５年１月１６日（２００３．１．１
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図９】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ エル バート アメリカ合衆国 コネチカット、オークヴ ィル、ポートランド ストリート 69 Ｆターム(参考） 2G003 AG00 AG03 AG12 AH00 2G011 AA02 AA04 AA15 AB06 AB07 AC00 AF07 4M106 AA01 AA02 BA01 DD03 DD10

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のマイクロプローブ（８１）を加工
    する方法であって、 複数のプローブ（８１）の形状（７２）を１個またはそ
    れ以上のマスク（７３）として画定するステップと、 金属箔（１２０１）の表裏関係にある第１側および第２
    側にフォトレジスト（１００１）を塗布するステップ
    と、 前記金属箔（１２０１）の表裏関係にある第１側上およ
    び第２側上に前記マスク（７３）を１個ずつ載せるステ
    ップと、 前記フォトレジスト（１００１）を、前記マスク（７
    ３）を通過した光に露光するステップと、 前記フォトレジスト（１００１）を現像するステップ
    と、 前記フォトレジスト（１００１）の一部を除去して、前
    記金属箔（１２０１）の一部（７１）を露出させるステ
    ップと、 前記金属箔（１２０１）の表面にエッチング剤を塗布し
    て、前記露出した部分（７１）を除去し、複数のプロー
    ブ（８１）を作成するステップとを含むことを特徴とす
    る方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法であって、前記金
    属箔（１２０１）の表面にエッチング剤を塗布した後
    に、複数のプローブ（８１）を化学的に研磨およびメッ
    キするステップをさらに含むことを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法であって、前記金
    属箔（１２０１）がベリリウム−銅合金からなることを
    特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の方法により製造された
    マイクロプローブ（８１）であって、前記マイクロプロ
    ーブ（８１）が、 略均一な厚みを有し、複数の端面に隣接し、かつ平面内
    で一定距離に渡り実質的に直線で延在するプローブ基部
    （５００１）と、 前記プローブ基部（５００１）に接続されたプローブ軸
    （５００３）であって、前記略均一な厚みを有し、複数
    の端面に隣接し、かつ前記平面内で湾曲した一帯に沿っ
    て延在するプローブ軸（５００３）と、 前記プローブ軸に接続されたプローブ端（５００５）で
    あって、前記略均一な厚みを有し、複数の端面に隣接
    し、かつ前記平面内で前記直線と略平行に一定距離に渡
    り実質的に直線で延在するプローブ端（５００５）と、 前記プローブ基部（５００１）、前記プローブ軸（５０
    ０３）および前記プローブ端（５００５）の端面からな
    る円周を実質的に囲む波形体（１００３）と、を含むこ
    とを特徴とするマイクロプローブ（８１）。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のマイクロプローブ（８
    １）であって、前記均一な厚みが好ましくは０．０５１
    〜０．１３ｍｍ（２〜５ミル）の間であることを特徴と
    するマイクロプローブ（８１）。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載のマイクロプローブ（８
    １）であって、前記均一な厚みが最も好ましくは０．０
    ７６〜０．１０ｍｍ（３〜４ミル）の間であることを特
    徴とするマイクロプローブ（８１）。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のマイクロプローブ（８
    １）であって、前記波形体がさらに波形体基部（１０１
    ３）および波形体先端部（１０１５）を備えることを特
    徴とするマイクロプローブ（８１）。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載のマイクロプローブ（８
    １）であって、前記波形体基部（１０１３）および波形
    体先端部（１０１５）が実質的に均一の距離によって隔
    てられていることを特徴とするマイクロプローブ（８
    １）。
  9. 【請求項９】 プローブ試験ヘッドであって、 第１および第２の表裏関係にある平面からなる第１の金
    型（４２）であって、前記第１の金型（４２）が、前記
    第１の金型を通って、前記第１および第２平面の双方と
    垂直の方向に延在する第１の金型の孔パターンをさらに
    備えることと、 第３および第４の表裏関係にある平面からなる第２の金
    型（４４）であって、前記第２の金型（４４）が第１の
    金型の孔パターンに対応する、前記第２の金型を通って
    前記方向に延在する第２の金型の孔パターンであって、
    前記第３の平面が前記第２平面と平行に接触し、前記第
    ２の金型の孔が前記第１の金型の孔から実質的に均一の
    方向にオフセットされることと、 複数のプローブ（８１）であって、前記プローブ（８
    １）のそれぞれが前記第１の金型の孔のひとつ、および
    前記第２の金型の孔のひとつを通って延在し、前記プロ
    ーブ（８１）がエッチングにより形成されたものと同等
    の表面仕上げを有することとを特徴とするプローブ試験
    ヘッド。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のプローブ試験ヘッド
    であって、２個の間隙カバーを備え、前記第１および第
    ２の金型へそれぞれ１個の間隙カバーが挿入されること
    を特徴とするプローブ試験ヘッド。
  11. 【請求項１１】 請求項９に記載のプローブ試験ヘッド
    であって、前記複数のプローブ（８１）の各々の形状
    が、前記複数のプローブのそれぞれ互いに比較した場
    合、実質的に均一であることを特徴とするプローブ試験
    ヘッド。
  12. 【請求項１２】 請求項９に記載のプローブ試験ヘッド
    であって、前記複数のプローブ（８１）のそれぞれの長
    さが、前記複数のプローブのそれぞれの長さの、好まし
    くは０．０５１ｍｍ（０．００２インチ）以内であるこ
    とを特徴とするプローブ試験ヘッド。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のプローブ試験ヘッ
    ドであって、前記複数のプローブ（８１）のそれぞれの
    長さが、前記複数のプローブのそれぞれの長さの、好ま
    しくは０．０２５ｍｍ（０．００１インチ）以内である
    ことを特徴とするプローブ試験ヘッド。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載のプローブ試験ヘッ
    ドであって、前記複数のプローブ（８１）のそれぞれの
    長さが、前記複数のプローブのそれぞれの長さの、好ま
    しくは０．０１３ｍｍ（０．０００５インチ）以内であ
    ることを特徴とするプローブ試験ヘッド。
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