JP2003207521A - プローブユニットおよびその製造方法、通電検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度、湿度、経年変化により変形することが
なく、寸法安定性に優れたプローブユニットおよびその
製造方法、通電検査装置を提供する。 【解決手段】 プローブピン１１と、無機絶縁層１３と
ベース金属層１４を備えたプローブ保持部１２とを備え
たプローブユニット１０。無機絶縁層１３をプローブピ
ン１１とベース金属層１４との間に形成する。無機絶縁
層１３を金属酸化物、無機ガラスで形成する。金属酸化
物、無機ガラスの熱膨張率を０．３〜３０ｐｐｍ／℃と
する。プローブユニット１０と、プローブユニット１０
を保持するホルダ２０と、被検査対象物を載置する試料
台とを備えた通電検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路や
液晶パネルなどの電子部品の電極または端子部に接続し
て、電極などの通電検査に用いられるプローブユニット
およびその製造方法、通電検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体集積回路、液晶パネル、
プリント基板などに対する製品検査として、これらが要
求仕様通りに動作するか否かを確認するために、通電検
査が行われる。この通電検査は、プローブユニットの先
端や、その近傍に形成された突起を、半導体集積回路、
液晶パネル、プリント基板などに並列して配置されてい
る電極に押し当てることにより行われる。ところで、液
晶パネルを構成するガラス板の縁に並列配置される電極
層は、益々微小ピッチ化する傾向にある。このような液
晶パネルの通電検査においては、通電検査装置側におい
て、この微小ピッチの電極層に対応するピッチのプロー
ブユニットの提供が必要となる。

【０００３】このようなプローブユニットとしては、例
えば、特開平６−３１３７７５号公報または特開平９−
３１１１４２号公報には、プローブピンを保持するプロ
ーブ保持部が、樹脂フィルムからなる絶縁層と金属フィ
ルムからなる金属層とが積層されてなり、絶縁層がプロ
ーブピンと金属層との間に形成されているプローブユニ
ットが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の絶縁
層を形成している樹脂フィルムは寸法安定性が低く、温
度、湿度、経年変化などにより伸縮する。特に、プロー
ブユニットが低温、低湿度下に曝されているときには、
図１０（ａ）に示すようにプローブユニットが変形する
ことはない。しかしながら、プローブユニットが高温、
高湿度下に曝されると、図１０（ｂ）に示すようにプロ
ーブユニットに反りが生じる。その結果として、プロー
ブピン１とプローブ保持部２との間で、相対的な位置に
ずれを生じるという問題があった。このような現象は、
樹脂フィルム３が温度によって膨張、収縮するため、樹
脂フィルム３と金属フィルム４を貼り合わせると、反り
が発生することが原因である。例えば、幅２０ｍｍの樹
脂フィルム３と金属フィルム４で形成されたプローブ保
持部２の場合、温度が２０℃上昇すると、３ｍｍの反り
が発生し、湿度が０％から１００％に変動すると、２ｍ
ｍの反りが発生する。

【０００５】特開平９−３１１１４２号公報では、この
ような樹脂フィルムの膨張、収縮によるプローブユニッ
トの反りを防止するために、樹脂フィルム３上で、プロ
ーブピン１と接触していない面上に金属薄膜を形成して
いるが、充分な効果が得られていない。

【０００６】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、温度、湿度、経年変化により変形することがなく、
寸法安定性に優れたプローブユニットおよびその製造方
法、通電検査装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題は、プローブピ
ンと、プローブ保持部とを備えたプローブユニットであ
って、前記プローブ保持部が、無機絶縁層とベース金属
層とを備えたプローブユニットによって解決できる。前
記無機絶縁層が、前記プローブピンと前記ベース金属層
との間に形成されていることが好ましい。

【０００８】また、前記課題は、基板の表面に第１の犠
牲膜を形成し、該第１の犠牲膜の表面にプローブピンパ
ターンを開口した第１のレジスト膜を形成し、該第１の
レジスト膜の開口部に、メッキによりプローブピンを形
成し、前記第１のレジスト膜を除去した後、前記第１の
犠牲膜および前記プローブピンを覆うように、第２の犠
牲膜を形成し、前記プローブピンの表面が露出するまで
前記第２の犠牲膜を除去し、前記プローブピンおよび前
記第２の犠牲膜の表面にベース金属層パターンを開口し
た第２のレジスト膜を形成し、前記プローブピンの表面
に無機絶縁層を形成し、前記第２のレジスト膜および前
記第２のレジスト膜上の無機絶縁層を除去し、前記プロ
ーブピン、前記第２の犠牲膜および前記無機絶縁層の表
面全面に下地膜を形成し、該下地膜の表面にベース金属
層パターンを開口した第３のレジスト膜を形成し、該第
３のレジスト膜の開口部にメッキによりベース金属層を
形成し、前記第３のレジスト膜を除去し、前記下地膜の
不要な部分を除去し、前記第１の犠牲膜および前記第２
の犠牲膜を除去してプローブユニットを得るプローブユ
ニットの製造方法によって解決できる。前記課題は、基
板の表面に第１の犠牲膜を形成し、該第１の犠牲膜の表
面にプローブピンパターンを開口した第１のレジスト膜
を形成し、該第１のレジスト膜の開口部に、メッキによ
りプローブピンを形成し、前記第１のレジスト膜を除去
し、前記第１の犠牲膜および前記プローブピンを覆うよ
うに、第２の犠牲膜を形成し、前記プローブピンの表面
が露出するまで前記第２の犠牲膜を除去し、前記プロー
ブピンおよび前記第２の犠牲膜の表面全面に無機絶縁層
を形成し、該無機絶縁層の表面全面上に下地膜を形成
し、該下地膜の表面にベース金属層パターンを開口した
第２のレジスト膜を形成し、該第２のレジスト膜を除去
し、該第２のレジスト膜の開口部に、メッキによりベー
ス金属層を形成し、前記下地膜および前記無機絶縁層の
不要な部分を、前記ベース金属層をマスクにして除去
し、前記第１の犠牲膜および第２の犠牲膜を除去してプ
ローブユニットを得るプローブユニットの製造方法によ
って解決できる。また、前記課題は、上記プローブユニ
ットと、該プローブユニットを保持するホルダと、被検
査対象物を載置する試料台とを備えた通電検査装置によ
って解決できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明のプローブユニットの一例を示す概略断
面図である。この例のプローブユニット１０は、プロー
ブピン１１と、プローブ保持部１２とから概略構成され
ている。また、プローブ保持部１２が、無機絶縁層１３
とベース金属層１４とからなり、無機絶縁層１３が、プ
ローブピン１１とベース金属層１４との間に形成されて
いる。さらに、プローブ保持部１２は、プローブユニッ
ト１０が通電検査装置のホルダ２０と接合される部分の
みに形成されている。また、このプローブユニット１０
が通電検査装置に装着される際には、プローブユニット
１０には、可撓性の樹脂基板１６上に多数の電極１７が
互いに並列に形成されたフレキシブルプリント基板１５
が、接合されている。例えば、この電極１７は、狭ピッ
チまたは均一ピッチで形成されている。プローブユニッ
ト１０とフレキシブルプリント基板１５との接合は、プ
ローブピン１１と電極１７が一対をなして接続するよう
になされる。

【００１０】無機絶縁層１３の厚さは、プローブピン１
１およびベース金属層１４の厚さに応じて適宜設定され
るが、０．５〜１０μｍ程度が好ましい。無機絶縁層１
３の厚さが０．５μｍ未満では、ピンホール、パーティ
クル、下地凹凸段差カバレッジ、温度、湿度の変化によ
り、絶縁性が不安定になる。１０μｍを超えると、効果
が飽和して不経済である。

【００１１】また、無機絶縁層１３を形成する材料とし
ては、金属または半導体の酸化物、ＳｉＮｘ、ＡｌＮ
ｘ、ＢＮｘなどの窒化物、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ
などの酸化窒化物、Ｎａ₂Ｏ・ＣａＯ・５ＳｉＯ₂（ソー
ダ石灰ガラス）、Ｎａ₂Ｏ・ＣａＯ・Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ
₂（ホウケイ酸ガラス）などの無機ガラスなどの吸湿性
の低い材料が挙げられる。

【００１２】また、無機絶縁層１３を形成する金属酸化
物または無機ガラスの熱膨張率は、０．３〜３０ｐｐｍ
／℃が好ましく、より好ましくは３〜２０ｐｐｍ／℃で
ある。熱膨張率が０．３ｐｐｍ／℃未満では、ベース金
属層１４との熱膨張率の差が大きくなり、両者の間で剥
離しやすくなる。熱膨張率が２０ｐｐｍ／℃を超える
と、温度変化により無機絶縁層１３が伸縮し、プローブ
ユニット１０の反りが生じる原因となる。また、無機絶
縁層１３を形成する材料の熱膨張率は、プローブピン１
１およびベース金属層１４を形成する材料の熱膨張率と
同程度であることが好ましい。このようにすれば、温度
変化により、プローブユニット１０の反りが生じること
がなくなる。

【００１３】また、無機絶縁層１３のプローブピン１１
と接触する面の面積は、ベース金属層１４の無機絶縁層
１３と接触する面の面積よりも若干大きめになってい
る。これにより、プローブピン１１とベース金属層１４
が直接接触して、ショートするのを防止することができ
る。

【００１４】プローブピン１１を形成する金属として
は、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル（Ｎｉ）／コバルト
（Ｃｏ）合金、ニッケル系合金、鉄（Ｆｅ）系合金など
が挙げられる。また、本発明で用いられるプローブピン
１１を形成する金属の熱膨張率は、１０〜１５ｐｐｍ／
℃程度である。ベース金属層１４を形成する金属として
は、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル（Ｎｉ）／コバルト
（Ｃｏ）合金、ニッケル系合金、鉄（Ｆｅ）系合金など
が挙げられる。また、本発明で用いられるベース金属層
１４を形成する金属の熱膨張率は、１０〜１５ｐｐｍ／
℃程度である。

【００１５】このように、本発明のプローブユニットに
あっては、無機絶縁層が、熱膨張率が低く、吸湿性の低
い金属または半導体の酸化物、窒化物、酸化窒化物、無
機ガラスなどで形成されているから、温度、湿度の変化
により、プローブユニットに反りが生じて、プローブピ
ンとプローブ保持部との間で、相対的な位置にずれを生
じることがない。

【００１６】図２、図３、図４および図５は、本発明の
プローブユニットの製造方法の第１の例を示す断面模式
図である。図２（ａ−１）、．．．、（ｆ−１）、図３
（ａ−１）、．．．、（ｆ−１）、図４（ａ−
１）、．．．、（ｆ−１）、図５（ａ−１）、．．．、
（ｆ−１）は、プローブユニットの長手方向に対して平
行な断面の模式図である。図２（ａ−２）、．．．、
（ｆ−２）、図３ａ−２）、．．．、（ｆ−２）、図４
（ａ−２）、．．．、（ｆ−２）、図５（ａ−
２）、．．．、（ｆ−２）は、プローブユニットの短手
方向に対して平行な断面の模式図である。この例のプロ
ーブユニットの製造方法では、まず、図２（ａ）に示す
ように、平坦な基板２１の表面上に、スパッタリング
法、真空蒸着法、メッキ法、犠牲膜フィルムを接着する
方法などによって、第１の犠牲膜２２を形成する。基板
２１としては、特に制限はないが、厚さ数ｍｍ程度のガ
ラス板、合成樹脂板、セラミックス板、シリコン、金属
板などが用いられる。また、第１の犠牲膜２２として
は、銅薄膜、銅（Ｃｕ）／クロム（Ｃｒ）薄膜などが好
ましい。第１の犠牲膜２２の厚さは、エッチング時に、
エッチング溶液が基板２１と第１の犠牲膜２２との界面
に容易に入り込む厚さであれば特に限定されるものでは
ないが、０．５〜３．０μｍ程度が好ましい。

【００１７】次に、図２（ｂ）に示すように、第１の犠
牲膜２２の表面上にフォトレジストを塗布し、第１のレ
ジスト膜２３を形成する。第1のレジスト膜２３の厚さ
は、所定のプローブピンの厚さに応じて設定されるが、
例えば、１０〜２００μｍ程度である。プローブピンを
厚くすると、プローブピンの剛性が上がり、電極などの
被検査対象物に対する接触圧（コンタクト圧）を高くす
ることができるが、プローブピンを狭ピッチにするとき
は、第1のレジスト膜２３の厚さを薄くしないと、形成
し難い。第１のレジスト膜２３を形成するフォトレジス
トとしては、ネガ型およびポジ型のいずれも使用するこ
とができる。

【００１８】次に、図２（ｃ）に示すように、この第１
のレジスト膜２３の表面に、任意形状のマスクを配置し
て、焼き付け、現像処理を行って不必要なフォトレジス
トを取り除き、任意のプローブピンパターンの開口部を
有する第１のレジスト膜２３を形成する。現像液として
は、例えば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイ
ドロオキサイド）水溶液が用いられる。

【００１９】次に、図２（ｄ）に示すように、第１のレ
ジスト膜２３の形成されていない第１の犠牲膜２２の表
面上に、Ｈ₂ＳＯ₄水溶液をベースとしたニッケル（Ｎ
ｉ）、ニッケル（Ｎｉ）／コバルト（Ｃｏ）合金、ニッ
ケル系合金、鉄（Ｆｅ）系合金などのメッキ液を用いて
電解メッキをすることにより、メッキ成長させて、プロ
ーブピンをなすプローブ金属層２４を形成する。このと
き、プローブ金属層２４の厚さは特に限定されるもので
はないが、所定のプローブピンの厚さと同じかまたはそ
れ以上とする。

【００２０】次に、図２（ｅ）に示すように、第１のレ
ジスト膜２３を除去する。第１のレジスト膜２３を除去
するには、第１のレジスト膜２３を形成するフォトレジ
ストがネガ型の場合、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン）を使用し、フォトレジストがポジ型の場合、アセ
トンなどの有機溶剤、アルカリ水溶液を使用する。

【００２１】次に、図２（ｆ）に示すように、第１の犠
牲膜２２の表面上およびプローブ金属層２４を覆うよう
に、スパッタリング法、真空蒸着法、メッキ法、犠牲膜
フィルムを接着する方法などによって、第２の犠牲膜２
５を形成する。第２の犠牲膜２５としては、上述の第1
の犠牲膜２２と同様なものが用いられる。第２の犠牲膜
２５の厚さは、プローブ金属層２４の厚さ以上とする。

【００２２】次に、図３（ａ）に示すように、所定のプ
ローブピンの厚さになるまで、プローブ金属層２４およ
び第２の犠牲膜２５を、平面研削盤、ラップ盤、ＣＭＰ
（ケミカルメカニカルポリッシング）装置などを用いて
平坦に研磨する。次に、図３（ｂ）に示すように、プロ
ーブ金属層２４および第２の犠牲膜２５の表面上に、任
意の厚さのフォトレジストを塗布し、第２のレジスト膜
２６を形成する。第２のレジスト膜２６を形成するフォ
トレジストとしては、第１のレジスト膜２３と同様のも
のが用いられる。

【００２３】次に、図３（ｃ）に示すように、この第２
のレジスト膜２６の表面に、任意形状のマスクを配置し
て、焼き付け、現像処理を行って不必要なフォトレジス
トを取り除き、プローブ保持部を構成するベース金属層
の任意のパターンと同形状、またはベース金属層パター
ンよりも大きい面積の開口部を有する第２のレジスト膜
２６を形成する。現像液としては、例えば、ＴＭＡＨ
（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶
液が用いられる。

【００２４】次に、図３（ｄ）に示すように、プローブ
金属層２４および第２のレジスト膜２６の表面上に、ス
パッタリング法、真空蒸着法などによって、無機絶縁層
２７を形成する。無機絶縁層２７を形成する材料として
は、上述の無機絶縁層１３を形成する材料と同様なもの
が用いられる。また、無機絶縁層２７の厚さは、プロー
ブピンとベース金属層との間が絶縁される程度であれば
特に限定されないが、０．５〜３．０μｍ程度が好まし
い。

【００２５】次に、図３（ｅ）に示すように、第２のレ
ジスト膜２６を除去する。第２のレジスト膜２６を除去
するには、第１のレジスト膜２３を除去するのと同様な
方法が行なわれる。また、このとき、第２のレジスト膜
２６の表面上に形成された無機絶縁層２７も一緒に除去
される。

【００２６】次に、図３（ｆ）に示すように、プローブ
金属層２４、第２の犠牲膜２５および無機絶縁層２７の
表面全面に、スパッタリング法、真空蒸着法などによっ
て、下地膜２８を形成する。下地膜２８を形成する材料
としては、ニッケル、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＣｏ合金など
が用いられる。また、下地膜２８の厚さは、０．１μｍ
程度が好ましい。

【００２７】次に、図４（ａ）に示すように、下地膜２
８の表面上に、フォトレジストを塗布し、第３のレジス
ト膜２９を形成する。第３のレジスト膜２９を形成する
フォトレジストとしては、第１のレジスト膜２３と同様
のものが用いられる。第３のレジスト膜２９の厚さは、
プローブ保持部を構成するベース金属層の所定の厚さ以
上とする。

【００２８】次に、図４（ｂ）に示すように、この第３
のレジスト膜２９の表面に、任意形状のマスクを配置し
て、焼き付け、現像処理を行って不必要なフォトレジス
トを取り除き、プローブ保持部を構成するベース金属層
の任意のパターンの開口部を有する第３のレジスト膜２
９を形成する。

【００２９】次に、図４（ｃ）に示すように、第３のレ
ジスト膜２９の形成されていない下地膜２８の表面上
に、Ｈ₂ＳＯ₄水溶液をベースとしたニッケル（Ｎｉ）、
ニッケル（Ｎｉ）／コバルト（Ｃｏ）合金、ニッケル系
合金、鉄（Ｆｅ）系合金などのメッキ液を用いて電解メ
ッキをすることにより、メッキ成長させて、ベース金属
層３０を形成する。このとき、ベース金属層３０の厚さ
は、任意に設定できる。

【００３０】次に、図４（ｄ）に示すように、所定のベ
ース金属層３０の厚さになるまで、第３のレジスト膜２
９およびベース金属層３０を、平面研削盤、ラップ盤、
ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）装置、エッ
チバックなどを用いて平坦に研磨する。次に、図４
（ｅ）に示すように、第３のレジスト膜２９を除去す
る。第３のレジスト膜２９を除去するには、第１のレジ
スト膜２３を除去するのと同様な方法が行なわれる。

【００３１】次に、図５（ａ）に示すように、ベース金
属層３０の下層で、ベース金属層３０よりも突出し、露
出している下地膜２８の「不要な部分」を、イオンミリ
ングによって除去し、下地膜２８をベース金属層３０と
同形状に形成する。ここで、「不要な部分」とは、ベー
ス金属層３０と接する部分以外の部分、すなわち、ベー
ス金属層３０とのショートが問題となる部分以外の部分
のことである。

【００３２】次に、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、
銅、クロムを優先的に溶解するエッチング液で第１の犠
牲膜２２および第２の犠牲膜２５を溶解して、プローブ
金属層２４と、無機絶縁層２７と、下地膜２８と、ベー
ス金属層３０とを一体のまま基板２１から剥離し、これ
らで構成されているプローブユニット３１を得る。

【００３３】次に、図５（ｄ）に示すように、プローブ
ユニット３１に、可撓性の樹脂基板３４上に多数の電極
３５が均一ピッチで互いに並列に形成されたフレキシブ
ルプリント基板３３を接合する。このとき、プローブユ
ニット３１とフレキシブルプリント基板３３との接合
は、プローブ金属層２４からなるプローブピンと電極３
５が一対をなして接続するようにする。プローブ金属層
２４からなるプローブピンと電極３５との接合は、はん
だ付け、ＡＣＦ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｃｏｎｄｕｃ
ｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、超音波接合などの、プリント基
板の電極の接合に用いられる一般的な接合方法が用いら
れる。

【００３４】図６は、本発明のプローブユニットの製造
方法の第２の例を示す断面模式図である。図６（ａ−
１）、．．．、（ｄ−１）は、プローブユニットの長手
方向に対して平行な断面の模式図である。図６（ａ−
２）、．．．、（ｄ−２）は、プローブユニットの短手
方向に対して平行な断面の模式図である。この例のプロ
ーブユニットの製造方法では、前記第１の例において、
図３（ｂ）〜（ｅ）に示した工程を以下のようにする。
図３（ａ）に示したように、所定のプローブピンの厚さ
になるまで、プローブ金属層２４および第２の犠牲膜２
５を、平面研削盤、ラップ盤、ＣＭＰ（ケミカルメカニ
カルポリッシング）装置、エッチバックなどを用いて平
坦に研磨した後、図６（ａ）に示すように、プローブ金
属層２４および第２の犠牲膜２５の表面全面に、スパッ
タリング法、真空蒸着法などによって、無機絶縁層２７
を形成する。上記研磨では、レジスト、ＳＯＧなどの犠
牲膜をスピンココートした後、全面エッチングする。レ
ジスト、ＳＯＧなどの犠牲膜と、第２の犠牲膜２５との
エッチングレート選択比を１に近付けるのが望ましい。

【００３５】また、この例のプローブユニットの製造方
のように、レジスト膜の形成されていないプローブ金属
層２４および第２の犠牲膜２５の表面上に無機絶縁層２
７を形成する場合には、ＳＯＧ（Spin On Glass）法な
どの液相を用いる方法を用いてもよい。ＳＯＧ法では、
まず、基板２１や、プローブ金属層２４および第２の犠
牲膜２５などからなる積層体を１０００〜５０００ｒｐ
ｍで回転しながら、無機絶縁層２７を形成する金属酸化
物または無機ガラスを含む溶液を、この積層体の表面上
に数秒間（３〜１０秒程度）滴下して、有機ガラスまた
は無機ガラスを含む膜をスピンコートする。次に、膜が
形成された積層体を１５０〜３５０℃で、１〜３分程度
加熱、燒結し、無機絶縁層２７を形成する。また、６０
０〜１０００℃で１０秒程度のランプ加熱をさらに行う
のが望ましい。

【００３６】次に、図６（ｂ）に示すように、無機絶縁
層２７の表面上に、任意の厚さのフォトレジストを塗布
し、第２のレジスト膜２６を形成する。第２のレジスト
膜２６を形成するフォトレジストとしては、第１のレジ
スト膜２３と同様のものが用いられる。次に、この第２
のレジスト膜２６の表面に、任意形状のマスクを配置し
て、焼き付け、現像処理を行って不必要なフォトレジス
トを取り除き、プローブ保持部を構成するベース金属層
の任意のパターンと同形状、またはベース金属層パター
ンよりも大きい面積の開口部を有する第２のレジスト膜
２６を形成する。現像液としては、例えば、ＴＭＡＨ
（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶
液が用いられる。

【００３７】次に、図６（ｃ）に示すように、第２のレ
ジスト膜２６の下層で、第２のレジスト膜２６よりも突
出している無機絶縁層２７の不要な部分を、イオンミリ
ングによって除去し、無機絶縁層２７を第２のレジスト
膜２６と同形状に形成する。

【００３８】次に、図６（ｄ）に示すように、第２のレ
ジスト膜２６を除去する。第２のレジスト膜２６を除去
するには、第１のレジスト膜２３を除去するのと同様な
方法が行なわれる。

【００３９】図７、図８および図９は、本発明のプロー
ブユニットの製造方法の第３の例を示す断面模式図であ
る。図７（ａ−１）、．．．、（ｆ−１）、図８（ａ−
１）、．．．、（ｆ−１）、図９（ａ−１）、．．．、
（ｆ−１）は、プローブユニットの長手方向に対して平
行な断面の模式図である。図７（ａ−２）、．．．、
（ｆ−２）、図８（ａ−２）、．．．、（ｆ−２）、図
９（ａ−２）、．．．、（ｆ−２）は、プローブユニッ
トの短手方向に対して平行な断面の模式図である。この
例のプローブユニットの製造方法では、まず、図７
（ａ）に示すように、平坦な基板４１の表面上に、スパ
ッタリング法、真空蒸着法、メッキ法、犠牲膜フィルム
を接着する方法などによって、第１の犠牲膜４２を形成
する。基板４１としては、上述の基板２１と同様のもの
が用いられる。また、第1の犠牲膜４２としては、上述
の第1の犠牲膜２２と同様なものが用いられる。第１の
犠牲膜４２の厚さは、エッチング時に、エッチング溶液
が基板４１と第１の犠牲膜４２との界面に容易に入り込
む厚さであれば特に限定されるものではないが、０．５
〜３．０μｍ程度が好ましい。

【００４０】次に、図７（ｂ）に示すように、第１の犠
牲膜４２の表面上にフォトレジストを塗布し、第１のレ
ジスト膜４３を形成する。第1のレジスト膜４３の厚さ
は、所定のプローブピンの厚さに応じて設定されるが、
例えば、所定のプローブピンの厚さが２０μｍの場合、
第1のレジスト膜４３の厚さを３０μｍとする。第１の
レジスト膜４３を形成するフォトレジストとしては、ネ
ガ型およびポジ型のいずれも使用することができる。

【００４１】次に、図７（ｃ）に示すように、この第１
のレジスト膜４３の表面に、任意形状のマスクを配置し
て、焼き付け、現像処理を行って不必要なフォトレジス
トを取り除き、任意のプローブピンパターンの開口部を
有する第１のレジスト膜４３を形成する。現像液として
は、例えば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイ
ドロオキサイド）水溶液が用いられる。

【００４２】次に、図７（ｄ）に示すように、第１のレ
ジスト膜４３の形成されていない第１の犠牲膜４２の表
面上に、Ｈ₂ＳＯ₄水溶液をベースとしたニッケル（Ｎ
ｉ）、ニッケル（Ｎｉ）／コバルト（Ｃｏ）合金、ニッ
ケル系合金、鉄（Ｆｅ）系合金などのメッキ液を用いて
電解メッキをすることにより、メッキ成長させて、プロ
ーブピンをなすプローブ金属層４４を形成する。このと
き、プローブ金属層４４の厚さは特に限定されるもので
はないが、所定のプローブピンの厚さと同じかまたはそ
れ以上とする。

【００４３】次に、図７（ｅ）に示すように、第１のレ
ジスト膜４３を除去する。第１のレジスト膜４３を除去
するには、第１のレジスト膜４３を形成するフォトレジ
ストがネガ型の場合、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン）を使用し、フォトレジストがポジ型の場合、アセ
トンなどの有機溶剤、アルカリ水溶液を使用する。

【００４４】次に、図７（ｆ）に示すように、第１の犠
牲膜４２の表面上およびプローブ金属層４４を覆うよう
に、スパッタリング法、真空蒸着法、メッキ法、犠牲膜
フィルムを接着する方法などによって、第２の犠牲膜４
５を形成する。第２の犠牲膜４５としては、上述の第1
の犠牲膜２２と同様なものが用いられる。第２の犠牲膜
４５の厚さは、プローブ金属層４４の厚さ以上とする。

【００４５】次に、図８（ａ）に示すように、所定のプ
ローブピンの厚さになるまで、プローブ金属層４４およ
び第２の犠牲膜４５を、平面研削盤、ラップ盤、ＣＭＰ
（ケミカルメカニカルポリッシング）装置、エッチバッ
クなどを用いて平坦に研磨する。次に、図８（ｂ）に示
すように、プローブ金属層４４および第２の犠牲膜４５
の表面全面に、スパッタリング法、真空蒸着法などによ
って、無機絶縁層４６を形成する。無機絶縁層４６を形
成する材料としては、上述の無機絶縁層１３を形成する
材料と同様なものが用いられる。また、無機絶縁層４６
の厚さは、１．０〜１０μｍ程度とする。

【００４６】次に、図８（ｃ）に示すように、無機絶縁
層４６の表面全面に、スパッタリング法、真空蒸着法な
どによって、下地膜４７を形成する。下地膜４７を形成
する材料としては、ニッケル、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＣｏ
合金などが用いられる。また、下地膜４７の厚さは、
０．１μｍ程度が好ましい。

【００４７】次に、図８（ｄ）に示すように、下地膜４
７の表面上に、フォトレジストを塗布し、第２のレジス
ト膜４８を形成する。第２のレジスト膜４８を形成する
フォトレジストとしては、第１のレジスト膜２３と同様
のものが用いられる。第２のレジスト膜４８の厚さは、
プローブ保持部を構成するベース金属層の所定の厚さ以
上とする。

【００４８】次に、図８（ｅ）に示すように、この第２
のレジスト膜４８の表面に、任意形状のマスクを配置し
て、焼き付け、現像処理を行って不必要なフォトレジス
トを取り除き、プローブ保持部を構成するベース金属層
の任意のパターンの開口部を有する第２のレジスト膜４
８を形成する。

【００４９】次に、図８（ｆ）に示すように、第２のレ
ジスト膜４８の形成されていない下地膜４７の表面上
に、Ｈ₂ＳＯ₄水溶液をベースとしたニッケル（Ｎｉ）、
ニッケル（Ｎｉ）／コバルト（Ｃｏ）合金、ニッケル系
合金、鉄（Ｆｅ）系合金などのメッキ液を用いて電解メ
ッキをすることにより、メッキ成長させて、ベース金属
層４９を形成する。このとき、ベース金属層４９の厚さ
は、任意に設定できる。

【００５０】次に、図９（ａ）に示すように、所定のベ
ース金属層４９の厚さになるまで、第２のレジスト膜４
８およびベース金属層４９を、平面研削盤、ラップ盤、
ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）装置、エッ
チバックなどを用いて平坦に研磨する。次に、図９
（ｂ）に示すように、第２のレジスト膜４８を除去す
る。第２のレジスト膜４８を除去するには、第１のレジ
スト膜２３を除去するのと同様な方法が行なわれる。

【００５１】次に、図９（ｃ）に示すように、ベース金
属層４９の下層で、ベース金属層４９よりも突出してい
る下地膜４７の不要な部分を、イオンミリングによって
除去し、下地膜４７をベース金属層４９と同形状に形成
する。

【００５２】次に、図９（ｄ）に示すように、ベース金
属層４９および下地膜４７の下層で、ベース金属層４９
および下地膜４７よりも突出している無機絶縁層４６を
四フッ化メタン（ＣＦ₄）などのガスを用いるプラズマ
エッチングで除去する。このとき、プラズマに曝された
無機絶縁層４６は、プラズマエッチングにより除去され
るが、ベース金属層４９および下地膜４７の下層部分
は、これらが保護膜となるため、除去されない。このプ
ラズマエッチングは、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）を用いるのが好ましい。

【００５３】次に、図９（ｅ）、（ｆ）に示すように、
銅、クロムを優先的に溶解するエッチング液で第１の犠
牲膜４２および第２の犠牲膜４５を溶解して、プローブ
金属層４４と、無機絶縁層４６と、下地膜４７と、ベー
ス金属層４９とを一体のまま基板４１から剥離し、これ
らで構成されているプローブユニット５０を得る。

【００５４】次に、図９（ｇ）に示すように、プローブ
ユニット５０に、可撓性の樹脂基板５２上に多数の電極
５３が互いに並列に形成されたフレキシブルプリント基
板５１を接合する。このとき、プローブユニット５０と
フレキシブルプリント基板５１との接合は、プローブ金
属層４４からなるプローブピンと電極５３が一対をなし
て接続するようにする。プローブ金属層４４からなるプ
ローブピンと電極５３との接合は、はんだ付け、ＡＣ
Ｆ、超音波接合などの、プリント基板の電極の接合に用
いられる一般的な接合方法が用いられる。

【００５５】このように本発明のプローブユニットの製
造方法によれば、プローブピンとプローブ保持部を各種
薄膜の積層により、一体に形成するため、プローブピン
とプローブ保持部とを、高精度に位置決めして接合する
ことができる。その結果としてプローブピンと被測定物
との位置精度が向上する。また、プローブ保持部を構成
する無機絶縁層を、ベース金属層よりも若干大きめに形
成することが容易であるから、プローブピンとベース金
属層の間を絶縁することができるため、プローブピンが
ショートすることがない。

【００５６】また、本発明の通電検査装置は、本発明の
プローブユニットを備えているから、プローブピンとプ
ローブピンのホルダの間が絶縁されているため、プロー
ブピンがショートすることがない。したがって、本発明
の通電検査装置は、測定誤差が少ない上に、故障もし難
い。また、本発明の通電検査装置に用いられるプローブ
ユニットは、温度、湿度の変化により反りが生じて、プ
ローブピンとプローブ保持部との間で、相対的な位置に
ずれを生じることがない。したがって、本発明の通電検
査装置を用いれば、半導体集積回路、液晶パネル、プリ
ント基板などの極小ピッチの電極の通電検査を、高精度
に行なうことができる。

【００５７】以下、図１および図１０を用いて具体的な
実施例を示し、本発明の効果を明らかにする。 （実施例）ニッケルからなるプローブピン１１と、アル
ミナからなる無機絶縁層１３と、ニッケルからなるベー
ス金属層１４とをこの順に積層した、図１に示したプロ
ーブユニット１０を製造した。得られたプローブユニッ
ト１０のプローブピン１１全体の幅は、低温、低湿度
（温度２３℃、湿度２０％ＲＨ）下において１０，００
０μｍであった。このプローブユニット１０を、温度７
３℃、湿度９０％ＲＨの環境下に５時間曝して、高温、
高湿度下におけるプローブピン１１の幅を測定し、寸法
の変化を調べた。また、無機絶縁層１３を形成するアル
ミナの熱膨張率（ｐｐｍ／℃）および湿度膨張係数（ｐ
ｐｍ／％ＲＨ）を測定した。結果を表１に示す。

【００５８】（比較例）ニッケルからなるプローブピン
１と、ポリイミドからなる樹脂フィルム３と、ニッケル
からなる金属フィルム４とをこの順に積層した、図１０
に示したプローブユニットを製造した。得られたプロー
ブユニットのプローブピン１全体の幅は、低温、低湿度
（温度２３℃、湿度２０％ＲＨ）下において１０，００
０μｍであった。このプローブユニットを、温度７３
℃、湿度９０％ＲＨの環境下に５時間曝して、高温、高
湿度下におけるプローブピンの幅を測定し、寸法の変化
を調べた。また、樹脂フィルム３を形成するポリイミド
の熱膨張率（ｐｐｍ／℃）および湿度膨張係数（ｐｐｍ
／％ＲＨ）を測定した。結果を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】表１の結果から、実施例のプローブユニッ
ト１０は高温下でも寸法変化が少なく、ほとんど反りが
生じないことが確認された。また、無機絶縁層１３を形
成するアルミナの熱膨張率は、プローブピン１１を形成
するニッケルの熱膨張率（１２．５ｐｐｍ／℃）と近い
値を示すので、加熱による寸法変化により、両者の間で
剥離が生じることはなく、その結果として反りが生じる
ことがない。また、無機絶縁層１３を形成するアルミナ
は、吸湿性が極めて低い材料であるから、実施例のプロ
ーブユニット１０を高湿度下に曝しても、無機絶縁層１
３の膨潤による寸法変化がない。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプローブ
ユニットは、プローブピンと、プローブ保持部とを備え
たプローブユニットであって、前記プローブ保持部が、
無機絶縁層とベース金属層とを備えたものであるから、
温度、湿度の変化により、プローブユニットに反りが生
じて、プローブピンとプローブ保持部との間で、相対的
な位置にずれを生じることがない。また、プローブピン
とベース金属層が直接接触して、ショートすることがな
い。本発明のプローブユニットの製造方法によれば、プ
ローブピンとプローブ保持部を各種薄膜の積層により、
一体に形成するため、プローブピンとプローブ保持部と
を、高精度に位置決めして接合することができる。本発
明の通電検査装置は、上記プローブユニットと、該プロ
ーブユニットを保持するホルダと、被検査対象物を載置
する試料台とを備えたものであるから、半導体集積回
路、液晶パネル、プリント基板などの極小ピッチの電極
の通電検査を、高精度に行なうことができる。また、測
定誤差が少ない上に、故障もし難い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のプローブユニットの一例を示す概略
断面図である。

【図２】 本発明のプローブユニットの製造方法の第１
の例を示し、図２（ａ−１）、．．．、（ｆ−１）は、
プローブユニットの長手方向に対して平行な断面の模式
図であり、図２（ａ−２）、．．．、（ｆ−２）は、プ
ローブユニットの短手方向に対して平行な断面の模式図
である。

【図３】 本発明のプローブユニットの製造方法の第１
の例を示し、図３（ａ−１）、．．．、（ｆ−１）は、
プローブユニットの長手方向に対して平行な断面の模式
図であり、図３（ａ−２）、．．．、（ｆ−２）は、プ
ローブユニットの短手方向に対して平行な断面の模式図
である。

【図４】 本発明のプローブユニットの製造方法の第１
の例を示し、図４（ａ−１）、．．．、（ｆ−１）は、
プローブユニットの長手方向に対して平行な断面の模式
図であり、図４（ａ−２）、．．．、（ｆ−２）は、プ
ローブユニットの短手方向に対して平行な断面の模式図
である。

【図５】 本発明のプローブユニットの製造方法の第１
の例を示し、図５（ａ−１）、．．．、（ｆ−１）は、
プローブユニットの長手方向に対して平行な断面の模式
図であり、図５（ａ−２）、．．．、（ｆ−２）は、プ
ローブユニットの短手方向に対して平行な断面の模式図
である。

【図６】 本発明のプローブユニットの製造方法の第２
の例し、図６（ａ−１）、．．．、（ｄ−１）は、プロ
ーブユニットの長手方向に対して平行な断面の模式図で
あり、図６（ａ−２）、．．．、（ｄ−２）は、プロー
ブユニットの短手方向に対して平行な断面の模式図であ
る。

【図７】 本発明のプローブユニットの製造方法の第３
の例を示し、図７（ａ−１）、．．．、（ｆ−１）は、
プローブユニットの長手方向に対して平行な断面の模式
図であり、図７（ａ−２）、．．．、（ｆ−２）は、プ
ローブユニットの短手方向に対して平行な断面の模式図
である。

【図８】 本発明のプローブユニットの製造方法の第３
の例を示し、図８（ａ−１）、．．．、（ｆ−１）は、
プローブユニットの長手方向に対して平行な断面の模式
図であり、図８（ａ−２）、．．．、（ｆ−２）は、プ
ローブユニットの短手方向に対して平行な断面の模式図
である。

【図９】 本発明のプローブユニットの製造方法の第３
の例を示し、図９（ａ−１）、．．．、（ｆ−１）は、
プローブユニットの長手方向に対して平行な断面の模式
図であり、図９（ａ−２）、．．．、（ｆ−２）は、プ
ローブユニットの短手方向に対して平行な断面の模式図
である。

【図１０】 従来のプローブユニットを示す概略断面図
であり、図１０（ａ）は低温、低湿度下におけるプロー
ブユニットを示し、図１０（ｂ）は高温、高湿度下にお
けるプローブユニットを示す。

【符号の説明】

１０，３１，５０・・・プローブユニット、１１・・・プロー
ブピン、１２・・・プローブ保持部、１３・・・無機絶縁層、
１４・・・ベース金属層、１５，３３，５１・・・フレキシブ
ルプリント基板、１６，３４，５２・・・樹脂基板、１
７，３５，５３・・・電極、２０・・・ホルダ、２１，４１・・
・基板、２２，４２・・・第1の犠牲膜、２３，４３・・・第1
のレジスト膜、２４，４４・・・プローブ金属層、２５，
４５・・・第２の犠牲膜、２６，４８・・・第２のレジスト
膜、２７，４６・・・無機絶縁層、２８，４７・・・下地膜、
２９・・・第３のレジスト膜、３０，４９・・・ベース金属層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 正浩 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式 会社内 Ｆターム(参考） 2G011 AA15 AA21 AB06 AB07 AB08 AC14 AE01 AF07 2G014 AA02 AA03 AB21 AB59 AC06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブピンと、プローブ保持部とを備
   えたプローブユニットであって、 前記プローブ保持部が、無機絶縁層とベース金属層とを
   備えたことを特徴とするプローブユニット。
2. 【請求項２】 前記無機絶縁層が、前記プローブピンと
   前記ベース金属層との間に形成されていることを特徴と
   する請求項１記載のプローブユニット。
3. 【請求項３】 基板の表面に第１の犠牲膜を形成し、該
   第１の犠牲膜の表面にプローブピンパターンを開口した
   第１のレジスト膜を形成し、該第１のレジスト膜の開口
   部に、メッキによりプローブピンを形成し、前記第１の
   レジスト膜を除去した後、前記第１の犠牲膜および前記
   プローブピンを覆うように、第２の犠牲膜を形成し、前
   記プローブピンの表面が露出するまで前記第２の犠牲膜
   を除去し、前記プローブピンおよび前記第２の犠牲膜の
   表面にベース金属層パターンを開口した第２のレジスト
   膜を形成し、前記プローブピンの表面に無機絶縁層を形
   成し、前記第２のレジスト膜および前記第２のレジスト
   膜上の無機絶縁層を除去し、前記プローブピン、前記第
   ２の犠牲膜および前記無機絶縁層の表面全面に下地膜を
   形成し、該下地膜の表面にベース金属層パターンを開口
   した第３のレジスト膜を形成し、該第３のレジスト膜の
   開口部にメッキによりベース金属層を形成し、前記第３
   のレジスト膜を除去し、前記下地膜の不要な部分を除去
   し、前記第１の犠牲膜および前記第２の犠牲膜を除去し
   てプローブユニットを得ることを特徴とするプローブユ
   ニットの製造方法。
4. 【請求項４】 基板の表面に第１の犠牲膜を形成し、該
   第１の犠牲膜の表面にプローブピンパターンを開口した
   第１のレジスト膜を形成し、該第１のレジスト膜の開口
   部に、メッキによりプローブピンを形成し、前記第１の
   レジスト膜を除去し、前記第１の犠牲膜および前記プロ
   ーブピンを覆うように、第２の犠牲膜を形成し、前記プ
   ローブピンの表面が露出するまで前記第２の犠牲膜を除
   去し、前記プローブピンおよび前記第２の犠牲膜の表面
   全面に無機絶縁層を形成し、該無機絶縁層の表面全面上
   に下地膜を形成し、該下地膜の表面にベース金属層パタ
   ーンを開口した第２のレジスト膜を形成し、該第２のレ
   ジスト膜を除去し、該第２のレジスト膜の開口部に、メ
   ッキによりベース金属層を形成し、前記下地膜および前
   記無機絶縁層の不要な部分を、前記ベース金属層をマス
   クにして除去し、前記第１の犠牲膜および第２の犠牲膜
   を除去してプローブユニットを得ることを特徴とするプ
   ローブユニットの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１または２記載のプローブユニッ
   トと、該プローブユニットを保持するホルダと、被検査
   対象物を載置する試料台とを備えたことを特徴とする通
   電検査装置。