プローブ支持基板及びその製造方法
【課題】プローブとプローブ支持基板との絶縁性を十分に確保すると共に経時的に安定化させることができるプローブ支持基板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のプローブ支持基板１０は、プローブ支持基板１０は、複数の金属薄板１１と第１、第２の金属薄板１３、１４が積層され且つ互いに接合された積層体と、積層体の上面に形成されて複数のプローブ２０を積層体から電気的に絶縁する絶縁被膜１６と、を備え、複数の金属薄板１１、１３、１４のうちの第２の金属薄板１３には、プローブ２０のリード部２０Ｃを摺動可能に支持し且つプローブ２０の支持位置を決める位置決め孔１７Ａを有する絶縁性の支持薄板１７が複数個所で一体化して形成されており、且つ、これらの支持薄板１７がその両面に配置された第１、第３の金属薄板１１、１４によって挟持されていると共に位置決め孔１７Ａが貫通孔１０Ａ内に位置している。
【解決手段】本発明のプローブ支持基板１０は、プローブ支持基板１０は、複数の金属薄板１１と第１、第２の金属薄板１３、１４が積層され且つ互いに接合された積層体と、積層体の上面に形成されて複数のプローブ２０を積層体から電気的に絶縁する絶縁被膜１６と、を備え、複数の金属薄板１１、１３、１４のうちの第２の金属薄板１３には、プローブ２０のリード部２０Ｃを摺動可能に支持し且つプローブ２０の支持位置を決める位置決め孔１７Ａを有する絶縁性の支持薄板１７が複数個所で一体化して形成されており、且つ、これらの支持薄板１７がその両面に配置された第１、第３の金属薄板１１、１４によって挟持されていると共に位置決め孔１７Ａが貫通孔１０Ａ内に位置している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハの電気的特性検査に用いられるプローブカードを構成するプローブ支持基板に関し、更に詳しくは、複数のプローブを予め設定された位置で高精度に支持することができるプローブ支持基板及びその製造方法及に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの電気的特性検査にはプローブ装置が用いられる。プローブ装置は、カセットに収納された半導体ウエハを一枚ずつ搬送するローダ室と、ローダ室から搬送される半導体ウエハに形成された複数のデバイスの電気的特性検査を行うプローバ室と、ローダ室内及びプローバ室内の各種の機器を制御する制御装置と、を備えている。
【０００３】
プローバ室は、例えば図６の（ａ）に示すように、ローダ室（図示せず）からの半導体ウエハＷ を載置し、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動する載置台１と、載置台１の上方に配置され且つ載置台１上の半導体ウエハＷ全面に形成された複数の電極パッドと電気的に接触する複数のプローブ２Ａを有するプローブカード２と、載置台１と協働してプローブカード２の複数のプローブ２Ａと半導体ウエハＷの複数の電極パッドとのアライメントを行うアライメント機構（図示せず）と、を備え、アライメント後の半導体ウエハＷの全ての電極パッドとプローブカード２の全てのプローブ２Ａが一括接触して半導体ウエハＷに形成された複数のデバイスの電気的特性検査を行うように構成されている。
【０００４】
プローブカード２は、図６の（ａ）に示すように、複数のプローブ２Ａと、これらのプローブ２Ａを支持するプローブ支持基板２Ｂと、プローブ支持基板２Ｂが接合されて複数のプローブ２Ａの先端がそれぞれ電気的に接触する複数の端子電極を有する回路基板２Ｃと、を備えている。複数のプローブ２Ａとプローブ支持基板２Ｂは、プローブカード２のコンタクタとして構成されている。プローブ支持基板２Ｂは、例えばセラミック等の絶縁基板によって形成されている。複数のプローブ２Ａは、プローブ支持基板２Ｂに形成された複数の貫通孔を貫通して回路基板２Ｃに形成された複数の端子電極とそれぞれ接触している。
【０００５】
プローブ支持基板２Ｂの貫通孔は、プローブ２Ａの本数に即して機械加工によって形成されているため、デバイスの高集積化及びウエハ径の大口径化によりプローブ２Ａの本数が多くなり、それだけ貫通孔の機械加工に多くの時間と工数を要し、プローブカード２の製造コストが高くなる。
【０００６】
そこで、特許文献１にはプローブ支持基板２Ｂを低コストで製造する方法が記載されている。特許文献１に記載の技術によれば、例えば予め金属薄板２Ｂ１にプローブ２Ａを支持する複数の貫通孔がエッチングにより一括して形成され、複数の貫通孔が形成された金属薄板２Ｂ１は、各貫通孔が位置合わせされた状態で図６の（ｂ）に示すように所望厚さになるように複数枚積層され、複数の金属薄板２Ｂ１が拡散接合等の手法によって一体化されて、複数の貫通孔２Ｅを有する一枚のプローブ支持基板２Ｂとして製造される。この手法によれば、貫通孔２Ｅが増えても金属薄板２Ｂ１の段階で複数の貫通孔がエッチングによって一括して形成されるため、機械加工による孔明け加工に比べてプローブ支持基板２Ｂを低コストで製造することができる。このようなプローブ支持基板２Ｂは、特許文献２にも記載されている。また、貫通孔２Ｅの内周面に絶縁被膜２Ｆが形成され、絶縁被膜２Ｅによってプローブ２Ａと金属製のプローブ支持基板２Ｂとが電気的に絶縁されている。プローブ支持基板２Ｂの上面には絶縁性薄板２Ｇが接合され、絶縁性薄板２Ｇによってプローブ２Ａとプローブ支持基板２Ｂとが電気的に絶縁されている。
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ９９／００４２７４
【特許文献１】特開２０１１−０４３３７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図６の（ｂ）に示す従来の金属製のプローブ支持基板２Ｂの場合には、図６の（ｂ）に示すようにプローブ２Ａを支持する貫通孔２Ｅに絶縁性被膜２Ｆが施されているため、使用に伴って貫通孔２Ｅから絶縁性被膜２Ｆが剥離するなどして、プローブ２Ａとプローブ支持基板２Ｂとの絶縁性を十分に確保できなくなる虞がある。
【０００９】
また、従来の金属製のプローブ支持基板２Ｂは、複数の金属薄板２Ｂ１を加熱、加圧して接合されるため、接合時に上下の金属薄板２Ｂ１間の位置ズレにより、図７に示すように各金属薄板２Ｂ１の孔が互いに僅かに位置ズレし、プローブ２Ａの本来の支持位置が不明確になって定まらず、プローブ２Ａの支持位置がばらつき、プローブカード２の信頼性を損なう虞がある。プローブ支持基板２Ｂが大口径化し、貫通孔２Ｅの数が多くなるほど各金属薄板２Ｂの位置ズレの影響が顕著になる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プローブとプローブ支持基板との絶縁性を十分に確保すると共に経時的に安定化させることができ、しかもプローブの支持位置を決める孔を設計通りに高精度に形成することができるプローブ支持基板及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に記載のプローブ支持基板は、被検査体の電気的特性検査に用いられる複数のプローブをそれぞれ所定の配列パターンで支持する複数の貫通孔を有するプローブ支持基板において、複数の金属薄板が積層され且つ互いに接合された積層体と、上記積層体の主面に形成されて上記複数のプローブを上記積層体から電気的に絶縁する絶縁被膜と、を備え、上記複数の金属薄板のうちの少なくとも一枚の金属薄板には、上記プローブを摺動可能に支持し且つ上記プローブの支持位置を決める位置決め孔を有する絶縁性の支持薄板が複数個所で一体的に形成されており、且つ、上記絶縁性の支持薄板がその両面に配置された金属薄板によって挟持されていると共に上記位置決め孔が上記貫通孔内に位置していることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載のプローブ支持基板は、請求項１に記載の発明において、上記絶縁性の支持薄板がセラミックによって形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載のプローブ支持基板は、請求項１または請求項１に記載の発明において、上記プローブは、上記貫通孔を通る部分と、上記金属薄板に固定される部分と、を有することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項４に記載のプローブ支持基板の製造方法は、被検査体の電気的特性検査に用いられる複数のプローブをそれぞれ所定の配列パターンで支持する複数の貫通孔を有するプローブ支持基板を製造する方法であって、第１の金属薄板に上記プローブより大径の孔を上記複数のプローブの配列パターンに即して複数形成する第１の工程と、互いに対応する上記複数の大径孔同士をそれぞれ位置合わせして上記第１の金属薄板を複数枚積層して第１の積層体を得る第２の工程と、上記第１の積層体の主面に上記複数の大径孔をそれぞれ塞ぐ絶縁性の支持薄板が複数個所に配されて一体化した第２の金属薄板を積層する第３の工程と、上記第２の金属薄板に少なくとも一枚の第３の金属薄板を積層して上記第１の金属薄板１１と上記少なくとも一枚の第３の金属薄板とで上記大径孔以外の部分で上記絶縁性の支持薄板を挟んで第２の積層体を得る第４の工程と、上記第２の積層体を加熱、加圧して上記複数の第１の金属薄板と上記第２、第３の金属薄板をそれぞれ互いに接合する第５の工程と、上記複数のプローブの支持位置を決める位置決め孔を、上記複数個所の絶縁性の支持薄板の上記複数の大径孔を塞ぐ位置に上記プローブが摺動する大きさで設ける第６の工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項５に記載のプローブ支持基板の製造方法は、請求項４に記載の発明において、第６の工程では、ブラスト処理によって上記位置決め孔を上記絶縁性の支持薄板に形成することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項６に記載のプローブ支持基板の製造方法は、請求項４または請求項５に記載の発明において、上記第１の金属薄板の複数の大径孔をそれぞれエッチング処理によって形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、プローブとプローブ支持基板との絶縁性を十分に確保すると共に経時的に安定化させることができ、しかもプローブの支持位置を決める孔を設計通りに高精度に形成することができるプローブ支持基板及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のプローブ支持基板の一実施形態の要部を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本実施形態のプローブ支持基板の製造方法のうち、予め用意された第１、第２の金属薄板を積層する工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図２に示す工程に続いて第２の金属薄板の上面に第３の金属薄板を積層する工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図３に示す工程に続いて第１、第２、第３の金属薄板の積層体を拡散接合し、第２の金属薄板の絶縁性の支持薄板に位置決め孔を形成する工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図４に示す工程に続いて第３の金属薄板の上面に絶縁性薄板を積層する工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はいずれも従来のプローブ装置を示し、（ａ）は従来のプローブカードが取り付けられたプローブ装置の要部を示す側面図、（ｂ）は従来のプローブ支持基板の要部を拡大して示す断面図である。
【図７】図６に示す金属薄板を拡散接合して生じた金属薄板間の位置ズレを拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１〜図５に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
まず、例えば図１に示す本実施形態のプローブ支持基板について説明する。このプローブ支持基板１０は、図１に示すように、半導体ウエハ（図示せず）に所定のパターンで形成された複数の電極パッドとそれぞれ接触する複数のプローブ２０を支持するコンタクタ基板として構成されている。
【００２０】
本実施形態のプローブ支持基板１０は、図１に示すように、複数の第１の金属薄板１１が積層されて形成された第１の積層体１２と、第１の積層体１２の主面（図１では上面）に第２の金属薄板１３を介して第３の金属薄板１４が積層された第２の積層体１５と、第２の積層体１５の上面に形成された絶縁被膜１６と、を備えている。第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４は、それぞれ例えば４２アロイ、インバー、コバール等のＮｉ−Ｆｅ系合金やステンレス等によって例えば０．１〜０．５ｍｍの厚さで同一外径に形成されている。第２の積層体１５は、複数の第１の金属薄板１１と第２、第３の薄板金属１３、１４が拡散接合によって互いに接合されて一枚板として形成されている。第１、第２、第３の薄板金属１１、１３、１４は、拡散接合以外の接合手段、例えばスポット溶接や接着剤等の手段によっても接合される。
【００２１】
図１に示すように、プローブ支持基板１０の主面（図１では上面）には半導体ウエハ（図示せず）の複数の電極パッドの配列パターンに即して配列された複数のプローブ２０が取り付けられている。複数のプローブ２０は、全てニッケル等のバネ性のある導電性材料によって図１に示すように形成されている。このプローブ２０は、同図に示すように、半導体ウエハの電極パッドと接触する接触部２０Ａと、接触部２０Ａの基端からプローブ支持基板１０の上面に沿って延設された支持部２０Ｂと、接触部２０Ａの手前で支持部２０Ｂから垂下するリード部２０Ｃと、支持部２０Ｂの延設端側に形成された突起部２０Ｄと、を有している。支持部２０Ｂは、接触部２０Ａからリード部２０Ｃまでが薄肉部として形成され、リード部２０Ｃから延設端までが厚肉部として形成されている。
【００２２】
プローブ支持基板１０には複数のプローブ２０のリード部２０Ｃがそれぞれ貫通する貫通孔１０Ａと複数のプローブ２０の突起部２０Ｄがそれぞれ嵌合する凹陥部２０Ｂが複数のプローブ２０の配列パターンに即して形成されている。プローブ２０は、リード部２０Ｃが貫通孔１０Ａを貫通して回路基板３０の端子電極３１に接触すると共に、突起部２０Ｄが絶縁性接着剤を介して凹陥部１０Ｂに接着、固定されている。プローブ２０は、支持部２０Ｂの厚肉部が絶縁被膜１６に接触し、支持部２０Ｂの薄肉部が絶縁被膜１６から浮上している。従って、プローブ２０は、接触部２０Ａの先端が半導体ウエハの電極パッドと電気的に接触し、支持部２０Ｂを介して絶縁被膜１６側へ弾性変形するようになっている。
【００２３】
貫通孔１０Ａは、図１に示すように複数の第１の金属薄板１１にプローブ２０のリード部２０Ｃより大径に形成された孔１１Ａと第３の金属薄板１４にリード部２０より大径に形成された孔１４Ａによって形成されている。第１、第３の金属薄板１１、１４の間に介在する第２の金属薄板１３には、図１に示すように複数の貫通孔１０Ａに該当する部分に絶縁性の支持薄板１７が第２の金属薄板１３と一体化して複数個所に配置されている。支持薄板１７にはプローブ２０のリード部２０Ｃを摺動可能に支持する位置決め孔１７Ａが貫通孔１０Ａの内側に位置するように形成され、この位置決め孔１７Ａを介してリード部２０Ｃが貫通孔１０Ａの内周面と接触しないようなっている。支持薄板１７は、位置決め孔１７Ａの外側が拡散接合、熱圧着、接着剤等により接合された上下の第１、第３の金属薄板１１、１４によって強固に一体化されている。従って、支持薄板１７の位置決め孔１７Ａで支持されるプローブ２０は、第２の金属薄板１３に対して電気的に絶縁されていると共に第１、第３の金属薄板１１、１４の孔１１Ａ、１４Ａの内周面から離間し、プローブ支持基板１０との電気的絶縁が十分に確保されている。また、位置決め孔１７Ａが絶縁性の支持薄板１７に形成されているため、絶縁性が安定し、長期に渡って絶縁性が損なわれることがない。絶縁性の支持薄板１７は、例えば石英等の絶縁性のセラミックによって形成されている。
【００２４】
また、凹陥部１０Ｂは、第３の金属薄板１４の孔１４Ｂによって形成されている。この孔１４Ａは、プローブ２０の突起部２０Ｄが嵌合する大きさに形成されている。プローブ２０は、突起部２０Ｄが接着剤を介して凹陥部１０Ｂに対して接着、固定されている。
【００２５】
第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４は、上述のように拡散接合等の接合手段によって接合されるため、接合時に第１、第３の金属薄板１１、１４が加熱と加圧により位置ズレし、その影響で図１に誇張して示すように孔１１Ａ、１４Ａが互いに不揃いになる。しかしながら、本実施形態では、後述のように第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４が拡散接合された後に、複数の位置決め孔１７Ａが第２の金属薄板１３中の複数個所の絶縁性の支持薄板１７に形成されるため、複数の位置決め孔１７Ａが設計上の支持位置に高精度に形成され、複数のプローブ２０が半導体ウエハの電極パッドと確実に接触位置に取り付けられる。
【００２６】
次いで、図１に示すプローブ支持基板１０の製造方法について図２〜図４を参照しながら説明する。
【００２７】
まず、プローブ支持基板１０の第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４を作製するために、例えば０．１〜０．５ｍｍの４２アロイシートと、第２の金属薄板１３と一体化される０．１〜０．５ｍｍのセラミックシートがそれぞれ用意される。この４２アロイシートから第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４がそれぞれプローブ支持基板１として必要な枚数だけ所定の形状に切断加工され、またセラミックシートから支持薄板１７として必要な枚数だけ所定の形状に切断加工される。
【００２８】
次いで、図１の（ａ）に示すように第１の金属薄板１１のウェットエッチング処理によりプローブ２０のリード部２０Ｃが通る複数の孔１１Ａと第１の金属薄板１１の位置合わせに用いられる位置合わせ用の孔１１Ｃが第１の金属薄板１１に形成される。位置合わせ用の孔１１Ｃは、第１の金属薄板１１の外周縁部に所定間隔を空けて複数個所に形成される。これらの孔１１Ａ、１１Ｃを形成するには、第１の金属薄板１１の両面にフォトレジストが塗布されてフォトレジスト膜が形成され、このフォトレジスト膜が所定のフォトマスクを介して露光処理された後、現像処理されて孔１１Ａ、１１Ｃに相当する部分のフォトレジストが所定のパターンで除去され、それぞれの孔１１Ａ、１１Ｃに相当する部分から第１の金属薄板１１がフォトレジスト膜から露出する。現像処理後、エッチング液を用いて第１の金属薄板１１を両面からエッチング処理し、図２の（ａ）に示すように第１の金属薄板１１に所定のパターンで複数の孔１１Ａ、１１Ｃが一括して形成される。このように孔明けされた第１の金属薄板１１がプローブ支持基板１０として必要な枚数だけ作製される。
【００２９】
また、第２の金属薄板１３には、図２に示すように孔１１Ａに対応する部分にこの孔１１Ａより大きな孔１３Ａと孔１１Ｃに対応する部分に孔１１Ｃと実質的に同じ大きさの孔１３Ｃがそれぞれウェットエッチング処理によって一括して形成される。また、第３の金属薄板１４には、図３に示すように孔１１Ａ、１１Ｃに対応する部分に孔１１Ａ、１１Ｃと実質的に大きさの孔１４Ａ、１４Ｃと凹陥部１０Ｂに対応する位置に孔１４Ｂがそれぞれウェットエッチング処理によって一括して形成される。尚、図１では要部が拡大して図示されている。
【００３０】
第１の金属薄板１１に複数の孔１１Ａ、１１Ｃが所定のパターンで形成された後、図２の（ａ）に示す積層用治具５０を用いて第１の金属薄板１１が必要枚数だけ積層される。積層用治具５０には第１の金属薄板１１の複数の孔１１Ｃに対応するガイドピン５１が立設されている。このガイドピン５１に第１の金属薄板１１の複数の孔１１Ｃを合わせて第１の金属薄板１１が必要枚数だけ積層用治具５０上に積層されて第１の第１の積層体１２として形成される。この際、第１の金属薄板１１の複数の孔１１Ａは、ガイドピン５１を介して自動的に位置合わせされている。
【００３１】
次いで、図２の（ｂ）に示すようにガイドピン５１に第２の金属薄板１３の孔１３Ｃを合わせて第２の金属薄板１３が積層され、更に同図に（ｃ）に示すように支持薄板１７が第２の金属薄板１３の孔１３Ａに合わせ挿入されると、図３の（ａ）に示すように支持薄板１７が第２の金属薄板１３と一体化する。この第２の金属薄板１３上にガイドピン５１を介して第３の金属薄板１４が積層されて図３の（ｂ）に示すように第２の積層体１５が形成される。第２の積層体１５では支持薄板１７が上下の第１、第３の金属薄板１１、１４によって挟持され、第１、第３の孔１１Ａ、１４Ａによって形成される貫通孔１０Ａが支持薄板１７によって塞がれる。
【００３２】
然る後、図４の（ａ）に示すように積層用治具５０が除去された第２の積層体１５が拡散接合される。拡散接合では第２の積層体１５が真空下または不活性雰囲気下で所定の温度まで加熱されると共に上下から所定の圧力で加圧されて複数の第１の金属薄板１１と第２、第３の金属薄板１３が互いに接合されて一枚板として一体化され、支持薄板１７が上下の第１、第３の金属薄板１１、１４と接合されて強固に一体化する。第１、第２の金属薄板１１、１３及び支持薄板１７は、それぞれが互いに接合するまでに加熱と加圧により僅かではあるが図４の（ｂ）に示すようにそれぞれの孔１１Ａ、１４Ａが本来の位置（設計上の位置）から位置ズレする。しかしながら、本実施形態では、第１、第３の金属薄板１１、１４の複数の孔１１Ａ、１４Ａは、いずれもプローブ２０の支持位置を設定するものでなく、リード部２０Ｃの通る貫通孔１０Ａとしてリード部２０Ｃより大径に形成されているため、第１、第２の金属薄膜１１、１３の孔１１Ａ、１３Ａが互い位置ズレして貫通孔１０Ａの内面が揃わず部分的に狭くなるが、プローブ２０のリード部２０Ｃが余裕をもって通すことができる。
【００３３】
本実施形態では、複数の位置決め孔１７Ａは、それぞれ絶縁性の支持薄板１７のサンドブラスト処理によってプローブ２０の支持位置に設計通りに高精度に形成される。支持薄板１７のサンドブラスト処理を行うには、まず、第２の積層体１４から露出する支持薄板１７にマスク層が形成される。その後、マスク層を介して支持薄板１７が所定のパターンでサンドブラスト処理されると、図４の（ｃ）に示すように支持薄板１７に所定のパターンで位置決め孔１７Ａが形成される。
【００３４】
次いで、図５の（ａ）に示すように第２の積層板１５の上面に絶縁被膜１６が形成され、貫通孔１０Ａ内に位置決め孔１７Ａを有するプローブ支持基板１０が得られる。然る後、第２の金属薄板１３の孔１３Ｂ（プローブ支持基板１０の凹陥部１０Ｂ）に接着剤を充填した後、予め用意されているプローブ２０のリード部２０Ｃが第２の金属薄板１３の位置決め孔１３Ａに挿入され、突起部２０Ｄがプローブ支持基板１０の凹陥部１０Ｂに嵌合される。これにより、プローブ２０は、リード部２０Ｃが貫通孔１０Ａを貫通し、図５の（ｂ）に仮想線で示すように突起部２０Ｄが接着剤を介して凹陥部１０Ｂに接着、固定されて、プローブ支持基板１０の上面で支持されたコンタクタ（図１参照）が得られる。
【００３５】
以上説明したように本実施形態によれば、プローブ支持基板１０は、複数の第１の金属薄板１１と第１、第２の金属薄板１３、１４が積層され且つ互いに接合された積層体と、積層体の上面に形成されて複数のプローブ２０を積層体から電気的に絶縁する絶縁被膜１６と、を備え、複数の金属薄板１１、１３、１４のうちの第２の金属薄板１３には、プローブ２０のリード部２０Ｃを摺動可能に支持し且つプローブ２０の支持位置を決める位置決め孔１７Ａを有する絶縁性の支持薄板１７が複数個所で一体的に形成されており、且つ、これらの支持薄板１７がその両面に配置された第１、第３の金属薄板１１、１４と接合、挟持されていると共に位置決め孔１７Ａが貫通孔１０Ａ内に位置しているため、プローブ２０のリード部２０Ｃとプローブ支持基板１０との絶縁性を十分に確保すると共に経時的に安定化させることができ、信頼性の高いプローブカードを得ることができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、第１の金属薄板１１にプローブ２０のリード部２０Ｃより大径の孔１１Ａを複数のプローブ２０の配列パターンに即して複数形成する第１の工程と、互いに対応する複数の大径孔１１Ａ同士をそれぞれ位置合わせして第１の金属薄板１１を複数枚積層して第１の積層体１２を得る第２の工程と、第１の積層体１２の上面に複数の大径孔１１Ａをそれぞれ塞ぐ絶縁性の支持薄板１７を複数個所に有する第２の金属薄板１３を積層する第３の工程と、第２の金属薄板１３に第３の金属薄板を積層して第１の金属薄板１１と第３の金属薄板１１とで大径孔１１Ａ以外の部分で支持薄板１７を挟んで第２の積層体１５を得る第４の工程と、第２の積層体１５を加熱、加圧して複数の第１の金属薄板１１と第２、第３の金属薄板１３、１４をそれぞれ互いに接合する第５の工程と、複数のプローブ２０の支持位置を決める位置決め孔１７Ａを、複数個所の絶縁性の支持薄板１７の複数の大径孔１１Ａ、１４Ａを塞ぐ位置にプローブ２０が摺動する大きさで設ける第６の工程と、を備えているため、複数の第１の金属薄板１１と第２、第３の金属薄板１３を加熱、加圧して一体化して本実施形態のプローブ支持基板１０を製造する際に、複数の第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４の間で位置ズレがあっても、プローブ２０の支持位置を決める位置決め孔１７Ａが絶縁性の支持薄板１７に設計通りに高精度に形成されて、プローブ２０とプローブ支持基板１０との絶縁性が十分に確保されると共に絶縁性が経時的に安定化さし、延いては信頼性の高いプローブカードを得ることができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、第６の工程ではサンドブラスト処理によって絶縁性の支持薄板に１７に位置決め孔１７Ａを形成するため、位置決め孔１７Ａをより高精度に形成することができる。また、第１の工程ではエッチング処理によって第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４の孔１１Ａ、１３Ａ、１４Ａ等の孔を形成するため、孔明け加工に要する時間及び工数を削減して製造コストを低減することができる。
【００３８】
尚、本発明は、上記実施形態に何ら制限されるものではなく、必要に応じて各構成要素を設計変更することができる。例えば、プローブ２０が接触部２０Ａ、支持部２０Ｂ、リード部２０Ｃ及び突起部２０Ｄを有するものについて説明したが、プローブ支持基板の貫通孔を貫通するプローブであれば、他のタイプのプローブであっても良い。また、上記実施形態では、サンドブラスト処理によって支持薄板１７に位置決め孔１７Ａを設ける場合について説明したが、その他ドリル加工等の孔明け加工を用いても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１０ プローブ支持基板
１１ 第１の金属薄板
１１Ａ 孔
１２ 第１の積層体
１３ 第２の金属薄板
１４ 第３の金属薄板
１４Ａ 孔
１５ 第２の積層体
１６ 絶縁被膜
１７ 絶縁性の支持薄板
１７Ａ 位置決め孔
２０ プローブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハの電気的特性検査に用いられるプローブカードを構成するプローブ支持基板に関し、更に詳しくは、複数のプローブを予め設定された位置で高精度に支持することができるプローブ支持基板及びその製造方法及に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの電気的特性検査にはプローブ装置が用いられる。プローブ装置は、カセットに収納された半導体ウエハを一枚ずつ搬送するローダ室と、ローダ室から搬送される半導体ウエハに形成された複数のデバイスの電気的特性検査を行うプローバ室と、ローダ室内及びプローバ室内の各種の機器を制御する制御装置と、を備えている。
【０００３】
プローバ室は、例えば図６の（ａ）に示すように、ローダ室（図示せず）からの半導体ウエハＷ を載置し、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動する載置台１と、載置台１の上方に配置され且つ載置台１上の半導体ウエハＷ全面に形成された複数の電極パッドと電気的に接触する複数のプローブ２Ａを有するプローブカード２と、載置台１と協働してプローブカード２の複数のプローブ２Ａと半導体ウエハＷの複数の電極パッドとのアライメントを行うアライメント機構（図示せず）と、を備え、アライメント後の半導体ウエハＷの全ての電極パッドとプローブカード２の全てのプローブ２Ａが一括接触して半導体ウエハＷに形成された複数のデバイスの電気的特性検査を行うように構成されている。
【０００４】
プローブカード２は、図６の（ａ）に示すように、複数のプローブ２Ａと、これらのプローブ２Ａを支持するプローブ支持基板２Ｂと、プローブ支持基板２Ｂが接合されて複数のプローブ２Ａの先端がそれぞれ電気的に接触する複数の端子電極を有する回路基板２Ｃと、を備えている。複数のプローブ２Ａとプローブ支持基板２Ｂは、プローブカード２のコンタクタとして構成されている。プローブ支持基板２Ｂは、例えばセラミック等の絶縁基板によって形成されている。複数のプローブ２Ａは、プローブ支持基板２Ｂに形成された複数の貫通孔を貫通して回路基板２Ｃに形成された複数の端子電極とそれぞれ接触している。
【０００５】
プローブ支持基板２Ｂの貫通孔は、プローブ２Ａの本数に即して機械加工によって形成されているため、デバイスの高集積化及びウエハ径の大口径化によりプローブ２Ａの本数が多くなり、それだけ貫通孔の機械加工に多くの時間と工数を要し、プローブカード２の製造コストが高くなる。
【０００６】
そこで、特許文献１にはプローブ支持基板２Ｂを低コストで製造する方法が記載されている。特許文献１に記載の技術によれば、例えば予め金属薄板２Ｂ１にプローブ２Ａを支持する複数の貫通孔がエッチングにより一括して形成され、複数の貫通孔が形成された金属薄板２Ｂ１は、各貫通孔が位置合わせされた状態で図６の（ｂ）に示すように所望厚さになるように複数枚積層され、複数の金属薄板２Ｂ１が拡散接合等の手法によって一体化されて、複数の貫通孔２Ｅを有する一枚のプローブ支持基板２Ｂとして製造される。この手法によれば、貫通孔２Ｅが増えても金属薄板２Ｂ１の段階で複数の貫通孔がエッチングによって一括して形成されるため、機械加工による孔明け加工に比べてプローブ支持基板２Ｂを低コストで製造することができる。このようなプローブ支持基板２Ｂは、特許文献２にも記載されている。また、貫通孔２Ｅの内周面に絶縁被膜２Ｆが形成され、絶縁被膜２Ｅによってプローブ２Ａと金属製のプローブ支持基板２Ｂとが電気的に絶縁されている。プローブ支持基板２Ｂの上面には絶縁性薄板２Ｇが接合され、絶縁性薄板２Ｇによってプローブ２Ａとプローブ支持基板２Ｂとが電気的に絶縁されている。
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ９９／００４２７４
【特許文献１】特開２０１１−０４３３７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図６の（ｂ）に示す従来の金属製のプローブ支持基板２Ｂの場合には、図６の（ｂ）に示すようにプローブ２Ａを支持する貫通孔２Ｅに絶縁性被膜２Ｆが施されているため、使用に伴って貫通孔２Ｅから絶縁性被膜２Ｆが剥離するなどして、プローブ２Ａとプローブ支持基板２Ｂとの絶縁性を十分に確保できなくなる虞がある。
【０００９】
また、従来の金属製のプローブ支持基板２Ｂは、複数の金属薄板２Ｂ１を加熱、加圧して接合されるため、接合時に上下の金属薄板２Ｂ１間の位置ズレにより、図７に示すように各金属薄板２Ｂ１の孔が互いに僅かに位置ズレし、プローブ２Ａの本来の支持位置が不明確になって定まらず、プローブ２Ａの支持位置がばらつき、プローブカード２の信頼性を損なう虞がある。プローブ支持基板２Ｂが大口径化し、貫通孔２Ｅの数が多くなるほど各金属薄板２Ｂの位置ズレの影響が顕著になる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プローブとプローブ支持基板との絶縁性を十分に確保すると共に経時的に安定化させることができ、しかもプローブの支持位置を決める孔を設計通りに高精度に形成することができるプローブ支持基板及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に記載のプローブ支持基板は、被検査体の電気的特性検査に用いられる複数のプローブをそれぞれ所定の配列パターンで支持する複数の貫通孔を有するプローブ支持基板において、複数の金属薄板が積層され且つ互いに接合された積層体と、上記積層体の主面に形成されて上記複数のプローブを上記積層体から電気的に絶縁する絶縁被膜と、を備え、上記複数の金属薄板のうちの少なくとも一枚の金属薄板には、上記プローブを摺動可能に支持し且つ上記プローブの支持位置を決める位置決め孔を有する絶縁性の支持薄板が複数個所で一体的に形成されており、且つ、上記絶縁性の支持薄板がその両面に配置された金属薄板によって挟持されていると共に上記位置決め孔が上記貫通孔内に位置していることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載のプローブ支持基板は、請求項１に記載の発明において、上記絶縁性の支持薄板がセラミックによって形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載のプローブ支持基板は、請求項１または請求項１に記載の発明において、上記プローブは、上記貫通孔を通る部分と、上記金属薄板に固定される部分と、を有することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項４に記載のプローブ支持基板の製造方法は、被検査体の電気的特性検査に用いられる複数のプローブをそれぞれ所定の配列パターンで支持する複数の貫通孔を有するプローブ支持基板を製造する方法であって、第１の金属薄板に上記プローブより大径の孔を上記複数のプローブの配列パターンに即して複数形成する第１の工程と、互いに対応する上記複数の大径孔同士をそれぞれ位置合わせして上記第１の金属薄板を複数枚積層して第１の積層体を得る第２の工程と、上記第１の積層体の主面に上記複数の大径孔をそれぞれ塞ぐ絶縁性の支持薄板が複数個所に配されて一体化した第２の金属薄板を積層する第３の工程と、上記第２の金属薄板に少なくとも一枚の第３の金属薄板を積層して上記第１の金属薄板１１と上記少なくとも一枚の第３の金属薄板とで上記大径孔以外の部分で上記絶縁性の支持薄板を挟んで第２の積層体を得る第４の工程と、上記第２の積層体を加熱、加圧して上記複数の第１の金属薄板と上記第２、第３の金属薄板をそれぞれ互いに接合する第５の工程と、上記複数のプローブの支持位置を決める位置決め孔を、上記複数個所の絶縁性の支持薄板の上記複数の大径孔を塞ぐ位置に上記プローブが摺動する大きさで設ける第６の工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項５に記載のプローブ支持基板の製造方法は、請求項４に記載の発明において、第６の工程では、ブラスト処理によって上記位置決め孔を上記絶縁性の支持薄板に形成することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項６に記載のプローブ支持基板の製造方法は、請求項４または請求項５に記載の発明において、上記第１の金属薄板の複数の大径孔をそれぞれエッチング処理によって形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、プローブとプローブ支持基板との絶縁性を十分に確保すると共に経時的に安定化させることができ、しかもプローブの支持位置を決める孔を設計通りに高精度に形成することができるプローブ支持基板及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のプローブ支持基板の一実施形態の要部を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本実施形態のプローブ支持基板の製造方法のうち、予め用意された第１、第２の金属薄板を積層する工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図２に示す工程に続いて第２の金属薄板の上面に第３の金属薄板を積層する工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図３に示す工程に続いて第１、第２、第３の金属薄板の積層体を拡散接合し、第２の金属薄板の絶縁性の支持薄板に位置決め孔を形成する工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図４に示す工程に続いて第３の金属薄板の上面に絶縁性薄板を積層する工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はいずれも従来のプローブ装置を示し、（ａ）は従来のプローブカードが取り付けられたプローブ装置の要部を示す側面図、（ｂ）は従来のプローブ支持基板の要部を拡大して示す断面図である。
【図７】図６に示す金属薄板を拡散接合して生じた金属薄板間の位置ズレを拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１〜図５に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
まず、例えば図１に示す本実施形態のプローブ支持基板について説明する。このプローブ支持基板１０は、図１に示すように、半導体ウエハ（図示せず）に所定のパターンで形成された複数の電極パッドとそれぞれ接触する複数のプローブ２０を支持するコンタクタ基板として構成されている。
【００２０】
本実施形態のプローブ支持基板１０は、図１に示すように、複数の第１の金属薄板１１が積層されて形成された第１の積層体１２と、第１の積層体１２の主面（図１では上面）に第２の金属薄板１３を介して第３の金属薄板１４が積層された第２の積層体１５と、第２の積層体１５の上面に形成された絶縁被膜１６と、を備えている。第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４は、それぞれ例えば４２アロイ、インバー、コバール等のＮｉ−Ｆｅ系合金やステンレス等によって例えば０．１〜０．５ｍｍの厚さで同一外径に形成されている。第２の積層体１５は、複数の第１の金属薄板１１と第２、第３の薄板金属１３、１４が拡散接合によって互いに接合されて一枚板として形成されている。第１、第２、第３の薄板金属１１、１３、１４は、拡散接合以外の接合手段、例えばスポット溶接や接着剤等の手段によっても接合される。
【００２１】
図１に示すように、プローブ支持基板１０の主面（図１では上面）には半導体ウエハ（図示せず）の複数の電極パッドの配列パターンに即して配列された複数のプローブ２０が取り付けられている。複数のプローブ２０は、全てニッケル等のバネ性のある導電性材料によって図１に示すように形成されている。このプローブ２０は、同図に示すように、半導体ウエハの電極パッドと接触する接触部２０Ａと、接触部２０Ａの基端からプローブ支持基板１０の上面に沿って延設された支持部２０Ｂと、接触部２０Ａの手前で支持部２０Ｂから垂下するリード部２０Ｃと、支持部２０Ｂの延設端側に形成された突起部２０Ｄと、を有している。支持部２０Ｂは、接触部２０Ａからリード部２０Ｃまでが薄肉部として形成され、リード部２０Ｃから延設端までが厚肉部として形成されている。
【００２２】
プローブ支持基板１０には複数のプローブ２０のリード部２０Ｃがそれぞれ貫通する貫通孔１０Ａと複数のプローブ２０の突起部２０Ｄがそれぞれ嵌合する凹陥部２０Ｂが複数のプローブ２０の配列パターンに即して形成されている。プローブ２０は、リード部２０Ｃが貫通孔１０Ａを貫通して回路基板３０の端子電極３１に接触すると共に、突起部２０Ｄが絶縁性接着剤を介して凹陥部１０Ｂに接着、固定されている。プローブ２０は、支持部２０Ｂの厚肉部が絶縁被膜１６に接触し、支持部２０Ｂの薄肉部が絶縁被膜１６から浮上している。従って、プローブ２０は、接触部２０Ａの先端が半導体ウエハの電極パッドと電気的に接触し、支持部２０Ｂを介して絶縁被膜１６側へ弾性変形するようになっている。
【００２３】
貫通孔１０Ａは、図１に示すように複数の第１の金属薄板１１にプローブ２０のリード部２０Ｃより大径に形成された孔１１Ａと第３の金属薄板１４にリード部２０より大径に形成された孔１４Ａによって形成されている。第１、第３の金属薄板１１、１４の間に介在する第２の金属薄板１３には、図１に示すように複数の貫通孔１０Ａに該当する部分に絶縁性の支持薄板１７が第２の金属薄板１３と一体化して複数個所に配置されている。支持薄板１７にはプローブ２０のリード部２０Ｃを摺動可能に支持する位置決め孔１７Ａが貫通孔１０Ａの内側に位置するように形成され、この位置決め孔１７Ａを介してリード部２０Ｃが貫通孔１０Ａの内周面と接触しないようなっている。支持薄板１７は、位置決め孔１７Ａの外側が拡散接合、熱圧着、接着剤等により接合された上下の第１、第３の金属薄板１１、１４によって強固に一体化されている。従って、支持薄板１７の位置決め孔１７Ａで支持されるプローブ２０は、第２の金属薄板１３に対して電気的に絶縁されていると共に第１、第３の金属薄板１１、１４の孔１１Ａ、１４Ａの内周面から離間し、プローブ支持基板１０との電気的絶縁が十分に確保されている。また、位置決め孔１７Ａが絶縁性の支持薄板１７に形成されているため、絶縁性が安定し、長期に渡って絶縁性が損なわれることがない。絶縁性の支持薄板１７は、例えば石英等の絶縁性のセラミックによって形成されている。
【００２４】
また、凹陥部１０Ｂは、第３の金属薄板１４の孔１４Ｂによって形成されている。この孔１４Ａは、プローブ２０の突起部２０Ｄが嵌合する大きさに形成されている。プローブ２０は、突起部２０Ｄが接着剤を介して凹陥部１０Ｂに対して接着、固定されている。
【００２５】
第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４は、上述のように拡散接合等の接合手段によって接合されるため、接合時に第１、第３の金属薄板１１、１４が加熱と加圧により位置ズレし、その影響で図１に誇張して示すように孔１１Ａ、１４Ａが互いに不揃いになる。しかしながら、本実施形態では、後述のように第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４が拡散接合された後に、複数の位置決め孔１７Ａが第２の金属薄板１３中の複数個所の絶縁性の支持薄板１７に形成されるため、複数の位置決め孔１７Ａが設計上の支持位置に高精度に形成され、複数のプローブ２０が半導体ウエハの電極パッドと確実に接触位置に取り付けられる。
【００２６】
次いで、図１に示すプローブ支持基板１０の製造方法について図２〜図４を参照しながら説明する。
【００２７】
まず、プローブ支持基板１０の第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４を作製するために、例えば０．１〜０．５ｍｍの４２アロイシートと、第２の金属薄板１３と一体化される０．１〜０．５ｍｍのセラミックシートがそれぞれ用意される。この４２アロイシートから第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４がそれぞれプローブ支持基板１として必要な枚数だけ所定の形状に切断加工され、またセラミックシートから支持薄板１７として必要な枚数だけ所定の形状に切断加工される。
【００２８】
次いで、図１の（ａ）に示すように第１の金属薄板１１のウェットエッチング処理によりプローブ２０のリード部２０Ｃが通る複数の孔１１Ａと第１の金属薄板１１の位置合わせに用いられる位置合わせ用の孔１１Ｃが第１の金属薄板１１に形成される。位置合わせ用の孔１１Ｃは、第１の金属薄板１１の外周縁部に所定間隔を空けて複数個所に形成される。これらの孔１１Ａ、１１Ｃを形成するには、第１の金属薄板１１の両面にフォトレジストが塗布されてフォトレジスト膜が形成され、このフォトレジスト膜が所定のフォトマスクを介して露光処理された後、現像処理されて孔１１Ａ、１１Ｃに相当する部分のフォトレジストが所定のパターンで除去され、それぞれの孔１１Ａ、１１Ｃに相当する部分から第１の金属薄板１１がフォトレジスト膜から露出する。現像処理後、エッチング液を用いて第１の金属薄板１１を両面からエッチング処理し、図２の（ａ）に示すように第１の金属薄板１１に所定のパターンで複数の孔１１Ａ、１１Ｃが一括して形成される。このように孔明けされた第１の金属薄板１１がプローブ支持基板１０として必要な枚数だけ作製される。
【００２９】
また、第２の金属薄板１３には、図２に示すように孔１１Ａに対応する部分にこの孔１１Ａより大きな孔１３Ａと孔１１Ｃに対応する部分に孔１１Ｃと実質的に同じ大きさの孔１３Ｃがそれぞれウェットエッチング処理によって一括して形成される。また、第３の金属薄板１４には、図３に示すように孔１１Ａ、１１Ｃに対応する部分に孔１１Ａ、１１Ｃと実質的に大きさの孔１４Ａ、１４Ｃと凹陥部１０Ｂに対応する位置に孔１４Ｂがそれぞれウェットエッチング処理によって一括して形成される。尚、図１では要部が拡大して図示されている。
【００３０】
第１の金属薄板１１に複数の孔１１Ａ、１１Ｃが所定のパターンで形成された後、図２の（ａ）に示す積層用治具５０を用いて第１の金属薄板１１が必要枚数だけ積層される。積層用治具５０には第１の金属薄板１１の複数の孔１１Ｃに対応するガイドピン５１が立設されている。このガイドピン５１に第１の金属薄板１１の複数の孔１１Ｃを合わせて第１の金属薄板１１が必要枚数だけ積層用治具５０上に積層されて第１の第１の積層体１２として形成される。この際、第１の金属薄板１１の複数の孔１１Ａは、ガイドピン５１を介して自動的に位置合わせされている。
【００３１】
次いで、図２の（ｂ）に示すようにガイドピン５１に第２の金属薄板１３の孔１３Ｃを合わせて第２の金属薄板１３が積層され、更に同図に（ｃ）に示すように支持薄板１７が第２の金属薄板１３の孔１３Ａに合わせ挿入されると、図３の（ａ）に示すように支持薄板１７が第２の金属薄板１３と一体化する。この第２の金属薄板１３上にガイドピン５１を介して第３の金属薄板１４が積層されて図３の（ｂ）に示すように第２の積層体１５が形成される。第２の積層体１５では支持薄板１７が上下の第１、第３の金属薄板１１、１４によって挟持され、第１、第３の孔１１Ａ、１４Ａによって形成される貫通孔１０Ａが支持薄板１７によって塞がれる。
【００３２】
然る後、図４の（ａ）に示すように積層用治具５０が除去された第２の積層体１５が拡散接合される。拡散接合では第２の積層体１５が真空下または不活性雰囲気下で所定の温度まで加熱されると共に上下から所定の圧力で加圧されて複数の第１の金属薄板１１と第２、第３の金属薄板１３が互いに接合されて一枚板として一体化され、支持薄板１７が上下の第１、第３の金属薄板１１、１４と接合されて強固に一体化する。第１、第２の金属薄板１１、１３及び支持薄板１７は、それぞれが互いに接合するまでに加熱と加圧により僅かではあるが図４の（ｂ）に示すようにそれぞれの孔１１Ａ、１４Ａが本来の位置（設計上の位置）から位置ズレする。しかしながら、本実施形態では、第１、第３の金属薄板１１、１４の複数の孔１１Ａ、１４Ａは、いずれもプローブ２０の支持位置を設定するものでなく、リード部２０Ｃの通る貫通孔１０Ａとしてリード部２０Ｃより大径に形成されているため、第１、第２の金属薄膜１１、１３の孔１１Ａ、１３Ａが互い位置ズレして貫通孔１０Ａの内面が揃わず部分的に狭くなるが、プローブ２０のリード部２０Ｃが余裕をもって通すことができる。
【００３３】
本実施形態では、複数の位置決め孔１７Ａは、それぞれ絶縁性の支持薄板１７のサンドブラスト処理によってプローブ２０の支持位置に設計通りに高精度に形成される。支持薄板１７のサンドブラスト処理を行うには、まず、第２の積層体１４から露出する支持薄板１７にマスク層が形成される。その後、マスク層を介して支持薄板１７が所定のパターンでサンドブラスト処理されると、図４の（ｃ）に示すように支持薄板１７に所定のパターンで位置決め孔１７Ａが形成される。
【００３４】
次いで、図５の（ａ）に示すように第２の積層板１５の上面に絶縁被膜１６が形成され、貫通孔１０Ａ内に位置決め孔１７Ａを有するプローブ支持基板１０が得られる。然る後、第２の金属薄板１３の孔１３Ｂ（プローブ支持基板１０の凹陥部１０Ｂ）に接着剤を充填した後、予め用意されているプローブ２０のリード部２０Ｃが第２の金属薄板１３の位置決め孔１３Ａに挿入され、突起部２０Ｄがプローブ支持基板１０の凹陥部１０Ｂに嵌合される。これにより、プローブ２０は、リード部２０Ｃが貫通孔１０Ａを貫通し、図５の（ｂ）に仮想線で示すように突起部２０Ｄが接着剤を介して凹陥部１０Ｂに接着、固定されて、プローブ支持基板１０の上面で支持されたコンタクタ（図１参照）が得られる。
【００３５】
以上説明したように本実施形態によれば、プローブ支持基板１０は、複数の第１の金属薄板１１と第１、第２の金属薄板１３、１４が積層され且つ互いに接合された積層体と、積層体の上面に形成されて複数のプローブ２０を積層体から電気的に絶縁する絶縁被膜１６と、を備え、複数の金属薄板１１、１３、１４のうちの第２の金属薄板１３には、プローブ２０のリード部２０Ｃを摺動可能に支持し且つプローブ２０の支持位置を決める位置決め孔１７Ａを有する絶縁性の支持薄板１７が複数個所で一体的に形成されており、且つ、これらの支持薄板１７がその両面に配置された第１、第３の金属薄板１１、１４と接合、挟持されていると共に位置決め孔１７Ａが貫通孔１０Ａ内に位置しているため、プローブ２０のリード部２０Ｃとプローブ支持基板１０との絶縁性を十分に確保すると共に経時的に安定化させることができ、信頼性の高いプローブカードを得ることができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、第１の金属薄板１１にプローブ２０のリード部２０Ｃより大径の孔１１Ａを複数のプローブ２０の配列パターンに即して複数形成する第１の工程と、互いに対応する複数の大径孔１１Ａ同士をそれぞれ位置合わせして第１の金属薄板１１を複数枚積層して第１の積層体１２を得る第２の工程と、第１の積層体１２の上面に複数の大径孔１１Ａをそれぞれ塞ぐ絶縁性の支持薄板１７を複数個所に有する第２の金属薄板１３を積層する第３の工程と、第２の金属薄板１３に第３の金属薄板を積層して第１の金属薄板１１と第３の金属薄板１１とで大径孔１１Ａ以外の部分で支持薄板１７を挟んで第２の積層体１５を得る第４の工程と、第２の積層体１５を加熱、加圧して複数の第１の金属薄板１１と第２、第３の金属薄板１３、１４をそれぞれ互いに接合する第５の工程と、複数のプローブ２０の支持位置を決める位置決め孔１７Ａを、複数個所の絶縁性の支持薄板１７の複数の大径孔１１Ａ、１４Ａを塞ぐ位置にプローブ２０が摺動する大きさで設ける第６の工程と、を備えているため、複数の第１の金属薄板１１と第２、第３の金属薄板１３を加熱、加圧して一体化して本実施形態のプローブ支持基板１０を製造する際に、複数の第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４の間で位置ズレがあっても、プローブ２０の支持位置を決める位置決め孔１７Ａが絶縁性の支持薄板１７に設計通りに高精度に形成されて、プローブ２０とプローブ支持基板１０との絶縁性が十分に確保されると共に絶縁性が経時的に安定化さし、延いては信頼性の高いプローブカードを得ることができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、第６の工程ではサンドブラスト処理によって絶縁性の支持薄板に１７に位置決め孔１７Ａを形成するため、位置決め孔１７Ａをより高精度に形成することができる。また、第１の工程ではエッチング処理によって第１、第２、第３の金属薄板１１、１３、１４の孔１１Ａ、１３Ａ、１４Ａ等の孔を形成するため、孔明け加工に要する時間及び工数を削減して製造コストを低減することができる。
【００３８】
尚、本発明は、上記実施形態に何ら制限されるものではなく、必要に応じて各構成要素を設計変更することができる。例えば、プローブ２０が接触部２０Ａ、支持部２０Ｂ、リード部２０Ｃ及び突起部２０Ｄを有するものについて説明したが、プローブ支持基板の貫通孔を貫通するプローブであれば、他のタイプのプローブであっても良い。また、上記実施形態では、サンドブラスト処理によって支持薄板１７に位置決め孔１７Ａを設ける場合について説明したが、その他ドリル加工等の孔明け加工を用いても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１０ プローブ支持基板
１１ 第１の金属薄板
１１Ａ 孔
１２ 第１の積層体
１３ 第２の金属薄板
１４ 第３の金属薄板
１４Ａ 孔
１５ 第２の積層体
１６ 絶縁被膜
１７ 絶縁性の支持薄板
１７Ａ 位置決め孔
２０ プローブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体の電気的特性検査に用いられる複数のプローブをそれぞれ所定の配列パターンで支持する複数の貫通孔を有するプローブ支持基板において、複数の金属薄板が積層され且つ互いに接合された積層体と、上記積層体の主面に形成されて上記複数のプローブを上記積層体から電気的に絶縁する絶縁被膜と、を備え、上記複数の金属薄板のうちの少なくとも一枚の金属薄板には、上記プローブを摺動可能に支持し且つ上記プローブの支持位置を決める位置決め孔を有する絶縁性の支持薄板が複数個所で一体的に形成されており、且つ、上記絶縁性の支持薄板がその両面に配置された金属薄板によって挟持されていると共に上記位置決め孔が上記貫通孔内に位置していることを特徴とするプローブ支持基板。
【請求項２】
上記絶縁性の支持薄板がセラミックによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ支持基板。
【請求項３】
上記プローブは、上記貫通孔を通る部分と、上記金属薄板に固定される部分と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプローブ支持基板。
【請求項４】
被検査体の電気的特性検査に用いられる複数のプローブをそれぞれ所定の配列パターンで支持する複数の貫通孔を有するプローブ支持基板を製造する方法であって、第１の金属薄板に上記プローブより大径の孔を上記複数のプローブの配列パターンに即して複数形成する第１の工程と、互いに対応する上記複数の大径孔同士をそれぞれ位置合わせして上記第１の金属薄板を複数枚積層して第１の積層体を得る第２の工程と、上記第１の積層体の主面に上記複数の大径孔をそれぞれ塞ぐ絶縁性の支持薄板が複数個所に配されて一体化した第２の金属薄板を積層する第３の工程と、上記第２の金属薄板に少なくとも一枚の第３の金属薄板を積層して上記第１の金属薄板１１と上記少なくとも一枚の第３の金属薄板とで上記大径孔以外の部分で上記絶縁性の支持薄板を挟んで第２の積層体を得る第４の工程と、上記第２の積層体を加熱、加圧して上記複数の第１の金属薄板と上記第２、第３の金属薄板をそれぞれ互いに接合する第５の工程と、上記複数のプローブの支持位置を決める位置決め孔を、上記複数個所の絶縁性の支持薄板の上記複数の大径孔を塞ぐ位置に上記プローブが摺動する大きさで設ける第６の工程と、を備えていることを特徴とするプローブ支持基板の製造方法。
【請求項５】
第６の工程では、ブラスト処理によって上記位置決め孔を上記絶縁性の支持薄板に形成することを特徴とする請求項４に記載のプローブ支持基板の製造方法。
【請求項６】
上記第１の金属薄板の複数の大径孔をそれぞれエッチング処理によって形成することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のプローブ支持基板の製造方法。
【請求項１】
被検査体の電気的特性検査に用いられる複数のプローブをそれぞれ所定の配列パターンで支持する複数の貫通孔を有するプローブ支持基板において、複数の金属薄板が積層され且つ互いに接合された積層体と、上記積層体の主面に形成されて上記複数のプローブを上記積層体から電気的に絶縁する絶縁被膜と、を備え、上記複数の金属薄板のうちの少なくとも一枚の金属薄板には、上記プローブを摺動可能に支持し且つ上記プローブの支持位置を決める位置決め孔を有する絶縁性の支持薄板が複数個所で一体的に形成されており、且つ、上記絶縁性の支持薄板がその両面に配置された金属薄板によって挟持されていると共に上記位置決め孔が上記貫通孔内に位置していることを特徴とするプローブ支持基板。
【請求項２】
上記絶縁性の支持薄板がセラミックによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ支持基板。
【請求項３】
上記プローブは、上記貫通孔を通る部分と、上記金属薄板に固定される部分と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプローブ支持基板。
【請求項４】
被検査体の電気的特性検査に用いられる複数のプローブをそれぞれ所定の配列パターンで支持する複数の貫通孔を有するプローブ支持基板を製造する方法であって、第１の金属薄板に上記プローブより大径の孔を上記複数のプローブの配列パターンに即して複数形成する第１の工程と、互いに対応する上記複数の大径孔同士をそれぞれ位置合わせして上記第１の金属薄板を複数枚積層して第１の積層体を得る第２の工程と、上記第１の積層体の主面に上記複数の大径孔をそれぞれ塞ぐ絶縁性の支持薄板が複数個所に配されて一体化した第２の金属薄板を積層する第３の工程と、上記第２の金属薄板に少なくとも一枚の第３の金属薄板を積層して上記第１の金属薄板１１と上記少なくとも一枚の第３の金属薄板とで上記大径孔以外の部分で上記絶縁性の支持薄板を挟んで第２の積層体を得る第４の工程と、上記第２の積層体を加熱、加圧して上記複数の第１の金属薄板と上記第２、第３の金属薄板をそれぞれ互いに接合する第５の工程と、上記複数のプローブの支持位置を決める位置決め孔を、上記複数個所の絶縁性の支持薄板の上記複数の大径孔を塞ぐ位置に上記プローブが摺動する大きさで設ける第６の工程と、を備えていることを特徴とするプローブ支持基板の製造方法。
【請求項５】
第６の工程では、ブラスト処理によって上記位置決め孔を上記絶縁性の支持薄板に形成することを特徴とする請求項４に記載のプローブ支持基板の製造方法。
【請求項６】
上記第１の金属薄板の複数の大径孔をそれぞれエッチング処理によって形成することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のプローブ支持基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２９３１（Ｐ２０１３−２９３１Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３３７５５（Ｐ２０１１−１３３７５５）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（３０７００９０３４）株式会社ＷＥＬＣＯＮ (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（３０７００９０３４）株式会社ＷＥＬＣＯＮ (7)
【Ｆターム（参考）】
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