探針卡及探針卡的製造方法
2023-05-07 18:07:41 1
專利名稱：探針卡及探針卡的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種進行未封裝的晶片的電特性試驗的晶片試驗裝置(晶片探針)所具有的探針卡。
特別涉及探針卡及探針卡的製造方法，採用矽、鎳等，微細形成與晶片的電極接觸的探針，同時通過在搭載、固定該探針的基板上，形成高精度平坦化處理的平坦部，不需要複雜的結構等，就能夠消除針高度的偏差，高密度且高精度配設微小探針。
背景技術：
一般，對於多個形成在晶片(半導體基板)上的半導體器件晶片，在被裁斷成各個晶片、封裝之前的晶片狀態下，也就是在半成品狀態下，進行各器件的電特性等的試驗。如此的半成品狀態的晶片的試驗，採用具有探針卡的稱為晶片探針的晶片試驗裝置進行，該探針卡具有與晶片的電極接觸外加測試信號的探針。
圖13是示意表示具有以往的探針卡的晶片試驗裝置的主視圖。如該圖所示，以往的晶片試驗裝置，具有搭載試驗對象晶片103的晶片臺104，同時以位於該晶片臺104的上方的方式具有探針卡101。
探針卡101，具有由傳送外加給晶片103上的各晶片的規定測試信號的印刷基板等構成的基板102和配設、固定在該基板102上的多個探針120。
晶片臺104，被三維方向(圖13所示的箭頭方向)驅動控制，以使搭載的晶片103的規定電極與探針卡101的規定探針120接觸。
在由如此的構成形成的以往的晶片試驗裝置中，通過驅動控制晶片臺104，使探針卡101的探針120與晶片103上的規定晶片電極接觸。然後，藉助探針卡101的基板102，從試驗裝置向晶片103的電極外加測試信號，就晶片103上的各器件晶片，進行規定的電特性試驗。
此處，在以往的晶片試驗裝置中，如圖13所示，探針卡101所具有的探針120，例如採用所謂的懸臂式(cantilevered懸臂型)的探針結構，其由鎢等金屬制針構成，該金屬制針彎曲形成L字狀，多根配設在形成平面圓盤狀的基板102上，用樹脂130固定。
關於懸臂式的探針，以頂端側的針高(圖13所示箭頭h)達到大約10mm左右，彎曲形成總長大約30～50mm的金屬制針，即使在與晶片103的電極接觸的針高存在偏差，也能夠在針的彈性範圍內例如幾μm內，吸收偏差。此外，如此的懸臂式的探針，都能夠在基板上手工配設多根(例如幾百根)探針，用粘合劑等固定。
但是，在具有如此的懸臂式的探針的以往的探針卡中，出現不能與近年來高密度化、微細化的晶片試驗對應的問題。近年來，半導體器件的微小化、高密度化的進展顯著，各晶片上的電極、尺寸、間隔都達到極微細化(例如，電極的一邊大約為60μm～100μm，間距大約為100μm～200μm)。
在以往的探針卡中，除懸臂式的探針自身的直徑大約在250μm左右外，由於探針的安裝都用手工進行，不可能以微細的間隔在基板上安裝多根探針。因此，採用懸臂式的探針卡，不能試驗近年來高密度化、微細化的晶片。
而且，採用懸臂式的探針卡，由於針的總長具有30～50mm左右的長度，還存在惡化高頻特性的問題。
因此，為解決如此的以往的探針卡的問題，提出了代替懸臂式的探針卡，在形成規定圖形布線的具有可撓性的薄膜上，形成多個電極突起的，即所謂的薄膜型的探針卡(例如，參照下列專利文獻1～4。)。
如果採用如此的薄膜型的探針卡，由於能夠微細加工形成在薄膜上的電極突起，因此也能夠與微細化、高密度化的晶片的試驗對應。
專利文獻1特開平1-128381號公報(第4頁、第12圖)專利文獻2特開平5-215775號公報(第3～4頁、第2圖)專利文獻3特開平7-007056號公報(第4～5頁、第1圖)專利文獻4特開平8-083824號公報(第5～6頁、第3圖)但是，如此的薄膜型的探針卡，要求具有電極突起的薄膜、保持其的保持結構以及向晶片側對薄膜施加壓力的加壓手段等複雜且多種構成要素。
因此，探針卡和晶片試驗裝置，與以往的懸臂型相比，複雜化、大型化，也增加製造成本。
本發明者，想到通過刻蝕加工矽，或採用鎳鍍膜等，能夠形成長度大約1mm～2mm左右的微細針，不利用上述的薄膜結構，高密度、高精度形成微細的探針。可是，其後想到，即使能夠微細、高精度地形成微細的探針，因只在基板上組裝微細的探針，基板的凹凸會使探針的針高不均勻。
一般，基板的表面，例如在是印刷基板的情況下，通常在大約0.1mm～0.3mm左右的範圍內，連續出現平緩的凹凸。因此，如果在如此的基板的表面上組裝長度大約1mm～2mm左右的微細的探針，因基板的凹凸，針高出現偏差。而且，採用微小針頭的探針，不可能像以往的懸臂型的針那樣，在彈性範圍內吸收偏差。
發明內容
為此，本發明者，經過深入研究，結果製作出本發明的探針卡，能夠解決如此基板的凹凸問題，能夠高密度組裝微細的探針。
即，本發明是為解決上述以往技術存在的問題而提出的，目的是提供一種探針卡及探針卡的製造方法，採用矽、鎳等，微細形成與晶片的電極接觸的探針，同時通過在搭載、固定該探針的基板上，形成高精度平坦化處理的平坦部，不需要複雜的結構等，就能夠針高度無偏差地高密度且高精度配設微小探針。
本發明之一的探針卡，是設置在晶片試驗裝置上的探針卡，包括基板，具有傳送外加給作為試驗對象的晶片的測試信號的布線圖形；探針，配設該基板上，與上述表面布線圖形連接，與上述晶片電極接觸；平坦部，形成在基板的表面，表面被平坦化；形成探針搭載在平坦部上的構成。
如果採用如此構成的本發明的探針卡，通過例如用鎳、矽等形成與晶片電極接觸的探針，能夠高精度形成針長大約1mm～2mm左右的微細針，並且，能夠以微小的間隔高密度形成多根針。此外，通過在搭載該探針的基板上，形成平坦化處理的平坦部，能夠將探針的搭載面設定成平面度大約10μm以下的平坦面。
由此，即使在基板的表面存在凹凸、高低差等，也無針高度的偏差，能夠在基板上配設、固定微小的探針。
因此，如果採用本發明，能夠利用簡易的結構，實現具有微細、高精度形成的探針的探針卡，確實能夠進行近年來高密度化的晶片的試驗。此外，通過具有本發明的探針卡，不需要以往的薄膜結構那樣的複雜的結構等，能夠防止裝置整體大型化，提供低成本的晶片試驗裝置。
具體是，本發明之二的探針卡，能夠形成通過研磨表面，使平坦部平坦化的構成。如此，如果採用本發明，通過研磨處理印刷基板等基板的表面的平坦部，能夠高精度平坦化。由此，通過在基板的表面上疊加鍍層等，並對其進行研磨，能夠容易且高精度形成本發明的平坦部，也不需要高價的材料或複雜的裝置等，就能夠廉價地實現本發明的探針卡。此處，研磨處理，可利用例如晶片或DVD盤的製造等所用的拋光研磨進行。
此外，本發明之三的探針卡，能夠形成基板具有形成在表面上的組合部，平坦部形成在基板的組合部的表面上的構成。如此，如果採用本發明，對於具有組合部的基板，也能夠形成本發明的平坦部。一般，例如在間隔寬100μm左右高密度化印刷基板的布線圖形的時候，在基板的表面疊層組合基板(組合部)。此外，在本發明中，即使對於具有如此的組合部的基板，也能夠形成平坦部，能夠使探針卡更加高密度化、高精度化。因此，如此在是具有組合部的基板的情況下，形成本發明的平坦部的布線圖形是指組合部的布線圖形。另外，本發明當然也能夠適用於不具有組合部的基板。
另外，本發明之四的探針卡，平坦部能夠在上述布線圖形上，沿該布線圖形形成。如此，在本發明中，能夠在連接探針的布線圖形上，沿該布線圖形，形成本發明的平坦部。由此，例如，如果由導電性構件構成平坦部，能夠高精度平坦化布線圖形本體，不用何等變更基板或探針的構成，就能夠實現本發明的探針卡。另外，通過如此平坦化布線圖形，能夠提供一種通用性優良的探針卡，在探針的組裝結構方面，也與採用不具有平坦部的通常的探針卡時同樣，能夠直接將本發明的探針卡用於現有的試驗裝置或組裝工序等。
另外，本發明之五的探針卡，能夠通過形成在基板上的鍍層構成平坦部。如此，在本發明中，能夠通過例如鎳鍍層等形成平坦部。此外，通過研磨加工鍍層的表面，能夠容易使其平坦化。由此，能夠容易且高精度形成本發明的平坦部。特別是，通過利用具有導電性的鍍層構成平坦部，沿基板的布線圖形形成平坦部，能夠高精度平坦化布線圖形本體，不用何等變更基板或探針的構成，就能夠實現微細、高精度的探針的組裝結構。
另外，本發明之六的探針卡，能夠通過形成在基板上的掩模層構成平坦部。如此，在本發明中，能夠通過例如金屬掩模或網狀掩模層等構成的掩模層形成平坦部。此外，通過研磨加工掩模層的表面，能夠容易使其平坦化。由此，能夠容易且高精度形成本發明的平坦部。特別是，通過利用掩模層構成平坦部，能夠將平坦部形成在基板的表面擴展的平面狀，能夠謀求探針組裝的簡易化。
另外，本發明之七的探針卡，能夠通過形成在基板上的組合層構成平坦部。如此，在本發明中，在基板的表面上具有組合層(組合部)的情況下，通過研磨處理組合層，能夠直接在組合層上形成本發明的平坦部。如此，通過直接研磨組合層，形成平坦部，與用掩模構成平坦部時同樣，能夠將本發明的平坦部形成在基板的表面擴展的平面狀。此外，通過如此在組合層上直接形成平坦部，能夠更容易且更高效地形成本發明的平坦部。可以使探針整體的薄型化和輕量化。
另外，本發明之八的探針卡，能夠形成在與基板不同的別的物體上形成探針，組裝在平坦部上的構成。特別是，本發明之九的探針卡，能夠將探針形成具有基部和從該基部梳形狀突出的多個針部的構成。本發明之十的探針卡，探針能夠形成由形成針形狀的矽和形成在該矽的表面的導體圖形組成的構成。如此，如果採用本發明，通過刻蝕加工矽，能夠高精度且微細地形成與基板不同的物體上的探針。由此，能夠容易且微細地形成適合具有平坦部的本發明的探針卡的微細探針。此外，通過將微細的針形成具有多根的梳形狀(指狀)，用一次作業，能夠在基板上組裝多根探針，極容易進行探針的組裝作業，能夠容易且高效地製造形成本發明的探針卡。另外，形成在與基板不同的物體的矽制等探針，當然也能夠形成一根一根的單體，此時，當然也能夠用於具有本發明的平坦部的探針卡。
另外，本發明之十一的探針卡，能夠在平坦部的表面上直接形成探針。另外，本發明之十二的探針卡，探針能夠以針形狀鍍層形成在平坦部的表面上。如此，如果採用本發明，通過例如鎳鍍層加工等，能夠在平坦部上直接形成高精度且微細的探針。基於鍍層加工的探針通過在平坦部上多次反覆進行掩模和鍍層可以容易以高精度形成微細的鍍層針。由此，能夠容易且微細地形成適合具有平坦部的本發明的探針卡的微細探針。此外，如此，通過利用鍍層加工，在平坦部上直接形成探針，能夠不需要基板上的組裝作業或布線圖形等的連接作業，能夠容易且高效地製造本發明的探針卡。
另外，本發明之十三的探針卡的製造方法，是在包括具有傳送外加給作為試驗對象的晶片的測試信號的布線圖形的基板以及配設該基板上、與上述布線圖形連接並與晶片電極接觸的探針的探針卡的基板的表面上，形成使搭載探針的表面平坦化的平坦部的探針卡製造方法，具有在形成規定布線圖形的基板上形成掩模的工序；在掩模的規定位置形成開口部的工序；鍍膜開口部的工序；研磨掩模的表面使其平坦化的工序。此外，本發明之十四的方法，在研磨掩模的表面進行平坦化工序之後，還具有剝離上述掩模的工序。如此，如果採用本發明，通過掩模處理、圖形化處理、鍍層處理等，能夠在基板的布線圖形上等所要求的位置，容易且高精度地形成本發明的平坦部。然後，通過採用拋光研磨等，使平坦部的表面高精度平坦化，能夠易於製造本發明的探針卡。另外，在通過修正基板表面的凹凸、高低差等，只要能夠形成平面度高的平坦部，也可以採用其他方法、工序。
此外，本發明之十五的探針卡的製造方法，是在包括具有傳送外加給作為試驗對象的晶片的測試信號的布線圖形的基板以及配設該基板上、與上述布線圖形連接並與晶片電極接觸的探針的探針卡的基板的表面上，使搭載探針的表面平坦化而具有平坦部的探針卡製造方法，具有在形成規定布線圖形的基板上形成組合部的工序；研磨組合部的表面使其平坦化的工序。如此，如果採用本發明，通過在基板表面形成組合部(組合層)，同時研磨處理該組合部，能夠在組合層上直接形成表面高精度平面化的平坦部。如此，通過在組合部直接形成平坦部，能夠更容易且更高效地製造具有平坦部的探針卡。
圖1是示意表示具有本發明的實施方式1的探針卡的晶片試驗裝置的主視圖。
圖2模式表示使本發明的實施方式1的探針卡的上下反轉的狀態，(a)是要部放大主視圖，(b)是相同的立體圖。
圖3是示意表示成為本發明的實施方式1的探針卡的基底的基板及組合基板的剖面圖。
圖4模式表示形成本發明的實施方式1的探針卡的平坦部的組合基板，(a)是示意俯視圖，(b)是形成平坦部前的(a)的A-A線剖面圖，(c)是形成平坦部後的(a)的A-A線剖面圖。
圖5是模式表示使本發明的實施方式1的變形例的探針卡的上下反轉的狀態，(a)是要部放大主視圖，(b)是相同的立體圖。
圖6是表示本發明的實施方式1的探針卡的平坦部的一製造工序的說明圖。
圖7是表示本發明的實施方式1的探針卡的平坦部的一製造工序的說明圖。
圖8是表示本發明的實施方式1的探針卡的平坦部的一製造工序的變更例的說明圖。
圖9是表示本發明的實施方式1的探針卡的平坦部的一製造工序的變更例的說明圖。
圖10是表示本發明的實施方式1的探針卡的平坦部的一製造工序的其他變更例的說明圖。
圖11模式表示使本發明的實施方式2的探針卡的上下反轉的狀態，(a)是要部放大主視圖，(b)是相同的立體圖。
圖12示意表示形成在本發明的實施方式2的探針卡上的探針，(a)是俯視圖，(b)是主視圖，(c)是左側面圖。
圖13是示意表示具有以往的探針卡的晶片試驗裝置的主視圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖，說明本發明的探針卡的優選實施方式。
實施方式1首先，參照圖1～圖9，說明本發明的探針卡的實施方式1。
晶片試驗裝置圖1是示意表示具有本發明的實施方式1的探針卡的晶片試驗裝置的主視圖。
晶片試驗裝置，是在將多個形成在晶片(半導體基板)上的半導體器件晶片，裁斷成各個晶片、封裝之前的晶片狀態，也就是在半成品狀態下，試驗各器件的電特性等的裝置，也稱為晶片探針。具體如圖1所示，晶片試驗裝置，具有搭載試驗對象晶片3的晶片臺4，同時以位於該晶片臺4的上方的方式，具有本實施方式的探針卡1。
探針卡1，在由傳送外加給晶片3上的晶片的規定測試信號的印刷基板等構成的基板2上，具有多根探針20。探針卡1的詳細情況如後述。
晶片臺4是試驗對象晶片3的搭載臺，被三維方向(圖1所示的箭頭方向)驅動控制，以使搭載的晶片3的規定電極與探針卡1的規定探針20接觸。另外，在晶片試驗裝置中，通過驅動控制晶片臺4，使探針卡1的探針20與晶片3的規定晶片電極接觸，藉助探針卡1的基板2，從試驗裝置向晶片3的電極外加測試信號。由此，對形成在晶片3上的各器件晶片，進行規定的電特性試驗。
探針卡圖2模式表示本實施方式的探針卡，上下反轉狀態的(a)是要部放大主視圖，(b)是相同的立體圖。如該圖所示，探針卡1具有成為基底的基板2和組合基板10及探針20。
基板2由印刷基板等構成，形成為構成探針卡1的本體的圓盤狀，在表面上，形成傳送外加給晶片3的測試信號的布線圖形(參照圖3所示的布線圖形2a)。在該布線圖形，能夠從未圖示的試驗裝置的信號發生器等外加測試信號。此外，在本實施方式中，在基板2的表面形成組合基板(組合部)10。另外，本實施方式的基板2，形成中央部凸狀突出的帶臺階形狀(參照圖1)，這是為與安裝探針卡1的未圖示的試驗裝置側的結構對應，該帶臺階形狀不是特別必需的。因此，當然也可以形成通常的平板狀。
圖3是示意表示本實施方式的探針卡1的基板2及組合基板10的剖面圖。如該圖所示，組合基板10，在成為基底的基板2的表面上，形成交替任意層數疊層絕緣層和導體層的多層基板(圖3中為2層)。
一般，組合基板，例如在以間隔寬100μm左右對印刷基板的布線圖形進行高密度化的情況下，為在基板表面疊層形成的多層基板。在本實施方式中，通過在探針卡1的基板2上具有組合基板10，可以謀求探針卡1的高密度化。
另外，在該組合基板10的表面的布線圖形(參照圖3所示的表面布線圖形11)上，形成表面平坦化的平坦部12。
圖4表示形成平坦部12的組合基板10的俯視圖(圖4(a))及剖面圖(圖4(b)、(c))。如該圖(b)所示，組合基板10(及基板2)的表面，形成平緩的凹凸連續的形狀，通常存在大約0.1mm～0.3mm範圍的高低差。因此，在直接在如此的組合基板10的表面上組裝微細的探針20的時候，因組合基板10的凹凸，產生針高度偏差。而且，用微小的探針20，也難於在彈性範圍內吸收偏差。因此，在本實施方式中，如圖4(c)所示，在組合基板10的表面，形成高精度平坦化處理的平坦部12。
具體是，本實施方式的平坦部12，由鍍層形成在組合基板10的表面上的鎳鍍層構成。另外，通過研磨該鎳鍍層的表面，能夠形成平坦化的平坦部12。如此，通過利用鎳鍍層等形成平坦部12，研磨加工鍍層表面等，能夠形成平面度大約10μm以下的高精度平坦化的平坦部12(參照後述的圖6及圖7)。
另外，平坦部12，除鍍層外，也能夠由形成在基板表面上的掩模層構成(參照圖8及圖9)。此外，平坦部12，除由鍍層或掩模層形成外，也可以通過直接研磨處理基板2上的組合基板10來形成(參照圖10)。
此處，作為使平坦部12平坦化的研磨方法，例如，能夠採用拋光研磨。拋光研磨是精密加工的一種，是用於需要研削以上的精密度時的研磨方法，例如用於晶片或DVD盤、透鏡、稜鏡等光學玻璃製品等的精密加工。
具體是，拋光研磨，通過在稱為拋光的工具和被研磨對象的之間，加入加工液(拋光液)及由砂粒構成的拋光劑，進行滑動，利用兩者間的摩擦作用，形成良好的光滑面。
作為用於拋光研磨的拋光劑，一般採用砂粒與氧化鋁粉末、碳化矽粉末、金剛石粉末等，拋光液與輕油、潤滑油、機油等混合在一起使用。此外，拋光研磨，採用專用的拋光碟進行，同時也可以手工進行。
通過採用這種拋光研磨，可以以高精度的平面度對本實施方式的由鍍層構成的平坦部12進行平坦化。
此外，平坦部12，在本實施方式中，在組合基板10的表面布線圖形11上，沿該表面布線圖形11形成(參照圖2(b))。如此，通過沿該表面布線圖形11疊層形成平坦部12，能夠得到與利用由鎳等導電性構件構成的平坦部12，平坦化布線圖形本體時同樣的結果，能夠在不變化組合基板10或基板2、探針20的構成的情況下，實現本實施方式的探針卡1。因此，在探針20的組裝結構方面，也能夠與不具有平坦部12的通常的探針卡1時同樣，能夠在現有的試驗裝置或組裝工序等上，直接使用本實施方式的探針卡1。另外，平坦部12，不限定於沿圖2(b)所示的布線圖形11形成的情況，例如，如後述，在利用掩模構成平坦部12時或在組合基板10上直接形成平坦部12時，都能夠遍及組合基板10(或基板2)的整個表面地，平面狀形成平坦部12(參照圖8～圖10)。
另外，在該平坦部12上搭載探針20。
探針20，是經過組合基板10，與基板2布線圖形連接，與試驗對象晶片3的電極接觸的探針。本實施方式的探針20，如圖2所示，形成與基板2(及組合基板10)不同的物體上，組裝在平坦部12上，用粘合劑23等固定。具體是，探針20，形成具有基部21和從基部21突出的多個針部22的梳形狀。
基部21，連結多個針部22，同時基部底面形成從組合基板10的表面，按規定角度揚起探針20的形狀。此外，該基部底面側，形成充填粘結用的粘合劑23的空間。
針部22，多根突出地從基部21形成梳形狀(指狀)，具體是，幾百根地形成總長大約1mm～2mm左右的針部22。另外，通過該針部22從組合基板10的表面突出，能得到針高(圖1所示的箭頭h)1mm以下的探針20。
如此，通過將探針20形成多根具有微細的針部22的梳形狀，用一次作業，能夠在基板2(組合基板10)上組裝多根探針(針部22)。另外，針部22的數目或針長，當然能夠與試驗對象晶片3的電極數或間距、搭載的基板2或組合基板10的布線圖形等對應地，適宜變更。
在本實施方式中，通過刻蝕加工矽，形成探針20。具體是，與按半導體的製造方法使用時同樣，通過刻蝕，將矽晶片的兩面形成規定的形狀(在本實施方式中形成梳形狀的針形狀)。
此外，在梳形狀的矽本體的表面，作為絕緣層形成矽氧化膜。由此，絕緣各針部22。此外，在由矽氧化膜絕緣的各針部22的表面，分別形成由導電性金屬等構成的導體圖形22a。如此，通過刻蝕加工矽，能夠在與基板不同的物體上高精度且微細地形成梳形狀的探針20，能夠容易且高精度地形成適合搭載在上述高精度平坦化的平坦部12上的微細探針。
另外，該探針20搭載在平坦化處理後的平坦部12上，通過粘合劑23粘接在組合基板10的表面，連接在該組合基板10的表面布線圖形11上。探針20和組合基板10的表面布線圖形11，如圖2所示，通過接合線24連接。接合線24是通過軟釺焊等固定在各針部22的表面的導體圖形22a及組合基板10的表面布線圖形11上的線，能夠電連接各針部22的表面的導體圖形22a及組合基板10的表面布線圖形11。由此，探針20的各針部22，經過組合基板10，與基板2的布線圖形2a連接，能夠從試驗裝置對晶片3的電極外加測試信號。
另外，探針部20和組合基板10的表面布線圖形11的連接，除採用圖2所示的接合線24外，也可以採用軟釺焊等其他手段。圖5表示探針20和表面布線圖形11的連接狀態的變形例。如該圖所示，探針部20和組合基板10的表面布線圖形11，也可以採用軟焊料連接(圖5的軟焊料部25)。此種情況下，也能夠電連接探針部20和表面布線圖形11。此外，在利用該軟焊料25連接時，由於能夠省略接合線24，因此能夠更容易且高效地進行連接作業。如此，探針部20和表面布線圖形11的連接，在無障礙地傳送外加給晶片3的測試信號的範圍內，採用哪種方式都可以。
探針卡的製造方法下面，參照圖6及圖7，說明在由以上構成組成的本實施方式的組合基板10的表面形成平坦部12的探針卡的製造方法。圖6(a)～(d)及圖7(a)～(c)是表示本實施方式的探針卡的平坦部的一製造工序的說明圖。
首先，準備形成規定的布線圖形11的組合基板10(參照圖6(a))，在該組合基板10的表面形成掩模14(參照圖6(b))。此處，掩模14，可以採用例如銅、不鏽鋼、鎳等金屬箔的金屬掩模，及採用將樹脂纖維或金屬絲織成網格狀的網格掩模等。
下面，對掩模14進行圖形化，形成開口部14a(參照圖6(c))。在本實施方式中，在與組合基板10的表面布線圖形11對應的位置，沿該表面布線圖形11形成開口部14a。此處，開口部14a，通過刻蝕掩模14，能夠圖案形成所要求的位置、形狀等。
然後，對該開口部14a進行鍍鎳(參照圖6(d))。
由此，能夠形成未平坦化的平坦部12。
然後，研磨鍍鎳的掩模14的表面，進行平坦化(參照圖7(a))。此處，作為研磨方法，如上述所述，優選採用拋光研磨。研磨結束後，剝離掩模14(參照圖7(b))。由此，在組合基板10的表面布線圖形11上，形成平坦化處理的平坦部12。
然後，能夠在該平坦部12上搭載探針20(參照圖7(c))。搭載在平坦部12上的探針20，利用粘合劑23粘接，此外，通過接合線24與組合基板10的表面布線圖形11連接。
由此，結束從組合基板10的表面，以1mm以下的針高度(圖1所示的箭頭h)，突出探針20的本實施方式的探針卡1的製造。如此，如果採用本實施方式的探針卡的製造方法，通過掩模處理、圖案處理、鍍層處理等，能夠在組合基板10的表面布線圖形11上等所要求的位置，容易且高精度地形成本發明的平坦部。然後，通過採用拋光研磨等，能夠使平坦部的表面高精度平面化。
在以上的製造方法中，掩模14隻用於形成鍍層布線圖形，在進行了利用研磨的平坦化處理後被剝離(參照圖7(b))，但也可以省略掩模14的剝離工序，在組合基板10(或基板2)的表面殘留掩模14，作為平坦部12，用作探針20的基座。圖8(a)～(e)及圖9，是表示將如此的掩模14用作平坦部12時的製造工序的說明圖。
如這些圖所示，在將掩模14用作平坦部12的時候，與圖6、圖7所示時同樣，首先，準備形成規定的布線圖形11的組合基板10(參照圖8(a))，在該組合基板10的表面形成掩模14(參照圖8(b))。
掩模14，如上所述，可以採用例如銅、不鏽鋼、鎳等金屬箔的金屬掩模，及採用將樹脂纖維或金屬絲織成網格狀的網格掩模等。
下面，對掩模14進行圖形化，形成開口部14a(參照圖8(c))。在圖8所示的情況下，不同於上述圖6的情況，開口部14a不需要沿組合基板10的表面布線圖形11形成，至少可以以能與表面布線圖形11的一部分導通的方式形成。通過對該開口部14a進行鍍鎳，形成從表面布線圖形11到掩模14的表面電導通的導通層11a(參照圖8(d))。
研磨如此形成有導通層11a的掩模14的表面，進行平坦化(參照圖8(e))。另外，作為研磨方法，與上述圖7時同樣，優選採用拋光研磨。
由此，在組合基板10的表面上，形成平坦化處理掩模14(及導通層11a)的平坦部12。此外，如此，能夠在由掩模14構成的平坦部12上搭載探針20(參照圖9)。搭載在平坦部12上的探針20，利用粘合劑23粘接，此外，通過接合線24與組合基板10的表面布線圖形11導通的導通層11a連接。
由此，結束將掩模14用作平坦部12的本實施方式的探針卡1的製造。如此，如果通過掩模14構成平坦部12，如圖9所示，能夠遍及組合基板10(或基板2)的整個表面地，平面狀形成平坦部12。
如此，在不剝離掩模14，經過平坦化處理構成平坦部12的時候，也能夠容易形成高精度平面化的平坦部12，與採用圖6、圖7所示的製造方法時同樣，能夠容易得到高精度的探針卡。另外，由掩模14構成的平坦部12，不僅形成在組合基板10的表面，而且也能夠直接形成在不具有組合基板10的基板2的表面上，此時，效果與由上述鍍層構成平坦部12時同樣。
此外，平坦部12，除由上述鍍層或掩模層形成外，也可以通過直接研磨基板2的組合基板10來形成。
圖10(a)～(e)是表示在組合基板10上直接形成平坦部12時的製造工序的說明圖。如該圖所示，當在組合基板10上直接形成平坦部12的時候，首先，在具有規定的布線圖形2a的基板2的表面上(參照圖10(a))，如圖3所示，形成交替疊層絕緣層和導體層的組合基板10(參照圖10(b)～(c))。
在組合基板10的絕緣層上，通過通孔10a，形成布線圖形11，與基板2的布線圖形2a連接。然後，研磨如此疊層形成在基板2的表面上的(圖10中為一層)組合基板10的表面，使其平坦化(參照圖10(e))。研磨方法，與研磨上述鍍層、掩模層時同樣，優選採用拋光研磨。
由此，作為高精度平坦化的平坦部12，形成組合基板10的表面。因此，通過在平坦部12上搭載探針20，藉助布線圖形11和接合線等進行電連接，能夠將探針20直接組裝在由組合基板10構成的平坦部12上。
如此，平坦部12，也能夠直接形成在組合基板10上，如果如此，與上述通過掩模層構成平坦部12時同樣，能夠在基板2(組合基板10)的表面上，以平面擴展的方式形成平坦部12。此外，通過如此直接在組合基板10上形成平坦部12，能夠更容易且高效地進行平坦部12的製造，此外，也能夠謀求探針卡整體的薄型化或輕量化。
綜上所述，如果採用本實施方式的探針卡及探針卡的製造方法，例如通過利用矽形成與試驗對象晶片3的電極接觸的探針20，能夠高精度地形成針長大約1mm～2mm左右的微細針，並且，能夠以微小的間隔多根地形成多根針。另外，通過在搭載該探針20的基板2的組合基板10上，形成利用拋光研磨平坦化處理的平坦部12，能夠將探針20的搭載面形成平面度大約10μm以下的高精度的平坦面。
由此，即使在基板2的表面存在凹凸，也能夠消除針高度的偏差，能夠在基板2上配設、固定針高度1mm以下的微小的探針20。因此，如果採用本實施方式，不需要像以往的薄膜結構那樣的複雜結構等，就能夠實現具有微細、高精度形成的探針20的探針卡1，能夠提供一種裝置整體不需要大型化、複雜化的低成本晶片試驗裝置。
實施方式2下面，參照圖11及圖12，說明本發明的探針卡的實施方式2。
圖11模式表示使本發明的實施方式2的探針卡的上下反轉的狀態，(a)是要部放大主視圖，(b)是相同的立體圖。
圖12示意表示形成在本發明的實施方式2的探針卡上的探針，(a)是俯視圖，(b)是主視圖，(c)是左側面圖。
如上述圖所示，本實施方式的探針卡，是上述實施方式1的變形實施方式，作為搭載在平坦部上的探針，代替實施方式1中的形成梳形狀的矽制的探針，採用鍍鎳制的探針。因此，其他的構成部分，與實施方式1相同，對於相同的構成部分，在圖中附加與實施方式1相同的符號，並省略詳細的說明。
如圖11所示，本實施方式的探針卡1，為探針20直接形成在平坦部12的表面上的構成。
在本實施方式中，通過鍍鎳加工，在平坦部12的表面上，針形狀形成探針20。具體是，通過在平坦部12上多次重複形成掩模及鍍層，能夠形成圖11所示的探針20。
首先，在平坦部12上，按每個表面布線圖形11，形成基部21，然後，在各基部21上，形成與基板2(組合基板10)的表面平行突出的針部22。此外，在針部22的頂端，形成成為接觸部的突起22b。由此，在平坦部12上，能夠直接形成相互獨立的探針20。
如此，通過鍍鎳加工形成的探針20，例如，如圖12所示，是針部22的總長大約2mm～3mm、總寬大約100μm(參照圖12(a))、基部21的高度大約150μm(參照圖12(b))、此外針部頂端的突起22b的高度大約50μm的微細探針20，能夠按大約100μm的間距等形成、搭載在平坦部12上。由此，與實施方式1同樣，能夠容易且高精度地形成適合具有平坦部12的探針卡1的微細探針20。此外，在通過如此鍍層加工，在平坦部12上直接形成探針20的本實施方式中，不需要探針20的組裝作業和與布線圖形的連接作業，能夠更容易且更高效地製造探針卡1。
另外，以上說明的本發明的探針卡，並不只限定於上述的實施方式，在本發明的範圍內，當然可以實施種種變更。例如，在上述實施方式中，作為探針的材料，以使用矽(Si)、鎳(Ni)時為例進行了說明，但只要能形成微細的探針，也可以使用其它材料。特別是，為使探針具有彈簧功能，優選具有高彈性的材料。例如，除上述的矽或鎳外，還能夠採用鈹銅(Be-Cu)或鎢(W)等。
此外，在上述實施方式中，以與布線圖形相同的形狀，在基板(組合基板)的布線圖形上形成平坦部時為例進行了說明，但並不特別限定平坦部的形成地方或形狀。因此，例如也能夠與搭載的探針的尺寸或形狀等對應地，在基板的布線圖形上以外的地方，以任意的形狀形成平坦部。
綜上所述，如果採用本發明的探針卡及探針卡的製造方法，能夠採用鎳、矽等，微細地形成與晶片的電極接觸的探針，同時能夠在搭載、固定該探針的基板上，形成高精度平坦化處理的平坦部。
由此，不需要複雜的結構等，就能夠實現針高度無偏差地高密度且高精度配設微小探針的探針卡。
權利要求
1.一種探針卡，設置在晶片試驗裝置上，其特徵在於，包括基板，具有傳送外加給作為試驗對象的晶片的測試信號的布線圖形；探針，配設該基板上，與上述布線圖形連接，與上述晶片的電極接觸；平坦部，形成在上述基板的表面，表面被平坦化；上述探針搭載在上述平坦部上。
2.如權利要求1所述的探針卡，其中，上述平坦部，通過研磨使表面平坦化。
3.如權利要求1或2所述的探針卡，其中，上述基板具有形成在表面上的組合部；上述平坦部，形成在上述基板的組合部的表面上。
4.如權利要求1～3中任何一項所述的探針卡，其中，上述平坦部，在上述布線圖形上，沿該布線圖形形成。
5.如權利要求1～4中任何一項所述的探針卡，其中，上述平坦部，由形成在上述基板上的鍍層構成。
6.如權利要求1～4中任何一項所述的探針卡，其中，上述平坦部，由形成在上述基板上的掩模層構成。
7.如權利要求1～4中任何一項所述的探針卡，其中，上述平坦部，由形成在上述基板上的組合層構成。
8.如權利要求1～7中任何一項所述的探針卡，其中，上述探針形成在與上述基板不同的物體上，被組裝在上述平坦部上。
9.如權利要求8所述的探針卡，其中，上述探針具有基部和從該基部梳形狀突出的多個針部。
10.如權利要求8或9所述的探針卡，其中，上述探針由形成針形狀的矽和形成在該矽的表面的導體圖形構成。
11.如權利要求1～7中任何一項所述的探針卡，其中，上述探針直接形成在上述平坦部的表面上。
12.如權利要求11所述的探針卡，其中，上述探針以針形狀鍍層形成在上述平坦部的表面上。
13.一種探針卡的製造方法，所述探針卡包括具有傳送外加給作為試驗對象的晶片的測試信號的布線圖形的基板以及配設在該基板上、與上述布線圖形連接並與上述晶片的電極接觸的探針，在該探針卡的上述基板的表面上，形成使搭載有上述探針的表面被平坦化的平坦部，其特徵在於，具有在形成規定布線圖形的基板上形成掩模的工序；在上述掩模的規定位置形成開口部的工序；對上述開口部進行鍍膜的工序；研磨上述掩模的表面使其平坦化的工序。
14.如權利要求13所述的探針卡的製造方法，其中，在研磨上述掩模的表面使其平坦化工序之後，還具有剝離上述掩模的工序。
15.一種探針卡的製造方法，所述探針卡包括具有傳送外加給作為試驗對象的晶片的測試信號的布線圖形的基板以及配設在該基板上、與上述布線圖形連接並與上述晶片的電極接觸的探針，在該探針卡的上述基板的表面上，形成使搭載有上述探針的表面被平坦化的平坦部，其特徵在於，具有在形成規定布線圖形的基板上形成組合部的工序；研磨上述組合部的表面使其平坦化的工序。
全文摘要
一種探針卡，不需要複雜的結構等，就能夠針高度無偏差地高密度且高精度配設微小探針。設置在晶片試驗裝置上的探針卡(1)，包括基板(10)，具有傳送外加給作為試驗對象的晶片的測試信號的布線圖形；形成在基板(2)的表面上的組合基板(10)；矽制探針(20)，配設在組合基板(10)上，與表面布線圖形(11)連接，形成梳形狀；平坦部(12)，鍍膜形成在組合基板(10)的表面布線圖形(11)上，通過研磨使表面平坦化。通過在平坦部(12)上搭載探針(20)，形成將其組裝在基板(2)上的構成。
文檔編號G01R1/073GK1623094SQ0380263
公開日2005年6月1日 申請日期2003年1月24日 優先權日2002年1月25日
發明者小嵨昭夫 申請人:株式會社愛德萬測試