JP2001174482A

JP2001174482A - 電気的特性評価用接触針、プローブ構造体、プローブカード、および電気的特性評価用接触針の製造方法

Info

Publication number: JP2001174482A
Application number: JP36331799A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Matsunaga; 範昭松永; Hideki Shibata; 英毅柴田; Nobuo Hayasaka; 伸夫早坂
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-06-29
Also published as: US6724208B2; US7032307B2; US20020127812A1; US20040196058A1

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置の高集積化に対応できるファイン
ピッチの電気的特性評価用接触針を提供する。【解決手段】半導体評価用接触針は、単結晶シリコン
（Ｓｉ）の針芯３と、この針芯３のすべての表面を覆う
導体膜４とを有する。このように構成された評価用接触
針は、半導体装置に接触する先端面とは反対側の後端面
で、直接電極７に接続される。また、各々がシリコン
（Ｓｉ）の針芯と、シリコン（Ｓｉ）針芯のすべての表
面を覆う導体膜とを有する１以上の電気的特性評価用接
触針を、対応する１以上の電極に直接接続することによ
って、ファインピッチのプローブカードが実現される。
シリコン針の底面を直接電極に接続するので、水平方向
の引き出し電極を排除することができ、針と針の間のピ
ッチを大幅に改善することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気的特性評価用
の接触針、この接触針とこれに直接接続される電極との
組み合わせから成るプローブ構造体、およびこれらの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウエハの状態で半導体集積回路の電気特
性をテストするために、評価用接触針が用いられてい
る。半導体集積回路の高密度化につれて、接触針のピッ
チも細かくせざるをえない。このような狭ピッチの接触
用接触針として、ＶＬＳ（VaporLiquid Solid：気相液
相固相）法によりシリコン（Ｓｉ）単結晶針を形成する
技術が知られている（R.S.ワングナー(Wangner)、W.C.
エリス(Ellis)共著, アプライド・フィジックス・レタ
ー、１９６４年第４巻第８９頁(Appl. Phys. Lett. 4(1
964)89.)）。これは、基板上にたとえば金（Ａｕ）など
の金属を設け、針の構成物質（Ｓｉ）を含む気相中で加
熱し、融液となった合金液相を介して固相のシリコンを
堆積させる方法である。この方法によれば、シリコンの
結晶成長を利用して、簡単に、かつ細かいピッチで精度
よくシリコン単結晶針を形成することができる。単結晶
シリコン（Ｓｉ）針は電気抵抗が高いため、通常は表面
に金（Ａｕ）などの低抵抗の金属をメッキして用いる。

【０００３】図６に、このような従来のシリコン針１０
０を示す。このシリコン針１００は、垂直方向に延びた
シリコンの針芯１０２ａと、基板１０１上に水平方向に
延びるシリコン配線層１０２ｂと、シリコン針芯１０２
ａおよびシリコン配線層１０２ｂを覆うニッケル−燐
（Ｎｉ−Ｐ）のシードレイヤー１０３と、シードレイヤ
ー１０３をさらに覆う金（Ａｕ）メッキ層１０４とを有
する。垂直方向のシリコン針芯１０２ａと、それを覆う
ニッケル−燐シードレイヤー１０３と、メッキ層１０４
とで、評価用接触針１０５を構成する。一方、水平方向
に延びるシリコン配線層１０２ｂと、それを覆うシード
レイヤー１０３と、メッキ層１０４とで、接触針１０５
から電極を取り出すための引き出し電極１０６を構成す
る。接触針１０５は、引き出し電極１０６を介して、外
部の回路（テスタ等）に接続される。

【０００４】このようなシリコンの接触針を形成するに
は、垂直方向のシリコン単結晶針を形成する前に、水平
方向の引き出し電極として配線パターンを形成しなけれ
ばならない。この配線パターンの形成は、たとえば、サ
ファイヤ基板１０１上にシリコン層を形成し、シリコン
層上にフォトレジストを塗布し、露光によりフォトレジ
ストを水平配線の配線パターンにパターニングしてか
ら、エッチング除去するという方法を用いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のシリコン接触針
においては、針と針の間に配線を引き回すためのスペー
スを確保しなくてはならないうえに、各接触針の側面か
ら延びる引き回し配線同士の信号が干渉しないように、
ある程度配線間距離をあけておく必要がある。これらを
考慮して接触針の２次元レイアウトを行うと、接触針の
配置や密度が著しく制限を受ける。これは、高集積化に
ともなう狭ピッチ化にとって、致命的な障害となる。ま
た、各接触針からの引き回し配線を２次元的に配置する
と、必然的に配線長が異なってくる。高周波の測定をす
る場合、配線の長さが不揃いだと信号の伝達にずれが生
じる。さらに、引き回し配線のため、プローブ（接触
針）と基板に設けられた電極とのコンタクト抵抗が大き
くなると、測定誤差が生じる。

【０００６】そこで本発明の第１の目的は、半導体集積
回路の高集積化に対応でき、半導体装置等の電気的特性
評価に適した接触針の提供を目的とする。

【０００７】本発明の第２の目的は、狭ピッチ化を可能
し、配線長を揃えることが可能で、かつコンタクト抵抗
を低減でき高周波の測定にも適した、電気的特性評価用
接触針と電極との組み合わせから成るプローブ構造体を
提供することにある。

【０００８】本発明の第３の目的は、高集積密度の半導
体ウエハに一括接触して電気的特性をテストすることが
でき、しかも高周波特性のすぐれたプローブカードの提
供にある。

【０００９】本発明の第４の目的は、狭ピッチ化が可能
で、高周波特性のすぐれた電気的特性評価用接触針の製
造方法の提供にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するために、本発明の電気的特性評価用接触針は、シリ
コン（Ｓｉ）の針芯と、この針芯のすべての表面を覆う
導体膜とを有する。すべての表面というのは、半導体装
置と接触する針先端部や側面のみならず、シリコン針の
裏面をも導体膜で被覆することを意味する。このよう
に、シリコン針の底面をも導体膜で被覆したことによ
り、シリコン針の底面を、テスタにつながるプリント配
線基板の電極に直接接続することが可能になる。電極に
直接接続できることにより、針の側面から２次元平面上
に延びる配線を不要にし、針の密度を向上することがで
きる。

【００１１】本明細書でいう「電気的特性」とは、半導
体集積回路などの半導体装置、液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）、磁気記録装置等の種々の電気的特性を意味する。
たとえば、半導体装置の電気的特性としては、論理回路
の論理特性、電圧−電流特性、ＭＯＳＦＥＴのしきい値
電圧、駆動電流、ゲートもれ電流、ホットキャリヤ耐
性、配線の短絡不良や断線不良、配線抵抗、容量などが
含まれる。

【００１２】上述のシリコン（Ｓｉ）の針芯は、その基
部に金属シリサイド膜を備えてもよい。これにより、シ
リコン針底面への導体膜のメッキ形成を容易にする。金
属シリサイド膜は、たとえばニッケルシリサイド（Ｎｉ
_２Ｓｉ）膜である。

【００１３】第２の目的を達成するために、(i)シリコ
ン（Ｓｉ）の針芯と、この針芯のすべての表面を覆う導
体膜とから成る電気的特性評価用接触針と、(ii)半導体
評価用接触針の底面に直接接続される電極とを備えるプ
ローブ構造体を提供する。このような構造体は、配線あ
るいは引き出し電極を必要としない。

【００１４】第３の目的を達成するために、１以上の電
気的特性評価用接触針と、この１以上の接触針の各々に
対応して各接触針の底面に直接接続される１以上の電極
を有するプリント配線基板と、を備えるプローブカード
を提供する。上記の１以上の電気的特性評価用針の各々
は、シリコン（Ｓｉ）の針芯と、この針芯のすべての表
面を覆う導体膜とから成る。このようなプローブカード
は、各接触針が直接電極と接続されているため、狭ピッ
チ化による高密度化が可能である。さらに、配線長の不
揃いに起因する信号伝達のずれも生じないので、高周波
の信号も安定して測定することができる。しかも、コン
タクト抵抗が低く、高精度の測定が可能である。

【００１５】第４の目的を達成するために、電気的特性
評価用接触針の製造方法は、まず、１以上のシリコン
（Ｓｉ）針を垂直方向に結晶成長させる。次に、１以上
のシリコン（Ｓｉ）針の各々の先端面および側面から成
る第１の表面に、第１の金属を被覆する。その後、１以
上のシリコン針の周囲に絶縁膜を埋め込んで針を固定す
る。さらに、各シリコン針の後端面（底面）である第２
の表面と、絶縁膜の裏面とを覆う第２の金属膜を形成す
る。この状態で、シリコン（Ｓｉ）と第２の金属との合
金形成温度以上、かつシリコン（Ｓｉ）と第１の金属と
の合金形成温度以下で熱処理する。熱処理後、未反応の
第２の金属のみを選択エッチングする。最後に、選択エ
ッチングした面に、第３の金属を堆積する。

【００１６】第１の金属はたとえば金（Ａｕ）である。
第２の金属はたとえばニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｂ）、
白金（Ｐｔ）などである。第３の金属は、第１の金属と
同一あるいは、別の導電性の高い金属である。好ましく
は、シリコン（Ｓｉ）と第１の金属との合金形成温度
が、シリコンと第２の金属との合金形成温度よりも高く
なるように、第１、第２の金属が選択される。この製造
方法により、シリコン針の底面が導電性の高い金属で覆
われることになるので、接触針を直接電極に接続するこ
とが可能になる。

【００１７】上記の電気的特性評価用接触針を製造する
別の方法として、まず、１以上のシリコン（Ｓｉ）針を
垂直方向に結晶成長させる。次に、１以上のシリコン
（Ｓｉ）針の各々の先端面および側面から成る第１の表
面に、第１の金属を被覆する。その後、１以上のシリコ
ン（Ｓｉ）針の周囲に絶縁膜を埋め込み針を固定する。
さらに、各シリコン（Ｓｉ）針の後端面（底面）である
第２の表面をエッチングして、シリコン針の後端面を絶
縁膜の底面から後退させて、くぼみを形成する。最後
に、このくぼみと、絶縁膜の底面を覆う第３の金属膜を
形成する。

【００１８】この方法は、シリコン針芯の基部に金属シ
リサイド層を形成せずに、接触針の底面を直接導体膜で
覆うことができる。導体膜で覆われた接触針の底面は、
直接電極と接続することができる。

【００１９】本発明のその他の特徴、効果は、以下に述
べる実施の形態によって、より明確になるものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００２１】＜第１実施形態＞図１は、本発明の第１実
施形態に係る電気的特性評価用接触針１と、この接触針
に直接接続される電極７とから成るプローブ構造体１０
を示す。図１に示す接触針１は、単結晶シリコン（Ｓ
ｉ）の針芯３と、そのすべての表面を覆う金（Ａｕ）膜
４とを有する。図１に示す接触針１はまた、シリコン針
芯３の基部にニッケルシリサイド（Ｎｉ_２Ｓｉ）膜５を
有する。シリコンは抵抗が比較的高いので、半導体ウエ
ハと接触することになる接触針の先端面および側面（あ
わせて「第１の表面」とする）を低抵抗の金属膜で被覆
することは従来から行われていた。しかし、本発明の特
徴として、単結晶シリコン針芯３がたとえば半導体ウエ
ハ表面と接触する先端面とは反対側の後端面（「第２の
表面」とする）も、低抵抗の導体膜、すなわち金（Ａ
ｕ）膜４で被覆されている。

【００２２】金（Ａｕ）膜４で覆われたシリコン針芯３
の第２の表面は、支持基板２に設けられた電極７にハン
ダ６を用いて直接接続されている。このような構成によ
り、従来のシリコン接触針の側面から水平方向に延びて
いた引き出し電極が不要となる。上述した構成を有する
シリコン接触針１と、接触針１の第２の表面に直接接続
される電極７とにより、プローブ構成体１０が構成され
る。なお、詳細は後述するが、プローブ構成体１０を集
合的にアレイ状に配置することによって、たとえば、図
３に示すような１０μｍ程度のファインピッチのプロー
ブカードを構成することができる。

【００２３】本発明の構造体１０は、従来、狭ピッチ化
の妨げとなっていた水平配線を不要としたので、針と針
の間のピッチを大幅に狭めることができるからである。
具体的には、従来のピン型プローブカードは、水平方向
に延びる引き出し電極のせいで５０μｍ程度のピッチで
あったが、本発明のようにシリコン接触針１と電極７と
を直接接続したことによって、ピッチを約１０μｍにま
で狭くすることができる。このようなファインピッチを
達成することで、高集積密度化された半導体集積回路の
電気的特性の測定にも十分対応することが可能になる。

【００２４】図１に示すシリコン接触針１は、シリコン
針芯３の基部にニッケルシリサイド（Ｎｉ_２Ｓｉ）膜５
を有する。これにより、接触針１の底面に金（Ａｕ）な
どの導体膜が付着しやすくなり、安定した電気接続を実
現することができる。

【００２５】図２は、図１に示すシリコン接触針１の製
造方法を示す図である。図２を参照して、接触針の製造
工程を詳細に説明する。

【００２６】（イ）まず、図２（ａ）に示すように、シ
リコン基板２１上の所定の場所に、スクリーン印刷など
により金（Ａｕ）のパターンを置き、上述したＶＬＳ法
によりシリコン基板と垂直方向に単結晶のシリコン針芯
２３を成長させる。このとき、原料ガスとしては四塩化
珪素（ＳｉＣｌ_４）、ジクロルシラン（ＳｉＨ_２Ｃ
ｌ_２）、モノシラン（ＳｉＨ_４）、またはジシラン（Ｓ
ｉ_２Ｈ_６）等を用いる。図２（ａ）には、単一のシリコ
ン針芯２３のみが描かれているが、所定の間隔で複数の
シリコン針芯２３を同時に結晶成長させてもよい。この
場合は、金（Ａｕ）のパターンをスクリーン印刷で配置
するか、あるいは１０μｍ程度のファインピッチにする
場合は、シリコン基板２１上に金(Ａｕ)膜と、その上に
フォトレジスト膜を形成して、フォトリソグラフィによ
りパターンニングすることにより、所定の配置間隔で金
（Ａｕ）のパターンを配置することができる。成長させ
るシリコン針芯の高さは、５０μｍ〜５００μｍであ
る。

【００２７】（ロ）次に、図２（ｂ）に示すように、シ
リコン針芯２３の先端面と側面とから成る第１の表面
と、シリコン基板２１の表面に、スパッタリング、また
はスパッタリングと電解メッキとの組み合わせにより、
第１の金属である金（Ａｕ）膜２４を形成する。金（Ａ
ｕ）膜の膜厚は、１０μｍピッチでは約１μｍ、それ以
上に広いピッチでは、膜厚を増やして導電性を高めるの
が好ましい。

【００２８】（ハ）図２（ｃ）に示すように、金（Ａ
ｕ）膜２４で被覆したシリコン針芯２３の周囲に、ポリ
イミドの絶縁膜２５を塗布し、針と針の間を埋め込むこ
とにより、接触針を固定する。ポリイミド絶縁膜２５を
埋め込むことによって、接触針の機械的強度を高めるこ
とができる。

【００２９】（ニ）さらに、図２（ｄ）に示すように、
シリコン基板２１を取り外す。まず、シリコン基板２１
をある程度の薄さまで研磨し、その後、シリコンのみを
溶解し、金（Ａｕ）膜を溶解しないエッチャントでウエ
ットエッチングする。エッチャントとしては、たとえば
フッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ_３）の混合液を用いる。

【００３０】（ホ）次いで、図２（ｅ）に示すように、
シリコン基板２１を除去した面、すなわち、シリコン針
の第２の表面（後端面）と、ポリイミド絶縁膜２５の裏
面とに、第２の金属であるニッケル（Ｎｉ）をスパッタ
リングまたはニッケルペーストを塗布することによっ
て、厚さが数μｍのニッケル（Ｎｉ）膜２６を形成す
る。

【００３１】（へ）ニッケル（Ｎｉ）膜２６形成後に、
２００℃〜３５０℃の温度範囲で熱処理を行う。シリコ
ン（Ｓｉ）とニッケル（Ｎｉ）とは、この温度範囲内で
熱反応を起こし、合金化（シリサイド化）する。したが
って、図２（ｆ）に示すように、シリコン針芯２３の基
部にニッケルシリサイド（Ｎｉ_２Ｓｉ）膜２７が形成さ
れる。一方、上記の温度範囲では、シリコン（Ｓｉ）と
金（Ａｕ）は反応しないので、金（Ａｕ）膜２４はその
まま残る。

【００３２】（ト）次に、図２（ｇ）に示すように、合
金化していない未反応のニッケル（Ｎｉ）膜２６だけを
除去する。このとき、ニッケル（Ｎｉ）は溶解するがニ
ッケルシリサイド（Ｎｉ_２Ｓｉ）は溶解しない溶液、た
とえば、過酸化水素水と硫酸の混合液（Ｈ_２ＳＯ_４＋Ｈ
_２Ｏ_２）により、ニッケルのみを選択的に除去すること
ができる。

【００３３】（チ）最後に、図２（ｈ）に示すように、
シリコン針芯２３の第２の表面（後端面）に、第３の金
属である金（Ａｕ）を電解メッキ形成し、これにより、
シリコン針芯２３のすべての表面を導体膜（Ａｕ膜）で
覆うことができる。

【００３４】なお、上記（へ）の工程で、シリコン針芯
２３の基部にニッケルシリサイド（Ｎｉ_２Ｓｉ）膜２７
を設けた理由は、シリコン針芯２３の裏面（第２の表
面）への金（Ａｕ）の付着をよくするためである。すな
わち、ポリイミドの絶縁膜で埋め込んだ中のシリコン針
の裏面にだけ、選択的に金（Ａｕ）膜を形成したいの
で、スパッタリングではなく、電解メッキ形成にする必
要がある。メッキ形成の場合、スパッタリングの場合と
異なり、シリコンに直接付着しにくいという問題があ
る。そこで、シリコン針芯２３の基部に、あらかじめニ
ッケルシリサイド（Ｎｉ_２Ｓｉ）膜を形成し、メッキに
よる金（Ａｕ）膜の付着を良くしているのである。

【００３５】第１実施形態では、上記（ホ）の工程で、
シリコン針および絶縁膜の裏面にスパッタリングする第
２の金属としてニッケル（Ｎｉ）を用いたが、金とシリ
コンとの合金形成温度以下（すなわち４００℃以下）で
シリコンと金属シリサイドを作る金属であればニッケル
以外の金属を使用してもよい。たとえば、鉛（Ｐｂ）や
白金（Ｐｔ）をスパッタリングして、シリコンとの合金
形成温度で熱処理することによって、シリコン針芯２３
の基部にＰｔＳｉ、Ｐｔ_２Ｓｉ、Ｐｂ_２Ｓｉなどを形成
してもよい。

【００３６】また、上記（チ）の工程で、第３の金属と
して第１の金属と同様に金（Ａｕ）を使用したが、たと
えば銀など十分に抵抗の低いその他の金属を用いてもよ
い。

【００３７】図３は、このようにして形成した複数の電
気的特性評価用接触針の第２の表面を、直接プリント配
線基板１２０上に配置された電極と接続することによっ
て形成されるプローブカード１００および２００を示
す。

【００３８】図３（ａ）のプローブカード１００は、
(i)各々がシリコン（Ｓｉ）針芯２３１，２３２，２３
３と、これらの針芯のすべての表面を被覆する導体膜２
４１，２４２，２４３とを有する１以上の接触針と、(i
i)各接触針の第２の表面に直接接続される１以上の電極
２９１，２９２、２９３を有するプリント配線基盤１２
０とを有し、接触針の第２の表面と電極２９１、２９
２、２９３とは、ハンダボール２８１，２８２、２８３
を用いて接続されている。プリント配線基板１２０の裏
面には、接触針と接続される電極２９１、２９２、２９
３と対応する位置に、電極２９１’、２９２’、２９
３’が設けられており、各電極対はたとえば銅（Ｃｕ）
の配線で接続されている。なお、図２（ｃ）の工程で形
成したポリイミドの絶縁膜２５は、プローブカードの機
械的強度維持のため、取り外さないでそのまま使用する
のが好ましい。

【００３９】ポリイミドの絶縁膜２５に固定された複数
の接触針の第２の表面をプリント配線基板１２０上の各
電極２９１，２９２、２９３に接続するには、半固体の
ハンダをます目ごしに押圧して、各電極上にハンダボー
ルを搭載し、その上にポリイミド絶縁膜２５で固定され
た接触針をＸＹ位置決め装置などにより設置する。

【００４０】一方、図３（ｂ）に示すプローブカード２
００は、ハンダの代わりに接着層３０５によって１以上
の接触針の第２の表面を、プリント配線基板１２０上の
対応する電極２９１、２９２、２９３に接続している。
接着層３０５は、接着剤により形成してもよいし、樹脂
を加熱して半固体にしたもので形成してもよい。いずれ
の場合も、基板上の電極２９１、２９２，２９３以外の
空間に接着剤（あるいは加熱した樹脂）をスクイージな
どを用いて盛り上げておく。そこへ、ポリイミド絶縁膜
２５で固定された接触針の第２の表面が電極２９１，２
９２，２９３と接触するように、接触針およびポリイミ
ド絶縁膜２５の裏面を上部から押圧する。これにより、
電極２９１、２９２、２９３の間に盛り上げられていた
接着剤（あるいは加熱樹脂）が水平方向に押し広げら
れ、ポリイミドの絶縁膜２５とプリント配線基板１２０
との間で層を成す。時間の経過とともに接着剤あるいは
樹脂が固化して、複数の接触針とポリイミドの絶縁膜２
５はプリント配線基板１２０上に固定される。この接続
方法は、電極の周囲の空間が接着層３０５で固められる
ので、接触針と電極との電気接続が確実になる。

【００４１】＜第２実施形態＞図４は、本発明の第２実
施形態にかかる電気的特性評価用接触針３１と、この接
触針３１に直接接続される電極３７とから成るプローブ
構造体３０を示す図である。図１６示す接触針３１は、
単結晶シリコン（Ｓｉ）の針芯３３と、そのすべての表
面を覆う金（Ａｕ）膜３４とを有する。図２に示す接触
針３１は、図１に示す第１実施例の接触針１と異なり、
シリコン針芯３の基部にニッケルシリサイド（Ｎｉ_２Ｓ
ｉ）膜５を有さず、接触針３１の第２の表面が直接、金
（Ａｕ）の導体膜３４で覆されている。

【００４２】図４に示す接触針３１を形成する方法を、
図５を参照して説明する。第２実施形態の接触針３１を
形成する場合、シリコン単結晶の針芯の成長工程から、
ポリイミド絶縁膜の埋め込み工程まで（図２（ａ）〜図
２（ｃ）に示す工程）は、第１実施形態と共通である。
したがって、図５は図２（ｃ）に引き続く工程を示すも
のとする。

【００４３】（イ）まず、図５（ａ）に示すように、シ
リコン基板を取り外す。第１実施形態と同様に、基板裏
面からの研磨の後に、ウエットエッチングを施すことに
より、シリコン基板を除去することができる。

【００４４】（ロ）次に、図５（ｂ）に示すように、シ
リコン針芯３３の基部だけを選択的にエッチングしてく
ぼみ３９を形成する。このとき、エッチャントとして
は、シリコンのみを溶解し、ポリイミドや第１の金属
（Ａｕ）は溶解しない溶液を用いる。たとえば、フッ酸
と硝酸との混合液（ＨＦ＋ＨＮＯ_３）が良好に用いられ
る。また、エッチング速度を調節するために、酢酸（Ｃ
Ｈ_３ＣＯＯＨ）を添加してもよい。くぼみ３９の深さ
は、シリコン針芯３３の第１の表面に形成した金（Ａ
ｕ）膜３４の厚さより大きく設定するのが好ましい。接
触針３１の第２の表面での抵抗を十分に低くするための
である。したがって、たとえば１μｍの膜厚の金（Ａ
ｕ）膜３４を形成した場合は、くぼみ３９の深さを数μ
ｍ〜５μｍ程度に設定し、金（Ａｕ）膜３４の膜厚を増
やす場合は、くぼみ３９の深さも増大させる。

【００４５】（ハ）次に、図５（ｃ）に示すように、く
ぼみ３９とポリイミド絶縁膜３５の裏面全体に第３の金
属、たとえば金（Ａｕ）を厚さ１０μｍ程度にスパッタ
リング法により堆積する。第１実施形態のように、シリ
コン針芯２３の底面だけに選択的に金（Ａｕ）膜を電解
メッキする方法とは異なり、裏面全面にスパッタリング
法により堆積するので、単結晶シリコン上に直接金を堆
積することができる。したがって、シリコン針芯２３の
基部に金属シリサイド膜を形成する必要がない。

【００４６】（ニ）最後に、図５（ｄ）に示すように、
くぼみ３１内に金（Ａｕ）を残して、それ以外の余剰の
金（Ａｕ）を化学的機械研磨（ＣＭＰ）法などで除去す
る。これによって、シリコン針芯２３の全表面が導体膜
（金膜）によって被覆された接触針が完成する。

【００４７】第１実施形態と同様に、このような接触針
３１の針芯３３を複数本アレイ状に成長させてもよい。
また、１以上の接触針３１の第２の表面を、図３に示す
ように、プリント配線基板上の電極に直接接続すること
によって、ファインピッチのプローブカードを構成する
ことができる。

【００４８】本発明の接触針はプローブカードカード以
外にも、インターポーザにも適用できる。

【００４９】

【発明の効果】本発明の電気的特性評価用接触針によれ
ば、シリコン針芯の全表面を覆う導体膜を有するので、
接触針の底面を直接電極に接続することができる。した
がって、接触針と電極との間のコンタクト抵抗を低減す
ることができる。

【００５０】本発明のプローブ構造体によれば、接触針
が直接基板上の電極と接続されるので、針の側面から配
線を引き出す必要がなく、針のピッチを上げることがで
きる。また、配線長のばらつきによる信号伝達のずれが
解消されるので、高周波の測定にも適する。

【００５１】本発明の接触針の製造方法によれば、シリ
コン針の側面から延びる引き出し配線を形成する必要が
ないので、工程数が少なくなり、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る電気的特性評価用
接触針と、この接触針に直接接続される電極とのプロー
ブ構造体を示す図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る電気的特性評価用
接触針の製造方法を示す図である。

【図３】本発明の第１実施形態に係るプローブカードの
図であり、図３（ａ）は、接触針の後端面（底面）をハ
ンダにより電極に接続した例を、図３（ｂ）は接着層に
より電極に接続した例を示す図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る電気的特性評価用
接触針と、この接触針に直接接続される電極とのプロー
ブ構造体を示す図である。

【図５】図４に示す接触針の製造方法を示す図であり、
図２（ｃ）の工程に引き続く工程を示す図である。

【図６】従来の電気的特性評価用接触針を示す図であ
る。

【符号の説明】

１電気的特性評価用接触針３、２３、３３シリコン（Ｓｉ）針芯４、２４、３４金属膜（Ａｕ膜）５、２７ニッケルシリサイド（Ｎｉ_２Ｓｉ）膜７、３７、２９１〜２９３、２９１’〜２９３’ 電極２１シリコン基板２５、３５ポリイミド絶縁膜２６ニッケル（Ｎｉ）膜６、３６，２８１〜２８３ハンダ３０接着層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者早坂伸夫神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内Ｆターム(参考） 2G011 AA03 AB06 AC21 AC31 AD01 AE03 AF07 4M106 AA01 BA01 CA01 CA04 CA10 CA11 CA16 CA32 CA70 CB30 DD03 DD10 DD15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコン（Ｓｉ）の針芯と、前記針芯のすべての表面を覆う導体膜とを有する電気的
特性評価用接触針。
【請求項２】前記シリコン（Ｓｉ）の針芯は、その基
部に金属シリサイド膜を備えることを特徴とする請求項
１に記載の電気的特性評価用接触針。
【請求項３】シリコン（Ｓｉ）の針芯と、前記針芯の
すべての表面を覆う導体膜とを有する電気的特性評価用
接触針と、前記半導体評価用接触針の底面に直接接続される電極と
を備えるプローブ構造体。
【請求項４】各々がシリコン（Ｓｉ）の針芯と、前記
針芯のすべての表面を覆う導体膜とを有する１以上の電
気的特性評価用接触針と、前記接触針の各々に対応して、各接触針の底面に直接接
続される１以上の電極を有するプリント配線基板とを備
えるプローブカード。
【請求項５】１以上のシリコン（Ｓｉ）針を垂直方向
に結晶成長させるステップと、前記１以上のシリコン（Ｓｉ）針の各々の先端面および
側面から成る第１の表面を、第１の金属で被覆するステ
ップと、前記１以上のシリコン針の周囲に絶縁膜を埋め込んで針
を固定するステップと、前記シリコン針の底面である第２の表面と、前記絶縁膜
の裏面とを覆う第２の金属膜を形成するステップと、前記シリコン（Ｓｉ）と第２の金属との合金形成温度以
上、かつ前記シリコン（Ｓｉ）と第１の金属との合金形
成温度以下で熱処理するステップと、未反応の第２の金属のみを選択エッチングで除去するス
テップと、前記選択エッチングした面に、第３の金属を堆積するス
テップとを含む電気的特性評価用接触針の製造方法。
【請求項６】１以上のシリコン（Ｓｉ）針を垂直方向
に結晶成長させるステップと、前記１以上のシリコン（Ｓｉ）針の各々の先端面および
側面から成る第１の表面に、第１の金属を被覆するステ
ップと、前記１以上のシリコン（Ｓｉ）針の周囲に絶縁膜を埋め
込んで針を固定するステップと、前記シリコン（Ｓｉ）針の底面である第２の表面をエッ
チングして、シリコン針の底面を絶縁膜の底面から後退
させて、くぼみを形成するステップと、前記くぼみおよび絶縁膜の底面に第３の金属膜を形成す
るステップとを含む、電気的特性評価用接触針の製造方
法。
【請求項７】前記第３の金属で被覆された１以上のシリ
コン（Ｓｉ）針の底面を直接支持基板上の１以上の電極
に接続するステップをさらに含む、請求項５または６に
記載の電気的特性評価用接触針の製造方法。