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WO2018173884A1 - プローブ構造体、及びプローブ構造体の製造方法 - Google Patents

プローブ構造体、及びプローブ構造体の製造方法 Download PDF

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WO2018173884A1
WO2018173884A1 PCT/JP2018/009957 JP2018009957W WO2018173884A1 WO 2018173884 A1 WO2018173884 A1 WO 2018173884A1 JP 2018009957 W JP2018009957 W JP 2018009957W WO 2018173884 A1 WO2018173884 A1 WO 2018173884A1
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WO
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carbon nanotube
holding plate
electrode
nanotube structure
probe structure
Prior art date
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PCT/JP2018/009957
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English (en)
French (fr)
Inventor
真寿 前田
清 沼田
秀和 山崎
藤野　真
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Nidec Advance Technology Corp
Original Assignee
Nidec Read Corp
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Publication date
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Priority to US16/495,842 priority patent/US20200041543A1/en
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06755—Material aspects
    • G01R1/06761—Material aspects related to layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
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    • C01B32/16—Preparation
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    • C01B32/162—Preparation characterised by catalysts
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    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/16—Preparation
    • C01B32/166—Preparation in liquid phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Definitions

  • the present invention relates to a probe structure used for a substrate inspection jig or the like and a method for manufacturing the same.
  • CNT carbon nanotubes
  • a method of chemical vapor deposition (CVD) of nanotubes is known. In this method, a part of the bundle of carbon nanotubes obtained by orientation growth of a plurality of carbon nanotubes is exposed to a liquid and then dried to obtain a density of 0.2 to 1.5 g / cm 3 . It has been proposed to produce an aligned carbon nanotube bulk structure having a high density portion and a low density portion of 0.001 to 0.2 g / cm 3 (see, for example, Patent Document 1).
  • the oriented carbon nanotube bulk structure disclosed in Patent Document 1 is manufactured as an aggregate of a plurality of carbon nanotubes grown in the presence of a catalyst arranged on a substrate, and then the base end portion thereof. Is configured to be used as an electronic device material, a conductive material, or the like in a state where it is physically, chemically or mechanically separated from the substrate.
  • the aligned carbon nanotube bulk structure is used as a probe structure for detecting an electric signal, such as a substrate inspection jig
  • the aligned carbon nanotube bulk structure peeled off from the substrate is used. It is necessary to connect the base end part of this to an electrode part or the like for transmitting a signal to the control part or the like of the inspection apparatus. It is inevitable that the electrical resistance of the probe structure increases to about several ⁇ due to contact resistance occurring at this connection portion, resulting in a high resistance.
  • An object of the present invention is to provide a probe structure that can prevent the electrical resistance of the probe structure from increasing and obtain excellent conductivity and a method for manufacturing the probe structure.
  • a probe structure has a first surface and a second surface, and at least the first surface is insulated from the first surface of the holding plate and the first surface of the holding plate.
  • a plurality of formed electrodes and a carbon nanotube structure standing on the electrodes are provided, and through holes corresponding to the electrodes are formed in the holding plate.
  • a method for manufacturing a probe structure includes a first surface and a second surface, and at least a plurality of electrodes are separated from each other on a first surface of a holding plate that is insulated from the first surface.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the probe structure according to the present invention
  • FIG. 2 is a process diagram showing a method of manufacturing the probe structure 1
  • FIGS. 3A to 3F are views of the probe structure 1.
  • 4A and 4B are perspective views showing a molding process of the carbon nanotube structure 4 constituting the probe structure 1
  • FIG. 5 is an inspection jig of the substrate inspection apparatus. It is explanatory drawing which shows the example used as.
  • the probe structure 1 includes a holding plate 2 having a first surface 21 and a second surface 22, a plurality of electrodes 3 formed on the first surface 21 of the holding plate 2 in a state of being separated from each other, and each electrode 3 and a carbon nanotube structure 4 respectively provided upright.
  • the holding plate 2 is made of a crystalline silicon substrate or the like that is insulated by covering at least the first surface 21 with an insulating film 23 made of silicon dioxide (SiO 2 ).
  • SiO 2 silicon dioxide
  • the probe structure 1 may be configured not to include the insulating film 23 and the insulating layer 25.
  • the holding plate 2 is formed with through holes 24 for communicating the first surface 21 and the second surface 22 at positions corresponding to the respective electrodes 3, and penetrates from the electrodes 3 provided on the first surface 21.
  • a conducting portion 5 extending through the hole 24 toward the second surface 22 is provided.
  • the inner surface of the through hole 24 is insulated by the insulating layer 25.
  • the electrode 3 is formed by masking the first surface 21 of the holding plate 2 and patterning a gold, silver, copper, or aluminum metal material at a predetermined position. It is formed in an island shape having a thickness of about 1 ⁇ m to 9 ⁇ m. Further, a catalyst 31 made of iron, nickel, or cobalt is disposed on each electrode 3 by vapor deposition or the like. The thickness of the catalyst 31 is preferably 1 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 1 nm or more and 5 nm or less.
  • the electrode 3 may be composed of a catalyst material such as iron, nickel, or cobalt that also functions as a catalyst, or the electrode 3 and the catalyst 31 may be integrally configured by mixing these catalyst materials into the electrode 3. Good.
  • the carbon nanotube structure 4 is formed by chemical vapor deposition of a plurality of single-walled or multi-walled carbon nanotubes 41 in the presence of the catalyst 31 using a conventionally known CVD apparatus (not shown).
  • the carbon nanotubes 41 are aggregated.
  • the intermediate portion and the tip end portion of the carbon nanotube structure 4 from the rising portion from the electrode 3 are converged with high density as described later. That is, the thickness (diameter) of the carbon nanotube structure 4 is narrower at the intermediate portion and at the tip end portion than at the rising portion from the electrode 3.
  • the carbon nanotubes 41 constituting the carbon nanotube structure 4 have an outer diameter of 1 nm to 20 nm and a standing length of 200 ⁇ m to 2 mm.
  • a preferable range of the outer diameter of the carbon nanotube 41 is 10 nm to 15 nm, and a more preferable range of the standing length is 200 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the density (number per unit cross-sectional area) of the carbon nanotube structure 4 at the rising portion from the electrode 3 is 10 10 / cm 2 to 10 11 / cm 2
  • the intermediate portion and the tip side portion of the carbon nanotube structure 4 Preferably has a density of about 5 to 20 times the density at the rising portion.
  • the intermediate portion (substantially the center in the length direction) may be higher in density than the rising portion of the carbon nanotube structure 4, and such a density magnification is not necessarily required.
  • the carbon nanotube structure 4 is surrounded by a shape-retaining layer 6 made of silicon rubber or the like having insulating properties and elasticity. Further, the tip of the carbon nanotube structure 4 is installed in a state of being exposed from the surface of the shape retaining layer 6.
  • the manufacturing method of the probe structure 1 includes an electrode forming step K1 in which a plurality of electrodes 3 are formed on the first surface 21 of the holding plate 2 independently of each other, and a catalyst 31 on each electrode 3.
  • a conductive portion forming step K8 of forming a conductive portion 5 is filled with a material having conductivity in the through holes 24.
  • the electrode forming step K1 in a state where the metal mask 7 having an opening formed at the position where the electrode 3 is formed is disposed above the holding plate 2, a metal material such as gold, silver, copper or aluminum is used. A plurality of electrodes 3 are formed on the first surface 21 of the holding plate 2 by patterning or the like. Thereafter, in the catalyst disposing step K2, a catalyst 31 made of an iron chloride thin film, an iron thin film, an iron-molybdenum thin film, an alumina-iron thin film, an alumina-cobalt thin film, an alumina-iron-molybdenum thin film or the like is formed on each electrode 3. Each is arranged by sputter deposition or the like.
  • a hydrocarbon containing carbon especially lower hydrocarbons such as methane, ethane, propane, ethylene, propylene, acetylene, etc. are injected by using a CVD apparatus (not shown) to 500 Heat to a temperature above °C.
  • a CVD apparatus not shown
  • FIGS. 3B and 4A a plurality of single-walled or multi-walled carbon nanotubes 41 are collectively subjected to chemical vapor deposition, and the carbon nanotube structure 4 composed of the aggregate of carbon nanotubes 41 is formed on the electrode 3.
  • the atmospheric pressure of the reaction is preferably 10 2 Pa or more and 10 7 Pa or less, more preferably 10 4 Pa or more and 3 ⁇ 10 5 Pa or less, and further preferably 5 ⁇ 10 4 Pa or more and 9 ⁇ It is particularly preferably 10 4 Pa or less.
  • the convergence step K4 for example, water, alcohols (isopropanol, ethanol, methanol), acetones (acetone), hexane, toluene, between the plurality of carbon nanotubes 41 from above the carbon nanotube structure 4
  • the droplet E made of cyclohexane, DMF (dimethylformamide) or the like is dropped, it is exposed to the liquid, and then dried by natural drying at room temperature, vacuum drying, heating with a hot plate, or the like.
  • the zipper effect is expressed by the surface tension generated by dropping the droplet E and the van der Waals force generated between the carbon nanotubes 41, the carbon nanotubes 41 are attracted to each other, and the carbon nanotube structure 4 converges. To do.
  • the base end portion of the carbon nanotube structure 4 is fixed to the electrode 3, as shown in FIG. 3C and FIG. 4B, the carbon nanotube structure body is higher than the rising portion of the carbon nanotube structure 4 rising from the electrode 3.
  • the middle part of 4 and the upper part thereof are converged and densified.
  • the carbon nanotube structure 4 is converged as a whole, and at least the middle part of the carbon nanotube structure 4 only needs to be thinner than the rising part of the carbon nanotube structure 4. It may be partially expanded and thicker than the rising portion of the carbon nanotube structure 4.
  • the convergence step K4 may be omitted.
  • a filling material having fluidity for example, a silicone-based elastomer is filled so as to surround the carbon nanotube structure 4, and then the filling material is cured.
  • the shape retaining layer 6 having insulating properties and elasticity is formed.
  • the filling material having fluidity various materials including a rubber material, a flexible plastic material, and a curable liquid rubber can be used.
  • various liquid rubbers such as RTV (Room Temperature Vulcanizing) silicone rubber, heat curable silicone rubber, ultraviolet curable silicone rubber and the like can be used.
  • RTV silicone rubber “KE” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. -1285 "or the like can be used.
  • the carbon nanotube structures 4 By filling a filling material between adjacent carbon nanotube structures 4 and forming a shape-retaining layer 6, the carbon nanotube structures 4 can be prevented from falling down even if they are used as probes. It becomes possible to support so that they do not contact each other. Further, a filling material may be filled between a plurality of carbon nanotubes 41 constituting the carbon nanotube structure 4 and cured. In this case, the strength or durability of the carbon nanotube structure 4 can be improved.
  • the tip of the carbon nanotube structure 4 and the surface of the shape retaining layer 6 are subjected to laser processing using a laser processing machine or machining using a cutter blade. Excise by means. Thereby, when the filling material which comprises the shape retention layer 6 has adhered to the front-end
  • through holes 24 corresponding to the respective electrodes 3 are formed in the holding plate 2 by means such as laser processing using a laser processing machine or machining using a drill.
  • an insulating layer 25 such as an oxide film is formed on the inner surface of the through hole 24, and the through hole 24 is filled with a conductive material by means of mask patterning or the like. As shown, the conductive portion 5 is formed. In this way, the probe structure 1 shown in FIG. 1 is manufactured.
  • the probe structure 1 having the above-described configuration includes, for example, a glass epoxy substrate, a flexible substrate, a ceramic multilayer wiring substrate, an electrode plate for a liquid crystal display or a plasma display, a transparent conductive plate for a touch panel, and the like. It can be used as an inspection jig or the like for a substrate 8 to be inspected comprising a package substrate for a semiconductor package, a film carrier, or the like.
  • the probe structure 1 is held by a jig holding member (not shown), and an electric wire 9 for transmitting a signal to an unillustrated inspection device including an ammeter, a voltmeter, a current source, and the like is connected to the holding plate 2.
  • the second surface 22 side is connected to the conduction portion 5.
  • the tip of the carbon nanotube structure 4 is brought into contact with inspection points 81 and 82 such as wiring patterns and solder bumps provided on the substrate 8. Then, a preset inspection current is passed between the carbon nanotube structure 4 in contact with one inspection point 81 and the carbon nanotube structure 4 in contact with the other inspection point 82, and the voltage therebetween And the quality of the substrate 8 is judged by comparing the value with a preset reference value.
  • the holding plate 2 having the first surface 21 and the second surface 22, at least the first surface 21 being insulated, and the first surface 21 of the holding plate 2 are formed in a state separated from each other.
  • the probe structure 1 including a plurality of electrodes 3 and a carbon nanotube structure 4 erected on the electrode 3, and a through hole 24 corresponding to the electrode 3 is formed in the holding plate 2, the related art
  • contact resistance that occurs when the base end of the aggregate of carbon nanotubes is peeled off from the substrate and connected to an electrode portion for signal transmission or the like does not occur.
  • the increase in electrical resistance is reduced, and the electrical resistance of the probe structure 1 is suppressed to, for example, 150 m ⁇ or less, and excellent conductivity is obtained. For this reason, there exists an advantage that the probe structure 1 can be used conveniently as an inspection jig etc. of a board
  • the conductive portion 5 extending from the electrode 3 through the through hole 24 to the second surface 22 side of the holding plate 2 is provided, the conductive portion 5 is used to control the control unit of the board inspection apparatus, etc. It is possible to easily and properly make an electrical connection to.
  • the intermediate portion of the carbon nanotube structure 4 is converged at a higher density than the rising portion of the carbon nanotube structure 4 rising from the electrode 3, the conductivity of the carbon nanotube structure 4 is increased.
  • the electrical resistance of the probe structure 1 can be more effectively reduced by further improving.
  • the carbon nanotube structure 4 is surrounded by the shape-retaining layer 6 made of a material having insulating properties and elasticity, and its tip is exposed from the surface of the shape-retaining layer 6, While maintaining the conductivity of the carbon nanotube structure 4, deformation and damage can be effectively prevented.
  • a plurality of electrodes are provided on the first surface 21 of the holding plate 2 having the first surface 21 and the second surface 22 and at least the first surface 21 being insulated. 3 are formed in a state where they are separated from each other, a catalyst disposing step K2 for disposing a catalyst 31 on each electrode 3, and a plurality of carbon nanotubes 41 in the presence of the catalyst 31.
  • a carbon nanotube structure generation step K3 for generating a carbon nanotube structure 4 on the electrode 3 by phase growth, and a through hole forming step K7 for forming a through hole 24 corresponding to each electrode 3 in the holding plate 2 are provided. According to the method for manufacturing the probe structure 1, there is an advantage that the probe structure 1 that has excellent conductivity and can be suitably used as an inspection jig or the like of a substrate inspection apparatus can be easily and appropriately manufactured.
  • the carbon nanotube structure 4 generated in the carbon nanotube structure generation step K3 is exposed to a liquid and then dried, so that the carbon nanotube structure 4 is more than the rising portion rising from the electrode 3 of the carbon nanotube structure 4.
  • the convergence step K4 for converging the middle portion of the carbon nanotube with high density is provided, the conductivity of the carbon nanotube structure 4 can be further effectively improved.
  • the probe structure 1 that can be suitably used as an inspection jig or the like of the substrate inspection apparatus can be easily and appropriately manufactured.
  • the shape retention layer forming step of curing the filler material to form the shape retention layer 6 having insulation and elasticity is obtained. There is.
  • a filling material is filled between a plurality of carbon nanotubes 41 constituting the carbon nanotube structure 4 and cured by using a filling material having extremely high fluidity. In this case, the strength and durability of the probe structure 1 can be improved more effectively.
  • the manufacturing method of the probe structure 1 further comprising the cutting step K6 for cutting off the front end portion of the carbon nanotube structure 4 and the surface of the shape retaining layer 6, the shape is retained at the front end portion of the carbon nanotube structure 4.
  • the filling material constituting the layer 6 it can be surely removed, and when the tips of the carbon nanotubes 41 constituting the carbon nanotube structure 4 are separated, The tip portion of the carbon nanotube structure 4 can be aligned by cutting this tip portion.
  • the conductivity of the carbon nanotube structure 4 can be effectively improved.
  • FIG. 6 is a process diagram showing a second embodiment of the method for manufacturing the probe structure 1 according to the present invention.
  • the through hole 24 is formed in the holding plate 2 in the through hole forming step K7, and the conductive material is formed in the through hole 24 in the conductive portion forming step K8.
  • the electrode 3 is formed on the first surface 21 of the holding plate 2 at a portion corresponding to the through hole 24, thereby Is different from the manufacturing method according to the first embodiment shown in FIG.
  • the probe structure 1 does not need to be provided with the conduction
  • the through hole 24 is formed in the holding plate 2 and the through hole 24 is filled with a conductive material. Then, the conduction part 5 may be formed.
  • the conducting portion 5 is formed so as to be electrically continuous from the through hole 24 of the holding plate 2 to a position covering the second surface 22 side of the holding plate 2, and on the second surface 22. You may use the position which covers as a connection part of the conduction
  • FIG. 7 when connecting the electric wire 9 to the conduction part 5, When the portion located inside the through-hole 24 of the conducting portion 5 is easily plastically deformed even with a relatively weak force, or the adhesive strength between the inner wall of the through-hole 24 and the conducting portion 5 is not sufficiently strong.
  • connection portion may be a concentric circle with the through hole 24 or may be a shape such as an ellipse eccentric from the center of the through hole 24.
  • the connection part and the conduction part 5 in the through hole 24 can be made of the same material, or can be made of different materials.
  • the connection part and the conduction part 5 in the through hole 24 may be formed in the same process, or the process of forming the conduction part 5 in the through hole 24 and the process of forming the connection part on the second surface 22 side. May be a separate step.
  • the probe structure according to one aspect of the present invention has a first surface and a second surface, and at least the first surface is insulated from the first surface of the retaining plate and the first surface of the retaining plate.
  • a plurality of electrodes formed in a state and a carbon nanotube structure erected on each of the electrodes, and a through hole corresponding to the electrode is formed in the holding plate.
  • the electrical resistance of the probe structure is suppressed to, for example, 150 m ⁇ or less and excellent conductivity is obtained, it can be suitably used as a probe for detecting an electrical signal.
  • a conductive portion extending from each of the electrodes to the second surface side of the holding plate through the through hole is further provided.
  • each carbon nanotube structure is converged rather than the rising part rising from each electrode of each carbon nanotube structure.
  • each carbon nanotube structure may be surrounded by a shape retaining layer made of a material having insulating properties and elasticity, and a tip portion of each carbon nanotube structure may be exposed from the surface of the shape retaining layer. Good.
  • a method for manufacturing a probe structure includes a first surface and a second surface, and at least a plurality of electrodes are separated from each other on a first surface of a holding plate that is insulated from the first surface.
  • the carbon nanotube structure generated in the carbon nanotube structure generation step is exposed to a liquid and then dried, so that the rising portion rising from the electrodes of the carbon nanotube structure It is preferable to further include a converging step for converging the middle part of each carbon nanotube structure.
  • a shape-retaining layer forming step of forming a shape-retaining layer having insulating properties and elasticity after filling with a filling material having fluidity so as to surround each of the carbon nanotube structures is preferably further provided.
  • This configuration has an advantage that a probe structure having excellent strength and durability can be easily and properly manufactured while maintaining the conductivity of the carbon nanotube structure.
  • a filling material having fluidity may be filled between a plurality of carbon nanotubes constituting the carbon nanotube structure and cured.
  • the strength and durability of the probe structure can be more effectively improved.
  • the method further comprises a cutting step of cutting the tip of each carbon nanotube structure and the surface of the shape retaining layer.
  • the filling material constituting the shape retention layer adheres to the tip of the carbon nanotube structure, it can be reliably removed. Furthermore, when the tip portions of the carbon nanotubes constituting the carbon nanotube structure are separated, the tip portions of the carbon nanotube structures can be aligned by cutting out the tip portions. As a result, the conductivity of the carbon nanotube structure can be effectively improved.
  • a probe structure that can easily and appropriately connect the electrode formed on the first surface of the holding plate and the control unit of the substrate inspection apparatus by using the conductive portion. There is an advantage that it can be obtained.
  • the through hole is formed in the holding plate in the through hole forming step, and the conductive portion is formed by filling the through hole with a conductive material in the conductive portion forming step.
  • the electrode may be formed on the first surface of the holding plate.
  • the probe structure According to such a probe structure and its manufacturing method, it is possible to prevent the probe structure from increasing in electrical resistance and to obtain excellent conductivity. Moreover, according to such a manufacturing method, the probe structure which has the outstanding electroconductivity can be manufactured easily and appropriately.

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Abstract

プローブ構造体１は、第一面２１と第二面２２とを有し、少なくとも前記第一面２１が絶縁された保持板２と、当該保持板２の第一面２１に、互いに分離した状態で形成された複数の電極３と、当該電極３上に立設されたカーボンナノチューブ構造体４とを備え、前記保持板２には、前記各電極３と対応する貫通孔２４が形成されている。

Description

プローブ構造体、及びプローブ構造体の製造方法
　本発明は、基板検査用治具等に使用されるプローブ構造体及びその製造方法に関する。
　従来、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、電子デバイス材料、光学材料、導電性材料、又は生体関連材料等としての使用が期待されている。このカーボンナノチューブを多数本集合させてバルク集合体を形成することが知られている。また、このバルク集合体のサイズをラージスケール化させるとともに、純度、比表面積、導電性、密度、硬度等の特性を向上させるように、触媒を基板上に配置して基板面に複数本のカーボンナノチューブを化学気相成長（ＣＶＤ）させる方法が知られている。この方法において、複数本のカーボンナノチューブを配向成長させることにより得られたカーボンナノチューブの束の一部を液体にさらした後、乾燥させることにより、密度が０．２～１．５ｇ／ｃｍ３である高密度部分と０．００１～０．２ｇ／ｃｍ３である低密度部分を有する配向カーボンナノチューブ・バルク構造体を製造することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７－１８１８９９号公報
　ところで、特許文献１に開示された配向カーボンナノチューブ・バルク構造体は、基板上に配置された触媒の存在下で成長させた複数本のカーボンナノチューブの集合体として製造された後に、その基端部が物理的、化学的あるいは機械的に基板上から剥離された状態で、電子デバイス材料や導電性材料等として使用されるように構成されている。
　しかしながら、配向カーボンナノチューブ・バルク構造体を、例えば基板検査用治具等の、電気信号を検出するためのプローブ構造体として使用する場合には、基板上から剥離された配向カーボンナノチューブ・バルク構造体の基端部を、検査装置の制御部等に信号を伝送するための電極部等に接続する必要がある。この接続部において接触抵抗が生じることに起因してプローブ構造体の電気抵抗が、数Ω程度に増大して高抵抗化することが避けられなかった。
　本発明の目的は、プローブ構造体の電気抵抗が大きくなるのを防止して優れた導電性が得られるプローブ構造体及びその製造方法を提供することである。
　本発明の一局面に従うプローブ構造体は、第一面と第二面とを有し、少なくとも前記第一面が絶縁された保持板と、当該保持板の第一面に、互いに分離した状態で形成された複数の電極と、当該電極上に立設されたカーボンナノチューブ構造体とを備え、前記保持板には、前記電極と対応する貫通孔が形成されたものである。
　本発明の一局面に従うプローブ構造体の製造方法は、第一面と第二面とを有し、少なくとも前記第一面が絶縁された保持板の第一面に複数の電極を互いに分離させた状態で形成する電極形成工程と、前記複数の電極上に触媒を配設する触媒配設工程と、前記触媒の存在下で複数本のカーボンナノチューブを化学気相成長させてカーボンナノチューブ構造体を前記各電極上に生成するカーボンナノチューブ構造体生成工程と、前記各電極と対応する貫通孔を前記保持板に形成する貫通孔形成工程とを備えている。
本発明に係るプローブ構造体の第一実施形態を示す断面図である。 第一実施形態に係るプローブ構造体の製造方法を示す工程図である。 第一実施形態に係るプローブ構造体の製造工程を示す説明図である。 第一実施形態に係るプローブ構造体の製造工程を示す説明図である。 第一実施形態に係るプローブ構造体の製造工程を示す説明図である。 第一実施形態に係るプローブ構造体の製造工程を示す説明図である。 第一実施形態に係るプローブ構造体の製造工程を示す説明図である。 第一実施形態に係るプローブ構造体の製造工程を示す説明図である。 前記プローブ構造体を構成するカーボンナノチューブ構造体の成形過程を示す斜視図である。 前記プローブ構造体を構成するカーボンナノチューブ構造体の成形過程を示す斜視図である。 第一実施形態に係るプローブ構造体を基板検査装置の検査治具として使用した例を示す説明図である。 本発明に係るプローブ構造体の製造方法の第二実施形態を示す工程図である。 図１に示すプローブ構造体の別の例を示す断面図である。
　以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
（第一実施形態）
　図１は、本発明に係るプローブ構造体の第一実施形態を示す断面図、図２は、前記プローブ構造体１の製造方法を示す工程図、図３Ａ～図３Ｆは、プローブ構造体１の製造工程を示す説明図、図４Ａ、図４Ｂは、プローブ構造体１を構成するカーボンナノチューブ構造体４の成形過程を示す斜視図、図５は、プローブ構造体１を基板検査装置の検査治具として使用した例を示す説明図である。
　プローブ構造体１は、第一面２１と第二面２２とを有する保持板２と、この保持板２の第一面２１に、互いに分離した状態で形成された複数の電極３と、各電極３上にそれぞれ立設されたカーボンナノチューブ構造体４とを備えている。
　保持板２は、少なくとも第一面２１が、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる絶縁膜２３で覆われることにより絶縁された結晶シリコン基板等からなっている。なお、絶縁性を有するセラミックス材、またはガラス材等で保持板２を形成することにより、この保持板２の全体を絶縁構造としてもよい。保持板２自体を絶縁構造とした場合、プローブ構造体１は、絶縁膜２３及び絶縁層２５を備えない構成としてもよい。
　また、保持板２には、第一面２１と第二面２２とを連通させる貫通孔２４が各電極３と対応する位置に形成されるとともに、第一面２１に設けられた電極３から貫通孔２４を通って第二面２２側に延びる導通部５が設けられている。貫通孔２４の内面は、絶縁層２５によって絶縁されている。
　電極３は、保持板２の第一面２１をマスキングして、金、銀、銅又はアルミニウム金属材を所定の位置にパターニングする等により、０．０１ｍｍ～０．２ｍｍ程度の幅寸法と、０．１μｍ～９μｍ程度の厚みとを有する島状に形成されている。また、各電極３上には、鉄、ニッケル又はコバルトからなる触媒３１が蒸着される等により配設されている。この触媒３１の厚みは１ｎｍ以上で１００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上で５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
　なお、電極３を、触媒としても機能する鉄、ニッケル、コバルト等の触媒材料により構成し、あるいは電極３にこれら触媒材料を混入させることによって、電極３と触媒３１とを一体に構成してもよい。
　カーボンナノチューブ構造体４は、従来周知のＣＶＤ装置（図示せず）を使用して、触媒３１の存在下で単層または複層のカーボンナノチューブ４１を複数本まとめて化学気相成長させることにより形成された、カーボンナノチューブ４１の集合体からなっている。このカーボンナノチューブ４１の集合体からなるカーボンナノチューブ構造体４は、電極３からの立上り部分よりも中間部分及びその先端側部分が後述のようにして高密度に収束されている。すなわち、カーボンナノチューブ構造体４の太さ（径）は、電極３からの立上り部分よりも中間部分及びその先端側部分の方が細くなっている。
　カーボンナノチューブ構造体４を構成するカーボンナノチューブ４１は、１ｎｍ～２０ｎｍの外径と２００μｍ～２ｍｍの立設長さを有している。カーボンナノチューブ４１の外径の好ましい範囲は１０ｎｍ～１５ｎｍであり、立設長さのより好ましい範囲は２００μｍ～５００μｍである。
　電極３からの立上り部分におけるカーボンナノチューブ構造体４の密度（単位断面積当たりの本数）は、１０１０／ｃｍ２～１０１１／ｃｍ２であり、カーボンナノチューブ構造体４の中間部分及び先端側部分は、立上り部分における密度の５倍～２０倍程度の密度を有していることが好ましい。なお、カーボンナノチューブ構造体４の立上り部分よりも中間部分（長さ方向の略中央）が高密度であればよく、必ずしもこのような密度倍率でなくてもよい。
　また、カーボンナノチューブ構造体４は、絶縁性と弾力性とを有するシリコンゴム等からなる保形層６により囲繞されている。また、カーボンナノチューブ構造体４の先端部は、保形層６の表面から露出した状態で設置されている。
　プローブ構造体１の製造方法は、図２に示すように、保持板２の第一面２１に複数の電極３を互いに独立させて形成する電極形成工程Ｋ１と、各電極３上に触媒３１をそれぞれ配設する触媒配設工程Ｋ２と、触媒３１の存在下で複数本のカーボンナノチューブ４１を化学気相成長させてカーボンナノチューブ構造体４を各電極３上に生成するカーボンナノチューブ構造体生成工程（ＣＮＴ構造体生成工程）Ｋ３と、カーボンナノチューブ構造体４の少なくとも中間部分を高密度に収束させる収束工程Ｋ４と、絶縁性と弾力性とを有する保形層６を形成する保形層形成工程Ｋ５と、カーボンナノチューブ構造体４の先端部と保形層６の表面とを切除する切除工程Ｋ６と、各電極３と対応する貫通孔２４を保持板２に形成する貫通孔形成工程Ｋ７と、各貫通孔２４に導電性を有する材料を充填して導通部５を形成する導通部形成工程Ｋ８とを備えている。
　電極形成工程Ｋ１では、図３Ａに示すように、電極３の形成位置に開口が形成されたメタルマスク７を保持板２の上方に配設した状態で、金、銀、銅又はアルミニウム金属材をパターニングする等により複数の電極３を保持板２の第一面２１に形成する。その後、触媒配設工程Ｋ２において、各電極３上に、塩化鉄薄膜、鉄薄膜、鉄－モリブデン薄膜、アルミナ－鉄薄膜、アルミナ－コバルト薄膜、アルミナ－鉄－モリブデン薄膜等からなる触媒３１を、スパッタ蒸着する等によりそれぞれ配設する。
　次いで、ＣＮＴ構造体生成工程Ｋ３において、図外のＣＶＤ装置を使用してカーボンが含まれる炭化水素、なかでも低級炭化水素、例えばメタン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、アセチレン等を注入して５００℃以上の温度に加熱する。これにより、図３Ｂ及び図４Ａに示すように、単層または複層のカーボンナノチューブ４１を複数本まとめて化学気相成長させ、カーボンナノチューブ４１の集合体からなるカーボンナノチューブ構造体４を電極３上に生成する。
　カーボンナノチューブ４１を化学気相成長させる際には、例えばヘリウム、アルゴン、水素、窒素、ネオン、クリプトン、二酸化炭素、塩素等のカーボンナノチューブ４１と反応しない雰囲気ガスを使用することが好ましい。また、反応の雰囲気圧力は、１０２Ｐａ以上で１０７Ｐａ以下であることが好ましく、１０４Ｐａ以上で３×１０５Ｐａ以下であることがさらに好ましく、５×１０４Ｐａ以上で９×１０４Ｐａ以下であることが特に好ましい。
　次に、収束工程Ｋ４で、カーボンナノチューブ構造体４の上方から、複数本のカーボンナノチューブ４１の間に、例えば水、アルコール類（イソプロパノール、エタノール、メタノール）、アセトン類（アセトン）、ヘキサン、トルエン、シクロヘキサン、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）等からなる液滴Ｅを垂らすことにより液体にさらした後、これを室温下で自然乾燥、真空に引き乾燥、又はホットプレートなどで加熱する等により乾燥させる。
　この結果、液滴Ｅを垂らすことにより生じる表面張力と、カーボンナノチューブ４１間に生じるファンデルワールス力とによりジッパー効果が発現され、各カーボンナノチューブ４１同士が引き寄せられて、カーボンナノチューブ構造体４が収束する。このとき、カーボンナノチューブ構造体４の基端部は電極３に固着されているため、図３Ｃ及び図４Ｂに示すように、電極３から立ち上がるカーボンナノチューブ構造体４の立上り部分よりもカーボンナノチューブ構造体４の中間部分及びその上方側部分が収束されて高密度化される。
　なお、カーボンナノチューブ構造体４の先端部は自由端とされているため拡がり易い。そのため、カーボンナノチューブ構造体４全体として収束されており、カーボンナノチューブ構造体４の立上り部分よりもカーボンナノチューブ構造体４の少なくとも中間部分が細くなっていればよく、カーボンナノチューブ構造体４の先端部は部分的にカーボンナノチューブ構造体４の立上り部分よりも拡がって太くなっていてもよい。
　また、カーボンナノチューブ構造体４の強度及び導電性が十分に得られる場合には、収束工程Ｋ４を省略してもよい。
　その後、保形層形成工程Ｋ５で、図３Ｄに示すように、カーボンナノチューブ構造体４を囲繞するように、流動性を有する充填材料、例えばシリコーンベースのエラストマを充填した後、当該充填材料を硬化させて絶縁性と弾力性とを有する保形層６を形成する。
　前記流動性を有する充填材料としては、ゴム材料、フレキシブルプラスチック材料、及び硬化可能な液状ゴム等を含む各種の材料を使用可能である。液状ゴムとしては、例えばＲＴＶ（Room Temperature Vulcanizing）シリコーンゴム、加熱硬化型シリコーンゴム、紫外線硬化型シリコーンゴム等種々の液状ゴムを用いることができ、例えば、信越化学工業株式会社製ＲＴＶシリコーンゴム「ＫＥ－１２８５」等を用いることができる。
　隣接するカーボンナノチューブ構造体４間に充填材料を充填し、保形層６を形成することによって、プローブとして使用してもカーボンナノチューブ構造体４が倒れないように、かつ隣接するカーボンナノチューブ構造体４同士が接触しないように支えることが可能になる。また、カーボンナノチューブ構造体４を構成する複数本のカーボンナノチューブ４１の間に充填材料を充填して硬化させてもよい。この場合、カーボンナノチューブ構造体４の強度又は耐久性を向上させることが可能となる。
　次いで、切除工程Ｋ６において、図３Ｅに示すように、カーボンナノチューブ構造体４の先端部と保形層６の表面とを、レーザー加工機を使用したレーザー加工又はカッターブレードを使用した機械加工等の手段で切除する。これにより、カーボンナノチューブ構造体４の先端部に、保形層６を構成する充填材料が付着している場合に、これを確実に除去することができる。また、カーボンナノチューブ構造体４を構成する各カーボンナノチューブ４１の先端部がばらばらになっている場合や拡がっている場合等に、この先端部を切除してカーボンナノチューブ構造体４の先端部を揃えたり、高密度の部分を先端に露出させたりすることができる。
　その後、貫通孔形成工程Ｋ７において、レーザー加工機を使用したレーザー加工又はドリルを使用した機械加工等の手段により、各電極３と対応する貫通孔２４を保持板２に形成する。その後、導通部形成工程Ｋ８において、貫通孔２４の内面に例えば酸化皮膜等の絶縁層２５を形成し、マスクパターニング等の手段で貫通孔２４に導電性を有する材料を充填して、図３Ｆに示すように導通部５を形成する。このようにして図１に示すプローブ構造体１が製造される。
　上述の構成を有するプローブ構造体１は、図５に示すように、例えばガラスエポキシ基板、フレキシブル基板、セラミック多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、タッチパネル用等の透明導電板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリア等からなる検査対象の基板８の検査治具等として使用することができる。
　具体的には、図外の治具保持部材にプローブ構造体１を保持させるとともに、電流計、電圧計、電流源等を含む図略の検査装置に信号を伝送する電線９を、保持板２の第二面２２側から導通部５に接続する。これにより、各カーボンナノチューブ構造体４を検査装置に電気的に接続し、各カーボンナノチューブ構造体４を検査装置のプローブとして用いることが可能となる。
　次に、基板８に設けられた配線パターンや半田バンプ等の検査点８１，８２に、カーボンナノチューブ構造体４の先端部をそれぞれ当接させる。そして、一方の検査点８１に接触されたカーボンナノチューブ構造体４と、他方の検査点８２に接触されたカーボンナノチューブ構造体４との間に予め設定された検査用電流を流して、その間の電圧を検出し、その値を予め設定された基準値と比較する等により、基板８の良否を判定する。
　以上のように、第一面２１と第二面２２とを有し、少なくとも第一面２１が絶縁された保持板２と、保持板２の第一面２１に互いに分離した状態で形成された複数の電極３と、電極３上に立設されたカーボンナノチューブ構造体４とを備え、保持板２に、電極３と対応する貫通孔２４が形成されたプローブ構造体１によれば、従来技術においてカーボンナノチューブの集合体を基板上から剥離した後にその基端部を信号伝送用の電極部等に接続した場合に生じる接触抵抗が、生じない。その結果、電気抵抗の増大が低減され、プローブ構造体１の電気抵抗が、例えば１５０ｍΩ以下に抑えられて優れた導電性が得られる。このため、プローブ構造体１を基板検査装置の検査治具等として好適に使用できるという利点がある。
　また、電極３から貫通孔２４を通って保持板２の第二面２２側に延びる導通部５を設けた構成とした場合には、この導通部５を利用して基板検査装置の制御部等に対する電気接続を容易かつ適正に行うことができる。
　上述の第一実施形態では、電極３から立ち上がるカーボンナノチューブ構造体４の立上り部分よりもカーボンナノチューブ構造体４の中間部分を高密度に収束させた構造としたため、カーボンナノチューブ構造体４の導電性を、さらに向上させてプローブ構造体１の電気抵抗を、より効果的に低減できるという利点がある。
　さらに、絶縁性と弾力性とを有する素材からなる保形層６によりカーボンナノチューブ構造体４を囲繞するとともに、その先端部を保形層６の表面から露出させた状態で設置した場合には、カーボンナノチューブ構造体４の導電性を維持しつつ、その変形及び損傷を効果的に防止することができる。
　また、図２及び図３Ａ～図３Ｆに示すように、第一面２１と第二面２２とを有し、少なくとも第一面２１が絶縁された保持板２の第一面２１に複数の電極３を互いに分離させた状態で形成する電極形成工程Ｋ１と、各電極３上に触媒３１をそれぞれ配設する触媒配設工程Ｋ２と、触媒３１の存在下で複数本のカーボンナノチューブ４１を化学気相成長させてカーボンナノチューブ構造体４を電極３上に生成するカーボンナノチューブ構造体生成工程Ｋ３と、各電極３と対応する貫通孔２４を保持板２に形成する貫通孔形成工程Ｋ７とを備えたプローブ構造体１の製造方法によれば、優れた導電性を有し、基板検査装置の検査治具等として好適に使用できるプローブ構造体１を、容易かつ適正に製造できるという利点がある。
　カーボンナノチューブ構造体生成工程Ｋ３において生成されたカーボンナノチューブ構造体４を、液体にさらした後、乾燥させることにより、カーボンナノチューブ構造体４の、電極３から立ち上がる立上り部分よりも、カーボンナノチューブ構造体４の中間部分を高密度に収束させる収束工程Ｋ４を備えている場合には、カーボンナノチューブ構造体４の導電性を、さらに効果的に向上させることができる。その結果、基板検査装置の検査治具等として好適に使用できるプローブ構造体１を、容易かつ適正に製造できるという利点がある。
　さらに、カーボンナノチューブ構造体４を囲繞するように流動性を有する充填材料を充填した後、この充填材料を硬化させて絶縁性と弾力性とを有する保形層６を形成する保形層形成工程Ｋ５を備えたプローブ構造体１の製造方法によれば、カーボンナノチューブ構造体４の導電性を維持しつつ、優れた強度及び耐久性を有するプローブ構造体１を、容易かつ適正に製造できるという利点がある。
　また、保形層形成工程Ｋ５において流動性が極めて高い充填材料を使用する等により、カーボンナノチューブ構造体４を構成する複数本のカーボンナノチューブ４１の間に充填材料を充填して硬化させるようにした場合には、プローブ構造体１の強度及び耐久性を、より効果的に向上させることができる。
　カーボンナノチューブ構造体４の先端部と、保形層６の表面とを切除する切除工程Ｋ６とをさらに備えたプローブ構造体１の製造方法によれば、カーボンナノチューブ構造体４の先端部に保形層６を構成する充填材料が付着している場合に、これを確実に除去することができるとともに、カーボンナノチューブ構造体４を構成する各カーボンナノチューブ４１の先端部がばらばらになっている場合に、この先端部を切除してカーボンナノチューブ構造体４の先端部を揃えることができる。その結果、カーボンナノチューブ構造体４の導電性を効果的に向上できるという利点がある。
　また、保持板２に形成された貫通孔２４に導電性を有する材料を充填して、電極３の設置部から保持板２の第二面２２側に延びる導通部５を形成する導通部形成工程を備えたプローブ構造体１の製造方法によれば、導通部５を利用することにより、基板検査装置等に対する電気接続を容易かつ適正に行うことができるプローブ構造体１が得られるという利点がある。
（第二実施形態）
　図６は、本発明に係るプローブ構造体１の製造方法の第二実施形態を示す工程図である。この第二実施形態に係るプローブ構造体１の製造方法は、貫通孔形成工程Ｋ７で保持板２に貫通孔２４を形成するとともに、導通部形成工程Ｋ８で貫通孔２４に導電性を有する材料を充填して導通部５を形成した後に、電極形成工程Ｋ１において、保持板２の第一面２１に電極３を貫通孔２４に対応する部位に形成することにより、この電極３と導通部５とを接続するようにした点で、図２に示す第一実施形態に係る製造方法と異なっている。
　このように構成した場合においても、導通部５を利用して基板検査装置の制御部等に対する電気接続を容易かつ適正に行うことができるという利点がある。なお、プローブ構造体１は導通部５を備えていなくてもよく、導通部形成工程Ｋ８を実行しなくてもよい。導通部５を備えていなくても、例えば貫通孔２４に電線９を挿入するなどして電線９を電極３と接続することによって、カーボンナノチューブ構造体４をプローブとして用いることが可能となる。
　また、図２に示す触媒配設工程Ｋ２とカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）構造体生成工程Ｋ３との間において、保持板２に貫通孔２４を形成するとともに、貫通孔２４に導電性を有する材料を充填して導通部５を形成するようにしてもよい。
　また、図７に示すように、導通部５は保持板２の貫通孔２４から保持板２の第二面２２側を覆う位置まで電気的に連続するように形成し、当該第二面２２上を覆う位置を導通部５と電線９との接続部として用いても良い。この場合、電線９を導通部５に接続する際、
導通部５の貫通孔２４の内部に位置する部分が比較的弱い力でも塑性変形しやすいものであったり貫通孔２４の内壁と導通部５との接着強度が十分に強いものではなかったりした場合でも、電線９から貫通孔２４内の導通部５にかけた力が電極３に伝わって保持板２またはその第一面２１上の絶縁膜２３から電極３が剥離したり電極３が破壊変形したりすることなく、電線９をしっかりと導通部５に接続できる。第二面側から見たとき、当該接続部の形状を貫通孔２４と同心円としても良いし、貫通孔２４の中心から偏心した楕円などの形状としても良い。当該接続部と貫通孔２４内の導通部５とは同一材質のものを用いることもできるし、異なる材質のものを用いることもできる。当該接続部と貫通孔２４内の導通部５とは同一工程で形成しても良いし、貫通孔２４内に導通部５を形成する工程と当該接続部を第二面２２側に形成する工程とを別の工程としてもよい。
　すなわち、本発明の一局面に従うプローブ構造体は、第一面と第二面とを有し、少なくとも前記第一面が絶縁された保持板と、当該保持板の第一面に、互いに分離した状態で形成された複数の電極と、当該各電極上に立設されたカーボンナノチューブ構造体とを備え、前記保持板には、前記電極と対応する貫通孔が形成されたものである。
　この構成によれば、従来技術のようにカーボンナノチューブの集合体を基板上から剥離した後、その基端部を電極部等に接続した場合等のように接触抵抗により電気抵抗が増大することはなく、プローブ構造体の電気抵抗を例えば１５０ｍΩ以下に抑えて優れた導電性が得られるため、これを、電気信号を検出するためのプローブとして好適に使用することができる。
　また、前記各電極から前記貫通孔を通って前記保持板の第二面側に延びる導通部をさらに備えたものとすることが好ましい。
　この構成によれば、前記導通部を利用することにより、保持板の第一面に形成された電極と、電気信号を検出しようとする外部装置とを容易かつ適正に接続することができる。
　また、前記各カーボンナノチューブ構造体の前記各電極から立ち上がる立上り部分よりも、前記各カーボンナノチューブ構造体の中間部分が収束されていることが好ましい。
　この構成によれば、カーボンナノチューブ構造体の導電性を、さらに向上させてプローブ構造体の電気抵抗を、より効果的に低減できるという利点がある。
　また、前記各カーボンナノチューブ構造体は、絶縁性と弾力性とを有する素材からなる保形層により囲繞され、前記各カーボンナノチューブ構造体の先端部が前記保形層の表面から露出した構成としてもよい。
　この構成によれば、カーボンナノチューブ構造体の導電性を維持しつつ、その変形及び損傷を効果的に防止することができる。
　本発明の一局面に従うプローブ構造体の製造方法は、第一面と第二面とを有し、少なくとも前記第一面が絶縁された保持板の第一面に複数の電極を互いに分離させた状態で形成する電極形成工程と、前記複数の電極上に触媒を配設する触媒配設工程と、前記触媒の存在下で複数本のカーボンナノチューブを化学気相成長させてカーボンナノチューブ構造体を前記各電極上に生成するカーボンナノチューブ構造体生成工程と、前記各電極と対応する貫通孔を前記保持板に形成する貫通孔形成工程とを備えている。
　この構成によれば、優れた導電性を有し、基板検査装置の検査治具等として好適に使用することができるプローブ構造体を、容易かつ適正に製造できるという利点がある。
　また、前記カーボンナノチューブ構造体生成工程において生成された前記各カーボンナノチューブ構造体を、液体にさらした後、乾燥させることにより、前記各カーボンナノチューブ構造体の前記各電極から立ち上がる立上り部分よりも、前記各カーボンナノチューブ構造体の中間部分を収束させる収束工程をさらに備えていることが好ましい。
　この構成によれば、カーボンナノチューブ構造体の導電性を、さらに向上させることができるため、電気信号を検出するためのプローブとして、より好適に使用できるプローブ構造体を、容易かつ適正に製造できるという利点がある。
　また、前記各カーボンナノチューブ構造体を囲繞するように流動性を有する充填材料を充填した後、当該充填材料を硬化させて絶縁性と弾力性とを有する保形層を形成する保形層形成工程をさらに備えていることが好ましい。
　この構成によれば、カーボンナノチューブ構造体の導電性を維持しつつ、優れた強度及び耐久性を有するプローブ構造体を、容易かつ適正に製造できるという利点がある。
　また、前記保形層形成工程において、前記カーボンナノチューブ構造体を構成する複数本のカーボンナノチューブの間に前記流動性を有する充填材料を充填して硬化させるようにしてもよい。
　この構成によれば、プローブ構造体の強度及び耐久性を、より効果的に向上させることができる。
　また、前記各カーボンナノチューブ構造体の先端部と、前記保形層の表面とを切除する切除工程をさらに備えていることが好ましい。
　この構成によれば、カーボンナノチューブ構造体の先端部に、保形層を構成する充填材料が付着している場合に、これを確実に除去することができる。さらに、カーボンナノチューブ構造体を構成する各カーボンナノチューブの先端部がばらばらになっている場合に、この先端部を切除してカーボンナノチューブ構造体の先端部を揃えることができる。その結果、カーボンナノチューブ構造体の導電性を効果的に向上させることができる。
　また、前記保持板に形成された前記貫通孔に導電性を有する材料を充填して、前記保持板の前記第一面から前記第二面側に延びる導通部を形成する導通部形成工程をさらに備えていることが好ましい。
　この構成によれば、前記導通部を利用することにより、保持板の第一面に形成された電極と基板検査装置の制御部等とを容易かつ適正に接続することが可能なプローブ構造体が得られるという利点がある。
　なお、前記貫通孔形成工程で前記保持板に前記貫通孔を形成するとともに、前記導通部形成工程で前記貫通孔に導電性を有する材料を充填して前記導通部を形成した後に、前記電極形成工程で、前記保持板の第一面に前記電極を形成するようにしてもよい。
　この構成においても、前記導通部を利用することにより、保持板の第一面に形成された電極と基板検査装置の制御部等とを容易かつ適正に接続することが可能なプローブ構造体を得ることができる。
　このようなプローブ構造体及びその製造方法によれば、プローブ構造体の電気抵抗が大きくなるのを防止して優れた導電性が得られる。また、このような製造方法によれば、優れた導電性を有するプローブ構造体を容易かつ適正に製造することができる。
　この出願は、２０１７年３月２１日に出願された日本国特許出願特願２０１７－０５４６４０を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、本発明は、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではない。
　１　　プローブ構造体
　２　　保持板
　３　　電極
　４　　カーボンナノチューブ構造体
　５　　導通部
　６　　保形層
　２１　第一面
　２２　第二面
　２４　貫通孔
　２５　絶縁層
　３１　触媒
　４１　カーボンナノチューブ

Claims (11)

  1. 　第一面と第二面とを有し、少なくとも前記第一面が絶縁された保持板と、
    　当該保持板の第一面に、互いに分離した状態で形成された複数の電極と、
    　当該各電極上に立設されたカーボンナノチューブ構造体とを備え、
    　前記保持板には、前記各電極と対応する貫通孔が形成されているプローブ構造体。
  2. 　前記各電極から前記貫通孔を通って前記保持板の第二面側に延びる導通部をさらに備えている請求項１記載のプローブ構造体。
  3. 　前記各カーボンナノチューブ構造体の前記各電極から立ち上がる立上り部分よりも、前記各カーボンナノチューブ構造体の中間部分が収束されている請求項１又は２記載のプローブ構造体。
  4. 　前記各カーボンナノチューブ構造体は、絶縁性と弾力性とを有する素材からなる保形層により囲繞され、前記各カーボンナノチューブ構造体の先端部が前記保形層の表面から露出している請求項１～３のいずれか１項に記載のプローブ構造体。
  5. 　第一面と第二面とを有し、少なくとも前記第一面が絶縁された保持板の第一面に複数の電極を互いに分離させた状態で形成する電極形成工程と、
    　前記複数の電極上に触媒を配設する触媒配設工程と、
    　前記触媒の存在下で複数本のカーボンナノチューブを化学気相成長させてカーボンナノチューブ構造体を前記各電極上に生成するカーボンナノチューブ構造体生成工程と、
    　前記各電極と対応する貫通孔を前記保持板に形成する貫通孔形成工程とを備えているプローブ構造体の製造方法。
  6. 　前記カーボンナノチューブ構造体生成工程において生成された前記各カーボンナノチューブ構造体を、液体にさらした後、乾燥させることにより、前記各カーボンナノチューブ構造体の前記各電極から立ち上がる立上り部分よりも、前記各カーボンナノチューブ構造体の中間部分を収束させる収束工程をさらに備えている請求項５記載のプローブ構造体の製造方法。
  7. 　前記各カーボンナノチューブ構造体を囲繞するように流動性を有する充填材料を充填した後、当該充填材料を硬化させて絶縁性と弾力性とを有する保形層を形成する保形層形成工程をさらに備えている請求項５又は６記載のプローブ構造体の製造方法。
  8. 　前記保形層形成工程において、前記カーボンナノチューブ構造体を構成する複数本のカーボンナノチューブの間に前記流動性を有する充填材料を充填して硬化させる請求項７記載のプローブ構造体の製造方法。
  9. 　前記各カーボンナノチューブ構造体の先端部と、前記保形層の表面とを切除する切除工程をさらに備えている請求項７又は８記載のプローブ構造体の製造方法。
  10. 　前記保持板に形成された前記貫通孔に導電性を有する材料を充填して、前記電極の設置部から前記保持板の第二面側に延びる導通部を形成する導通部形成工程をさらに備える請求項５～９のいずれか１項に記載のプローブ構造体の製造方法。
  11. 　前記貫通孔形成工程で前記保持板に前記貫通孔を形成するとともに、前記導通部形成工程で前記貫通孔に導電性を有する材料を充填して前記導通部を形成した後に、前記電極形成工程で、前記保持板の第一面に前記電極を形成する請求項１０記載のプローブ構造体の製造方法。
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