JP2002257853A - プローブカード - Google Patents

プローブカード

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JP2002257853A
JP2002257853A JP2001053041A JP2001053041A JP2002257853A JP 2002257853 A JP2002257853 A JP 2002257853A JP 2001053041 A JP2001053041 A JP 2001053041A JP 2001053041 A JP2001053041 A JP 2001053041A JP 2002257853 A JP2002257853 A JP 2002257853A
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probe card
ceramic substrate
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ceramic
parts
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Yoshiyuki Ido
義幸 井戸
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 昇温・降温に迅速に追随し、プローブカード
の端子とコンタクター基板のプローブとがずれて接触不
良となることがなく、このプローブカードを用いた検査
装置が誤った判断を下すことがないプローブカードを提
供すること。 【解決手段】 半導体ウエハに形成された集積回路の検
査に用いられるプローブカード40であって、前記プロ
ーブカード40は、非酸化物セラミック製のセラミック
基板41からなり、前記セラミック基板41の熱伝導率
κは、10W/m・k<κ<300W/m・kであるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハ等
に形成された集積回路等が正常に動作するか否かを判定
するために用いられるプローブカードに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体チップ(半導体素子)は、単結晶
引き上げ装置を用いて形成されたシリコン単結晶等のイ
ンゴットを、薄くスライスして半導体ウエハを作製した
後、この半導体ウエハに、多数の単位からなる集積回路
を形成し、続いて、これを各単位に分割する工程を経て
製造される。
【0003】上記半導体チップの製造工程においては、
半導体ウエハ上に多数の単位からなる集積回路を形成し
た後、各単位の半導体素子(半導体チップ)に分割する
前に、これらの回路が正常に動作するか否かを調べる必
要がある。そこで、このような検査には、プローブとい
われる針状の金属をシリコンウエハの端子パッドに押し
当てて電流を流し、集積回路の導通や各回路間の絶縁等
を調べる検査装置が用いられている。
【0004】現在、半導体素子の高集積化に伴い、シリ
コンウエハ上に形成する回路の集積度も高まり、半導体
素子に形成される端子パッドのピッチも狭まっている。
従って、検査装置に用いるプローブの間隔も狭くする必
要があり、検査装置のヘッド(パフォーマンス基板)
に、プローブを直接取り付けることが困難になってい
る。かかる課題に対応するため、最近では、中継基板
(プローブカード)を介在させて、ヘッド(パフォーマ
ンス基板)に、プローブを配設したコンタクター基板を
取り付けた検査装置が用いられている。
【0005】上記した検査装置において、中継基板とし
て用いられるプローブカードは、多層の樹脂基板やアル
ミナセラミック基板からなり、コンタクター基板の挟ピ
ッチの端子とパフォーマンス基板の広ピッチのプローブ
とを接続させる役割を担っている(特許第279607
0号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】現在、このシリコンウ
エハに形成された集積回路の検査を行う際には、常温で
の動作状態のみでなく、100℃以上の高温での動作状
態も検査する場合があり、また、短時間の内に効率的に
検査を行わなければならない。そのためには、シリコン
ウエハの温度を上昇させた際に、短時間の内にプローブ
カードが迅速に昇温、熱膨張し、短時間で行う検査の間
に、プローブカードの端子とコンタクター基板のプロー
ブとが、ずれて接触不良とならないようにする必要があ
る。また温度を降下させる際も、同様の理由でプローブ
カードが迅速に降温するようにする必要がある。
【0007】しかし、上記した樹脂基板やアルミナセラ
ミック基板等からなるプローブカードは、熱伝導率が低
く、しかも大型であったため、シリコンウエハを昇温・
降温させた際、この昇温・降温に迅速に追随しない。
【0008】従って、このような熱伝導率の低いプロー
ブカードを用いた場合には、シリコンウエハの温度にプ
ローブカードの温度を追随させるために、ゆっくりと昇
温・降温を行わなければならず、検査に時間がかかると
いう問題があった。
【0009】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、昇温・
降温に迅速に追随し、短時間でシリコンウエハに形成さ
れた集積回路等の検査を行う際にも、プローブカードの
端子とコンタクター基板のプローブとがずれて接触不良
となることがないプローブカードを提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、半導体ウエハを昇
温・降温させた際、プローブカードの温度をその温度に
迅速に追随させるためには、セラミック基板の熱伝導率
を向上させればよく、具体的には、例えば、粒界に不純
物が偏析するように、原料や焼成条件等を選択すること
により、得られたセラミック基板を構成する主成分の結
晶の純度が却って高くなり、これにより、セラミック基
板の熱伝導率を向上させることができること見い出し、
本発明を完成させるに至った。
【0011】すなわち、本発明のプローブカードは、半
導体ウエハに形成された集積回路の検査に用いられるプ
ローブカードであって、上記プローブカードは、非酸化
物セラミック製のセラミック基板からなり、上記セラミ
ック基板の熱伝導率κは、10W/m・k<κ<300
W/m・k、好ましくは80W/m・k<κ<220W
/m・kであることを特徴とする。
【0012】本発明のプローブカードを構成するセラミ
ック基板は、非酸化物セラミック製のセラミック基板か
らなり、その熱伝導率κは、10W/m・kを超えた値
であるため、このプローブカードを用いて集積回路の検
査を行う際に、温度マッチングが良好となり、プローブ
カードがシリコンウエハの昇温・降温に迅速に対応す
る。従って、昇温・降温に要する時間が短くて済み、昇
温・降温を伴う検査中にプローブカードの端子とコンタ
クター基板のプローブとがずれて接触不良となることも
ない。なお、温度マッチングをより良好にするために
は、セラミック基板の熱伝導率κは、80W/m・kを
超えた値であることが望ましい。
【0013】また、熱伝導率κを、κ<300W/m・
kに設定しているが、これは熱伝導率κが300W/m
・kを超えると、熱伝導率が高くなりすぎて、セラミッ
ク基板の外周部が冷えてしまうため、妥当でないからで
ある。
【0014】さらに、本発明のプローブカードは、非酸
化物セラミック製のセラミック基板からなるため、常温
や高温における機械的特性(強度)に優れ、高温におい
ても反りや変形がない。従って、高温において、プロー
ブとの接触位置がずれたり、プローブとの接触不良が発
生することはない。
【0015】上記プローブカードにおいて、上記セラミ
ック基板には、少なくとも内部にスルーホールが設けら
れていることが望ましい。図1に示すような検査装置で
は、ヘッド(パフォーマンス基板)とコンタクター基板
との間にプローブカードを介装するため、一方の面から
他方の面への導通を図るためのスルーホールが必要とな
るからである。
【0016】上記プローブカードにおいて、上記セラミ
ック基板には、一主面に導体回路が形成されていること
が望ましい。比較的容易に導体回路を形成することがで
き、これにより配線のピッチを拡げることができるから
である。
【0017】検査ピッチを拡大するためには、図2に示
したように、セラミック基板の表面に、プローブカード
のピッチを拡大する導体回路を設ける方法が比較的容易
であるため望ましいが、セラミック基板の内部にプロー
ブのピッチを拡大するための導体回路を設けてもよい。
【0018】なお、プローブカードによっては、スルー
ホールを必要としないものもあり、この場合には、一主
面のみに導体回路が形成されていればよい。
【0019】前述のように、上記セラミック基板の熱伝
導率は、粒界に不純物が偏析するように、原料や焼成条
件を選択することにより、向上させることができる。具
体的には、例えば、窒化物セラミックを製造する場合に
は、原料中に窒化物セラミックを構成する元素以外の元
素(例えば、ホウ素、ナトリウム、カルシウム、ケイ
素、酸素または後述する焼結助剤である希土類元素等の
不純物元素)を添加し、焼成することにより、これらの
不純物をセラミック粒子の粒界に偏在させ、セラミック
基板の熱伝導率を上げる。また、一旦、焼結体を製造し
た後、アニール処理を行うと、不純物がより粒界に偏析
し易くなり、熱伝導率が向上する。
【0020】なお、不純物の偏在は、蛍光X線のピーク
やマッピング画像を調べることにより確認することがで
き、蛍光X線の強度が結晶内部よりも境界により強く現
れる。
【0021】上記不純物のなかでは、酸素が好ましい。
通常、セラミック基板中に酸素を含有させるためには、
例えば、原料粉末中に金属酸化物を混合して焼成を行う
か、または、酸素雰囲気中で焼成し、表面を酸化させた
原料粉末を用いる。
【0022】上記金属酸化物は、粒子境界にあって、結
晶中から不純物を粒子の境界に排出する働きをしている
と考えられ、結晶粒子の純度が上がり、セラミック基板
全体として熱伝導性に優れる。また、アニール処理等を
施したセラミック基板では、不純物が結晶粒子から排除
され、粒界に偏析してくる。このため、さらに結晶粒子
の純度が上がり、セラミック基板全体として、熱伝導性
に優れる。
【0023】なお、プローブカードとしては、特開平6
−140484号公報や特開平4−152270号公報
などに、セラミック製のプローブカードが開示されてい
るが、どのようなセラミックかが記載(開示)されてお
らず、また、特開平7−98380号公報には、ガラス
エポキシ基板と窒化アルミニウム支持板とから構成され
るプローブカードが開示されているが、プロービングを
実施するのは、あくまでガラスエポキシ基板であり、窒
化アルミニウムは支持体として機能するにすぎず、窒化
物セラミックに回路やスルーホールが形成された本発明
とは、全く異なり、これらの公知文献で本発明の特許性
が阻却されないことを付記しておく。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明のプローブカードは、非酸
化物セラミック製のセラミック基板からなり、前記セラ
ミック基板の熱伝導率κは、10W/m・k<κ<30
0W/m・k、好ましくは80W/m・k<κ<220
W/m・kであることを特徴とする。
【0025】以下、本発明のプローブカードを図面に基
づいて説明する。図1は、本発明のプローブカードが用
いられた半導体ウエハの検査装置を模式的に示す概念図
であり、図2(a)は、本発明のプローブカードを模式
的に示す断面図であり、(b)は、その平面図である。
【0026】この検査装置10は、検査用の端子の配設
されたパフォーマンス基板24と、パフォーマンス基板
24のX、Y、Z方向に位置調整を行う昇降装置22
と、パフォーマンス基板24を経てシリコンウエハ60
に電流を印加して適否を判断するテスター20とを備え
ている。
【0027】また、パフォーマンス基板24の下方に
は、順次、プローブ基板30およびプローブカード40
が配設されており、プローブ基板30およびプローブカ
ード40を経ることにより、配線のピッチが縮小されて
いる。そして、さらにプローブカード40の下に配設さ
れたコンタクター基板50のプローブ52を介して、シ
リコンウエハ60上に形成された端子パッド61との接
続が図られるようになっている。
【0028】なお、コンタクター基板50には、このコ
ンタクター基板50を貫通し、上面および下面から突出
するようにプローブ52が配設されており、上面から突
出したプローブがプローブカードの端子パッドと接触
し、一方の底面から突出したプローブがシリコンウエハ
に設けられた端子パッド61と接触するようになってい
る。
【0029】また、この検査装置10は、集積回路が形
成されたシリコンウエハ60を載置するためのテーブル
26を備えており、このテーブル26は、X、Y、Z方
向に位置調整を行うことができるようになっている。さ
らに、テーブル26の下方には、シリコンウエハ60を
加熱するヒータ28と、シリコンウエハ60を冷却する
ためにぺルチェ機構等を用いる冷却装置29とが配設さ
れ、ヒータ28には図示しない電源から電力が供給され
るようになっている。
【0030】次に、この検査装置10を用いたシリコン
ウエハ60の検査について説明する。先ず、テーブル2
6にシリコンウエハ60を載置し、シリコンウエハ60
上に形成された位置決めマークを図示しない光学装置で
読み取り、テーブル26の位置調整を行う。その後、昇
降装置22により、パフォーマンス基板24等を押し下
げ、コンタクター基板50のプローブ52を、シリコン
ウエハ60の所定の端子パッドに押し当てる。なお、図
1では、端子パッド61が盛り上がったように記載され
ているが、実際の端子パッドの厚さは、1〜50μmで
ある。
【0031】この後、引き続き、テスター20が、パフ
ォーマンス基板24−プローブ基板30−プローブカー
ド40−コンタクター基板50を介して、シリコンウエ
ハ60の所定の端子パッド61に電流を印加し、シリコ
ンウエハに形成された導体回路の導通や絶縁が必要な部
分で絶縁が保たれているか等の特性試験を行う。この
際、冷却装置29やヒータ28を用いることにより、シ
リコンウエハを冷却したり、加熱したりしながら検査を
行うことができる。
【0032】次に、プローブカードについて説明する。
図2に示したように、プローブカード40を構成する非
酸化物セラミック製のセラミック基板41の内部には、
スルーホール42が設けられ、底面41bには、コンタ
クター基板50のプローブと接触させるための端子パッ
ド43が設けられるとともに、上面には、ピッチを拡大
するための導体回路44と端子パッド45とが設けられ
ている。
【0033】従って、このプローブカード40を用いる
ことにより、パフォーマンス基板24に形成された比較
的広いピッチの端子パッドと、シリコンウエハ60上に
形成された狭ピッチの端子パッド61との接続を、確実
に行うことができる(図1参照)。
【0034】本発明のプローブカードを構成するセラミ
ック基板は、非酸化物セラミック製のセラミック基板か
らなり、その熱伝導率κは、10W/m・k<κ、好ま
しくは、80W/m・k<κであるため、このプローブ
カードを用いて集積回路の検査を行う際に、温度マッチ
ングが良好であり、プローブカードがシリコンウエハの
昇温・降温に迅速に対応する。また、昇温・降温までの
時間が短くて済むため、昇温・降温を伴う検査中にプロ
ーブカードの端子とコンタクター基板のプローブとがず
れて接触不良となることもない。また、熱伝導率κは、
κ<300W/m・kであるため、セラミック基板の外
周部が冷えてしまうことがない。
【0035】図2では、セラミック基板41の表面に導
体回路が形成されたプローブカード40を示したが、導
体回路は、セラミック基板の内部に形成されていてもよ
い。図3(a)は、このような内部に導体回路が形成さ
れたウエハプローバを模式的に示した断面図であり、
(b)は、その平面図である。
【0036】このプローブカード70では、底面71b
から上面71aに抜けるスルーホール76が形成されて
いるほか、底面71bからセラミック基板71の途中ま
での長さのスルーホール72aが形成されており、この
スルーホール72aの上部から水平方向に図2(b)に
示したパターンとほぼ同様のパターンの導体回路74が
形成されることにより、ピッチを拡大している。そし
て、導体回路74の端部に接続されるように形成された
スルーホール72bがさらに上面71aに達し、図3
(b)に示すような端子パッド75のパターンとなって
いる。
【0037】従って、このプローブカード70を用いる
ことにより、図2に示したプローブカード40の場合と
同様に、パフォーマンス基板24に形成された比較的広
いピッチの端子パッドと、シリコンウエハ60上に形成
された狭ピッチの端子パッドとの接続を、確実に行うこ
とができる。
【0038】次に、このようなプローブカード40を構
成するセラミック基板や導体回路の材質や特性等につい
て、さらに詳しく説明する。本発明のプローブカードを
構成するセラミック基板は、非酸化物セラミックからな
る。上記セラミック基板は、熱伝導性に優れた炭化物セ
ラミックまたは窒化物セラミックが望ましく、窒化物セ
ラミックとしては、例えば、窒化アルミニウム、窒化珪
素、窒化チタン、窒化硼素から選ばれる少なくとも1種
以上が望ましい。
【0039】炭化物セラミックとしては、例えば、炭化
珪素、炭化タングステン、炭化タンタル、炭化チタン、
炭化ジルコニウムから選ばれる少なくとも1種以上が望
ましい。なかでも、窒化アルミニウムは、特に熱伝導率
が高く、シリコンウエハの温度変化に迅速に追従するこ
とから特に好ましい。
【0040】上記セラミック基板は、焼結助剤を含有し
ていることが望ましい。焼結助剤を粒界に偏析させ、熱
伝導率を上げるためである。上記焼結助剤としては、例
えば、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、
希土類酸化物等が挙げられる。これらの焼結助剤のなか
では、CaO、Y23 、Na2 O、Li2 O、Rb2
Oが好ましい。これらの含有量としては、0.1〜20
重量%が好ましい。また、アルミナを含有していてもよ
い。
【0041】上記非酸化物セラミック中には、5重量%
以下の酸素が含有されていることが望ましい。5重量%
程度の酸素量であれば、焼結を促進させるとともに、熱
伝導率を向上させることができ、高温での反り量を小さ
くすることができるからである。
【0042】上記非酸化物セラミックの表面から放射さ
れるα線量は、50c/cm2 ・hr以下が望ましく、
2.0c/cm2 ・hr以下が最適である。50c/c
2 ・hrを超えるといわゆるソフトエラーが発生して
検査に誤りが発生するからである。
【0043】上記セラミック基板では、表面のJIS
B 0601に基づく面粗度Rmaxは、0.01μm
<Rmax<100μmであることが望ましく、Ra
は、0.001<Ra<10μmであることが望まし
い。
【0044】上記セラミック基板のJIS B 060
1に基づく面粗度Raは 0.01<Ra<10μmが
最適である。表面の導体回路との密着性を考慮すると大
きい方がよいのであるが、大き過ぎると表皮効果(高周
波数の信号電流は導体回路の表面に局在化して流れる現
象)により、高周波数での測定が困難となり、また、小
さい場合は密着性に問題が発生するからである。
【0045】セラミック基板の形状は特に限定されない
が、方形、多角形状、円板形状が好ましく、その直径、
最長対角線の長さは、10〜350mmが好ましい。
【0046】セラミック基板の平面度は、直径−10m
m、または、最長対角線長さ−10mmの測定距離で5
00μm以下が好ましい。500μmを超えると測定時
の押圧でも反りを矯正できないからである。
【0047】セラミック基板のヤング率Eは、25〜6
00℃で60GPa<E<450GPaが望ましい。高
温におけるセラミック基板の反りを防止するためであ
る。
【0048】セラミック基板の曲げ強度σf は、25〜
600℃で200MPa<σf <500MPaが望まし
い。押圧時にセラミック基板が破損するのを防止するた
めである。なお、押圧時には、セラミック基板に、0.
1〜10kg/cm2 程度の圧力がかかる。
【0049】上記セラミック基板の気孔率は、5%以下
が望ましい。また、最大気孔の気孔径が50μm以下で
あることが望ましい。100℃以上の温度での耐電圧を
確保し、機械的な強度が大きくなり、押圧時等における
反り量を小さくすることができるからである。また、熱
伝導率が高くなり、迅速に昇温・降温するため、温度マ
ッチングに優れる。
【0050】なお、最大気孔とは、任意の10箇所を電
子顕微鏡で撮影し、その視野の中で最も大きな気孔を選
び、その最大気孔の平均値を最大気孔の気孔径として定
義したものである。また、気孔率は0%であってもよ
い。気孔は存在しないことが理想的である。
【0051】気孔径が50μmを超えると高温、特に高
温での耐電圧特性を確保するのが難しくなり、短絡等が
発生するおそれがある。最大気孔の気孔径は、10μm
以下が望ましい。高温(例えば、100℃以上)での反
り量が小さくなるからである。
【0052】上記気孔率はアルキメデス法により測定す
る。焼結体を粉砕して有機溶媒中あるいは水銀中に粉砕
物を入れて体積を測定し、粉砕物の重量と体積から真比
重を求め、真比重と見かけの比重から気孔率を計算する
のである。
【0053】気孔率や最大気孔の気孔径は、焼結時の加
圧時間、圧力、温度、SiCやBNなどの添加物で調整
することができる。上述のように、SiCやBNは焼結
を阻害するため、気孔を導入させることができる。気孔
が存在すると、靱性値が上昇する。従って、余り強度が
下がらない程度に、気孔を存在させてもよい。
【0054】上記セラミック基板の内部に気孔が存在す
る場合には、この気孔は、閉気孔であることが望まし
い。また、セラミック基板を通過するヘリウムの量(ヘ
リウムリーク量)は、10-7Pa・m3 /sec以下で
あることが望ましい。ヘリームリーク量の小さい緻密な
セラミック基板とすることにより、内部に形成されたス
ルーホール等が空気中の酸素等により腐食されるのを防
止することができるからである。
【0055】セラミック基板の厚さのばらつきは、±3
%以内が好ましい。コンタクター基板のプローブとの接
触不良をなくすためには、セラミック基板の表面が平坦
である必要があるからである。
【0056】また、熱伝導率のばらつきは±10%以内
が好ましい。温度の不均一等に起因する反り等を防止す
ることができるからである。セラミック基板の体積抵抗
率ρは、1013Ω・cm<ρ<1016Ω・cmであるこ
とが望ましい。高温でのリーク電流の発生やスルーホー
ル間の絶縁破壊を防止するためである。
【0057】前記セラミック基板の厚さは、50mm以
下が好ましく、10mm以下がより好ましい。セラミッ
ク基板の厚さが厚すぎると、装置の小型化を図ることが
できず、また、熱容量が大きくなって、昇温・降温速度
が低下し、温度マッチング特性が劣化するからである。
また、セラミック基板の厚さを薄くすることにより、プ
ローブカードの電気抵抗を小さくすることができ、誤っ
た判断の発生を防止することができる。
【0058】上記セラミック基板は、明度がJIS Z
8721の規定に基づく値でN6以下のものであるこ
とが望ましい。このような明度を有するものが隠蔽性を
有するため外観がよく、また、輻射熱量が大きく、迅速
に昇温するからである。
【0059】ここで、明度のNは、理想的な黒の明度を
0とし、理想的な白の明度を10とし、これらの黒の明
度と白の明度との間で、その色の明るさの知覚が等歩度
となるように各色を10分割し、N0〜N10の記号で
表示したものである。そして、実際の測定は、N0〜N
10に対応する色票と比較して行う。この場合の小数点
1位は0または5とする。
【0060】このような特性を有するセラミック基板
は、セラミック基板中にカーボンを100〜5000p
pm含有させることにより得られる。カーボンには、非
晶質のものと結晶質のものとがあり、非晶質のカーボン
は、セラミック基板の高温における体積抵抗率の低下を
抑制することでき、結晶質のカーボンは、セラミック基
板の高温における熱伝導率の低下を抑制することができ
るため、その製造する基板の目的等に応じて適宜カーボ
ンの種類を選択することができる。
【0061】非晶質のカーボンは、例えば、C、H、O
だけからなる炭化水素、好ましくは、糖類を、空気中で
焼成することにより得ることができ、結晶質のカーボン
としては、グラファイト粉末等を用いることができる。
また、アクリル系樹脂を不活性雰囲気下で熱分解させた
後、加熱加圧することによりカーボンを得ることができ
るが、このアクリル系樹脂の酸価を変化させることによ
り、結晶性(非晶性)の程度を調整することもできる。
【0062】本発明では、図2、3に示したように、セ
ラミック基板の内部にスルーホールや導体回路が形成さ
れているが、このスルーホールや導体回路は、タングス
テン、モリブデンなどの高融点金属、タングステンカー
バイド、モリブデンカーバイドなどの導電性セラミック
等により形成さている。
【0063】スルーホールの直径は、0.1〜10mm
が望ましい。断線を防止しつつ、クラックや歪みを防止
できるからである。スルーホールの形状としては特に限
定されないが、例えば、円柱状、角柱状(四角柱、円柱
等)が挙げられる。
【0064】また、セラミック基板の表面にも、配線の
ピッチを拡大するための導体回路や、上方に配設される
プローブ基板や下方に配設されるコンタクター基板との
接続を図るための端子パッドを形成する必要があるが、
これらスルーホール、導体回路、端子パッド等は、通
常、タングステン、モリブデンなどの高融点金属、タン
グステンカーバイド、モリブデンカーバイドなどの導電
性セラミック等からなることが望ましい。
【0065】ただし、場合によっては、これらの導体層
は、金、銀、白金等の貴金属やニッケル等の金属からな
るものであってもよい。これらスルーホール、導体回
路、端子パッド等の体積抵抗率は、1〜50μΩ・cm
が好ましい。面積抵抗率が、50μΩを超えると、スル
ーホール等が発熱したりして検査装置が誤った判断を下
す場合がある。
【0066】セラミック基板の表面または内部にスルー
ホールや導体回路を形成するためには、金属や導電性セ
ラミックからなる導体ペーストを用いることが好まし
い。即ち、セラミック基板の内部にスルーホールや導体
回路を形成する場合には、グリーンシートに形成した貫
通孔に導体ペーストを充填したり、グリーンシート上に
上記導体ペースト層を形成した後、グリーンシートを積
層、焼成することにより、内部にスルーホールや導体回
路を形成する。
【0067】また、最上層や最下層となるグリーンシー
トの上に導体ペースト層を形成して焼成することによ
り、セラミック基板の表面に導体回路や端子パッドを形
成することができる。
【0068】一方、セラミック基板を製造した後、その
表面に上記導体ペースト層を形成し、焼成することよっ
ても、導体回路や端子パッドを形成することができる。
また、めっきやスパッタリング等によって端子パッドを
形成してもよい。
【0069】上記導体ペーストとしては特に限定されな
いが、導電性を確保するため金属粒子または導電性セラ
ミック粒子のほかに、樹脂、溶剤、増粘剤などを含むも
のが好ましい。
【0070】上記金属粒子や導電性セラミック粒子の材
料としては、上述したものが挙げられる。これら金属粒
子または導電性セラミック粒子の粒径は、0.1〜10
0μmが好ましい。0.1μm未満と微細すぎると、酸
化されやすく、一方、100μmを超えると、焼結しに
くくなり、抵抗値が大きくなるからである。
【0071】上記金属粒子の形状は、球状であっても、
リン片状であってもよい。これらの金属粒子を用いる場
合、上記球状物と上記リン片状物との混合物であってよ
い。上記金属粒子がリン片状物、または、球状物とリン
片状物との混合物の場合は、金属粒子間の金属酸化物を
保持しやすくなり、導体回路等とセラミック基板との密
着性を確実にすることができるため有利である。
【0072】上記導体ペーストに使用される樹脂として
は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げら
れる。また、溶剤としては、例えば、イソプロピルアル
コール等が挙げられる。増粘剤としては、セルロース等
が挙げられる。
【0073】導体ペースト層をセラミック基板の表面に
形成する際には、上記導体ペースト中に上記金属粒子の
ほかに金属酸化物を添加し、上記金属粒子および上記金
属酸化物を焼結させたものとすることが好ましい。この
ように、金属酸化物を金属粒子とともに焼結させること
により、セラミック基板と金属粒子等とをより密着させ
ることができる。
【0074】上記金属酸化物を混合することにより、セ
ラミック基板との密着性が改善される理由は明確ではな
いが、金属粒子表面や非酸化物からなるセラミック基板
の表面は、その表面がわずかに酸化されて酸化膜が形成
されており、この酸化膜同士が金属酸化物を介して焼結
して一体化し、金属粒子とセラミックとが密着するので
はないかと考えられる。また、セラミック基板を構成す
るセラミックが酸化物の場合は、当然に表面が酸化物か
らなるので、密着性に優れた導体層が形成される。
【0075】上記金属酸化物としては、例えば、酸化
鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素(B 23 )、アル
ミナ、イットリアおよびチタニアからなる群から選ばれ
る少なくとも1種が好ましい。これらの酸化物は、金属
粒子等とセラミック基板との密着性を改善することがで
きるからである。
【0076】上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ
素(B23 )、アルミナ、イットリア、チタニアの割
合は、金属酸化物の全量を100重量部とした場合、重
量比で、酸化鉛が1〜10、シリカが1〜30、酸化ホ
ウ素が5〜50、酸化亜鉛が20〜70、アルミナが1
〜10、イットリアが1〜50、チタニアが1〜50で
あって、その合計が100重量部を超えない範囲で調整
されていることが好ましい。これらの範囲で、これらの
酸化物の量を調整することにより、特にセラミック基板
との密着性を改善することができる。
【0077】本発明においては、これまで説明してきた
セラミック基板の少なくとも一方の面に樹脂層を介して
導体回路が形成されていてもよい。樹脂層を介すること
で検査時の押圧に追従でき、セラミックに比べて破損な
どが発生しにくい。さらに、樹脂の方が微細配線を引き
回すことができるため、高密度のプローブカードが得ら
れる。さらに、樹脂の方がセラミックより誘電率が小さ
く、伝搬遅延がない。
【0078】セラミック基板には、スルーホールが形成
されていてもよく、また、導体回路が形成されていても
よい。樹脂層は2層以上あってもよく、その場合が、各
樹脂層上の導体回路同士はバイアホールで接続される。
【0079】樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド
樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂から選ばれる少
なくとも1種以上を使用できる。また、樹脂は感光化さ
れていることが望ましい。フォトリソグラフィーにより
開口を形成できるからである。樹脂層の厚さは、5〜1
00μmが望ましい。高温での絶縁性を確保するためで
ある。
【0080】次に、図4に基づき、本発明のプローブカ
ードの製造方法(製法A)について説明する。 (1)グリーンシートの作製工程 まず、窒化物セラミックや炭化物セラミック等の非酸化
物セラミックの粉末を、他の不純物、バインダ、溶媒等
と混合してペーストを調製し、これを用いてグリーンシ
ートを作製する。上述したセラミック粉末としては、窒
化アルミニウム等を使用することができ、上記不純物と
しては、例えば、ホウ素、ナトリウム、カルシウム、ケ
イ素、酸素またはこれらの化合物が挙げられる。特に、
ホウ素化合物としては、BNが使用される。また、イッ
トリア等の焼結助剤を加えてもよい。さらに、グリーン
シートを作製する際、結晶質や非晶質のカーボンを添加
してもよい。
【0081】原料粉末中に、これらの不純物元素または
それらの化合物(以下、単に、不純物ともいう)を添加
する場合には、不純物の添加量を、0.05〜500p
pm(重量基準)に調整することが望ましい。
【0082】不純物の添加量を多くすると、焼結体自体
が進行しなくなり、気孔が残留しやすくなるため、機械
的特性や電気的特性が劣化してしまい、余り好ましくな
い。
【0083】セラミック原料粉末の平均粒子径は、0.
1〜1μm程度が好ましい。焼結させやすいからであ
る。また、平均粒子径が1μmを超えると、焼結したセ
ラミック粒子の平均直径が10μmを超えやすくなるか
らである。
【0084】また、バインダとしては、アクリル系バイ
ンダ、エチルセルロース、ブチルセロソルブ、ポリビニ
ルアルコールから選ばれる少なくとも1種が望ましい。
さらに溶媒としては、α−テルピネオール、グリコール
から選ばれる少なくとも1種が望ましい。
【0085】これらを混合して得られるペーストをドク
ターブレード法でシート状に成形してグリーンシート4
00を作製する。グリーンシート400の厚さは、0.
1〜5mmが好ましい。次に、得られたグリーンシート
に、必要に応じて、スルーホールを形成する貫通孔とな
る部分等を形成する。後述するグリーンシート積層体を
形成した後に、上記加工を行ってもよい。
【0086】(2)グリーンシート上に導体ペーストを
印刷する工程 最上層となるグリーンシート400上および最下層とな
るグリーンシート上に、上述した導体ペーストを用い、
導体ペーストからなる導体ペースト層430、440を
形成する。また、スルーホールとなる部分に導体ペース
トBを充填し、充填層420とする。
【0087】上記処理の終わった2枚のグリーンシート
400の間に、充填層420のみを形成したグリーンシ
ート400を25枚、130℃、8MPaの圧力で積
層、圧着した。なお、内部に導体回路を形成する場合に
は、内層となるグリーンシート上に導体ペースト層を形
成すればよい。
【0088】これらの導電ペースト中には、金属粒子ま
たは導電性セラミック粒子が含まれている。金属粒子の
材料としては、例えば、タングステンまたはモリブデン
等が挙げられ、導電性セラミックとしては、例えば、タ
ングステンカーバイドまたはモリブデンカーバイドが挙
げられる。
【0089】上記金属粒子であるタングステン粒子また
はモリブデン粒子等の平均粒子径は、0.1〜5μmが
好ましい。平均粒子が0.1μm未満であるか、5μm
を超えると、導体ペーストを印刷しにくいからである。
【0090】このような導体ペーストとしては、例え
ば、金属粒子または導電性セラミック粒子85〜87重
量部;アクリル系、エチルセルロース、ブチルセロソル
ブ、ポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも1種
のバインダ1.5〜10重量部;および、α−テルピネ
オール、グリコールから選ばれる少なくとも1種の溶媒
を1.5〜10重量部を混合した組成物(ペースト)が
挙げられる。
【0091】(3)グリーンシートの積層工程 導体ペースト層430、440等を有する、最上層とな
るグリーンシート400と最下層となるグリーンシート
との間に、充填層420のみを有するグリーンシート4
00を複数枚積層し、圧着して、積層体を作製する(図
4参照)。このとき、焼成後のセラミック基板の厚さが
50mm以下、好ましくは10mm以下となるように、
グリーンシートの積層数を設定する。通常、作製するグ
リーンシートの厚さは、0.5mm程度であり、積層数
は、10〜100枚程度となる。
【0092】(4)グリーンシート積層体の焼成工程 次に、グリーンシート積層体の加熱、加圧を行い、グリ
ーンシート400および内部や外部の導体ペーストを焼
結させ、スルーホール42等を有するセラミック基板4
1を作製する(図2参照)。加熱温度は、1000〜2
000℃が好ましく、加圧の圧力は、10〜20MPa
が好ましい。加熱は、不活性ガス雰囲気中で行う。不活
性ガスとしては、例えば、アルゴン、窒素などを使用す
ることができる。
【0093】得られたセラミック基板41に、必要によ
り、加工処理を施し、プローブカードの製造を終了す
る。さらに、得られたプローブカードに、1400〜2
000℃でアニール処理を施すことが望ましい。
【0094】このように原料粉末に不純物を添加する
か、アニール処理を行うことにより、粒界にホウ素(窒
化ホウ素)、O、Na、Ca、Si等の不純物が偏析し
やすくなるとともに、粒子同士の結合が比較的弱くな
る。また、セラミック基板にアニール処理等を施すこと
により、不純物が結晶粒子から排除されて粒界に偏析
し、結晶粒子は、不純物を含まない結晶性の高いものと
なり、熱伝導率が向上する。
【0095】セラミック基板の内部に導体回路を設ける
場合には、グリーンシート上に導体ペースト層を形成
し、このグリーンシートの上下に他のグリーンシート積
層した後、焼成すればよい。また、セラミック基板の表
面に導体層を形成する場合には、セラミック基板を製造
した後、スパッタリング法やめっき法を用いることによ
り導体層を形成してもよい。
【0096】また、このような製造方法の他に、以下の
ような製造方法(製法B)を採用してもよい。なお、原
料粉末中への不純物の添加やアニールについては、この
場合も同様であるが、これについては、上記製法Aで詳
述したので、ここでは、その説明を省略することにす
る。即ち、 (1)上述した窒化物セラミックまたは炭化物セラミッ
クの粉末に必要に応じてイットリア等の焼結助剤やバイ
ンダ等を配合してスラリーを調製した後、このスラリー
をスプレードライ等の方法で顆粒状にし、この顆粒を金
型などに入れて加圧することにより、その厚さが50m
m以下の板状体などに成形し、生成形体(グリーン)を
作製する。次に、生成形体を600〜1600℃までの
温度で仮焼し、ドリルなどでスルーホールとなる貫通孔
を形成する。
【0097】(2)基板に導体ペーストを印刷する工程 導体ペーストは、一般に、金属粒子または導電性ペース
トもしくはこれらの混合物、樹脂、溶剤からなる粘度の
高い流動物である。この導体ペーストをスクリーン印刷
などを用い、導体回路やスルーホール部分に印刷を行う
ことにより、導体ペースト層、スルーホールを形成す
る。なお、導体回路形成は、下記する(3)の焼結工程
の終了後であってもよい。
【0098】(3)次に、この仮焼体を加熱、焼成して
焼結させ、セラミック製の板状体を製造する。この後、
所定の形状に加工することにより、基板を作製するが、
焼成後にそのまま使用することができる形状としてもよ
い。加圧しながら加熱、焼成を行うことにより、気孔の
ない基板を製造することが可能となる。加熱、焼成は、
焼結温度以上であればよいが、窒化物セラミックまたは
炭化物セラミックでは、1000〜2500℃である。
【0099】さらに、セラミック基板に樹脂層を介して
導体回路を形成する場合について説明する。 (1)まず、セラミック基板を製造する。このセラミッ
ク基板には、スルーホールが形成されていてもよく、ま
た、表面または内部に導体回路が形成されていてもよ
い。このようなセラミック基板は、製法A、Bの方法で
製造することができる。以下は、製法Aで得られ、表面
にスルーホールが形成されたもので説明する。
【0100】(2)得られたセラミック基板の両面にチ
タン、モリブデン、ニッケル、クロムなどの金属をスパ
ッタリング、めっき等により導体層を設け、さらに、フ
ォトリソグラフィーにより、エッチングレジストを形成
する。次に、エッチング液で導体層の一部を溶解させ、
エッチングレジストを剥離して導体回路を形成する。導
体回路の厚さは、1〜10μmが好ましい。樹脂層を形
成しない側の導体回路表面には、無電解めっきにより、
ニッケルや貴金属(金、白金,銀、パラジウム)層など
の非酸化性金属層を設けておく。非酸化性金属層の厚さ
は、1〜10μmがよい。
【0101】(3)少なくとも一方の面に樹脂層を形成
する。樹脂は感光性樹脂が望ましく、アクリル化された
エポキシ樹脂、アクリル化されたポリイミド樹脂がよ
い。樹脂層は、樹脂フィルムを積層してもよく、液状の
樹脂をスピンコートして形成してもよい。
【0102】(4)樹脂層を形成した後、加熱乾燥さ
せ、ついで露光、現像処理を行い、開口を形成する。さ
らに、樹脂液を再びスピンコートし、加熱乾燥させ、つ
いで露光、現像処理を行い、開口を形成する。このよう
に、1つの層間樹脂絶縁層を2回に分けて形成する理由
は、どちらか一方の樹脂層にピンホールが形成されてし
まっても、もう一方の樹脂層で絶縁性を確保できるから
である。なお、セラミック基板の表面に形成された導体
回路間に樹脂を充填しておき、導体回路に起因する凹凸
をなくし、平坦化しておいてもよい。また、レーザ光に
より開口を設けてもよい。
【0103】(5)次に、樹脂層表面を酸素プラズマ処
理などで改質処理を実施する。表面に水酸基が形成され
るため、金属との密着性が改善される。次に、クロム、
銅などのスパッタリングを実施する。スパッタリング層
の厚さは、0.1〜5μmが好ましい。つぎにめっきレ
ジストをフォトリソグラフィーで形成し、電解めっきに
よりCu、Ni層を形成する。厚さは、2〜10μmが
望ましい。この後、めっきレジストを剥離し、エッチン
グを行うことにより、スパッタリングのみにより導体層
が形成されている部分を溶解させ、導体回路を形成す
る。この後、上記(3)〜(5)の工程を繰り返すこと
により、セラミック基板の上に、樹脂と導体回路とが複
数層積層形成されたプローブカードが製造される。セラ
ミック基板の上に導体回路と樹脂層とを形成する場合、
形成する導体回路(樹脂層)は、一層であってもよく、
2層以上であってもよい。
【0104】なお、上述したように、本発明のプローブ
カードは、一主面のみに導体回路が形成され、スルーホ
ールを持たないものであってもよい。この場合には、セ
ラミック基板を製造した後、上述した導体ペーストを用
いた導体回路の形成方法やスパッタリング法、めっき法
などにより、一主面に導体回路とパッドとを形成すれば
よい。この場合、例えば、表面に絶縁層を形成すれば、
セラミック基板自体がある程度導電性を有するものであ
っても、プローブカードとして使用することができる。
【0105】このような構成のプローブカードは、たと
えば、図6に示したような検査装置に用いられる。すな
わち、この検査装置では、パフォーマンス基板24の上
にシリコンウエハ60を載置し、さらにその上にコンタ
クター基板50とプローブカード40とを載置し、コン
タクター基板50を介してプローブカード40とシリコ
ンウエハ60との接続を行う。
【0106】また、パフォーマンス基板24とプローブ
カード40との接続は、プローブ基板30を介して行
う。従って、シリコンウエハ60上のパッド(図示せ
ず)は、コンタクター基板50−プローブカード40上
に形成された導体回路−プローブ基板30を介して、パ
フォーマンス基板24のパッドと接続されていることに
なる。
【0107】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定される
ものではない。
【0108】以下、本発明をさらに詳細に説明する。 (実施例1)プローブカード(図2、4参照)の製造 (1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径
0.6μm)1000重量部、イットリア(平均粒径:
0.4μm)40重量部、アクリルバインダ115重量
部、窒化ホウ素0.002重量部、分散剤5重量部およ
び1−ブタノールとエタノールとからなるアルコール5
30重量部を混合したペーストを用い、ドクターブレー
ド法による成形を行って、厚さ0.47mmのグリーン
シート400を得た。
【0109】(2)次に、このグリーンシート400を
80℃で5時間乾燥させた後、パンチングによりスルー
ホール等を設けた。
【0110】(3)平均粒子径1μmのタングステンカ
ーバイト粒子100重量部、アクリル系バインダ3.0
重量部、α−テルピネオール溶媒3.5重量部および分
散剤0.3重量部を混合して導体ペーストAを調製し
た。
【0111】平均粒子径3μmのタングステン粒子10
0重量部、アクリル系バインダ1.9重量部、α−テル
ピネオール溶媒3.7重量部および分散剤0.2重量部
を混合して導体ペーストBを調製した。
【0112】この導電性ペーストAを最上層および最下
層となるグリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、導
体回路44や端子パッド45用の導体ペースト層43
0、440を形成した。印刷パターンは、図2に示した
ようなパターンとし、導体ペースト層の幅を75μm、
その厚さを3μmとした。また、スルーホールとなる部
分に導体ペーストBを充填し、充填層42 0 を形成し
た。
【0113】上記処理の終わった2枚のグリーンシート
400の間に、充填層420のみを形成したグリーンシ
ート400を25枚、130℃、8MPaの圧力で積
層、圧着した。
【0114】(4)次に、得られた積層体を窒素ガス
中、600℃で5時間脱脂し、1890℃、圧力15M
Paで3時間ホットプレスし、厚さ5mmの窒化アルミ
ニウム焼結体を得た。これを一辺が、60mmの正方形
に切り出し、内部に直径200μmの円柱状のスルーホ
ール42、厚さが3μm、幅が75μmの導体回路44
および500μm□の端子パッド43を有するプローブ
カード40の製造を終了した。この後、この板状体に、
1700℃、3時間のアニール処理を施した。
【0115】(実施例2)プローブカード(図2、4参
照)の製造 (1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径
0.6μm)1000重量部、イットリア(平均粒径:
0.4μm)40重量部、アクリルバインダ115重量
部、窒化ホウ素0.002重量部、シリカ0.05重量
部、Na2 O:0.001重量部、分散剤5重量部およ
び1−ブタノールとエタノールとからなるアルコール5
30重量部を混合したペーストを用い、ドクターブレー
ド法による成形を行って、厚さ0.47mmのグリーン
シート400を得た。
【0116】(2)次に、このグリーンシート400を
80℃で5時間乾燥させた後、パンチングにより、スル
ーホールとなる部分を設けた。
【0117】(3)平均粒子径1μmのタングステンカ
ーバイト粒子100重量部、アクリル系バインダ3.0
重量部、α−テルピネオール溶媒3.5重量部および分
散剤0.3重量部を混合して導体ペーストAを調製し
た。平均粒子径3μmのタングステン粒子100重量
部、アクリル系バインダ1.9重量部、α−テルピネオ
ール溶媒3.7重量部および分散剤0.2重量部を混合
して導体ペーストBを調製した。
【0118】この導電性ペーストAを最上層および最下
層となるグリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、導
体回路44や端子パッド45用の導体ペースト層43
0、440を形成した。印刷パターンは、図2に示した
ようなパターンとし、導体ペースト層の幅を75μm、
その厚さを3μmとした。また、スルーホールとなる部
分に導体ペーストBを充填し、充填層420を形成し
た。
【0119】上記処理の終わった2枚のグリーンシート
400の間に、充填層420のみを形成したグリーンシ
ート400を25枚、130℃、8MPaの圧力で積
層、圧着した。
【0120】(4)次に、得られた積層体を窒素ガス
中、600℃で5時間脱脂し、1890℃、圧力15M
Paで3時間ホットプレスし、厚さ5mmの窒化アルミ
ニウム焼結体を得た。これを一辺が、60mmの正方形
に切り出し、内部に直径200μmの円柱状のスルーホ
ール42、厚さが3μm、幅が75μmの導体回路44
および500μm□の端子パッド43を有するプローブ
カード40の製造を終了した。この後、この板状体に、
1700℃、3時間のアニール処理を施した。
【0121】(実施例3) プローブカード(図2、4
参照)の製造 (1)空気中で500℃加熱処理した窒化アルミニウム
粉末(トクヤマ社製、平均粒径0.6μm)1000重
量部、アルミナ(平均粒径:0.4μm)20重量部、
アクリルバインダ115重量部、ポリエーテルスルフォ
ン5重量部、シリカ0.03重量部、分散剤5重量部お
よび1−ブタノールとエタノールとからなるアルコール
530重量部を混合したペーストを用い、ドクターブレ
ード法による成形を行って、厚さ0.47mmのグリー
ンシートを得たほかは、実施例1と同様にして、プロー
ブカードを得た。
【0122】(実施例4〜5)プローブカードの製造
(図2、4参照) 本実施例は、実施例1と同様であるが、焼成温度を変え
ることにより、熱伝導率の変化を調べた。なお、焼成温
度は、実施例4では、1710℃であり、実施例では、
1890℃である。また、実施例5では、セラミック粒
子の平均粒子径0.2μmのものを使用した。
【0123】(実施例6)プローブカードの製造(図
2、4参照) 窒化珪素粉末(トクヤマ社製、平均粒径0.6μm)1
00重量部、イットリア(平均粒径:0.4μm)40
重量部、アルミナ20重量部、シリカ40重量部、アク
リルバインダ11.5重量部、分散剤0.5重量部およ
び1−ブタノールとエタノールとからなるアルコール5
3重量部を混合したペーストを用い、ドクターブレード
法による成形を行って、厚さ0.50mmのグリーンシ
ートを得た。この後、焼成温度を1900℃としたこと
以外、実施例1と同様にして、プローブカードを製造し
た。
【0124】(実施例7) プローブカードの製造(図
2、4参照) (1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒
径:1.1μm)100重量部、イットリア(Y2
3 、平均粒径:0.4μm)4重量部、アクリルバイン
ダ11.5重量部、分散剤0.5重量部および1−ブタ
ノールとエタノールとからなるアルコール53重量部を
混合したペーストを用い、ドクターブレード法により成
形を行って、厚さ0.47mmのグリーンシート400
を作製した。
【0125】(2)次に、このグリーンシート400を
80℃で5時間乾燥させた後、スルーホールとなる貫通
孔等をパンチングにより形成した。 (3)平均粒子径1μmのタングステンカーバイト粒子
100重量部、アクリル系バインダ3.0重量部、α−
テルピネオール溶媒3.5重量部および分散剤0.3重
量部を混合して導体ペーストAを調製した。
【0126】平均粒子径3μmのタングステン粒子10
0重量部、アクリル系バインダ1.9.重量部、α−テ
ルピネオール溶媒3.7重量部および分散剤0.2重量
部を混合して導体ペーストBを調製した。
【0127】この導体ペーストAを最上層および最下層
となるグリーンシート上にスクリーン印刷で印刷し、導
体回路44や端子パッド45用の導体ペースト層440
を形成した。印刷パターンは、図2に示したようなパタ
ーンとし、導体ペースト層の幅を75μm、その厚さを
3μmとした。また、スルーホールとなる部分に導体ペ
ーストBを充填し、充填層420を形成した。
【0128】上記処理の終わった2枚のグリーンシート
400の間に、充填層420のみを形成したグリーンシ
ート400を25枚、130℃、8MPaの圧力で積
層、圧着した。
【0129】(4)次に、得られた積層体を窒素ガス
中、600℃で5時間脱脂し、1890℃の温度下、1
5MPaの圧力で3時間ホットプレスし、厚さ5mmの
窒化アルミニウム焼結体を得た。これを一辺が、60m
mの正方形に切り出し、内部に直径200μmの円柱状
のスルーホール42、厚さが3μm、幅が75μmの導
体回路44および500μm□の端子パッド43を有す
るプローブカード40の製造を終了した。
【0130】(実施例8) プローブカードの製造(図
2参照) (1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径
1.1μm)100重量部、イットリア(Y23
均粒径0.4μm)4重量部、アクリル系樹脂バインダ
12重量部およびアルコールからなる組成物のスプレー
ドライを行い、顆粒状の粉末を作製した。
【0131】(2)次に、この顆粒状の粉末を金型に入
れ、平板状に成形して生成形体(グリーン)を得た。こ
の生成形体を1400℃で仮焼し、処理の終わった成形
体にドリルにより、スルーホール42用の貫通孔を形成
し、その内部に、実施例1で用いた導体ペーストBを充
填した。
【0132】(3)上記工程を経た成形体から一辺が、
60mmの正方形を切り出しセラミック製の板状体(セ
ラミック基板41)とした。
【0133】(4)次に、平均粒子径3μmのタングス
テンカーバイド粒子100重量部、アクリル系バインダ
1.9重量部、α−テルピネオール溶媒3.7重量部お
よび分散剤0.2重量部を混合して導体ペーストCを調
製した。セラミック基板41の上面41aおよび底面4
1bに、この導体ペーストCを用い、スクリーン印刷に
より導体回路44用および端子パッド43用の導体ペー
スト層を形成した。
【0134】(5)次に、導体ペーストを印刷した基板
を1800℃、20MPaでホットプレスし、導体ペー
スト中のタングステン、タングステンカーバイド等を焼
結させるとともに焼結体に焼き付けて導体回路44を形
成し、内部に直径200μmの円柱状のスルーホール4
2、厚さが3μm、幅が75μmの導体回路44および
500μm□の端子パッド43を有するプローブカード
40の製造を終了した。
【0135】(実施例9)ポリイミド樹脂層を有するプ
ローブカードの製造(図5参照) (1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒
径:1.1μm)100重量部、イットリア(Y2
3 、平均粒径:0.4μm)4重量部、アクリルバイン
ダ11.5重量部、分散剤0.5重量部および1−ブタ
ノールとエタノールとからなるアルコール53重量部を
混合したペーストを用い、ドクターブレード法により成
形を行って、厚さ0.47mmのグリーンシート400
を作製した。
【0136】(2)次に、このグリーンシートを80℃
で5時間乾燥させた後、スルーホールとなる貫通孔等を
パンチングにより形成した。 (3)平均粒子径3μmのタングステン粒子100重量
部、アクリル系バインダ1.9重量部、α−テルピネオ
ール溶媒3.7重量部および分散剤0.2重量部を混合
して導体ペーストBを調製した。さらに、スルーホール
となる部分に導体ペーストBを充填し、充填層420を
形成した。
【0137】(4)上記処理の終わった2枚のグリーン
シート400の間に、充填層420のみを形成したグリ
ーンシート400を25枚、130℃、8MPaの圧力
で積層、圧着した。 (5)次に、得られた積層体を窒素ガス中、600℃で
5時間脱脂し、1890℃、圧力15MPaで10時間
ホットプレスし、厚さ5mmの窒化アルミニウム焼結体
を得た。これを一辺が、60mmの正方形に切り出し、
内部に直径200μmの円柱状のスルーホール82を有
するセラミック基板81を得た。
【0138】(6)セラミック基板81の両側表面に、
スパッタリング装置(徳田製作所社製CFS−RP−1
00)を用い、厚さ0.1μmのTi、2.0μmのM
o、1.0μmのNiを、この順序でスパッタリングし
た。さらにレジストをラミネートし、次に、露光現像処
理してエッチングレジストとした。55℃のHF/HN
3 水溶液でエッチング処理し、Ti層、Mo層、Ni
層からなる導体回路83を形成した。
【0139】(7)セラミック基板を120℃、30分
間塗布前加熱処理した。次に、感光性ポリイミド(旭化
成製 I−8802B)をスピンコータで塗布し、80
℃で20分加熱乾燥させ、つぎに350℃で加熱して硬
化させてポリイミド層84を形成し、導体回路間の凹凸
をなくして平滑化した。
【0140】(8)さらに、感光性ポリイミド(旭化成
製 I−8802B)をスピンコータで塗布し、80℃
で20分加熱乾燥させ、マスクを積層して200mJに
て露光し、ジメチレングリコールジエチルエーテル(D
MDG)で現像処理した。さらに、350℃で加熱して
ポストベークして硬化させた。
【0141】(9)(8)の工程と同じ処理を実施し、
厚さ10μmの第二のポリイミド層85を形成した。こ
のポリイミド層85には、直径100μmのバイアホー
ル用開口を形成した。 (10)ポリイミド層表面を酸素プラズマ処理した。さ
らに、表面を10%硫酸で洗浄した。
【0142】(11)ついで前述のスパッタリング装置
で、厚さ0.1μmのCr層、厚さ0.5μmの銅層
を、この順序でそれぞれ形成した。 (12)ついでレジストフィルムをラミネートし、露
光、現像処理してめっきレジストを形成した。
【0143】(13)さらに、80g/l硫酸銅と18
0g/l硫酸からなる電解銅めっき浴および100g/
lのスルファミン酸ニッケルを含む電解ニッケル浴を用
いて電流密度1A/dm2 の電解めっきを施し、銅の厚
さ5.5μm、Niの厚さ1μmの導体を形成した。
【0144】(14)さらにめっきレジストを除去し、
塩酸/水=2/1(40℃)の水溶液でCrとCu層を
除去して、端子パッド86a(50μm□)、バイアホ
ール86bを含む導体回路86とした。
【0145】(15)樹脂表面を粘着材が塗布されたフ
ィルムでマスクした後、塩化ニッケル2.31×10-2
mol/l、次亜リン酸ナトリウム2.84×10-2
ol/l、クエン酸ナトリウム1.55×10-2mol
/lからなるpH=4.5の無電解ニッケルめっき浴、
シアン化金カリウム7.61×10-3mol/l、塩化
アンモニウム1.87×10-1mol/l、クエン酸ナ
トリウム1.16×10 -1mol/l、次亜リン酸ナト
リウム1.70×10-1mol/lからなる金めっき浴
を用いて、それぞれ厚さ5μmのNi層830aおよび
厚さ0.03μmのAu層830bからなる非酸化性金
属膜830を形成し、プローブカード80を得た(図5
参照)。
【0146】(実施例10)プローブカードの製造(図
2参照) 実施例8と同様であるが、以下の工程を変更した。
(1)に代えて、SiC粉末(平均粒径0.5μm)1
00重量部、イットリア(Y23 平均粒径0.4μ
m)0.5重量部、アクリル系樹脂バインダ12重量部
およびアルコールからなる組成物のスプレードライを行
い、顆粒状の粉末を作製した。
【0147】(2)に代えて、顆粒状の粉末を金型に入
れ、平板状に成形して生成形体(グリーン)を得た。こ
の生成形体を1900℃で20MPaで加圧焼結させ
た。つぎに、表面にガラスペスート(昭栄化学工業社製
G−5177)を塗布し、700℃で焼成し、表面に
厚さ2μmのコート層を設け、その上に導体回路を形成
した。この実施例ではスルーホールを持たないプローブ
カードとなる。
【0148】(比較例1)アルミナ50重量%、CaO
20重量%、MgO10重量%、SiO2 20重量%か
らなる粉末を1600℃で焼成した以外は、実施例1と
同様にしてプローブカードを製造した。
【0149】(比較例2)SiC単結晶基板(イビデン
社製 イビセラム)を使用した以外は、実施例1と同様
にしてプローブカードを製造した。
【0150】実施例1〜10および比較例1、2に係る
プローブカードについて熱伝導率の測定、昇温に要した
時間の測定、および、波形のくずれの確認を行った。こ
れらの結果を表1に示す。
【0151】評価方法 (1)熱伝導率の測定 a.使用機器 リガクレーザーフラッシュ法熱定数測定装置 LF/TCM−FA8510B
【0152】b.試験条件 温度・・・常温 雰囲気・・・真空 c.測定方法 ・比熱測定における温度検出は、試料裏面に銀ペースト
で接着した熱電対(プラチネル)により行った。 ・常温比熱測定はさらに試料上面に受光板(グラッシー
カーボン)をシリコングリースを介して接着した状態で
行い、試料の比熱(Cp)は、下記の計算式(1)によ
り求めた。
【0153】
【数1】
【0154】上記計算式(1)において、ΔOは、入力
エネルギー、ΔTは、試料の温度上昇の飽和値、Cp
G.C は、グラッシーカーボンの比熱、WG.C は、グラッ
シーカーボンの重量、CpS.G は、シリコングリースの
比熱、WS.G は、シリコングリースの重量、Wは、試料
の重量である。
【0155】(2)昇温に要した時間の測定 プローブカードを室温〜150℃まで昇温させ、この昇
温に要した時間を測定した。なお、プローブカードの温
度の検出は、プローブカード裏面に銀ペーストで接着し
た熱電対(プラチネル)により行った。
【0156】(3)波形のくずれ 1GHzの周波数の信号を伝播させて、伝播遅延に起因
する波形のくずれを確認した。
【0157】
【表1】
【0158】上記表1から明らかなように、実施例1〜
10 に係るプローブカードでは、熱伝導率が高く、15
0℃までも迅速に昇温し、波形のくずれも確認されなか
った。
【0159】また、表1に示したように、比較例1に係
るプローブカードでは、熱伝導率が低すぎるため、プロ
ーブカードを迅速に昇温することができなかった。さら
に、比較例2に係るプローブカードでは、熱伝導率が高
く、プローブカードを迅速に昇温することができたが、
比較例1に係るプローブカードと同様に波形のくずれが
確認された。これは、比較例1、2に係るプローブカー
ドでは、熱伝導率の不均一性に起因して、信号の伝播速
度の違いによる波形のくずれが確認されたものと考えら
れた。なお、このような波形のくずれが確認された場合
は、半導体ウエハに形成された集積回路の検査装置に用
いた際に、検査装置が誤った判断を下すことがある。
【0160】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、プロー
ブカードが非酸化物セラミック製のセラミック基板から
なり、上記セラミック基板の熱伝導率κは、10W/m
・k<κ<300W/m・kであるため、ウエハプロー
バの昇温・降温に迅速に追随して熱膨張し、検査中にプ
ローブカードの端子とコンタクター基板のプローブとが
ずれて接触不良となることがなく、信号伝播における波
形のくずれもないためこのプローブカードを用いた検査
装置が誤った判断を下すことがない。
【0161】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプローブカードを用いたた検査装置の
構成を示す説明図である。
【図2】(a)は、プローブカードの一例を模式的に示
す断面図であり、(b)は、その平面図である。
【図3】(a)は、プローブカードの他の一例を模式的
に示す断面図であり、(b)は、その平面図である。
【図4】プローブカードを製造する際のグリーンシート
の積層工程を模式的に示す断面図である。
【図5】樹脂層を有するプローブカードを模式的に示す
断面図である。
【図6】本発明のプローブカードを用いたの別の検査装
置を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
10 検査装置 20 テスター 22 昇温装置 24 パフォーマンス基板 28 ヒータ 29 冷却装置 30 プローブ基板 40、70 プローブカード 41、71 セラミック基板 41a、71a 上面 41b、71b 底面 42、72a、72b、76 スルーホール 43、45、73、75 端子パッド 44、74 導体回路 50 コンタクター基板 60 シリコンウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/66 C04B 35/58 104N Fターム(参考) 2G003 AA10 AD01 AG04 AG12 AH05 2G011 AA16 AA17 AB06 AC14 AE03 AF04 2G132 AA00 AB03 AB14 AF10 AF20 AL09 AL11 4G001 BA01 BA03 BA04 BA09 BA22 BA36 BA61 BB01 BB03 BB04 BB09 BB22 BB36 BB61 BC13 BC17 BC35 BC42 BC52 BC54 BC71 BC72 BD03 BD38 BE32 4M106 AA01 BA01 DD10 DD30 DH44 DH45 DJ04 DJ05 DJ07 DJ32

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウエハに形成された集積回路の検
    査に用いられるプローブカードであって、前記プローブ
    カードは、非酸化物セラミック製のセラミック基板から
    なり、前記セラミック基板の熱伝導率κは、10W/m
    ・k<κ<300W/m・kであることを特徴とするプ
    ローブカード。
  2. 【請求項2】 前記セラミック基板の熱伝導率κは、8
    0W/m・k<κ<220W/m・kであることを特徴
    とするプローブカード。
  3. 【請求項3】 前記セラミック基板は、少なくとも内部
    にスルーホールが設けられている請求項1または2に記
    載のプローブカード。
  4. 【請求項4】 前記セラミック基板は、一主面に導体回
    路が形成されている請求項1〜3のいずれかに記載のプ
    ローブカード。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009075027A (ja) * 2007-09-25 2009-04-09 Ngk Spark Plug Co Ltd 電子部品検査装置用配線基板
JP2009209005A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Denki Kagaku Kogyo Kk プローブ案内部材
JP2010150123A (ja) * 2008-11-21 2010-07-08 Ngk Spark Plug Co Ltd 窒化珪素・メリライト複合焼結体及びそれを用いた装置
JP2010180105A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Denki Kagaku Kogyo Kk プローブ案内部材
JP2011241098A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Ngk Spark Plug Co Ltd 窒化珪素・メリライト複合焼結体を用いた基板および部材
KR20190052067A (ko) * 2016-10-31 2019-05-15 쿄세라 코포레이션 프로브 카드용 기판, 프로브 카드 및 검사장치

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009075027A (ja) * 2007-09-25 2009-04-09 Ngk Spark Plug Co Ltd 電子部品検査装置用配線基板
JP2009209005A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Denki Kagaku Kogyo Kk プローブ案内部材
JP2010150123A (ja) * 2008-11-21 2010-07-08 Ngk Spark Plug Co Ltd 窒化珪素・メリライト複合焼結体及びそれを用いた装置
US8071496B2 (en) 2008-11-21 2011-12-06 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Silicon nitride-melilite composite sintered body and device utilizing the same
KR101562401B1 (ko) 2008-11-21 2015-10-21 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 질화규소·메릴라이트 복합 소결체 및 이것을 이용한 장치
JP2010180105A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Denki Kagaku Kogyo Kk プローブ案内部材
JP2011241098A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Ngk Spark Plug Co Ltd 窒化珪素・メリライト複合焼結体を用いた基板および部材
EP2386532A3 (en) * 2010-05-14 2012-10-03 NGK Spark Plug Co., Ltd. Silicon nitride-melilite composite sintered body and substrate, member, device, and probe card utilizing the same
KR20190052067A (ko) * 2016-10-31 2019-05-15 쿄세라 코포레이션 프로브 카드용 기판, 프로브 카드 및 검사장치
KR102176900B1 (ko) 2016-10-31 2020-11-10 교세라 가부시키가이샤 프로브 카드용 기판, 프로브 카드 및 검사장치

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