JP2002257853A

JP2002257853A - プローブカード

Info

Publication number: JP2002257853A
Application number: JP2001053041A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ido; 義幸井戸
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-09-11

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、Ｙ₂ Ｏ₃ 、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
ｍ² ・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
Ｂ０６０１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ＪＩＳＢ０６０
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σ_f は、２５〜
６００℃で２００ＭＰａ＜σ_f ＜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ＪＩＳＺ
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 ₂ Ｏ₃ ）、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（Ｂ₂ Ｏ₃ ）、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 Ｏ
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（Ｙ₂ Ｏ₃ 平
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 Ｏ
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
Ｏ₃ 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^-2ｍ
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（Ｙ₂ Ｏ₃ 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、Ｗ_G.C は、グラッ
シーカーボンの重量、Ｃｐ_S.G は、シリコングリースの
比熱、Ｗ_S.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 １０４ＮＦ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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。