JP2012042444A - プローブ基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブ基板及びその製造方法に関する技術を提供する。
【解決手段】プローブ基板１００は、一面１１０Ａに表面凹凸部を有するセラミック基板１１０と、当該表面凹凸部に形成される一つ以上の電極パッド１２０と、当該各電極パッド１２０の外周面に沿って上記セラミック基板１１０の溶融によって形成される緩衝部１３０とを含む。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は、プローブ基板及びその製造方法に関する。より詳細には、電極パッドの固着力に優れ、セラミック基板の強度が向上したプローブ基板及びその製造方法に関する。

一般的に、ウエハ等に形成された集積回路は、その電気的特性に対するテスト段階を経て、不良の有無に対する判断を受けるべきである。良好な集積回路のみが選別されて後続するパッケージング工程に入り、工程完了後に再び他の電気的テストを経ることによって、パッケージング工程での不良による不良品が選別され、最終完成品の収率が向上する。

即ち、集積回路は、製造及び後続する段階において、必ず電気的特性に対するテストを数回経てこそ、正常な製品となることができる。このような集積回路のテスト方式は、複数のプローブを有するプローブカードを利用して、当該プローブを直接集積回路に接触させることで、集積回路の電気的特性が良好であるか否かを測定する。

このように、ウエハ上に形成されたチップは、プロービングテスト（ｐｒｏｂｉｎｇ ｔｅｓｔ）によって良品と不良品に選別され、良品に選別されたチップはパッケージング（ｐａｃｋａｇｉｎｇ）されて外部に出荷される。プロービングテストとは、ウエハ上に形成されたチップの電極パッドと接触するプローブカードのプローブを介して、テスト装置からの所定の電気信号が印加され、これに対応する電気信号が再びテスト装置に伝達されることによって、ウエハ上に形成されたチップが正常であるか否かをテストすることである。

近年、高集積チップの需要が増加するにつれて、ウエハに形成される回路パターンと当該回路パターンに連結される電極パッドは、高集積に形成される。この際、隣り合う電極パッド間の間隔が非常に狭く、電極パッド自体の大きさも微細に形成されるため、検査工程時にこの電極パッドに接触されるプローブカードのプローブもこの電極パッドに対応してその間隔が非常に狭く形成され、プローブが形成されるプローブ基板の電極パッドもまた微細に形成されるべきである。

本発明の目的は、電極パッドの固着力に優れ、セラミック基板の強度が向上したプローブ基板及びその製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態によると、一面に表面凹凸部を有するセラミック基板と、当該表面凹凸部に形成される一つ以上の電極パッドと、当該各電極パッドの外周面に沿って上記セラミック基板の溶融によって形成される緩衝部とを含むプローブ基板を提供する。

上記表面凹凸部は、上記セラミック基板の一面の一部領域に形成されることができる。

又は、上記表面凹凸部は、上記セラミック基板の一面の全領域に形成されることができる。

上記電極パッドが形成されない上記セラミック基板の表面凹凸部は、上記セラミック基板の溶融によって除去されることができる。

上記セラミック基板は、低温同時焼成セラミック基板であっても良い。

上記電極パッドは、金属ペースト又は薄膜蒸着によって形成されるものであっても良い。

上記緩衝部は、レーザー照射によって形成されるものであっても良い。

本発明の他の実施形態によると、セラミック基板を製造する段階と、当該セラミック基板の一面に表面凹凸部を形成する段階と、当該表面凹凸部に一つ以上の電極パッドを形成する段階と、上記セラミック基板の溶融によって上記各電極パッドの外周面に沿って形成される緩衝部を形成する段階とを含むプローブ基板の製造方法を提供する。

上記表面凹凸部を形成する段階は、上記セラミック基板の一面の一部領域に対して行われることができる。

又は、上記表面凹凸部を形成する段階は、上記セラミック基板の一面の全領域に対して行われることができる。

上記電極パッドを形成する段階は、金属ペーストの印刷工程又は薄膜蒸着工程によって行われることができる。

上記セラミック基板は、低温同時焼成セラミック工程によって製造されることができる。

上記緩衝部を形成する段階は、レーザー照射によって行われることができる。

上記プローブ基板の製造方法は、上記電極パッドが形成されないセラミック基板の表面凹凸部を、セラミック基板の溶融によって除去する段階をさらに含むことができる。

本実施形態によると、セラミック基板本体の一面には、表面凹凸部が形成され、当該表面凹凸部に形成される電極パッドは、セラミック基板との接触面積が広くなって固着力が向上する。

さらに、本実施形態によると、電極パッドの外周面には、表面凹凸部が除去された緩衝部が形成されてクラックの原因となる領域が除去される。これにより、電極パッドの固着力の向上と共にセラミック基板の強度を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るプローブ基板を含むプローブカードの概略断面図である。 本発明の一実施形態に係るプローブ基板の概略断面図である。 図２ａに示されるプローブ基板の一領域を拡大して示す部分断面図である。 図２ａに示されるプローブ基板の一面を示す上部平面図である。 本発明の一実施形態に係るプローブ基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。 本発明の一実施形態に係るプローブ基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。 本発明の一実施形態に係るプローブ基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳述する。但し、 本発明の実施形態は、多様な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、当業界において通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及びサイズなどは、より明確な説明のために誇張されることがある。なお、図面上において同一の符号で表示される要素は、同一の要素である。

図１は、本発明の一実施形態に係るプローブ基板を含むプローブカードの概略断面図である。

図１を参照すると、プローブカードは、パフォーマンスボード２００と、プローブ基板１００と、プローブ１５０とを含む。

パフォーマンスボード２００は、円板に形成されることができ、上面と下面とを有する。上面には、検査工程のための回路パターン（図示せず）が形成され、下面には、インタポーザが取り付けられ、インタポーザには、プローブ基板１００が連結されている。

テスト装置からの所定の電気信号がパフォーマンスボードを介してプローブ基板に伝達される。

プローブ基板に形成されたプローブ１５０は、ウエハ上に形成されたチップの電極パッドと接触する。この際、パフォーマンスボードを介して伝達された所定の電気信号は、ウエハ上の電極パッドを経た後、再びテスト装置に伝達されることで、ウエハ上に形成されたチップが正常であるか否かをテストするようになる。

図２ａは、本発明の一実施形態に係るプローブ基板１００の概略断面図、図２ｂは、図２ａに示されるプローブ基板１００の一領域を拡大して示す部分断面図、図２ｃは、図２ａに示されるプローブ基板１００の一面を示す上部平面図である。

図２ａから図２ｃを参照すると、本実施形態に係るプローブ基板１００は、セラミック基板１１０と、当該セラミック基板の一面１１０Ａに形成される電極パッド１２０と、当該電極パッド１２０の外周面に沿って形成される緩衝部１３０とを含む。

上記セラミック基板１１０は、複数のセラミック層が積層された構造であっても良く、当該セラミック層には、内部回路パターンと当該内部回路パターンを連結するビア電極とが形成されることができる。

上記セラミック基板の一面１１０Ａには、一部領域又は全領域にわたって表面凹凸が形成されることができる。即ち、セラミック基板の一面は、表面凹凸部を有することができる。

上記セラミック基板の一面の一部領域にのみ表面凹凸部を形成し、以後、電極パッドは、当該表面凹凸部が形成された一部領域内に形成されることができる。

又は、上記セラミック基板は、工程の便宜上、セラミック基板の一面の全領域に表面凹凸部が形成されたものであっても良い。

上記表面凹凸部は、セラミック基板の侵食によって形成されたものであっても良い。

上記セラミック基板の一面１１０Ａには、セラミック基板の内部回路パターンと電気的に連結される一つ以上の電極パッド１２０が形成されることができる。当該電極パッド１２０には、プローブが形成されることができる。

上記電極パッド１２０は、セラミック基板本体の一面に形成された表面凹凸部上に形成されることができる。上記表面凹凸部に形成された電極パッド１２０は、接触面積が広くなってセラミック基板との結合力が向上する。

上記セラミック基板１１０は、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ：ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）基板であっても良い。

高温同時焼成セラミック（ＨＴＣＣ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）基板の場合、約１，５００〜１，７００℃で焼成が行われ、導電性物質としてＷ、Ｍｏ等を用いなければならないため、工程上高コストとなり、大面積の精密パターンに対する寸法精密度を具現することが困難であるという問題がある。これに対して、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）基板は、薄膜電極との固着力が低下するという短所のため、その使用に制限があった。

しかしながら、本実施形態によると、セラミック基板に形成された表面凹凸部によって電極パッドの固着力が向上した低温同時焼成セラミック基板を用いることができる。

上記電極パッド１２０は、金属ペーストから形成され、当該金属としてはＡｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ及びこれらの合金を用いることができる。上記電極パッド１２０は、金属ペーストを印刷した後、焼結することで形成されることができる。

又は、上記電極パッド１２０は、薄膜蒸着工程、例えば、スパッタ蒸着によって形成されることができる。

さらに、上記電極パッド１２０は、多層、例えば、Ｔｉ／Ｃｕ／Ａｕ層等で構成され、当該Ａｕ層はメッキによって形成されることができる。

本実施形態によると、上記電極パッド１２０の外周面に沿って緩衝部１３０が形成されることができる。

上記緩衝部１３０は、セラミック基板の溶融によって形成されるものであって、電極パッドの外周面に沿ってセラミック基板にレーザーを照射することで形成されることができる。

本実施形態に係るプローブ基板は、電極パッドとの固着力を向上させるために、セラミック基板の一面に表面凹凸部を形成した。しかしながら、表面凹凸によってセラミック基板の強度が低下することがある。

特に、電極パッドの外周面に存在する表面凹凸は、クラックの原因となり、これによってセラミック基板の強度が低下することがある。

しかしながら、本実施形態によると、電極パッド１２０の外周面に熱を加えてセラミック基板のガラス成分を溶かすことで、表面凹凸部が除去された緩衝部１３０が形成される。これによって、クラックの原因となる領域が除去されて、電極パッドの固着力と共にセラミック基板の強度を向上させることができる。

なお、図示されてはいないが、本発明の他の実施形態によると、上記緩衝部と類似するように、電極パッドが形成されない領域のセラミック基板に熱を加えて表面凹凸部が除去された形態であっても良い。

以下、本発明の一実施形態に係るプローブ基板の製造方法について説明する。図３ａから図３ｃは、本発明の一実施形態に係るプローブ基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。

まず、図３ａに示されるように、複数のセラミック層を積層し焼結することで、セラミック基板本体１１０を製造する。

上記セラミック基板本体１１０を構成する複数のセラミック層には、内部回路パターンと、当該内部回路パターンを連結するビア電極とが形成されることができる。

上記セラミック基板１１０は、低温同時焼成セラミック基板（以下、ＬＴＣＣ基板という）であっても良い。ＬＴＴＣ基板は、ドクターブレード工程等の当該技術分野における公知の方法でセラミックグリーンシートを製造した後、当該セラミックグリーンシートに導電性ビア及び内部回路パターンを形成した後、これらを積層し焼結することで形成されることができる。上記焼結は、約７００〜９００℃で行われることができる。

その後、セラミック基板の一面１１０Ａに表面凹凸部を形成する。当該表面凹凸部の形成方法は、特に制限されず、例えば、化学的エッチング方法で行われることができる。化学的エッチングを行うことで、セラミック基板のガラス成分が溶けながら侵食によって表面凹凸が形成され、当該表面凹凸によってセラミック基板の表面積が広くなり、以後、電極パッドの形成時にセラミック基板と電極パッドとの固着力を増加させることができる。

上記セラミック基板の一面の一部領域にのみ表面凹凸部を形成し、以後、電極パッドを、上記表面凹凸部が形成された一部領域内に形成することができる。

上記セラミック基板の一面に、特定のパターンの開口部を有するマスクを配置し、化学的エッチングを行うことで、一部領域にのみ表面凹凸部を形成することができる。

又は、工程の便宜上、マスクを用いず、セラミック基板の一面の全領域に表面凹凸部を形成することができる。

次に、図３ｂに示されるように、上記セラミック基板の一面１１０Ａに一つ以上の電極パッド１２０を形成する。当該電極パッド１２０は、セラミック基板の内部回路パターンと電気的に連結されるように形成されることができる。

上記電極パッド１２０の形成方法は、特に制限されず、例えば、金属ペーストから形成されることができる。上記金属ペーストをスクリーン印刷方法等で印刷した後、焼結することで形成されることができる。

又は、上記電極パッドは、スパッタ蒸着等の薄膜蒸着工程によって形成されることができる。

次に、図３ｃに示されるように、上記各電極パッド１２０の外周面に沿って緩衝部１３０を形成する。

上記緩衝部は、セラミック基板の溶融によって形成されることができる。上記セラミック基板を溶融するための方法は、特に制限されず、セラミック基板にレーザーを照射してその熱を利用することができる。

セラミック基板に熱を加えると、セラミック基板のガラス成分が溶けて表面凹凸部が除去されることで緩衝部を形成することができる。

さらに、電極パッドが形成されないセラミック基板の一面に形成された表面凹凸部を除去することができる。

本発明は、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されず、添付の特許請求の範囲によって限定される。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって多様な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これもまた本発明の範囲内に属すると言えるはずである。

１００ プローブ基板
１１０ セラミック基板
１２０ 電極パッド
１３０ 緩衝部

Claims (14)

1. 一面に表面凹凸部を有するセラミック基板と、
   当該表面凹凸部に形成される一つ以上の電極パッドと、
   当該各電極パッドの外周面に沿って、前記セラミック基板の溶融によって形成される緩衝部と、
   を含む、プローブ基板。
2. 前記表面凹凸部は、前記セラミック基板の一面の一部領域に形成される、請求項１に記載のプローブ基板。
3. 前記表面凹凸部は、前記セラミック基板の一面の全領域に形成される、請求項１に記載のプローブ基板。
4. 前記電極パッドが形成されない前記セラミック基板の表面凹凸部は、前記セラミック基板の溶融によって除去される、請求項１に記載のプローブ基板。
5. 前記セラミック基板は、低温同時焼成セラミック基板である、請求項１に記載のプローブ基板。
6. 前記電極パッドは、金属ペースト又は薄膜蒸着によって形成される、請求項１に記載のプローブ基板。
7. 前記緩衝部は、レーザー照射によって形成される、請求項１に記載のプローブ基板。
8. セラミック基板を製造する段階と、
   当該セラミック基板の一面に表面凹凸部を形成する段階と、
   当該表面凹凸部に一つ以上の電極パッドを形成する段階と、
   前記セラミック基板の溶融によって前記各電極パッドの外周面に沿って形成される緩衝部を形成する段階と、
   を含む、プローブ基板の製造方法。
9. 前記表面凹凸部を形成する段階は、前記セラミック基板の一面の一部領域に対して行われる、請求項８に記載のプローブ基板の製造方法。
10. 前記表面凹凸部を形成する段階は、前記セラミック基板の一面の全領域に対して行われる、請求項８に記載のプローブ基板の製造方法。
11. 前記電極パッドを形成する段階は、金属ペーストの印刷工程又は薄膜蒸着工程によって行われる、請求項８に記載のプローブ基板の製造方法。
12. 前記セラミック基板は、低温同時焼成セラミック工程によって製造される、請求項８に記載のプローブ基板の製造方法。
13. 前記緩衝部を形成する段階は、レーザー照射によって行われる、請求項８に記載のプローブ基板の製造方法。
14. 前記電極パッドが形成されないセラミック基板の表面凹凸部を、セラミック基板の溶融によって除去する段階をさらに含む、請求項８に記載のプローブ基板の製造方法。

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