JP3696486B2

JP3696486B2 - 検査装置

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Publication number: JP3696486B2
Application number: JP2000224384A
Authority: JP
Inventors: 義幸井戸
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: JP2001208773A

Description

【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導体回路が設計通りに形成されているか否かを判断するためのプローブを備える検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウエハ上に形成された集積回路の検査は、プローブをシリコンウエハの検査部に押し当てて電流を流し、導通、絶縁等を調べることにより行われている。現在、半導体チップの高集積化に伴い、シリコンウエハ上に形成される導体回路の集積度も高まり、プローブによる検査ピッチが狭まり、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きている。
【０００３】
かかる課題に対応するため、中継基板（プローブカード）を介在させ、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ている。該プローブカード（中継基板）は、多層の樹脂基板からなり、コンタクター基板の広ピッチの端子とパフォーマンス基板の挟ピッチのプローブとを接続させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
現在、シリコンウエハの状態で温度特性を試験するようになっている。即ち、導体回路が形成されたシリコンウエハを、マイナス数十℃まで冷却した状態で低温性能を試験し、また、百数十℃まで加熱した状態で高温性能を試している。しかしながら、例えば、内部に導体回路が形成された樹脂のみからなるプローブカードやアルミナセラミック板からなるプローブカードを用いた場合、かかる加熱・冷却時に、プローブの先端が検査部位からずれて接触できなくなり、シリコンウエハ側の故障と判断することがあった。
【０００５】
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、加熱・冷却時においても、検査対象を適切に検査することができるプローブカードを備えた検査装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の検査装置は、検査用の端子が配設されたパフォーマンス基板と、
被検査対象に接触するプローブが配設されたコンタクター基板と、
上記コンタクター基板のプローブと電気的に接続するプローブカードとを備え、昇温または冷却を伴う検査装置であって、
上記パフォーマンス基板上に、順次、上記被検査対象、上記コンタクター基板および上記プローブカードが配置されるとともに、上記被検査対象の周囲に、上記パフォーマンス基板と上記プローブカードとを接続するプローブ基板が配置され、
上記プローブカードは、セラミック板上に、樹脂層と導体回路が順次積層されてなり、導体回路同士は、バイアホールにより接続され、
上記導体回路のうち信号層を構成する導体回路の上層および下層にメッシュ状あるいは面状になった導体回路が形成されてなることを特徴とする。
【０００７】
本発明の検査装置では、プローブカードは、セラミック板上に樹脂層（樹脂薄膜）と導体回路が順次積層されてなるため、プローブカード全体がセラミック板の熱膨張率に近くなり、シリコンウエハの熱膨張率にほぼ等しい。このため、シリコンウエハを加熱・冷却した際に、プローブカードがシリコンウエハと同様の比率で熱収縮するので、プローブがシリコンウエハの検査箇所からずれることが無くなり、適切に検査することができる。
【０００８】
上記検査装置においては、上記プローブカードのセラミック板は、非酸化物セラミックからなることが好ましい。
【０００９】
上記プローブカードのセラミック板が、非酸化物セラミックからなる場合には、熱伝導性が高く、シリコンウエハの温度変化に追従し、シリコンウエハと共に熱収縮させることができる。
【００１０】
また、上記検査装置において、上記樹脂薄膜は、熱硬化性樹脂からなることが好ましい。
【００１１】
上記樹脂薄膜が、熱硬化性樹脂からなる場合には、プローブカードの表面に高い靱性を持たせることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の検査装置について説明する。
本発明の検査装置は、検査用の端子が配設されたパフォーマンス基板と、
被検査対象に接触するプローブが配設されたコンタクター基板と、
上記コンタクター基板のプローブと電気的に接続するプローブカードとを備え、昇温または冷却を伴う検査装置であって、
上記パフォーマンス基板上に、順次、上記被検査対象、上記コンタクター基板および上記プローブカードが配置されるとともに、上記被検査対象の周囲に、上記パフォーマンス基板と上記プローブカードとを接続するプローブ基板が配置され、
上記プローブカードは、セラミック板上に、樹脂層と導体回路が順次積層されてなり、導体回路同士は、バイアホールにより接続され、
上記導体回路のうち信号層を構成する導体回路の上層および下層にメッシュ状あるいは面状になった導体回路が形成されてなることを特徴とする検査装置である。
【００１３】
検査装置は、プローブカードが、セラミック板に樹脂薄膜を積層してなる多層基板である点では同じであるが、被検査対象の配置方法が異なる２種類の検査装置に分けることができる。
【００１４】
即ち、第一の検査装置は、図２に示したような、検査用の端子の配設されたパフォーマンス基板と、被検査対象に接触するプローブが配設されたコンタクター基板と、上記コンタクター基板のプローブと、上記パフォーマンス基板の端子との間に介在するプローブカードとを備える検査装置であり、
第二の本発明の検査装置は、図７に示したような、検査用の端子が配設されたパフォーマンス基板と、被検査対象に接触するプローブが配設されたコンタクター基板と、上記コンタクター基板のプローブと電気的に接続するプローブカードとを備え、被検査対象を上記パフォーマンス基板と上記プローブカードとの間に配置するように構成された検査装置である。
【００１５】
まず、第一の検査装置について図を参照して説明する。
図１は、第一の検査装置における第一の実施態様を模式的に示した断面図である。検査装置１０は、シリコンウエハ６０を載置し、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に位置調整を行うテーブル２６と、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。テーブル２６の下方には、シリコンウエハ２６を１５０℃まで加熱するヒータ２８と、−５０℃まで冷却するぺルチェ機構を用いる冷却装置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。
【００１６】
図２は、パフォーマンス基板２４の近傍を拡大して示した説明図である。パフォーマンス基板２４には、その下に順次配設されたプローブ基板３０、プローブカード４０を介して、直接、シリコンウエハ６０に接触するプローブ５２を有するコンタクター基板５０が配設されている。このプローブ基板３０、プローブカード４０およびコンタクター基板５０の断面を図３に示し、プローブカード４０の一部を拡大して図４に示す。
【００１７】
パフォーマンス基板２４とプローブカード４０とを接続するプローブ基板３０は、通孔３０ａの穿設されたマシナブルセラミックからなり、通孔３０ａには、パフォーマンス基板２４の端子２５と、プローブカード４０のスルーホール４１とを接続する金属製のプローブ３２が配置されている。
【００１８】
また、図４に示すように、プローブカード４０は、内部にスルーホール４１が形成されたセラミック板４２と、バイアホール４６、１４６、２４６および導体回路４８、１４８、２４８が形成された層間樹脂絶縁層（樹脂薄膜）４４、１４４、２４４とからなる。なお、最表層の樹脂層４９、樹脂薄膜４４、１４４、２４４は、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミドートリアジン樹脂、ベンゾシクロブテン、オレフィン樹脂、ポリテトラエチレン樹脂から選ばれる少なくとも１種以上が望ましい。
また、最表面の導体回路は樹脂で被覆されていてもよい。
【００１９】
そして、セラミック板４２の内部に形成されたスルーホール４１は、層間樹脂絶縁層４４に形成されたバイアホール４６に接続されており、バイアホール４６は、導体回路４８を介して層間樹脂絶縁層１４４に形成されたバイアホール１４６に接続されている。同様に、バイアホール１４６は、導体回路１４８を介して層間樹脂絶縁層２４４に形成されたバイアホール２４６に接続されている。
そして、バイアホール２４６に接続された導体回路２４８の一部は露出し、露出した導体回路２４８に、コンタクター基板５０のプローブ５２の上端が当接し、パフォーマンス基板２４の端子２５とコンタクター基板５０のプローブ５２との接続が図られるようになっている。
【００２０】
ここで、セラミック板４２の厚さは、４ｍｍであり、６０μｍ角のスルーホール４１が、パフォーマンス基板２４の端子２５の配置ピッチＰ１（８００μｍ）に対応させて形成されている。
一方、層間樹脂絶縁層４４、１４４、２４４は、それぞれ厚さ１０μｍに形成されている。
【００２１】
コンタクター基板５０は、直径１００μｍの通孔５０ａが穿設された厚さ４ｍｍ角のマシナブルセラミックからなり、通孔５０ａには、直径１００μｍのプローブ５２が挿入されている。プローブ５２は、シリコンウエハ６０の検査用パッド６２のピッチＰ２（８０μｍ）に合わせて配置されている。プローブ５２は、内部が筒状に形成されたアウタープローブ５２Ａとインナープローブ５２Ｂとからなり、インナープローブ５２Ｂは、アウタープローブ５２Ａ内に摺動可能に配置され、ばね５２Ｃにより下方（シリコンウエハ６０側）に付勢されている。
【００２２】
プローブ５２に伸長機構を内蔵させることで、インナープローブ５２Ｂの上下動を可能にし、高さにばらつきのあるパッド６２へ適切に接触し得るようにしてあるのである。なお、プローブ基板３０、プローブカード４０およびコンタクター基板５０は、図示しない治具により、パフォーマンス基板２４に一体的に固定されている。
【００２３】
次に、第一の検査装置１０によるシリコンウエハ６０の検査について、図１および図４を参照して説明する。
先ず、テーブル２６にシリコンウエハ６０を載置し、シリコンウエハ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の所定のパッド６２へ押し当てる。なお、図４中では、シリコンウエハ６０の測定箇所を図示する便宜上、パットを盛り上がるように描いてあるが、実際のシリコンウエハでは、このパッド６２は、形成された回路上の単なる特定部位であり、特に盛り上がっていない点に注意されたい。
【００２４】
次に、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の所定のパッド６２に電流を印加し、導体回路が導通しているか否か、絶縁が必要な部分は絶縁されているか否か等に関する特性試験を常温下で行う。
【００２５】
引き続き、冷却装置２９にて冷却を開始し、シリコンウエハ６０をマイナス５０℃まで冷却する。この際に、マシナブルセラミックからなるコンタクター基板５０、および、プローブカードのセラミック板４２は、熱伝導性が高く、シリコンウエハの温度変化に追従して、マイナス５０℃まで冷却される。ここで、マシナブルセラミックからなるコンタクター基板５０は、シリコンウエハを構成するシリコンと熱膨張率が近く、また、プローブカード４０を構成するセラミック板４２は、シリコンと熱膨張率が近い窒化アルミニウムからなる。このため、冷却試験においても、コンタクター基板５０およびプローブカード４０が、シリコンウエハと同程度収縮するため、シリコンウエハのパッド６２と、コンタクター基板５０のパッド５２と、プローブカード４０の導体回路２４８とがずれることがなく、適正に試験を行うことができる。
【００２６】
次に、ヒータ２８に電流が流され、シリコンウエハ６０が１５０℃まで加熱される。この際、コンタクター基板５０およびプローブカード４０も１５０℃程度まで加熱されるが、コンタクター基板５０およびプローブカード４０が、シリコンウエハと同程度膨張するため、シリコンウエハのパッド６２と、コンタクター基板５０のパッド５２と、プローブカード４０の導体回路２４８とがずれることがなく、試験を適正に行うことができる。なお、プローブカード４０の層間樹脂絶縁層４４、１４４、２４４は、ポリイミドからなるため、高温試験においても高い靱性を保つことができる。
【００２７】
なお、プローブカード４０には、熱膨張率の比較的大きな層間樹脂絶縁層４４、１４４、２４４が形成されているが、各層間樹脂絶縁層の厚みは１０μｍで、４層合計しても４０μｍであるのに対して、セラミック板４２は、厚みが４ｍｍである。従って、プローブカード４０は、セラミック板４２の熱収縮率や熱膨張に従い収縮、膨張する。
【００２８】
次に、上述した第一の実施形態の改変例について図５を参照して説明する。
図４を参照して説明したように、コンタクター基板５０は、８０μｍピッチで検査を行うため、プローブとして伸長機構を内蔵するプローブ５２を用いた。
これに対して、この改変例では、６０μｍピッチでシリコンウエハ６０のパッド６２を検査する。このため、この改変例では図５に示すように、コンタクター基板１５０に６０μｍピッチで通孔（直径２５μｍ）１５０ａが形成され、通孔１５０ａに２０μｍ径のプローブ１５２が摺動可能に嵌挿されている。即ち、この改変例では、プローブ１５２を上下に摺動可能に支持することにより、パッド６２の高さのばらつきを吸収できるようにしてある。
【００２９】
次に、第一の検査装置における第二の実施形態について、図６を参照して説明する。
第二の実施形態に係る検査装置は、図１を参照して説明した第一実施形態の検査装置と同様な構成からなる。但し、第二の実施形態では、プローブカード４０の一部、即ち、シリコンウエハ６０に微細なピッチでパッド６２が形成されている部分のみに、コンタクター基板１５０が取り付けられ、シリコンウエハ６０に大きなピッチでパッド６２が形成されている部分には、導電性ピン（プローブ）１３４が直接取り付けられている。当該第二の実施形態では、検査装置を廉価に構成できる利点がある。
【００３０】
上述した第一、第二の実施形態では、本発明の検査装置をシリコンウエハに形成された導体回路の検査に用いる例を挙げたが、本発明の検査装置は、シリコン等のセラミックを用いる被検査対象、例えば、半導体チップ等の検査に用い得ることは言うまでもない。
【００３１】
図７は、第二の本発明の検査装置を模式的に示した断面図であるが、第二の本発明の検査装置は、各部材がこの図に示したように配置されていてもよい。
すなわち、この検査装置では、シリコンウエハよりも大きく形成されたパフォーマンス基板２４が最も下側に配設され、このパフォーマンス基板２４の中央部分にシリコンウエハ６０が載置される。
そして、シリコンウエハ６０の上に、シリコンウエハ６０に接触するためのプローブ５２を有するコンタクター基板５０が配設され、さらにコンタクター基板５０の上側に、プローブカード４０が配置され、コンタクター基板５０を介してシリコンウエハ６０とプローブカード４０とが接続されるようになっている。
【００３２】
また、シリコンウエハ６０の周囲には、プローブ基板３０が配置され、パフォーマンス基板２４とプローブカード４０とを接続している。このプローブ基板３０は、被検査体であるシリコンウエハ６０およびコンタクター基板５０を、その内部に配置できるよう、リング状であることが望ましい。
【００３３】
このように、第二の本発明の検査装置では、被検査体であるシリコンウエハ６０、および、コンタクター基板５０は、プローブカード４０とパフォーマンス基板２４との間に配置されることになる。
【００３４】
この検査装置では、プローブカード４０は、プローブ基板３０およびコンタクター基板５０の上に配置されているため、その外周に、プローブ基板３０を介してパフォーマンス基板２４と接続するためのパッドが形成されており、内側部分に、コンタクター基板５０と接続するためのパッドが形成されている。また、プローブカード４０は、円板状であることが望ましい。
このようなプローブカード４０は、プローブ基板３０およびコンタクター基板５０の上に配置されているため、一主面のみでプローブ基板３０およびコンタクター基板５０の端子と接触可能であり、スルーホールは不要となる。
【００３５】
次に、プローブカードについて説明する。
本発明に係るプローブカードは、半導体ウエハに形成された集積回路の昇温または冷却を伴う検査に用いられるプローブカードであって、
セラミック板上に、樹脂層と導体回路とが、順次、積層形成されてなり、導体回路同士は、バイアホールにより接続されてなり、上記導体回路のうち信号層を構成する導体回路の上層および下層にメッシュ状あるいは面状になった導体回路が形成されていることを特徴とする。
【００３６】
上記プローブカードは、上述したように、シリコンウエハ上に形成された導体回路の良否を判断するための検査装置に用いられるプローブカードであり、この検査装置は、上記目的で用いられるものであれば、その構成は特に限定されるものではないが、例えば、上記検査装置で説明した構成からなるものが挙げられる。
【００３７】
このプローブカードでは、上述したように、セミック基板上に樹脂層と導体回路とが順次、積層形成されているため、樹脂のみでプローブカードを構成した場合に比べて熱膨張・収縮でプローブとプローブカードのパッドの位置ずれがない。
また、樹脂層の方がセラミックに比べて誘電率が低く、高周波数の信号の伝搬遅延がなく、高周波数の信号でも試験することができる、また、樹脂用によりに靱性が付与されるため、プローブカードを押しつけた場合でも、セラミックや導体回路に破損が生じない。
【００３８】
さらに、信号層を構成する導体回路の上層および下層にグランド層（メッシュ状あるいは面状になった導体回路）を形成することで、信号層のインピーダンス整合をさせやすくし、１ＧＨｚ以上の高周波数帯域でも測定が可能になる。
さらに、樹脂層を介して多層化することで、パッド数を増加させることができる。
【００３９】
このプローブカードでは、上記セラミック基板の少なくとも一方の主面の全面を覆うように樹脂層が形成されてなることが望ましい。例えば、特開平６−１４０４８４号では、セラミック基板の周縁を除く部分に樹脂層が形成されており、このような形態では、加熱、冷却の際に樹脂層が形成された部分と形成されていない部分の境界で歪んだり、クラックが発生したりするため、加熱、冷却をともなう測定試験はできない。
【００４０】
なお、上記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い。
スルーホールを形成することで、図２に示したように、検査装置の構造とすることができるため、プローブカードの面積をシリコンウエハよりも小さくすることができ、シリコンウエハに形成された集積回路を区画毎に試験することができる。
【００４１】
セラミック板の材料は特に限定されるものではなく、例えば炭化物セラミック、窒化物セラミック、酸化物セラミック等が挙げられる。
上記炭化物セラミックとしては、例えば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等が挙げられる。
上記窒化物セラミックとしては、例えば窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。
上記酸化物セラミックとしては、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、コージェライト等が挙げられる。
【００４２】
これらのなかでは、窒化物セラミック、炭化物セラミック等の非酸化物系セラミックが好ましく、これらのなかでは窒化物セラミックがより好ましく、特に窒化アルミニウムが好ましい。熱伝導率が高く、セラミック板とした際に、温度追従性に優れるからである。
【００４３】
また、上記セラミック板は、焼結助剤を含有していてもよい。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、Ｙ₂Ｏ₃、Ｎａ₂Ｏ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｒｂ₂Ｏ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。
【００４４】
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てもよい。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、耐電圧を確保でき、高温での反り量を小さくすることができるからである。
【００４５】
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／ｃｍ²・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。
【００４６】
上記セラミック板では、表面のＪＩＳＢ０６０１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。
【００４７】
上記セラミック板は、その面粗度がＪＩＳＢ０６０１Ｒａ＝０．０１〜１０μｍ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）により、高周波数での測定が困難であり、また、小さい場合は密着性に問題が発生するからである。
【００４８】
セラミック板の形状は特に限定されないが、直方体（平面視：矩形状）、多角柱形状、円板形状等が好ましく、その直径、最長対角線の長さは、１０〜５００ｍｍが好ましい。
セラミック板の厚さは、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。
【００４９】
セラミック板の平面度は、直径−１０ｍｍ、または、最長対角線長さ−１０ｍｍの測定距離で５００μｍ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。
【００５０】
上記セラミック板の熱伝導率κは、１０Ｗ／ｍ・ｋ＜κ＜３００Ｗ／ｍ・ｋが好ましく、１６０〜２２０Ｗ／ｍ・ｋがより好ましい。
熱伝導率を上げることにより、昇温・降温速度が早くなり、早くシリコンウエハ等の被測定物と同じ温度になり、コンタクター基板のプローブとのずれを防止することができるからである。
セラミック板の体積抵抗率ρは、１０¹³ｍΩ／□＜ρ＜１０¹⁶ｍΩ／□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。
【００５１】
セラミック板のヤング率Ｅは、２５〜６００℃で６０ＧＰａ＜Ｅ＜４５０ＧＰａが望ましい。高温におけるセラミック板の反りを防止するためである。
セラミック板の曲げ強度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、セラミック板に、０．１〜１０ｋｇ／ｃｍ²程度の圧力がかかる。
【００５２】
上記セラミック板の気孔率は、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
上記セラミック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。
【００５８】
セラミック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、セラミック板の表面が平坦である必要があるからである。
【００５９】
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。
【００６０】
上記セラミック板は、明度がＪＩＳＺ８７２１の規定に基づく値でＮ４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。
【００６１】
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〜Ｎ１０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。
【００６２】
このような特性を有するセラミック板は、セラミック板中にカーボンを１００〜５０００ｐｐｍ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。
【００６３】
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。
【００６４】
本発明に係るプローブカードは、通常、図３〜６に示したプローブカードと同様に構成され、セラミック板の内部にスルーホールが形成されている。このスルーホールは、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れている。
【００６５】
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。
【００６６】
本発明に係るプローブカードでは、セラミック板の内部や表面にも、配線のピッチを拡大するための導体回路が、セラミック板の主面と平行になるように形成されていてもよく、プローブ基板のプローブ３２と接続するための端子パッドが形成されていてもよい。導体回路を形成することにより、樹脂層におけるピッチの拡大幅を小さくすることができ、導体回路の形成が容易になる。また、導体回路は、プローブカードの一主面のみに形成されていてもよい。この導体回路や端子パッドも、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。
【００６７】
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、端子パッド等の面積抵抗率は、１〜５０μΩ／□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、電圧降下等により検査装置が誤った判断を下す場合がある。
【００６８】
セラミック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。
【００６９】
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、セラミック板の表面に導体回路を形成することができる。
【００７０】
一方、セラミック板を製造した後、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。
【００７１】
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。
【００７２】
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、０．１〜１００μｍ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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
導体ペースト層をセラミック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、セラミック板と金属粒子等とをより密着させることができる。
【００７６】
上記金属酸化物を混合することにより、セラミック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。
【００７７】
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（Ｂ₂Ｏ₃）、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板との密着性を改善することができるからである。
【００７８】
上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）、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、特にセラミック板との密着性を改善することができる。
【００７９】
上記構成のセラミック板上には、樹脂薄膜（層間樹脂絶縁層）と導体回路とが、順次、積層形成され、これらの導体回路がバイアホールにより接続された層（以下、積層樹脂層という）が形成されている。
【００８０】
層間樹脂絶縁層（樹脂薄膜）を構成する樹脂は、耐熱性に優れたものが好ましく、このような耐熱性に優れる樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、カルド型ポリマー等が挙げられ、これらは感光化されていることが望ましい。
また、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が感光化されていることが望ましい。薄膜の形成のし易さ、機械的特性、セラミック板４２との密着性等を考慮すると、カルド型ポリマー、ポリイミド樹脂等が好ましい。
【００８１】
上記カルド型ポリマーとは、環状の基が高分子主鎖に直接結合した構造をもつポリマーの総称であり、上記カルド型ポリマーは、その構造、即ち、主鎖に直角にかさ高い置換基が存在することに起因して、ポリマー主鎖の回転束縛、主鎖および側鎖のコンフォメーション規制、分子間パッキングの阻害、側鎖の芳香族置換基導入による芳香族性の増加等の現象が生じ、そのため、硬化後のガラス転移温度が高いものとなる。
【００８２】
また、このような構造をもつカルド型ポリマーは、そのかさ高い置換基のために主鎖の運動性が抑制され、３００℃未満で硬化されたものであっても架橋密度が高く、優れた耐熱性を有する。さらに、かさ高い置換基は、分子鎖の近接を阻害するため、優れた溶剤溶解性を有する。
【００８３】
上記カルド型ポリマーは、カルボニル基（ケトン、エステル、酸無水物、イミド等）をもつ環状化合物とフェノール、アニリン等の芳香族化合物やその誘導体とを縮合反応により共重合させることにより得ることができる。
【００８４】
上記感光性カルド型ポリマーは、上記のような構造を有するカルド型ポリマーのなかで感光性を有するものであり、具体例としては、例えば、下記化学式（１）で表される化合物と、
【００８５】
【化１】

【００８６】
下記一般式（２）で表される化合物；
【００８７】
【化２】

【００８８】
（式中、Ｒ¹は、酸素、カルボニル基、テトラフルオロエチレン基、または、単結合を表す。）、ピロメリト酸無水物、および、テレフタル酸やその酸塩化物から選択される少なくとも１種とを共重合させることにより得られる感光性カルド型ポリエステルが挙げられる。
【００８９】
また、上記一般式（１）で表される化合物と、
下記一般式（３）で表される化合物と、
【００９０】
【化３】

（式中、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵は、それぞれ同一または異なって、水素または炭素数１〜５の炭化水素基を表し、Ｒ⁶は、水素、カルボキシル基または炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基を表す。）
【００９１】
上記一般式（２）で表される化合物、ピロメリト酸無水物、および、テレフタル酸やその酸塩化物から選択される少なくとも１種とを共重合させることにより得られる感光性カルド型ポリイミド等も挙げられる。
これらのなかでは、感光性カルド型ポリイミド樹脂が望ましい。比較的低温で硬化せることにより得られる硬化体であっても、そのガラス転移温度が高いからである。
【００９２】
また、上記感光性カルド型ポリマーの硬化後のガラス転移温度は、２５０〜３００℃が望ましい。上記範囲程度のガラス転移温度は、感光性カルド型ポリマーを２００℃前後の硬化温度で硬化させることにより達成することができるため、層間樹脂絶縁層形成時に樹脂基板に悪影響（樹脂基板の軟化、溶解等）を引き起こすことがなく、形成された層間樹脂絶縁層が、形状保持性、耐熱性に優れるからである。
【００９３】
このような樹脂を用いて積層樹脂層を形成する際には、例えば、製造したセラミック板４２に感光性ポリイミド樹脂を塗布した後、露光現像処理によりスルーホール４１に至るバイアホール用貫通孔を穿設してから、加熱して硬化させる。
塗布方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコータ法、ディップ法、カーテンコータ法等が挙げられるが、均一な厚さの膜を比較的容易に形成することができる点から、スピンコート法が好ましい。
【００９４】
また、樹脂層を２回重ねて形成することにより、ピンホールの発生をより確実に防止することができる。なお、バイアホールは、レーザ光を照射することにより、形成してもよい。
【００９５】
また、セラミック板上に樹脂層を形成する前に、セラミック板の表面に導体回路を形成してもよい。セラミック板の表面に導体回路を形成することにより、他の主面に形成された配線の間隔を広げることができるからである。
【００９６】
上記工程を経て形成されたバイアホール用貫通孔を有する層間樹脂絶縁層上に導体層を形成した後、エッチング等を行うことにより、例えば、図４に示すように、バイアホール４６、導体回路４８を形成する。
導体回路４８の材料としては、電気伝導度が高いものであれば特に限定されず、例えば、銅、クロム、ニッケル、亜鉛、金、銀、スズ、鉄等が挙げられるが、これらのなかでは、めっき処理が比較的容易で電気伝導度の高い回路の形成が可能な銅が好ましい。
【００９７】
層間樹脂絶縁層上に導体層を形成する前には、層間樹脂絶縁層と導体層との密着性を確保するために、層間樹脂絶縁層表面に改質処理を施すことが好ましい。
上記層間樹脂絶縁層を改質する方法としては、酸素プラズマ等を用いてプラズマエッチングを行う方法、コロナ放電を利用する方法等が挙げられる。例えば、プラズマ処理を行うことにより、表面に水酸基が形成され、密着性が改善される。
【００９８】
この後、上記層間樹脂絶縁層上に導体回路を形成するが、その際には、上記層間樹脂絶縁層の全体に、いわゆるベタの導体層を形成した後、その上にエッチングレジストを形成し、その後、エッチングを行うことにより、上記導体回路を形成することができる。
【００９９】
このようなベタの導体回路を形成する方法としては、例えば、無電解めっき、電解めっき等のめっき法、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ等の方法が挙げられるが、これらのなかでは、スパッタリング法、めっき法が好ましい。また、スパッタリング法とめっき法とを併用してもよい。スパッタリング法により、層間樹脂絶縁層の表面に、密着性に優れた導体層を形成することができ、電解めっきにより、比較的厚い導体層を形成することができるからである。
【０１００】
上記処理を更に複数回繰り返すことにより、層間樹脂絶縁層と導体回路とが、順次、積層形成され、これらの導体回路がバイアホールにより接続された積層樹脂層を形成することができる。
そして、最上層の樹脂層に貫通孔を形成することにより、導体回路の一部を露出させ、その下に配設されるコンタクター基板５０のプローブと接触させることができるようにする。なお、導体回路の上に樹脂層を形成することなく、そのまま導体回路を露出させてもよい。
【０１０１】
次に、図８に基づき、本発明に係るプローブカードの製造方法について説明する。なお、上記プローブカードを構成するセラミック板の製造法については、別の製造方法も考えられるので、ここでは、この方法を製法Ａとする。
（１）グリーンシートの作製工程
まず、窒化物セラミックや酸化物セラミックの粉末をバインダ、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、必要に応じて、イットリア等の焼結助剤を加えてもよい。また、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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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４００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。
【０１０４】
（２）グリーンシート上に導体ペーストを印刷する工程
スルーホールとなる部分に導体ペーストを充填し、充填層４１０とする。また、必要により、最下層となるグリーンシートのスルーホール用の充填層が形成されている部分に、上述した導体ペーストを用い、パッドとなる導体ペースト層４２０を形成する。パッドとなる層は、セラミック板を製造した後、スパッタリング等により形成してもよい。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
（３）グリーンシートの積層工程
次に、このグリーンシート４００を複数枚積層し、圧着して、積層体を作製する（図８（ａ）参照）。
【０１１０】
（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中の金属等を焼結させ、スルーホール４１等を有するセラミック板４２を作製する。
加熱温度は、１０００〜２０００℃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。
【０１１１】
（５）次に、上記工程により得られたセラミック板４２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４３を形成する（図８（ｂ）参照）。導体回路４３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４３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（図示せず）を設けておくことが望ましい。非酸化性金属層の厚さは、１〜１０μｍがよい。
【０１１２】
（６）少なくとも一方の面に層間樹脂絶縁層４４を形成する（図８（ｃ）参照）。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好ましい。層間樹脂絶縁層４４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することにより形成してもよい。
【０１１３】
（７）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４４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することができるからである。
なお、セラミック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。
【０１１４】
（８）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、めっきレジスト下にあった導体層を溶解、除去し、バイアホール４６を有する導体回路４８を形成する（図８（ｄ）参照）。
【０１１５】
この後、上記（６）〜（８）の工程を繰り返すことにより、セラミック板の上に、層間樹脂絶縁層４４、１４４、２４４、４９と導体回路４８、１４８、２４８（バイアホール４６、１４６、２４６を含む）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（図８（ｅ）参照）。セラミック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、図８に示したように２層以上であってもよい。
【０１１６】
なお、図８（ｄ）に示したバイアホール４６では、バイアホール用開口に沿って、ほぼ同じ厚さで導体層が形成されているが、バイアホール用開口の内部には、ほぼ金属が充填され、バイアホール４６の上面が導体回路４８とほぼ同じレベルで平坦な形状の、いわゆるフィールドビアが形成されていてもよい。
【０１１７】
また、セラミック板を製造する際には、上記した製造方法の他に、以下のような製造方法（以下、製法Ｂという）を採用してもよい。
【０１１８】
（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板状などに成形し、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。
【０１１９】
（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。
【０１２０】
（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。
【０１２１】
【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。
【０１２２】
（実施例１）プローブカードの製造（図８参照）
（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（Ｙ₂Ｏ₃、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。
【０１２３】
（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４１となる貫通孔等をパンチングにより形成した。
【０１２４】
（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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
そして、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４１０を形成した。
上記処理の終わったグリーンシート４００の２７枚を、１３０℃、８ＭＰａの圧力で積層、圧着した（図８（ａ）参照）。
【０１２７】
（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４１を有するセラミック板４２を得た。
【０１２８】
（５）セラミック板４２の両側表面に、スパッタリング装置（徳田製作所社製ＣＦＳ−ＲＰ−１００）を用い、厚さ０．１μｍのＴｉ、２．０μｍのＭｏ、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／ＨＮＯ₃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４３を形成した（図８（ｂ）参照）。
【０１２９】
（６）セラミック板４２を１２０℃、３０分間塗布前加熱処理した。
次に、感光性ポリイミド（旭化成社製Ｉ−８８０２Ｂ）を全面に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を形成し、導体回路間の凹凸をなくして平滑化した。
【０１３０】
（７）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（ＤＭＤＧ）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。
【０１３１】
（８）（７）の工程と同じ処理を実施し、厚さ１０μｍのポリイミドからなる層間樹脂絶縁層４４（以下、ポリイミド層という）を形成した（図８（ｃ）参照）。このポリイミド層４４には、直径１００μｍのバイアホール用開口を形成した。
（９）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。
【０１３２】
（１０）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。
（１１）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。
【０１３３】
（１２）さらに、８０ｇ／ｌ硫酸銅と１８０ｇ／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。
【０１３４】
（１３）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、バイアホール４６を含む導体回路４８（図８（ｄ）参照）とした。
【０１３５】
さらに、上記（６）〜（１３）の工程を繰り返すことにより、上層のポリイミド層１４４、２４４を形成し、その上にバイアホール１４６、２４６を含む導体回路１４８、２４８を形成し、その上に開口４９ａを有するポリイミド層４９を形成した（図８（ｅ）参照）。
【０１３６】
（１４）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^−２ｍｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム２．８４×１０^−２ｍｏｌ／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層および厚さ０．０３μｍのＡｕ層からなる非酸化性金属膜（図示せず）を形成した。
このプローブカードは、第１層と第３層がグランド層となっており、第２層が信号層である。
【０１３７】
（実施例２）プローブカードの製造
（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（Ｙ_２Ｏ_３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。
【０１３８】
（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。
（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、内部に直径２００μｍの円柱状のスルーホールを有するセラミック板とした。
【０１３９】
（４）セラミック板の両側表面に、スパッタリング装置（徳田製作所社製ＣＦＳ−ＲＰ−１００）を用い、厚さ０．１μｍのＴｉ、２．０μｍのＭｏ、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／ＨＮＯ₃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を形成した。
【０１４０】
（５）次に、セラミック板の主面に、予めその粘度を３０Ｐａ・ｓに調整しておいた感光性カルド型ポリマーの溶液を全面にスピンコート法で塗布した後、温度１５０℃で２０分間乾燥させることにより感光性カルド型ポリマーの半硬化膜からなる樹脂層を形成した。
【０１４１】
なお、ここで用いた感光性カルド型ポリマーは、上記化学式（１）で表されるビス−フェノールフルオレン−ヒドロキシアクリレートと上記一般式（３）おいて、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５およびＲ^６が水素であるビス−アニリン−フルオレンとピロメリト酸無水物とを、モル比＝１：４：５で反応させて得られるランダム共重合体である。
【０１４２】
次いで、バイアホール用開口部に相当する部分に黒円が描画されたフォトエッチング用マスクを、上記感光性カルド型ポリマーからなる樹脂層４４０上に載置した後、紫外線を４００ｍｊ／ｃｍ^２の条件で照射することにより、露光・現像処理を施し、バイアホール用開口を形成した。その後、２５０℃、１２０分間の条件で本硬化を行い、層間樹脂絶縁層を形成した。なお、ここで形成した層間樹脂絶縁層の厚さは、１０μｍであった。また、層間樹脂絶縁層のガラス転移温度は、２６０℃であった。
この後、層間樹脂絶縁層の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。
【０１４３】
（６）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。
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。
【０１４４】
（７）次に、上記薄膜導体層をめっきリードとして下記の条件で電解銅めっきを行い、上記めっきレジスト非形成部に電解銅めっき層を形成した。
【０１４５】
〔電解銅めっき水溶液〕
硫酸２．２４ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅０．２６ｍｏｌ／ｌ
添加剤（アトテックジャパン社製、カパラシドＨＬ）
１９．５ｍｌ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度１Ａ／ｄｍ^２
時間６５分
温度２２℃±２℃
【０１４６】
（８）さらに、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。
【０１４７】
（９）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（５０μｍ平方）およびバイアホールを含む導体回路とした。
【０１４８】
（１０）次に、上記（５）〜（９）に記載された工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層および導体回路（バイアホールを含む）を形成し、続いて、上記（５）に記載された工程を繰り返すことにより、開口部を有する最上層の樹脂層を形成した。
【０１４９】
（１１）次に、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^−２ｍｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム２．８４×１０^−２ｍｏｌ／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層および厚さ０．０３μｍのＡｕ層からなる非酸化性金属膜（図示せず）を形成し、プローブカードを得た。このプローブカードは、第１層と第３層がグランド層となっており、第２層が信号層である。
【０１５０】
（実施例３）
（１）ＳｉＣ粉末（平均粒径０．５μｍ）１００重量部、Ｃ（平均粒径：０．４μｍ）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。
（２）顆粒状の粉末を金型に入れ、円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、直径３１０ｍｍのセラミック基板とした。
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のコート層を設けた。
【０１５１】
（３）セラミック板の両側表面に、スパッタリング装置（徳田製作所社製ＣＦＳ−ＲＰ−１００）を用い、厚さ０．１μｍのＴｉ、２．０μｍのＭｏ、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／ＨＮＯ_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を形成した。
【０１５２】
（４）次に、セラミック板の主面に、予めその粘度を３０Ｐａ・ｓに調整しておいた感光性カルド型ポリマーの溶液を全面にスピンコート法で塗布した後、温度１５０℃で２０分間乾燥させることにより感光性カルド型ポリマーの半硬化膜からなる樹脂層を形成した。
なお、ここで用いた感光性カルド型ポリマーは、上記化学式（１）で表されるビス−フェノールフルオレン−ヒドロキシアクリレートと上記一般式（３）おいて、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５およびＲ^６が水素であるビス−アニリン−フルオレンとピロメリト酸無水物とを、モル比＝１：４：５で反応させて得られるランダム共重合体である。
【０１５３】
（５）次いで、バイアホール用開口部に相当する部分に黒円が描画されたフォトエッチング用マスクを、上記感光性カルド型ポリマーからなる樹脂層４４０上に載置した後、紫外線を４００ｍｊ／ｃｍ²の条件で照射することにより、露光・現像処理を施し、バイアホール用開口を形成した。その後、２５０℃、１２０分間の条件で本硬化を行い、層間樹脂絶縁層を形成した。なお、ここで形成した層間樹脂絶縁層の厚さは、１０μｍであった。
また、層間樹脂絶縁層のガラス転移温度は、２６０℃であった。
この後、層間樹脂絶縁層の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。
【０１５４】
（６）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。
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。
【０１５５】
（７）次に、上記薄膜導体層をめっきリードとして下記の条件で電解銅めっきを行い、上記めっきレジスト非形成部に電解銅めっき層を形成した。
〔電解銅めっき水溶液〕
硫酸２．２４ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅０．２６ｍｏｌ／ｌ
添加剤（アトテックジャパン社製、カパラシドＨＬ）
１９．５ｍｌ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度１Ａ／ｄｍ^２
時間６５分
温度２２℃±２℃
【０１５６】
（８）さらに、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。
（９）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（５０μｍ平方）およびバイアホールを含む導体回路とした。
【０１５７】
（１０）次に、上記（５）〜（９）に記載された工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層および導体回路（バイアホールを含む）を形成し、続いて、上記（５）に記載された工程を繰り返すことにより、開口部を有する最上層の樹脂層を形成した。
（１１）次に、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^−２ｍｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム２．８４×１０^−２ｍｏｌ／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層および厚さ０．０３μｍのＡｕ層からなる非酸化性金属膜（図示せず）を形成し、プローブカードを得た。
【０１５８】
（１２）さらにパッドを含む導体回路上にさらに感光性ポリイミドを塗布し、露光現像処理してパッド部分を露出させて、プローブカードとした。
このプローブカードは、第１層と第３層がグランド層となっており、第２層が信号層である。
【０１５９】
（試験例１）
アルミナ粉末（平均粒子径１．０μｍ）１００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、このグリーンシートを積層、１６００℃で焼成することによりスルーホールを有するセラミック板を製造し、さらに、感光性ポリイミドを基板の外周を除いて印刷したほかは、実施例１と同様にして、プローブカードを製造した。
【０１６０】
（比較例１）
（１）アルミナ粉末（平均粒子径１．０μｍ）１００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、このグリーンシートを積層した後、１６００℃で焼成することによりスルーホールを有するセラミック板を製造した。
【０１６１】
（２）セラミック板の両側表面に、スパッタリング装置（徳田製作所社製ＣＦＳ−ＲＰ−１００）を用い、厚さ０．１μｍのＴｉ、２．０μｍのＭｏ、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／ＨＮＯ₃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を形成した。
【０１６２】
実施例１〜３および試験例１、比較例１に係るプローブカードを、図１に示した検査装置のセットし、予め合格品であるとわかっている１００個のシリコンウエハを用い、シリコンウエハを１５０℃まで昇温した後、−５０℃まで冷却する工程を繰り返し、シリコンウエハに形成された集積回路の動作状態を検査した。
【０１６３】
実施例１〜３に係るプローブカードを用いた検査装置では、高温や低温においても、１００回の検査で、全て製品が合格であるとの判断を下し、高温や低温においても、コンタクター基板５０のプローブ５２とプローブカード４０の露出した導体回路２４８との接触が良好であることが実証された。従って、セラミック板４２上に形成された層間樹脂絶縁層は、セラミック板４２の熱膨張、収縮に伴い、同じ比率で膨張、収縮を繰り返しているものと推定される。
【０１６４】
一方、試験例１、比較例１に係るプローブカードでは、不合格品であるとの判断を下し、高温では検査装置が誤った判断を下す確率が高いことがわかった。この原因は、アルミナの熱膨張係数が大きいため、高温や低温において、コンタクター基板５０のプローブ５２とプローブカードの露出した導体回路との接触が不良になるためであると考えられる。
【０１６５】
また、プローブカードには、反りが発生しており、これも接触不良の原因の一つになったと推定される。反りの発生要因としては、セラミック基板の全面に樹脂層が形成されていないためではないかと推定される。
さらに、実施例１〜３、試験例１、比較例１について、１５０℃、１ＧＨｚの高周波数帯域の信号で試験を実施したところ、実施例１から３については問題なく判定できたが、試験例では反りのため判定できず、比較例１について信号の波形がくずれて測定できなかった。
【０１６６】
【発明の効果】
以上記述したように、本発明によれば、プローブカードは、セラミック板に樹脂薄膜を積層してなるため、シリコンウエハの熱膨張率に等しい。このため、シリコンウエハを加熱・冷却した際に、プローブカードがシリコンウエハと同様に熱収縮するので、プローブがシリコンウエハの検査箇所からずれることが無くなり、また、反りもないため適切に検査することができる。さらに、パッド数を増やしたり、インピーダンス整合が取りやすいため、高周波数の信号での試験が可能になる。
【０１６７】
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の検査装置における第一の実施形態を示す説明図である。
【図２】プローブ基板、プローブカードおよびコンタクター基板の断面図である。
【図３】プローブ基板、プローブカードおよびコンタクター基板の拡大断面図である。
【図４】プローブ基板、プローブカードおよびコンタクター基板の拡大断面図である。
【図５】上記第一の検査装置における第一の実施形態の改変例に係るプローブ基板、プローブカードおよびコンタクター基板の拡大断面図である。
【図６】第一の検査装置における第二の実施形態の改変例に係るプローブ基板、プローブカードおよびコンタクター基板の拡大断面図である。
【図７】本発明の第二の検査装置における実施形態を示す説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のプローブカードの製造工程の一部を示した断面図である。
【０１６８】
【符号の説明】
１０検査装置
２０テスター
２４パフォーマンス基板
３０プローブ基板
４０プローブカード
４１スルーホール
４２セラミック板
４３端子パッド
４４、１４４、２４４層間樹脂絶縁層
４６、１４６、１４６バイアホール
４８、１４８、２４８導体回路
５０コンタクター基板
５２プローブ
６０シリコンウエハ
６２パッド

Claims

検査用の端子が配設されたパフォーマンス基板と、
被検査対象に接触するプローブが配設されたコンタクター基板と、
前記コンタクター基板のプローブと電気的に接続するプローブカードとを備え、昇温または冷却を伴う検査装置であって、
前記パフォーマンス基板上に、順次、前記被検査対象、前記コンタクター基板および前記プローブカードが配置されるとともに、前記被検査対象の周囲に、前記パフォーマンス基板と前記プローブカードとを接続するプローブ基板が配置され、
前記プローブカードは、セラミック板上に、樹脂層と導体回路が順次積層されてなり、導体回路同士は、バイアホールにより接続され、
前記導体回路のうち信号層を構成する導体回路の上層および下層にメッシュ状あるいは面状になった導体回路が形成されてなることを特徴とする検査装置。
前記プローブカードのセラミック板は、非酸化物セラミックからなることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
前記樹脂層は、熱硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置。
前記セラミック板は、円板状である請求項１〜３のいずれか１に記載の検査装置。