WO2003062837A1

WO2003062837A1 - Carte sonde

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Publication number: WO2003062837A1
Application number: PCT/JP2003/000655
Authority: WO
Inventors: Akio Kojima
Original assignee: Advantest Corporation
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2003-07-31
Also published as: JP4559733B2; CN1623094A; CN100590438C; KR100634923B1; JPWO2003062837A1; US7394265B2; US20050225336A1; US20080010824A1; KR20040074129A

Description

プローブ力一ド及びプローブ力一ドの製造方法技術分野

この発明は、パッケージングされていないウェハの電気的特性試験を行うゥェハ試験装置（ウェハプロ一バ）に備えられるプローブカードに関する。

特に、ウェハの電極と接触するプローブ針をシリコン，ニッケル等を用いて微明

細に形成するとともに、このプローブ針を搭載，固定する基板上に高精度に平坦化処理された平坦部を形成することにより、複雑な構造等を必要とすることなく、書

針高さのばらつきをなくして微小なプロ一ブ針を高密度かつ高精度に配設することができるプローブカード及びプローブ力一ドの製造方法に関する。背景技術

一般に、ウェハ（半導体基板）上に複数形成される半導体デバイスチップは、個々のチップに裁断されてパッケージに封入される前のウェハの状態、いわゆる半完成品状態で、各デバイスの電気的特性等の試験が行われる。このような半完成品状態のウェハの試験は、ウェハの電極に接触してテスト信号を印加するプローブ針（探針）を有するプローブ力一ドを備えたウェハプローバと呼ばれるゥェハ試験装置を用いて行われる。

第 1 3図は、従来のプローブカードを備えるウェハ試験装置を概念的に示した正面図である。同図に示すように、従来のウェハ試験装置は、試験対象となるゥェハ 1 0 3が搭載されるウェハ台 1 0 4を備えるとともに、このウェハ台 1 0 4 の上方に位置するようにプローブ力一ド 1 0 1を備えている。

プローブカード 1 0 1は、ウェハ 1 0 3上の各チップに印加する所定のテスト信号を伝送するプリント基板等からなる基板 1 0 2と、 'この基板 1 0 2上に配設, 固定される複数のプローブ針 1 2 0を備えている。

ウェハ台 1 0 4は、搭載したウェハ 1 0 3の所定の電極がプロ一ブカード 1 0 1の所定のプローブ針 1 2 0に接触するよう、三次元方向（第 1 3図に示す矢印方向）に駆動制御されるようになっている。このような構成からなる従来のウェハ試験装置では、ウェハ台 1 0 4が駆動制御されることにより、プローブカード 1 0 1のプローブ針 1 2 0がウェハ 1 0 3 上の所定のチップ電極と接触する。そして、プローブカード 1 0 1の基板 1 0 2 を介して試験装置からウェハ 1 0 3の電極にテスト信号が印加され、ウェハ 1 0 3上の各デパイスチップについて、所定の電気的特性試験が行われる。

ここで、従来のウェハ試験装置では、第 1 3図に示すように、プローブカード 1 0 1に備えられるプローブ針 1 2 0が、例えばタングステン等の金属製針からなり、この金属製針が L字状に曲折形成されて平面円盤状をなす基板 1 0 2上に多数配設されて樹脂 1 3 0で固着される、所謂カンチレバ一型（cantilevered：片持ち型）のプローブ針構造が採られていた。

カンチレバー型のプローブ針は、全長約 3 0〜 5 0 mmの金属製針を、先端側の針高さ（第 1 3図に示す矢印 h) が約 1 0 mm程度になるように曲折形成してあり、ウェハ 1 0 3の電極に接触する針高さにばらつきがあっても、針の弾性限内、例えば数/ mでばらつきを吸収できるようになつている。そして、このようなカンチレバー型のプローブ針は、複数（例えば数百本）のプローブが、すべて手作業で基板上へ配設され、接着剤等で固着されるようになっていた。

しかしながら、このようなカンチレバー型プロ一ブ針を備える従来のプローブカードでは、近年の高密度化，微細化されたウェハの試験に対応できないという問題が発生した。近年は、半導体デバイスの微小化，高密度化の進展が著しく、各チップ上の電極も、大きさ，間隔とも極微細なものとなっている（例えば、電極の一辺が約 6 0； m〜 1 0 0 m、ピッチが約 1 0 0 m〜 2 0 0 m) 。従来のプローブカードでは、カンチレバ一型のプローブ針自体が直径約 2 5 0 m程度ある上、プローブ針の取付けがすべて手作業で行われるようになっていたため、多数のプローブ針を微細な間隔で基板上に取り付けることは不可能であった。このため、カンチレバー型のプローブカードでは、近年の高密度化，微細化されたウェハを試験することができなくなった。

しかも、カンチレバー型のプロ一ブ針では、針の全長が約 3 0 ~ 5 0 mm程度の長さを有することから、高周波特性が悪化するという問題点もあった。

そこで、このような従来のプローブカードの問題を解消するため、カンチレバ —型のプロ一ブ針に代えて、所定のパターン配線を形成した可撓性を有する薄膜上に複数の電極バンプを形成した、いわゆるメンブレン型のプロ一ブカ一ドが提案されている（例えば、下記特許文献 1—4参照。）。

このようなメンブレン型のプローブ力一ドによれば、薄膜上に形成される電極バンプの微細加工が可能となることから、微細化，高密度化されたウェハの試験にも対応することが可能であった。

特許文献 1 ：特開平 1一 1 2 8 3 8 1号公報（第 4頁、第 1 2図）

特許文献 2 ：特開平 5 - 2 1 5 7 7 5号公報（第 3— 4頁、第 2図）

特許文献 3 ：特開平 7— 0 0 7 0 5 6号公報（第 4—5頁、第 1図）

特許文献 4 ：特開平 8— 0 8 3 8 2 4号公報（第 5— 6頁、第 3図）しかしながら、このようなメンブレン型のプローブカードは、電極バンプを備えるメンブレンと、これを保持する保持構造，さらにメンブレンをウェハ側に向かって付勢する加圧手段等、複雑かつ多数の構成要素が必要となった。

このため、プローブカード及びウェハ試験装置が、従来のカンチレバ一型のものと比較して、複雑化，大型化し、製造コストも増大することとなった。

本願の発明者は、シリコンをエツチング加工したりニッケルメツキ等を用いることにより、長さが約 1 mm〜 2 mm程度の微細針を形成することが可能となり、上述したメンブレン構造によることなく、微細なプローブ針を高密度かつ高精度で形成し得ることに想到した。ところが、その後、プローブ針を微細，高精度に形成することができても、微細なプローブ針を単に基板上に実装しただけでは、基板の凹凸によってプローブ針の針高さが均一とならないことに想到した。

一般に、基板の表面は、例えばプリント基板の場合、通常約 0 . l mm〜0 . 3 mm程度の範囲でなだらかな凹凸が連続している。従って、このような基板の表面に長さが約 1 mm〜 2 mm程度の微細なプローブ針を実装すると、基板の凹凸によって針高さにばらつきが発生してしまう。しかも、微小な針先のプローブ針では、従来の力ンチレバー型の針のように弾性限内でばらつきを吸収することも不可能である。

そこで、本願発明者は、更なる鋭意研究を重ねた結果、このような基板の凹凸の問題を解消して、微細なプローブ針を高密度に実装することができる本願発明のプローブカードを創作するに至ったものである。すなわち、本発明は、上述のような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、ウェハの電極と接触するプローブ針をシリコン，ニッケル等を用いて微細に形成するとともに、このプロ一ブ針を搭載，固定する基板上に平坦化処理された平坦部を形成することにより、複雑な構造等を必要とすることなく、針高さのばらつきをなくして微小なプローブ針を高密度かつ高精度に配設することができるプローブカード及びプローブ力一ドの製造方法の提供を目的としている。発明の開示

本発明のプロ一ブカードは、請求の範囲第 1項に記載するように、ウェハ試験装置に備えられるプローブカードであって、試験対象となるウェハに印加されるテスト信号を伝送する配線パターンを有する基板と、この基板上に配設されて前記配線パターンと接続される、ウェハの電極と接触するプローブ針と、基板の表面に形成される、表面が平坦化された平坦部と、を備え、プローブ針が、平坦部に搭載される構成としてある。

このような構成からなる本発明のプロ一ブカードによれば、ウェハの電極と接触するプローブ針を、例えばニッケル，シリコン等で形成するとにより、針長さが約 l mm〜 2 mm程度の微細針を高精度に形成することができ、かつ、複数の針を微小な間隔で高密度に形成することができる。そして、このプローブ針を搭載する基板上に、平坦化処理された平坦部を形成することにより、プローブ針の搭載面を、平面度が約 1 0 i m以下の平坦面とすることができる。

これにより、基板の表面に凹凸，高低差等が存在しても、針高さのばらつきをなくして微小なプローブ針を基板上に配設，固定することが可能となる。

従って、本発明によれば、簡易な構造により微細，高精度に形成されたプロ一ブ針を備えるプローブカードを実現でき、近年の高密度化されたウェハの試験を確実に行うことができる。そして、本発明に係るプローブカードを備えることにより、従来のメンブレン構造のような複雑な構造等を必要とすることなく、装置全体が大型化，複雑化することを防止して、低コストのウェハ試験装置を提供することができる。

具体的には、本発明のプローブカードは、請求の範囲第 2項に記載するように、平坦部が表面を研磨されることにより平坦化される構成とすることができる。このように本発明によれば、プリント基板等の基板の表面の平坦部を研磨処理によつて高精度に平坦化することができる。これにより、基板の表面にメツキ層等を積層し、これを研磨することによって、本発明に係る平坦部を容易かつ高精度に形成することができ、高価な材料や複雑な装置等も必要なく、安価に本発明のプローブ力一ドを実現することができる。ここで、研磨処理は、例えばウェハや D VDディスクの製造等に用いられるラップ研磨により行うことができる。

また、本発明のプローブ力一ドは、請求の範囲第 3項に記載するように、基板が、表面に形成されるビルドアップ部を備え、平坦部が、基板のビルドアップ部の表面に形成される構成とすることができる。このように、本発明によれば、ビルドアツプ部を備える基板に対しても、本発明に係る平坦部を形成することができる。一般に、例えばプリント基板の配線パターンをピッチ幅 1 0 0 m程度に高密度化する場合、基板の表面にビルドアップ基板（ビルドアップ部）を積層形成する。そして、本発明では、このようなビルドアップ部を備える基板に対しても平坦部を形成することができ、プローブカードをより高密度化，高精度化できるようになつている。従って、このようにビルドアップ部を備える基板の場合には、本発明の平坦部が形成される配線パターンは、ビルドアップ部の配線パ夕ーンを意味する。なお、ビルドアップ部を備えない基板について本発明を適用できることは言うまでもない。

そして、本発明のプローブカードは、請求の範囲第 4項に記載するように、平坦部が、配線パターン上に、当該配線パターンに沿って形成される構成とすることができる。このように、本発明では、プローブ針が接続される配線パターン上にその配線パターンに沿って、本発明に係る平坦部を形成することができる。これにより、例えば平坦部を導電性部材によって構成すれば、配線パターン自体が高精度に平坦ィ匕されることになり、基板やプローブ針の構成を何等変更することなく、本発明に係るプローブカードを実現することができる。そして、このように配線パターンが平坦ィ匕されることにより、プローブ針の実装構造についても、平坦部を備えない通常のプローブカードの場合と同様となり、既存の試験装置や実装工程等に対して、そのまま本発明のプローブ力一ドを適用することが可能となり、汎用性に優れたプローブカードを提供することができる。また、本発明のプローブカードは、請求の範囲第 5項に記載するように、平坦部を基板上に形成されるメツキ層によって構成することができる。このように、本発明では、平坦部を例えばニッケルメツキ等によって形成することができる。そして、メツキ層の表面を研磨加工等することで、容易に平坦化することができる。これによつて、本発明に係る平坦部を容易かつ高精度に形成することができる。特に、導電性を有するメツキ層によって平坦部を構成することにより、平坦部を基板の配線パターンに沿って形成することで配線パターン自体を高精度に平坦化することができ、基板やプローブ針の構成を何等変更することなく、微細，高精度なプローブ針の実装構造を実現できる。

また、本発明のプロ一ブカードは、請求の範囲第 6項に記載するように、平坦部を基板上は形成されるマスク層によって構成することができる。このように、本発明では、平坦部を例えばメタルマスクやメッシュマスク等からなるマスク層によって形成することができる。そして、マスク層の表面を研磨加工等することで、容易に平坦化することができる。これによつて、本発明に係る平坦部を容易かつ高精度に形成することができる。特に、マスク層によって平坦部を構成することにより、平坦部を基板の表面に広く平面状に形成することができ、プロ一ブ針の実装の容易化を図ることができる。

また、本発明のプローブカードは、請求の範囲第 7項に記載するように、平坦部を基板上に形成されるビルドアップ層によって構成することができる。このように、本発明では、基板の表面にビルドアップ層（ビルドアップ部）が備えられる場合に、当該ビルドアップ層を研磨処理することにより、本発明に係る平坦部をビルドァップ層に直接形成することができる。このようにビルドァップ層を直接研磨して平坦部を形成することにより、マスク層で平坦部を構成する場合と同様、本発明に係る平坦部を基板の表面に広く平面的に形成することができる。また、このようにビルドアップ層に直接平坦部を形成することで、より容易かつ効率的に本発明に係る平坦部を形成することができ、プローブカード全体の薄型化や軽量化を図ることもできる。

そして、本発明のプローブカードは、請求の範囲第 8項に記載するように、プローブ針が基板と別体に形成され、平坦部に実装される構成とすることができる。特に、請求の範囲第 9項に記載するように、プローブ針を、基部と、基部から櫛状に突出する複数の針部とを備える構成とすることができる。また、請求の範囲第 1 0項に記載するように、プロ一ブ針は、針形状に形成されたシリコンと当該シリコンの表面に形成される導体パターンからなる構成とすることができる。このように、本発明によれば、シリコンをエッチング加工することにより、基板と別体のプローブ針を高精度かつ微細に形成することができる。これにより、平坦部を有する本発明のプロ一ブカードに好適な微細なプローブ針を、容易かつ高精度に形成することができる。また、微細な針を多数備える櫛状（フィンガー状）に形成することにより、一度の作業で多数のプローブ針を基板上に実装することが可能となり、プロ一ブ針の実装作業がきわめて容易に行え、本発明に係るプローブカードを容易かつ効率的に製造することができる。なお、基板と別体に形成されるシリコン製等のプローブ針は、一本一本の針が単体となるように形成することも勿論可能であり、この場合にも、本発明の平坦部を備えるプローブカードに適用できることは言うまでもない。

一方、本発明のプローブカードは、請求の範囲第 1 1項に記載するように、プローブ針を平坦部の表面に直接形成することができる。そして、請求の範囲第 1 2項に記載するように、プローブ針は平坦部の表面に針形状にメツキ形成することができる。このように、本発明によれば、例えばニッケルメツキ加工等によつて、高精度かつ微細なプローブ針を平坦部上に直接、形成することができる。メッキ加工によるプロ一ブ針は、平坦部上にマスク及びメツキを複数回繰り返すことで容易かつ高精度に微細なメツキ針を形成することができる。これにより、平坦部を有する本発明のプローブ力一ドに好適な微細なプロ一ブ針を、容易かつ高精度に形成することができる。また、このようにメツキ加工によって平坦部上に直接プローブ針を形成することにより、基板への実装作業や配線パターン等の接続作業を不要とすることができ、本発明に係るプローブカードを容易かつ効率的に製造することが可能となる。

そして、本発明のプローブカードの製造方法は、請求の範囲第 1 3項に記載するように、試験対象となるウェハに印加されるテスト信号を伝送する配線パターンを有する基板と、この基板上に配設されて前記配線パターンと接続される、ゥェハの電極と接触するプローブ針と、を備えるプローブカードの基板の表面に、プローブ針が搭載される表面が平坦化され平坦部を形成するプローブカードの製造方法であって、所定の配線パターンを形成した基板上にマスクを形成する工程と、マスクの所定位置に開口部を形成する工程と、開口部をメツキする工程と、マスクの表面を研磨して平坦化する工程と、を有する方法としてある。また、請求の範囲第 1 4項に記載するように、マスクの表面を研磨して平坦化する工程の後に、マスクを剥離する工程を更に有する方法としてある。このように、本発明によれば、マスク処理，パターニング処理，メツキ処理等によって、基板の配線パターン上等、所望の位置に、本発明に係る平坦部を容易かつ高精度に形成することができる。そして、ラップ研磨等を用いて平坦部の表面を高精度に平面化して、本発明に係るプローブカードを容易に製造することができる。なお、基板の表面の凹凸，高低差等を補正して平面度の高い平坦部が形成できる限り、他の方法，工程を用いることも可能である。

さらに、本発明のプローブカードの製造方法は、請求の範囲第 1 5項に記載するように、試験対象となるウェハに印加されるテスト信号を伝送する配線パターンを有する基板と、この基板上に配設されて前記配線パターンと接続される、ゥェハの電極と接触するプローブ針と、を備えるプローブカードの基板の表面に、プローブ針が搭載される表面が平坦化され平坦部を形成するプローブカードの製造方法であつて、所定の配線パターンを形成した基板上にピルドァップ部を形成する工程と、ビルドアップ部の表面を研磨して平坦化する工程と、を有する方法としてある。このように、本発明によれば、基板の表面にビルドアップ部（ビルドアップ層）を形成するとともに、そのビルドアップ部を研磨処理することにより、表面が高精度に平面化された平坦部をビルドアツプ層に直接形成することができる。このようにビルドアップ部に直接平坦部を形成することによって、より容易かつ効率的に平坦部を備えたプローブカードを製造することが可能となる。図面の簡単な説明

第 1図は、この発明の第一実施形態に係るプローブ力一ドを備えるウェハ試験装置を概念的に示した正面図である。

第 2図は、この発明の第一実施形態に係るプローブカードの上下を反転させた状態を模式的に示す、（a) は要部拡大正面図、（b ) は同じく斜視図である。第 3図は、この発明の第一実施形態に係るプローブカードのベースとなる基板及びビルドアップ基板を概念的に示した断面図である。

第 4図は、この発明の第一実施形態に係るプローブカードの平坦部を形成するビルドアップ基板を模式的に示す、（a ) は概略平面図、（b ) は平坦部を形成する前の（a ) の A— A線断面図、また（c ) は平坦部を形成した（a ) の A— A線断面図である。

第 5図は、この発明の第一実施形態の変形例に係るプローブカードの上下を反転させた状態を模式的に示す、（a )'は要部拡大正面図、（b ) は同じく斜視図である。

第 6図は、この発明の第一実施形態に係るプローブカードの平坦部の一製造ェ程を示す説明図である。

第 7図は、この発明の第一実施形態に係るプローブカードの平坦部の一製造ェ程を示す説明図である。

第 8図は、この発明の第一実施形態に係るプローブカードの平坦部の製造工程の変更例を示す説明図である。

第 9図は、この発明の第一実施形態に係るプローブカードの平坦部の製造工程の変更例を示す説明図である。

第 1 0図は、この発明の第一実施形態に係るプローブカードの平坦部の製造ェ程のさらに他の変更例を示す説明図である。

第 1 1図は、この発明の第二実施形態に係るプローブカードの上下を反転させた状態を模式的に示す、（a ) は要部拡大正面図、（b ) は同じく斜視図である。第 1 2図は、この発明の第二実施形態に係るプローブ力一ド上に形成されるプローブ針を概念的に示す、（a ) は平面図、（b ) は正面図、（c ) は左側面図である。

第 1 3図は、従来のプローブカードを備えるウェハ試験装置を概念的に示した正面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係るプロ一ブカードの好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 [第一実施形態]

まず、本発明に係るプローブカードの第一実施形態について、第 1図〜第 9図を参照しつつ説明する。

[ウェハ試験装置]

第 1図は、本発明の第一実施形態に係るプローブカードを備えるウェハ試験装置を概念的に示した正面図である。

ウェハ試験装置は、ウェハ（半導体基板）上に複数形成される半導体デバイスチップが、個々のチップに裁断されてパッケージに封入される前のゥェハの状態、いわゆる半完成品状態において、各デバイスの電気的特性等を試験するための装置であり、ウェハプロ一バとも呼ばれる。具体的には、第 1図に示すように、ゥェハ試験装置は、試験対象となるウェハ 3が搭載されるウェハ台 4を備えるとともに、このゥェハ台 4の上方に位置するように本実施形態に係るプロ一ブカ一ド 1を備えている。

プローブ力一ド 1は、ウェハ 3上の各チップに印加する所定のテスト信号を伝送するプリント基板等からなる基板 2上に複数のプローブ針 2 0を備えている。プローブ力一ド 1の詳細については後述する。

ウェハ台 4は、試験対象となるウェハ 3の搭載台であり、搭載されたウェハ 3 の所定の電極とプロ一ブカード 1の所定のプローブ針 2 0とが接触するよう、三次元方向（第 1図に示す矢印方向）に駆動制御される。そして、ウェハ試験装置では、ウェハ台 4が駆動制御されることにより、プローブ力一ド 1のプローブ針 2 0がウェハ 3の所定のチップ電極と接触し、プローブカード 1の基板 2を介して試験装置からウェハ 3の電極にテスト信号が印加される。これによつて、ゥェハ 3上に形成された各デバイスチップについて、所定の電気的特性試験が行われるようになっている。

[プロ一ブカード]

第 2図は、本実施形態に係るプロ一ブカードを模式的に示すもので、上下を反転させた状態の（a) は要部拡大正面図、（b) は同じく斜視図である。同図に示すように、プローブ力一ド 1は、ベースとなる基板 2とビルドアップ基板 1 0 及びプローブ針 2 0を備えている。基板 2は、プリント基板等からなり、プローブ力一ド 1の本体を構成する円盤状に形成され、表面には、試験対象となるウェハ 3に印加されるテスト信号を伝送する配線パターン（第 3図に示す配線パターン 2 a参照）が形成されている。この配線パターンに、図示しない試験装置の信号発生器等からテスト信号を印加されるようになつている。そして、本実施形態では、基板 2の表面にビルドアップ基板（ビルドアップ部） 1 0が形成してある。なお、本実施形態の基板 2は、中央部が凸状に突出する段付き形状となっているが（第 1図参照）、これはプロ —ブカード 1を取り付ける図示しない試験装置側の構造に対応させたものであり、特にこの段付き形状が必須となるものではない。従って、通常の平板状の基板とすることも勿論可能である。

第 3図は、本実施形態に係るプローブカード 1の基板 2及びビルドアップ基板 1 0を概念的に示した断面図である。同図に示すように、ビルドアップ基板 1 0 は、ベースとなる基板 2の表面に、絶縁層と導体層を交互に任意の層数だけ積層形成された多層基板となっている（第 3図では二層）。

一般にビルドァップ基板は、例えばプリント基板の配線パターンをピッチ幅 1 0 0 i m程度に高密度化する場合に、基板の表面に積層形成される多層基板である。本実施形態では、プローブカード 1の基板 2にビルドァップ基板 1 0を備えることで、プロ一ブカード 1の高密度化を図っている。

そして、このビルドアップ基板 1 0の表面の配線パターン（第 3図に示す表面配線パターン 1 1参照）上に、表面が平坦化された平坦部 1 2が形成されるようになっている。

第 4図に、平坦部 1 2を形成するビルドアップ基板 1 0の平面図（第 4図 ( a ) ) 及び断面図（第 4図（b ) , ( c ) ) を示す。同図（b ) に示すように、ビルドアップ基板 1 0 (及び基板 2 ) の表面は、なだらかな凹凸が連続した形状となっており、通常約 0 . l mm〜0 . 3 mm程度の高低差が存在する。従って、このようなビルドアップ基板 1 0の表面に微細なプローブ針 2 0をそのまま実装した場合、ビルドアップ基板 1 0の凹凸によって針高さにばらつきが発生してしまう。しかも、微小なプローブ針 2 0では弹性限内でばらつきを吸収することも困難となる。そこで、本実施形態では、第 4図（c ) に示すように、ビルドアップ基板 1 0の表面に、高精度に平坦ィ匕処理された平坦部 1 2を形成するようにしたものである。

具体的には、本実施形態に係る平坦部 1 2は、ビルドアップ基板 1 0の表面にメツキ形成されるニッケルメツキ層によって構成してある。そして、このニッケルメッキ層の表面を研磨することにより平坦化された平坦部 1 2を形成するようになっている。このように、平坦部 1 2をニッケルメツキ等によって形成し、メツキ層の表面を研磨加工等することで、平面度約 1 0 z m以下の高精度に平坦化された平坦部 1 2を形成することができる（後述する第 6図及び第 7図参照）。なお、平坦部 1 2は、メツキ層の他、基板表面に形成されるマスク層によって構成することもできる（第 8図及び第 9図参照）。また、平坦部 1 2は、メツキ層やマスク層により形成される場合の他、基板 2上のビルドアップ基板 1 0を直接研磨処理して形成することも可能である（第 1 0図参照）。

ここで、平坦部 1 2を平坦化する研磨方法としては、例えばラップ研磨を用いることができる。ラップ研磨は、精密仕上げの一種で、研削による以上の精密度を要する場合に用いられる研磨方法であり、例えばウェハや D VDディスクの製造、レンズ，プリズム等の光学ガラス製品等の精密仕上げに用いられる。

具体的には、ラップ研磨は、ラップと呼ばれる工具と被研磨対象の間に加工液 (ラップ液）及び砥粒からなるラップ剤を入れて摺り動かすことにより、両者間の摩耗作用を利用して良好な平滑面を形成するものである。

ラップ研磨に使用されるラップ剤としては、一般に、砥粒はアルミナ粉末，炭化けい素粉末，ダイヤモンド粉末等、ラップ液は、軽油，スピンドル油，マシン油等が交合して使用される。また、ラップ研磨は、専用のラップ盤を用いて行えるとともに、手作業によって行うこともできる。

このようなラップ研磨を用いることにより、本実施形態のメッキ層からなる平坦部 1 2を高精度な平面度で平坦化することができる。

また、平坦部 1 2は、本実施形態では、ビルドアップ基板 1 0の表面配線バタ —ン 1 1上に、当該表面配線パターン 1 1に沿って形成してある（第 2図（b ) 参照）。このように、平坦部 1 2を配線パターン 1 1に沿って積層形成することにより、ニッケル等の導電性部材からなる平坦部 1 2によって配線パターン自体が平坦化されたのと同様の結果となり、ビルドアップ基板 1 0や基板 2 , プロ一ブ針 2 0の構成を変えることなく、本実施形態に係るプロ一プカ一ド 1を実現できる。従って、プローブ針 2 0の実装構造についても、平坦部 1 2を備えない通常のプローブカード 1の場合と同様とすることができ、既存の試験装置や実装ェ程等に対して、そのまま本実施形態のプロ一ブカード 1を適用することが可能となる。なお、平坦部 1 2は、第 2図（b ) に示すような配線パターン 1 1に沿つて形成される場合に限定されるものではなく、例えば、後述するようにマスク層によって平坦部 1 2が構成される場合や、ビルドアップ基板 1 0に直接平坦部 1 2が形成される場合には、平坦部 1 2はビルドアップ基板 1 0 (又は基板 2 ) の表面全体に亘つて平面状に形成することができる（第 8図〜第 1 0図参照）。そして、この平坦部 1 2上にプローブ針 2 0が搭載されるようになっている。プローブ針 2 0は、ビルドァップ基板 1 0を経由して基板 2の配線パターンと接続され、試験対象となるウェハ 3の電極と接触する探針である。本実施形態のプローブ針 2 0は、第 2図に示すように、基板 2 (及びピルドアップ基板 1 0 ) と別体に形成されており、平坦部 1 2上に実装されて接着剤 2 3等で固着されるようになつている。具体的には、プローブ針 2 0は、基部 2 1と、基部 2 1から突出する複数の針部 2 2とを備える櫛形状に形成してある。

基部 2 1は、複数の針部 2 2を連結するとともに、基部底面が、プローブ針 2 0がビルドアツプ基板 1 0の表面から所定の角度で起立する形状に形成してある。また、この基部底面側は、固着用の接着剤 2 3が充填される空間が形成されるようになつている。

針部 2 2は、基部 2 1から櫛状（フィンガ一状：）に複数突出するように形成されており、具体的には、全長が約 l mm〜 2 mm程度の針部 2 2が数百本形成されるようになっている。そして、この針部 2 2がビルドアップ基板 1 0の表面から突出することにより、針高さ（第 1図に示す矢印 h) が l mm以下となるプローブ針 2 0が得られる。

このように、プローブ針 2 0を、微細な針部 2 2を多数備える櫛状に形成することにより、一度の作業で多数のプロ一ブ針（針部 2 2 ) を基板 2 (ビルドアツプ基板 1 0 ) 上に実装することができる。なお、針部 2 2の数や針長さは、試験対象となるウェハ 3の電極数やピッチ，搭載する基板 2ゃビルドアップ基板 1 0 の配線パターン等に対応して、適宜変更することは勿論可能である。

本実施形態では、プローブ針 2 0を、シリコンをエッチング加工することにより形成してある。具体的には、半導体の製造方法で用いられる場合と同様に、シリコンウェハの両面をエッチングによって所定の形状（本実施形態では櫛状をなす針形状）に形成する。そして、櫛状のシリコン本体の表面に、絶縁層としてシリコン酸化膜を形成する。これによつて、各針部 2 2は絶縁される。さらに、シリコン酸ィ匕膜で絶縁された各針部 2 2の表面に、それぞれ導電性金属等からなる導体パターン 2 2 aを形成する。このようにシリコンをエッチング加工することにより、櫛状のプローブ針 2 0を、基板と別体に、高精度かつ微細に形成することができ、上述した高精度に平坦化された平坦部 1 2に搭載するのに好適な微細なプロ一ブ針を、容易かつ高精度に形成することができる。

そして、このプローブ針 2 0が、平坦化処理された平坦部 1 2に搭載され、接着剤 2 3によってビルドアップ基板 1 0の表面に固着され、当該ビルドアップ基板 1 0の表面配線パターン 1 1に接続されるようになっている。プローブ針 2 0 とビルドアップ基板 1 0の表面配線パターン 1 1は、第 2図に示すように、ボンデイングワイヤ 2 4によって接続される。ボンディングワイヤ 2 4は、各針部 2 2の表面の導体パターン 2 2 a及びビルドアツプ基板 1 0の表面配線パターン 1 1にはんだ付け等で固定されるワイヤで、各針部 2 2の導体パターン 2 2 aとビルドアップ基板 1 0の表面配線パターン 1 1を電気的に接続するようになっている。これにより、プロ一ブ針 2 0の各針部 2 2は、ビルドアップ基板 1 0を経由して基板 2の配線パターン 2 aと接続され、ウェハ 3の電極に対して試験装置からテスト信号が印加されることになる。

なお、プローブ針 2 0とビルドァップ基板 1 0の表面配線パターン 1 1との接続は、第 2図に示すボンディングワイヤ 2 4を用いる他、はんだ付け等、他の手段によることもできる。第 5図に、プローブ針 2 0と表面配線パターン 1 1の接続態様の変更例を示す。同図に示すように、プローブ針 2 0とビルドアップ基板 1 0の表面配線パターン 1 1は、はんだを用いて接続するようにしてもよい（第 5図のはんだ部 2 5 ) 。この場合にも、プローブ針 2 0と表面配線パターン 1 1 と電気的に接続することができる。そして、このはんだ部 2 5による接続の場合、ボンディングワイヤ 2 4を省略できるので、接続作業をより容易かつ効率的に行うことができる。このように、プローブ針 2 0と表面配線パターン 1 1の接続は、ウェハ 3に印加されるテスト信号が障害なく伝送される限り、どのような形態を採ることもできる。 [プローブ力一ドの製造方法]

次に、以上のような構成からなる本実施形態に係るビルドアップ基板 1 0の表面に平坦部 1 2を形成するプローブカードの製造方法について、第 6図及び第 7 図を参照して説明する。第 6図（a) 〜（d ) 及び第 7図（a ) 〜（c ) は、本実施形態に係るプロ一ブカ―ドの平坦部の一製造工程を示す説明図である。まず、所定の配線パターン 1 1を形成したビルドアップ基板 1 0を用意し（第 6図（a ) 参照）、このビルドアップ基板 1 0の表面にマスク 1 4を形成する (第 6図（b ) 参照）。ここで、マスク 1 4は、例えば銅，ステンレス，ニッケル等の金属箔を用いたメタルマスク、樹脂繊維や金属ワイヤをメッシュ状に織つたメッシュマスク等を用いることができる。

次に、マスク 1 4をバタ一エングして、開口部 1 4 aを形成する（第 6図 ( c ) 参照）。本実施形態では、開口部 1 4 aを、ビルドアップ基板 1 0の表面配線パターン 1 1と対応する位置に、当該表面配線パターン 1 1に沿って形成する。ここで、開口部 1 4 aは、マスク 1 4をエッチングすることにより、所望の位置，形状等にパターニングすることができる。

その後、この開口部 1 4 aをニッケルメツキする（第 6図（d ) 参照）。これによつて、平坦化されていない平坦部 1 2が形成されることになる。そして、ニッケルメツキされたマスク 1 4の表面を研磨し、平坦化する（第 7 図（a ) 参照）。ここで、研磨方法としては、上述したように、ラップ研磨を用いることが好ましい。研磨終了後は、マスク 1 4を剥離する（第 7図（b ) 参照）。これにより、ビルドアップ基板 1 0の表面配パ夕一ン 1 1上に、平坦化処理された平坦部 1 2が形成される。

そして、この平坦部 1 2上にプローブ針 2 0を搭載することができる（第 7図 ( c ) 参照）。平坦部 1 2上に搭載されたプローブ針 2 0は、接着剤 2 3により固着され、また、ボンディングワイヤ 2 4によってビルドアップ基板 1 0の表面配泉パターン 1 1と接続される。

これにより、プローブ針 2 0がビルドァップ基板 1 0の表面から 1 mm以下の針高さ（第 1図に示す矢印 h) で突出する本実施形態のプローブカード 1の製造が完了する。このように、本実施形態のプローブカードの製造方法によれば、マスク処理，パターニング処理，メツキ処理等によって、ピルドアップ基板 1 0の表面配線パターン 1 1上などの所望の位置に、平坦部 1 2を容易かつ高精度に形成することができる。そして、ラップ研磨等を用いて、平坦部 1 2の表面を高精度に平面化することができる。

以上の製造方法では、マスク 1 4はメツキ配線パターンの形成にのみ利用され、研磨による平坦化処理がなされた後は剥離されるようになっているが（第 7図 ( b ) 参照）、マスク 1 4の剥離工程をなくして、マスク 1 4をビルドァップ基板 1 0 (又は基板 2 ) の表面に残して平坦部 1 2とし、プローブ針 2 0の台座として利用することもできる。第 8図（a ) 〜（e ) 及び第 9図は、このようなマスク 1 4を平坦部 1 2として利用する場合の製造工程を示す説明図である。

これらの図に示すように、マスク 1 4を平坦部 1 2として利用する場合には、第 6図，第 7図に示した場合と同様、まず、所定の配線パターン 1 1を形成したビルドアップ基板 1 0を用意し（第 8図（a) 参照）、このビルドアップ基板 1 0の表面にマスク 1 4を形成する（第 8図（b ) 参照）。

マスク 1 4は、上述したように、例えば銅，ステンレス，ニッケル等金属箔を用いたメタルマスク、樹脂繊維や金属ワイヤをメッシュ状に織ったメッシュマスク等を使用することができる。

次に、エッチングによりマスク 1 4をパ夕一エングして、開口部 1 4 aを形成する（第 8図（c ) 参照）。この第 8図に示す場合には、上述した第 6図の場合と異なり、開口部 1 4 aはビルドァップ基板 1 0の表面配線パターン 1 1に沿つて形成する必要がなく、少なくとも表面配線パターン 1 1の一部に導通できるように形成されれば良い。この開口部 1 4 aをニッケルメツキすることにより、表面配線パターン 1 1からマスク 1 4の表面まで電気的に導通された導通層 1 1 a が形成される（第 8図（d ) 参照）。

このように導通層 1 1 aが形成されたマスク 1 4の表面を研磨し、平坦化する (第 8図（e ) 参照）。なお、研磨方法は、上述した第 7図の場合と同様、ラップ研磨を用いることが好ましい。

これにより、ビルドアップ基板 1 0の表面上に、マスク 1 4 (及び導通層 1 1 a ) が平坦化処理された平坦部 1 2が形成される。そして、このようにマスク 1 4によって構成された平坦部 1 2上にプロ一ブ針 2 0を搭載することができる (第 9図参照）。平坦部 1 2上に搭載されたプローブ針 2 0は、接着剤 2 3により固着され、また、ボンディングワイヤ 2 4によってビルドアップ基板 1 0の表面配線パターン 1 1に導通する導通層 1 1 aと接続される。

これにより、平坦部 1 2としてマスク 1 4を利用した本実施形態のプローブ力一ド 1の製造が完了する。このようにマスク 1 4によって平坦部 1 2を構成すると、第 9図に示すように、平坦部 1 2はビルドアップ基板 1 0 (又は基板 2 ) の表面全体に亘つて平面状に形成されることになる。

このようにマスク 1 4を剥離することなく平坦ィ匕処理して平坦部 1 2を構成する場合にも、高精度に平面化された平坦部 1 2を容易に形成することができ、第 6図，第 7図に示した製造方法の場合と同様、高精度なプロ一ブカードを容易に得ることができる。なお、マスク 1 4からなる平坦部 1 2は、ビルドアップ基板 1 0の表面に形成される場合だけでなく、ビルドアップ基板 1 0を備えない基板 2の表面に直接形成できることは、上述したメツキ層からなる平坦部 1 2の場合と同様である。

さらに、平坦部 1 2は、上述したメツキ層やマスク層で形成される以外にも、基板 2のビルドアップ基板 1 0を直接研磨処理して形成するようにしても良い。第 1 0図（a ) 〜（e ) は、ビルドアップ基板 1 0に直接平坦部 1 2を形成する場合の製造工程を示す説明図である。同図に示すように、ビルドアップ基板 1 0に直接的に平坦部 1 2を形成する場合には、まず、所定の配線パターン 2 aを備える基板 2の表面に（第 1 0図（a ) 参照）、第 3図で示したように、絶縁層と導体層を交互に積層してなるビルドアップ基板 1 0を形成する（第 1 0図 ( b ) 〜（c ) 参照）。

ビルドアツプ基板 1 0の絶縁層にはスルーホール 1 0 aを介して配線パ夕一ン 1 1が形成され、基板 2の配線パターン 2 aと接続される。そして、このように基板 2の表面に積層形成された（第 1 0図では一層）ビルドアップ基板 1 0の表面を研磨して平坦化する（第 1 0図（e ) 参照）。研磨方法は、上述したメツキ層，マスク層を研磨する場合と同様、ラップ研磨を用いることが好ましい。 ' これにより、ビルドアップ基板 1 0の表面が高精度に平坦ィヒされた平坦部 1 2 として形成される。従って、平坦部 1 2上にプローブ針 2 0を搭載し、配線バタ —ン 1 1とボンディングワイヤ等を介して電気的に接続することで、プロ一ブ針 2 0をビルドアップ基板 1 0からなる平坦部 1 2に直接実装することができる。このように平坦部 1 2は、ビルドアップ基板 1 0に直接形成することもでき、このようにすると、上述しマスク層によって平坦部 1 2を構成する場合と同様、基板 2 (ビルドアップ基板 1 0 ) の表面に広く平面的に平坦部 1 2を形成することができるようになる。また、このようにビルドアップ基板 1 0に直接平坦部 1 2を形成することで、平坦部 1 2の製造がより容易かつ効率的に行え、さらに、プロ一ブカード全体の薄型化や軽量化を図ることもできるようになる。

以上説明したように、本実施形態に係るプローブ力一ド及びプローブ力一ドの製造方法によれば、試験対象となるウェハ 3の電極と接触するプローブ針 2 0を、例えばシリコンで形成することにより、針長さが約 1 mm〜 2 mm程度の ί敖細針を高精度に形成することができ、かつ、複数の針を微小な間隔で複数形成することができる。そして、このプロ一ブ針 2 0を搭載する基板 2のビルドアップ基板 1 0上に、ラップ研磨等によって平坦ィヒ処理された平坦部 1 2を形成することにより、プローブ針 2 0の搭載面を、平面度が約 1 0 m以下の高精度の平坦面とすることができる。

これにより、基板 2の表面に凹凸が存在しても、針高さのばらつきをなくすことができ、針高さが l mm以下となる微小なプローブ針 2 0を基板 2上に配設，固定することが可能となる。従って、本実施形態によれば、従来のメンブレン構造のような複雑な構造等を必要とすることなく、微細，高精度に形成されたプロ —ブ針 2 0を備えるプローブ力一ド 1を実現でき、装置全体が大型化，複雑化することなく、低コストのウェハ試験装置を提供することができる。

[第二実施形態]

次に、第 1 1図及び第 1 2図を参照して、本発明に係るプロ一ブカ一ドの第二実施形態について説明する。

第 1 1図は、本発明の第二実施形態に係るプローブカードの上下を反転させた状態を模式的に示す、（a) は要部拡大正面図、（b ) は同じく斜視図である。第 1 2図は、本実施形態に係るプローブカード上に形成されるプローブ針を概念的に示す、（a ) は平面図、（b ) は正面図、（c ) は左側面図である。これらの図に示すように、本実施形態にかかるプローブカードは、上述した第一実施形態の変形実施形態であり、平坦部に搭載されるプローブ針として、第一実施形態における櫛形状に形成されたシリコン製のプローブ針に代えて、ニッケルメツキ製のプローブ針を用いたものである。従って、その他の構成部分は、第一実施形態と同様となっており、同様の構成部分については、図中で第一実施形態と同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

第 1 1図に示すように、本実施形態のプローブ力一ド 1は、プローブ針 2 0が、平坦部 1 2の表面に直接形成される構成となっている。

本実施形態では、プローブ針 2 0を、平坦部 1 2の表面に針形状にニッケルメツキ加工することにより形成するようにしてある。具体的には、平坦部 1 2上にマスク及びメツキを複数回繰り返すことにより、第 1 1図に示すようなプローブ針 2 0を形成することができる。

まず、平坦部 1 2上に、各表面配線パターン 1 1ごとに基部 2 1を形成し、その後、各基部 2 1上に、基板 2 (ビルドアップ基板 1 0 ) の表面と平行に突出する針部 2 2を形成する。さらに、針部 2 2の先端に、接触部となる突起 2 2 bを形成する。これによつて、平坦部 1 2上に、互いに独立したプロ一ブ針 2 0を直接形成することができる。

このように、ニッケルメツキ加工によって形成されるプローブ針 2 0は、例えば、第 1 2図に示すように、針部 2 2の全長が約 2 mm〜 3 mm，全幅が約 1 0 0 x m (第 1 2図（a ) 参照）、基部 2 1の高さが約 1 5 0 m (第 1 2図 ( b ) 参照）、また針部先端の突起 2 2 bの高さが約 5 0 mの微細なプロ一ブ針 2 0を、約 1 0 0 /x mピッチ等で平坦部 1 2上に形成，搭載することができる。これによつて、第一実施形態の場合と同様、平坦部 1 2を備えるプローブカード 1に好適な微細なプローブ針 2 0を、容易かつ高精度に形成することができる。また、このようにメツキ加工によって平坦部 1 2上に直接プローブ針 2 0 を形成する本実施形態では、プローブ針 2 0の実装作業や配線パターンとの接続作業を不要とすることができ、プローブ力一ド丄をより容易かつ効率的に製造することが可能となる。

なお、以上説明した本発明のプローブカードは、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。例えば、上述した実施形態では、プローブ針の材料としてシリコン ( S i ) , ニッケル（N i ) を使用する場合を例にとって説明したが、微細なプローブ針が形成可能な限り他の材料を使用することもできる。特に、ウェハに接触する針がばねと機能するように、高弾性を有する材料が好ましい。例えば、上述したシリコンやニッケルの他、ベリリウム銅（B e— C u ) やタングステン (W) 等を使用することができる。

また、上記実施形態では、平坦部を基板（ビルドアップ基板）の配線パ夕一ン上に配線パターンと同形状に形成する場合を例にとつて説明したが、平坦部の形成箇所や形状は特に限定されない。従って、例えば搭載するプローブ針の大きさや形状等に対応して、基板の配線パターン上以外の箇所に任意の形状で平坦部を形成することもできる。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明のプローブカード及びプローブカードの製造方法によれば、ウェハの電極と接触するプローブ針をニッケル，シリコン等を用いて微細に形成するとともに、このプローブ針を搭載，固定する基板上に、高精度に平坦化処理された平坦部を形成することができる。

これにより、複雑な構造等を必要とすることなく、針高さのばらつきをなくして微小なプローブ針を高密度かつ高精度に配設したプローブカードを実現することができる。

Claims

請求の範囲

1 . ウェハ試験装置に備えられるプロ一ブカードであって、

試験対象となるウェハに印加されるテスト信号を伝送する配線パターンを有する基板と、

この基板上に配設されて前記配線パターンと接続される、前記ウェハの電極と接触するプローブ針と；

前記基板の表面に形成される、表面が平坦化された平坦部と、を備え、前記プローブ針が、前記平坦部に搭載されることを特徴とするプローブカード。

2 . 前記平坦部が、表面を研磨されることにより平坦化される請求の範囲第 1 項記載のプローブカード。

3 . 前記基板が、表面に形成されるビルドアップ部を備え、

前記平坦部が、前記基板のビルドアツプ部の表面に形成される請求の範囲第 1項又は第 2項記載のプロ一ブカ一ド。

4. 前記平坦部が、前記配線パターン上に、当該配線パターンに沿って形成される請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれか一項記載のプローブカード。

5 . 前記平坦部が、前記基板上に形成されるメツキ層からなる請求の範囲第 1 項〜第 4項のいずれか一項記載のプローブ力一ド。

6 . 前記平坦部が、前記基板上に形成されるマスク層からなる請求の範囲第 1 項〜第 4項のいずれか一項記載のプローブカード。

7 . 前記平坦部が、前記基板上に形成されるビルドアップ層からなる請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか一項記載のプローブ力一ド。

8 . 前記プローブ針が、前記基板と別体に形成され、前記平坦部に実装される請求の範囲第 1項〜第 7項のいずれか一項記載のプローブカード。

9 . 前記プローブ針が、基部と、この基部から櫛状に突出する複数の針部とを備える請求の範囲第 8項記載のプローブカード。

1 0 . 前記プローブ針が、針形状に形成されたシリコンと当該シリコンの表面に形成される導体パターンからなる請求の範囲第 8項又は第 9項記載のプローブカード。

1 1 . 前記プローブ針が、前記平坦部の表面に直接形成される請求の範囲第 1 項〜第 7項のいずれか一項記載のプローブ力一ド。

1 2 . 前記プローブ針が、前記平坦部の表面に針形状にメツキ形成される請求の範囲第 1 1項記載のプローブカード。

1 3 . 試験対象となるウェハに印加されるテスト信号を伝送する配線パターンを有する基板と、この基板上に配設されて前記配線パターンと接続される、前記ウェハの電極と接触するプローブ針と、を備えるプローブ力一ドの前記基板の表面に、前記プローブ針が搭載される表面が平坦化され平坦部を形成するプローブカードの製造方法であって、

所定の配線パターンを形成した基板上にマスクを形成する工程と、

前記マスクの所定位置に開口部を形成する工程と、

前記開口部をメツキする工程と、

前記マスクの表面を研磨して平坦化する工程と、を有することを特徴とするプローブカードの製造方法。

1 4. 前記マスクの表面を研磨して平坦化する工程の後に、

前記マスクを剥離する工程を更に有する請求の範囲第 1 3項記載のプローブ力ードの製造方法。

1 5 . 試験対象となるウェハに印加されるテスト信号を伝送する配線パターンを有する基板と、この基板上に配設されて前記配線パターンと接続される、前記ウェハの電極と接触するプロ一ブ針と、を備えるプローブ力一ドの前記基板の表面に、前記プローブ針が搭載される表面が平坦化された平坦部を形成するプロ一ブカードの製造方法であって、

所定の配線パターンを形成した基板上にビルドァップ部を形成する工程と、前記ビルドアツプ部の表面を研磨して平坦化する工程と、を有することを特徴とするプローブカードの製造方法。