(57)【要約】【課題】  低抵抗導体および高融点導体を主成分として含む低抵抗な内部配線層を有し、耐薬品性に優れたプローブカード用配線基板およびこれを用いたプローブカードを提供する。【解決手段】  本発明は、アルミナ質焼結体からなる絶縁基体１１と、縁基体１１の内部に設けられたＣｕおよびＷを主成分として含む内部配線層１２と、内部配線層１２にランド１３を介して接続されたＭｏを主成分として含む貫通導体１４とを備えたプローブカード用配線基板であって、ランド１３が、内部配線層１２と接触し貫通導体１４と接触しないＣｕおよびＷを主成分として含む第１の層１３１と、貫通導体１４と接触し内部配線層１２と接触しないＭｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる複合粒子を主成分として含む導電性ペーストの焼成によって形成された第２の層１３２とからなることを特徴とするものである。【選択図】  図１
2010223849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ質焼結体からなる絶縁基体と、該絶縁基体の内部に設けられたＣｕおよびＷを主成分として含む内部配線層と、該内部配線層にランドを介して接続されたＭｏを主成分として含む貫通導体とを備えたプローブカード用配線基板であって、
前記ランドが、前記内部配線層と接触し前記貫通導体と接触しないＣｕおよびＷを主成分として含む第１の層と、該第１の層に積層され、前記貫通導体と接触し前記内部配線層と接触しないＭｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる複合粒子を主成分として含む導電性ペーストの焼成によって形成された第２の層とからなることを特徴とするプローブカード用配線基板。
【請求項２】
前記第１の層が前記内部配線層と同一厚みに形成されているとともに、積層方向から見て前記第２の層の外縁が前記第１の層の外縁の内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード用配線基板。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプローブカード用配線基板の一方の主面に接続パッドを備え、該接続パッドにプローブが接続されていることを特徴とするプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハの電気特性を測定するための微細な配線を備えたプローブカード用配線基板およびこれを用いたプローブカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｓｉウェハ等の半導体ウェハに多数個同時に形成される大規模集積回路を有する半導体素子には、異物の付着などに起因する電気不良等によって、ほぼ一定の割合で電気的接続および電気特性の不良品が含まれている。
【０００３】
上記半導体素子の不良品を検出するために、半導体ウェハの状態のまま同時に多数の半導体素子を一括して電気特性の検査を行うことができるプローブカードが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
このプローブカードは、主としてアルミナ質焼結体からなる絶縁基体の表面および内部に微細な配線が形成されてなるプローブカード用配線基板と、このプローブカード用配線基板の表面に精度よく配置された複数のプローブとを含んでいて、このプローブを多数の半導体素子の端子に当てて、電圧をかけたときの出力を測定して期待値と比較することで、多数の半導体素子の良否を一括して判定するものである。
【０００５】
近年、半導体素子に形成された集積回路の配線微細化に伴って、プローブカードの単位面積当たりのプローブ数を多くすることが求められ、そのためにプローブカード用配線基板に形成される配線もより微細化することが求められている。
【０００６】
ところが、配線の微細化、すなわち線幅を狭くすることにより、配線抵抗が増大して電気信号の遅延が生じ、集積回路の動作状態について正しく判断できず、検査ミスにつながるという問題があった。
【０００７】
そこで、アルミナ質焼結体からなる絶縁基体と、絶縁基体の内部に形成された内部配線層と、内部配線層の端部に電気的に接続されたランドと、ランドに電気的に接続された貫通導体とを備えたプローブカード用配線基板において、絶縁基体との収縮挙動をあわせるために貫通導体をＭｏ、Ｗなどの高融点導体で形成し、配線抵抗を低くするために内部配線層およびランドをＣｕ、Ａｇ、Ａｕなどの低抵抗導体で形成することが考えられるが、低抵抗導体は融点が低いため、低抵抗導体のみではアルミナ質焼結体との同時焼成ができない。
【０００８】
これに対し、アルミナ質焼結体からなる絶縁基体の内部にＣｕ、Ａｇ、Ａｕなどの低抵抗導体とＭｏ、Ｗなどの高融点導体との複合導体を主成分とする内部配線層およびランドの形成された配線基板が提案されている（特許文献２を参照。）。
【０００９】
具体的には、ＭｎおよびＳｉを焼結助剤として含有させることにより、従来のアルミナ質焼結体からなる絶縁基体を有する配線基板よりも２００℃以上低い１５００℃以下の温度で焼成することができ、上記低抵抗導体および高融点導体の複合導体を主成分として含む内部配線層を同時焼成により形成することを可能としたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１６０３５６号公報
【特許文献２】特開２００３−１６３４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、プローブカード用配線基板は、直径８インチ以上の半導体ウェハに対応するために、特許文献２に記載された配線基板に比べてかなり大型なもの（２０ｃｍ□以上で厚み５ｍｍ程度）である。また、プローブカードの製造において、プローブカード用配線基板上にＳｉ等の材料を用いてプローブを形成する際に、エッチングのためにアルカリ水溶液に浸漬するため、プローブカード用配線基板には耐薬品性が要求される。
【００１２】
したがって、特許文献２に記載された配線基板を十分な耐薬品性を有する大型のプローブカード用配線基板に適用しようとすると、例えば１０００℃から最高温度まで５０℃／ｈｒ程度の速度で昇温し、最高温度（１３８０℃以上１５００℃以下）で５時間程度保持し、最高温度から１０００℃まで１５０℃／ｈｒ程度の速度で降温するというようにして、かなりの熱量をかけるように焼成する必要がある。従って、銅の融点１０８５℃以上の温度で約１５時間以上かけて焼成する。
【００１３】
ここで、銅の融点１０８５℃以上の温度で約１５時間以上かけて焼成すると、内層配線層に含まれる低抵抗導体の移動が激しくなるため、内層配線層に含まれる高融点導体として内層配線層の保形性の確保に適したＷを使用する必要がある。一方、貫通導体の主成分としては、電気信頼性の観点からアルミナ質焼結体と収縮挙動の近いＭｏを使用するのが望ましい。
【００１４】
しかしながら、ＭｏとＷとは互いに置換しあう特性を有していて、上記のような焼成温度および焼成時間にすると、ランドに含まれるＷと貫通導体に含まれるＭｏとが置換してしまう。このような置換が生じると、Ｍｏの密度の方が低いので貫通導体側に隙間が生じ、その隙間にランドおよび内部配線層のランドに近い領域に含まれる低抵抗導体が移動してしまう。そして、最終的に内部配線層のランドに近い領域の低抵抗導体が減少してしまう結果、内部配線層の細りが生じてしまい、プローブカード用配線基板として機能するために十分に低い抵抗値を得ることができないという課題があった。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低抵抗導体および高融点導体を主成分として含む低抵抗な内部配線層を有し、耐薬品性に優れたプローブカード用配線基板およびこれを用いたプローブカードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、銅の融点１０８５℃以上の温度で約１５時間以上かけて焼成したとしても、配線基板における内部配線層と貫通導体とを接続させるランドを、内部配線層と接触し貫通導体と接触しないＣｕおよびＷを主成分として含む第１の層と、貫通導体と接触し内部配線層と接触しないＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されたＭｏ粒子を主成分として含む導電性ペーストの焼成によって形成された第２の層とからなる構成とすることによって、内部配線層から貫通導体へのＣｕの移動を抑え、低抵抗な内部配線層を十分に形成できることを見出し、本発明に到達した。
【００１７】
すなわち、本発明のプローブカード用配線基板は、アルミナ質焼結体からなる絶縁基体と、該絶縁基体の内部に設けられたＣｕおよびＷを主成分として含む内部配線層と、該内部配線層にランドを介して接続されたＭｏを主成分として含む貫通導体とを備えたプローブカード用配線基板であって、前記ランドが、前記内部配線層と接触し前記貫通導体と接触しないＣｕおよびＷを主成分として含む第１の層と、該第１の層に積層され、前記貫通導体と接触し前記内部配線層と接触しないＭｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる複合粒子を主成分として含む導電性ペーストの焼成によって形成された第２の層とからなることを特徴とするものである。
【００１８】
ここで、前記第１の層が前記内部配線層と同一厚みに形成されているとともに、積層方向から見て前記第２の層の外縁が前記第１の層の外縁の内側に位置しているのが好ましい。
【００１９】
さらに本発明は、プローブカード用配線基板の一方の主面に接続パッドを備え、該接続パッドにプローブが接続されていることを特徴とするプローブカードである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、内部配線層と接触し貫通導体と接触しないＣｕおよびＷを主成分として含む第１の層と、貫通導体と接触し内部配線層と接触しないＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されたＭｏ粒子を主成分として含む導電性ペーストの焼成によって形成された第２の層とからなるランドを用いている。これにより、置換を起こしやすい貫通導体に含まれるＭｏと第１の層に含まれるＷとが接触することがない。また、第２の層に含まれるＭｏは、Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜の存在により、第１の層に含まれるＷとの置換が抑制される。したがって、内部配線層のランドに近い領域のＣｕを減少させて内部配線層の細りを生じさせてしまうことなく、プローブカード用配線基板として機能するために十分な低い抵抗値を得ることができる。
【００２１】
また、本発明のプローブカードによれば、低抵抗の内部配線層を有する耐薬品性に優れたプローブカード用配線基板を具備しているので、半導体素子の電気特性を測定して検査する際の信号遅延や検査ミスを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のプローブカード用配線基板の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明のプローブカードの一実施形態を用いた半導体素子の評価装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明のプローブカード用配線基板の一実施形態を示す概略断面図であり、図２は本発明のプローブカードを用いた半導体素子評価装置の説明図である。
【００２５】
図１に示すプローブカード用配線基板１は、アルミナ質焼結体からなる絶縁基体１１と、絶縁基体１１の内部に設けられたＣｕおよびＷを主成分として含む内部配線層１２と、内部配線層１２にランド１３を介して接続されたＭｏを主成分として含む貫通導体１４とを備えている。
【００２６】
絶縁基体１１は複数の絶縁層１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄからなるもので、それぞれの絶縁層１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄはＡｌ２Ｏ３を主結晶とするアルミナ質焼結体で形成されている。アルミナ質焼結体におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は８５〜９５質量％であり、粒状または柱状の結晶として存在している。本発明において、アルミナの平均結晶粒径は特に限定されるものではないが、結晶粒径が大きくなるに従い熱伝導性が向上し、結晶粒径が小さくなるに従い強度が向上することから、高熱伝導性および高強度の両立という点から、アルミナの平均結晶粒径は１．０〜５．０μｍ、特に１．７〜２．５μｍであることが望ましい。なお、アルミナが柱状の結晶である場合の平均結晶粒径は短軸径に基づいて求めることとする。
【００２７】
ここで、アルミナ質焼結体で形成された絶縁基体１１には、１５００℃以下の温度で焼成するための焼結助剤成分として、ＭｎおよびＳｉをＭｎ２Ｏ３、ＳｉＯ２とした酸化物換算でそれぞれ２．５〜７．５質量％、ＳｉとＭｎとを酸化物換算にて合計で５〜１５質量％含まれているのが好ましい。また、後述する複合導体との同時焼成を高める成分として、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢおよびＣｒの中から選ばれる１種以上を酸化物換算（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３）で０．１〜４質量％の割合で含有することが好ましい。さらに、絶縁基体１１を黒色化するための着色成分としてＷ、Ｍｏなどの金属を含んでいても良い。
【００２８】
これらアルミナ以外の成分は、アルミナの結晶粒界に非晶質相あるいは結晶相として存在する。ここで、熱伝導性、強度、誘電損失低減、耐薬品性向上の観点から、粒界中に助剤成分を含有する結晶相が多く形成されていることが望ましく、特にＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２、ＭｎＳｉＯ３、ＭｇＡｌ２Ｏ４として存在していることが望ましい。
【００２９】
絶縁基体１１の内部（絶縁層１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの層間）には信号伝送用の内部配線層１２が設けられていて、この内部配線層１２は、２５〜５０質量％のＣｕと、５０〜７５質量％のＷとからなる複合導体を主成分として含んでいる。
【００３０】
アルミナ質焼結体と同時焼成可能な内部配線層１２の形成材料として高融点導体のＷが挙げられるが、Ｗのみからなる内部配線層１２は電気抵抗値が高い。一方、低抵抗導体のＣｕはアルミナ質焼結体の焼成温度よりも融点が低いため、Ｃｕ単独でアルミナ質焼結体と同時焼成することはできない。そこで、ＣｕとＷの複合導体を主成分とした内部配線層１２とすることで、Ｃｕ単独と比較すると電気抵抗値は多少高くなってしまうものの、後述する１３８０℃〜１５００℃の最高温度でのアルミナ質焼結体との同時焼成が可能となる。ただし、同時焼成可能といえども、Ｃｕの融点を超える温度での焼成となるため、Ｃｕの溶融を抑制して内部配線層１２の形状を保つことが必要となる。そこで、内部配線層１２の低抵抗化と保形性をともに達成するうえで、Ｃｕが２５〜５０質量％、特に３０〜４０質量％で、Ｗが５０〜７５質量％、特に６０〜７０質量％の割合であることが望ましい。なお、複合導体中には、Ｗが平均粒径１〜１０μｍの粒子としてＣｕからなるマトリックス中に分散していることが望ましい。
【００３１】
そして、ランド１３は、信号伝送用の内部配線層１２と貫通導体１４とを電気的に接続するためのもので、内部配線層１２と接触し貫通導体１４と接触しないＣｕおよびＷを主成分として含む第１の層１３１と、この第１の層１３１に積層され、貫通導体１４と接触し内部配線層１２と接触しないＭｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる複合粒子を主成分として含む導電性ペーストの焼成によって形成された第２の層１３２とからなる構成となっている。この複合粒子は、例えば粒子本体の直径が０．８〜１．２μｍに対して、被膜の厚みが０．０２〜０．１μｍに形成されたものである。複合粒子を構成するＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２同士が、焼成によって互いにネック成長して緻密化することで、粒子本体が露出して電気的に接続されていくようになる。
【００３２】
なお、Ｍｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる複合粒子を主成分として含む導電性ペーストの焼成によって形成されたものであることは、焼成後の状態において、第２の層について波長分散型ＥＰＭＡによる元素マッピング分析を行い、Ｍｏのまわりに被膜があることを確認することによって判別できる。
【００３３】
例えば、Ｍｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる複合粒子を主成分として含む導電性ペーストの焼成によって形成された場合は、電気的に接続されたＭｏの粒子本体の周りにＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２が多く存在し、その他の粒界領域にはＭｏの粒子本体の周りとは異なる成分または異なる濃度のガラスまたはセラミックスが存在する。一方、Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２を被膜ではなくフィラーとして混入させた場合は、電気的に接続されたＭｏの粒子本体の周りとその他の粒界領域とは同様の成分であり同様の濃度のガラスまたはセラミックスが存在する。
【００３４】
前述したように、Ｃｕの融点はプローブカード用配線基板１の焼成最高温度と比較してかなり低く、融点以上でＣｕの流動性が増加する。その結果、従来は、ランドに含まれていたＣｕが貫通導体１４内へ拡散することになり、それに伴って内部配線層に含まれていたＣｕがランドへ拡散してしまい、内部配線層の細りを引き起こす。そのため、内部配線層の断面積が著しく減少することになり、十分な低い抵抗値を得られない。特に、焼成最高温度が１４２０℃以上になると、この影響は大きい。
【００３５】
これに対し、ランド１３が、内部配線層１２と接触し貫通導体１４と接触しないＣｕおよびＷを主成分として含む第１の層１３１と、貫通導体１４と接触し内部配線層１２と接触しないＭｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる複合粒子を主成分として含む導電性ペーストの焼成によって形成された第２の層１３２とからなる構成となっていることにより、置換を起こしやすい貫通導体１４に含まれるＭｏと第１の層１３１に含まれるＷとが接触することがない。また、第２の層１３２に含まれるＭｏは、Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜の存在により、第１の層１３１に含まれるＷとの置換が抑制される。したがって、内部配線層１２のランドに近い領域のＣｕを減少させて内部配線層１２の細りを生じさせてしまうことはなくなる。
【００３６】
ここで、ランド１３における第１の層１３１が内部配線層１２と接触し貫通導体１４と接触せず、第２の層１３２が貫通導体１４と接触し内部配線層１２と接触しないような構成として、第１の層１３１が内部配線層１２と同一厚みに形成されているとともに、積層方向から見て第２の層１３２の外縁が第１の層１３１の外縁の内側に収容されるように第２の層１３２が第１の層１３１よりも小さく形成されていることが望ましい。通常、第１の層１３１と第２の層１３２とは積層方向から見て外縁が円形に形成されるので、この場合は第２の層１３２の直径が第１の層１３１の直径より小さいことを意味する。具体的には、第１の層１３１が直径２５０〜４５０μｍ、厚み１０〜２５μｍで、第２の層１３２が直径２００〜４００μｍ、厚み５〜１５μｍであるのが望ましい。この構成によれば、内部配線層１２と第１の層１３１を同時に印刷して形成することができる。
【００３７】
なお、プローブカード用配線基板１は、絶縁基体１１の内部に信号伝送用の内部配線層１２の他、グランド層１５を備えている。このグランド層１５は、ＣｕおよびＷを主成分として含むものであってもよく、Ｗ、Ｍｏなどの高融点導体のみを主成分として含むものであってもよい。
【００３８】
また、絶縁基体１１の主面には、貫通導体１４に接続する接続パッド１６が設けられている。この接続パッド１６は、仮に設けられた電極（図示せず）にて配線の電気ショート／オープンの検査をした後、表面研磨して貫通導体１４を露出させたうえで、薄膜にて形成されたものであり、具体的にはＴｉ／Ｃｕスパッタリングの後、Ｎｉメッキを施し、さらにＡｕメッキを施して形成される。
【００３９】
以上の構成のプローブカード用配線基板１は、内部配線層１２の細りが生じてしまうことなく、十分に低い抵抗値を有するものとなる。
【００４０】
上記のプローブカード用配線基板１は、例えば図２に示すようなプローブカード２として用いることができる。
【００４１】
図２に示すプローブカード２は、プローブカード用配線基板１の一方の主面に設けられた接続パッド（図示せず）に接続されたプローブ２１を備えている。このプローブ２１は、半導体素子の電気特性を測定するための探針である。また、プローブカード用配線基板１の他方の主面に設けられた接続パッド（図示せず）が、半田３を介して外部回路基板４に接合され、外部回路基板４の電気回路（図示せず）と電気的に接続されている。さらに、外部回路基板４は、テスタ５と電気的に接続されている。そして、ステージ６の上に載置された半導体ウェハ７の上面にプローブカード２のプローブ２１を接触させて半導体素子の電気特性を測定するようになっている。なお、プローブカード２および外部回路基板４は、昇降装置８によって上下に駆動させることができ、プローブカード２のプローブ２１を半導体ウェハ７の上面に接触させたり離したりするようになっている。
【００４２】
このようなプローブカード２は、低抵抗の内部配線層を有する耐薬品性に優れたプローブカード用配線基板を具備しているので、半導体素子の電気特性を測定して検査する際の信号遅延や検査ミスを抑制することができる。
【００４３】
次に、上記のプローブカード用配線基板１の製造方法について説明する。
【００４４】
まず、絶縁基体１１を形成するために、Ａｌ２Ｏ３粉末を用意する。Ａｌ２Ｏ３粉末としては、純度９９％以上、平均粒径が０．５〜２．５μｍ、特に１．０〜２．０μｍの粉末を用いる。これは、平均粒径を０．５μｍ以上とすることでシート成形性を良好なものとし、２．５μｍ以下とすることで１５００℃以下の温度での焼成によっても緻密化を促進させるためである。
【００４５】
そして、上記のＡｌ２Ｏ３粉末と、純度９９％以上、平均粒径が０．７〜１．７μｍのＭｎ２Ｏ３粉末と、純度９９％以上、平均粒径が１〜３μｍのＳｉＯ２粉末とを混合する。ここで、混合の割合は、Ａｌ２Ｏ３粉末８５〜９５質量％、Ｍｎ２Ｏ３粉末２．５〜７．５質量％、ＳｉＯ２粉末２．５〜７．５質量％とするのが好ましい。これにより、シート成形性を良好なものとし、Ｍｎ成分の分散性を向上させ、ＭｎＡｌ２Ｏ４、Ｍｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２、ＭｎＳｉＯ３などの結晶化および緻密化を促すことができる。
【００４６】
ここで、ＭｎおよびＳｉは、上記酸化物の粉末以外に焼成によって酸化物を形成しうる炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩等として添加しても良く、この場合、ＭｎがＭｎ２Ｏ３換算で２．５〜７．５質量％、ＳｉがＳｉＯ２換算で２．５〜７．５質量％となるように添加するのが好ましい。
【００４７】
さらに、Ａｌ２Ｏ３粉末、Ｍｎ２Ｏ３粉末およびＳｉＯ２粉末からなる原料粉末に、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢおよびＣｒの群から選ばれる１種以上の酸化物粉末または焼成によって酸化物を形成しうる炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩からなる粉末を合計で０．１〜４質量％となる割合で添加してもよい。これにより、配線を形成する複合導体との同時焼結性を高めることができる。この最適な添加量は、合計で０．２〜２．５質量％である。
【００４８】
またさらに、アルミナ質焼結体を黒色化するための着色成分であるＷ、Ｍｏなどの金属を、１００質量％の混合粉末に対して２質量％以下の割合で添加しても良い。
【００４９】
そして、この混合粉末に対して有機バインダー、溶媒を添加してセラミックスラリーを調製した後、これをプレス法、ドクターブレード法、圧延法、射出法等の成形方法によって所定の厚みを有するセラミックグリーンシートを作製する。なお、セラミックグリーンシートの厚みは、特に限定されるものではないが、例えば５０〜３００μｍとすることができる。
【００５０】
そして、適宜、このセラミックグリーンシートに対して、マイクロドリル、レーザー等により直径が５０〜２５０μｍの貫通孔を形成する。
【００５１】
このようにして作製されたセラミックグリーンシートに対して、高融点導体のＭｏを導体成分（主成分）とし、導体成分１００質量％に対してＡｌ２Ｏ３粉末を１５質量％以下、特に１０質量％以下の割合で添加したものを混合してＭｏペーストを作製し、このＭｏペーストを各セラミックグリーンシートの貫通孔内に充填を行う。
【００５２】
次に、貫通孔にＭｏペーストが充填されたセラミックグリーンシートの上面および下面の少なくとも一方に、Ｍｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる複合粒子を主成分とする導体ペーストを用いて、貫通孔を覆うようにスクリーン印刷法にて直径１００〜５００μｍ（焼成後の直径は８５〜４２５μm）の第２の層１３２となる導体ペースト層を形成する。ここで、Ｍｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる複合粒子は、表面を酸化処理したＭｏの粒子本体を液中に分散させたスラリーに、Ａｌ塩またはＳｉ塩を含む水溶液を添加した後、酸もしくはアルカリでｐＨを調整し、Ｍｏ粒子の表面に添加塩金属酸化物を形成する表面処理を施すことで形成される。また、被覆されるＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜の量は、複合粉末１００質量％に対して１〜５質量％の範囲内となるようにすることが好ましい。被覆されるＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜の量が１質量％未満ではその効果が不十分であり、逆に５質量％を越えると、焼結不足となり抵抗が増大する。さらに、Ｍｏからなる粒子本体の直径は０．８〜１．２μｍ程度、Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜の厚みは０．０２〜０．１μｍ程度が望ましい。
【００５３】
なお、上面および下面の少なくとも一方に形成するとは、内部配線層１２となる導体ペースト層との関係で形成されることを意味しており、後述するセラミックグリーンシート積層体を作製した際に、最上層（最下層）に配置されるセラミックグリーンシートの上面（下面）に形成されることはない。
【００５４】
さらに、上記セラミックグリーンシートの第２の層１３２となる導体ペースト層が印刷された面に、Ｃｕ粉末とＷ粉末とを前述した比率で混合して導体ペーストを調製し、スクリーン印刷、グラビア印刷などの方法により内部配線層１２および第１の層１３１となる導体ペースト層の印刷を行う。ただし、後述するセラミックグリーンシート積層体を作製した際に、対向する面のどちらか一方（上側に配置されるセラミックグリーンシートの下面か下側に配置されるセラミックグリーンシートの上面のどちらか一方）に印刷されればよい。
【００５５】
ここで、内部配線層１２、第１の層１３１および第２の層１３２となる導体ペースト中には、絶縁層との密着性を高めるために、上記の金属粉末以外に絶縁基体と同一組成物の混合粉末を添加しても良く。さらにＮｉ等の活性金属或いはそれらの酸化物を０．０５〜２質量％で添加しても良い。
【００５６】
なお、セラミックグリーンシート積層体を作製した際に、最上層となるセラミックグリーンシートの上面および最下層のセラミックグリーンシートの下面には、電気ショート／オープンの検査をするために仮に設けられる電極を形成するために、スクリーン印刷などによりＭｏペーストを塗布する。
【００５７】
その後、セラミックグリーンシートを位置合わせして積層圧着してセラミックグリーンシート積層体を作製した後、このセラミックグリーンシート積層体を非酸化性雰囲気中、最高温度が１３８０℃以上１５００℃以下の温度となる条件で焼成する。例えば、１０００℃から最高温度まで５０℃／ｈｒ程度の速度で昇温し、最高温度（１３８０℃以上１５００℃以下）で５時間程度保持し、最高温度から１０００℃まで１５０℃／ｈｒ程度の速度で降温するというようにして焼成する。本発明のプローブカード用配線基板１は、直径８インチ以上の半導体ウェハを一括して測定するために大型の基板（２０ｃｍ□以上で厚み５ｍｍ程度、８角形や１２角形の場合もある）であることから、このように多くの熱量をかける必要がある。なお、銅の融点１０８５℃以上の温度で約１５時間以上かけることになる。
【００５８】
このときの最高温度が１３８０℃より低いと、アルミナ質焼結体を相対密度９５％以上まで緻密化させることができず、熱伝導性や強度が低いものとなってしまう。一方、焼成温度が１５００℃より高いと、Ｗ或いはＭｏ自体の焼結が進むとともに、Ｃｕの流動により均一組織を維持できなくなり、結果的に内部配線層１２の低抵抗を維持することが困難となってしまう。また、アルミナ結晶の粒径が大きくなりすぎる異常粒成長が発生したり、Ｃｕがセラミック中へ拡散するときのパスである粒界の長さが短くなるとともに拡散速度も速くなる結果、拡散距離が３０μｍを超えて大きくなり、微細配線化を阻害してしまう。
【００５９】
また、焼成時の非酸化性雰囲気としては、窒素雰囲気或いは窒素と水素との混合雰囲気であることが望ましい。特に、内部配線層１２中のＣｕの拡散を抑制する上では、水素および窒素を含み露点が＋３０℃以下、特に＋２５℃以下の非酸化性雰囲気であることが望ましい。焼成時の露点が＋３０℃より高いと、焼成中に酸化物セラミックスと雰囲気中の水分とが反応し酸化膜を形成し、この酸化膜とＣｕとが反応してしまい、導体の低抵抗化の妨げとなるのみでなく、Ｃｕの拡散を助長してしまうためである。なお、この雰囲気には所望によりＡｒガス等の不活性ガスが混入されても良い。
【００６０】
最後に、薄膜にて接続パッド１６を形成する。具体的には、焼成後の基板に仮に設けられた電極にて配線の電気ショート／オープンの検査をした後、表面研磨して貫通導体を露出させる。そして、接続パット１６の形成部以外にレジストを貼りつけ、基板表面全体にＴｉ／Ｃｕをスパッタした後、レジストを剥離し、電解Ｎｉ/Ａｕメッキを行うことにより、接続パッド１６が形成される。
【００６１】
以上述べた方法により作製されたプローブカード用配線基板１は、銅の融点１０８５℃以上の温度で約１５時間以上かけて焼成したとしても、低抵抗導体と高融点導体とを主成分として含む低抵抗な内部配線層１２を有し、耐薬品性に優れたものとなる。
【実施例】
【００６２】
純度が９９％で平均粒子径が１．８μｍのＡｌ２Ｏ３粉末を９０質量％、純度が９９％で平均粒子径が１．５μｍのＭｎ２Ｏ３粉末を４．５質量％、純度が９９％で平均粒子径が１．０μｍのＳｉＯ２粉末を４．５質量％、純度が９９．９％で平均粒子径が０．７μｍのＭｇＣＯ３粉末を１質量％の割合で混合した後、さらに、成形用有機樹脂（有機バインダー）としてアクリル系バインダーと、有機溶媒としてトルエンとを混合してセラミックスラリーを調製した後、ドクターブレード法にて４１０ｍｍ角、厚さ２５０μｍのシート状に成形し、セラミックグリーンシートを得た。
【００６３】
得られたセラミックグリーンシートに対して、打抜き加工を施し、直径が１００μｍの貫通孔および直径が２００μｍの貫通孔を形成した。
【００６４】
そして、純度９９．９％、平均粒子径１．２μｍのＭｏ粉末９５質量％と純度９９．９％、平均粒子径１．８μｍのＡｌ２Ｏ３粉末５質量％とを混合した粉末に対し、アクリル系バインダーと、溶媒としてアセトンとを混合し、Ｍｏペーストを調製し、このＭｏペーストをスクリーン印刷法によって上記のセラミックグリーンシートの貫通孔内に充填した。
【００６５】
次に、セラミックグリーンシート積層体を作製した際に、最上層に配置されるセラミックグリーンシートの下面に、純度９９．９％のＭｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる平均粒子径１．２μｍの複合粒子と、アクリル系バインダーと、溶媒としてアセトンとを混合して導体ペーストを調製し、貫通孔を覆うようにスクリーン印刷法にて、直径３００μｍ、２００μｍ、１５０μｍｍの第２の層となる導体ペースト層を形成した。Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜の量は、複合粉末１００質量％に対して３質量％とした。  また、セラミックグリーンシート積層体を作製した際に、上から２層目となるセラミックグリーンシートの上面に、純度９９．９％のＭｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる平均粒子径１．２μｍの複合粒子と、アクリル系バインダーと、溶媒としてアセトンとを混合して導体ペーストを調製し、貫通孔を覆うようにスクリーン印刷法にて焼成後に直径３００μｍ、２５０μｍ、２００μｍ、１５０μｍｍの第２の層となる導体ペースト層を形成した。Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜の量は、複合粉末１００質量％に対して３質量％とした。
【００６６】
なお、表１に示すように、被膜の形成されていないＭｏのみからなる粒子を用いた導体ペーストで第２の層となる導体ペースト層を形成したセラミックグリーンシートを用意するとともに、第２層の形成されていないセラミックグリーンシートも用意した。
【００６７】
さらに、セラミックグリーンシート積層体を作製した際に、上から２層目となるセラミックグリーンシートの上面に、純度９９％、平均粒子径１．２μｍのＣｕ粉末と純度９９．９％、平均粒子径１．２μｍのＷ粉末を、Ｃｕ粉末が３５質量％でＷ粉末が６５質量％の比率で混合するとともに、アクリル系バインダーと、溶媒としてアセトンとを混合してＣｕとＷとの複合導体ペースト（Ｃｕ／Ｗ導体ペースト）を調製し、スクリーン印刷法にて内部配線層（配線抵抗評価用パターン）および第１の層となる導体ペースト層を形成した。なお、内部配線層となる導体ペースト層は抵抗測定用として焼成後に線幅１００μｍ、長さ２０ｍｍとなるように形成し、第１の層となる導体ペースト層は焼成後に直径３００μｍ、２００μｍ、１００μｍｍの第２の層となるように形成した。
【００６８】
なお、セラミックグリーンシート積層体を作製した際に、最上層に配置されるセラミックグリーンシートの上面に、貫通孔内に充填したものと同一のＭｏペーストを用いて、貫通孔を覆うようにスクリーン印刷法にて、直径２ｍｍの接続パッドを形成した。
【００６９】
また、上から３層目ないし３０層目は、上から見て同位置に貫通孔が形成され、それぞれの貫通孔にＭｏペーストが充填されたセラミックグリーンシートを位置合わせして積層した。
【００７０】
得られた各セラミックグリーンシートを位置合わせして積層圧着してセラミックグリーンシート積層体を作製した。作製されたセラミックグリーンシート積層体は、全３０層のセラミックグリーンシートが積層されたものであり、最上層には抵抗測定用の接続パッドが設けられたセラミックグリーンシートを配置し、２層目には抵抗測定用の内部配線パターンとランドパターンが印刷塗布されたセラミックグリーンシートを配置し、最上層のセラミックグリーンシートに設けられた貫通孔（Ｍｏペーストが充填されている）と、最上層および上から２層目のセラミックグリーンシートの層間に形成されたランドとが電気的に接続されるように、位置合わせして作製されたものである。
【００７１】
その後、このセラミックグリーンシート積層体を露点２５℃で６００℃の窒素水素混合雰囲気にて脱脂（脱バインダー）を行った後、最高温度を１４４０℃として室温から４０時間かけて焼成し、プローブカード用配線基板のサンプルを得た。なお、得られたサンプルは、焼成による収縮効果により、大きさ３４０ｍｍ角、厚み６ｍｍを有するものとなった。
【００７２】
そして、得られたサンプルについて、配線抵抗の評価を行った。配線抵抗の評価は、最上層および上から２層目のセラミックグリーンシートの層間に形成された配線抵抗評価用パターンとしての線幅１００μｍ、長さ２０ｍｍの内部配線層を利用し、電気抵抗値をデジタルマルチメーターによる四端子法で測定した。測定は、最上層となる絶縁層の上面に設けられた接続パッドに測定端子を接触させて、上記内部配線層の両端のランドに電気的に接続された貫通導体を介して行った。このとき、貫通導体の電気抵抗は十分低く無視できるものとし、シート抵抗換算で３．０ｍΩ／ＳＱ以下を合格とした。その結果を表１に示す。
【００７３】
なお、ランドを構成する第１の層と第２の層とは中心軸を一致させており、表１において、ランドを構成する第２の層の直径が第１の層の直径よりも大きい場合には第２の層は内部配線層と接触することとなるから、本発明範囲外としている。
【００７４】
【表１】
2010223849.tif 000003
【００７５】
表１から明らかなように、本発明のプローブカード用配線基板（試料Ｎｏ．１、２、４、５、７、８）は、いずれも配線抵抗がシート抵抗換算で３．０ｍΩ／ＳＱ以下と低い抵抗値であることを確認した。
【００７６】
これに対し、本発明範囲外であるプローブカード用配線基板（試料Ｎｏ．３、６、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６）は、配線抵抗がシート抵抗換算で３．０ｍΩ／ＳＱより高いことを確認した。なお、第２の層が無い試料Ｎｏ．１６に比べて試料Ｎｏ．３、６、９、１２、１５のシート抵抗が高いのは、第１の層のＷが多く置換されていることによると思われる。
【００７７】
また、それぞれの試料の断面を研磨して、内部配線層、ランドにおける第１の層および第２の層について、波長分散型ＥＰＭＡによる元素マッピング分析を行い、Ｃｕの移動を確認したところ、本発明範囲内の試料Ｎｏ．１、２、４、５、７、８では移動はほとんどみられなかったが、本発明範囲外の試料Ｎｏ．３、６、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６ではＣｕが貫通導体および第２の層に移動しているのを確認した。さらに、絶縁基体を表面より２層目まで研磨し、走査型電子顕微鏡を用いて内部配線層の細りを確認したところ、本発明範囲内の試料Ｎｏ１、２、４、５、７、８では細りは確認されなかったが、本発明範囲外の試料Ｎｏ３、６、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６では細りが見られた。
【００７８】
なお、試料Ｎｏ．２、５、８、１１、１４の第２の層について、波長分散型ＥＰＭＡによる元素マッピング分析を行ったところ、Ｍｏのまわりに被膜があることが確認でき、これらはＭｏからなる粒子本体にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２の被膜が形成されてなる複合粒子を主成分として含む導電性ペーストの焼成によって形成されたものであることを確認することができた。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・プローブカード用配線基板
１１・・・絶縁基体
１１a、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ・・・絶縁層
１２・・・内部配線層
１３・・・ランド
１３１・・・第１の層
１３２・・・第２の層
１４・・・貫通導体
１５・・・グランド層
１６・・・接続パッド
２・・・プローブカード
２１・・・プローブ
【図１】
2010223849.tif 000004
【図２】
2010223849.tif 000005