(57)【要約】  【課題】  ウエハの所定位置を正確に検出するともに、高集積化が進んだＬＳＩチップ等の半導体素子上に配列された電極パッドを介して電気的特性を正確に検査できるプローブカードを構成するプローブカード用基板およびプローブカード用積層体、さらにこのプローブカード用積層体とプローブとを備えてなるプローブカードならびにこのプローブカードを用いた半導体ウエハ検査装置を提供する。  【解決手段】  アルミナおよびムライトからなる化合物を主成分とする複合セラミックスからなり、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含んでいるプローブカード用基板１である。半導体ウエハとの熱膨張係数差が小さくなるように設定することができ、白色の基板よりも基板の表面からの光の反射を抑制することができるので、電極パッドに対する位置決めが正確にできるようになる。【選択図】  図２
2011007597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナおよびムライトからなる化合物を主成分とする複合セラミックスからなり、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含んでいることを特徴とするプローブカード用基板。
【請求項２】
前記着色剤は主成分が酸化クロムであ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基板。
【請求項３】
前記着色剤は、主成分が酸化コバルトであって、含有量が１質量％以上２．５質量％以下であ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基板。
【請求項４】
前記化合物における前記アルミナの含有量が２０質量％以上７０質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプローブカード用基板。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のプローブカード用基板が複数積み重ねられてなるプローブカード用積層体であって、板状の支持部材に固定されるとともに、半導体ウエハ側に配置された前記プローブカード用基板よりも前記支持部材側に配置された前記プローブカード用基板の方が前記化合物における前記アルミナの含有量が多いことを特徴とするプローブカード用積層体。
【請求項６】
前記支持部材が樹脂で形成されており、前記プローブカード用積層体は、前記支持部材側に他の複合セラミックスからなる第２のプローブカード用基板を備え、前記他の複合セラミックスは、アルミナおよびジルコニアからなる化合物を主成分とし、該化合物における前記アルミナの含有量が９質量％以上４１質量％以下であって、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含んでいることを特徴とする請求項５に記載のプローブカード用積層体。
【請求項７】
前記着色剤は主成分が酸化クロムであることを特徴とする請求項６に記載のプローブカード用積層体。
【請求項８】
前記着色剤は、主成分が酸化コバルトであって、含有量が１質量％以上２．５質量％以下であることを特徴とする請求項６に記載のプローブカード用積層体。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８のいずれかに記載のプローブカード用積層体と、プローブとを備えてなることを特徴とするプローブカード。
【請求項１０】
請求項９に記載のプローブカードを用いたことを特徴とする半導体ウエハ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハに形成された回路の検査に用いられるプローブカードを構成するプローブカード用基板およびこれらを複数積み重ねたプローブカード用積層体に関する。さらに、このプローブカード用積層体を用いたプローブカードおよびこのプローブカードを用いた半導体ウエハ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置），ＭＰＵ（Micro Processor Unit：超小型演算処理装置）やフラッシュメモリ等に用いられる半導体ウエハに形成された回路の検査は、高温に加熱した状態でプローブカードを用いて行なわれる。
【０００３】
図４は従来のプローブカードを示す断面図である。
【０００４】
図４に示すプローブカードは、配線パターン310が形成されたガラスエポキシ系樹脂からなるプリント基板300と、プリント基板300に取り付けられるプローブ100とを備えたものである。プリント基板300の下面側には、セラミックスからなる保持部材240が取り付けられ、この保持部材240の内部に形成された傾斜面241にシリコンウエハ600の電気的特性を測定するプローブ100が保持されている。プローブ100の先端は下向きに折り曲げられており、シリコンウエハ600を分割するＬＳＩ（Large Scale Integration：大規模集積回路）チップ610の電極パッド611に対応するように位置決めされている。
【０００５】
また、プリント基板300の内部にはスルーホール210が形成され、プローブ100とコネクタ端子320とがスルーホール210の内部およびプリント基板300の表面に形成された配線パターン310を介して接続されている。また、シリコンウエハ600は、ＬＳＩチップ610の検査が高温下でもできるように、ヒーター710が内蔵された真空チャック700上に載置されている。
【０００６】
しかしながら、このようなプローブカードは、プリント基板300が真空チャック700からの輻射熱によって膨張しやすく、その結果、プローブ100の接触部が電極パッド611に対してずれてしまい、正確な検査が困難になってしまうという問題があり、このような問題を解決するために、例えば特許文献１では、真空チャックからの輻射熱によって、プローブ100の接触部が電極パッド611に対してずれることの少ない高温測定用プローブカードが提案されている。
【０００７】
図５は、特許文献１で提案された高温測定用プローブカードを示す断面図である。
【０００８】
図５に示す高温測定用プローブカードは、測定対象物であるＬＳＩチップ610を加熱した状態で電気的諸特性を測定する高温測定用プローブカードであって、ＬＳＩチップ610の電極パッド611に接触するプローブ100と、このプローブ100が取り付けられた基板400とを備えており、基板400は複数のセラミックス板410を積層したものである。なお、プローブ100，ＬＳＩチップ610および電極パッド611等は図４を用いて説明したものと同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【０００９】
図６は、特許文献１で提案された高温測定用プローブカードに用いられる基板を構成するセラミックス板の斜視図である。
【００１０】
この図６に示すセラミックス板410は、厚さが0.3ｍｍのアルミナグリーンシートであり、中央部に長方形状の開口411を有し、その両側に銀パラジュームの厚膜からなる配線パターン412が形成されている。また、セラミックス板410には、積層される他のセラミックス板410の配線パターン412との接続を考慮した接続手段であるスルーホール413あるいはバイアホール等が形成されている。
【００１１】
そして、これら図５および図６に示すように、特許文献１には、測定対象物を加熱した状態で電気的特性を測定する高温測定用プローブカードにおいて、測定対象物の電極パッド611に接触するプローブ100と、このプローブ100が取り付けられた基板400とを具備しており、この基板400は複数のセラミックス板410を積層したものであることが提案されている。これによれば、従来のガラスエポキシ系樹脂からなるプリント基板300より、セラミックスからなる基板400の方が、熱膨張係数は測定対象物であるＬＳＩチップ610を構成する単結晶シリコンのウエハに近いので、基板400の熱膨張に起因するプローブ100の接触部の電極パッド611に対するずれを小さくすることができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平９−54116号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１で提案された高温測定用プローブカードは、従来のガラスエポキシ系樹脂からなるプリント基板300よりもセラミックスからなる基板400の方が熱膨張係数は測定対象物であるＬＳＩチップ610を構成する単結晶シリコンのウエハに近いので、基板400の熱膨張に起因するプローブ100の接触部の電極パッド611に対するずれを小さくすることができるものの、基板400を構成するセラミックス板410がアルミナセラミックスからなるものであればその熱膨張係数は約6.0×10−６／℃であり、単結晶シリコンの熱膨張係数（約4.2×10−６／℃）とは小さいながらも差があることから、基板400の熱膨張に起因するずれをなくすことはできておらず、高集積化の進む今日では、プローブ100の接触部の電極パッド611に対するずれをさらに小さくすることが求められている。
【００１４】
また、アルミナセラミックスからなるセラミックス板410を積層した基板400は、その表面が白色を呈することから、ウエハの位置検出のために光ビームを照射すると、光ビームの一部が基板400から反射するため、ウエハの所定位置を自動的に検出するためのオートアライメント手段がウエハの位置を正確に検出することが難しくなるという問題があった
（特開平９−43858号公報を参照。）。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、ウエハの所定位置を正確に検出することができるとともに、高集積化が進んだＬＳＩチップ等の半導体素子上に配列された電極パッドの電気的特性を正確に検査できるプローブカードを構成するプローブカード用基板およびプローブカード用積層体、さらにこのプローブカード用積層体とプローブを用いたプローブカードおよびこのプローブカードを用いた半導体ウエハ検査装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のプローブカード用基板は、アルミナおよびムライトからなる化合物を主成分とする複合セラミックスからなり、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含んでいることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明のプローブカード用基板は、上記構成において、前記着色剤は主成分が酸化クロムであることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明のプローブカード用基板は、上記構成において、前記着色剤は、主成分が酸化コバルトであって、含有量が１質量％以上2.5質量％以下であることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明のプローブカード用基板は、上記いずれかの構成において、前記化合物における前記アルミナの含有量が20質量％以上70質量％以下であることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明のプローブカード用積層体は、上記いずれかの構成のプローブカード用基板が複数積み重ねられてなるプローブカード用積層体であって、板状の支持部材に固定されるとともに、半導体ウエハ側に配置された前記プローブカード用基板よりも前記支持部材側に配置された前記プローブカード用基板の方が前記化合物における前記アルミナの含有量が多いことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明のプローブカード用積層体は、前記支持部材が樹脂で形成されており、上記構成のプローブカード用積層体は、前記支持部材側に他の複合セラミックスからなる第２のプローブカード用基板を備え、前記他の複合セラミックスは、アルミナおよびジルコニアからなる化合物を主成分とし、該化合物における前記アルミナの含有量が９質量％以上41質量％以下であって、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含んでいることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明のプローブカード用積層体は、上記構成において、前記着色剤は主成分が酸化クロムであることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明のプローブカード用積層体は、上記構成において、前記着色剤は、主成分が酸化コバルトであって、含有量が１質量％以上2.5質量％以下であることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明のプローブカードは、上記いずれかの構成のプローブカード用積層体と、プローブとを備えてなることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の半導体ウエハ検査装置は、上記構成のプローブカードを用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のプローブカード用基板によれば、アルミナおよびムライトからなる化合物を主成分とする複合セラミックスからなり、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含んでいることから、プローブカード用基板の表面を光ビームが白色よりも反射しにくい色、例えば、黒色，灰色および有彩色のいずれかに呈色できるため、半導体ウエハに光ビームを照射してもプローブカード用基板の表面で反射する光を減少させることができるので、このプローブカード用基板を用いたときに、半導体ウエハの所定位置を自動的に検出するためのオートアライメント手段が半導体ウエハの所定位置を正確に検出することができる。併せて、アルミナおよびムライトの各含有量を調整することにより、プローブカード用基板の熱膨張係数と半導体ウエハの熱膨張係数との差が小さくなるように設定することができる。
【００２７】
また、本発明のプローブカード用基板によれば、着色剤は主成分が酸化クロムであるときには、表面を紫色等の暗色にすることができるので、白色に比べてレーザ光をよく吸収するため、その製造工程でレーザ光を用いてプローブカード用基板を切断する場合には、その切断を容易にすることができる。
【００２８】
また、本発明のプローブカード用基板によれば、着色剤は、主成分が酸化コバルトであって、含有量が１質量％以上2.5質量％以下であるときには、僅かな量の着色剤で表面を青色から黒色等の暗色にすることができるので、多量の着色剤で表面を着色する場合よりも絶縁性が低下しにくくなり、絶縁性に対する信頼性が損なわれにくくなる。
【００２９】
また、本発明のプローブカード用基板によれば、化合物におけるアルミナの含有量が20質量％以上70質量％以下であるときには、半導体ウエハの材質としては最も多く用いられているシリコン（Ｓｉ）の熱膨張係数との差が小さくなるように設定することができるため、特に半導体ウエハがシリコンで形成されている場合に、高温における検査において、プローブと電極パッドとの位置ずれが生じるのを少なくすることができる。
【００３０】
また、本発明のプローブカード用積層体によれば、本発明のプローブカード用基板が複数積み重ねられてなるプローブカード用積層体であって、板状の支持部材に固定されるとともに、半導体ウエハ側に配置されたプローブカード用基板よりも支持部材側に配置されたプローブカード用基板の方が化合物におけるアルミナの含有量が多いことから、支持部材および半導体ウエハとの熱膨張係数の差が小さく、プローブカード用積層体が半導体ウエハ側から支持部材側に向けて熱膨張係数が大きくなっているため、高温における検査において、プローブと電極パッドとの位置ずれが生じるのを少なくすることができる。
【００３１】
また、本発明のプローブカード用積層体によれば、支持部材が樹脂で形成されており、プローブカード用積層体は、支持部材側に他の複合セラミックスからなる第２のプローブカード用基板を備え、他の複合セラミックスはアルミナおよびジルコニアからなる化合物を主成分とし、この化合物におけるアルミナの含有量が９質量％以上41質量％以下であって、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含んでいるときには、表面を光ビームが反射しにくい色、例えば、黒色，灰色および有彩色のいずれかに呈色させられるため、光ビームをウエハに照射してもプローブカード用基板の表面で反射する光を減少させることができるので、プローブカード用積層体を用いたときに、半導体ウエハの所定位置を自動的に検出するためのオートアライメント手段が半導体ウエハの所定位置を正確に検出することができる。併せて、この第２のプローブカード用基板の熱膨張係数は支持部材の熱膨張係数に近づけられるため、半導体ウエハ−支持部材間で発生する温度勾配に適切に対応することができ、しかも剛性を維持することができるため、高温における検査においても、電極パッドに対する位置決めを正確に行なうことができるようになる。
【００３２】
また、本発明のプローブカード用積層体によれば、着色剤は主成分が酸化クロムであるときには、表面を紫色等の暗色にすることができるので、例えば内部の配線パターンに機密保持が求められる場合には外部からパターンを見えにくくすることができるとともに、白色に比べてレーザ光をよく吸収するため、その製造工程でレーザ光を用いてプローブカード用積層体を切断する場合には、その切断を容易にすることができる。
【００３３】
また、本発明のプローブカード用積層体によれば、着色剤は主成分が酸化コバルトであって、含有量が１質量％以上2.5質量％以下であるときには、僅かな量の着色剤で表面を暗色にすることができるので、多量の着色剤で表面を着色する場合よりも絶縁性が低下しにくくなり、信頼性が損なわれにくくなる。
【００３４】
また、本発明のプローブカードによれば、本発明のプローブカード用積層体と、プローブとを備えてなることから、高温における検査の際に、電極パッドとプローブとの位置ずれが生じることが少ないので、電気的特性の検査を正確に行なうことができる。
【００３５】
また、本発明の半導体ウエハ検査装置によれば、本発明のプローブカードを用いたことから、検査効率の高い優れた半導体ウエハ装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のプローブカード用基板の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】本発明のプローブカードを用いた半導体ウエハ検査装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図３】本発明のプローブカードを用いた半導体ウエハ検査装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図４】従来のプローブカードを示す断面図である。
【図５】従来の高温測定用プローブカードを示す断面図である。
【図６】従来の高温測定用プローブカードに用いられる基板を構成するセラミックス板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、半導体ウエハに形成された回路の検査に用いられるプローブカードを構成する本発明のプローブカード用基板およびプローブカード用積層体、さらにこのプローブカード用積層体を用いたプローブカードならびにこのプローブカードを用いた半導体ウエハ検査装置の実施の形態の例について説明する。
【００３８】
図１は、本発明のプローブカード用基板の実施の形態の一例を示す平面図である。
【００３９】
このプローブカード用基板１は、円板状であって、その外周側には、支持部材に固定するためのピン等の固定部材（図示しない）を通す取付孔２と、この取付孔２の位置より内側に半導体素子の電極パッドの電気的特性の検査に用いられるプローブを挿入するための貫通孔３とを備えている。なお、本例では、外形形状が円板状のプローブカード用基板１を示したが、その形状は、半導体素子に配列される電極パッドの位置に応じて、角板状など適宜変更が可能である。また、取付孔２および貫通孔３についても、その配置や大きさは、固定場所や半導体素子に配列される電極パッドの位置に応じて適宜変更が可能である。
【００４０】
そして、本発明のプローブカード用基板１は、アルミナおよびムライトからなる化合物を主成分とする複合セラミックスからなり、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含んでいることが重要である。アルミナおよびムライトの各含有量を調整することにより、半導体ウエハの材質がどのようなものであってもプローブカード用基板１の熱膨張係数と半導体ウエハの熱膨張係数との差を小さくすることができるとともに、プローブカード用基板１の表面を光ビームが白色よりも反射しにくい色、例えば、黒色，灰色および有彩色のいずれかに呈色できるため、半導体ウエハに光ビームを照射しても、一部の光ビームが半導体ウエハから反射してきて、その光ビームがプローブカードの表面から反射する光を減少させることができるので、このプローブカード用基板１を用いたときに、半導体ウエハの所定位置を自動的に検出するためのオートアライメント手段が半導体ウエハの所定位置を正確に検出することができる。
【００４１】
半導体ウエハの材質としては、例えば、シリコン（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ），窒化ガリウム（ＧａＮ），ガリウム砒素（ＧａＡｓ），インジウムリン（ＩｎＰ）および炭化珪素（ＳｉＣ）等があり、−40〜＋150℃における各熱膨張係数は、それぞれ4.2×10−６／℃，6.1×10−６／℃，4.7×10−６／℃，5.7×10−６／℃，4.5×10−６／℃，4.2×10−６／℃以上4.7×10−６／℃以下である。一方、本発明のプローブカード用基板１を構成するアルミナおよびムライトからなる化合物を主成分とする複合セラミックスの−40〜＋150℃における熱膨張係数は、アルミナおよびムライトの各含有量を調整することにより、3.3×10−６以上6.0×10−６／℃以下の範囲で設定することができるので、これらのどの材質の半導体ウエハであっても本発明のプローブカード用基板１の熱膨張係数と半導体ウエハの熱膨張係数との差を小さくすることができる。
【００４２】
そして、本発明のプローブカード用基板１である複合セラミックスの主成分であるアルミナおよびムライトは、Ｘ線回折法を用いて同定することができる。また、それぞれの含有量については以下のようにして求めればよい。具体的にはアルミナの組成はＡｌ２Ｏ３であり、ムライトの組成は３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２であるので、複合セラミックス中のＡｌおよびＳｉの各含有量を蛍光Ｘ線分析法またはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合高周波プラズマ）発光分析法により求める。そして、この各含有量をそれぞれ酸化物であるＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２に換算して、ＳｉＯ２の含有量からムライト中のＡｌ２Ｏ３の含有量を算出すれば、合算値がムライトの含有量となり、全体のＡｌ２Ｏ３の含有量からムライト中のＡｌ２Ｏ３の含有量を差し引いた値がアルミナの含有量となる。
【００４３】
また、本発明のプローブカード用基板１に含まれる着色剤である酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄は、Ｘ線回折法を用いて同定することができる。また、これら酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３），酸化コバルト（ＣｏＯ），酸化マンガン（ＭｎＯ）および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）の含有量については、それぞれクロム（Ｃｒ），コバルト（Ｃｏ），マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）の各含有量を蛍光Ｘ線分析法またはＩＣＰ発光分析法により求め、この各含有量をそれぞれ酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３），酸化コバルト（ＣｏＯ），酸化マンガン（ＭｎＯ）および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）に換算することで求めることができる。
【００４４】
これらの着色剤はいずれもその含有量によって複合セラミックスの呈する色調が異なる。酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）は、含有量が少なければピンク色を、含有量が多ければ暗紫色を呈する。また、酸化コバルト（ＣｏＯ）は、含有量が少なければ青色を、含有量が多ければ黒色を呈する。また、酸化マンガン（ＭｎＯ）および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）は、いずれも含有量が少なければ黄色を、含有量が多ければ茶色を呈する。
【００４５】
より具体的には、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）は、複合セラミックスにおける含有量が、例えば0.1質量％以上0.5質量％未満であればピンク色を、0.5質量％以上３質量％未満であれば赤色を、３質量％以上５質量％以下であれば暗紫色をそれぞれ呈する。
【００４６】
また、酸化コバルト（ＣｏＯ）は、複合セラミックスにおける含有量が、例えば0.1質量％以上３質量％未満であれば青色を、３質量％以上であれば黒色をそれぞれ呈する。
【００４７】
なお、酸化コバルトは、焼成雰囲気を窒素雰囲気にすることで、複合セラミックスにおける含有量が３質量％以上の場合に、灰色にすることができる。
【００４８】
また、酸化マンガン（ＭｎＯ）は、複合セラミックスにおける含有量が、例えば0.3質量％以上1.7質量％未満であれば黄色を、1.7質量％以上３質量％以下であれば茶色を呈する。
【００４９】
また、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）は、複合セラミックスにおける含有量が、例えば0.3質量％以上2.5質量％未満であれば黄色を、2.5質量％以上５質量％以下であれば茶色を呈する。
【００５０】
また、本発明のプローブカード用基板によれば、着色剤は主成分が酸化クロムであることが好適である。
【００５１】
着色剤の主成分が酸化クロムであるときには、表面を紫色等の暗色にすることができるので、白色に比べてレーザ光をよく吸収するため、プローブカード用基板の製造工程でレーザ光を用いてプローブカード用基板を切断する場合には、その切断を容易にすることができる。
【００５２】
上述したように、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）は単独で暗紫色を呈することができるだけではなく、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）および酸化コバルト（ＣｏＯ）を併せて、その酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）および酸化コバルト（ＣｏＯ）の含有量の比率を８：２〜９：１にすることで、ＣＩＥ1976Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊が52以上58以下であり、クロマティクネス指数ａ＊およびｂ＊がそれぞれ1.5以上1.8以下および−7.6以上−6.8以下である紫色を呈することができる。
【００５３】
ここで、明度指数Ｌ＊とは色調の明暗を示す指数であり、明度指数Ｌ＊の値が大きいと色調は明るく、明度指数Ｌ＊の値が小さいと色調は暗くなる。また、クロマティクネス指数ａ＊は色調の赤から緑の度合いを示す指数であり、ａ＊の値がプラス方向に大きいと色調は赤色になり、その絶対値が小さくなるにつれて色調は鮮やかさに欠けたくすんだ色調になり、ａ＊の値がマイナス方向に大きいと色調は緑色になる。さらに、クロマティクネス指数ｂ＊は色調の黄から青の度合いを示す指数であり、ｂ＊の値がプラス方向に大きいと色調は黄色になり、その絶対値が小さくなるにつれて色調は鮮やかさに欠けたくすんだ色調になり、ｂ＊の値がマイナス方向に大きいと色調は青色になる。
【００５４】
併せて、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）および酸化コバルト（ＣｏＯ）の含有量の比率（酸化クロム：酸化コバルト）を８：２〜９：１にすることによって、以下の式（Ａ）で規定される色調感の差である色差（△Ｅ＊ａｂ）を２以下にすることができ、反射した光ビームが散乱されにくくなる。
△Ｅ＊ａｂ＝（（△Ｌ＊）２＋（△ａ＊）２＋（△ｂ＊）２））１／２・・・（Ａ）
また、本発明のプローブカード用基板によれば、着色剤は、主成分が酸化コバルトであって、含有量が１質量％以上2.5質量％以下であることが好ましい。着色剤は、主成分が酸化コバルトであって、含有量が１質量％以上2.5質量％以下であるときには、僅かな量の着色剤でプローブカード用基板の表面を暗色にすることができるので、多量の着色剤で表面を着色する場合より、絶縁性が低下しにくくなり、信頼性が損なわれにくくなる。
【００５５】
ところで、この本発明のプローブカード用基板１である複合セラミックスの焼結助剤としては、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）や炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）等の周期表第２族元素の炭酸塩を用いることが好適であり、これらは焼結後の複合セラミックスには酸化カルシウム（ＣａＯ）や酸化マグネシウム（ＭｇＯ）として含まれ、それぞれ0.3質量％以上1.0質量％以下含まれていてもよい。そして、酸化カルシウム（ＣａＯ）や酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の各含有量は、それぞれカルシウム（Ｃａ）およびマグネシウム（Ｍｇ）の各含有量を蛍光Ｘ線分析法またはＩＣＰ発光分析法により求め、この各含有量をそれぞれ酸化カルシウム（ＣａＯ）および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に換算することで求めることができる。
【００５６】
また、この複合セラミックスに含まれる不可避不純物としては、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ），酸化チタン（ＴｉＯ２），酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５），酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３），酸化硼素（Ｂ２Ｏ３），酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）が挙げられる。酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）および酸化チタン（ＴｉＯ２）はそれぞれ0.09質量％以下、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）および酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）はそれぞれ0.04質量％以下、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）は0.004質量％以下、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）は0.001質量％以下であることが好適である。これらの不可避不純物は、前述と同様に金属元素の含有量をＩＣＰ発光分析法により求め、酸化物に換算することで求めることができる。
【００５７】
また、本発明のプローブカード用基板１は、化合物におけるアルミナの含有量が20質量％以上70質量％以下であることが好ましい。この範囲であれば、複合セラミックスの熱膨張係数と半導体ウエハの材質として最も多く用いられているシリコン（Ｓｉ）の熱膨張係数との差を小さくなるように設定することができるため、特に半導体ウエハがシリコン（Ｓｉ）で形成されている場合に、高温における検査において、プローブと電極パッドとの位置ずれが生じるのを少なくすることができる。
【００５８】
具体的には、シリコン（Ｓｉ）の−40〜＋150℃における熱膨張係数が4.2×10−６／℃であるのに対し、化合物におけるアルミナの含有量が20質量％以上70質量％以下であることによって、−40〜＋150℃における熱膨張係数を3.6×10−６／℃〜4.8×10−６／℃として、熱膨張係数の差を小さくすることができる。
【００５９】
また、アルミナの含有量が多ければ、複合セラミックスの剛性が高くなり、アルミナの含有量が少なければ、複合セラミックスの熱膨張係数が小さくなるので、要求される特性にも応じて、アルミナの含有量を調整すればよい。
【００６０】
図２は、本発明のプローブカードを用いた半導体ウエハ検査装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【００６１】
図２に示す本発明の半導体ウエハ検査装置13は、本発明のプローブカード用基板１ａ，１ｂ，１ｃが複数積み重ねられてなるプローブカード用積層体11と、貫通孔３の中に挿通されるプローブ５とを備えてなるプローブカード12を有しており、このプローブカード12は、板状の支持部材４に固定されている。また、半導体ウエハ検査装置13は、半導体ウエハ６を吸引して固定する真空チャック８と、真空チャック８を保持するステージ10とを有している。また、真空チャック８には、半導体ウエハ６を加熱するヒーター９が内蔵されている。なお、複数積み重ねられている本発明のプローブカード用基板１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、必ずしもすべてに重なり合うように貫通孔３が設けられているものである必要はなく、例えば、プローブカード用基板１ｂが枠状であり、これがプローブカード用基板１ａおよび１ｃの間でスペーサとなるものであってもよい。
【００６２】
支持部材４は、例えばアルミナ，窒化アルミニウムおよび窒化珪素のいずれかを主成分とし、プローブカード用積層体11側の表面にプローブ５が接続されるパッド４ａを備え、パッド４ａは内部の回路４ｂを介して反対側の表面に形成されたパッド４ｃに電気的に接続されている。パッド４ａ，４ｃは、例えば、フォトリソグラフィ技術によって作製され、導電性を有するものであり、回路４ｂは、例えば、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ，ＮｉおよびＰｂ−Ｓｎ合金の少なくともいずれか１種で形成されている。
【００６３】
そして、真空チャック８を用いて半導体ウエハ６を吸引して固定し、ヒーター９で所定の温度になるように加熱した状態で、半導体ウエハ６の半導体素子６ａ上に配列された電極パッド７に、針状の触針であるプローブ５を接触させることによって、電気的特性を検査することができる。なお、真空チャック８は、検査する半導体ウエハ６を保持しておくためのものであるので、例えば静電チャック等の他の保持手段に置き換えても構わない。
【００６４】
また、本発明のプローブカード用積層体11は、半導体ウエハ６側に配置されたプローブカード用基板１ｃよりも支持部材４側に配置されたプローブカード用基板１ａの方がアルミナおよびムライトからなる化合物におけるアルミナの含有量が多いことが好適である。さらに、図２に示すように、プローブカード用積層体11が複数のプローブカード用基板１ａ，１ｂ，１ｃからなるときには、プローブカード用基板１ｃよりもプローブカード用基板１ｂの方が、プローブカード用基板１ｂよりもプローブカード用基板１ａの方が、それぞれアルミナおよびムライトからなる化合物におけるアルミナの含有量が多いことが好適である。
【００６５】
例えば、支持部材４の−40℃〜＋150℃における熱膨張係数が5.8×10−６／℃〜6.2×10−６／℃であり、半導体ウエハ６がシリコン（Ｓｉ）で−40℃〜＋150℃における熱膨張係数が4.2×10−６／℃であるとき、アルミナおよびムライトからなる化合物を主成分とする複合セラミックスであるプローブカード用基板１ａ，１ｂ，１ｃのアルミナの含有量を、１ａは90質量％以上100質量％未満とし、１ｂは70質量％以上90質量％未満とし、１ｃは40質量％以上70質量％未満とすることにより、−40℃〜＋150℃における熱膨張係数が、１ａは5.5×10−６／℃〜6.0×10−６／℃となり、１ｂは4.8×10−６／℃〜5.5×10−６／℃となり、１ｃは4.0×10−６／℃〜4.8×10−６／℃となって、支持部材４および半導体ウエハ６と支持部材４側および半導体ウエハ６側に配置されたプローブカード用基板１との熱膨張係数の差が小さくなり、プローブカード積層体11が半導体ウエハ６側から支持部材４側に向けて熱膨張係数が大きくなっていることから、高温における検査において、半導体ウエハ６，プローブカード12および支持部材４の各部材間で生じる熱膨張の差を抑制することができるので、プローブ５と電極パッド７との位置ずれが生じるのを少なくすることができる。
【００６６】
また、図２に示す本発明の半導体ウエハ装置13は、本発明のプローブカード用積層体11とプローブ５とを備えた本発明のプローブカード12を用いているので、プローブ５と電極パッド７との位置ずれが生じることの少ない、検査効率の高い優れた半導体ウエハ装置13とすることができる。
【００６７】
図３は、本発明のプローブカードを用いた半導体ウエハ検査装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【００６８】
図３に示す半導体ウエハ検査装置は、図２に示す半導体ウエハ検査装置と基本的な構成は同じであるが、支持部材４がエポキシ，ベークライト等の樹脂で形成されている点、また支持部材４側のプローブカード用基板１ａが他の複合セラミックスからなる第２のプローブカード用基板１ｄに置き換わっている点で異なる。
【００６９】
このように、支持部材４が樹脂で形成されており、本発明のプローブカード用積層体11が、支持部材４側に他の複合セラミックスからなる第２のプローブカード用基板１ｄを備え、この他の複合セラミックスはアルミナおよびジルコニアからなる化合物を主成分とし、この化合物におけるアルミナの含有量が９質量％以上41質量％以下であって、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含んでいることが好ましい。
【００７０】
例えば、支持部材４がガラス不織布の織り込まれたエポキシ樹脂で、−40℃〜＋150℃における熱膨張係数が7.5×10−６／℃以上9.5×10−６／℃以下であるとき、他の複合セラミックスがアルミナおよびジルコニアからなる化合物を主成分とし、化合物におけるアルミナの含有量が９質量％以上41質量％以下であるものとすることによって、−40℃〜＋150℃における他の複合セラミックスの熱膨張係数を7.5×10−６／℃〜9.5×10−６／℃とすることができるので、高温における検査において、半導体ウエハ６，プローブカード12および支持部材４の各部材間で生じる熱膨張の差を抑制することができるので、プローブ５と電極パッド７との位置ずれが生じるのを少なくすることができる。
【００７１】
また、上記着色剤によって、表面を光ビームが白色よりも反射しにくい色、例えば、黒色，灰色および有彩色のいずれかに呈色させられるため、半導体ウエハに光ビームを照射しても、一部の光ビームが半導体ウエハから反射してきて、その光ビームがプローブカード用積層体11の表面から反射する光を減少させることができるので、このプローブカード用積層体11を用いたときに、半導体ウエハの所定位置を自動的に検出するためのオートアライメント手段が半導体ウエハの所定位置を正確に検出することができる。
【００７２】
なお、他の複合セラミックスの主成分であるアルミナおよびジルコニアは、Ｘ線回折法を用いて同定することができる。また、それぞれの含有量については以下のようにして求めればよい。具体的には複合セラミックス中のＡｌおよびＺｒの各含有量を蛍光Ｘ線分析法またはＩＣＰ発光分析法により求め、この各含有量をそれぞれ酸化物であるＡｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２に換算することにより求めることができ、それらを合算した量が主成分量である。
【００７３】
なお、図２および図３に示す例のプローブカード用積層体11は、プローブカード用基板１が３枚積み重ねられてなる例を示したが、プローブカード用基板１は２枚以上の複数であればよく、半導体ウエハ６と支持部材４との熱膨張係数の差に応じて、高温における検査の際の熱膨張の差を抑制することができれば、適宜に枚数を選択すればよい。また、本発明のプローブカード用積層体11と支持部材４との間に、熱膨張係数が支持部材４側のプローブカード用基板１よりも大きく支持部材４よりも小さいセラミックスが配置されるものであってもよい。
【００７４】
次に、本発明のプローブカード用基板１を得るための製造方法の一例について説明する。
【００７５】
まず、アルミナの粉末が８質量％以上95質量％以下であり、残部がムライトの粉末となるように秤量して100質量部とし、さらに焼結助剤として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）および炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）の各粉末ならびに着色剤として酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種の粉末をそれぞれ所定量添加して調合粉末とする。そして、この調合粉末を溶媒である水とともに回転ミルに投入して、アルミナボールで24時間混合粉砕する。なお、混合粉砕後の平均粒径は１μｍ以上３μｍ以下にすればよい。なお、焼結助剤である炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）および炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）は、構成成分の一部である二酸化炭素（ＣＯ２）が焼成中に焼失して、複合セラミックス中では、それぞれ酸化カルシウム（ＣａＯ），酸化マグネシウム（ＭｇＯ）として存在することになる。
【００７６】
次に、成形用バインダとして、ポリビニルアルコール，ポリエチレングリコールおよびアクリル樹脂を混合粉末100質量％に対して合計６質量％となるように添加した後、混合してスラリーとする。そして、このスラリーを用いてドクターブレード法によってシートを成形し、所定形状の金型でこのシートを打ち抜く、あるいはレーザ加工を施すことにより、取付孔２および貫通孔３が形成された成形体とすることができる。
【００７７】
また、必要に応じて、切削加工，レーザ加工等によりシートを各種形状、例えば円板状や角板状にすればよい。そして、各種形状に加工された成形体を焼成炉に入れて、1550℃以上1650℃以下で８時間以上12時間以下保持することにより、例えば、図１に示すプローブカード用基板１を得ることができる。
【００７８】
なお、プローブカード用基板１の表面を灰色にするには、着色剤に酸化コバルトを用いて、焼成雰囲気を窒素雰囲気とすればよい。
【００７９】
また、アルミナおよびムライトからなる化合物におけるアルミナの含有量を90質量％以上100質量％未満，70質量％以上90質量％未満および40質量％以上70質量％未満とし、残部がムライトの粉末となるように秤量して、上述したプローブカード用基板１の製造方法と同じ製造方法を用いることにより、プローブカード用基板１ａ，１ｂおよび１ｃとすることができる。
【００８０】
次に、第２のプローブカード用基板１ｄを得るための製造方法の一例について説明する。
【００８１】
まず、アルミナの粉末が９質量％以上41質量％以下であり、残部がジルコニアの粉末となるように秤量して100質量部とし、さらに酸化珪素，炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムの各粉末ならびに着色剤として酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種の粉末をそれぞれ所定量添加して調合粉末とする。この後の製造方法については、上述したプローブカード用基板１の製造方法と同じ製造方法を用いることにより、第２のプローブカード用基板１ｄを得ることができる。
【００８２】
また、図２に示す本発明のプローブカード用積層体11は、化合物におけるアルミナの含有量が多い順となるように、板状の支持部材４側からプローブカード用基板１ａ，１ｂ，１ｃと積み重ねて、ピン等の固定部材（図示しない）を取付孔に通して結合し、支持部材４に固定することで得ることができる。なお、貫通孔３に半導体素子６ａの電極パッド７の電気的特性の検査に用いられるプローブ５を挿入することにより、本発明のプローブカード12を得ることができる。
【００８３】
また、半導体ウエハ６を吸引して固定する真空チャック８と、真空チャック８を保持するステージ10とを有し、本発明のプローブカード12を用いることにより、本発明の半導体ウエハ検査装置13とすることができる。
【００８４】
同様に、支持部材４を樹脂で形成し、図２に示すプローブカード用基板１ａの位置に、アルミナおよびジルコニアからなる化合物を主成分とし、この化合物におけるアルミナの含有量が９質量％以上41質量％以下であって、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含んでいる第２のプローブカード用基板１ｄを備えることにより、図３に示す本発明のプローブカード用積層体11およびプローブカード12を得ることができ、これらを用いることにより本発明の半導体ウエハ検査装置13とすることができる。
【実施例１】
【００８５】
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８６】
まず、アルミナ，ムライト，酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガン，酸化鉄，酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムを表１に示す含有量となるように秤量して調合粉末とした。なお、焼結後の複合セラミックスには、酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムとして含まれている成分については、調合時には焼結助剤として、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムを用いた。そして、この調合粉末を溶媒である水とともに回転ミルに投入して、アルミナボールで24時間混合粉砕した。なお、混合粉砕後の平均粒径は２μｍであった。
【００８７】
次に、成形用バインダとして、ポリビニルアルコール，ポリエチレングリコールおよびアクリル樹脂を混合粉末100質量％に対して合計６質量％となるように添加した後、混合してスラリーとした。そして、このスラリーを用いてドクターブレード法によってシートを成形し、所定形状の金型でこのシートを打ち抜くことにより、取付孔２および貫通孔３が形成された成形体を得た。次に、この成形体を焼成炉に入れて、1600℃で10時間保持することで、厚みが3.6ｍｍで直径が300ｍｍの本発明の試料Ｎｏ．２，４，６，８，10，12〜23，25，27，29，31，33，35，37，38のプローブカード用基板１を得た。
【００８８】
なお、焼成雰囲気は、試料Ｎｏ.38については窒素雰囲気とし、試料Ｎｏ.38以外については大気雰囲気とした。
【００８９】
そして、それぞれの試料の各成分の含有量については、ＩＣＰ発光分析法により求めた。測定方法としては、まず、前処理として、焼成したプローブカード用基板の一部を超硬乳鉢にて粉砕した。次に、白金るつぼにホウ酸（Merck製：純度が99.9999％）２ｇを入れてバーナーにて加熱し、ガラス状に融解させ放冷した後に、試料0.1ｇおよび炭酸ナトリウム（Merck製：純度が99.999％）３ｇを加えてバーナーにて加熱して融解した。そして、放冷した後に塩酸溶液に溶解し、溶解液をフラスコに移して水で標線まで薄めて定容とし、検量線用溶液とともにＩＣＰ発光分析装置でＡｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣａおよびＭｇの各含有量を測定し、それぞれ酸化物であるＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ｃｒ２Ｏ３，ＣｏＯ，ＭｎＯ２，Ｆｅ２Ｏ３，ＣａＯおよびＭｇＯに換算した。
【００９０】
また、プローブカード用基板１のアルミナおよびムライトの含有量については、ＳｉＯ２の含有量からムライト中のＡｌ２Ｏ３の含有量を算出し、これらの合算値をムライトの含有量とし、全体のＡｌ２Ｏ３の含有量からムライト中のＡｌ２Ｏ３の含有量を差し引いた値をアルミナの含有量とした。さらに、これらの含有量からアルミナおよびムライトの化合物における含有量を求めて、表２に示した。
【００９１】
そして、プローブカード用基板１の熱膨張係数をレーザ干渉法により−40℃〜＋150℃の範囲で測定した。具体的には、プローブカード用基板１から厚みが３ｍｍ，幅が４ｍｍ，長さが16ｍｍの角柱状の試験片を切り出し、さらに長手方向の両端部を外側に向かって凸状になるように加工した。この試験片をレーザ熱膨張計（真空理工（株）製：ＬＩＸ−１型）に取り付けた後、ヘリウム雰囲気中で−40℃から＋150℃まで１℃／分で昇温して熱膨張係数を求めた。
【００９２】
また、本発明のプローブカード基板１および比較例のプローブカード用基板の絶縁性を示す体積固有抵抗をＪＩＳ  Ｃ  2141−1992に準拠して測定した。これらの値を表２に示した。
【００９３】
また、プローブカード用基板１の表面の色調を目視で確認した。その色調を表２に示した。
【００９４】
また、比較例として、上記着色剤を含まないプローブカード用基板である試料Ｎｏ．１，３，５，７，９，11，24，26，28，30，32，34，36と、アルミナからなるプローブカード用基板である試料Ｎｏ．39と、ムライトからなるプローブカード用基板である試料Ｎｏ．40とを作製し、本発明の実施例と同様に含有量，熱膨張係数および体積固有抵抗を測定し、表面の色調を目視で確認した。それらの結果も表１および表２に示した。
【００９５】
【表１】
2011007597.tif 000003
【００９６】
【表２】
2011007597.tif 000004
【００９７】
表２に示す結果から分かるように、アルミナおよびムライトからなる化合物におけるアルミナの含有量を調整することによって、熱膨張係数を調整できるとともに熱膨張係数の差を小さくできることが分かる。よって、半導体ウエハ６の材質がシリコン（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ），窒化ガリウム（ＧａＮ），ガリウム砒素（ＧａＡｓ），インジウムリン（ＩｎＰ）および炭化珪素（ＳｉＣ）等の中から選ばれるどのようなものであっても、熱膨張係数差を小さくするように対応できることが分かる。
【００９８】
併せて、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含ませることによって、プローブカード用基板の表面が白色である場合よりも光ビームが反射しにくい紫色，ピンク色，赤色，暗紫色，青色，濃青色，黒色，黄色，茶色および灰色のいずれかに呈色しているため、これらのプローブカード用基板を用いたときに、半導体ウエハに光ビームを照射しても、一部の光ビームが半導体ウエハから反射してきて、その光ビームがプローブカードの表面から反射する光を減少させることができるので、半導体ウエハの所定位置を自動的に検出するためのオートアライメント手段が半導体ウエハの所定位置を正確に検出することができるといえる。
【００９９】
特に、表面が紫色等の暗色になるように設定するには、着色剤は主成分が酸化クロムであることが、加えて、絶縁性を低下させないように設定するには、着色剤は主成分が酸化コバルトであって、含有量が１質量％以上2.5質量％以下であることが好ましいことが分かった。
【０１００】
また、半導体ウエハ６の材質として最も多く用いられているシリコン（Ｓｉ）の熱膨張係数（4.2×10−６／℃）との差が小さくなるように設定するには、化合物におけるアルミナの含有量が20質量％以上70質量％以下であることが好ましく、さらに化合物におけるアルミナの含有量が40質量％以上59質量％以下であることが好ましいことが分かった。
【実施例２】
【０１０１】
図２に示す本発明のプローブカード用基板１ａ，１ｂ，１ｃに、実施例１で用いた試料を表３に示すように用いて配置して、貫通孔３にプローブ５を挿入し、支持部材４に固定して、本発明のプローブカード用積層体11とプローブ５とを備えてなる本発明のプローブカード12である試料Ｎｏ．41および42を得た。このときの支持部材４の材質はアルミナであり、半導体ウエハ６の材質はシリコンであり、それぞれの−40〜＋150℃における各熱膨張係数は、5.72×10−６／℃および4.2×10―６／℃である。また、比較例として、アルミナからなるプローブカード用基板である試料Ｎｏ．43を用いてプローブカードを作製した。
【０１０２】
そして、支持部材４と支持部材４側に配置されたプローブカード用基板１ａとの熱膨張係数の差および半導体ウエハ６と半導体ウエハ６側に配置されたプローブカード用基板１ｃとの熱膨張係数の差を表３に示した。また、これらを半導体検査装置にて、高温における半導体ウエハ６上に配列された電極パッド７にプローブ５を接触させて電気的特性を検査し、高温における検査の際に電極パッド７に、針状の触針であるプローブ５と電極パッド７との位置ずれの発生が少ない方から順位付けを行なった。その結果を表３に示した。
【０１０３】
【表３】
2011007597.tif 000005
【０１０４】
表３に示す結果から分かるように、試料Ｎｏ．43は、支持部材４と材質が同じであるため、支持部材４との熱膨張係数の差は無かったが、半導体ウエハ６との熱膨張係数の差が1.52×10−６／℃と大きいために、高温における検査の際の位置ずれの発生が最も多かった。これに対し、本発明の試料であるＮｏ．41およびＮｏ．42は、支持部材４および半導体ウエハ６との熱膨張係数の差が小さく、プローブカード用積層体11が半導体ウエハ６側から支持部材４側に向けて熱膨張係数が大きくなっているため、高温における検査の際の位置ずれの発生が少なかった。また、試料Ｎｏ．42は、半導体ウエハ６からプローブカード用積層体11に向けて、さらに支持部材４に向けて熱膨張係数が大きくなっているため、高温における検査の際の位置ずれの発生が最も少なかった。
【実施例３】
【０１０５】
まず、アルミナ，ジルコニア，酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガン，酸化鉄，酸化珪素，酸化チタンおよび酸化マグネシウムを表４に示す含有量となるように秤量して調合粉末とした。そして、この調合粉末を溶媒である水とともに回転ミルに投入して、アルミナボールで24時間混合粉砕した。なお、混合粉砕後の平均粒径は２μｍであった。この後の製造方法については、実施例１と同じ製造方法を用いることにより、本発明の試料Ｎｏ．45，47，49，51，53，55，57，59，61〜72，74，76，78，80，81のプローブカード用基板１を得た。
【０１０６】
なお、焼成雰囲気は、試料Ｎｏ.81については窒素雰囲気とし、試料Ｎｏ.81以外については大気雰囲気とした。
【０１０７】
また、比較例として、上記着色剤を含まないプローブカード用基板である試料Ｎｏ．44，46，48，50，52，54，56，58，60，73，75，77，79およびジルコニアからなるプローブカード用基板である試料Ｎｏ．82を作製した。
【０１０８】
そして、実施例１と同様にＩＣＰ発光分析法により含有量を求めて、レーザ干渉法により熱膨張係数を求めた。また、本発明のプローブカード基板１および比較例のプローブカード用基板の剛性および絶縁性を示す特性値であるヤング率および体積固有抵抗をそれぞれＪＩＳ  Ｒ  1602−1995，ＪＩＳ  Ｃ  2141−1992に準拠して測定した。
【０１０９】
また、プローブカード用基板１の表面の色調を目視で確認した。それらの結果を表４および表５に示した。
【０１１０】
【表４】
2011007597.tif 000006
【０１１１】
【表５】
2011007597.tif 000007
【０１１２】
表４に示す結果から分かるように、アルミナおよびジルコニアの含有量により、熱膨張係数を調整することができることが、またアルミナの含有量が少なくなると、ヤング率の値が小さくなり剛性が低くなっていることが分かる。この結果から、例えば支持部材４がガラス不織布の織り込まれたエポキシ樹脂であり、−40〜＋150℃における熱膨張係数が8.5×10−６／℃であれば、230ＧＰａ以上のヤング率の値を示す剛性を有し、支持部材４の熱膨張係数の差を1.5×10−６／℃未満と小さくするには、アルミナおよびジルコニアからなる化合物を主成分とし、化合物におけるアルミナの含有量が９質量％以上41質量％以下である試料Ｎｏ．57，59，61〜72，74，76，78，81が好ましいことが分かった。
【０１１３】
併せて、酸化クロム，酸化コバルト，酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも１種を主成分とする着色剤を含ませることによって、プローブカード用基板の表面を光ビームが白色よりも反射しにくい紫色，ピンク色，赤色，暗紫色，青色，濃青色，黒色，黄色，茶色および灰色のいずれかに呈色しているため、これらのプローブカード用基板を用いたときに、光ビームを半導体ウエハに照射しても、一部の光ビームが半導体ウエハから反射してきて、その光ビームがプローブカードの表面から反射する光を減少させることができるので、半導体ウエハの所定位置を自動的に検出するためのオートアライメント手段が半導体ウエハの所定位置を正確に検出することができるといえる。
【０１１４】
特に、表面が紫色等の暗色になるように設定するには、着色剤は主成分が酸化クロムであることが、加えて、絶縁性を低下させないように設定するには、着色剤は主成分が酸化コバルトであって、含有量が１質量％以上2.5質量％以下であることが好ましいことが分かった。
【０１１５】
実施例１〜実施例３の結果から分かるように、本発明のプローブカード用基板１は、アルミナおよびムライトからなる化合物のアルミナの含有量によって、熱膨張係数を調整することができるとともに、半導体ウエハの所定位置を正確に検出することができるといえる。また、本発明のプローブカード用積層体11は、本発明のプローブカード用基板１が複数積み重ねられてなり、支持部材４および半導体ウエハ６との熱膨張係数の差が小さくなるように、半導体ウエハ６側から支持部材４側に向けて熱膨張係数が大きく配置されていることから、このプローブカード用積層体11とプローブ５とを備えてなる本発明のプローブカード12は、高温における検査の際に、電極パッド７とプローブ５との位置ずれが生じることが少ない。そして、この本発明のプローブカード12を用いた半導体ウエハ検査装置13は、検査効率の高い優れたものとなることが分かった。
【符号の説明】
【０１１６】
１：プローブカード用基板
１ａ，１ｂ，１ｃ：プローブカード用基板
１ｄ：第２のプローブカード用基板
２：取付孔
３：貫通孔
４：支持部材
５：プローブ
６：半導体ウエハ
７：電極パッド
８：真空チャック
９：ヒーター
10：ステージ
11：プローブカード用積層体
12：プローブカード
13：半導体ウエハ検査装置
【図１】
2011007597.tif 000008
【図２】
2011007597.tif 000009
【図３】
2011007597.tif 000010
【図４】
2011007597.tif 000011
【図５】
2011007597.tif 000012
【図６】
2011007597.tif 000013