(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板と、該シリコン基板に穿設された複数のスルーホールと、該スルーホール内壁面を含む前記シリコン基板の裏面の所定部位に形成された絶縁膜と、    
前記シリコン基板の表面の所定部位に積層された２層以上の表面側二酸化珪素層であって、同一面をなすように複数の配線を埋設して備えた表面側二酸化珪素層と、    
前記スルーホール内に充填された導電材料層と、 
いずれかの表面側二酸化珪素層に埋設された前記配線と所望の前記導電材料層とを接続するように表面側二酸化珪素層を貫通して配設された複数の導通ビア部と、 
最上層の表面側二酸化珪素層に埋設された前記配線に接続され、かつ、該表面側二酸化珪素層と同一面をなすように埋設された複数の電気信号測定用パッド、および、最上層の表面側二酸化珪素層に埋設された前記配線には接続されず、かつ、該表面側二酸化珪素層と同一面をなすように埋設された複数の電気信号測定用パッドと、    
配線には接続されていない前記電気信号測定用パッドと、最上層よりも下層のいずれかの表面側二酸化珪素層に埋設された前記配線とを接続するように表面側二酸化珪素層を貫通して配設された複数の配線ビア部と、 
前記シリコン基板の裏面に配設され各導電材料層と接続された複数の電極パッドと、
を備え、前記シリコン基板の厚みは１００〜６００μｍの範囲であり、前記スルーホールの内径は１０〜１００μｍの範囲であることを特徴とする電気信号測定用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号測定用治具とその製造方法に係り、特に電子装置の端子と電気的に接続可能な電気信号測定用パッドを備えた電気信号測定用治具と、このような電気信号測定用治具を製造するための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高性能化、小型化に伴い、使用される電子装置も、高密度化、大規模化、複雑化が進んでいる。さらに、電子装置の駆動クロック速度の増大により、上記の高密度化に加え、高速化、高周波化の重要性が増している。
このような背景の中で、電子装置の検査および測定を行うための治具も、端子数の増大に対応した狭ピッチ化、高周波信号に対応した低ロス構造化が要求されている。具体的には、プリント基板のオープン、ショートを検知するための測定治具、各種ガラスディスプレーの電極検査を行う治具、ハンダボールを搭載した半導体パッケージの検査および電気特性を評価するための治具、半導体デバイスの良否を判定する治具、所望のモジュールの高周波での信号応答性を評価するための測定治具等が挙げられる。
【特許文献１】特開２０００−３０４７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の治具には、ある程度の剛性、強度が要求され、また、製造が容易で加工が行い易いことから、基板が樹脂製基板であるテープタイプの治具、あるいは、プリント基板が使用されている。したがって、従来の治具では、スルーホールの内径は１００μｍ、スルーホールの形成ピッチは２００μｍ程度が限界であり、検査対象である電子装置の狭ピッチ化と多ピン（パッド）化に対応するには、電気信号測定用治具の大型化が避けられなかった。また、樹脂製の基板は硬度が低いために高精細なパターニングが難しく、この点からも電気信号測定用治具の小型化は困難であった。
【０００４】
一方、ウエハ状態の高密度に配列した複数の端子を同時に検査する並列検査においては、電気信号測定用治具の小型化が必須であり、上記のような電気信号測定用治具の小型化における限界は、並列検査の効率化の大きな支障となるものであった。
また、電子装置に対して加熱状態での検査を行なう場合、治具の耐熱性、特に治具の熱膨張係数と電子装置の熱膨張係数が近いことが重要であり、樹脂製の基板を用いた従来の治具では、狭ピッチで端子を備えている電子装置の検査に支障を来たすという問題があった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、電子装置の検査を確実に効率良く行なうための電気信号測定用治具と、このような電気信号測定用治具を簡便に製造するための製造方法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】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明の電気信号測定用治具は、シリコン基板と、該シリコン基板に穿設された複数のスルーホールと、該スルーホール内壁面を含む前記シリコン基板の裏面の所定部位に形成された絶縁膜と、前記シリコン基板の表面の所定部位に積層された２層以上の表面側二酸化珪素層であって、同一面をなすように複数の配線を埋設して備えた表面側二酸化珪素層と、前記スルーホール内に充填された導電材料層と、いずれかの表面側二酸化珪素層に埋設された前記配線と所望の前記導電材料層とを接続するように表面側二酸化珪素層を貫通して配設された複数の導通ビア部と、最上層の表面側二酸化珪素層に埋設された前記配線に接続され、かつ、該表面側二酸化珪素層と同一面をなすように埋設された複数の電気信号測定用パッド、および、最上層の表面側二酸化珪素層に埋設された前記配線には接続されず、かつ、該表面側二酸化珪素層と同一面をなすように埋設された複数の電気信号測定用パッドと、配線には接続されていない前記電気信号測定用パッドと、最上層よりも下層のいずれかの表面側二酸化珪素層に埋設された前記配線とを接続するように表面側二酸化珪素層を貫通して配設された複数の配線ビア部と、前記シリコン基板の裏面に配設され各導電材料層と接続された複数の電極パッドと、を備え、前記シリコン基板の厚みは１００〜６００μｍの範囲であり、前記スルーホールの内径は１０〜１００μｍの範囲であるような構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電気信号測定用治具では、基板がシリコン基板からなるので、１００〜６００μｍ程度の厚みであっても、充分な剛性、強度が得られ、また、熱膨張係数が被検査体である電子装置の熱膨張係数に近く、狭ピッチで端子を備えている電子装置に対する加熱状態での検査を確実に行なうことができ、さらに、内径１０〜１００μｍの細径のスルーホールを有するので、配線のファインピッチ化が可能であり、多層構造とした場合には、更に小型化が可能となり、ウエハ状態の高密度に配列した複数の端子を同時に検査する並列検査がより容易となる。
【００１３】
また、本発明の製造方法では、表面側二酸化珪素層に形成した電気信号測定用パッド用および配線用の高精細な溝部に、電解めっき部位を埋めるようにして電気信号測定用パッドと配線を形成するので、高精細な電気信号測定用パッド、配線の形成が可能であり、また、スルーホールへの導電材料層の形成と、表面側二酸化珪素層への電気信号測定用パッド形成および配線形成とを同時に行なうことができ、製造効率が高いものであり、さらに、内径が１０〜１００μｍの微細なスルーホールを２０〜２００μｍ程度の狭ピッチで形成することができる。また、第２層目形成工程を必要な数繰り返すことにより、多層構造で小型の電気信号測定用治具を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［電気信号測定用治具］
図１は、本発明の電気信号測定用治具の一実施形態を示す平面図であり、図２は図１に示される電気信号測定用治具のＡ−Ａ線矢視の概略断面図である。図１および図２において、本発明の電気信号測定用治具１は、シリコン基板２と、このシリコン基板２に穿設された複数のスルーホール３と、シリコン基板２の表面２ａ側に形成された表面側二酸化珪素層５を備えている。この表面側二酸化珪素層５には、表面が露出した状態で複数の電気信号測定用パッド６、配線７が埋設されている。配線７は、各スルーホール３に配設された導電材料層８と、各電気信号測定用パッド６とを接続している。また、スルーホール３内壁面とシリコン基板２の裏面２ｂには二酸化珪素膜４を備えており、各スルーホール３に配設された導電材料層８は、シリコン基板２の裏面２ｂの二酸化珪素膜４と同一面をなす端面を有し、この端面が電極パッド９となっている。尚、図示例では、図面が煩雑となることを避けるため、便宜的に５個づつ２列に配列された１０個の電気信号測定用パッド６を備えた場合を示している。
【００１５】
上述のような構造の本発明の電気信号測定用治具１では、複数の電気信号測定用パッド６上に、検査対象の電子装置３１（図２に想像線で示す）の端子を電気的に接続し、入出力信号端子や電源端子を電気信号測定用治具１の裏面の電極パッド９に接触させて入出力信号や電源を供給することにより、電子装置３１の検査が行なわれる。
電気信号測定用治具１を構成するシリコン基板２は、厚みが１００〜６００μｍ、好ましくは３００〜５００μｍの範囲である。シリコン基板２の厚みが１００μｍ未満であると、強度が不充分となり、狭ピッチでスルーホール３を備える場合の耐久性が低くなり、また、反りも生じ易くなる。また、厚みが６００μｍを超えると、電気信号測定用治具のスルーホール３の形成が難しくなり好ましくない。
【００１６】
このようなシリコン基板２が備えるスルーホール３は、その内径が１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍの範囲、ピッチ（図１に示されるように、隣接するスルーホールの開口中心の距離Ｌ）が２０〜１０００μｍ、好ましくは３０〜３００μｍの範囲である。また、スルーホール３の少なくとも一部はピッチが２０〜２００μｍの範囲であってもよい。本発明では、スルーホール３の全ての内径、ピッチが上記の範囲内であってもよく、また、複数のスルーホール３うち、所望のスルーホール３が上記の範囲の内径、ピッチを有するものであってもよい。勿論、全てのスルーホール３が、例えば、内径１０μｍ、形成ピッチ２０μｍとなるものであってもよい。
シリコン基板２に形成されている二酸化珪素膜４は、その厚みが０．１〜５μｍ、好ましくは０．８〜４．５μｍ程度である。また、表面側二酸化珪素層５は、その厚みが０．１〜５μｍ、好ましくは０．８〜４．５μｍ程度である。二酸化珪素膜４、表面側二酸化珪素層５の厚みが上記の範囲未満であると、絶縁不良を生じ易く、上記の範囲を超えると、成膜時の応力コントロールが困難となり反りや歪みが生じ易くなり好ましくない。
【００１７】
電気信号測定用治具１を構成する電気信号測定用パッド６は、電子装置の端子を電気的に接続するためのものであり、形状は特に限定されず、図示例のように配線７に連続した方形状であってもよく、また、円形状、配線７よりも幅の広い方形状、楕円形状等であってよい。この電気信号測定用パッド６は、表面が露出した状態で表面側二酸化珪素層５に埋設されており、図示例では、電気信号測定用パッド６の表面が表面側二酸化珪素層５の表面と同一面をなしている。このような電気信号測定用パッド６の寸法、形成ピッチ、配列状態、個数は、検査対象となる電子装置の端子のピッチ、配列、数等を考慮して設定することができる。また、検査対象に合わせて、電気信号測定用パッド６を表面よりも突出させたり、あるいは、電気信号測定用パッド６上に突起を配設してもよい。突起を設ける場合には、例えば、金、ニッケル等の材質とすることができる。
【００１８】
また、配線７は、上記の電気信号測定用パッド６と、対応するスルーホール３内の導電材料層８とを接続するものであり、表面が露出した状態で表面側二酸化珪素層５に埋設されており、図示例では、配線７の表面が表面側二酸化珪素層５の表面と同一面をなしている。また、図示例では、複数の配線７は、平行に配設された直線形状であるが、これに限定されるものではなく、電気信号測定用パッド６の配列と個数、およびスルーホール３の配列、個数に応じて適宜設計することができる。
また、導電材料層８は、各スルーホール３の二酸化珪素膜４上に形成されてスルーホール３を充填しており、一方の端部はシリコン基板２の表面２ａ側にて配線７と接続され、他方の端部はシリコン基板２の裏面２ｂ側に露出して電極パッド９をなしている。尚、図示例では、導電材料層８はスルーホール３を充填するように配設されているが、貫通孔の残すようにスルーホール３の内壁面に配設されたものであってもよい。
【００１９】
上記のような電気信号測定用パッド６、配線７、導電材料層８、電極パッド９の材質は、例えば、銅、銀、金等とすることができる。また、電気信号測定用パッド６、配線７、導電材料層８、電極パッド９の材質が銅等の腐食を生じるおそれのある材質の場合には、露出している電気信号測定用パッド６、配線７、電極パッド９の表面に金薄膜、ニッケル薄膜等を配設して腐食防止性を付与してもよい。
【００２０】
図３は、本発明の電気信号測定用治具の他の実施形態を示す平面図であり、図４は図３に示される電気信号測定用治具のＢ−Ｂ線矢視の概略断面図である。図３および図４において、本発明の電気信号測定用治具１１は、シリコン基板１２と、このシリコン基板１２に穿設された複数のスルーホール１３と、シリコン基板１２の表面１２ａ側に積層された表面側二酸化珪素層１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、最上層である表面側二酸化珪素層１５ｃに形成された複数の電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃとを備えている。尚、図示例では、図面が煩雑となることを避けるため、便宜的に５個づつ６列に配列された３０個の電気信号測定用パッドを備えた場合を示している。
一方、各スルーホール１３内壁面とシリコン基板１２の裏面１２ｂには二酸化珪素膜１４を備えており、各スルーホール１３には導電材料層１８が充填されている。
【００２１】
また、積層された各表面側二酸化珪素層１５ａ，１５ｂには、それぞれ表面が同一面となるように配線層１７ａ，１７ｂが埋設され、表面側二酸化珪素層１５ｃには、表面が露出するような状態で配線層１７ｃが埋設されている。これらの配線層１７ａ，１７ｂ，１７ｃのうち、配線層１７ａは、対応するスルーホール１３の導電材料層１８と接続され、かつ、表面側二酸化珪素層１５ｂ、１５ｃを貫通して配設された配線ビア部２１ａを介して電気信号測定用パッド１６ａに接続されている。また、配線層１７ｂは、表面側二酸化珪素層１５ａを貫通して配設された導通ビア部２０ａを介して対応するスルーホール１３の導電材料層１８と接続され、かつ、表面側二酸化珪素層１５ｃを貫通して配設された配線ビア部２１ｂを介して電気信号測定用パッド１６ｂに接続されている。さらに、配線層１７ｃは、電気信号測定用パッド１６ｃに接続され、かつ、表面側二酸化珪素層１５ａ，１５ｂを貫通して配設された導通ビア部２０ｂを介して対応するスルーホール１３の導電材料層１８と接続されている。
【００２２】
各スルーホール１３に配設された導電材料層１８は、シリコン基板１２の裏面１２ｂの二酸化珪素膜１４と同一面をなす端面を有し、この端面が電極パッド１９となっている。
上述のような構造の本発明の電気信号測定用治具１１では、複数の電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ上に、検査対象の電子装置４１（図４に想像線で示す）の端子を電気的に接続し、電子装置テスタ等の端子を電気信号測定用治具１１の裏面の電極パッド１９に接触させて入出力信号や電源を供給することにより、電子装置４１の検査が行なわれる。
電気信号測定用治具１１を構成するシリコン基板１２は、厚みが１００〜６００μｍ、好ましくは３００〜５００μｍの範囲である。シリコン基板１２の厚みが１００μｍ未満であると、強度が不充分となり、狭ピッチでスルーホール１３を備える場合の耐久性が低くなり、また、反りも生じ易くなる。また、厚みが６００μｍを超えると、電気信号測定用治具のスルーホール１３の形成が難しくなり好ましくない。
【００２３】
このようなシリコン基板１２が備えるスルーホール１３は、複数の電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃに対応するように形成され、その内径が１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍの範囲、ピッチ（図３に示されるように、隣接するスルーホールの開口中心の距離Ｌ）が２０〜１０００μｍ、好ましくは３０〜３００μｍの範囲である。また、スルーホール１３の少なくとも一部はピッチが２０〜２００μｍの範囲であってもよい。本発明では、スルーホール１３の全ての内径、ピッチが上記の範囲内であってもよく、また、複数のスルーホール１３うち、所望のスルーホール１３が上記の範囲の内径、ピッチを有するものであってもよい。勿論、全てのスルーホール１３が、例えば、内径１０μｍ、形成ピッチ２０μｍとなるものであってもよい。
【００２４】
シリコン基板１２に形成されている二酸化珪素膜１４は、その厚みが０．１〜５μｍ、好ましくは０．８〜４．５μｍ程度である。また、積層された各表面側二酸化珪素層１５ａ，１５ｂ，１５ｃの厚みは、０．１〜５μｍ、好ましくは０．８〜４．５μｍ程度とすることができる。二酸化珪素膜１４、表面側二酸化珪素層１５ａ，１５ｂ，１５ｃの厚みが上記の範囲未満であると、絶縁不良を生じ易く、上記の範囲を超えると、成膜時の応力コントロールが困難となり反りや歪みが生じ易くなり好ましくない。
【００２５】
電気信号測定用治具１１を構成する電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、電子装置の端子を電気的に接続するためのものであり、形状は特に限定されず、図示例のような円形状であってもよく、また、方形状、楕円形状等であってよい。この電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、表面が露出した状態で最表面の表面側二酸化珪素層１５ｃに埋設されており、図示例では、電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃの表面が表面側二酸化珪素層１５ｃの表面と同一面をなしている。このような電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃの寸法、形成ピッチ、配列状態、個数は、検査対象となる電子装置の端子のピッチ、配列、数等を考慮して設定することができる。また、検査対象に合わせて、電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃを表面よりも突出させたり、あるいは、電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ上に突起を配設してもよい。突起を設ける場合には、例えば、金、ニッケル等の材質とすることができる。
【００２６】
また、配線１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、上記の電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃと、対応するスルーホール１３内の導電材料層１８とを、導電ビア部２０ａ、２０ｂ、配線ビア部２１ａ、２１ｂを介して接続するものである。配線１７ａ，１７ｂは、それぞれ表面側二酸化珪素層１５ａ，１５ｂに、同一面をなすように埋設され、配線１７ｃは、表面が露出した状態で表面側二酸化珪素層１５ｃに埋設されており、図示例では、配線１７ｃの表面が最上層の表面側二酸化珪素層１５ｃの表面と同一面をなしている。尚、図示例では、複数の配線１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、多層構造で平行に配設された直線形状であるが、これに限定されるものではなく、電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃの配列と個数、およびスルーホール１３の配列、個数に応じて適宜設計することができる。
【００２７】
また、導電材料層１８は、各スルーホール１３内の二酸化珪素膜１４上に形成されてスルーホール１３を充填しており、一方の端部はシリコン基板１２の表面１２ａ側にて配線１７ａ、導電ビア部２０ａ、２０ｂと接続され、他方の端部はシリコン基板１２の裏面１２ｂ側に露出して電極パッド１９をなしている。
上記のような電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、配線１７ａ，１７ｂ，１７ｃ、導電材料層１８、電極パッド１９、導電ビア部２０ａ、２０ｂ、配線ビア部２１ａ、２１ｂの材質は、例えば、銅、銀、金等とすることができる。また、銅等の腐食を生じるおそれのある材質を用いている場合には、露出している電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、配線１７ｃ、電極パッド１９の表面に金薄膜、ニッケル薄膜等を配設して腐食防止性を付与してもよい。
【００２８】
上述のような本発明の電気信号測定用治具は、基板としてシリコン基板を用いているので、基板厚みが１００〜６００μｍの範囲であっても、充分な剛性、強度が得られる。また、シリコン基板の熱膨張係数は、被検査体である電子装置の熱膨張係数に近いので、狭ピッチで端子を備えている電子装置に対する加熱状態での検査を確実に行なうことができる。さらに、スルーホールの内径とピッチを、最小で内径１０μｍ、ピッチ２０μｍに設定できるので、電気信号測定用治具の小型化が容易である。また、電気信号測定用治具１１のような多層構造とすることにより、更に小型化が可能となり、ウエハ状態の複数の電子装置を同時に検査する並列検査がより容易となる。
【００２９】
尚、上述の電気信号測定用治具の実施形態は一例であり、本発明の電気信号測定用治具はこれに限定されるものではない。例えば、電極パッド９，１９は、シリコン基板２，１２の裏面２ｂ，１２ｂ側に突出したものでもよく、また、配線を介して所望の位置（スルーホール３，１３とは異なる位置）に形成してもよい。さらに、二酸化珪素膜４，１４や表面側二酸化珪素層５，１５ｃ上に窒化チタン膜等のバリアメタル層を備えるものであってもよい。また、電気信号測定用治具１１では、表面側二酸化珪素層が３層構造となっているが、表面側二酸化珪素層の層数は３層に限定されるものではない。
【００３０】
［電気信号測定用治具の製造方法］
次に、本発明の電気信号測定用治具の製造方法を図面を参照しながら説明する。
図５〜図７は、本発明の電気信号測定用治具の製造方法の一実施形態を、上述の電気信号測定用治具１を例として説明するための工程図である。
本発明の電気信号測定用治具の製造方法では、まず、シリコン基板２の表面２ａに表面側二酸化珪素層５を形成する（図５（Ａ））。この表面側二酸化珪素層５は、プラズマＣＶＤ法等の真空成膜法、珪素酸化物の前駆体溶液等を用いた塗布方法等により形成することができる。
【００３１】
次に、表面側二酸化珪素層５上に所定の開口部を有するマスクパターン５１を形成し（図５（Ｂ））、このマスクパターン５１をマスクとしてエッチング加工、あるいはサンドブラスト加工により、複数の溝部５２を表面側二酸化珪素層５に形成する（図５（Ｃ））。マスクパターン５１は、従来公知の感光性レジストを用いて形成することができ、例えば、マスクパターン５１の厚みを５〜５０μｍ程度とすることにより、開口部幅（形成される電気信号測定用パッド６、配線７の幅）が５μｍ程度の微細な開口部を備えたマスクパターン５１を形成することができる。また、エッチング加工は、例えば、ＩＣＰ−ＲＩＥ(Inductively Coupled Plasma − Reactive Ion Etching：誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング)法によるドライエッチング、あるいは、ウエットエッチングにより行なうことができる。形成された溝部５２の形状は、図５（Ｄ）に示されるように、形成する電気信号測定用パッド６と配線７の形状に対応したものであり、開口幅Ｗが５μｍ程度、ピッチＰが１０μｍ程度の微細な形状まで形成可能である。
【００３２】
次いで、溝部５２を覆うように表面側二酸化珪素層５上に、所定の開口部を有するマスクパターン５３を形成し（図６（Ａ））、このマスクパターン５３をマスクとしてエッチング加工により、複数のスルーホール３を形成する（図６（Ｂ））。形成された各スルーホールは、各溝部５２の一部に掛かるように位置している。エッチング加工は、例えば、ＩＣＰ−ＲＩＥ法によるドライエッチング、あるいは、ウエットエッチングにより行なうことができる。また、サンドブラスト法によりスルーホール３を形成してもよい。
形成するスルーホール３の内径は、１０〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍの範囲、形成ピッチは２０〜１０００μｍ、好ましくは３０〜３００μｍの範囲で適宜設定することができ、少なくとも一部は形成ピッチを２０〜２００μｍの範囲で設定し、これらはマスクパターンの開口部の大きさ、位置により調整することができる。
【００３３】
尚、シリコン基板２の裏面２ｂにもマスクパターンを形成し、両面からサンドブラスト法によりスルーホール３を形成してもよく、また、表面側二酸化珪素層５側からシリコン基板２に上述のいずれかの方法により所定の深さで微細孔を形成し、その後、シリコン基板２の裏面２ｂを研磨して微細孔を露出させることによりスルーホール３を形成してもよい。
次に、スルーホール３の内壁面を含むシリコン基板２の裏面２ｂに二酸化珪素膜４を形成する（図６（Ｃ））。この二酸化珪素膜４は、プラズマＣＶＤ法等の真空成膜法、珪素酸化物の前駆体溶液等を用いた塗布方法、シリコン基板２を熱酸化する方法等により形成することができる。
【００３４】
次に、二酸化珪素膜４上と表面側二酸化珪素層５上に下地導電薄膜５５を形成する（図７（Ａ））。二酸化珪素膜４および表面側二酸化珪素層５は、無電解めっき用の触媒を付与することが困難であり、また、微細なスルーホール３内部の二酸化珪素膜４上にも下地導電薄膜を確実に形成するために、本発明では、無電解めっき法を用いずに下地導電薄膜５５を形成する。例えば、まず、プラズマを利用したＭＯＣＶＤ（Metal Organic − Chemical Vapor Deposition）を用いて窒化チタン膜を二酸化珪素膜４および表面側二酸化珪素層５上に設けてバリアメタル層とする。次いで、この窒化チタン膜上に、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により銅等の薄膜を形成して下地導電薄膜５５を形成する。
尚、窒化チタン膜上に絶縁膜を形成し、その後、下地導電薄膜５５を形成してもよい。この場合、絶縁膜として、プラズマＣＶＤ法により二酸化珪素膜を形成することができる。
【００３５】
次に、シリコン基板２の両面（下地導電薄膜５５上）に所望のレジストパターン５６を形成し、上記の下地導電薄膜５５を給電層として電解めっきにより、スルーホール３の内壁面、および、表面側二酸化珪素層５の溝部５２に電解めっき部位５７を形成する（図７（Ｂ））。レジストパターン５６は、例えば、感光性のドライフィルムレジストをシリコン基板２にラミネートし、所望のフォトマスクを介して露光、現像することにより形成することができる。また、電解めっきは、電解銅めっき、電解銀めっき、電解金めっき等により行なうことができる。
次に、レジストパターン５６を除去し、その後、溝部５２のみに電解めっき部位５７が残るように電解めっき部位５７と露出している下地導電薄膜５５を研磨して除去する。これにより、溝部５２には、電気信号測定用パッド６と配線７とが形成され、スルーホール３に充填された電解めっき部位５７が導電材料層８となって表裏の導通がなされ、導電材料層８の端部が二酸化珪素膜４と同一面となって電極パッド９をなしている電気信号測定用治具１が得られる（図７（Ｃ））。電解めっき部位５７と露出している下地導電薄膜５５の研磨は、例えば、化学的機械研磨（ＣＭＰ）等により行なうことができる。
【００３６】
本発明では、上述の電気信号測定用パッド６と配線７と導電材料層８の形成を以下のように行ってもよい。すなわち、レジストパターン５６を除去せずに残したままで研磨（例えば、ＣＭＰ）して、電解めっき部位５７とレジストパターン５６を同一面とする。次いで、レジストパターン５６を除去し、露出している下地導電薄膜５５をウエットエッチングにより除去することにより、電気信号測定用パッド６と配線７と導電材料層８を形成する。また、下地導電薄膜５５をウエットエッチングにより除去した後、電気信号測定用パッド６と配線７を研磨（例えば、ＣＭＰ）してもよい。
尚、下地導電薄膜５５を、上述のように窒化チタン膜を介して形成した場合には、下地導電薄膜５５とともに窒化チタン膜も除去する。また、本発明の電気信号測定用治具は、上述のように、二酸化珪素膜４や表面側二酸化珪素層５上に窒化チタン膜等のバリアメタル層を備えるものであってもよく、このような形態の電気信号測定用治具を製造する場合には、下地導電薄膜５５のみを除去し、上記の窒化チタン膜を残すようにする。
【００３７】
このような本発明の電気信号測定用治具の製造方法は、表面側二酸化珪素層５に形成した複数の溝部５２に電解めっき部位５７を埋めるようにして電気信号測定用パッド６、配線７を形成するものであり、溝部５２は、上述のように開口幅５μｍ程度、ピッチ１０μｍ程度の微細な形状まで形成可能であるため、高精細な電気信号測定用パッド６、配線７の形成が可能である。また、スルーホール３への導電材料層８の形成と表面側二酸化珪素層５への電気信号測定用パッド６、配線７の形成を同時に行なうことができ、製造効率が高いものである。また、内径が１０〜１００μｍの微細なスルーホール３を２０〜２００μｍ程度の狭ピッチで形成することができる。さらに、これらの微細なスルーホール内にも欠陥を生じることなく導電材料層８を形成することができる。また、本発明では、無電解めっきによる膜形成が不可能な表面側二酸化珪素層５上に電気信号測定用パッド６や配線７を高精細パターンで形成することができる。
【００３８】
図８〜図９は、本発明の電気信号測定用治具の製造方法の他の実施形態を、上述の電気信号測定用治具１１を例として説明するための工程図である。
本発明の電気信号測定用治具の製造方法では、まず、上述の電気信号測定用治具１の製造方法と同様にして、シリコン基板１２に穿設された複数のスルーホール１３と、シリコン基板１２の表面１２ａ側に形成された表面側二酸化珪素層１５ａと、この表面側二酸化珪素層１５ａに表面が露出するように埋設された複数の電気信号測定用パッド１６ａ、配線１７ａと、各スルーホール１３内壁面とシリコン基板１２の裏面１２ｂに形成された二酸化珪素膜１４と、各スルーホール１３に充填された導電材料層１８とを備えた基本構造体１１Ａを作製する（図８（Ａ））。
【００３９】
次に、この基本構造体１１Ａの表面側二酸化珪素層１５ａ上に第２の表面側二酸化珪素層１５ｂを積層する（図８（Ｂ））。表面側二酸化珪素層１５ｂも、上述の表面側二酸化珪素層５と同様に、プラズマＣＶＤ法等の真空成膜法、珪素酸化物の前駆体溶液等を用いた塗布方法等により形成することができる。
次に、表面側二酸化珪素層１５ｂに複数の溝部６２を形成する（図８（Ｃ））。この溝部６２の形成は、上述の表面側二酸化珪素層５への溝部５２の形成と同様に行なうことができる。このように形成された溝部６２は、下層である表面側二酸化珪素層１５ａの配線１７ａよりも外側に位置している。
次に、下層である表面側二酸化珪素層１５ａに形成されている電気信号測定用パッド１６ａが露出するように、表面側二酸化珪素層１５ｂに所定の大きさで微細孔を穿設してビア用孔部６４を形成し、また、積層状態の表面側二酸化珪素層１５ａと表面側二酸化珪素層１５ｂ、およびシリコン基板１２に新たなスルーホール１３を形成する（図８（Ｄ））。形成された各スルーホール１３は、各溝部６２の一部に掛かるように位置している。
【００４０】
新たなスルーホール１３の形成は、上述の表面側二酸化珪素層５とシリコン基板２へのスルーホール３の形成と同様に行なうことができる。また、ビア用孔部６４の形成は、例えば、溝部６２を覆うように表面側二酸化珪素層１５ｂ上に、所定の開口部を有するマスクパターンを形成し、このマスクパターンをマスクとしてエッチング加工により形成することができる。エッチング加工としては、例えば、ＩＣＰ−ＲＩＥ法によるドライエッチング、あるいは、ウエットエッチングを用いることができる。また、サンドブラスト法によりビア用孔部６４を形成してもよい。尚、スルーホール１３とビア用孔部６４の形成順序は特に制限はない。
形成するスルーホール１３の内径は、１０〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍの範囲、形成ピッチは２０〜１０００μｍ、好ましくは３０〜３００μｍの範囲で適宜設定することができ、少なくとも一部は形成ピッチを２０〜２００μｍの範囲で設定する。また、ビア用孔部６４の内径は、１０〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍの範囲で適宜設定することができる。
【００４１】
次に、新たに形成したスルーホール１３の内壁面に二酸化珪素膜１４を形成し、次いで、二酸化珪素膜１４上と表面側二酸化珪素層１５ｂ上、および、ビア用孔部６４内に下地導電薄膜６５を形成する（図９（Ａ））。二酸化珪素膜１４、下地導電薄膜６５は、上述の二酸化珪素膜４、下地導電薄膜５５の形成方法と同様にして形成することができる。
次に、シリコン基板１２の両面（下地導電薄膜６５上）に所望のレジストパターン６６を形成し、上記の下地導電薄膜６５を給電層として電解めっきにより、スルーホール１３の内壁面、ビア用孔部６４内、および、表面側二酸化珪素層１５ｂの溝部６２に電解めっき部位６７を形成する（図９（Ｂ））。レジストパターン６６の形成、および、電解めっきによる電解めっき部位６７の形成は、上述のレジストパターン５６の形成方法、電解めっき部位５７の形成方法と同様に行なうことができる。
【００４２】
次に、レジストパターン６６を除去し、その後、溝部６２とビア用孔部６４のみに電解めっき部位６７が残るように電解めっき部位６７と露出している下地導電薄膜６５を研磨して除去する。これにより、溝部６２には、電気信号測定用パッド１６ｂと配線１７ｂとが形成され、ビア用孔部６４には配線ビア部２１ａが形成され、スルーホール１３に充填された電解めっき部位６７が導電材料層１８となって表裏の導通がなされ、その端部が二酸化珪素膜１４と同一面となって電極パッド１９をなす（図９（Ｃ））。電解めっき部位６７と露出している下地導電薄膜６５の研磨は、例えば、化学的機械研磨（ＣＭＰ）等により行なうことができる。
次いで、上述の図８（Ｂ）〜図９（Ｃ）の工程と同様にして、電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃと、配線１７ｃを、表面が露出するように埋設して有する表面側二酸化珪素層１５ｃを、上記の表面側二酸化珪素層１５ｂ上に形成することができ、本発明の電気信号測定用治具１１を得ることができる（図９（Ｄ））。
【００４３】
尚、下地導電薄膜６５を、例えば、窒化チタン膜を介して形成した場合には、下地導電薄膜６５とともに窒化チタン膜も除去する。また、本発明の電気信号測定用治具は、上述のように、二酸化珪素膜１４や表面側二酸化珪素層１５ｃ上に窒化チタン膜等のバリアメタル層を備えるものであってもよく、このような形態の電気信号測定用治具を製造する場合には、下地導電薄膜６５のみを除去し、窒化チタン膜を残すようにする。
【００４４】
このような本発明の電気信号測定用治具の製造方法は、第２層目形成工程を必要な数繰り返すことにより、多層構造で小型の電気信号測定用治具を容易に製造することができる。また、各層の表面側二酸化珪素層１５ａ，１５ｂ，１５ｃに形成した複数の溝部６２に電解めっき部位６７を埋めるようにして電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、配線１７ａ，１７ｂ，１７ｃを形成するので、高精細な電気信号測定用パッド、配線の形成が可能である。また、スルーホール１３への導電材料層１８の形成と表面側二酸化珪素層１５ａ，１５ｂ，１５ｃへの電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、配線１７ａ，１７ｂ，１７ｃの形成を同時に行なうことができ、製造効率が高いものである。また、内径が１０〜１００μｍの微細なスルーホール１３を２０〜２００μｍ程度の狭ピッチで形成することができる。さらに、これらの微細なスルーホール内にも欠陥を生じることなく導電材料層１８を形成することができる。また、本発明では、無電解めっきによる膜形成が不可能な表面側二酸化珪素層１５ａ，１５ｂ，１５ｃ上に電気信号測定用パッドや配線を高精細パターンで形成することができる。
【００４５】
本発明の電気信号測定用治具の製造方法は、上述の実施形態に示されるものに限定されるものではない。例えば、電気信号測定用パッド６、表面側二酸化珪素層１５ｃに露出している電気信号測定用パッド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、表面側二酸化珪素層１５ｃに露出している配線１７ｃ、電極パッド９，１９に無電解めっきにより金薄膜、ニッケル薄膜等を形成してもよい。特に、上述のように、電気信号測定用パッド、配線、電極パッドの形成部位以外は、二酸化珪素膜４，１４や表面側二酸化珪素層５，１５ｃが露出するように作製した電気信号測定用治具では、二酸化珪素膜、表面側二酸化珪素層への無電解めっき用の触媒付与が困難である。したがって、マスクパターンを形成することなく、無電解めっき用の触媒を、電気信号測定用パッド、配線、電極パッドのみに付着させ、これらの部位のみに無電解めっきにより金薄膜、ニッケル薄膜等を形成することができる。
【実施例】
【００４６】
次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
厚み６２５μｍのシリコン基板を準備し、このシリコン基板の表面に熱酸化処理（１０５０℃、４０分間）を施して表面側二酸化珪素層（厚み２μｍ）を形成した。
次に、上記の表面側二酸化珪素層上にプラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜（厚み５μｍ）を成膜した。次いで、この窒化シリコン膜上に、ポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製  ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、電気信号測定用パッド・配線形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、ＣＦ4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化シリコン膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを専用剥離液で剥離し、窒化シリコンからなるマスクパターンを形成した。このマスクパターンは、直径が１００μｍである電気信号測定用パッド形成用の円形開口が２００μｍピッチで一列に１００個配列され、この配列が３ｍｍの距離を介して平行に２本形成されたものであった。また、配列された２列の円形開口からは、それぞれ反対方向（外側方向）に、幅１０μｍのライン状の開口が長さ１５ｍｍで連設されたものであった。
【００４７】
次に、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、マスクパターンから露出している表面側二酸化珪素層を、エッチングガスにＳＦ6を用いてドライエッチングして溝部を形成した。この溝部は、開口径が５０μｍの円形溝部と、これに連設された幅が１０μｍであるライン状溝部からなり、深さは約１μｍであった。
次に、アセトンを用いてマスクパターンを除去した後、表面側二酸化珪素層に形成した溝部を覆うように、再度、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜（厚み５μｍ）を成膜した。次いで、この窒化シリコン膜上に、ポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製  ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、スルーホール形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、ＣＦ4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化シリコン膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを専用剥離液で剥離し、窒化シリコンからなるマスクパターンを形成した。このマスクパターンは、上記のライン状の溝部の各先端部位に、直径が５０μｍである円形開口を有するものであり、各円形開口には、ライン状の溝部の端部が約１０μｍ露出したものであった。
【００４８】
次に、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、マスクパターンから露出している表面側二酸化珪素層と、その下のシリコン基板を、エッチングガスにＳＦ6を用いてドライエッチングしてスルーホールを形成した。このスルーホールは、一方の開口径が５５μｍであり、他方の開口径が５０μｍであるテーパー形状であり、２００μｍピッチで一列に１００個配列され、このスルーホールには、上記のライン状の溝部の端部が露出したものであった。
次に、アセトンを用いてマスクパターンを除去した。次いで、スルーホールが形成されたシリコン基板に熱酸化処理（１０５０℃、２０分間）を施して、スルーホール内壁面を含むシリコン基板の裏面に二酸化珪素膜を形成した。
次に、上記の表面側二酸化珪素層および二酸化珪素膜上に、ＭＯＣＶＤ法により窒化チタン膜を形成し、表面側二酸化珪素層側から蒸着法により銅薄膜（厚み０．２μｍ）を形成して下地導電薄膜とした。
【００４９】
次いで、シリコン基板の両面にドライフィルムレジスト（旭化成（株）製ＡＰＲ）をラミネートした。そして、表面側二酸化珪素層側のドライフィルムレジストを、上記の溝部とスルーホールを露出させるためのフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン（厚み１５μｍ）を形成した。また、他方の面のドライフィルムレジストを、電極パッド形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン（厚み１５μｍ）を形成した。
次に、これらのレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行なった。これにより、スルーホールを充填し、かつ、表面側二酸化珪素層に形成された溝部を埋めた電解めっき部位を形成した。
【００５０】
次いで、アセトンを用いてレジストパターンを除去し、その後、化学的機械研磨により、シリコン基板の両面に露出している電解めっき部位と下地導電薄膜、窒化チタン膜を除去し、スルーホール内と、溝部内のみに電解めっき部位を残した。これにより、図１、図２に示されるような本発明の電気信号測定用治具を得た。この電気信号測定用治具では、表面側二酸化珪素層に、直径５０μｍの円形状の電気信号測定用パッドが、表面を露出した状態で１５０μｍピッチで一列に１００個埋設され、この配列を３ｍｍの距離を介して平行に２本備え、各電気信号測定用パッドから外側に幅１０μｍのライン状の配線が表面を露出した状態で埋設され、これらの配線の先端はスルーホール内の導電材料層を介して裏面の電極パッドに接続されたものであった。電極パッドは、スルーホール内に充填された導電材料層の露出面であり、二酸化珪素膜と同一面をなす直径５０μｍの円形状であった。このような電極パッドは１５０μｍピッチで一列に５０個配列し、この列が３０ｍｍの距離を介して平行に２本形成された。
【００５１】
［実施例２］
実施例１と同様にして、本発明の電気信号測定用治具を作製し、これを基本構造体とした。
次に、この基本構造体の表面側二酸化珪素層上に、実施例１の表面側二酸化珪素層の形成と同様にして、第２の表面側二酸化珪素層を形成した。
次いで、実施例１と同様の方法で、第２の表面側二酸化珪素層に溝部を形成した。この溝部は、基本構造体が備える２列のスルーホール列よりも外側に位置するものであった。すなわち、開口径が５０μｍの円形溝部と、これに連設された幅が１０μｍであるライン状溝部からなり、深さは約１μｍであり、各円形溝部は２００μｍピッチで一列に１００個配列され、この配列が３０ｍｍの距離を介して平行に２本形成されたものであった。そして、ライン状溝部は、各円形溝部の外側方向に延設されたものであった。
【００５２】
次に、第２の表面側二酸化珪素層上に、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜（厚み５μｍ）を成膜した。次いで、この窒化シリコン膜上に、ポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製  ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、ビア形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、ＣＦ4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化シリコン膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを専用剥離液で剥離し、窒化シリコンからなるマスクパターンを形成した。次に、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、マスクパターンから露出している第２の表面側二酸化珪素層を、エッチングガスにＳＦ6を用いてドライエッチングしてビア用孔部を形成した。このビア用孔部は、開口径が６０μｍであり、基本構造体が備えている電気信号測定用パッドが露出するものであった。
【００５３】
次いで、実施例１と同様の方法で、２層からなる表面側二酸化珪素層とシリコン基板とを貫通するスルーホールを形成した。このスルーホールは、一方の開口径が６５μｍであり、他方の開口径が６０μｍであるテーパー形状であり、２００μｍピッチで一列に５０個配列された。このスルーホールは、第２の表面側二酸化珪素層に形成したライン状の溝部の端部が露出したものとなった。
次いで、シリコン基板に熱酸化処理（１０５０℃、２０分間）を施して、新たなスルーホールの内壁面に二酸化珪素膜を形成した。
次に、第２の表面側二酸化珪素層および二酸化珪素膜上に、ＭＯＣＶＤ法により窒化チタン膜を形成し、シリコン基板の片面にスパッタリング法により銅薄膜（厚み０．２μｍ）を形成して下地導電薄膜とした。
【００５４】
次いで、シリコン基板の両面にドライフィルムレジスト（旭化成（株）製ＡＰＲ）をラミネートした。そして、第２の表面側二酸化珪素層を備える面のドライフィルムレジストを、第２の表面側二酸化珪素層に形成した溝部とビア用孔部とスルーホールとを露出させるためのフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン（厚み１５μｍ）を形成した。また、他方の面のドライフィルムレジストを、電極パッド形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン（厚み１５μｍ）を形成した。
次に、これらのレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行なった。これにより、スルーホールを充填し、かつ、第２の表面側二酸化珪素層に形成された溝部とビア用孔部を埋めた電解めっき部位を形成した。
【００５５】
次いで、アセトンを用いてレジストパターンを除去し、その後、化学的機械研磨により、シリコン基板の両面に露出している電解めっき部位と下地導電薄膜、窒化チタン膜を除去し、スルーホール内と、溝部内、ビア用孔部内のみに電解めっき部位を残した。これにより、多層構造の本発明の電気信号測定用治具を得た。この電気信号測定用治具は、表面側二酸化珪素層に、直径１００μｍの円形状の電気信号測定用パッドを、表面を露出した状態で２００μｍピッチで一列に５０個埋設して備え、この配列を０．５ｍｍの距離を介して平行に２列備え、この外側に３０ｍｍの距離を介して平行に更に１列づつの電気信号測定用パッドを備えたものであった。また、４列の電気信号測定用パッド列のうち、外側の２列の各電気信号測定用パッドからは、外側方向に幅１０μｍのライン状の配線が表面を露出した状態で埋設され、これらの配線の先端はスルーホール内の導電材料層を介して裏面の電極パッドに接続されたものであった。電極パッドは、スルーホール内に充填された導電材料層の露出面であり、直径５０μｍの円形状であり、表面を二酸化珪素膜と同一面としたものであり、２００μｍピッチで一列に５０個配列したものである。この電極パッドの配列は、０．１ｍｍの距離を介して平行に２列存在し、この外側に３０ｍｍの距離を介して平行に更に１列づつの電極パッドが存在するものであった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、電子装置の検査用途に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の電気信号測定用治具の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示される電気信号測定用治具のＡ−Ａ線矢視の概略断面図である。
【図３】本発明の電気信号測定用治具の他の実施形態を示す平面図である。
【図４】図３に示される電気信号測定用治具のＢ−Ｂ線矢視の概略断面図である。
【図５】本発明の電気信号測定用治具の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図６】本発明の電気信号測定用治具の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図７】本発明の電気信号測定用治具の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図８】本発明の電気信号測定用治具の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図９】本発明の電気信号測定用治具の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【符号の説明】
【００５８】
１，１１…電気信号測定用治具
２，１２…シリコン基板
３，１３…スルーホール
４，１４…二酸化珪素膜
５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…表面側二酸化珪素層
６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…電気信号測定用パッド
７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ…配線
８，１８…導電層
９，１９…電極パッド
２０ａ，２０ｂ…導通ビア部
２１ａ，２１ｂ…配線ビア部
５２，６２…溝部
５５，６５…下地導電薄膜
５７，６７…電解めっき部位
６４…ビア用孔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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