(57)【要約】【課題】ウェハが大きい場合でも、その回路パターンの電気的な試験を高精度に行うことができ、且つ、コストダウンできるプローブカード及びその製造方法の提供を課題とする。【解決手段】本発明は、ウェハ１１上の回路パターン１２を電気的に試験するプローブカード１である。このプローブカード１は、試験用の回路パターン１３を有するセラミック基板１４と、このセラミック基板１４の表面に形成されると共に、セラミック基板１４の回路パターン１３に接続され、ウェハ１１上の回路パターン１２に接触可能な導電性を有する金属バンプ１５とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ（１１）上の回路パターン（１２）を電気的に試験するプローブカード（１）において、
試験用の回路パターン（１３）を有するセラミック基板（１４）と、
前記セラミック基板（１４）の表面に形成されると共に、前記回路パターン（１３）に接続され、前記ウェハ（１１）上の前記回路パターン（１２）に接触可能な導電性を有する金属バンプ（１５）と、を備えたプローブカード。
【請求項２】
前記セラミック基板（１４）は、積層された複数のセラミック層と、前記セラミック層間に形成された所定の回路とを有する請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
前記金属バンプ（１５）はメッキ層である請求項１又は２に記載のプローブカード。
【請求項４】
前記メッキ層はニッケルメッキ層（２４）である請求項３に記載のプローブカード。
【請求項５】
前記金属バンプ（１５）の表面に補強膜（１６）を有する請求項１から４のいずれかに記載のプローブカード。
【請求項６】
ウェハ（１１）上の回路パターン（１２）を電気的に試験するプローブカード（１）の製造方法において、
セラミック基板（１４）の表面に導電層（２１）を設け、
前記銅箔（２１）のエッチング処理によって試験用の回路パターン（１３）を形成し、
前記セラミック基板（１４）の前記回路パターン（１３）の表面にレジスト材（２２）を設け、
前記レジスト材（２２）にエッチング処理によってバンプ用の穴（２３）を設け、
前記穴（２３）内にメッキ処理によって導電性を有する金属（２４）を充填し、
前記金属（２４）の周囲の前記レジスト材（２２）をエッチング処理によって除去することにより、
前記セラミック基板（１４）の前記回路パターン（１３）の表面に前記金属のバンプ（１５）を形成するプローブカードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ上の回路パターンを電気的に試験するプローブカード及びその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハ上の回路パターンを電気的に試験する場合、プローブカードが用いられている。このプローブカードは、基板上に試験用の回路パターンが設けられている。また、この回路パターンには、ウェハ上の回路パターンに接触可能な多数の端子が接続されている。この端子は、基板上に設けられている。
【０００３】
従来、プローブカードの基板には、樹脂製の基板が用いられていた。また、プローブカードには、針状の端子が用いられていた。この針状の端子は、基板から斜めに突出して設けられている。このように針状の端子を基板に対して斜めに突出させることにより、針状の端子がウェハに接触したときに弾性変形可能になる。
【０００４】
樹脂製の基板は、熱膨張係数が大きいため、試験中の熱変形量が大きくなる。このように基板の熱変形量が大きい場合には、ウェハとプローブカード間の間隔の誤差が大きくなるが、弾性変形可能な針状の端子を用いることにより、その誤差を吸収することができる。
【０００５】
しかし、プローブカードに針状の端子を用いた場合、多数の針状の端子を基板に一個ずつ取り付けなければならないので、その取り付け作業が面倒で作業工数が増大する。そこで、針状の端子に代えて金属バンプを端子としたプローブカードが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１７４０７８号公報
【特許文献２】特開２０００−１２７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の金属バンプを端子としたプローブカードは、熱変形量が大きい樹脂製の基板を用いていたので、試験中に基板とウェハとの間隔が変化するという問題があった。
【０００７】
このように基板とウェハとの間隔が変化すると、基板上の金属バンプとウェハの回路パターンとの接触状態が不安定になり、試験精度が低下する。そのため、従来の金属バンプを端子として用いたプローブカードは、主に小さなウェハの電気的な試験を行う際に使用され、大きなウェハを試験するには不向きであった。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、大きなウェハの電気的な試験を高精度に行うことができ、且つ、コストダウンが可能なプローブカード及びその製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
【００１０】
すなわち、本発明は、ウェハ上の回路パターンを電気的に試験するプローブカードにおいて、試験用の回路パターンを有するセラミック基板と、前記セラミック基板の表面に形成されると共に、前記回路パターンに接続され、前記ウェハ上の前記回路パターンに接触可能な導電性を有する金属バンプと、を備えた。
【００１１】
本発明では、基板に熱膨張係数の小さなセラミックを用いている。そのため、基板を大きくした場合でも、その熱変形量が小さくなる。また、セラミックの熱膨張係数とウェハの熱膨張係数とは略同一である。
【００１２】
従って、大きなウェハ上の回路パターンを電気的に試験する際に、セラミック基板とウェハとの間隔を略一定に保持できるので、セラミック基板上の金属バンプとウェハ上の回路パターンとの電気的な接触状態が安定する。
【００１３】
ここで、前記セラミック基板は、積層された複数のセラミック層と、前記セラミック層間に形成された所定の回路とで構成できる。
【００１４】
また、前記金属バンプはメッキ層で形成できる。前記金属バンプとしては、ニッケルメッキ層を例示できる。また、前記金属バンプの表面に、補強膜を形成できる。
【００１５】
また、本発明は、ウェハ上の回路パターンを電気的に試験するプローブカードの製造方法において、セラミック基板の表面に導電層を設け、前記導電層のエッチング処理によって試験用の回路パターンを形成し、前記セラミック基板の前記回路パターン上にレジスト材を設け、エッチング処理によって前記レジスト材にバンプ用の設け、メッキ処理によって前記穴内に導電性を有する金属を充填し、エッチング処理によって前記金属の周囲の前記レジスト材を除去することにより、前記セラミック基板の前記回路パターン上に前記金属のバンプを形成する。
【００１６】
本発明では、セラミック基板上にメッキ処理及びエッチング処理によって金属バンプを形成するので、多数の金属バンプを同時に形成できる。
【００１７】
なお、以上述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明では、熱膨張係数の小さなセラミック基板が使用され、このセラミック基板に多数の金属バンプが設けられている。そのため、セラミック基板を大きくした場合でも、その熱変形量が小さくなる。更に、セラミック基板の熱膨張係数とウェハの熱膨張係数とは、略同一である。
【００１９】
従って、大きなウェハ上の回路パターンを電気的に試験する際に、セラミック基板とウェハとの間隔を略一定に保持できるので、セラミック基板の表面の金属バンプとウェハ上の回路パターンとの電気的な接触状態が安定する。これにより、大きなウェハ上の回路パターンを高精度で試験できる。
【００２０】
また、本発明では、金属バンプをメッキ処理及びエッチング処理によって形成するので、多数の金属バンプを一度に形成できる。従って、コストダウンが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付した図１から図９に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るプローブカード１を示す。このプローブカード１は、ウェハ１１上の回路パターン１２を電気的に試験するものである。プローブカード１は、試験用の回路パターン１３を有するセラミック基板１４と、このセラミック基板１４の表面に形成されると共に、回路パターン１３に接続され、上記ウェハ１１上の回路パターン１２に接触可能な導電性を有する金属バンプ１５とを備えている。
【００２３】
次に、上記の各構成について詳細に説明する。ウェハ１１は、比較的大きく形成されている。本実施形態では、ウェハ１１の直径が２００ｍｍである。このウェハ１１上には、多数のチップの回路パターン１２が形成されている。本実施形態では、ウェハ１１上に複数チップ分の回路パターン１２が形成されている。
【００２４】
上記のセラミック基板１４は、複数のセラミック層が積層されている。そして、セラミック層間に所定の回路パターン（図示せず）が設けられている。また、本例では、セラミック基板１４が１２０〜１５０ｍｍの四角形に形成されている。このセラミック基板１４の両面は研磨されている。
【００２５】
セラミック基板１４の表面に設けられた回路パターン１３は、セラミック層間の回路パターン（図示せず）に接続されている。このセラミック基板１４の回路パターン１３に接続された金属バンプ１５は、略円錐台形に形成されている。本例では、金属バンプ１５の上端面の直径ｄが３０ηｍ、高さｈが５０ηｍ、金属バンプ１５同士の間隔ｂが１００〜２００ηｍに形成されている。
【００２６】
この金属バンプ１５は、メッキ層によって形成されている。本例では、金属バンプ１５が、無電解メッキ処理によるニッケルメッキ層２４によって形成されている。また、金属バンプ１５の表面には、金メッキ層等の補強膜１６が設けられている。なお、補強膜１６は、省略することもできる。
【００２７】
また、金属バンプ１５は、ウェハ１１上に形成された複数のチップを一度に試験可能な数だけ設けられている。本例では、チップ１個あたり８０〜１００個の金属バンプ１５が設けられている。従って、プローブカード１には、金属バンプ１５が２０００〜３０００個設けられている。
【００２８】
次に、このプローブカード１の製造方法を説明する。ここでは、まず、図２に示すように、セラミック基板１４の表面に、熱圧着などによって銅箔等の導電層２１を貼り付ける。この導電層２１は、厚さが１００ηｍ以下のものを使用する。
【００２９】
次に、導電層２１をエッチング処理することにより、回路パターニングを行う。これによって、図３に示すように、セラミック基板１４上に所定の回路パターン１３が形成される。
【００３０】
次に、図４に示すように、セラミック基板１４の回路パターン１３が設けられた側の表面に、レジスト材２２を塗布する。次に、エッチング処理によってレジスト材２２に所定の直径を有する穴２３を設ける。この穴２３は、金属バンプ１５の直径、数及び位置に合わせて形成する。
【００３１】
次に、図５に示すように、レジスト材２２の穴２３内に、無電解メッキ処理によってニッケルメッキ層２４を充填する。このニッケルメッキ層２４は、レジスト材２２の表面より突出させる。続いて、図６に示すように、ニッケルメッキ層２４のレジスト材２２より突出した部分を研磨によって除去する。
【００３２】
次に、図７に示すように、ニッケルメッキ層２４の周囲のレジスト材２２を、エッチング処理によって除去する。この後、トリミング処理を行い、ニッケルメッキ層２４の形状を円錐台形とする。
【００３３】
次に、図８に示すように、円錐台形のニッケルメッキ層２４上に、メッキ処理によって補強膜１６を形成する。これによって、円錐台形の金属バンプ１５が形成される。このように、メッキ処理及びエッチング処理によって、２０００〜３０００個の金属バンプ１５を一度に形成できる。
【００３４】
図９は、このプローブカード１を適用した試験装置３０を示す。この試験装置３０は、ウェハ１１を保持するウェハ保持台３１と、金属製ヘッドホルダー３３にろう付けされたセラミック基板１４と、高精度に加工された低膨張係数の金属製ヘッドホルダー３３と、プローブカード１の変形を防止するウェイト３４と、プローブカード１に取り付けられたコネクタ３５とを備えている。コネクタ３５から延びる電線３６は、外部の計測器（図示せず）に接続されている。
【００３５】
この試験装置３０を用いてウェハ１１の電気的な試験を行う際には、プローバ保持台３２を降下させる。そして、プローブカード１の全ての金属バンプ１５を、ウェハ１１の回路パターン１２に電気的に接触させる。これにより、ウェハ１１上の全ての回路パターン１２の電気的な試験を一度に行うことができる。
【００３６】
すなわち、本発明に係るプローブカード１は、導電性を有する金属バンプ１５が多数設けられ、金属バンプ１５は、セラミック基板１４に設けられた回路パターン１３，セラミック層間の回路パターン、コネクタ３５，電線３６を通して外部の計測器等と電気的に接続されている。従って、金属バンプ１５をウェハ１１上の回路パターン１２に接触させて電気を流すことにより、回路パターン１２の電気的検査を行うことができる。
【００３７】
セラミック基板１４は、従来の樹脂製の基板に比べて熱膨張係数が非常に小さいので、セラミック基板１４を大きくした場合でも、その熱変形量が小さくなる。また、金属バンプ１５は、メッキ処理及びエッチング処理によって形成されるので、一度に多数の金属バンプ１５を形成できる。
【００３８】
つまり、本発明のプローブカード１は、熱膨張係数が小さなセラミック基板１４を用いているので大型にできる。また、セラミック基板１４上に、例えば２８８０〜３０００個の多数の金属バンプ１５を簡単に設けることができる。
【００３９】
このように、大型のプローブカード１を用いることによって、例えば３６個程度の多数のチップが設けられた大きなウェハ１１の電気的な試験を行うことができる。この場合、セラミック基板１４の熱変形量が小さいので、セラミック基板１４とウェハ１１との間隔が一定に保持される。
【００４０】
これにより、セラミック基板１４上の各金属バンプ１５と、ウェハ１１上の回路パターン１２との電気的な接触状態が安定するので、ウェハ１１の電気的な試験を高精度に行うことができる。
【００４１】
また、本発明のプローブカード１の製造方法では、多数の金属バンプ１５を一度に形成できるので、コストダウンが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態に係るプローブカードを示す断面図である。
【図２】実施形態に係るプローブカードの製造方法を説明する断面図である。
【図３】実施形態に係るプローブカードの製造方法を説明する断面図である。
【図４】実施形態に係るプローブカードの製造方法を説明する断面図である。
【図５】実施形態に係るプローブカードの製造方法を説明する断面図である。
【図６】実施形態に係るプローブカードの製造方法を説明する断面図である。
【図７】実施形態に係るプローブカードの製造方法を説明する断面図である。
【図８】実施形態に係るプローブカードの製造方法を説明する断面図である。
【図９】実施形態に係るプローブカードを用いた試験装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    プローブカード
１１    ウェハ
１２    ウェハの回路パターン
１３    セラミック基板の回路パターン
１４    セラミック基板
１５    金属バンプ
１６    金メッキ層
２１    導電層
２２    レジスト材
２３    穴
２４    ニッケルメッキ層
３０    試験装置
３１    ウェハ保持台
３２    プローバ保持台
３３    金属製ヘッドホルダー
３４    ウェイト
３５    コネクタ
３６    電線
【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】
2005164480.tif 000009
【図８】
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【図９】
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