(57)【要約】【課題】  シリコン基板の変形を抑制することができるプローブカードを提供することを目的とする。【解決手段】  コンタクトプローブ４を保持するコンタクト基板３を、ヤング率が比較的高い（１１１）の面方位で切り出すことにより形成する。このように、面方位が（１００）の場合よりもヤング率が高い（１１１）の面方位で切り出したシリコン基板をコンタクト基板３として用いることにより、コンタクト基板３の撓みを小さくして変形を抑制することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査対象の電極に接触し得る電気接触子を、（１１１）の面方位で切り出されたシリコン基板上に配置したことを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
上記シリコン基板の基板面上には、複数の配線が絶縁膜を挟んで積層された多層配線が形成され、
上記電気接触子が、上記多層配線と電気的に接続され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカードに係り、更に詳しくは、電気接触子を保持するシリコン基板の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハなどの被検査対象の電極にコンタクトプローブを電気的に接続させ、被検査対象の電気的特性を検査するためのプローブカードが知られている（例えば、特許文献１）。コンタクトプローブを保持する基板としては、例えば、薄板状に形成されたシリコン基板が用いられる。シリコン基板を用いることにより、熱膨張率を被検査対象と整合させることができるので、被検査対象とコンタクトプローブとの接触位置がずれるのを防止できる。
【特許文献１】特開２０００−３２１３０２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、コンタクトプローブを保持する基板として、薄板状のシリコン基板を用いた場合には、強度が低下して変形しやすいという問題がある。シリコン基板の強度を向上させるために、シリコン基板の表面に補強板を取り付けることも考えられるが、厚みの大きい補強板を取り付けた場合には、補強板とシリコン基板との熱膨張率の差異に基づいて、高温下で使用した場合にシリコン基板に応力が生じて変形してしまうといった問題がある。
【０００４】
試行錯誤の結果、本願発明者は、シリコン基板の面方位に着目するに至った。プローブカードに用いられるシリコン基板の基板面は、一般的に（１００）の面方位で切り出されている。シリコン基板を適切な面方位で切り出せば、シリコン基板の強度を向上させて変形を抑制することが可能となり、補強板を薄くするか又は省略することができるので、厚みの大きい補強板を取り付ける場合のような熱膨張率の問題を防止できる。
【０００５】
特許文献１に開示されているプローブカードでは、基板の表面にシリコンからなる６μｍ程度の非常に薄い単結晶体層を形成し、その面方位を（１１１）としているが、これは基板の変形を抑制するためのものではなく、このような非常に薄いシリコン膜の表面を（１１１）の面方位にしたとしても基板の変形を抑制することは困難である。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、シリコン基板の変形を抑制することができる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】
【０００７】
第１の本発明によるプローブカードは、被検査対象の電極に接触し得る電気接触子を、（１１１）の面方位で切り出されたシリコン基板上に配置して構成される。
【０００８】
このような構成により、電気接触子を保持するシリコン基板を、ヤング率が比較的高い（１１１）の面方位で切り出すことができる。このように、面方位が（１００）の場合よりもヤング率が高い（１１１）の面方位でシリコン基板を切り出すことにより、シリコン基板の強度を向上させて変形を抑制することができる。シリコン基板の強度が向上すれば、補強板を薄くするか又は省略することができるので、厚みの大きい補強板を取り付ける場合のような熱膨張率の問題を防止できる。
【０００９】
第２の本発明によるプローブカードにおいて、上記シリコン基板の基板面上には、複数の配線が絶縁膜を挟んで積層された多層配線が形成され、上記電気接触子が、上記多層配線と電気的に接続されている。
【００１０】
このような構成により、基板面上に多層配線が形成されたシリコン基板の変形を抑制することができる。すなわち、基板面上に多層配線が形成されたような構成では、シリコン基板に応力が生じて変形しやすくなるが、本発明のように面方位が（１００）の場合よりもヤング率が高い（１１１）の面方位でシリコン基板を切り出すことにより、シリコン基板の変形を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、面方位が（１００）の場合よりもヤング率が高い（１１１）の面方位でシリコン基板を切り出すことにより、シリコン基板の強度を向上させて変形を抑制することができる。基板面上に多層配線が形成されたような構成の場合には、シリコン基板に応力が生じて変形しやすくなるので、面方位が（１００）の場合よりもヤング率が高い（１１１）の面方位でシリコン基板を切り出すことにより、シリコン基板の変形を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態によるプローブカード１の一例を示した図であり、（ａ）は、被検査対象としてのシリコンウエハ２とのコンタクト前の状態を示した側面図、（ｂ）はコンタクト基板３の断面図を示している。このプローブカード１は、平板状に形成された薄いシリコン基板からなるコンタクト基板３を備え、コンタクト基板３の下面３１に電気接触子としてのコンタクトプローブ４を保持している。
【００１３】
コンタクト基板３の下面３１及び上面３２は、それぞれ平坦な基板面であり、下面３１上に多層配線３３が形成されている。具体的には、コンタクト基板３の下面３１に２層以上の配線が互いに一定間隔を隔てて積層されるとともに、各層の配線間に絶縁膜が形成されることにより、下面３１上に多層配線３３が形成されている。コンタクト基板３の上面３２には、コンタクト基板３の反りを抑制するための板状の反り抑制部材３４が形成されている。
【００１４】
コンタクト基板３の下面３１には、プローブ支持板３７が取り付けられ、このプローブ支持板３７の下面の中央部に多数のコンタクトプローブ４が片持ち支持されている。多数のコンタクトプローブ４は２列に整列配置され、各列のコンタクトプローブ４が、図１における前後方向に沿って互いに一定間隔を隔てて整列している。各コンタクトプローブ４は、コンタクト基板３の下面３１に形成された多層配線３３に電気的に接続されている。
【００１５】
コンタクト支持板３７の下面の周縁部には、各コンタクトプローブ４に対応する多数の電極パッド３５が形成されている。これらの電極パッド３５は、多層配線３３を介して各コンタクトプローブ４に電気的に接続されている。これにより、多層配線３３は、電極パッド３５を配置する領域を確保するためにコンタクトプローブ４から配線を引き出す役割を果たしている。
【００１６】
コンタクト基板３の上方には、ガラスエポキシ製のメイン基板６がコンタクト基板３に対して一定間隔を隔てて対向するように配置されており、このメイン基板６によりコンタクト基板３が上下動可能に保持されている。メイン基板６の上面には、板状の補強板６１が形成されている。多層配線３３の下面には、コンタクト基板４とメイン基板６とを電気的に接続するための配線の一例として、複数のフレキシブル基板７の一端部が取り付けられている。各フレキシブル基板７の他端部は、メイン基板６の下面に取り付けられている。
【００１７】
各フレキシブル基板７の配線は、いわゆるワイヤボンディングにより、対応する電極パッド３５に接続されている。これにより、各コンタクトプローブ４が、多層配線３３、電極パッド３５及びフレキシブル基板７を介して、メイン基板６と電気的に接続される。したがって、メイン基板６をテスター装置（図示せず）に取り付けることにより、テスター装置と各コンタクトプローブ４とを電気的に接続することができる。
【００１８】
検査時には、シリコンウエハ２が、半導体集積回路の電極２１が形成されている面を上にして可動テーブル５上に載置される。そして、可動テーブル５を水平面内で移動又は回転させ、コンタクトプローブ４及びシリコンウエハ２の位置合わせを行った後に、可動テーブル５を上昇させてコンタクトプローブ４をシリコンウエハ２にコンタクトさせる。このとき、シリコンウエハ２に形成されている電極２１の高さのずれ等によって、一部のコンタクトプローブ４だけが電極２１に接触した状態となる。その後、コンタクトプローブ４が更に押し付けられることにより、いわゆるオーバードライブが行われ、すべてのコンタクトプローブ４がシリコンウエハ２の電極２１に接触した状態で、テスター装置による上記集積回路の電気的特性の検査が行われる。
【００１９】
図２は、シリコンの結晶構造について説明するための図であり、（ａ）は、シリコンの結晶構造を示した斜視図、（ｂ）は、立方晶系格子において面方位が（１１１）の面を表した図である。図２（ｂ）において、<１００>、<０１０>、<００１>、<１１０>、<１１１>は、それぞれＸ−Ｙ−Ｚ座標系の原点を基点とする方位を表しており、面方位が（１１１）の面にはハッチングを施して示している。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、シリコンの結晶構造は、いわゆるダイヤモンド構造からなり、最隣接原子数が４個、第２隣接原子数が１２個である。このような結晶構造を有するシリコン単結晶を種結晶としてシリコン溶液に浸し、そのシリコン単結晶の面方位が（１１１）となる面の法線方向である<１１１>の方位に引き上げることにより、ＣＺ法（チョクラルスキー法）でインゴットを製造する。このようにして製造された円柱状のインゴットを軸線方向に対して直交する方向にスライスすれば、図２（ｂ）に示すように、（１１１）の面方位で切り出されたシリコン基板を得ることができる。
【００２１】
本実施の形態では、上記のようにして形成された面方位が（１１１）の切断面からなるシリコン基板をコンタクト基板３として用いている。これにより、コンタクト基板３の下面３１及び上面３２の面方位は、それぞれ（１１１）とされている。このようにして形成されたコンタクト基板３は、シリコン単結晶を主たる材料としており、このコンタクト基板３自体の表面である下面３１及び上面３２の面方位が、それぞれ（１１１）となる。このコンタクト基板３の下面３１に多層配線３３を形成するとともに、上面３２に反り抑制部材３４を形成することにより、プローブカード１内部に（１１１）の面方位からなる基板面が形成される。
【００２２】
ここで、面方位が（１００）の表面を有するシリコン材料のヤング率は１３１ＧＰａであるのに対して、面方位が（１１１）の表面を有するシリコン材料のヤング率は１８８ＧＰａであり、面方位が（１１１）の場合の方が（１００）の場合よりもヤング率が高い。ヤング率が高い材料ほど硬く、撓みにくいので、（１１１）の面方位で切り出したシリコン基板をコンタクト基板３として用いることにより、コンタクト基板３の強度を向上させて変形を抑制することができる。このように強度が向上されたコンタクト基板３を用いる場合には、面方位が（１００）のシリコン基板を用いる場合よりも、反り抑制部材３４を薄くすることができるので、厚みの大きい反り抑制部材を取り付ける場合のような熱膨張率の問題を防止できる。ただし、反り抑制部材３４は省略されてもよい。
【００２３】
また、本実施の形態のように、コンタクト基板３の基板面３１上に多層配線３３が形成されたような構成では、コンタクト基板３に応力が生じて変形しやすくなるが、面方位が（１００）の場合よりもヤング率が高い（１１１）の面方位で切り出したシリコン基板をコンタクト基板３として用いることにより、コンタクト基板３の変形を効果的に抑制することができる。
【００２４】
本実施の形態では、コンタクト基板３の下面３１に多層配線３３を介してコンタクトプローブ４を保持するような構成について説明したが、このような構成に限らず、コンタクト基板３の下面３１にコンタクトプローブ４が直接取り付けられたような構成であってもよい。
【００２５】
図１では、プローブカード１がシリコンウエハ２に対して上方から接触するような構成について説明したが、このプローブカード１は、コンタクトプローブ４が形成されている基板面が上方を向いた状態、すなわち図１に対して上下を逆転させた状態で使用することも可能である。
【００２６】
また、本実施の形態では、被検査対象の一例としてのシリコンウエハ２にプローブカード１を接触させる場合について説明したが、このプローブカード１は、シリコンウエハ２などの半導体集積回路に限らず、他の半導体装置の電極に接触させて使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態によるプローブカード１の一例を示した図であり、（ａ）は、被検査対象としてのシリコンウエハ２とのコンタクト前の状態を示した側面図、（ｂ）はコンタクト基板３の断面図を示している。
【図２】シリコンの結晶構造について説明するための図であり、（ａ）は、シリコンの結晶構造を示した斜視図、（ｂ）は、立方晶系格子において面方位が（１１１）の面を表した図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  プローブカード
２  シリコンウエハ
３  コンタクト基板
４  コンタクトプローブ
５  可動テーブル
６  メイン基板
７  フレキシブル基板
２１  電極
３１  下面
３２  上面
３３  多層配線
３４  反り抑制部材
３５  電極パッド
３７  プローブ支持板
６１  補強板
【図１】
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【図２】
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