(57)【要約】【課題】  絶縁基体と内部配線層との間のセパレーションを防止できるプローブカード用セラミック配線基板を提供する。【解決手段】  ムライト質焼結体は前記内部配線層の周囲の少なくとも一部に存在する第１の領域と該第１の領域以外の第２の領域とを有し、Ｘ線回折にて測定したとき、前記第１の領域におけるムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度比が０．４以上であるとともに、前記第２の領域におけるムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度比が０．３以下である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ムライト質焼結体からなる絶縁基体の内部に、銅を４０〜６０体積％と、タングステンまたはモリブデンの少なくとも一方を４０〜６０体積％とを含有する内部配線層を備えているプローブカード用セラミック配線基板であって、
前記ムライト質焼結体は前記内部配線層の周囲の少なくとも一部に存在する第１の領域と該第１の領域以外の第２の領域とを有し、
Ｘ線回折にて測定したとき、前記第１の領域におけるムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度の比が０．４以上であるとともに、前記第２の領域におけるムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度の比が０．３以下であることを特徴とするプローブカード用セラミック配線基板。
【請求項２】
前記第１の領域が前記内部配線層の周囲全体を取り巻くように存在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セラミック配線基板。
【請求項３】
前記絶縁基体が前記ムライト質焼結体からなるセラミック絶縁層を複数積層して構成されているとともに、前記第１の領域を含む前記セラミック絶縁層が他の前記セラミック絶縁層よりもアルミナを多く含んでおり、前記第１の領域を含む前記セラミック絶縁層をＸ線回折にて測定したときのムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度比が０．４以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のプローブカード用セラミック配線基板。
【請求項４】
前記第１の領域を含む前記セラミック絶縁層の平均厚みが、他の前記セラミック絶縁層の平均厚みの１０〜３０％の厚みであることを特徴とする請求項３に記載のプローブカード用セラミック配線基板。
【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セラミック配線基板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ものとして、半導体ウェハの状態のまま同時に多数の半導体素子の電気特性を一括して検査することができるプローブカードが知られている。
【０００４】
このプローブカードは、ムライト質焼結体からなる絶縁基体の主面および内部にタングステンまたはモリブデンあるいはこれらの合金からなる微細な配線が形成されてなる配線基板と、この配線基板の表面に精度よく配置された複数のプローブピンと呼ばれる探針（測定端子）とを含んでおり、このプローブピンを多数の半導体素子の端子にあてて、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（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９８０４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、プローブカード用配線基板を構成する絶縁基体にムライト質焼結体を用い、配線としてタングステンまたはモリブデンあるいはこれらの合金を用いると、ムライト焼結体の熱膨張係数（３〜４ｐｐｍ／℃）と、タングステンまたはモリブデンとの熱膨張係数（１０ｐｐｍ／℃以上）との差が大きいために、焼成後において、プローブカード用配線基板の内部における絶縁基体と内部配線層との間にセパレーションが発生するという問題があった。
【０００７】
従って、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、焼成後において、絶縁基体と内部配線層との間のセパレーションを防止できるプローブカード用セラミック配線基板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】
【０００８】
本発明のプローブカード用セラミック配線基板は、ムライト質焼結体からなる絶縁基体の内部に、銅を４０〜６０体積％と、タングステンまたはモリブデンの少なくとも一方を４０〜６０体積％とを含有する内部配線層を備えているプローブカード用セラミック配線基板であって、前記ムライト質焼結体は前記内部配線層の周囲の少なくとも一部に存在する第１の領域と該第１の領域以外の第２の領域とを有し、Ｘ線回折にて測定したとき、前記第１の領域におけるムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度の比が０．４以上であるとともに、前記第２の領域におけるムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度の比が０．３以下であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のプローブカード用セラミック配線基板では、前記アルミナが多く含まれているムライト粒子が前記内部配線層の周囲を取り巻くように存在していることが望ましい。
【００１０】
また、本発明のプローブカード用セラミック配線基板では、前記第１の領域が前記内部配線層の周囲全体を取り巻くように存在していることが望ましい。
【００１１】
また、本発明のプローブカード用セラミック配線基板では、前記絶縁基体が前記ムライト質焼結体からなるセラミック絶縁層を複数積層して構成されているとともに、前記第１の領域を含む前記セラミック絶縁層が他の前記セラミック絶縁層よりもアルミナを多く含んでおり、前記第１の領域を含む前記セラミック絶縁層をＸ線回折して測定したときのムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度比が０．４以上であることが望ましい。
【００１２】
また、本発明のプローブカード用セラミック配線基板では、前記第１の領域を含む前記セラミック絶縁層の平均厚みが、他の前記セラミック絶縁層の平均厚みの１０〜３０％の厚みであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、絶縁基体と内部配線層との間のセパレーションを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のプローブカード用セラミック配線基板の第１の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用セラミック配線基板の第２の実施形態の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明のプローブカード用セラミック配線基板の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。図１は本発明のプローブカード用セラミック配線基板の第１の実施形態を示す概略断面図である。図１に示すプローブカード用セラミック配線基板は、ムライト粒子を主結晶粒子とする焼結体からなる絶縁基体１１と、絶縁基体１１の内部に形成された低抵抗金属および高融点金属を主成分として含む複合導体からなる内部配線層１２と、絶縁基体１１の表面に形成された表面配線層１３とを備えており、その絶縁基体１１の内部における内部配線層１２同士または内部配線層１２と表面配線層１３とを電気的に接続するビアホール導体１４とを有している。
【００１６】
絶縁基体１１は複数のセラミック絶縁層１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ（以下、１１ａ〜ｄと表す。）からなるもので、それぞれのセラミック絶縁層１１ａ〜ｄはムライトを主成分とする焼結体（ムライト質焼結体）により形成されている。
【００１７】
セラミック絶縁層１１ａ〜ｄであるセラミック焼結体がムライト質焼結体であると、セラミック絶縁層１１ａ〜ｄの熱膨張係数（室温〜３００℃）を３．３〜４．３×１０−６／℃の範囲にできる。これにより、本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板１は、熱負荷試験時において、プローブカード用セラミック配線基板１に設けられた測定端子とＳｉウエハの表面に形成された測定パッドとの位置ずれが無く、電気特性の検査に好適に使用できるものとなる。
【００１８】
セラミック絶縁層１１ａ〜ｄとなっているムライト質焼結体を構成するムライトは粒子
状または柱状の結晶として存在している。本発明においてムライトの平均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、好適なムライトの平均粒径の範囲が選ばれる。この場合、ムライトの平均粒径は１．０〜５．０μｍ、特に１．７〜２．５μｍであることが望ましい。
【００１９】
ここで、本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板は、ムライト質焼結体が内部配線層１２の周囲の少なくとも一部に存在する第１の領域１１Ａと、第１の領域１１Ａ以外の第２の領域１１Ｂとを有している。
【００２０】
また、このムライト質焼結体は、Ｘ線回折にて測定したとき、第１の領域１１Ａにおけるムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度の比が０．４以上であるとともに、第２の領域１１Ｂにおけるムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度の比が０．３以下であることを特徴とする。これにより焼成後において、絶縁基体１１と内部配線層１２との間に、絶縁基体１１と内部配線層１２との間の熱膨張係数を有する焼結体が第１の領域１１Ａとして形成されるために、絶縁基体１１と内部配線層１２との間の熱膨張係数の差を緩和することができる。その結果、絶縁基体１１と内部配線層１２との間のセパレーションを防止できる。
【００２１】
また、本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板では、第１の領域１１Ａが内部配線層１２の周囲全体を取り巻くように存在していることが望ましい。この場合、耐熱試験後においても絶縁基体１１と内部配線層１２との間のセパレーションの発生を抑制することができる。
【００２２】
これに対して、ムライト質焼結体をＸ線回折にて測定したとき、第１の領域１１Ａにおけるムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度の比が０．４よりも低く、第２の領域１１Ｂにおけるムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度の比と同等である場合には、焼成後に、絶縁基体１１と内部配線層１２との間のセパレーションが発生し易くなる。
【００２３】
なお、第１の領域１１Ａおよび第２の領域１１Ｂにおけるムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度の比がいずれも高く、例えば、０．６以上であるような場合には、絶縁基体１１の熱膨張係数が５×１０−６／℃よりも大きくなり、低熱膨張の絶縁基体１１を得ることができなくなる。
【００２４】
この場合、内部配線層１２の周囲の一部に存在するアルミナが多く含まれている第１の領域１１Ａの確認は、この第１の領域１１ＡにＸ線を当てて結晶相を同定して行う。
【００２５】
また、セラミック絶縁層１１ａ〜ｄであるムライト質焼結体は、ムライト主結晶相と、この主結晶相間に形成された粒界相とからなるが、焼結助剤としてＭｎを含有していることが、１３８０℃〜１４２０℃での低温でムライトを焼結させる観点から望ましい。このとき、Ｍｎは、焼結後に粒界相に存在する残留ガラス相の中に存在してもよいが、プローブカード用セラミック配線基板の耐薬品性ならびに基板強度向上の観点からＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２として存在することが好ましい。さらに、Ｍｎ以外の他の成分として、ＴｉおよびＭｇの中から選ばれる少なくとも１種が、耐薬品性、基板強度、密度等の特性を損なわない程度含有されていてもよい。このとき、ムライトの（２１０)面のＸ線回折強度
を１００％としたときに、Ｍg２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８の(２２２)面のＸ線回折強度が０．
２〜０．７％であり、Ｍｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２の(４２０)面のＸ線回折強度が０．２〜０．７％であり、ＭｎＡｌ２Ｏ４及びＭｇＡｌ２Ｏ４を実質的に含有していないセラミック焼結体からなることが望ましい。これにより耐薬品性試を向上させることができる。こ
こで、セラミック焼結体がＭｎＡｌ２Ｏ４およびＭｇＡｌ２Ｏ４を含有していないというのは、Ｘ線回折を行ったときに、Ｘ線回折図上において、ＭｎＡｌ２Ｏ４およびＭｇＡｌ２Ｏ４のそれぞれのメインピークの回折強度がＸ線回折パターンのノイズレベル以下のものをいう。
【００２６】
一方、ムライト質焼結体が焼結助剤としてＳｉを主成分とするガラスを用いて形成され、そのセラミック焼結体の粒界にＳｉを主成分とするガラス（非晶質部）が多く存在するような場合には耐薬品性が大きく低下することになる。このため本発明ではムライト質焼結体の耐薬品性を高めるために、粒界に耐薬品性に優れた結晶相を多く析出させている。
【００２７】
例えば、粒界にＳｉを主成分とするガラスが存在するようなムライト質焼結体を４０質量％水酸化カリウム水溶液に５時間浸漬したときには、ガラス成分の溶出が起こるのに対して、粒界にＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２が析出したムライト質焼結体では、水酸化カリウム水溶液に対して溶出を大きく抑えられる。
【００２８】
本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板を構成する内部配線層１２は、銅が４０〜６０体積％、Ｍｏ、Ｗのうちの少なくとも１種が４０〜６０体積％となる組成を有する複合導体で構成されている。
【００２９】
ムライト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、高融点金属であるタングステン（Ｗ）が挙げられるが、タングステン（Ｗ）からなる内部配線層１２は電気抵抗値が高い。一方、銅（Ｃｕ）などの低抵抗金属はムライトを主成分とするセラミック焼結体の焼成温度よりもかなり融点が低いため、低抵抗金属である銅のみをムライトを主成分とするセラミック焼結体と同時焼成することはできない。そこで、内部配線層１２を銅およびタングステンの複合導体とすることで、銅単体に比べると電気抵抗値は多少上がってしまうものの、後述する１３８０℃〜１４２０℃の焼成温度でムライトを主成分とするセラミック焼結体との同時焼成が可能となる。
【００３０】
ただし、同時焼成可能といえども、銅の融点を超える温度での焼成となるため、銅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、低融点金属を４０〜６０体積％、高融点金属を４０〜６０体積％の割合にする。
【００３１】
また、表面配線層１３は、内部配線層１３と同様の組成であっても異なっても良く、高融点金属であるＭｏあるいはＷのみで形成されていても良い。
【００３２】
また、ビアホール導体１４は、表面配線層１３と同様の組成からなることが焼成時にビアホール導体１４からの導体成分の脱落を防止する上で望ましい。
【００３３】
上述した本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板１は、熱負荷試験時において、プローブカード用セラミック配線基板１に設けられた測定端子（プローブピン）とＳｉウエハの表面に形成された測定パッドとの位置ずれを抑制でき、電気特性の検査に好適に使用できる。また、ムライト質焼結体を特定の組成としたときには、耐薬品性および基板強度に優れたものになる。
【００３４】
次に、上記のプローブカード用セラミック配線基板の製造方法について説明する。
【００３５】
まず、絶縁基体１１を形成するために、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）粉末として、純度が９９％以上、平均粒径が０．５〜２．５μｍのものを用いる。ムライト粉末の平均粒径を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１４２０℃以下の温度での焼成によっても緻密化を促進させることが可能となる。
【００３６】
次に、ムライト粉末１００質量％に対して、Ａｌ２Ｏ３粉末を０〜５０質量％、Ｍｎ２Ｏ３粉末を１〜１０質量％、ＭｇＯ粉末を１〜５質量％、ＴｉＯ２粉末を１〜１０質量％添加して混合粉末を調製する。この場合、添加剤として用いるＡｌ２Ｏ３粉末は平均粒径が０．５〜１．５μｍ、Ｍｎ２Ｏ３粉末は平均粒径が０．５〜３μｍ、ＭｇＯ粉末は平均粒径が０．５〜３μｍ、ＴｉＯ２粉末は平均粒径が０．５〜３μｍであるものを用いるのがよい。なお、Ａｌ２Ｏ３粉末、Ｍｎ２Ｏ３粉末、ＭｇＯ粉末、ＴｉＯ２粉末の純度はともに９９質量％以上であるものがよい。これにより、シート成形性を良好なものとし、Ｍｎ、ＭｇおよびＴｉの拡散を向上させ、１３８０℃〜１４２０℃の温度での焼結性を高めることができるとともに、ムライトから遊離してくるＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２と、添加剤であるＭｎ２Ｏ３およびＭｇＯから形成されるＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２およびＭg２
Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８の結晶化を高めることができる。また、Ｍｇ元素は、上記の酸化物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い。この場合においても、ムライト粉末１００質量％に対して、ＭｇがＭｇＯ換算で１〜１０質量％となるように混合するのがよい。
【００３７】
さらに、ムライト質焼結体の緻密化と内部配線層１２を形成する複合金属との同時焼結性を高めるという理由から、ムライト粉末１００質量％に対して、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（ＣａＯ粉末、ＳｒＯ粉末、Ｂ２Ｏ３粉末、Ｃｒ２Ｏ３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、本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板の熱膨張係数を変化させず、また耐薬品性を劣化させない程度の割合で添加してもよい。
【００３８】
次に、この混合粉末に対して有機バインダ、溶媒を添加してスラリーを調整した後、これをプレス法、ドクターブレード法、圧延法、射出法などの成形方法によってグリーンシートを作製する。あるいは、混合粉末に有機バインダを添加し、プレス成形、圧延成形等の方法により所定の厚みのグリーンシートを作製する。なお、グリーンシートの厚みはたとえば５０〜３００μｍとすることができるが、特に限定されない。
【００３９】
そして、適宜、この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５０〜２５０μｍの貫通孔を形成する。
【００４０】
次に、グリーンシートの貫通孔内にスクリーン印刷法により導体ペーストを充填する。貫通孔に充填する導体ペーストは後述する内部配線層用の導体ペーストの金属成分の組成と同様の組成を有するもの、ＷまたはＭｏを１００体積％としてＣｕを含まないもののいずれでもよい。
【００４１】
次に、銅（Ｃｕ）粉末とタングステン（Ｗ）粉末またはモリブデン（Ｍｏ）粉末とをＣｕが４０〜６０体積％およびＷが４０〜６０体積％となるように混合した複合導体粉末を主成分としてＡｌ２Ｏ３粉末を添加する。
【００４２】
Ａｌ２Ｏ３成分を添加することで焼成過程において導体ペースト中のアルミナが導体パターンに接している絶縁基体１１中に拡散し、アルミナが拡散した部分のムライト質焼結体がアルミナを多く含むようになり、これによって内部配線層１２に接している部分のムライト質焼結体の熱膨張係数を大きくすることができる。この現象はＡｌ２Ｏ３より融点の低い複合導体中に４０体積％以上含まれている銅が融点以上の温度で焼成する場合に溶融し、溶融した銅がＡｌ２Ｏ３粉末を内部配線層１２からそれに接しているセラミック絶縁層１１ａ〜ｄ側に押し出すためである。これは、複合導体中に銅が４０体積％以上含ま
れている場合に起こる。なお、このＡｌ２Ｏ３粉末はセラミック絶縁層１１ａ〜ｄ側に押し出された後、前述のムライト質焼結体を形成するための焼結助剤成分により焼結するが、あらかじめ導体ペースト内に焼結助剤成分をＡｌ２Ｏ３粉末とともに含有させておくことで、導体パターン直近の焼結性をさらに向上させることができる。焼結助剤成分としては、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｓｉ等から用いられるが、焼結性をより効果的に向上させ、基板強度劣化の抑制、耐薬品性劣化の抑制の観点からがＭｎが特に好ましく用いられる。このとき、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｓｉの成分はＭｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２の酸化物として添加することが好ましく、それぞれの最適な添加範囲はいずれもＡｌ２Ｏ３１００質量％に対して１〜５質量％である。これらの粉末を複合導体粉末と混合して内部配線用導体ペーストを調整し、スクリーン印刷、グラビア印刷などの方法により印刷塗布して配線パターンを形成する。
【００４３】
次に、塗布膜が形成されたグリーンシートを複数枚積層して積層体を形成した後、この積層体を非酸化性雰囲気（窒素雰囲気あるいは窒素と水素との混合雰囲気）中で焼成する。
【００４４】
ここで、この焼成中の最高温度を１３８０℃〜１４２０℃とするのがよい。焼成中の最高温度を１３８０℃〜１４２０℃とすることにより、内部配線層１２から絶縁基体１１側へ拡散するアルミナのほとんどを内部配線層１２に接しているセラミック絶縁層１１ａ〜ｄに止めておくことができ、これにより内部配線層１２の周囲に、セラミック絶縁層１１ａ〜ｄのメインの層である第２の領域１１Ｂよりもアルミナを多く部分として第１の領域１１Ｂを形成することができる。
【００４５】
また、焼成中の最高温度を１３８０℃〜１４２０℃とすると、ムライト質焼結体の粒界相において、Ｍｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２およびＭg２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８の結晶の核生成
を促進させつつムライト質焼結体を緻密化させることができるようになる。
【００４６】
また、本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板を作製する場合、ムライト質焼結体の粒界相に、Ｍg２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８およびＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２を析出さ
せて絶縁基体１１の耐薬品性を高めるという理由から、１０００℃から焼成最高温度までの昇温速度は５０℃/ｈｒ〜１５０℃/ｈｒ、特に、７５℃/ｈｒ〜１００℃/ｈｒにすることが望ましく、焼成最高温度から１０００℃までの降温速度は、５０℃/ｈｒ〜３００℃/ｈｒ、特に、５０℃/ｈｒ〜１００℃/ｈｒにすることが望ましい。
【００４７】
またさらに、焼成時の雰囲気は、内部配線層１２中のＣｕの拡散を抑制するという理由から、水素および窒素を含み、その露点が＋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、この酸化膜と銅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アルゴンガス等の不活性ガスを混入してもよい。
【００４８】
以上述べた方法により作製されたプローブカード用セラミック配線基板は、銅とタングステンまたはモリブデンを主成分として含む内部配線層１２を有し、絶縁基体１１と内部配線層１２とのセパレーションが無く、熱膨張係数が検査対象であるＳｉウエハの熱膨張係数に近く、耐薬品性に優れたものとなる。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に、本発明のプローブカード用セラミック配線基板の第２の実施形態を図２に基づいて説明する。図２に示すプローブカード用セラミック配線基板は、ムライト粒子を主結晶粒子とする焼結体（ムライト質焼結体）からなる絶縁基体１１と、絶縁基体１１の内部に
形成された低抵抗金属および高融点金属を主成分として含む複合導体からなる内部配線層１２と、絶縁基体１１の表面に形成された表面配線層１３とを備えており、その絶縁基体１１の内部における内部配線層１２同士または内部配線層１２と表面配線層１３とを電気的に接続するビアホール導体１４とを有している。
【００５０】
絶縁基体１１は、ムライト質焼結体からなるセラミック絶縁層１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ（以下、１１ａ〜ｄと表す。）が複数積層されている。
【００５１】
セラミック絶縁層１１ａ〜ｄがムライト質焼結体であると、セラミック絶縁層１１ａ〜ｄの熱膨張係数（室温〜３００℃）を４．５×１０−６／℃以下にできる。これにより、本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板は、熱負荷試験時において、プローブカード用セラミック配線基板に設けられた測定端子とＳｉウエハの表面に形成された測定パッドとの位置ずれが無く、電気特性の検査に好適に使用できるものとなる。
【００５２】
ここで、本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板では、セラミック絶縁層１１ａ〜ｄのうちの一部のセラミック絶縁層１１ａ〜ｄが、Ｘ線回折を用いて測定したとき、ムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度比が０．４以上である第１の領域１１Ａと、ムライトのメインピーク強度に対するアルミナのメインピーク強度比が０．３以下である第２の領域１１Ｂとを含む構成となっている。
【００５３】
絶縁基体１１内にアルミナを多く含む領域を有するセラミック絶縁層１１ａ〜ｄを配置させると、プローブカード用セラミック配線基板を構成する絶縁基体１１を、低熱膨張かつ高強度化することができる。これは本実地形態における絶縁基体１１が主結晶粒子として熱膨張係数の小さいムライト粒子を有するセラミック絶縁層１１ａ〜ｄにより構成されており、それとともに、機械的強度の高いアルミナの成分を多く含有する焼結体（第１の領域１１Ａ）を含むセラミック絶縁層１１ａ〜ｄが複合されているからである。
【００５４】
とりわけ、プローブカード用セラミック配線基板の機械的強度を高めるとともに、内部配線層１２とのセパレーションを防止できるという点で、本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板では、アルミナが多く含まれている第１の領域１１Ａを含むセラミック絶縁層１１ａ〜ｄが内部配線層１２を覆うように隣接していることが望ましい。
【００５５】
なお、本実施形態における絶縁基体１１において、アルミナを多く含んでいる第１の領域１１Ａというのは、ムライトを主成分とする主結晶粒子とともにアルミナの結晶相が含まれるものであり、本実施形態においては、第２の領域１１Ｂに比較して、第１の領域１１Ａにアルミナの結晶相が多く含まれるものをいう。また、ムライト粒子を主結晶粒子とするとは、焼結体を構成する結晶相のうち、ガラス成分のエッチングを行った後の断面において粒子状となっているムライト粒子の面積割合が８０％以上である場合をいう。
【００５６】
本実施形態におけるセラミック絶縁層１１ａ〜ｄは、ムライト粒子を主結晶粒子とするセラミック絶縁層の表面に、アルミナ粒子からなる焼結体のセラミック絶縁層（熱膨張係数が約７×１０−６／℃）が接合されたものとは異なり、ムライト粒子を主結晶粒子とするセラミック絶縁層１１ａ〜ｄに隣接して熱膨張係数の大きく異なる層が接合されたものではない。このためアルミナを多く含んでいる第１の領域１１Ａを含むセラミック絶縁層１１ａ〜ｄと第１の領域１１Ａよりもアルミナ量の少ない第２の領域１１Ｂを含むセラミック絶縁層１１ａ〜ｄとの間で急激な熱膨張係数の差が生じにくいため、第１の領域１１Ａを含むセラミック絶縁層１１ａ〜ｄと第２の領域１１Ｂを含むセラミック絶縁層１１ａ〜ｄとの間におけるセパレーション（剥離）を防止できる。
【００５７】
この場合、絶縁基体１１の熱膨張係数は、Ｓｉウェハの表面に形成された測定パッドの
位置からのずれを小さくできるという理由から３．４×１０−６〜４．５×１０−６／℃であることが望ましい。
【００５８】
また、本実施形態におけるセラミック絶縁層１１ａ〜ｄを構成するムライト粒子は、粒子状または柱状の結晶として存在しており、そのムライト粒子の平均粒径は、１．０〜５．０μｍ、特に１．７〜２．５μｍであることが望ましい。これにより絶縁基体１１の熱伝導性を高めることができるとともに、機械的強度を高めることができる。
【００５９】
ここで、機械的強度は、セラミック配線基板から切り出した絶縁基体１１を長さ４０ｍｍ、幅４ｍｍ、厚み２．５ｍｍのサイズに加工してオートグラフを用いて３点曲げ試験を行って求める。
【００６０】
また、いずれのムライト粒子の平均粒径も、絶縁基体１１の一部を研磨し、エッチングした試料について走査型電子顕微鏡を用いて内部組織の写真を撮り、その写真上に約５０個入る円を描き、円内および円周にかかった結晶粒子を選択し、次いで、各結晶粒子の輪郭を画像処理して、各結晶粒子の面積を求め、同じ面積をもつ円に置き換えたときの直径を算出し、その平均値より求める。なお、ムライト粒子の各粒子のアルミナとシリカとのモル比は、平均粒径を求めるための試料を用いて、元素分析を備えた透過型電子顕微鏡または走査型電子顕微鏡により求める。
【００６１】
また、本実施形態のプローブカード用配線基板では、アルミナを多く含んでいる第１の領域１１Ａを含むセラミック絶縁層１１ａ〜ｄの平均厚みが、第１の領域１１Ａを含まない他のセラミック絶縁層１１ａ〜ｄの平均厚みの１０〜３０％の厚みであることが望ましい。
【００６２】
本実施形態のプローブカード用配線基板では、絶縁基体１１を構成するセラミック絶縁層１１ａ〜ｄの平均厚みを上記範囲とすると、絶縁基体１１の熱膨張係数を３．４×１０−６〜４．２×１０−６／℃にすることが可能となるとともに、機械的強度を２５０ＭＰａ以上にすることができる。
【００６３】
なお、セラミック絶縁層１１ａ〜ｄの平均厚みは、プローブカード用セラミック配線基板の主面の中央部における内部配線層間のセラミック絶縁層の厚みを測定した平均値から求める。具体的には、絶縁基体１１の断面を元素分析を備えた走査型電子顕微鏡を用いてアルミナの分布を測定し、アルミナの分布の異なる領域のセラミック絶縁層１１ａ〜ｄについて、それぞれ１０箇所測定し平均値を求める。
【００６４】
セラミック絶縁層１１ａ〜ｄの層間におけるアルミナが多く含まれて第１の領域１１Ａの確認は、この領域にＸ線を当てて結晶相を同定し、格子定数を算出して求めることもできる。
【００６５】
また、この第２の実施形態におけるセラミック絶縁層１１ａ〜ｄを構成しているムライト質焼結体も、第１の実施形態のセラミック配線基板の場合と同様に、ムライトの主結晶相と、この主結晶相間に形成された粒界相とを有しているが、セラミック絶縁層１１ａ〜ｄを構成するムライト粒子がいずれも焼結助剤としてＭｎを含有していることが望ましく、この場合も１３８０℃〜１４２０℃での低温でムライトを焼結させることが可能となる。このとき、Ｍｎは、焼結後に粒界相に存在する残留ガラス相の中に存在してもよいが、プローブカード用セラミック配線基板の耐薬品性ならびに基板強度の向上の観点からＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２として存在することが好ましい。さらに、Ｍｎ以外の他の成分として、ＴｉおよびＭｇの中から選ばれる少なくとも１種が、耐薬品性、基板強度、密度等の特性を損なわない程度含有されていてもよい。このとき、ムライトの（２１０)面のＸ線
回折強度を１００％としたときに、Ｍg２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８の(２２２)面のＸ線回折強
度が０．２〜０．７％であり、Ｍｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２の(４２０)面のＸ線回折強度が０．２〜０．７％であり、ＭｎＡｌ２Ｏ４及びＭｇＡｌ２Ｏ４を実質的に含有していないことが望ましい。これにより耐薬品性を向上させることができる。ここで、ムライト質焼結体がＭｎＡｌ２Ｏ４およびＭｇＡｌ２Ｏ４を含有していないというのは、Ｘ線回折を行ったときに、Ｘ線回折図上において、ＭｎＡｌ２Ｏ４およびＭｇＡｌ２Ｏ４のそれぞれのメインピークの回折強度がＸ線回折パターンのノイズレベル以下のものをいう。
【００６６】
本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板を構成する内部配線層１２もまた、銅が４０〜６０体積％、Ｍｏ、Ｗのうちの少なくとも１種が４０〜６０体積％となる組成を有する複合導体で構成されている。
【００６７】
ムライト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、高融点金属であるタングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）が挙げられるが、タングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）からなる内部配線層１２は電気抵抗値が高い。一方、銅（Ｃｕ）などの低抵抗金属はムライトを主成分とするセラミック焼結体の焼成温度よりもかなり融点が低いため、低抵抗金属である銅のみをムライトを主成分とするセラミック焼結体と同時焼成することはできない。そこで、内部配線層１２を銅およびタングステン（またはモリブデン）の複合導体とすることで、銅単体に比べると電気抵抗値は多少あがってしまうものの、後述する１３８０℃〜１４２０℃の焼成温度でムライトを主成分とするセラミック焼結体との同時焼成が可能となる。
【００６８】
ただし、同時焼成が可能といえども、銅の融点を超える温度での焼成となるため、銅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、低融点金属を４０〜６０体積％、高融点金属を４０〜６０体積％の割合にする。
【００６９】
また、表面配線層１３は、内部配線層１３と同様の組成であっても異なっても良く、高融点金属であるＭｏあるいはＷのみで形成されていても良い。
【００７０】
また、ビアホール導体１４は、表面配線層１３と同様の組成からなることが焼成時にビアホール導体１４からの導体成分の脱落を防止する上で望ましい。
【００７１】
上述した本実施形態のプローブカード用セラミック配線基板は、熱負荷試験時において、プローブカード用セラミック配線基板に設けられた測定端子（プローブピン）とＳｉウェハの表面に形成された測定パッドとの位置ずれを抑制でき、電気特性の検査に好適に使用できる。また、絶縁基体を構成するセラミック絶縁層１１ａ〜ｄのうち少なくとも１層をアルミナを多く含んでいる第１の領域１１Ａを含むセラミック絶縁層１１ａ〜ｄで構成したときには基板強度に優れたものになる。
【００７２】
次に、上記のプローブカード用セラミック配線基板の製造方法について説明する。
【００７３】
第２の実施形態のプローブカード用セラミック配線基板は、グリーンシートの表面にアルミナを多く含む塗布膜を形成する以外は、上述した第１の実施形態と同様の工程を用いることができる。
【００７４】
すなわち、第２の実施形態では、内部配線パターンおよびビアホール導体が形成されたグリーンシートの表面に、下記のセラミック成分を含むコーティングペーストを用いてアルミナを多く含む塗布膜を形成する。このコーティングペーストは、Ａｌ２Ｏ３粉末を５〜１００質量％、ムライト粉末を０〜９０質量％、Ｍｎ２Ｏ３粉末を０〜１０質量％、Ｍ
ｇＯ粉末を０〜５質量％添加し、これに有機バインダおよび溶媒を混合し調製したものである。
【００７５】
この塗布膜を形成するためのコーティングペーストはＡｌ２Ｏ３粉末を添加することで、ムライト質焼結体がアルミナを多く含むようになり、これによって内部配線層１２に接している部分のムライト質焼結体の熱膨張係数を大きくすることができる。
【００７６】
そして、絶縁基体１１を形成するムライト粒子を主結晶粒子とするセラミック絶縁層１１ａ〜ｄの厚みに対し、塗布膜の厚みを所定量だけ変化させることで絶縁基体１１の熱膨張係数に影響を与えることなく絶縁基体１１の機械的強度を向上させることができる。また、塗布膜用のコーティングペーストには、焼結助剤として、グリーンシートに含まれるＭｎ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｓｉ等を添加してもよい。
【００７７】
次に、塗布膜が形成されたグリーンシートを複数枚積層して積層体を形成した後、この積層体を第１の実施形態と同様の焼成条件にて焼成する。これによりアルミナを多く含む第１の領域１１Ａを含むセラミック絶縁層１１ａ〜ｄを形成することができる。
【００７８】
以上述べた方法により作製されたプローブカード用セラミック配線基板は、銅とタングステンまたはモリブデンを主成分として含む内部配線層１２を有し、絶縁基体１１と内部配線層１２とのセパレーションが無く、熱膨張係数が検査対象であるＳｉウェハの熱膨張係数に近く、機械的強度の高いものとなる。
【実施例１】
【００７９】
純度が９９％で平均粒子径が２．０μｍのムライト粉末１００質量％に対して、純度が９９％で平均粒子径が１．５μｍのＭｎ２Ｏ３粉末を４質量％、純度が９９％で平均粒子径が２．０μｍのＴｉＯ２粉末を２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厚さ２００μｍのシート状に成形し、グリーンシートを作製した。
【００８０】
得られたグリーンシートに対して、打抜き加工を施し、直径が２００μｍの貫通孔を形成した。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のアルミナ粉末５質量％とを混合した粉末に対し、アクリル系バインダとアセトンを溶媒として混合し、Ｍｏを主成分とする導体ペーストを調製し、この導体ペーストをスクリーン印刷法によって上記のグリーンシートの貫通孔内に充填した。
【００８１】
また、最上層となるグリーンシートの表面および最下層となるグリーンシートの裏面に、上記のＭｏを主成分とする導体ペーストを用いて表面配線層をスクリーン印刷法により形成した。
【００８２】
また、平均粒径２μｍのＣｕ粉末、平均粒径２μｍのＷ粉末、純度９９％以上、平均粒径１．０μｍのＡｌ２Ｏ３粉末、純度９９％以上、平均粒径１．５μｍのＭｎ２Ｏ３粉末を用い表１に示す組成比に従い、アクリル系バインダとアセトンとを溶媒として混合し、内部配線層用の導体ペーストを調製した。
【００８３】
そして、内部配線層を形成するグリーンシートに対して、その一方の主面のほぼ全面を覆うようにスクリーン印刷法により焼成後に内部配線層となる内部配線パターンを形成した。ここで、ほぼ全面とは、グリーンシートの一方の主面の面積の９５％のことである。
【００８４】
次に、貫通孔内にＭｏを主成分とする導体ペーストが充填されており、主面に内部配線パターンおよび塗布膜が形成されたグリーンシートを１５層積層し圧着して積層体を形成した。
【００８５】
このとき、内部配線パターンの一部に、配線幅測定用として、線幅が１００μｍ、長さが２０ｍｍの評価パターンを１２箇所形成し、この内部配線パターンをビアホール導体に接続するようにし、さらに、内部配線パターンの端部にはビアホール導体との接続用としてランドパターンを形成した。こうして作製した各グリーンシートを位置合わせして積層圧着して積層体を作製した。ここで作製された積層体は、最上層には抵抗測定用に測定端子を接触させるためのパッドが設けられた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グリーンシートを配置し、最上層に設けられた貫通孔（Ｍｏの導体ペーストが充填されている）と、２層目に印刷塗布されたランドが電気的に接続されるように、位置合わせされたものである。
【００８６】
次に、作製した積層体を、室温から６００℃の温度において、露点を＋２５℃とした窒素水素混合雰囲気にて脱脂を行なった後、引き続き焼成を行った。焼成は、１０００℃から最高温度までを４０℃／時間の昇温速度で昇温し、最高温度１４００℃にて露点を＋２５℃とした窒素水素混合雰囲気に、１時間保持した後、最高温度から１０００℃までを６０℃／時間降温速度で冷却してセラミック配線基板を得た。このような内部配線層をもつセラミック配線基板の構造を構造１とした。
【００８７】
また、内部配線層を形成するグリーンシートに対して、その一方の主面の７０％の面積を占めるように所定のパターンを形成したスクリーン製版を用いて内部配線層を印刷した以外は全て構造１と同様な構造を持つ積層体を準備した。この積層体についても、構造１のセラミック配線基板と同じ条件にて焼成して、セラミック配線基板を作製した。このような内部配線層をもつ基板の構造を構造２とした。構造２の基板は、焼成後に内部配線層の周囲を取り巻くようにアルミナの含有量の多い第１の領域が存在している基板である。
【００８８】
次に、得られたプローブカード用セラミック配線基板について、以下の評価を行った。
【００８９】
内部配線層を有するセラミック配線基板である構造１および構造２のセラミック配線基板を主面に対して垂直に切断した断面を研磨し、内部配線層１２を露出させたものに対して、絶縁層の内部配線層との界面近傍（界面部）と、積層方向に隣り合う内部配線層間の絶縁層の厚み方向の中央部（磁器部）とにＸ線を当ててムライトに対するアルミナのピーク比を求めた。
【００９０】
また、絶縁基体中における内部配線層のセパレーションについては、焼成後および耐熱試験（３５０℃、１０分保持）後の構造１および構造２の基板の側面を観察して評価した。
【００９１】
また、耐薬品性の指標として、ムライト質焼結体の初期の質量および１００℃の水酸化カリウム４０質量％水溶液に５時間浸漬させた後のムライト質焼結体の質量を測定し、重量減少率（「ムライト質焼結体の初期質量」−「１００℃の水酸化カリウム４０質量％水溶液に５時間浸漬させた後のムライト質焼結体の質量」）／「ムライト質焼結体の初期質量」×１００［％］を算出した。ここで、耐薬品性の判定は重量変化率が０．１２質量％以下の場合を良好なものとした。作製した試料は耐薬品性がいずれも良好であった。
【００９２】
配線抵抗は、測定で得られた導体の抵抗をＲ、測定する内部配線層の全長をＬ、内部配線層の幅をＷとしたときに、関係式：Ｒ×Ｗ／Ｌで表される抵抗値（シート抵抗という。単位はｍΩ／□）として求めた。電気抵抗はデジタルマルチメーターによる四端子法によ
り測定した。このとき、配線抵抗は、シート抵抗換算で４．０ｍΩ／□以下を合格とした。
【００９３】
絶縁基体を構成する磁器部および界面部ならびに内部配線層の熱膨張係数を測定した。絶縁基体を構成する磁器部および界面部については、Ｘ線回折により得られた組成に基づきムライト質焼結体を別途作製したものを試料とした。内部配線層についてもＩＣＰ分析により求めた組成を基に別途同じ焼成条件でインゴットを作製したものを用いた。
【００９４】
次に、ステージ上に載置したＳｉウェハの上面にプローブカードの測定端子であるプローブピンを接触させて９０℃の温度に加熱した状態に保持し、プローブカードの側面から実体顕微鏡を用いて、プローブピンとＳｉウエハの表面に形成された測定パッドとの位置ずれを観察した。この場合、プローブカードおよびＳｉウエハの最外周に形成した測定端子（プローブピン）と測定パッドを観察したときに、測定端子（プローブピン）の先端が測定パッド上から横に位置ずれしている状態を位置ずれ有りとした。作製したプローブカードには位置ずれは見られなかった。
【００９５】
得られた配線基板を構成する内部配線層の銅とタングステンの含有量は、ＩＣＰ分析を行って各々の金属量を質量比で求めた後、各金属の密度（銅：８．９ｇ／ｃｍ２、タングステン：１９．１ｇ／ｃｍ２）で除して求めた。これらの結果を表１に示す。
【００９６】
【表１】
2012138432.tif 000003
【００９７】
★
●
表１の結果から明らかなように、本発明の試料（Ｎｏ．１−２〜１−１３および１−１
５）では、焼成後の絶縁基体中において、内部配線層とのセパレーションの発生した試料が無かった。
【００９８】
特に、焼成後に内部配線層の周囲を取り巻くようにアルミナの含有量の多いムライト粒子が存在している基板の試料（Ｎｏ．１−１５）では、耐熱試験後においてもセパレーションが無かった。
【００９９】
一方、本発明の範囲外である試料Ｎｏ．１−１、１−１４および１−１６については、焼成後において絶縁基体と複合導体との界面に剥離が発生した。
【実施例２】
【０１００】
純度が９９％で平均粒子径が２．０μｍのムライト粉末１００質量％に対して、純度が９９％で平均粒子径が１．５μｍのＭｎ２Ｏ３粉末を４質量％、純度が９９％で平均粒子径が２．０μｍのＴｉＯ２粉末を２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厚さ２００μｍのシート状に成形し、グリーンシートを作製した。
【０１０１】
得られたグリーンシートに対して、打抜き加工を施し、直径が２００μｍの貫通孔を形成した。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のアルミナ粉末５質量％とを混合した粉末に対し、アクリル系バインダとアセトンを溶媒として混合し、Ｍｏを主成分とする導体ペーストを調製し、この導体ペーストをスクリーン印刷法によって上記のグリーンシートの貫通孔内に充填した。
【０１０２】
また、最上層となるグリーンシートの表面および最下層となるグリーンシートの裏面に、上記のＭｏを主成分とする導体ペーストを用いて表面配線層をスクリーン印刷法により形成した。
【０１０３】
また、平均粒径２μｍのＣｕ粉末、平均粒径２μｍのＷ粉末、純度９９％以上、平均粒径１．０μｍのＡｌ２Ｏ３粉末、純度９９％以上、平均粒径１．５μｍのＭｎ２Ｏ３粉末を用い、ＣｕとＷとをそれぞれ５０体積％とし、これにアクリル系バインダとアセトンとを溶媒として混合し、内部配線層用の導体ペーストを調製した。
【０１０４】
そして、貫通孔内にＭｏを主成分とする導体ペーストが充填された（ビアホール導体が形成された）グリーンシートの一方の主面のほぼ全面を覆うようにスクリーン印刷法により焼成後に内部配線層となる内部配線パターンを形成した。ここで、ほぼ全面とは、グリーンシートの一方の主面の面積の９５％のことである。
【０１０５】
次に、ビアホール導体が形成されており、主面に内部配線パターンが形成されたグリーンシートの表面に下記のコーティングペーストを印刷して、焼成後に、セラミック絶縁層のうち少なくとも１層がアルミナを多く含んでいる第１の領域を含むセラミック絶縁層となる塗布膜を形成した。用いたコーティングペーストは、平均粒径１．０μｍのＡｌ２Ｏ３粉末、純度９９％以上、平均粒径１．５μｍのＭｎ２Ｏ３粉末、平均粒径１．５μｍのＳｉ２Ｏ粉末、平均粒子径が２．０μｍのムライト粉末を用いて、表２に示す組成比になるように配合し、これにアクリル系バインダとアセトンとを溶媒として混合して調製した。
【０１０６】
次に、内部配線パターンおよびビアホール導体が形成されたグリーンシートに対して、ビアホール導体の部分のみを印刷しないようにスクリーンを目止めした印刷パターンを用
い、内部配線パターンを覆うようにスクリーン印刷法により塗布膜を形成した。
【０１０７】
また、内部配線パターンの一部に、配線幅測定用として、線幅が１００μｍ、長さが２０ｍｍの評価パターンを１２箇所形成し、この内部配線パターンをビアホール導体に接続するようにし、さらに、内部配線パターンの端部にはビアホール導体との接続用としてランドパターンを形成した。こうして作製した各グリーンシートを位置合わせして積層圧着して積層体を作製した。ここで作製された積層体は、最上層には抵抗測定用に測定端子を接触させるためのパッドが設けられた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グリーンシートを配置し、最上層に設けられた貫通孔（Ｍｏの導体ペーストが充填されている）と、２層目に印刷塗布されたランドが電気的に接続されるように、位置合わせしたものであり、全３０層のグリーンシートが積層されたものである。
【０１０８】
次に、作製した積層体を、室温から６００℃の温度において、露点を＋２５℃とした窒素水素混合雰囲気にて脱脂を行なった後、引き続き焼成を行った。焼成は、１０００℃から最高温度までを４０℃／時間の昇温速度で昇温し、最高温度１４００℃にて露点を＋２５℃とした窒素水素混合雰囲気に、１時間保持した後、最高温度から１０００℃までを６０℃／時間降温速度で冷却してセラミック配線基板を得た。このような内部配線層をもつプローブカード用セラミック配線基板の構造を構造１とした。
【０１０９】
また、内部配線層を形成するグリーンシートに対して、その一方の主面の７０％の面積を占めるように所定のパターンを形成したスクリーン製版を用いて内部配線層を印刷した以外は全て構造１と同様な構造を持つ積層体を準備した。この積層体についても、構造１のプローブカード用セラミック配線基板と同じ条件にて焼成して、プローブカード用セラミック配線基板を作製した。このような内部配線層をもつ基板の構造を構造２とした。
【０１１０】
次に、得られたセラミック配線基板について、以下の評価を行った。
【０１１１】
アルミナの含有量の異なる第１の領域または第２の領域を含むセラミック絶縁層の同定は、内部配線層を有するセラミック配線基板である構造１および構造２のプローブカード用セラミック配線基板の主面に対して垂直に切断した断面を研磨し、内部配線層を露出させたものに対して、内部配線層とセラミック絶縁層にＸ線を当てて、ムライトに対するアルミナのピーク比を求めた。表２では、アルミナの含有量の異なるセラミック絶縁層を第１の領域、第２の領域として表している。
【０１１２】
絶縁基体中における内部配線層のセパレーション（剥離）については、焼成後および耐熱試験（３５０℃、１０分保持）後の構造１および構造２の基板の断面を観察して評価した。
【０１１３】
第１の領域または第２の領域を含むセラミック絶縁層の平均厚みは、プローブカード用セラミック配線基板の主面の中央部における内部配線層間のセラミック絶縁層の厚みを測定した平均値から求めた。具体的には、絶縁基体の断面を元素分析を備えた走査型電子顕微鏡を用いてアルミナの分布を測定し、アルミナの分布の異なる領域のセラミック絶縁層を各々３層選択して、それぞれ１０箇所厚みを測定し平均値を求めた。
【０１１４】
機械的強度は、作製したプローブカード用セラミック配線基板から切り出した絶縁基体を長さ４０ｍｍ、幅４ｍｍ、厚み２．５ｍｍのサイズに加工してオートグラフを用いて３点曲げ試験を行って求めた。試料数は各１０個とし、平均値を求めた。
【０１１５】
耐薬品性は、その指標として、ムライト質焼結体の初期の質量および１００℃の水酸化
カリウム４０質量％水溶液に５時間浸漬させた後のムライト質焼結体の質量を測定し、重量減少率（「ムライト質焼結体の初期質量」−「１００℃の水酸化カリウム４０質量％水溶液に５時間浸漬させた後のムライト質焼結体の質量」）／「ムライト質焼結体の初期質量」×１００［％］を算出した。ここで、耐薬品性の判定は重量変化率が０．１２質量％以下の場合に良好としたがいずれの試料も良好であった。
【０１１６】
配線抵抗は、測定で得られた導体の抵抗をＲ、測定する内部配線層の全長をＬ、内部配線層の幅をＷとしたときに、関係式：Ｒ×Ｗ／Ｌで表される抵抗値（シート抵抗という。単位はｍΩ／□）として求めた。電気抵抗はデジタルマルチメーターによる四端子法により測定した。このとき、配線抵抗は、シート抵抗換算で４．０ｍΩ／□以下を合格とした。
【０１１７】
絶縁基体、絶縁基体を構成する第１の領域を含むセラミック絶縁層、第２の領域を含むセラミック絶縁層および内部配線層のそれぞれの熱膨張係数は、これらにについて、Ｘ線回折または走査型電子顕微鏡に付設の元素分析器により得られた組成に基づきムライト質焼結体を別途作製したものを試料とした。内部配線層についてもＩＣＰ分析により求めた組成を基に別途同じ焼成条件でインゴットを作製したものを用いた。
【０１１８】
次に、ステージ上に載置したＳｉウェハの上面にプローブカードの測定端子であるプローブピンを接触させて９０℃の温度に加熱した状態に保持し、プローブカードの側面から実体顕微鏡を用いて、プローブピンとＳｉウエハの表面に形成された測定パッドとの位置ずれを観察した。この場合、プローブカードおよびＳｉウエハの最外周に形成した測定端子（プローブピン）と測定パッドを観察したときに、測定端子（プローブピン）の先端が測定パッド上から横に位置ずれしている状態を位置ずれ有りとした。作製したプローブカードには位置ずれは見られなかった。
【０１１９】
得られた配線基板を構成する内部配線層の銅とタングステンの含有量は、ＩＣＰ分析を行って各々の金属量を質量比で求めた後、各金属の密度（銅：８．９ｇ／ｃｍ２、タングステン：１９．１ｇ／ｃｍ２）で除して求めたが、表２に示す配合割合に一致していた。表２には、銅およびタングステンの体積比率が同じ場合を示したが、銅を４０体積％としタングステンを６０体積％としたもの、または銅を６０体積％とし、タングステンを４０体積％としたものについても表２の試料Ｎｏ．２−１〜２０と同様の結果となった。
【０１２０】
【表２】
2012138432.tif 000004
【０１２１】
表２の結果から明らかなように、本発明の試料（Ｎｏ．２−１〜２−６および２−８〜２−１９）では、焼成後の絶縁基体中において、内部配線層とのセパレーションが無く、絶縁基体の熱膨張係数が３．４〜４．５であり、基板の強度が２４０ＭＰａ以上であった。
【０１２２】
特に、アルミナを多く含んでいる第１の領域を含むセラミック絶縁層の平均厚みを、第２の領域を含むセラミック絶縁層の平均厚みの１０〜３０％とした試料（試料Ｎｏ．Ｎｏ．２−１〜２−６、２−８〜２−１６および２−１８）では、焼成後の絶縁基体中において、内部配線層とのセパレーションが無く、絶縁基体の熱膨張係数が３．４〜４．２であり、基板の強度が２５０ＭＰａ以上であった
【符号の説明】
【０１２３】
１：プローブカード用セラミック配線基板
１１：絶縁基体
１１Ａ：ムライト粒子
１１Ｂ：アルミナが多く含まれているムライト粒子
１２：内部配線層
１３：表面配線層
１４：ビアホール導体
２：プローブカード
２１：測定端子
【図１】
2012138432.tif 000005
【図２】
2012138432.tif 000006