プローブカード及びその製造方法
【課題】半導体チップに形成された複数の電極パッドに確実に接触させることが可能なプローブカードを提供すること。
【解決手段】プローブカード４０の基板本体５１には、第１の主面５１ａと第２の主面５１ｂとの間を貫通する貫通孔５２が形成されている。貫通孔５２の第１の収容部５２ａ内には弾性体５６が形成され、第２の収容部５２ｂ内には、貫通電極５４が形成されている。弾性体５６の表面には配線５５により貫通電極５４と接続される配線５７が形成されている。配線５７の先端は、弾性体５６の下面略中央に配置されている。そして、配線５７の先端下面には、検査対象物１０の電極パッド１１と対応する位置に、その電極パッド１１と電気的に接続される接触用バンプ４１が形成されている。
【解決手段】プローブカード４０の基板本体５１には、第１の主面５１ａと第２の主面５１ｂとの間を貫通する貫通孔５２が形成されている。貫通孔５２の第１の収容部５２ａ内には弾性体５６が形成され、第２の収容部５２ｂ内には、貫通電極５４が形成されている。弾性体５６の表面には配線５５により貫通電極５４と接続される配線５７が形成されている。配線５７の先端は、弾性体５６の下面略中央に配置されている。そして、配線５７の先端下面には、検査対象物１０の電極パッド１１と対応する位置に、その電極パッド１１と電気的に接続される接触用バンプ４１が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
プローブカード及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造工程は、半導体チップの電気的特性を検査する検査工程を含む。この工程に用いられる半導体検査装置は、ウェハ状態の半導体チップに形成された電極パッドと電気的に接続されるプローブ針を有している。半導体検査装置は、例えば、プローブ針を介して半導体チップに形成された回路に電気信号を供給するとともに、プローブ針を介して同回路から出力される信号を受け取り、この受け取った信号に基づいて回路の動作を検査することにより、半導体チップの良否を判定する。
【０００３】
近年、半導体チップにおいては、素子の高集積化および処理信号数の増加によって、半導体チップに形成される電極パッドの数が増加（多ピン化）するとともに、電極パッドの狭ピッチ化が進んでいる。従って、個々の電極パッドにプローブ針を精度良く接触させることが難しくなっている。このため、基板に接続のための端子を複数形成し、複数の電極パッドに対する接続を一括して行うことが各種提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されたコンタクトプローブは、プローブ本体と一体形成されたコンタクト用突起を有している。プローブ本体とコンタクト用突起は、異方性導電樹脂による樹脂成形によって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−５２７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体チップは、その表面にパシベーション膜が形成されている。そして、電極パッドは、パシベーション膜に形成された開口部から露出している。一方、上記特許文献１に開示されたコンタクト用突起は、樹脂成形により、四角錐や半球型に形成されている。このため、パシベーション膜から露出している電極パッドの大きさ（開口部の寸法）とパシベーション膜の膜厚との比（アスペクト比）によっては、コンタクト用突起を電極パッドに接触させることができないおそれがある。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、半導体チップに形成された複数の電極パッドに確実に接触させることが可能なプローブカード及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、検査対象物の電気的検査を行う際に、前記検査対象物に形成された電極パッドと電気的に接続されるプローブカードは、前記検査対象物と対向配置される第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する基板本体と、前記第１の主面と前記第２の主面との間を貫通する貫通孔と、前記貫通孔内であって前記第１の主面側に形成された弾性体と、前記貫通孔内であって前記第２の主面側に形成された貫通電極と、前記弾性体の表面に形成され、前記貫通電極と電気的に接続された配線と、前記弾性体上に形成され、前記配線と電気的に接続された接触用バンプと、を有する。この構成によれば、弾性体上に接触用バンプを設けることにより、検査対象物の電極パッドに接触させることができる。
【０００９】
検査対象物の電気的検査を行う際に、前記検査対象物に形成された電極パッドと電気的に接続されるプローブカードは、基板の第１の主面から、開口部側の第１の収容部と底部側の第２の収容部とを有する深穴を形成する工程と、前記第２の収容部内に電極を形成する工程と、基端が前記電極と接続され、先端が前記第１の主面上に配置された配線を形成する工程と、前記第１の収容部に弾性体を充填する工程と、前記基板を薄化して基板本体を形成し、前記深穴を貫通孔とする工程と、基端が前記第１の配線と接続され、先端が前記弾性体上に配置された第２の配線を形成する工程と、前記第２の配線上に、前記電極パッドと対応する接触用バンプを形成する工程と、を含む方法により製造される。この方法によれば、弾性体上に設けられた接触用バンプを有するプローブカードが容易に製造される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一観点によれば、半導体チップに形成された複数の電極パッドに確実に接触させることが可能なプローブカード及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】基板検査装置の概略構成図。
【図２】プローブカードの一部断面図。
【図３】（ａ）〜（ｅ）はプローブカードの製造工程を示す模式図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）はプローブカードの製造工程を示す模式図。
【図５】（ａ）（ｂ）は別のプローブカードの一部断面図。
【図６】（ａ）〜（ｈ）は配線の別の形状を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して一実施形態を説明する。尚、添付図面は、構造の概略を説明するためのものであり、実際の大きさを表していない。
図１に示すように、検査対象物１０を検査する半導体検査装置２０は、テスタ２１と、そのテスタ２１に接続されたプローブ装置２２とを有している。
【００１３】
検査対象物１０は、例えば複数個の半導体チップが形成された１枚の半導体ウェハであって、個々の半導体チップに切断される前の状態（ウェーハ状態）のものである。検査対象物１０は、半導体チップの素子に接続される複数の電極パッド１１を有している。また、検査対象物１０には、パシベーション膜１２が形成され、電極パッド１１はパシベーション膜１２に形成された開口部１２ａから露出している。
【００１４】
プローブ装置２２は、配線基板３０とプローブカード４０を含む。配線基板３０は、プローブカード４０と対向する主面に形成された複数の接続用バンプ３１を有している。接続用バンプ３１の材料は、例えば金スズ半田である。また、配線基板３０は、接続用バンプ３１をテスタ２１と接続する配線（図示略）を有している。
【００１５】
プローブカード４０は、検査対象物１０と対向される主面に形成された複数の接触用バンプ４１を有している。複数の接触用バンプ４１の材料は、ニッケル、銅、ニッケル合金、等である。複数の接触用バンプ４１は、検査対象物１０の電極パッド１１と対応する位置に配置されている。また、プローブカード４０は、配線基板３０と対向する主面に形成された複数の配線４２を有している。複数の配線４２の材料は、銅、ニッケル、ニッケル合金、等である。複数の配線４２は、配線基板３０の接続用バンプ３１と対応する位置に配置されている。複数の配線４２は、対応する接続用バンプ３１とそれぞれ接続されている。なお、複数の接触用バンプ４１は、対応する複数の配線４２とそれぞれ接続されている。
【００１６】
［プローブカードの構成］
図２に示すように、プローブカード４０は、基板本体５１を有している。基板本体５１は、検査対象物１０の基板と同じ材料（ここではシリコン）により形成されている。尚、基板本体５１の材料として、セラミック、ガラス、樹脂（例えば、絶縁樹脂）、金属（例えば、Ｃｕ）等を用いることができる。
【００１７】
基板本体５１には、検査対象物１０と対向配置される第１の主面（図２において下側の面）５１ａと，第１の主面５１ａと反対側の面であって配線基板３０と対向する第２の主面（図２において上側の面）５１ｂとの間を貫通する複数の貫通孔５２が形成されている。複数の貫通孔５２は、検査対象物１０に形成された複数の電極パッド１１と対応する位置に形成されている。
【００１８】
各貫通孔５２は、第１の収容部５２ａと第２の収容部５２ｂとから構成されている。第１の収容部５２ａは、第１の主面５１ａから所定の深さに形成されている。第１の収容部５２ａは、開口部の大きさが、底部よりも大きく、所謂拡開して形成されている。第２の収容部５２ｂは、第１の収容部５２ａの底部から第２の主面５１ｂまで延びるように形成されている。第２の収容部５２ｂは、ほぼ筒状に形成されている。
【００１９】
基板本体５１の表面には絶縁膜５３が形成されている。絶縁膜５３は、例えばシリコン酸化膜である。絶縁膜５３は、貫通孔５２の内面にも形成されている。
第２の収容部５２ｂ内には貫通電極５４が形成されている。貫通電極５４は、第２の収容部５２ｂの開口部（第２の主面５１ｂ側の開口部）から第１の収容部５２ａまで延びるように形成されている。貫通電極５４の材料は、例えば銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）である。貫通電極５４は、絶縁膜５３によって基板本体５１から絶縁されている。なお、図２に示すプローブカード４０の断面には、基板本体５１や貫通電極５４等を判りやすくするために、絶縁膜５３のハッチングを省略している。
【００２０】
貫通電極５４は、配線５５と接続されている。配線５５は、貫通電極５４の端部から、第１の収容部５２ａの内壁に沿って第１の収容部５２ａの底部から開口部まで延び、その開口部から第１の主面５１ａ上を所定方向に沿って延びるように形成されている。即ち、配線５５の基端は貫通電極５４と接続され、配線５５の先端は基板本体５１の第１の主面５１ａ上に配置されている。配線５５の材料は、銅、金（Ａｕ）ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、白金（Ｐｔ）、等である。
【００２１】
各第１の収容部５２ａ内には、弾性体５６が充填されている。弾性体５６は、弾性を有する樹脂、例えばシリコーン樹脂である。
弾性体５６の表面（図２において下面）には配線５７が形成されている。配線５７の基端は配線５５と接続されている。配線５７の先端は、弾性体５６のほぼ中央に所定の形状（例えば、先端円弧状）に形成されている。配線５７の材料は、配線５５と同様に、銅、金、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、白金、等である。
【００２２】
各配線５７の基端の表面（図２において下面）には、接触用バンプ４１がそれぞれ形成されている。接触用バンプ４１は、検査対象物１０の電極パッド１１と対応する位置に形成されている。接触用バンプ４１は、例えば、配線５７の基端下面から下方に延びる円柱状に形成されている。接触用バンプ４１の材料は、銅、金、ニッケル、ニッケル合金、ロジウム、等である。なお、接触用バンプ４１は、貫通電極５４と同軸上であって、その軸線方向に沿って延びるように形成されていることが好ましい。
【００２３】
そして、接触用バンプ４１の形状は、電極パッド１１の露出している部分、パシベーション膜１２の膜厚に応じて形成されている。例えば、電極パッド１１上のパシベーション膜１２の膜厚を１０μｍとすると、接触用バンプ４１は直径が１５μｍ、上下方向の長さが２０μｍに設定されている。
【００２４】
上記のように構成されたプローブ装置２２は、図示しない検査台上に固定された検査対象物１０と平行に支持される。そして、プローブ装置２２は、プローブカード４０の接触用バンプ４１が検査対象物１０の電極パッド１１に対向するように相互に位置決めされ、図２に一点鎖線で示すように、接触用バンプ４１の先端が電極パッド１１と接触される。
【００２５】
接触用バンプ４１は、検査対象物１０の形状、詳しくは電極パッド１１を露出させるパシベーション膜１２の開口形状、膜厚に応じて形成されている。従って、パシベーション膜１２が厚くなれば、それに応じて接触用バンプ４１の上下方向の長さ、つまりアスペクト比が変更可能である。従って、接触用バンプ４１を確実に電極パッド１１に接触させることができる。また、パシベーション膜１２の形状に応じて接触用バンプ４１の形状を設定することができるため、検査対象物１０の形状変更に容易に対応することができる。
【００２６】
接触用バンプ４１が電極パッド１１に接触されると、その接触用バンプ４１の直上には、弾性体５６が配置されている。弾性体５６は、弾性を有しているため、接触用バンプ４１は、上下方向に変位可能である。従って、複数の接触用バンプ４１の長さがばらついても、弾性体５６が形成された第１の収容部５２ａ内に接触用バンプ４１入り込むことで、接触用バンプ４１の長さのばらつきが弾性体５６によって吸収され、各接触用バンプ４１をそれぞれ電極パッド１１に接触させることができる。
【００２７】
また、プローブ装置２２と検査対象物１０とが相対的に傾いても、同様に各接触用バンプ４１をそれぞれ電極パッド１１に接触させることができる。つまり、プローブ装置２２が傾いて支持されると、その傾きに応じて、先に電極パッド１１と接触する接触用バンプ４１が弾性体５６が形成された第１の収容部５２ａ内に入り込むことで、他の接触用バンプ４１を電極パッド１１に接触させることができるようになる。
【００２８】
また、例えばプローブ装置２２を押し下げることにより検査対象物１０とプローブ装置２２とを相対的に接近させると、弾性体５６の弾性力によって接触用バンプ４１が電極パッド１１に向かって押圧されるため、接触用バンプ４１と電極パッド１１とを確実に電気的に接続することができる。
【００２９】
プローブカード４０は、基板本体５１の第１の主面５１ａ及び第２の主面５１ｂと垂直な軸に沿って、接触用バンプ４１と弾性体５６と貫通電極５４とが配置されている。そして、貫通電極５４は、貫通孔５２の第２の収容部５２ｂ内にあって移動不能に形成されている。従って、接触用バンプ４１が第１の収容部５２ａ内に進入すると、弾性体５６が圧縮される。この弾性体５６の圧縮によって、接触用バンプ４１が電極パッド１１に向かって押圧される。このため、接触用バンプ４１と電極パッド１１とが互いに確実に接続される。
【００３０】
上記のように、検査対象物１０に形成された複数の半導体チップの電極パッド１１に接触用バンプ４１をそれぞれ接触させて電気的に接続することができる。このため、複数の半導体チップに対する検査を並行して実施することができるため、個々の半導体チップを順次検査する場合と比べて、検査対象物１０に係る検査時間を短縮することができる。
【００３１】
また、基板本体５１の材料として検査対象物１０と同じ材料（シリコン）を用いることにより、プローブカード４０と検査対象物１０との間の熱膨張係数の差が緩和されるため、半導体チップに設けられた電極パッド１１に接触用バンプ４１を精度良く接触させることができる。また、検査により検査対象物１０の温度を変更する場合には、その温度に応じて基板本体５１が伸縮するため、接触用バンプ４１と電極パッド１１との相対的な位置ずれを抑えることができる。
【００３２】
次に、上記のプローブカード４０の製造工程を説明する。なお、基板本体５１の材料をシリコンとした場合の製造工程について説明する。
先ず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハである基板６１を用意する。基板６１の厚みは、例えば７２５μｍ〜７７５μｍである。
【００３３】
次に、図３（ｂ）に示すように、基板６１の第１の主面６１ａ側に形成されたマスク（図示略）を用い、マスクの開口部を通して基板６１を高アスペクト比エッチングにてエッチングを行い、基板６１に深穴６２を形成する。高アスペクト比エッチングには、例えば、ボッシュプロセスが用いられる。
【００３４】
ボッシュプロセスは、シリコンの深堀りエッチング技術であり、具体的には、エッチング（エッチングステップ）とエッチング側壁保護（保護ステップ）とを繰り返し行うエッチング方法である。エッチングステップでは、六フッ化硫黄（ＳＦ６）を用いて等方性エッチングを行い、保護ステップでは、テフロン（登録商標）系のガス（例えば、Ｃ４Ｆ８）を用いて側壁を保護（横方向にエッチングが進行することを抑制）する。上記ボッシュプロセスでは、エッチングステップと保護ステップとを繰り返し行うため、ボッシュプロセスにより形成された深穴６２の側面は、スキャロッピング形状（微細な凹凸の繰り返し）となる。そして、エッチングステップと保護ステップに用いるガスの比率等を調整することにより、表面側が拡開した第１の収容部６２ａと、基板６１の主面と垂直な方向に沿って延びる第２の収容部６２ｂとを形成する。
【００３５】
なお、深穴６２を他の方法、例えば反応性イオンエッチング（深堀りＲＩＥ:Deep Reactive Ion Etching）、異方性エッチング（例えばドライエッチング）と等方性エッチング（例えばウエットエッチング）の組合せ、により形成してもよい。また、水酸化カリウム（ＫＯＨ）や水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）をエッチング液として半導体結晶の（１１１）面に対するエッチング速度を利用した結晶異方性エッチングによって第１の収容部６２ａを形成するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図３（ｃ）に示すように、基板６１の全面及び深穴６２の内面に絶縁膜６３を形成する。絶縁膜６３は、例えば熱酸化により形成されたシリコン酸化膜である。なお、絶縁膜６３を他の方法、例えば化学気相成長（ＣＶＤ:Chemical Vapor Deposition）により形成してもよい。
【００３７】
次に、図３（ｄ）に示すように、電解メッキ、無電解メッキ、導体ペースト充填、等の方法により、第２の収容部６２ｂ内に電極６４を形成する。電解メッキの場合、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ:Metal Organic Chemical Vapor Deposition）等によって形成したシード層を用いて電極６４を形成する。
【００３８】
次に、図３（ｅ）に示すように、配線５５を形成する。配線５５の形成方法は、例えばセミアディティブ法、アディティブ法である。配線５７は、開口部が設けられたマスク（図示略）を用いた物理気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）やメッキ、等により形成される。
【００３９】
次に、図４（ａ）に示すように、例えばシリコーン樹脂の真空印刷により、第１の収容部６２ａに弾性体５６を充填する。
次に、図４（ｂ）に示すように、配線５７を形成する。配線５７の形成方法は、例えばセミアディティブ法、アディティブ法である。配線５７は、開口部が設けられたマスク（図示略）を用いた物理気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）やメッキ、等により形成される。次に、例えばメッキにより、配線５７上に接触用バンプ４１を形成する。
【００４０】
次に、バックグラインドによって基板６１を第２の主面６１ｂ側から研削し、図４（ｃ）に示すように、深穴６２を貫通孔５２とするように基板６１を薄化する。この研削工程により薄化された基板６１の厚みは、例えば２００μｍである。このため、図３（ｂ）に示す工程において、深穴６２は、薄化された基板６１の厚みよりも深く形成される。
【００４１】
次に、図４（ｄ）に示すように、例えば低温ＣＶＤにより、基板６１の下面（研削面）にシリコン酸化膜からなる絶縁膜６５を形成する。この絶縁膜６５と上記工程により形成された絶縁膜６３により、図２に示す絶縁膜５３が構成される。これにより、図２に示すように、貫通孔５２を有する基板本体５１が形成されるとともに、貫通孔５２の第１の収容部５２ａ内に充填された弾性体５６と、第２の収容部５２ｂ内に固定された貫通電極５４が形成される。
【００４２】
次に、図４（ｅ）に示すように、基板本体５１の第２の主面５１ｂに配線４２を形成する。配線４２の形成方法は、例えばセミアディティブ法、アディティブ法である。配線４２は、開口部が設けられたマスク（図示略）を用いた物理気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）やメッキ、等により形成される。
【００４３】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）プローブカード４０の基板本体５１には、第１の主面５１ａと第２の主面５１ｂとの間を貫通する貫通孔５２が形成されている。貫通孔５２は第１の収容部５２ａと第２の収容部５２ｂにより構成されている。第１の収容部５２ａ内には弾性体５６が形成され、第２の収容部５２ｂ内には、貫通電極５４が形成されている。弾性体５６の表面には貫通電極５４と配線５５により接続される配線５７が形成されている。配線５７の第２端部は、弾性体５６の下面に配置されている。そして、配線５７の第２端部下面には、検査対象物１０の電極パッド１１と対応する位置に、その電極パッド１１と電気的に接続される接触用バンプ４１が形成されている。接触用バンプ４１は、検査対象物１０の形状、詳しくは電極パッド１１を露出させるパシベーション膜１２の開口形状、膜厚に応じて柱状に形成されている。従って、パシベーション膜１２が厚くなれば、それに応じて接触用バンプ４１の上下方向の長さ（高さ）、つまりアスペクト比が変更可能である。従って、接触用バンプ４１を確実に電極パッド１１に接触させることができる。また、パシベーション膜１２の形状に応じて接触用バンプ４１の形状を設定することができるため、検査対象物１０の形状変更に容易に対応することができる。
【００４４】
（２）接触用バンプ４１の直上には、弾性体５６が配置されている。弾性体５６は、弾性を有しているため、接触用バンプ４１は、上下方向に変位可能である。従って、複数の接触用バンプ４１の長さがばらついても、弾性体５６が形成された第１の収容部５２ａ内に接触用バンプ４１入り込むことで、接触用バンプ４１の長さのばらつきが弾性体５６によって吸収され、各接触用バンプ４１をそれぞれ電極パッド１１に接触させることができる。
【００４５】
（３）プローブ装置２２と検査対象物１０とが相対的に傾いても、各接触用バンプ４１をそれぞれ電極パッド１１に接触させることができる。つまり、プローブ装置２２が傾いて支持されると、その傾きに応じて、先に電極パッド１１と接触する接触用バンプ４１が弾性体５６が形成された第１の収容部５２ａ内に入り込むことで、他の接触用バンプ４１を電極パッド１１に接触させることができるようになる。
【００４６】
また、例えばプローブ装置２２を押し下げることにより検査対象物１０とプローブ装置２２とを相対的に接近させると、弾性体５６の弾性力によって接触用バンプ４１が電極パッド１１に向かって押圧されるため、接触用バンプ４１と電極パッド１１とを互いに確実に電気的に接続することができる。
【００４７】
尚、上記実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・図２に示すように、第１の収容部５２ａを、底部に対して開口部が拡開するように形成したが、貫通電極５４と配線５７とを互いに接続する配線５５を形成することができればよく、第１の収容部５２ａの形状を適宜変更してもよい。
【００４８】
・図５（ａ）に示すように、接触用バンプ４１を、隣接する貫通孔５２に形成した貫通電極５４と接続するように、配線５５，５７を形成するようにしてもよい。これにより、接触用バンプ４１の配置位置と、接続用のバンプ３１（図２参照）が接続される配線４２の配置位置とを、それぞれ任意の位置とする、つまり配置の自由度を高くすることが可能となる。
【００４９】
・図５（ｂ）に示すように、基板本体５１の第２の主面５１ｂに、多層配線層７１を形成してもよい。なお、第１の主面５１ａに多層配線を形成することも可能である。多層配線層７１は、例えばビルドアップ法により配線層と絶縁層を積層して形成される。多層配線層７１を形成することにより、接触用バンプ４１の配置位置と、接続用のバンプ３１（図２参照）が接続される配線４２の配置位置とを、それぞれ任意の位置とする、つまり配置の自由度を高くすることが可能となる。
【００５０】
・絶縁膜として、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）以外に、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）などを形成するようにしてもよい。また、複数種類の絶縁膜、例えばシリコン酸化膜とシリコン窒化膜とを積層するようにしてもよい。
【００５１】
・上記実施形態における製造工程を適宜変更してもよい。例えば、図４（ｂ）に示す配線５７と接触用バンプ４１を形成する工程を、絶縁膜６５を形成する工程（図４（ｄ））、又は薄化する工程（図４（ｃ））の後に実施するようにしてもよい。
【００５２】
・上記実施形態において、弾性体５６の形状、弾性体５６の表面に形成された配線５７の形状を適宜変更してもよい。
例えば、図６（ａ）に示すように、配線５７は、基端部（図６（ａ）において左端）が絶縁膜５３上に配置され、先端部が弾性体５６のほぼ中央に配置された平面視長方形状に形成してもよい。先端が円弧状に形成した場合も同様であるが、このように配線５７を形成した場合、弾性体５６の少なくとも一部が露出している。従って、露出した弾性体５６の部分は、接触用バンプ４１を図１，図２に示す電極パッド１１に対して押圧接触させる際に、接触用バンプ４１の移動によって変形する弾性体５６の逃げ場所となる。これにより、配線５７に加わる負荷を低減することができる。
【００５３】
また、図６（ｂ）に示すように、弾性体５６の表面中心を通り、両端が絶縁膜５３上に配置されるように配線５７を形成するようにしてもよい。なお、絶縁膜５３上に配置される端部の数は、３つ以上としてもよい。例えば、図６（ｃ）に示すように、弾性体５６の中心から３つの方向に沿って延び、各端部が絶縁膜５３上に配置される配線５７としてもよい。また、図６（ｄ）に示すように、弾性体５６の中心から４つの方向に沿って延び、各端部が絶縁膜５３上に配置される配線５７としてもよい。これらの配線５７は、図１，図２に示す電極パッド１１に押圧する接触用バンプ４１の倒れ込みを防止することができる。
【００５４】
また、配線５７の形状は直線状に限定されない。例えば、図６（ｅ）に示すように、渦巻き状の配線５７としてもよい。この場合、配線５７は、基端から先端までの長さが、直線状に形成した配線よりも長くなるため、接触用バンプ４１の移動（図面表裏方向の移動）に対してかかる応力が少なくなり、配線５７にかかる負荷を低減することができる。
【００５５】
また、図６（ｆ）に示すように、弾性体５６の表面全体を覆うように配線５７を形成してもよい。この場合、線状に配線を形成する場合と比べ、配線５７の厚さを薄くすることができる。
【００５６】
また、図６（ｇ），図６（ｈ）に示すように、弾性体５６の表面形状を矩形状、つまり図２に示す第１の収容部５２ａを矩形状に形成してもよい。そして、このように形成した弾性体５６に対し、弾性体５６の中心から互いに直交する２つの方向に沿って延びるように配線５７を形成してもよい。この場合、図６（ｇ）に示すように、配線５７が延びる方向を、矩形状に形成された弾性体５６表面の対向する辺と直交する方向としてもよい。また、図６（ｈ）に示すように、矩形状に形成された弾性体５６表面の対角方向に沿って配線５７を形成してもよい。なお、表面が矩形状に形成された弾性体５６に対し、配線５７の形状を、図６（ａ）〜図６（ｃ），図６（ｅ），図６（ｆ）等に示す形状としてもよい。
【００５７】
・上記実施形態は、ウェハ状態の半導体チップを検査するために用いられるプローブカード４０に具体化したが、個辺化された半導体チップを検査するために用いられるプローブカードに具体化してもよい。
【００５８】
・検査対象物として上記の半導体ウェハ以外に、複数の端子を有するもの、例えば半導体パッケージとしてもよい。
・接触用バンプ４１の表面に金層等の金属層を設けてもよい。金層は、例えばめっきにより形成される。例えば、接触用バンプ４１を銅とした場合、接触用バンプ４１の先端に設けられる金属層は、例えば、ニッケル層と金層、ニッケル層とパラジウム層と金層、である。なお、金層は、金属層の最表層に設けられることが好ましい。金属層を設けることにより、接触用バンプ４１と電極パッド１１との接触抵抗を低減することができる。
【００５９】
・接触用バンプ４１の形状を適宜変更してもよい。例えば、検査対象物１０の形状に応じて、アスペクト比が低い場合に、例えば半球状や略球状としてもよい。
・接続用バンプ３１をプローブカード４０側に形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 検査対象物
１１ 電極パッド
３０ 配線基板
４０ プローブカード
４１ 接触用バンプ
４２ 配線
５１ 基板本体
５１ａ，５１ｂ 主面
５２ 貫通孔
５２ａ，５２ｂ 収容部
５４ 貫通電極
５６ 弾性体
５５，５７ 配線
６２ 深穴
６２ａ，６２ｂ 収容部
【技術分野】
【０００１】
プローブカード及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造工程は、半導体チップの電気的特性を検査する検査工程を含む。この工程に用いられる半導体検査装置は、ウェハ状態の半導体チップに形成された電極パッドと電気的に接続されるプローブ針を有している。半導体検査装置は、例えば、プローブ針を介して半導体チップに形成された回路に電気信号を供給するとともに、プローブ針を介して同回路から出力される信号を受け取り、この受け取った信号に基づいて回路の動作を検査することにより、半導体チップの良否を判定する。
【０００３】
近年、半導体チップにおいては、素子の高集積化および処理信号数の増加によって、半導体チップに形成される電極パッドの数が増加（多ピン化）するとともに、電極パッドの狭ピッチ化が進んでいる。従って、個々の電極パッドにプローブ針を精度良く接触させることが難しくなっている。このため、基板に接続のための端子を複数形成し、複数の電極パッドに対する接続を一括して行うことが各種提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されたコンタクトプローブは、プローブ本体と一体形成されたコンタクト用突起を有している。プローブ本体とコンタクト用突起は、異方性導電樹脂による樹脂成形によって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−５２７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体チップは、その表面にパシベーション膜が形成されている。そして、電極パッドは、パシベーション膜に形成された開口部から露出している。一方、上記特許文献１に開示されたコンタクト用突起は、樹脂成形により、四角錐や半球型に形成されている。このため、パシベーション膜から露出している電極パッドの大きさ（開口部の寸法）とパシベーション膜の膜厚との比（アスペクト比）によっては、コンタクト用突起を電極パッドに接触させることができないおそれがある。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、半導体チップに形成された複数の電極パッドに確実に接触させることが可能なプローブカード及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、検査対象物の電気的検査を行う際に、前記検査対象物に形成された電極パッドと電気的に接続されるプローブカードは、前記検査対象物と対向配置される第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する基板本体と、前記第１の主面と前記第２の主面との間を貫通する貫通孔と、前記貫通孔内であって前記第１の主面側に形成された弾性体と、前記貫通孔内であって前記第２の主面側に形成された貫通電極と、前記弾性体の表面に形成され、前記貫通電極と電気的に接続された配線と、前記弾性体上に形成され、前記配線と電気的に接続された接触用バンプと、を有する。この構成によれば、弾性体上に接触用バンプを設けることにより、検査対象物の電極パッドに接触させることができる。
【０００９】
検査対象物の電気的検査を行う際に、前記検査対象物に形成された電極パッドと電気的に接続されるプローブカードは、基板の第１の主面から、開口部側の第１の収容部と底部側の第２の収容部とを有する深穴を形成する工程と、前記第２の収容部内に電極を形成する工程と、基端が前記電極と接続され、先端が前記第１の主面上に配置された配線を形成する工程と、前記第１の収容部に弾性体を充填する工程と、前記基板を薄化して基板本体を形成し、前記深穴を貫通孔とする工程と、基端が前記第１の配線と接続され、先端が前記弾性体上に配置された第２の配線を形成する工程と、前記第２の配線上に、前記電極パッドと対応する接触用バンプを形成する工程と、を含む方法により製造される。この方法によれば、弾性体上に設けられた接触用バンプを有するプローブカードが容易に製造される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一観点によれば、半導体チップに形成された複数の電極パッドに確実に接触させることが可能なプローブカード及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】基板検査装置の概略構成図。
【図２】プローブカードの一部断面図。
【図３】（ａ）〜（ｅ）はプローブカードの製造工程を示す模式図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）はプローブカードの製造工程を示す模式図。
【図５】（ａ）（ｂ）は別のプローブカードの一部断面図。
【図６】（ａ）〜（ｈ）は配線の別の形状を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して一実施形態を説明する。尚、添付図面は、構造の概略を説明するためのものであり、実際の大きさを表していない。
図１に示すように、検査対象物１０を検査する半導体検査装置２０は、テスタ２１と、そのテスタ２１に接続されたプローブ装置２２とを有している。
【００１３】
検査対象物１０は、例えば複数個の半導体チップが形成された１枚の半導体ウェハであって、個々の半導体チップに切断される前の状態（ウェーハ状態）のものである。検査対象物１０は、半導体チップの素子に接続される複数の電極パッド１１を有している。また、検査対象物１０には、パシベーション膜１２が形成され、電極パッド１１はパシベーション膜１２に形成された開口部１２ａから露出している。
【００１４】
プローブ装置２２は、配線基板３０とプローブカード４０を含む。配線基板３０は、プローブカード４０と対向する主面に形成された複数の接続用バンプ３１を有している。接続用バンプ３１の材料は、例えば金スズ半田である。また、配線基板３０は、接続用バンプ３１をテスタ２１と接続する配線（図示略）を有している。
【００１５】
プローブカード４０は、検査対象物１０と対向される主面に形成された複数の接触用バンプ４１を有している。複数の接触用バンプ４１の材料は、ニッケル、銅、ニッケル合金、等である。複数の接触用バンプ４１は、検査対象物１０の電極パッド１１と対応する位置に配置されている。また、プローブカード４０は、配線基板３０と対向する主面に形成された複数の配線４２を有している。複数の配線４２の材料は、銅、ニッケル、ニッケル合金、等である。複数の配線４２は、配線基板３０の接続用バンプ３１と対応する位置に配置されている。複数の配線４２は、対応する接続用バンプ３１とそれぞれ接続されている。なお、複数の接触用バンプ４１は、対応する複数の配線４２とそれぞれ接続されている。
【００１６】
［プローブカードの構成］
図２に示すように、プローブカード４０は、基板本体５１を有している。基板本体５１は、検査対象物１０の基板と同じ材料（ここではシリコン）により形成されている。尚、基板本体５１の材料として、セラミック、ガラス、樹脂（例えば、絶縁樹脂）、金属（例えば、Ｃｕ）等を用いることができる。
【００１７】
基板本体５１には、検査対象物１０と対向配置される第１の主面（図２において下側の面）５１ａと，第１の主面５１ａと反対側の面であって配線基板３０と対向する第２の主面（図２において上側の面）５１ｂとの間を貫通する複数の貫通孔５２が形成されている。複数の貫通孔５２は、検査対象物１０に形成された複数の電極パッド１１と対応する位置に形成されている。
【００１８】
各貫通孔５２は、第１の収容部５２ａと第２の収容部５２ｂとから構成されている。第１の収容部５２ａは、第１の主面５１ａから所定の深さに形成されている。第１の収容部５２ａは、開口部の大きさが、底部よりも大きく、所謂拡開して形成されている。第２の収容部５２ｂは、第１の収容部５２ａの底部から第２の主面５１ｂまで延びるように形成されている。第２の収容部５２ｂは、ほぼ筒状に形成されている。
【００１９】
基板本体５１の表面には絶縁膜５３が形成されている。絶縁膜５３は、例えばシリコン酸化膜である。絶縁膜５３は、貫通孔５２の内面にも形成されている。
第２の収容部５２ｂ内には貫通電極５４が形成されている。貫通電極５４は、第２の収容部５２ｂの開口部（第２の主面５１ｂ側の開口部）から第１の収容部５２ａまで延びるように形成されている。貫通電極５４の材料は、例えば銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）である。貫通電極５４は、絶縁膜５３によって基板本体５１から絶縁されている。なお、図２に示すプローブカード４０の断面には、基板本体５１や貫通電極５４等を判りやすくするために、絶縁膜５３のハッチングを省略している。
【００２０】
貫通電極５４は、配線５５と接続されている。配線５５は、貫通電極５４の端部から、第１の収容部５２ａの内壁に沿って第１の収容部５２ａの底部から開口部まで延び、その開口部から第１の主面５１ａ上を所定方向に沿って延びるように形成されている。即ち、配線５５の基端は貫通電極５４と接続され、配線５５の先端は基板本体５１の第１の主面５１ａ上に配置されている。配線５５の材料は、銅、金（Ａｕ）ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、白金（Ｐｔ）、等である。
【００２１】
各第１の収容部５２ａ内には、弾性体５６が充填されている。弾性体５６は、弾性を有する樹脂、例えばシリコーン樹脂である。
弾性体５６の表面（図２において下面）には配線５７が形成されている。配線５７の基端は配線５５と接続されている。配線５７の先端は、弾性体５６のほぼ中央に所定の形状（例えば、先端円弧状）に形成されている。配線５７の材料は、配線５５と同様に、銅、金、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、白金、等である。
【００２２】
各配線５７の基端の表面（図２において下面）には、接触用バンプ４１がそれぞれ形成されている。接触用バンプ４１は、検査対象物１０の電極パッド１１と対応する位置に形成されている。接触用バンプ４１は、例えば、配線５７の基端下面から下方に延びる円柱状に形成されている。接触用バンプ４１の材料は、銅、金、ニッケル、ニッケル合金、ロジウム、等である。なお、接触用バンプ４１は、貫通電極５４と同軸上であって、その軸線方向に沿って延びるように形成されていることが好ましい。
【００２３】
そして、接触用バンプ４１の形状は、電極パッド１１の露出している部分、パシベーション膜１２の膜厚に応じて形成されている。例えば、電極パッド１１上のパシベーション膜１２の膜厚を１０μｍとすると、接触用バンプ４１は直径が１５μｍ、上下方向の長さが２０μｍに設定されている。
【００２４】
上記のように構成されたプローブ装置２２は、図示しない検査台上に固定された検査対象物１０と平行に支持される。そして、プローブ装置２２は、プローブカード４０の接触用バンプ４１が検査対象物１０の電極パッド１１に対向するように相互に位置決めされ、図２に一点鎖線で示すように、接触用バンプ４１の先端が電極パッド１１と接触される。
【００２５】
接触用バンプ４１は、検査対象物１０の形状、詳しくは電極パッド１１を露出させるパシベーション膜１２の開口形状、膜厚に応じて形成されている。従って、パシベーション膜１２が厚くなれば、それに応じて接触用バンプ４１の上下方向の長さ、つまりアスペクト比が変更可能である。従って、接触用バンプ４１を確実に電極パッド１１に接触させることができる。また、パシベーション膜１２の形状に応じて接触用バンプ４１の形状を設定することができるため、検査対象物１０の形状変更に容易に対応することができる。
【００２６】
接触用バンプ４１が電極パッド１１に接触されると、その接触用バンプ４１の直上には、弾性体５６が配置されている。弾性体５６は、弾性を有しているため、接触用バンプ４１は、上下方向に変位可能である。従って、複数の接触用バンプ４１の長さがばらついても、弾性体５６が形成された第１の収容部５２ａ内に接触用バンプ４１入り込むことで、接触用バンプ４１の長さのばらつきが弾性体５６によって吸収され、各接触用バンプ４１をそれぞれ電極パッド１１に接触させることができる。
【００２７】
また、プローブ装置２２と検査対象物１０とが相対的に傾いても、同様に各接触用バンプ４１をそれぞれ電極パッド１１に接触させることができる。つまり、プローブ装置２２が傾いて支持されると、その傾きに応じて、先に電極パッド１１と接触する接触用バンプ４１が弾性体５６が形成された第１の収容部５２ａ内に入り込むことで、他の接触用バンプ４１を電極パッド１１に接触させることができるようになる。
【００２８】
また、例えばプローブ装置２２を押し下げることにより検査対象物１０とプローブ装置２２とを相対的に接近させると、弾性体５６の弾性力によって接触用バンプ４１が電極パッド１１に向かって押圧されるため、接触用バンプ４１と電極パッド１１とを確実に電気的に接続することができる。
【００２９】
プローブカード４０は、基板本体５１の第１の主面５１ａ及び第２の主面５１ｂと垂直な軸に沿って、接触用バンプ４１と弾性体５６と貫通電極５４とが配置されている。そして、貫通電極５４は、貫通孔５２の第２の収容部５２ｂ内にあって移動不能に形成されている。従って、接触用バンプ４１が第１の収容部５２ａ内に進入すると、弾性体５６が圧縮される。この弾性体５６の圧縮によって、接触用バンプ４１が電極パッド１１に向かって押圧される。このため、接触用バンプ４１と電極パッド１１とが互いに確実に接続される。
【００３０】
上記のように、検査対象物１０に形成された複数の半導体チップの電極パッド１１に接触用バンプ４１をそれぞれ接触させて電気的に接続することができる。このため、複数の半導体チップに対する検査を並行して実施することができるため、個々の半導体チップを順次検査する場合と比べて、検査対象物１０に係る検査時間を短縮することができる。
【００３１】
また、基板本体５１の材料として検査対象物１０と同じ材料（シリコン）を用いることにより、プローブカード４０と検査対象物１０との間の熱膨張係数の差が緩和されるため、半導体チップに設けられた電極パッド１１に接触用バンプ４１を精度良く接触させることができる。また、検査により検査対象物１０の温度を変更する場合には、その温度に応じて基板本体５１が伸縮するため、接触用バンプ４１と電極パッド１１との相対的な位置ずれを抑えることができる。
【００３２】
次に、上記のプローブカード４０の製造工程を説明する。なお、基板本体５１の材料をシリコンとした場合の製造工程について説明する。
先ず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハである基板６１を用意する。基板６１の厚みは、例えば７２５μｍ〜７７５μｍである。
【００３３】
次に、図３（ｂ）に示すように、基板６１の第１の主面６１ａ側に形成されたマスク（図示略）を用い、マスクの開口部を通して基板６１を高アスペクト比エッチングにてエッチングを行い、基板６１に深穴６２を形成する。高アスペクト比エッチングには、例えば、ボッシュプロセスが用いられる。
【００３４】
ボッシュプロセスは、シリコンの深堀りエッチング技術であり、具体的には、エッチング（エッチングステップ）とエッチング側壁保護（保護ステップ）とを繰り返し行うエッチング方法である。エッチングステップでは、六フッ化硫黄（ＳＦ６）を用いて等方性エッチングを行い、保護ステップでは、テフロン（登録商標）系のガス（例えば、Ｃ４Ｆ８）を用いて側壁を保護（横方向にエッチングが進行することを抑制）する。上記ボッシュプロセスでは、エッチングステップと保護ステップとを繰り返し行うため、ボッシュプロセスにより形成された深穴６２の側面は、スキャロッピング形状（微細な凹凸の繰り返し）となる。そして、エッチングステップと保護ステップに用いるガスの比率等を調整することにより、表面側が拡開した第１の収容部６２ａと、基板６１の主面と垂直な方向に沿って延びる第２の収容部６２ｂとを形成する。
【００３５】
なお、深穴６２を他の方法、例えば反応性イオンエッチング（深堀りＲＩＥ:Deep Reactive Ion Etching）、異方性エッチング（例えばドライエッチング）と等方性エッチング（例えばウエットエッチング）の組合せ、により形成してもよい。また、水酸化カリウム（ＫＯＨ）や水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）をエッチング液として半導体結晶の（１１１）面に対するエッチング速度を利用した結晶異方性エッチングによって第１の収容部６２ａを形成するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図３（ｃ）に示すように、基板６１の全面及び深穴６２の内面に絶縁膜６３を形成する。絶縁膜６３は、例えば熱酸化により形成されたシリコン酸化膜である。なお、絶縁膜６３を他の方法、例えば化学気相成長（ＣＶＤ:Chemical Vapor Deposition）により形成してもよい。
【００３７】
次に、図３（ｄ）に示すように、電解メッキ、無電解メッキ、導体ペースト充填、等の方法により、第２の収容部６２ｂ内に電極６４を形成する。電解メッキの場合、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ:Metal Organic Chemical Vapor Deposition）等によって形成したシード層を用いて電極６４を形成する。
【００３８】
次に、図３（ｅ）に示すように、配線５５を形成する。配線５５の形成方法は、例えばセミアディティブ法、アディティブ法である。配線５７は、開口部が設けられたマスク（図示略）を用いた物理気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）やメッキ、等により形成される。
【００３９】
次に、図４（ａ）に示すように、例えばシリコーン樹脂の真空印刷により、第１の収容部６２ａに弾性体５６を充填する。
次に、図４（ｂ）に示すように、配線５７を形成する。配線５７の形成方法は、例えばセミアディティブ法、アディティブ法である。配線５７は、開口部が設けられたマスク（図示略）を用いた物理気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）やメッキ、等により形成される。次に、例えばメッキにより、配線５７上に接触用バンプ４１を形成する。
【００４０】
次に、バックグラインドによって基板６１を第２の主面６１ｂ側から研削し、図４（ｃ）に示すように、深穴６２を貫通孔５２とするように基板６１を薄化する。この研削工程により薄化された基板６１の厚みは、例えば２００μｍである。このため、図３（ｂ）に示す工程において、深穴６２は、薄化された基板６１の厚みよりも深く形成される。
【００４１】
次に、図４（ｄ）に示すように、例えば低温ＣＶＤにより、基板６１の下面（研削面）にシリコン酸化膜からなる絶縁膜６５を形成する。この絶縁膜６５と上記工程により形成された絶縁膜６３により、図２に示す絶縁膜５３が構成される。これにより、図２に示すように、貫通孔５２を有する基板本体５１が形成されるとともに、貫通孔５２の第１の収容部５２ａ内に充填された弾性体５６と、第２の収容部５２ｂ内に固定された貫通電極５４が形成される。
【００４２】
次に、図４（ｅ）に示すように、基板本体５１の第２の主面５１ｂに配線４２を形成する。配線４２の形成方法は、例えばセミアディティブ法、アディティブ法である。配線４２は、開口部が設けられたマスク（図示略）を用いた物理気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）やメッキ、等により形成される。
【００４３】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）プローブカード４０の基板本体５１には、第１の主面５１ａと第２の主面５１ｂとの間を貫通する貫通孔５２が形成されている。貫通孔５２は第１の収容部５２ａと第２の収容部５２ｂにより構成されている。第１の収容部５２ａ内には弾性体５６が形成され、第２の収容部５２ｂ内には、貫通電極５４が形成されている。弾性体５６の表面には貫通電極５４と配線５５により接続される配線５７が形成されている。配線５７の第２端部は、弾性体５６の下面に配置されている。そして、配線５７の第２端部下面には、検査対象物１０の電極パッド１１と対応する位置に、その電極パッド１１と電気的に接続される接触用バンプ４１が形成されている。接触用バンプ４１は、検査対象物１０の形状、詳しくは電極パッド１１を露出させるパシベーション膜１２の開口形状、膜厚に応じて柱状に形成されている。従って、パシベーション膜１２が厚くなれば、それに応じて接触用バンプ４１の上下方向の長さ（高さ）、つまりアスペクト比が変更可能である。従って、接触用バンプ４１を確実に電極パッド１１に接触させることができる。また、パシベーション膜１２の形状に応じて接触用バンプ４１の形状を設定することができるため、検査対象物１０の形状変更に容易に対応することができる。
【００４４】
（２）接触用バンプ４１の直上には、弾性体５６が配置されている。弾性体５６は、弾性を有しているため、接触用バンプ４１は、上下方向に変位可能である。従って、複数の接触用バンプ４１の長さがばらついても、弾性体５６が形成された第１の収容部５２ａ内に接触用バンプ４１入り込むことで、接触用バンプ４１の長さのばらつきが弾性体５６によって吸収され、各接触用バンプ４１をそれぞれ電極パッド１１に接触させることができる。
【００４５】
（３）プローブ装置２２と検査対象物１０とが相対的に傾いても、各接触用バンプ４１をそれぞれ電極パッド１１に接触させることができる。つまり、プローブ装置２２が傾いて支持されると、その傾きに応じて、先に電極パッド１１と接触する接触用バンプ４１が弾性体５６が形成された第１の収容部５２ａ内に入り込むことで、他の接触用バンプ４１を電極パッド１１に接触させることができるようになる。
【００４６】
また、例えばプローブ装置２２を押し下げることにより検査対象物１０とプローブ装置２２とを相対的に接近させると、弾性体５６の弾性力によって接触用バンプ４１が電極パッド１１に向かって押圧されるため、接触用バンプ４１と電極パッド１１とを互いに確実に電気的に接続することができる。
【００４７】
尚、上記実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・図２に示すように、第１の収容部５２ａを、底部に対して開口部が拡開するように形成したが、貫通電極５４と配線５７とを互いに接続する配線５５を形成することができればよく、第１の収容部５２ａの形状を適宜変更してもよい。
【００４８】
・図５（ａ）に示すように、接触用バンプ４１を、隣接する貫通孔５２に形成した貫通電極５４と接続するように、配線５５，５７を形成するようにしてもよい。これにより、接触用バンプ４１の配置位置と、接続用のバンプ３１（図２参照）が接続される配線４２の配置位置とを、それぞれ任意の位置とする、つまり配置の自由度を高くすることが可能となる。
【００４９】
・図５（ｂ）に示すように、基板本体５１の第２の主面５１ｂに、多層配線層７１を形成してもよい。なお、第１の主面５１ａに多層配線を形成することも可能である。多層配線層７１は、例えばビルドアップ法により配線層と絶縁層を積層して形成される。多層配線層７１を形成することにより、接触用バンプ４１の配置位置と、接続用のバンプ３１（図２参照）が接続される配線４２の配置位置とを、それぞれ任意の位置とする、つまり配置の自由度を高くすることが可能となる。
【００５０】
・絶縁膜として、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）以外に、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）などを形成するようにしてもよい。また、複数種類の絶縁膜、例えばシリコン酸化膜とシリコン窒化膜とを積層するようにしてもよい。
【００５１】
・上記実施形態における製造工程を適宜変更してもよい。例えば、図４（ｂ）に示す配線５７と接触用バンプ４１を形成する工程を、絶縁膜６５を形成する工程（図４（ｄ））、又は薄化する工程（図４（ｃ））の後に実施するようにしてもよい。
【００５２】
・上記実施形態において、弾性体５６の形状、弾性体５６の表面に形成された配線５７の形状を適宜変更してもよい。
例えば、図６（ａ）に示すように、配線５７は、基端部（図６（ａ）において左端）が絶縁膜５３上に配置され、先端部が弾性体５６のほぼ中央に配置された平面視長方形状に形成してもよい。先端が円弧状に形成した場合も同様であるが、このように配線５７を形成した場合、弾性体５６の少なくとも一部が露出している。従って、露出した弾性体５６の部分は、接触用バンプ４１を図１，図２に示す電極パッド１１に対して押圧接触させる際に、接触用バンプ４１の移動によって変形する弾性体５６の逃げ場所となる。これにより、配線５７に加わる負荷を低減することができる。
【００５３】
また、図６（ｂ）に示すように、弾性体５６の表面中心を通り、両端が絶縁膜５３上に配置されるように配線５７を形成するようにしてもよい。なお、絶縁膜５３上に配置される端部の数は、３つ以上としてもよい。例えば、図６（ｃ）に示すように、弾性体５６の中心から３つの方向に沿って延び、各端部が絶縁膜５３上に配置される配線５７としてもよい。また、図６（ｄ）に示すように、弾性体５６の中心から４つの方向に沿って延び、各端部が絶縁膜５３上に配置される配線５７としてもよい。これらの配線５７は、図１，図２に示す電極パッド１１に押圧する接触用バンプ４１の倒れ込みを防止することができる。
【００５４】
また、配線５７の形状は直線状に限定されない。例えば、図６（ｅ）に示すように、渦巻き状の配線５７としてもよい。この場合、配線５７は、基端から先端までの長さが、直線状に形成した配線よりも長くなるため、接触用バンプ４１の移動（図面表裏方向の移動）に対してかかる応力が少なくなり、配線５７にかかる負荷を低減することができる。
【００５５】
また、図６（ｆ）に示すように、弾性体５６の表面全体を覆うように配線５７を形成してもよい。この場合、線状に配線を形成する場合と比べ、配線５７の厚さを薄くすることができる。
【００５６】
また、図６（ｇ），図６（ｈ）に示すように、弾性体５６の表面形状を矩形状、つまり図２に示す第１の収容部５２ａを矩形状に形成してもよい。そして、このように形成した弾性体５６に対し、弾性体５６の中心から互いに直交する２つの方向に沿って延びるように配線５７を形成してもよい。この場合、図６（ｇ）に示すように、配線５７が延びる方向を、矩形状に形成された弾性体５６表面の対向する辺と直交する方向としてもよい。また、図６（ｈ）に示すように、矩形状に形成された弾性体５６表面の対角方向に沿って配線５７を形成してもよい。なお、表面が矩形状に形成された弾性体５６に対し、配線５７の形状を、図６（ａ）〜図６（ｃ），図６（ｅ），図６（ｆ）等に示す形状としてもよい。
【００５７】
・上記実施形態は、ウェハ状態の半導体チップを検査するために用いられるプローブカード４０に具体化したが、個辺化された半導体チップを検査するために用いられるプローブカードに具体化してもよい。
【００５８】
・検査対象物として上記の半導体ウェハ以外に、複数の端子を有するもの、例えば半導体パッケージとしてもよい。
・接触用バンプ４１の表面に金層等の金属層を設けてもよい。金層は、例えばめっきにより形成される。例えば、接触用バンプ４１を銅とした場合、接触用バンプ４１の先端に設けられる金属層は、例えば、ニッケル層と金層、ニッケル層とパラジウム層と金層、である。なお、金層は、金属層の最表層に設けられることが好ましい。金属層を設けることにより、接触用バンプ４１と電極パッド１１との接触抵抗を低減することができる。
【００５９】
・接触用バンプ４１の形状を適宜変更してもよい。例えば、検査対象物１０の形状に応じて、アスペクト比が低い場合に、例えば半球状や略球状としてもよい。
・接続用バンプ３１をプローブカード４０側に形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 検査対象物
１１ 電極パッド
３０ 配線基板
４０ プローブカード
４１ 接触用バンプ
４２ 配線
５１ 基板本体
５１ａ，５１ｂ 主面
５２ 貫通孔
５２ａ，５２ｂ 収容部
５４ 貫通電極
５６ 弾性体
５５，５７ 配線
６２ 深穴
６２ａ，６２ｂ 収容部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の電気的検査を行う際に、前記検査対象物に形成された電極パッドと電気的に接続されるプローブカードであって、
前記検査対象物と対向配置される第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する基板本体と、
前記第１の主面と前記第２の主面との間を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔内であって前記第１の主面側に形成された弾性体と、
前記貫通孔内であって前記第２の主面側に形成された貫通電極と、
前記弾性体の表面に形成され、前記貫通電極と電気的に接続された配線と、
前記弾性体上に形成され、前記配線と電気的に接続された接触用バンプと、
を有することを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記配線は、前記弾性体の一部を露出するように形成される、ことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
前記弾性体は、前記貫通孔の前記第１の主面側に形成された第１の収容部内に充填され、前記第１の収容部は、前記第１の主面側の開口部が拡開されたテーパ状に形成され、前記接触用バンプは、前記第１の収容部の内側面に形成された配線を介して前記貫通電極と接続される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブカード。
【請求項４】
前記弾性体の表面に形成された前記接触用バンプは、前記弾性体が形成された貫通孔と隣接する貫通孔に形成された貫通電極と電気的に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
【請求項５】
前記第２の主面には、前記貫通電極と接続され、配線基板と電気的に接続される配線が形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載のプローブカード。
【請求項６】
検査対象物の電気的検査を行う際に、前記検査対象物に形成された電極パッドと電気的に接続されるプローブカードの製造方法であって、
基板の第１の主面から、開口部側の第１の収容部と底部側の第２の収容部とを有する深穴を形成する工程と、
前記第２の収容部内に電極を形成する工程と、
基端が前記電極と接続され、先端が前記第１の主面上に配置された第１の配線を形成する工程と、
前記第１の収容部に弾性体を充填する工程と、
前記基板を薄化して基板本体を形成し、前記深穴を貫通孔とする工程と、
基端が前記第１の配線と接続され、先端が前記弾性体上に配置された第２の配線を形成する工程と、
前記第２の配線上に、前記電極パッドと対応する接触用バンプを形成する工程と、
を含むことを特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項１】
検査対象物の電気的検査を行う際に、前記検査対象物に形成された電極パッドと電気的に接続されるプローブカードであって、
前記検査対象物と対向配置される第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する基板本体と、
前記第１の主面と前記第２の主面との間を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔内であって前記第１の主面側に形成された弾性体と、
前記貫通孔内であって前記第２の主面側に形成された貫通電極と、
前記弾性体の表面に形成され、前記貫通電極と電気的に接続された配線と、
前記弾性体上に形成され、前記配線と電気的に接続された接触用バンプと、
を有することを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記配線は、前記弾性体の一部を露出するように形成される、ことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
前記弾性体は、前記貫通孔の前記第１の主面側に形成された第１の収容部内に充填され、前記第１の収容部は、前記第１の主面側の開口部が拡開されたテーパ状に形成され、前記接触用バンプは、前記第１の収容部の内側面に形成された配線を介して前記貫通電極と接続される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブカード。
【請求項４】
前記弾性体の表面に形成された前記接触用バンプは、前記弾性体が形成された貫通孔と隣接する貫通孔に形成された貫通電極と電気的に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
【請求項５】
前記第２の主面には、前記貫通電極と接続され、配線基板と電気的に接続される配線が形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載のプローブカード。
【請求項６】
検査対象物の電気的検査を行う際に、前記検査対象物に形成された電極パッドと電気的に接続されるプローブカードの製造方法であって、
基板の第１の主面から、開口部側の第１の収容部と底部側の第２の収容部とを有する深穴を形成する工程と、
前記第２の収容部内に電極を形成する工程と、
基端が前記電極と接続され、先端が前記第１の主面上に配置された第１の配線を形成する工程と、
前記第１の収容部に弾性体を充填する工程と、
前記基板を薄化して基板本体を形成し、前記深穴を貫通孔とする工程と、
基端が前記第１の配線と接続され、先端が前記弾性体上に配置された第２の配線を形成する工程と、
前記第２の配線上に、前記電極パッドと対応する接触用バンプを形成する工程と、
を含むことを特徴とするプローブカードの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１９８１９４（Ｐ２０１２−１９８１９４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１３２４７（Ｐ２０１２−１３２４７）
【出願日】平成２４年１月２５日（２０１２．１．２５）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２５日（２０１２．１．２５）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
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