基板およびプローブカード・アセンブリ用基板

【課題】導体パターン層および基体の接合強度を向上させるとともに、ビアホールに生じるガスによる影響を低減させること。
【解決手段】基板は、基体、ビア導体１２および第１のメッキ層１４を有している。基板は、導体パターン層１７をさらに有している。基体は、セラミック材料を含んでおり、ビアホールが設けられた表面を有している。ビア導体１２は、ビアホール内に設けられている。第１のメッキ層１４は、ビア導体１２上に形成されている。導体パターン層１７は、活性金属を含んでいる。導体パターン層１７は、第１のメッキ層１４上に部分的に配置されているとともに、基体の表面上に形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプローブカード・アセンブリに用いられる基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばプローブカード・アセンブリに用いられる基板において、導体パターン層の微細化がさらに進められている。導体パターン層の微細化が進められる中で、導体パターン層および基体の接合に関する強度の向上が求められている。
【特許文献１】特開２００１−９１５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
導体パターン層および基体の接合に関する強度の向上が求められている中で、ビアホールを有する基板においては、ビアホールに生じるガスによる影響を低減させることが求められている。ビアホールに生じるガスは、導体パターン層および基体の接合状態に影響を与える可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一つの態様によれば、基板は、基体、ビア導体および第１のメッキ層を有している。基板は、導体パターン層をさらに有している。基体は、セラミック材料を含んでおり、ビアホールが設けられた表面を有している。ビア導体は、ビアホール内に設けられている。第１のメッキ層は、ビア導体上に形成されている。導体パターン層は、活性金属を含んでいる。導体パターン層は、第１のメッキ層上に部分的に配置されているとともに、基体の表面上に形成されている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の一つの態様によれば、基板は、活性金属を含む導体パターン層を有している。導体パターン層は、第１のメッキ層上に部分的に配置されているとともに、基体の表面上に形成されている。基板は、このような構成により、導体パターン層および基体の接合強度が向上されているとともに、ビアホールに生じるガスによる影響が低減されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１に示されているように、プローブカード・アセンブリ用基板１（以下、基板１という）は、半導体ウエハ２の電気的検査に用いられる。基板１は、半導体ウエハ２の複数の電極２ｅに電気的に接続される複数の接触構造１ｃｓを有している。
【０００７】
図２に示されているように、基板１は、基体１１、複数のビア導体１２および複数の導体パターン１３を有している。図２および図３に示されているように、複数の導体パターン１３は、基体１１の表面上に平面的に配置されており、複数のビア導体１２に電気的に接続されている。
【０００８】
基体１１は、セラミック材料を含んでいる。基体１１の材料の例は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）である。図５Ａに示されているように、基体１１は、ビアホール１１ｈが設けられた表面１１ｕを有している。
【０００９】
ビア導体１２は、ビアホール１１ｈ内に設けられている。ビア導体１２の材料の例は、銀（Ａｇ）である。
【００１０】
図４、図５ＡおよびＢに示されているように、基板１は、ビア導体１２上に形成された第１のメッキ層１４を有している。第１のメッキ層１４は、Ｎｉ層１５およびＡｕ層１６を含んでいる。Ｎｉ層１５およびＡｕ層１６は、電解メッキ法によって形成されている。Ｎｉ層１５は、ビア導体１２の上端を覆っている。Ａｕ層１６は、Ｎｉ層１５上に形成されている。Ｎｉ層１５は、１〜１０μｍの厚みを有している。Ａｕ層１６は、０．１〜１μｍの厚みを有している。
【００１１】
基板１は、活性金属を含む導体パターン層１７を有している。導体パターン層１７は、第１のパターン層１８および第２のパターン層１９を含んでいる。第１のパターン層１８は、活性金属を含んでいる。活性金属の例は、チタン（Ｔｉ）である。第１のパターン層１８は、０．１〜０．５μｍの厚みを有している。
【００１２】
図６に示されているように、第１のパターン層１８は、第１の層１８−１、第２の層１８−２および第３の層１８−３を含んでいる。第１の層１８−１は、チタンからなる。第２の層１８−２は、チタンおよび銅の合金からなる。第３の層は、銅からなる。第１、第２および第３の層１８−１〜１８−３は、スパッタリングによって形成されている。
【００１３】
図７に示されているように、第１の層１８−１および基体１１の間に、反応層２０が形成されている。反応層２０は、チタンの酸化物（ＴｉＯ_Ｘ）からなる。反応層２０は、第１の層に含まれているチタンと、基体１１の酸化アルミニウムに含まれている酸素との化合物からなっている。基板１が反応層２０を有していることにより、基体１１および導体パターン層１７の接合に関する強度が向上されている。図４において符号２０ｒによって示されている領域に、反応層２０が形成されている。領域２０ｒにおいて、基体１１および導体パターン層１７の接合に関する強度が向上されている。
【００１４】
図８Ａおよび図９Ａに示されているように、ビアホール１１ｈ内に生じたガスは、反応層２０が形成されていない領域を通って抜けていく。第１および第２のメッキ層１４、２１と基体１１との接合強度は、第１のパターン層１８と基体１１との接合強度に比べて小さい。従って、ビアホール１１ｈ内に生じたガスは、第１および第２のメッキ層１４、２１と基体１１との間を通って抜けていく。
【００１５】
図８Ｂおよび図９Ｂに示されているように、比較例の構造において、ビアホール１１ｈは、反応層の領域２０ｒによって囲まれている。従って、比較例の構造において、ビアホール１１ｈ内に生じたガスは抜けにくい。
【００１６】
第２のパターン層１９は、銅からなる。第２のパターン層は、スパッタリング法によって形成されている。第２のパターン層１９は、０．２〜３μｍの厚みを有している。
【００１７】
基板１は、第２のパターン層１９上に形成された第２のメッキ層２１を有している。第２のメッキ層２１は、第２のパターン層１９を覆っている。第２のメッキ層２１は、Ｎｉ層２２およびＡｕ層２３を含んでいる。Ｎｉ層２２およびＡｕ層２３は、電解メッキ法によって形成されている。Ｎｉ層２２は、第２のパターン層１９を覆っている。Ａｕ層２３は、Ｎｉ層２２上に形成されている。Ｎｉ層２２は、１〜１０μｍの厚みを有している。Ａｕ層２３は、１〜１０μｍの厚みを有している。
【００１８】
Ｎｉ層２２は、銅からなる第２のパターン層１９より熱膨張係数が小さい。基板１は、Ｎｉ層２２を有していることにより、銅の熱膨張が低減されている。Ｎｉ層２２は、銅からなる第２のパターン層１９より弾性率が大きい。基板１は、Ｎｉ層２２を有していることにより、銅の熱膨張による生じる応力を低減させることができる。
【００１９】
以下、基板１の製造方法について説明する。
【００２０】
図１０に示されているように、工程１において、基体１１が準備される。基体１１は、焼成後のセラミックスからなる。セラミックスの例は、酸化アルミニウム〔Ａｌ_２Ｏ_３〕である。基体１１は、ビアホール１１ｈが設けられた表面１１ｕを有している。
【００２１】
工程２において、ビア導体１２が、基体１１のビアホール１１ｈ内に形成される。ビア導体１２の材料例は、銀（Ａｇ）である。
【００２２】
工程３において、第１のメッキ層１４が、ビア導体１２上に形成される。第１のメッキ層１４は、Ｎｉ層１５およびＡｕ層１６を含んでいる。図１１Ａおよび図１２Ａに示されているように、Ｎｉ層１５は、電解メッキ法によって、ビア導体１２上に形成される。図１１Ｂおよび図１２Ｂに示されているように、Ａｕ層１６は、電解メッキ法によって、Ｎｉ層１５の表面上に形成される。
【００２３】
工程４において、図１１Ｃおよび図１２Ｃに示されているように、第１のパターン層１８が、第１のメッキ層１４上および基体１１の表面１１ｕ上に形成される。第１のパターン層１８は、チタン層１８−１および銅層１８−３を含んでいる。チタン層１８−１は、スパッタリング法によって、第１のメッキ層１４上および基体１１の表面１１ｕ上に形成される。チタン層１８は、第１のメッキ層１４の表面において部分的に形成される。
【００２４】
チタン層１８−１が形成されるときに、図７に示されたチタンの酸化物からなる反応層２０が形成される。反応層２０によって、後工程において完成される導体パターン１３の基体１１に対する接合強度が向上される。反応層２０は、ビア導体１２を囲む領域において部分的に形成される。
【００２５】
銅層１８−３は、スパッタリング法によって、チタン層１８−１上に形成される。銅層１８−３が形成されるときに、チタンおよび銅の合金からなる層１８−２が形成される。
【００２６】
工程５において、第２のパターン層１９が、第１のパターン層１８上に形成される。図１１Ｄおよび図１２Ｄに示されているように、第２のパターン層１９は、第１のパターン層１８に重なるように形成されている。第２のパターン層は、銅からなる。第２のパターン層１９は、スパッタリング法によって形成される。
【００２７】
工程６において、第２のメッキ層２１が、第２のパターン層１９上に形成される。第２のメッキ層２１は、Ｎｉ層２２およびＡｕ層２３を含んでいる。図１１Ｅおよび図１２Ｅに示されているように、Ｎｉ層２２は、電解メッキ法によって、第２のパターン層１９上に形成される。Ｎｉ層２２は、銅からなる第２のパターン層１９を覆っている。図１１Ｆおよび図１２Ｆに示されているように、Ａｕ層２３は、電解メッキ法によって、Ｎｉ層２２の表面上に形成される。
【００２８】
図１３を参照して、基板１の他の実施形態について説明する。他の実施形態において、基体１１は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる。基板１は、第１の層１８−１および基体１１の間に設けられた反応層２０を有する。反応層２０は、チタンの窒化物（ＴｉＮ_Ｘ）からなる。基板１が反応層２０を有していることにより、領域２０ｒにおける基体１１および導体パターン層１７の接合に関する強度が向上されている。
【００２９】
図１４を参照して、基板１の他の実施形態について説明する。基体１１は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる。第１の層１８−１は、クロム（Ｃｒ）からなる。基板１は、クロムの酸化物（ＣｒＯ_Ｘ）からなる反応層２０を有する。基板１が反応層２０を有していることにより、領域２０ｒにおける基体１１および導体パターン層１７の接合に関する強度が向上されている。
【００３０】
図１５を参照して、基板１の他の実施形態について説明する。基体１１は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ〕からなる。第１の層１８−１は、クロム（Ｃｒ）からなる。基板１は、クロムの窒化物（ＣｒＮ_Ｘ）からなる反応層２０を有する。基板１が反応層２０を有していることにより、領域２０ｒにおける基体１１および導体パターン層１７の接合に関する強度が向上されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態におけるプローブカード・アセンブリ用基板１を示している。
【図２】図１に示された基板１の一部分を示している。
【図３】図２に示された導体パターン１３を示している。
【図４】図３において符号IVで示された部分の拡大図を示している。
【図５Ａ】図４のＶａ−Ｖａ’における断面図を示している。
【図５Ｂ】図４のＶｂ−Ｖｂ’における断面図を示している。
【図６】図５Ａにおいて符号VIで示された部分の拡大図を示している。
【図７】図６において符号VIIで示された部分の拡大図を示している。
【図８Ａ】本実施形態の構成を示している。
【図８Ｂ】比較例の構成を示している。
【図９Ａ】本実施形態の構成を示している。
【図９Ｂ】比較例の構成を示している。
【図１０】基板１の製造方法を示している。
【図１１Ａ】図１０における工程３を示している。
【図１１Ｂ】図１０における工程３を示している。
【図１１Ｃ】図１０における工程４を示している。
【図１１Ｄ】図１０における工程５を示している。
【図１１Ｅ】図１０における工程６を示している。
【図１１Ｆ】図１０における工程６を示している。
【図１２Ａ】図１０における工程３を示している。
【図１２Ｂ】図１０における工程３を示している。
【図１２Ｃ】図１０における工程４を示している。
【図１２Ｄ】図１０における工程５を示している。
【図１２Ｅ】図１０における工程６を示している。
【図１２Ｆ】図１０における工程６を示している。
【図１３】本発明の他の実施形態の構成を示している。
【図１４】本発明の他の実施形態の構成を示している。
【図１５】本発明の他の実施形態の構成を示している。
【符号の説明】
【００３２】
１基板
１１基体
１２ビア導体
１３導体パターン
１４第１のメッキ層
１７導体パターン層
２０ｒ反応層２０の領域
２１第２のメッキ層

【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料を含んでおり、ビアホールが設けられた表面を有する基体と、
前記ビアホール内に設けられたビア導体と、
前記ビア導体上に形成された第１のメッキ層と、
活性金属を含んでおり、前記第１のメッキ層上に部分的に配置されているとともに、前記基体の前記表面上に形成された導体パターン層と、
を備えた基板。
【請求項２】
前記導体パターン層が、前記活性金属を含んでいる第１のパターン層と、前記第１のパターン層上に形成された第２のパターン層とを備えていることを特徴とする請求項１記載の基板。
【請求項３】
前記第２のパターン層が銅を含んでいることを特徴とする請求項２記載の基板。
【請求項４】
前記第２のパターン層上に形成されたニッケル層をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の基板。
【請求項５】
前記活性金属の酸化物からなり、前記基体の前記表面および前記導体パターン層の間に形成された反応層を備えていることを特徴とする請求項１記載の基板。
【請求項６】
前記活性金属の窒化物からなり、前記基体の前記表面および前記導体パターン層の間に形成された反応層を備えていることを特徴とする請求項１記載の基板。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の基板と、
前記導体パターン層に電気的に接続されており、前記基板上に設けられた接触構造と、
を備えたプローブカード・アセンブリ用基板。

【図１】