JP2002299394A - シート型プローブカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート型プローブカードに関し、高周波化、
低クロストーク化、パッドとの良好な接触性、低コスト
化を同時に満たす。 【解決手段】 プローブ針を平面型配線１と同軸型配線
２とを組み合わせて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシート型プローブカ
ードに関するものであり、特に、高周波デジタル半導体
集積回路装置をウェハレベルで検査するためのシート型
プローブカードにおけるクロストーク防止のためのプロ
ーブ針の構造に特徴のあるシート型プローブカードに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータ等の高速化のニーズ
から半導体集積回路装置の高速化が要請されているが、
この様な要請に応えるためには、半導体集積回路装置の
生産現場においても、高速半導体集積回路装置の生産工
程における検査が重要な技術となっている。

【０００３】この様な検査工程においては、弾性のある
プローブ針をウェハに設けたパッドに直接当接させるタ
イプのプローブカードを用い、ＩＣテスタと半導体集積
回路装置との間においてデジタル信号の入出力を行っ
て、半導体集積回路装置の動作試験を行っている。

【０００４】その際、半導体集積回路装置における信号
の電圧測定を正確に行う必要があるため、接触型のプロ
ーブカードが用いられているが、通常のＩＣパッドはＡ
ｌで形成されているため、その表面には自然酸化膜が生
成されており、検査を行うためにはそれを突き破る必要
があるため、数多い全てのパッドとの接触を確保するた
めに、この接触型のプローブカードとしては、弾性を持
ったプローブ針が必要とされている。

【０００５】従来においては、この様なＡｌパッドとの
良好な接触性のニーズを満たすために、タングステン
（Ｗ）等の弾性のあるプローブ針を並べたプローブカー
ドを用いているが、プローブ針の長さは概ね数ｃｍ以上
であり、また、プローブ針の間隔はＩＣのパッド間の関
係から１００〜２００μｍ程度である。

【０００６】また、プローブ針の配列の仕方は、幾つか
の種類があるが、カンチレバータイプ（片梁型）のプロ
ーブカードが、接触性の確保がしやすい等の理由から現
在最も普及している。

【０００７】近年のデジタル信号処理技術の高速化等の
ニーズから半導体集積回路装置の高速化が要請されてお
り、それに伴って使用するデジタル信号の高速化は避け
られないことになる。

【０００８】この様に、デジタル信号が高速化される
と、従来と比べて高周波成分を含むことになるが、従来
のプローブカードでは、高周波化に対応するための十分
な特性を有していないという問題がある。

【０００９】第一に、上述のように、測定に使用するプ
ローブ針の長さは、概ね数ｃｍ以上であり、高周波信号
にとっては、この長さは波長に対して無視できない長さ
となるので、高周波線路の概念の導入が必要となる。さ
らに、信号の周波数によっては、プローブ針は半波長の
奇数倍程度で共振し、アンテナのような役割を持って放
射してしまうため、プローバとしての役割を果たせなく
なるという問題がある。

【００１０】第二に、周波数が高くなると、隣接するプ
ローブ針間のクロストークのために信号が崩れてしま
い、プローバとしての役割を果たせなくなるという問題
がある。

【００１１】例えば、高速化の要請に応える半導体集積
回路装置においては、１０ＧＨｚ程度以上の高周波成分
を含んだ信号の使用が求められており、また、限られた
面積における多ピン化のために、ピン間隔が１００μｍ
以下となり、クロストークの問題が顕著になる。

【００１２】第三に、プローブカード及びプローブ針
は、その製造現場においては、多くの部分がマニュアル
作業によって作製されているため、生産性が余り高くな
いという問題があり、生産性の向上と低コスト化という
観点で改良の余地がある。

【００１３】従来より、この様なデジタル信号の高周波
化に対応するため、従来型のプローブカードを発展させ
た幾つかの改良技術が提案されている。特に、高周波対
応化という点では、カンチレバープローブカードのプロ
ーブ針を同軸構造にする方法が提案されているが、生産
性及びコストの点で必ずしも有利といえないものであ
る。

【００１４】また、最近、平面型構造をしたシート型プ
ローブカードが提案されており、このシート型プローブ
カードは、信号の取り入れに短いバンプを用いることか
ら高周波化には有利であり、また、マイクロストリップ
線路構造等を取り入れることで高周波への対応も容易で
あり、さらに、メッキ技術等の応用から生産性の向上ろ
低コスト化が期待できるものである。

【００１５】しかし、クロストークに関しては未だ十分
ではなく、この様なクロストークを改善するために、例
えば、マイクロストリップ線路構造における信号線の両
端にグランド線を設けたコプレーナ構造の導入が考えら
れる。

【００１６】しかし、この場合も、平面的にシールドさ
れるだけであり、線路長が数ｃｍ以上となることと、さ
らに、狭ピッチ化という要請の下では、クロストークは
十分押さえることができないのが現状である。

【００１７】一方、シート型プローブカードにおいても
メッキ技術を駆使して同軸構造を形成することによっ
て、高周波化と低クロストーク化は実現できると考えら
れるものの、カンチレバータイプに見られる接触性確保
のための弾性が実現できないという問題がある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来提
案されているプローブカードにおいては、高周波化、低
クロストーク化、パッドとの良好な接触性、低コスト化
について、これら全ての条件を同時に満足させることが
できないという問題がある。

【００１９】したがって、本発明は、高周波化、低クロ
ストーク化、パッドとの良好な接触性、低コスト化を同
時に満たすことを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】ここで、図１及び図２を
参照して本発明における課題を解決するための手段を説
明する。なお、図１は、本発明の原理的構成を示すシー
ト型プローブカードのプローブ針の先端部近傍の要部斜
視図であり、また、図２は、クロストークの周波数依存
性の説明図である。 図１参照 （１）本発明は、シート型プローブカードにおいて、プ
ローブ針を平面型配線１と同軸型配線２とを組み合わせ
て構成することを特徴とする。

【００２１】この様に、弾性が良好な平面型配線１と低
クロストーク性に優れる同軸型配線２を組み合わせるこ
とによって、高周波化、低クロストーク化、パッドとの
良好な接触性の全てを同時に満足させることができる。
また、この様な構造は、通常の実装回路基板における成
膜プロセス及びエッチングプロセスを用いて構成するこ
とができるので、低コスト化も可能になる。

【００２２】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、被検査体との接触部側が、平面型配線１で構成され
ていることを特徴とする。

【００２３】（３）また、本発明は、上記（２）におい
て、平面型配線１が、コプレーナ線路或いはマイクロス
トリップ線路のいずれかで構成されていることを特徴と
する。

【００２４】平面型配線１は、コプレーナ線路或いはマ
イクロストリップ線路のいずれでも良いが、コプレーナ
線路の方がマイクロストリップ線路よりクロストークを
小さくすることができる。

【００２５】（４）また、本発明は、上記（３）におい
て、平面型配線１の長さＬが、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ
であることを特徴とする。

【００２６】平面型配線１の長さＬは、長くなるとクロ
ストークが生じやすくなるため、クロストークを低減す
るためには短くする方が良いが、短すぎると平面型配線
１部が硬くなって弾性が落ちて、パッドとの接触性の確
保が困難になるので、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍが好適で
ある。

【００２７】図２（ａ）乃至（ｂ）参照 図２（ａ）は、図２（ｂ）に示したコプレーナ線路（Ｃ
ＰＷ）及び図２（ｃ）に示したマイクロストリップ線路
（ＭＳＬ）におけるクロストークの周波数依存性の説明
図であり、図において、Ｓ３１は、平面型配線の長さを
１ｍｍ（＝１０００μｍ）にした場合のＰｏｒｔ１から
Ｐｏｒｔ３への伝送量を示す曲線であり、また、Ｓ４１
は、Ｐｏｒｔ１からＰｏｒｔ４への伝送量を示す曲線で
ある。

【００２８】図から明らかなように、マイクロストリッ
プ線路（ＭＳＬ）においては、Ｓ３１及びＳ４１は数Ｇ
Ｈｚまで−５０ｄＢ以下となり、一方、コプレーナ線路
（ＣＰＷ）においては、１０ＧＨｚを越えてもＳ３１及
びＳ４１は−５０ｄＢ以下となり、この周波数範囲にお
いては、無数に並んだ線路同士の結合を考慮しても、閾
値の上下を移動するようなデジタル信号へ与える影響を
回避することが可能になる。

【００２９】（５）また、本発明は、上記（４）におい
て、平面型配線１の信号線３の高さが、同軸型配線２の
同軸芯線の高さを維持していることを特徴とする。

【００３０】この様に、平面型配線１の信号線３の高さ
を同軸型配線２の同軸芯線の高さと同じに維持すること
によって、高周波信号の伝送をスムーズに行うことがで
きる。

【００３１】（６）また、本発明は、上記（４）におい
て、プローブ針を構成する信号線３の同軸型配線２から
平面型配線１への接続部における信号線３の高さが、同
軸型配線２の同軸芯線の高さから接地線４の高さへ連続
的に変化していることを特徴とする。

【００３２】この様な構成によって、接地線４を同軸型
配線２の底板部５を同時に形成することができ、接地線
４の形成工程が簡素化される。但し、信号線３の高さが
連続的に変化する接続部を形成する際に、テーパエッチ
ング工程が必要になる。

【００３３】（７）また、本発明は、上記（４）におい
て、プローブ針を構成する信号線３の同軸型配線２から
平面型配線１への接続部における信号線３の高さが、同
軸型配線２の同軸芯線の高さから接地線４路の高さへ接
続プラグ８を介して変化していることを特徴とする。

【００３４】この様な構成によって、接地線４を同軸型
配線２の底板部５及び信号線３の先端部を同時に形成す
ることができ、接地線４の形成工程が簡素化される。但
し、同軸型配線２から平面型配線１への接続部における
信号線３の高さを変換するために接続プラグ８を用いて
いるので、高周波信号の伝達特性が低下する。

【００３５】（８）また、本発明は、上記（５）乃至
（７）のいずれかにおいて、平面型配線１における接地
線４が、信号線３の先端部を囲むように設けられている
ことを特徴とする。

【００３６】この様に、接地線４を信号線３の先端部を
囲むように設けることによって、平面的シールド性が高
まるので、隣接する信号線３間のクロストークをより低
減することが可能になる。

【００３７】（９）また、本発明は、上記（５）乃至
（８）のいずれかにおいて、平面型配線１の少なくとも
一部が、ガラスエポキシより柔らかく且つ弾性を有する
絶縁体９で被覆されていることを特徴とする。

【００３８】この様に、平面型配線１を、高周波回路で
用いられているガラスエポキシより柔らかく且つ弾性を
有する絶縁体９、例えば、ポリイミドやテフロン（登録
商標）で被覆・支持することによって、高周波特性を落
とすことなくパッドとの接触性を改善することができ
る。

【００３９】（１０）また、本発明は、上記（９）にお
いて、平面型配線１を構成する信号線３と接地線４との
間を覆う絶縁体９の少なくとも一部に、信号線３と接地
線４とを機械的に分離するスリットを設けたことを特徴
とする。

【００４０】この様に、信号線３と接地線４との間を覆
う絶縁体９にスリットを入れることによって、平面型配
線１の弾性をさらに高めることができ、それによって、
長さＬがより短い平面型配線１を実現することができる
ので、クロストークをさらに低減することができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】ここで、図３乃至図９を参照し
て、本発明の第１の実施の形態のシート型プローブカー
ドの製造工程を説明する。なお、各図における図３
（ａ）等の「′」または「″」の付かない図は要部平面
図であり、図３（ａ′）等の「′」の付いた図は平面図
におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図
であり、また、「″」の付いた図は平面図におけるＢ−
Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図である。但
し、図８（ｏ）だけは、平面図におけるＣ−Ｃ′を結ぶ
一点鎖線に沿った概略的断面図である。また、平面図
は、後述する図９のシート型プローブカード１０のバン
プが集中した内側を下側にして図示したものであり、図
示を簡単にするために、本来は平面図において露出して
いるＳＵＳ基板或いはポリイミド系接着剤層の図示を省
略している。

【００４２】図３（ａ）及び（ａ′）参照 まず、厚さが、例えば、５０μｍのＳＵＳ基板１１上
に、厚さが、例えば、３０μｍのエポキシ系接着剤層１
２を介して、スパッタリング法によって、同軸型配線部
の底板部となる厚さが、例えば、０．３μｍのＣｕ膜１
３を堆積させる。なお、この場合のエポキシ系接着剤と
しては、後述するポリイミドのキュア温度により硬化し
ないように、硬化温度ができるだけ高い接着剤を用い
る。

【００４３】次いで、全面にレジストを塗布し、露光・
現像することによって、直径が、例えば、８０μｍの円
形パターンと、後述する図９のシート型プローブカード
のＩＣチップに対応する内側の矩形状パターンを有する
メッキフレーム１４を形成したのち、硫酸銅系メッキ液
を用いて電解メッキを施すことによって、厚さが、例え
ば、５μｍのＣｕ層１５を形成する。

【００４４】図３（ｂ）及び（ｂ′）参照 次いで、メッキフレーム１４を除去したのち、硫酸溶液
を用いてエッチングすることによって、露出しているＣ
ｕ膜１３を選択的に除去して、直径が、例えば、８０μ
ｍの開口部１６を形成するとともに、ＩＣチップに対応
する内側のＣｕ膜１３も除去する。

【００４５】図４（ｃ）及び（ｃ′）参照 次いで、スピンコート法を用いて全面に厚さが、例え
ば、１０μｍのポリイミド層１７を形成したのち、開口
部１６の内側をエキシマレーザを用いて紫外線波長域の
レーザ光１８を照射して、ＳＵＳ基板１１に達する上部
の直径が、例えば、４０μｍのバンプ用開口部１９を形
成する。

【００４６】図４（ｄ′）参照 次いで、硫酸銅系メッキ液を用いて電解メッキを施すこ
とによって、バンプ用開口部１９をＣｕメッキ層で埋め
込んでバンプ２０を形成する。なお、このメッキ工程に
おいて、予めスパッタリング法によってバンプ用開口部
１９の内部にメッキベース層を形成しておく。

【００４７】図４（ｅ′）参照 次いで、再び、スパッタリング法を用いて、全面に厚さ
が、例えば、０．１μｍのＣｒ膜（図示を省略）と厚さ
が、例えば、０．３μｍのＣｕ膜２１を堆積させて、メ
ッキベース層とする。

【００４８】図５（ｆ）及び（ｆ′）参照 次いで、レジストを塗布し、露光・現像することによっ
て信号線２３及び信号線２３とともにコプレーナ線路を
構成する接地線２４を形成するためのメッキフレーム２
２を形成し、このメッキフレーム２２をマスクとして、
硫酸銅系メッキ液を用いた選択電解メッキを施すことに
よって、厚さが、例えば、５μｍの所定パターンの信号
線２３及び接地線２４を形成する。なお、この場合の接
地線２４は信号線２３の先端部を囲むようなパターンに
形成する。

【００４９】図５（ｇ）及び（ｇ′）参照 次いで、メッキフレーム２２を除去したのち、硫酸系エ
チャントを用いてメッキベース層を構成するＣｕ膜２１
の露出部を除したのち、引き続いて、塩酸系エチャント
を用いてＣｒ膜の露出部を除去する。

【００５０】図６（ｈ′）参照 次いで、再び、スピンコート法を用いて、全面に、厚さ
が、例えば、１０μｍのポリイミド層２５を形成する。

【００５１】図６（ｉ）及び（ｉ″）参照 次いで、再び、エキシマレーザを用いて紫外線波長域の
レーザ光２６を同軸型線路部における信号線２３と接地
線２４との間に選択的に照射して、幅が、例えば、６０
μｍの凹部２７を形成する。

【００５２】図６（ｊ″）参照 次いで、再び、硫酸銅系メッキ液を用いて電解メッキを
施すことによって、凹部２７をＣｕメッキ層で埋め込ん
で同軸型線路を構成するＣｕ壁２８を形成する。

【００５３】図７（ｋ）及び（ｋ″）参照 次いで、再び、エキシマレーザを用いて紫外線波長域の
レーザ光２９を接地線２４の接続部に選択的に照射し
て、スルーホール３０を形成する。

【００５４】図７（ｌ″）参照 次いで、再び、硫酸銅系メッキ液を用いて電解メッキを
施すことによって、スルーホール３０をＣｕメッキ層で
埋め込んでＣｕプラグ３１を形成する。

【００５５】図７（ｍ″）参照 次いで、再び、スパッタリング法を用いて、全面に厚さ
が、例えば、０．１μｍのＣｒ膜と厚さが、例えば、
０．３μｍのＣｕ膜を堆積させたのち、シート型プロー
ブカードのＩＣチップに対応する内側領域の矩形パター
ンを有するメッキフレーム（いずれも、図示を省略）を
マスクとして、硫酸銅系メッキ液を用いた電解メッキを
施すことによって、厚さが、例えば、５μｍのＣｕ層３
２を成膜する。

【００５６】次いで、図示は省略するものの、メッキフ
レームを除去したのち、シート型プローブカードのＩＣ
チップに対応する内側領域に露出するメッキベース層を
構成するＣｕ膜及びＣｒ膜を、夫々、硫酸系エッチャン
ト及び塩酸系エッチャントを用いて選択的に除去するこ
とによって、同軸型線路の上板部とする。

【００５７】図８（ｎ）、（ｎ′）、（ｎ″）及び
（ｏ）参照 最後に、アセトン溶液中に全体を浸漬し、エポキシ系接
着剤層１２を溶解してＵＳＵ基板１１を剥離することに
よって、シート型プローブカードの基本的構造が完成す
る。

【００５８】図８（ｎ′）に示すように、ＩＣチップと
の接触側においては、コプレーナ線路となっており、ま
た、信号線２３の上下も同軸型線路を構成するＣｕ層１
５とＣｕ層３２に覆われているので、シールド効果が良
好になる。また、図８（ｎ″）及び図８（ｏ）に示すよ
うに、信号線２３は同軸型線路構造となっており、後述
するように放射状に延びている。

【００５９】なお、この場合、ポリイミド層１６，２４
としては、厚さが２５μｍにポリイミド基板にした時の
機械特性が、例えば、ヤング率において３３２．４ｋｇ
／ｍｍ² 、ポアソン比において０．４２となるようなポ
リイミドを用いる。

【００６０】図９参照 図９は、上記のように作製したシート型プローブカード
１０をポゴ座３５に取り付けた実装構造図であり、ガラ
スエポキシ或いはテフロン系の銅張基板からなる円形の
ポゴ座３５に実装され、ポゴ座３５を介してテスターに
接続される。

【００６１】この場合、ポゴ座３５には、コプレーナ線
路或いは同軸ケーブル構造の配線（図示を省略）が施さ
れており、この配線とシート型プローブカード１０の放
射状に拡がる信号線２３とが電気的に接続され、さら
に、テスターへと接続される。

【００６２】この様なシート型プローブカード１０を用
いてウェハに形成されたＩＣチップを試験する場合、信
号線２３の先端に設けられたバンプが、ＩＣチップの信
号用配線と接続するパッド電極に圧接されるとともに、
接地線２４の先端に設けられたバンプ２０がＩＣチップ
の接地電位を有するパッド電極に圧接される。

【００６３】この場合、Ａｌからなるパッド電極の表面
には自然酸化膜が形成されているが、シート型プローブ
カード１０の先端のコプレーナ線路部を覆うポリイミド
層１６，２４は上述の様に弾性に優れるので、自然酸化
膜を突き破ってパッド電極との良好な接触を確保するこ
とが可能になる。

【００６４】この様に、本発明の第１の実施の形態のシ
ート型プローブカードにおいては、クロストークが問題
にならない程度の長さの先端部をコプレーナ線路部３３
とし、ポゴ座との接続側を同軸線路部３４としているの
で、ＩＣチップ側のパッドとの接触性を確保するための
十分な弾性と、高周波信号に対する低クロストーク特性
を両立することができる。

【００６５】また、この第１の実施の形態においては、
コプレーナ線路部において、接地線２４が信号線２３の
先端部を囲むように形成しており、且つ、同軸線路構造
の底板及び上板を構成するＣｕ層１５，３２をコプレー
ナ線路部の上下に延在されているので、さらなる低クロ
ストーク化が可能になる。

【００６６】さらに、製造工程としても、実装回路基板
等において確立している、成膜工程、メッキ工程、或い
は、エッチング工程を利用しているだけであるので、量
産化が可能であり、低コスト化が可能になる。

【００６７】また、同軸型線路部を、厚さが５μｍのＣ
ｕ層１５，３２と厚さが６０μｍのＣｕ壁２８とによっ
て構成しており、高周波に対する表皮より深くなってい
るので、クロストークを効果的に低減することができ
る。

【００６８】因に、Ｃｕにおける表皮に深さは、１００
ＭＨｚにおいて約４．８μｍであり、１００ＭＨｚ以下
の周波数においては表皮の深さは周波数の平方根に反比
例するために更にさらに深くなる。しかし、１００ＭＨ
ｚ以下の周波数に対しては、図２（ａ）からも分かるよ
うに、クロストークは１ＧＨｚ以上の周波数におけるも
のに比べて激減しており、デジタル信号に与える影響は
小さく、また、必要に応じてＣｕ層１５，３２の厚さは
厚くしても良いものである。

【００６９】次に、図１０を参照して、本発明の第２の
実施の形態のシート型プローブカードを説明するが、こ
の第２の実施の形態のシート型プローブカードは、上記
の第１の実施の形態のシート型プローブカードの上側の
Ｃｕ層３２を、コプレーナ線路部側上で除去したもので
あり、それ以外の構成は上記の第１の実施の形態のシー
ト型プローブカードと基本的に同様である。なお、図１
０（ａ）は、要部平面図であり、図１０（ｂ）は図１０
（ａ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的
断面図であり、また、図１０（ｃ）は図１０（ａ）にお
けるＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図であ
り、さらに、図１０（ｄ）は図１０（ａ）におけるＣ−
Ｃ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図である。

【００７０】図１０（ａ）乃至（ｄ）参照 この第２の実施の形態においては、上記の図８（ｎ）の
Ｃｕ層３２を電解メッキする工程において、コプレーナ
線路部上にもメッキフレームを延在させれば良いもので
あり、Ｃｕ層３２の成膜のちに、メッキフレームを除去
し、次いで、硫酸系エッチャントを用いて露出するメッ
キベース層を構成するＣｕ膜を選択的に除去し、次い
で、塩酸系エッチャントを用いてその下のＣｒ膜を除去
すれば良く、最後に、アセトン溶液中に基板を浸漬する
ことによって、エポキシ系接着剤層１２を溶解させてＳ
ＵＳ基板１１を剥離すれば良い。

【００７１】この第２の実施の形態においては、Ｃｕ層
３２の先端部を除去しているので、低クロストーク性は
若干低下するものの、コプレーナ線路部の弾性が高ま
り、ＩＣチップに設けたパッドとの接触性がより良好に
なる。

【００７２】次に、図１１を参照して、本発明の第３の
実施の形態のシート型プローブカードを説明するが、こ
の第３の実施の形態のシート型プローブカードは、上記
の第１の実施の形態のシート型プローブカードの上下の
Ｃｕ層１５，３２を、コプレーナ線路部側で除去したも
のであり、それ以外の構成は上記の第１の実施の形態の
シート型プローブカードと基本的に同様である。なお、
図１１（ａ）は、要部平面図であり、図１１（ｂ）は図
１１（ａ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概
略的断面図であり、また、図１１（ｃ）は図１１（ａ）
におけるＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図
であり、さらに、図１１（ｄ）は図１１（ａ）における
Ｃ−Ｃ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図である。

【００７３】図１１（ａ）乃至（ｄ）参照 この第３の実施の形態においては、上記の図３（ａ）の
工程において、メッキフレーム１４に円形パターンを形
成することなく、コプレーナ線路形成予定部上にメッキ
フレーム１４を延在させるとともに、上記の第２の実施
の形態と同様に、上記の図８（ｎ）のＣｕ層３２を電解
メッキする工程において、コプレーナ線路部上にもメッ
キフレームを延在させれば良いものである。

【００７４】この第３の実施の形態においては、Ｃｕ層
１５，３２の先端部を除去しているので、低クロストー
ク性は若干低下するものの、コプレーナ線路部の弾性が
さらに高まり、ＩＣチップに設けたパッドとの接触性が
より良好になる。

【００７５】次に、図１２を参照して、本発明の第４の
実施の形態のシート型プローブカードを説明するが、こ
の第４の実施の形態のシート型プローブカードは、上記
の第３の実施の形態のシート型プローブカードの接地線
２４の相互接続部を除去したものであり、それ以外の構
成は上記の第３の実施の形態のシート型プローブカード
と基本的に同様である。なお、図１２（ａ）は、要部平
面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）におけるＡ−
Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図であり、ま
た、図１２（ｃ）は図１２（ａ）におけるＢ−Ｂ′を結
ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図であり、さらに、図１
２（ｄ）は図１２（ａ）におけるＣ−Ｃ′を結ぶ一点鎖
線に沿った概略的断面図である。

【００７６】図１２（ａ）乃至（ｄ）参照 この第４の実施の形態においては、上記の図３（ａ）の
工程において、メッキフレーム１４に円形パターンを形
成することなく、コプレーナ線路形成予定部上にメッキ
フレーム１４を延在させるとともに、上記の第２の実施
の形態と同様に、上記の図８（ｎ）のＣｕ層３２を電解
メッキする工程において、コプレーナ線路部上にもメッ
キフレームを延在させ、且つ、上記の図５（ｆ）の工程
において、接地線２４が互いに独立になるように、矩形
状に形成すれば良いものである。

【００７７】この第４の実施の形態においては、Ｃｕ層
１５，３２の先端部を除去するとともに、信号線２３の
先端部を囲む接地線２４の相互接続部を除去しているの
で、低クロストーク性は若干低下するものの、コプレー
ナ線路部の弾性がさらに高まり、ＩＣチップに設けたパ
ッドとの接触性がより良好になる。

【００７８】次に、図１３を参照して、本発明の第５の
実施の形態のシート型プローブカードを説明するが、こ
の第５の実施の形態のシート型プローブカードは、上記
の第４の実施の形態において接地線２４の後端に拡大部
３６を設け、Ｃｕプラグ３１を用いることなくこの拡大
部３６を利用してＣｕ壁２８と直接接続したものであ
り、その他の構成は、上記の第４の実施の形態と実質的
に同様である。なお、図においては、メッキベース層と
なるＣｒ膜１３，２１の図示は省略している。

【００７９】図１３（ａ）及び（ｂ）参照 図１３（ａ）は、本発明の第５の実施の形態のシート型
プローブカードの概略的要部斜視図であり、また、図１
３（ｂ）は接地線２４とＣｕ壁２８の接続状態を示す平
面図である。図から明らかなように、上記の図５（ｆ）
の工程において、接地線２４の後端に拡大部３６が形成
されるようにメッキフレーム２２を形成するとともに、
上記の図６（ｉ）の工程において、接地線２４の後端に
設けた拡大部３６とオーバラップするように凹部２７を
設けることによって、接地線２４の拡大部３６とＣｕ壁
２８とを電気的に接続したものである。

【００８０】この第５の実施の形態においては、Ｃｕプ
ラグを用いることなく、Ｃｕ壁２８の形成工程におい
て、接地線２４との接続をとっているので、製造工程数
を減らすことができ、それによって、低コスト化が可能
になる。

【００８１】次に、図１４を参照して、本発明の第６の
実施の形態のシート型プローブカードを説明するが、こ
の第６の実施の形態のシート型プローブカードは、上記
の第５の実施の形態において接地線２４の全体の幅を太
くし、Ｃｕプラグ３１を用いることなくＣｕ壁２８と直
接接続するとともに、平面型配線部における信号線２３
を幅細先端部３７としたものであり、その他の構成は、
上記の第５の実施の形態と実質的に同様である。なお、
図においては、メッキベース層となるＣｒ膜１３，２１
の図示は省略している。

【００８２】図１４（ａ）及び（ｂ）参照 図１４（ａ）は、本発明の第６の実施の形態のシート型
プローブカードの概略的要部斜視図であり、また、図１
４（ｂ）は接地線２４とＣｕ壁２８の接続状態及び信号
線２３の平面形状を示す平面図である。図から明らかな
ように、上記の図５（ｆ）の工程において、接地線２４
の幅を太くするとともに、信号線２３の先端部をインピ
ーダンス整合をとるために、幅細先端部３７となるよう
にメッキフレーム２２を形成するとともに、上記の図６
（ｉ）の工程において、接地線２４とオーバラップする
ように凹部２７を設けることによって、接地線２４とＣ
ｕ壁２８とを電気的に接続したものである。

【００８３】この第６の実施の形態においても、Ｃｕプ
ラグを用いることなく、Ｃｕ壁２８の形成工程におい
て、接地線２４との接続をとっているので、製造工程数
を減らすことができ、それによって、低コスト化が可能
になる。

【００８４】また、この第６の実施の形態においては、
信号線２３の先端に幅細先端部３７を形成しているの
で、インピーダンス整合を取ることができ、それによっ
て、反射等による信号波形の劣化を抑制することが可能
になる。

【００８５】即ち、コプレーナ線路においては、信号線
２３の幅と、信号線２３を中心に隣会う接地線２４間の
距離、接地線２４の幅、及び、基板の厚さ、即ち、ポリ
イミド層１７の厚さの関係で特性インピーダンスが決ま
るので、上記の第４の実施の形態においてインピーダン
ス整合が取れるように上記の比を設定している場合に
は、インピーダンス整合のために信号線２３の先端に幅
細先端部３７を形成することが好適になる。

【００８６】次に、図１５を参照して、本発明の第７の
実施の形態のシート型プローブカードを説明するが、こ
の第７の実施の形態のシート型プローブカードは、コプ
レーナ線路部４１を構成する接地線４４を同軸線路部４
２の底板部４７を構成するＣｕ膜と同じ成膜工程で形成
するとともに、信号線先端部４３を接地線４４と同じ高
さに形成したものであり、その他の構成は、上記の第１
の実施の形態と基本的に同様である。

【００８７】図１５参照 図１５は、本発明の第７の実施の形態のシート型プロー
ブカードの概略的要部斜視図であり、上記の図３（ａ）
及び（ｂ）の工程を行うことなく、図４（ｃ）の工程と
同様にＳＵＳ基板上に設けたエポキシ系接着剤層にバン
プ用開口を形成し、次いで、図４（ｄ）及び（ｅ）の工
程と同様に、このバンプ用開口をＣｕメッキによって埋
め込んでバンプを形成したのち、全面に０．１μｍのＣ
ｒ膜及び０．３μｍのＣｕ膜をスパッタリング法によっ
て成膜する。

【００８８】次いで、メッキフレームをコプレーナ線路
部４１を構成する矩形状の接地線４４と同軸線路部４２
の底板部４７とが一体になるパターンに形成し、このメ
ッキフレームをマスクとして電解メッキを施すことによ
って、厚さが、例えば、５μｍのＣｕ層を成膜して、矩
形状の接地線４４と同軸線路部４２の底板部４７とを一
体に形成すれば良い。

【００８９】次いで、Ｃｕ膜及びＣｒ膜の露出部を除去
したのち、全面にポリイミド層を厚さ１０μｍ程度に形
成し、信号線先端部４３に対応する領域をエポキシ系接
着剤層に達するとともに、信号線屈曲部５１に対応する
領域がテーパ状に連続的になるようにテーパエッチング
を施す。

【００９０】次いで、再び、全面に０．１μｍのＣｒ膜
及び０．３μｍのＣｕ膜をスパッタリング法によって成
膜したのち、信号線先端部４３、信号線屈曲部４４、及
び、信号線５０に対応するパターンを有するメッキフレ
ームを形成し、次いで、このメッキフレームをマスクと
して電解メッキを施すことによって、厚さが、例えば、
５μｍのＣｕ層を成膜して、信号線先端部４３、信号線
屈曲部４４、及び、信号線５０を一体に形成する。

【００９１】以降は、メッキベース層となるＣｕ膜及び
Ｃｒ膜の露出部を除去したのち、ポリイミド層の成膜工
程、側壁部４８の形成工程、上板部４９の形成工程を順
次行えば良いものである。

【００９２】この第７の実施の形態においては、矩形状
の接地線４４と同軸線路部４２の底板部４７とを一体に
形成しているので、接地線４４の形成工程が簡素化さ
れ、生産性を向上することができる。

【００９３】また、この第７の実施の形態においては、
同軸型配線部を構成する側壁部４８を接地線４４と同一
軸上に形成しているので、側壁部４８の数を上記の第１
の実施の形態に比べて半分にすることができるので、隣
接する信号線４３同士の間隔をより狭くすることができ
る。

【００９４】次に、図１６を参照して、本発明の第８の
実施の形態のシート型プローブカードを説明するが、こ
の第８の実施の形態のシート型プローブカードは、上記
の第７の実施の形態における信号線５０と信号線先端部
４３との接続を信号線屈曲部５１を用いることなく、接
続プラグ５３によって行ったものであり、その他の構成
は上記の第７の実施の形態と実質的に同様である。

【００９５】図１６参照 図１６は、本発明の第７の実施の形態のシート型プロー
ブカードの概略的要部斜視図であり、上記の図３（ａ）
及び（ｂ）の工程を行うことなく、図４（ｃ）の工程と
同様にＳＵＳ基板上に設けたエポキシ系接着剤層にバン
プ用開口を形成し、次いで、図４（ｄ）及び（ｅ）の工
程と同様にこのバンプ用開口をＣｕメッキによって埋め
込んでバンプを形成したのち、全面に０．１μｍのＣｒ
膜及び０．３μｍのＣｕ膜をスパッタリング法によって
成膜する。

【００９６】次いで、メッキフレームをコプレーナ線路
部４１を構成する矩形状の接地線４４と同軸線路部４２
の底板部４７とが一体になるパターンとともに、矩形状
の接地線４４の間に矩形の信号線先端部４３に対応する
開口を有するパターンに形成し、このメッキフレームを
マスクとして電解メッキを施すことによって、厚さが、
例えば、５μｍのＣｕ層を成膜して、矩形状の接地線４
４と同軸線路部４２の底板部４７とを一体に形成すると
とに、矩形の信号線先端部４３を形成する。

【００９７】次いで、Ｃｕ膜及びＣｒ膜の露出部を除去
したのち、全面にポリイミド層を厚さ１０μｍ程度に形
成し、信号線先端部４３の後端部に対応する領域に、上
記の図７（ｋ）及び（ｌ）と同様な工程を施すことによ
って、接続プラグ５３を形成する。

【００９８】次いで、再び、全面に０．１μｍのＣｒ膜
及び０．３μｍのＣｕ膜をスパッタリング法によって成
膜したのち、信号線５０に対応するパターンを有するメ
ッキフレームを形成し、次いで、このメッキフレームを
マスクとして電解メッキを施すことによって、厚さが、
例えば、５μｍのＣｕ層を成膜して、接続プラグ５３と
電気的に接続する信号線５０を形成する。

【００９９】以降は、メッキベース層となるＣｕ膜及び
Ｃｒ膜の露出部を除去したのち、ポリイミド層の成膜工
程、側壁部４８の形成工程、上板部４９の形成工程を順
次行えば良いものである。

【０１００】この第８の実施の形態においては、矩形状
の接地線４４と同軸線路部４２の底板部４７とを一体に
形成しているので、接地線４４の形成工程が簡素化され
るとともに、信号線５０と信号線先端部４３との接続を
接続プラグ５３によって行っているので、テーパエッチ
ング工程が不要になり、エッチング工程が簡素化され
る。

【０１０１】また、この場合も、上記の第７の実施の形
態と同様に、同軸型配線部を構成する側壁部４８を接地
線４４と同一軸上に形成しているので、側壁部４８の数
を上記の第１の実施の形態に比べて半分にすることがで
きるので、隣接する信号線４３同士の間隔をより狭くす
ることができる。

【０１０２】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載された構成・条件に
限られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、上記の各実施の形態においては、パッドをＣｕメッ
キによって形成しているが、Ｎｉメッキによって形成し
ても良いものである。

【０１０３】また、上記の各実施の形態においては、メ
ッキ工程を電解メッキ法によって行っているが、無電解
メッキ法によって行っても良いものである。

【０１０４】また、上記の各実施の形態においては、シ
ート型プローブカードを支持するベース層としてポリイ
ミドを用いているが、必ずしもポリイミドに限られるも
のではなく、エポキシ樹脂或いはテフロンに置き換えて
も良いものである。

【０１０５】また、ベース層はポリイミドに限られるも
のではなく、高周波回路で良く用いられているガラスエ
ポキシよりも柔らかい誘電体材料、即ち、ガラスエポキ
シよりヤング率が低く、且つ、ポアソン比の大きな誘電
体材料で、且つ、高周波信号に対してロスの少ない誘電
体材料であれば良く、例えば、テフロンを用いても良い
ものである。

【０１０６】また、上記の各実施の形態においては、各
接地線２４，４４毎にバンプ２０，４６を設けている
が、バンプ２０，４６は必ずしも全部の接地線２４，４
４毎に設ける必要はなく、試験対象となるＩＣチップに
おけるパッド配置に応じて、例えば、二つの信号線２３
を挟む接地線毎にバンプを設け、二つの信号線２３の間
の接地線にはバンプを設けなくとも良いものである。

【０１０７】また、上記の第７及び第８の実施の形態に
おいては、側壁部４８を各接地線４４に対応するように
１個づつ設けているが、接地線４４の幅を広くする場合
には、各接地線４４に対応するように２個ずつの側壁部
４８を設けても良いものであり、その場合には、同軸線
路部においては、側壁部の配置状態としては、上記の図
８（ｏ）に示した場合と同様の構成となる。

【０１０８】また、上記の各実施の形態においては、Ｓ
ＵＳ基板１１を剥離するための介在層としてエポキシ系
接着剤層１２を用いているが、エポキシ系接着剤に限ら
れるものではなく、例えば、アルカリ可溶性のドライフ
ィルムを用いても良いものである。

【０１０９】また、上記の第７及び第８の実施の形態に
おいては、接地線４４を矩形状に設けているが、上記の
第１の実施の形態と同様に信号線先端部４３を囲むよう
に接地線４４を形成しても良いものである。

【０１１０】また、上記の第１及び第２の実施の形態に
おいては、信号線２３の先端を囲むように接地線２４を
設けているが、上記の第４の実施の形態のように、接地
線２４を矩形状に形成しても良いものである。

【０１１１】また、上記の第６の実施の形態において
は、平面型配線部と同軸型配線部との接合部における反
射等による信号波形の劣化を抑制するために、信号線２
３の先端を幅細先端部３７としてインピーダンス整合を
取っているが、必ずしも、幅細先端部とする必要はな
く、他の実施の形態と同様に信号線２３の全体を一定の
幅としても良いものである。

【０１１２】また、上記の第５及び第６の実施の形態に
おいては、１つの接地線２４に対してその両端で２つの
Ｃｕ壁２８が接するように構成しているが、必ずしもこ
の様な構成に限られるものではなく、１つの接地線２４
に接する一対のＣｕ壁２８を一体化しても良いものであ
る。

【０１１３】即ち、図１５及び図１６に示した第７及び
第８の実施の形態と同様に、１つの接地線に対して１つ
のＣｕ壁を構成すれば良いものであり、Ｃｕ壁２８を形
成するための凹部２７を形成する工程において、１つの
接地線２４に対して接地線２４を両側を覆う幅の太い１
本の凹部とすれば良いものであり、Ｃｕメッキ工程にお
いて、接地線２４の両端部でＣｕメッキ層はＣｕ層１５
に接し、接地線２４の存在する領域においては接地線２
４上に形成される。

【０１１４】この様な構成にすることによって、メッキ
工程上、ある程度の幅を必要とするＣｕ壁２８を１本と
することができるので、隣接する信号線２３の間隔を狭
くすることができ、それによって、信号線２３の集積度
を向上することが可能になる。

【０１１５】また、この様な構成を採用する場合には、
上記の第５の実施の形態或いは第６の実施の形態に示し
た様に、インピーダンス整合をとるために信号線２３或
いは接地線２４の少なくとも一方の幅を変化させる必要
は必ずしもなく、上記の第４の実施の形態に示した信号
線２３及び接地線２４の構成のままで実現することがで
きる。

【０１１６】また、上記の第５及び第６の実施の形態の
構成及び上述の隣接するＣｕ壁２８を一体化する構成
は、上記の第４の実施の形態のみではなく、上記の第１
乃至第３の実施の形態にも適用されるものである。

【０１１７】また、上記の各実施の形態においては、Ｉ
Ｃチップとの接触部をコプレーナ線路構造で形成してい
るが、必ずしもコプレーナ線路構造に限られるものでは
なく、周波数が低い場合には、例えば、マイクロストリ
ップ線路構造或いは集中定数線路で構成しても良いもの
であり、コプレーナ線路を構成するための接地線の形成
工程が不要になるので、製造工程が簡素化される。但
し、平面型配線部をクロストークや放射に影響が出ない
程度の長さとする必要がある。

【０１１８】例えば、マイクロストリップ線路構造とす
る場合には、上記の図２に示すように、低クロストーク
性はコプレーナ線路構造に劣るものの、先端部を１ｍｍ
以下にすることによってＳ３１，Ｓ４１を−５０ｄＢ以
下にする周波数を高く保つことができ、或いは、１ｍｍ
のままでも、４ＧＨｚ程度の周波数までは使用可能とな
る。

【０１１９】また、上記の各実施の形態においては、Ｃ
ｕ壁２８或いは側壁部４８を一度にメッキ工程で形成す
るために、メッキが実用的に可能なアスペクト比を考慮
して、幅を６０μｍとしているが、信号線２３の間隔を
狭くして集積度を向上するために、６０μｍ以下にして
も良いものである。

【０１２０】但し、その場合には、幅の寸法に応じて、
ポリイミド層１７，２５を複数層に分割して設け、各層
毎に凹部を形成してＣｕメッキを行う必要がある。例え
ば、上記の第１の実施の形態においては、図４（ｃ）の
工程の前に、ポリイミド層１７を複数層に分割して設
け、各層毎に凹部を形成し、Ｃｕメッキを行うことによ
ってＣｕ壁の下部を形成し、次いで、図６（ｈ′）の工
程においても、ポリイミド層２５を複数層に分割して設
け、各層毎に凹部及びスルーホールを形成し、Ｃｕメッ
キを行うことによってＣｕ壁の上部及びＣｕプラグ３１
を形成する必要がある。なお、この場合、図６（ｉ）乃
至図７（ｌ″）の工程は不要になる。

【０１２１】

【発明の効果】本発明によれば、シート型プローブカー
ドを構成する各プローブ針をコプレーナ線路等の平面配
線部と同軸線路部とを組み合わせて構成しているので、
パッドとの接触性を確保するのに十分な弾性と、低クロ
ストーク性を両立することができ、それによって、高周
波集積回路の特性試験を精度良く行うことが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】クロストークの周波数依存性の説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態の図３以降の途中ま
での製造工程の説明図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態の図４以降の途中ま
での製造工程の説明図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態の図５以降の途中ま
での製造工程の説明図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態の図６以降の途中ま
での製造工程の説明図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態の図７以降の製造工
程の説明図である。

【図９】本発明の第１の実施の形態のポゴ座への実装構
造図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態のシート型プロー
ブカードの説明図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態のシート型プロー
ブカードの説明図である。

【図１２】本発明の第４の実施の形態のシート型プロー
ブカードの説明図である。

【図１３】本発明の第５の実施の形態のシート型プロー
ブカードの説明図である。

【図１４】本発明の第６の実施の形態のシート型プロー
ブカードの説明図である。

【図１５】本発明の第７の実施の形態のシート型プロー
ブカードの説明図である。

【図１６】本発明の第８の実施の形態のシート型プロー
ブカードの説明図である。

【符号の説明】

１ 平面型配線 ２ 同軸型配線 ３ 信号線 ４ 接地線 ５ 底板部 ６ バンプ ７ バンプ ８ 接続プラグ ９ 絶縁体 １０ シート型プローブカード １１ ＳＵＳ基板 １２ エポキシ系接着剤層 １３ Ｃｕ膜 １４ メッキフレーム １５ Ｃｕ層 １６ 開口部 １７ ポリイミド層 １８ レーザ光 １９ バンプ用開口部 ２０ バンプ ２１ Ｃｕ膜 ２２ メッキフレーム ２３ 信号線 ２４ 接地線 ２５ ポリイミド層 ２６ レーザ光 ２７ 凹部 ２８ Ｃｕ壁 ２９ レーザ光 ３０ スルーホール ３１ Ｃｕプラグ ３２ Ｃｕ層 ３３ コプレーナ線路部 ３４ 同軸線路部 ３５ ポゴ座 ３６ 拡大部 ３７ 幅細先端部 ４１ コプレーナ線路部 ４２ 同軸線路部 ４３ 信号線先端部 ４４ 接地線 ４５ バンプ ４６ バンプ ４７ 底板部 ４８ 側壁部 ４９ 上板部 ５０ 信号線 ５１ 信号線屈曲部 ５２ ポリイミド層 ５３ 接続プラグ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石松 賢治 熊本市東町３−11−38 熊本県工業技術セ ンター内 Ｆターム(参考） 2G011 AA09 AA17 AB08 AC32 AE03 AF07 4M106 AA01 DD10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブ針を平面型配線と同軸型配線と
   を組み合わせて構成することを特徴とするシート型プロ
   ーブカード。
2. 【請求項２】 上記シート型プローブカードにおける被
   検査体との接触部側が、平面型配線で構成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載のシート型プローブカー
   ド。
3. 【請求項３】 上記平面型配線が、コプレーナ線路或い
   はマイクロストリップ線路のいずれかで構成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のシート型プローブカ
   ード。
4. 【請求項４】 上記平面型配線の長さが、０．５ｍｍ〜
   １．０ｍｍであることを特徴とする請求項３記載のシー
   ト型プローブカード。
5. 【請求項５】 上記平面型配線の信号線の高さが、上記
   同軸型配線の同軸芯線の高さを維持していることを特徴
   とする請求項４記載のシート型プローブカード。
6. 【請求項６】 上記プローブ針を構成する信号線の同軸
   型配線から平面型配線への接続部における前記信号線の
   高さが、前記同軸型配線の同軸芯線の高さから接地線の
   高さへ連続的に変化していることを特徴とする請求項４
   記載のシート型プローブカード。
7. 【請求項７】 上記プローブ針を構成する信号線の同軸
   型配線から平面型配線への接続部における前記信号線の
   高さが、前記同軸型配線の同軸芯線の高さから接地線の
   高さへ接続プラグを介して変化していることを特徴とす
   る請求項４記載のシート型プローブカード。
8. 【請求項８】 上記平面型配線における接地線が、上記
   信号線の先端部を囲むように設けられていることを特徴
   とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のシート型
   プローブカード。
9. 【請求項９】 上記平面型配線の少なくとも一部が、ガ
   ラスエポキシより柔らかく且つ弾性を有する絶縁体で被
   覆されていることを特徴とする請求項５乃至８のいずれ
   か１項に記載のシート型プローブカード。
10. 【請求項１０】 上記平面型配線を構成する信号線と接
    地線との間を覆う上記絶縁体の少なくとも一部に、前記
    信号線と接地線とを機械的に分離するスリットを設けた
    ことを特徴とする請求項９記載のシート型プローブカー
    ド。