以下、添付図面を参照して本発明を実施� ��るための最良の形態(以後、「実施の形態」 と称する)を説明する。なお、図面は模式的� �ものであって、各部分の厚みと幅との関係� �それぞれの部分の厚みの比率などは現実の� �のとは異なる場合もあることに留意すべき� �あり、図面の相互間においても互いの寸法� �関係や比率が異なる部分が含まれる場合が� �ることは勿論である。

(実施の形態1)
 図1は、本発明の実施の形態1に係る本発明� �実施の形態1に係るプローブカードの構成を� ��す平面図である。また、図2は、図1の矢視A� ��向の平面図である。これらの図に示すプロ� ��ブカード1は、検査対象に対応して配設され る複数の導電性のプローブ2と、複数のプロ� �ブ2を収容する円盤状のプローブヘッド3と、 プローブヘッド3に収容されたプローブ2の配� ��パターンに対応した配線パターンを有し、� ��ローブヘッド3よりも径が大きい円盤状をな す配線基板4と、配線基板4に固着され、プロ� ��ブヘッド3を保持する板ばね5と、配線基板4� ��表面のうちプローブヘッド3が積層される表 面と反対側の表面に設けられ、検査用の信号 を生成する回路構造を備えた検査装置との接 続を図るコネクタ6と、配線基板4の一方の面� ��装着され、配線基板4を補強して変形を防止 する補強部材7と、を備える。

 図3は、プローブ2の構成を示すとともに� �ローブヘッド3および配線基板4の要部の構成 を示す図である。プローブ2は、先端が配線� �板4に接触するプランジャ21と、プランジャ21 と相反する向きに突出し、検査対象である半 導体ウェハ100の電極101に接触するプランジャ 22と、プランジャ21、22の間に設けられ、プラ ンジャ21、22を伸縮自在に連結するコイルば� �23とを備える。互いに連結されるプランジャ 21、22、およびコイルばね23は同一の軸線を有 している。

 プランジャ21は、先鋭端を有する先端部21 aと、先端部21aの基端側に設けられ、先端部21 aの径よりも小さい径を有するボス部21bと、� �ス部21bの表面のうち先端部21aと接する側と� �対側の表面から延びる軸部21cとを有する。� �た、プランジャ22は、先鋭端を有する先端部 22aと、先端部22aの基端側に設けられ、先端部 22aの径よりも大きい径を有するフランジ部22b と、フランジ部22bの表面から先端部22aと相反 する方向へ突出し、フランジ部22bの径よりも 小さい径を有するボス部22cとを有する。コイ ルばね23は、プランジャ21に取り付けられる� �が粗巻き部23aである一方、プランジャ22に取 り付けられる側が密着巻き部23bである。粗巻 き部23aの端部はボス部21bに圧入される一方、 密着巻き部23bの端部はボス部22cに圧入される 。

 プローブ2は、図3に示す状態で、コイル� �ね23が湾曲して密着巻き部23bの少なくとも一 部が軸部21cに接触している。これにより、プ ランジャ22の先端部22aが半導体ウェハ100の電� ��101に接触した時、プランジャ21、コイルば� �23の密着巻き部23bおよびプランジャ22を順次� ��由した最短経路による電気導通が実現され� ��。

 なお、ここで説明したプローブ2の構成は あくまでも一例に過ぎず、従来より知られて いるさまざまな種類のプローブのいずれかを 用いて構成することが可能である。

 プローブヘッド3は絶縁性材料を用いて形 成される。プローブヘッド3には、半導体ウ� �ハ100の電極101の配列に応じてプローブ2を個� ��に収容する孔部31がプローブヘッド3の厚さ� ��向(図3の上下方向)に貫通して設けられてい� ��。孔部31は、半導体ウェハ100側の端面から� �少なくとも先端部22aの長手方向の長さより� �小さい長さにわたって形成された小径孔31a� �、この小径孔31aと同じ中心軸を有し、小径� �31aの径よりも大きい径を有する大径孔31bと� �備える。小径孔31aの内径は、先端部22aの外� �よりも若干大きくフランジ部22bの外径より� �若干小さい。このため、孔部31はプランジャ 22を抜け止めしている。

 プローブヘッド3に収容されるプローブ2� �数や配置パターンは、半導体ウェハ100に形� �される半導体チップの数や電極101の配置パ� �ーンに応じて定まる。例えば、直径8インチ( 約200mm)の半導体ウェハ100を検査対象とする場 合には、数十~数千個のプローブ2が必要とな� ��。また、直径12インチ(約300mm)の半導体ウェ� ��を検査対象とする場合には、数百個~数万個 のプローブ2が必要となる。

 配線基板4は、熱膨張係数が2.5×10 ^-6 ~5.0×10 ^-6 /℃、より好ましくは2.9×10 ^-6 ~3.9×10 ^-6 /℃であるセラミックス基板41と、セラミック ス基板41の一方の表面に積層された3枚の薄膜 配線シート42a、42b、42cと、セラミックス基板 41の他方の表面に積層された薄膜多層配線シ� ��ト43とを有する。セラミックス基板41の熱膨 張係数は、シリコンの熱膨張係数(3.4×10 ^-6 /℃)に近い値を有している。薄膜配線シート4 2a、42b、42cおよび薄膜多層配線シート43は、� �えばCu/PI薄膜多層配線であり、100μm程度の微 細なピッチの配線が可能である。薄膜配線シ ート42a、42b、42cおよび薄膜多層配線シート43� ��、接着等によってセラミックス基板41に固� �されている。なお、図1では、3枚の薄膜配線 シート42a、42b、42cを一括して符号42を付して� ��る。

 セラミックス基板41には、板厚方向を貫� �するスルーホール411が複数形成されている� �スルーホール411は、ドリル加工、打ち抜き� �工、レーザ加工、電子ビーム加工、イオン� �ーム加工、ワイヤ放電加工、プレス加工、� �イヤカット加工、またはエッチング加工な� �のいずれかの加工方法によって形成され、� �面には銀や銅などの導電材412によるメッキ� �工が施されている。

 なお、図4に示す配線基板44のように、セ� ��ミックス基板41の一方の表面に1枚の薄膜配� ��シート42dを設ける一方、他方の表面に4層の 薄膜多層配線シート46を設けてもよい。また� ��図1では、薄膜配線シート42dの表面積がプロ ーブヘッド3と同じ表面積を有している場合� �図示しているが、薄膜配線シート42dの表面� �をセラミックス基板41の表面積と等しくして もよい。

 以上説明した本発明の実施の形態1によれば 、熱膨張係数が3.0×10 ^-6 ~5.0×10 ^-6 /℃であるセラミックス基板と、このセラミ� �クス基板の一方の表面に積層された一また� �複数の薄膜配線シートとを備えているため� �微細なピッチの配線が可能であり、シリコ� �の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する配� �基板および当該配線基板を備えたプローブ� �ードを提供することができる。

 また、本実施の形態1によれば、配線基板 の熱膨張係数がシリコンに近く、かつ配線基 板において微細なピッチの配線が可能である ため、従来のプローブカードのようにスペー ストランスフォーマを用いる必要がない。こ のため、スペーストランスフォーマと配線基 板とを電気的に接続するインターポーザも不 要であり、従来型のプローブカードのように 、接合点が増えて電気特性が悪くなるという 問題が生じることがない。したがって、高周 波数の電気信号の伝送特性にも優れた配線基 板およびプローブカードを提供することがで きる。

 また、本実施の形態1によれば、スペース トランスフォーマやインターポーザが不要で あるため、部品点数が少なく組立が容易であ り、製造に要する時間を短縮することができ る。したがって、製造に要するコストを削減 し、低価格化を実現することができる。

 また、本実施の形態1によれば、配線基板 の熱膨張係数を半導体ウェハの熱膨張係数に 近づけることにより、検査時の配線基板に位 置ズレや反りが生じるのを防止している。こ の結果、全てのプローブの半導体ウェハへの 均一なコンタクトを実現することができ、プ ローブ間の磨耗の度合いに差が生じるのを防 ぐことができ、各プローブの耐久性を向上さ せることが可能となる。

 図5は、本実施の形態1の一変形例に係る� �ローブカードの構成を示す図である。同図� �示すプローブカード8は、複数のプローブ2、 プローブヘッド3、配線基板9、配線基板9の側 面に設けられる検査装置接続用のコネクタ10� ��および配線基板9の表面に設けられ、ノイズ 低減用コンデンサを含む実装部品11を備える� ��

 配線基板9は、上記実施の形態1のセラミ� �クス基板41と同じ材質のセラミックス基板91� ��、セラミックス基板91の一方の表面に積層� �て固着され、セラミックス基板91とプローブ ヘッド3との間に介在する3枚の薄膜配線シー� ��92a、92b、92cと、ガラエポまたはポリイミド� ��の樹脂を主成分とし、セラミックス基板91� �嵌め入れ可能な凹部を有する樹脂基板93とを 有する。樹脂基板93は、セラミックス基板91� �嵌め入れた状態でセラミックス基板91の表面 と面一な表面を有しており、この表面に薄膜 配線シート92a、92b、92cが積層されている。な お、図5では、3枚の薄膜配線シート92a、92b、9 2cを一括して符号92を付している。

 図6は、プローブカード8の要部の構成を� �す図である。セラミックス基板91および樹脂 基板93には、対をなして互いに連通するスル� ��ホール911,931が複数ずつ形成されている。ス ルーホール911、931の各表面には導電材912、932 によるメッキ加工がそれぞれ施されている。 実装部品11は、スルーホール911、931、3枚の薄 膜配線シート92a、92b、92cを介してプローブ2� �導通する。

 このような構成を有するプローブカード8 によれば、セラミックス基板91の体積を必要� ��小限に抑えることにより、セラミックス基� ��91の平坦度を調整しやすくなる。また、配� �基板9の残りの部分として、セラミックス基� ��91よりも廉価な樹脂基板93を使用しているた め、一段とコストを低減することが可能とな る。

 なお、上述したプローブカード1に対して 実装部品11を取り付けることもできる。図7は 、この場合のプローブカードの要部の構成を 示す図である。同図に示す配線基板4'は、セ� ��ミックス基板41と、3枚の薄膜配線シート42a� ��42b、42cと、薄膜多層配線シート43にセラミ� �クス基板41のスルーホール411と連通するスル ーホール431を形成した薄膜多層配線シート43� ��と、を有する。このような構成を有する配� ��基板4'を用いることにより、実装部品11とプ ローブ2との直線的な配線を実現することが� �きるため、半導体ウェハ100からの実装部品11 までの距離を短縮することができる。したが って、例えば実装部品11としてノイズ低減用� ��ンデンサを設けた場合には、良好なノイズ� ��減効果を得ることができる。

(実施の形態2)
 図8は、本発明の実施の形態2に係るプロー� �カードの構成を示す図である。図9は図8の矢 視B方向の平面図である。また、図10は、本実 施の形態2に係るプローブカードの要部の構� �を示す図である。これらの図に示すプロー� �カード12は、複数のプローブ2、プローブヘ� �ド3、配線基板13、板ばね5、補強部材7、検査 装置との接続を行うために配線基板13の中心� ��対して放射状に配設される複数のコネクタ1 4を備える。

 配線基板13は、上述したセラミックス基板41 と同じ材質(熱膨張係数が2.5×10 ^-6 ~5.0×10 ^-6 /℃、より好ましくは2.9×10 ^-6 ~3.9×10 ^-6 /℃)のセラミックス基板131と、セラミックス� ��板131の一方の表面であってプローブヘッド3 と対向する表面に積層して固着される4枚の� �膜配線シート132a、132b、132c、132dとを有する� ��なお、図8では、4枚の薄膜配線シート132a、1 32b、132c、132dを一括して符号132を付している� ��

 図11は、コネクタ14の概略構成を示す図で ある。図11では、図8と同様、4枚の薄膜配線� �ート132a、132b、132c、132dを一括して符号132を� ��している。以下、本実施の形態2においては 、4枚の薄膜配線シート132a、132b、132c、132dの� ��とを一括して薄膜配線シート132という。コ� ��クタ14は、対をなすコネクタ同士を着脱す� �際に外力をほとんど必要としないゼロイン� �ーションフォース(ZIF)型のコネクタである。 具体的には、コネクタ14はオスコネクタであ� ��、配線基板13に形成された切り欠き133に取� �付けられ、側面に複数のリード線141が露出� �て対をなすメスコネクタ(検査装置側に設置) と結合する結合部14aと、結合部14aの基端部に 形成され、配線基板13に取り付けたときに配� ��基板13の一方の表面(図11の上面)に位置する� ��1フランジ部14bと、切り欠き133の内部に挿入 される胴体部14cと、胴体部14c側の表面に複数 のリード線141が露出する第2フランジ部14dと� �を備える。第2フランジ部14dの複数のリード� ��141は薄膜配線シート132の配線と接触するこ� ��により、コネクタ14と薄膜配線シート132と� �電気的に接続する。

 第1フランジ部14bおよび第2フランジ部14d� �対向する表面同士はほぼ同じ面積を有して� �る。第1フランジ部14bにはネジ挿通用の孔部1 42が複数形成されている。また、第2フランジ 部14dには、第1フランジ部14bに形成された複� �の孔部142のいずれかと同軸上に位置する複� �のネジ挿通用の孔部143が形成されている。

 コネクタ14を配線基板13に取り付ける際に は、図11に示すように配線基板13の切り欠き13 3の外周側から配線基板13の中心方向にコネク タ14をスライドして挿着した後、対応する孔� ��134、142および143にねじ201を取り付ける。な� ��、図11では、簡単のため一つのねじ201のみ� �載している。

 以上説明した本発明の実施の形態2によれば 、熱膨張係数が3.0×10 ^-6 ~5.0×10 ^-6 /℃であるセラミックス基板と、このセラミ� �クス基板の一方の表面に積層された複数の� �膜配線シートとを備えているため、微細な� �ッチの配線が可能であり、シリコンの熱膨� �係数に近い熱膨張係数を有する配線基板お� �び当該配線基板を備えたプローブカードを� �供することができる。

 また、本実施の形態2によれば、スペース トランスフォーマやインターポーザは不要で あるため、高周波数の電気信号の伝送特性に 優れ、コストがかからず経済的なプローブカ ードを提供することが可能となる。

 また、本実施の形態2によれば、ZIF型のコ ネクタを適用して電気的な接続を実現するこ とにより、プローブの数が多くスプリング作 用のある端子では反力が膨大になってプロー ブカードやテスターにかかるストレスが大き くなってしまうような場合であっても、スト レスを発生させることなく確実な電気的接続 を得ることができる。したがって、プローブ の数が多く配線が複雑なプローブカードの場 合にも、導通不良やプローブの劣化が生じに くくなり、プローブカードの耐久性を向上さ せることができる。

(実施の形態3)
 図12は、本発明の実施の形態3に係るプロー� ��カードの構成を示す平面図である。同図に� ��すプローブカード15は、複数のプローブ2、� ��ローブヘッド3、配線基板16、板ばね5、配線 基板16の中心に対して放射状に配設される複� ��のコネクタ17を備える。

 配線基板16は、上述したセラミックス基板41 と同じ材質(熱膨張係数が3.0×10 ^-6 ~5.0×10 ^-6 /℃)のセラミックス基板161と、セラミックス� ��板161の一方の表面であってプローブヘッド3 と対向する表面に積層して固着される複数の 薄膜配線シートとを有する。なお、図13では� ��複数の薄膜配線シートを一括して符号162を� ��している。以下、本実施の形態3においては 、複数の薄膜配線シートのことを一括して薄 膜配線シート162という。

 図13は、コネクタ17の概略構成を示す図で ある。同図に示すコネクタ17はZIF型のオスコ� ��クタであり、対をなすメスコネクタと結合� ��能な第1コネクタ171と、配線基板16に形成さ� ��た開口部163に装着され、配線基板16の薄膜� �線シート162と電気的に接続するとともに第1� ��ネクタ171と結合する第2コネクタ172とが組み 合わさって成る。

 第1コネクタ171は、対をなすメスコネクタ に装着されて結合する凸状の第1結合部171aと� ��配線基板16に取り付けたときに配線基板16の 一方の表面(図13の上面)に位置する第3フラン� ��部171bと、第2コネクタ172に結合される凸状� �第2結合部171cとを備える。第1結合部171aおよ� ��第2結合部171cの各側面には複数のリード線17 3が露出している。第2コネクタ172は、配線基� ��16に取り付けたときに配線基板16の他方の表 面(図13の底面)に位置する第4フランジ部172aと 、第1コネクタ171の第2結合部171cを嵌入して結 合する凹状の嵌入部172bとを備える。第4フラ� ��ジ部172aの上面および嵌入部172bの内側面に� �複数のリード線174が露出している。第4フラ� ��ジ部172aの上面に露出しているリード線174は 、薄膜配線シート162の配線と接触することに より、第2コネクタ172と薄膜配線シート162と� �電気的に接続する。また、嵌入部172bの内側� ��に露出しているリード線174は、第1コネクタ 171のリード線173と接触することにより、第1� �ネクタ171と第2コネクタ172とを電気的に接続� ��る。

 コネクタ17を配線基板16に取り付ける際に は、開口部163に第2コネクタ172の嵌入部172bを� ��着した後、この嵌入部172bに第1コネクタ171� �第2結合部171cを嵌合し、第1コネクタ171に設� �られた孔部175、配線基板16に設けられた孔部 164、および第2コネクタ172に設けられた孔部17 6に対してねじ301を取り付ける(図13では、簡� �のため一つのねじ301のみ記載)。

 以上説明した本発明の実施の形態3によれ ば、上述した実施の形態2と同様の効果を得� �ことができる。加えて、本実施の形態3によ� ��ば、オスコネクタを2つのコネクタに分割し て構成することにより、上記実施の形態2の� �うな切り欠きを配線基板に形成する代わり� �配線基板に開口部を設ければよく、配線基� �の剛性を高めることができる。また、配線� �板のグランド層や電源層が配線基板の外周� �で切れることなく繋げておけるので、リタ� �ン電流の経路が確保される。したがって、� �周波数の電気信号を伝送するのに好適な伝� �特性を実現することができる。

(その他の実施の形態)
 ここまで、本発明を実施するための最良の� ��態として、実施の形態1~3を詳述してきたが� ��本発明はそれらの実施の形態によって限定� ��れるべきものではない。例えば、セラミッ� ��ス基板の熱膨張係数によっては、図14に示� �配線基板18のように、セラミックス基板181の 表面であって4枚の薄膜配線シート182a、182b、 182c、182dが積層される表面とは異なる表面(他 方の表面)に対して低熱膨張係数を有する金� �183を積層させ、セラミックス基板181と金属18 3とを拡散接合によって接合してもよい。な� �、ここでいう「金属」には合金も含まれる� �このような配線基板18によれば、セラミック ス基板181が従来のセラミックス基板と同程度 の熱膨張係数しか有していない場合であって も、適当な熱膨張係数を有する金属183を組み 合わせることによって配線基板18の熱膨張係� ��をシリコンの熱膨張係数へ近づけることが� ��きる。この意味で、セラミックス基板181と� ��ては、例えばマセライト(登録商標)HSP(熱膨� ��係数9.8×10 ^-6 /℃)、ホトベール(登録商標)H(熱膨張係数7.8×1 0 ^-6 /℃)、ホトベール(登録商標)II(熱膨張係数1.4× 10 ^-6 /℃)などを適用することができる。

 また、図15に示すように、熱膨張係数が� �いに異なる金属をセラミックス基板に積層� �てもよい。図15に示す配線基板19では、セラ� ��ックス基板191の表面であって4枚の薄膜配線 シート192a、192b、192c、192dが積層された表面� �異なる表面に対して3枚の金属を積層し、拡� ��接合によって固着した場合を示している。� ��えば、図15で最上方の金属193とセラミック� �基板191に直接積層している金属194とをコバ� �ル(登録商標)材とし、この2枚のコバール(登� ��商標)材の間に積層されている金属195として コバール(登録商標)材よりも熱膨張係数が小� ��いインバー材を用いることができる。この� ��うにして熱膨張係数が互いに異なる複数の� ��属板をセラミックス基板に積層することに� ��り、配線基板全体の熱膨張係数をシリコン� ��熱膨張係数に近づけることが可能となる。

 なお、上記実施の形態2および3において� �、配線基板にZIF型のオスコネクタを装着す� �場合を説明したが、配線基板にZIF型のメス� �ネクタを装着するようにしてもよい。

 以上の説明からも明らかなように、本発� ��は、ここでは記載していない様々な実施の� ��態等を含みうるものであり、特許請求の範� ��により特定される技術的思想を逸脱しない� ��囲内において種々の設計変更等を施すこと� ��可能である。