特許 6563317 プローブガイド板及びその製造方法とプローブ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6563317

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】プローブガイド板及びその製造方法とプローブ装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/06 20060101AFI20190808BHJP

   G01R 31/26 20140101ALI20190808BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20190808BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20190808BHJP

   G01R 1/073 20060101ALI20190808BHJP

【ＦＩ】

   G01R1/06 D

   G01R31/26 J

   G01R31/28 K

   H01L21/66 B

   G01R1/073 D

   G01R1/073 Z

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-229681(P2015-229681)

(22)【出願日】2015年11月25日

(65)【公開番号】特開2017-96796(P2017-96796A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2018年9月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(73)【特許権者】

【識別番号】000232405

【氏名又は名称】日本電子材料株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091672

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 啓三

(72)【発明者】

【氏名】清水 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】藤原 洸輔

(72)【発明者】

【氏名】山崎 智生

(72)【発明者】

【氏名】森 親臣

【審査官】 名取 乾治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２３２０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７４１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６２９７６５７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第８０４８６９４（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１５−７０００７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １／０６

Ｇ０１Ｒ １／０７３

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｇ０１Ｒ ３１／２８

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコン基板と、
前記シリコン基板に形成された貫通孔と、
前記シリコン基板の両面及び前記貫通孔の内壁面に形成されたシリコン酸化層と、
前記シリコン基板上の前記シリコン酸化層の上面から前記貫通孔の内壁面の上部側に部分的に形成された保護絶縁層と
を有することを特徴とするプローブガイド板。

【請求項2】

前記貫通孔の内壁面の上部に配置された前記保護絶縁層の部分が、前記貫通孔の内側に突出する突出部となって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブガイド板。

【請求項3】

前記シリコン基板下の前記シリコン酸化層の下面から前記貫通孔の内壁面の下部側に部分的に形成された下側の保護絶縁層を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブガイド板。

【請求項4】

前記保護絶縁層は、ジルコニア層、アルミナ層及びシリコン酸化層のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプローブガイド板。

【請求項5】

シリコン基板と、
前記シリコン基板に形成された貫通孔と、
前記シリコン基板の両面及び前記貫通孔の内壁面に形成されたシリコン酸化層と、
前記シリコン基板上の前記シリコン酸化層の上面から前記貫通孔の内壁面の上部側に部分的に形成された保護絶縁層と
を備えたプローブガイド板と、
前記プローブガイド板の貫通孔に挿入されたプローブ端子と
を有することを特徴とするプローブ装置。

【請求項6】

シリコン基板に貫通孔を形成する工程と、
前記シリコン基板の両面及び前記貫通孔の内壁面にシリコン酸化層を形成する工程と、
前記シリコン基板上の前記シリコン酸化層の上面から前記貫通孔の内壁面の上部側に保護絶縁層を部分的に形成する工程と
を有することを特徴とするプローブガイド板の製造方法。

【請求項7】

前記保護絶縁層を部分的に形成する工程において、
前記保護絶縁層は、スパッタ法によって形成されることを特徴とする請求項６に記載のプローブガイド板の製造方法。

【請求項8】

前記保護絶縁層を部分的に形成する工程において、
前記貫通孔の内壁面の上部に配置される前記保護絶縁層の部分が、前記貫通孔の内側に突出する突出部として形成されることを特徴とする請求項６又は７に記載のプローブガイド板の製造方法。

【請求項9】

前記保護絶縁層を部分的に形成する工程の後に、
前記シリコン基板下の前記シリコン酸化層の下面から前記貫通孔の内壁面の下部側に下側の保護絶縁層を部分的に形成する工程を有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のプローブガイド板の製造方法。

【請求項10】

前記保護絶縁層は、ジルコニア層、アルミナ層及びシリコン酸化層のいずれかであることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載のプローブガイド板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プローブガイド板及びその製造方法とプローブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置などの被検査対象の電気特性の測定は、被検査対象の多数の電極パッドにプローブ装置のプローブ端子を接触させて導通をとることにより行われる。プローブ装置には貫通孔が設けられたプローブガイド板が備えられており、プローブガイド板の貫通孔にプローブ端子が挿入されて、プローブ端子が位置決めされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−２３２０３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

後述する予備的事項で説明するように、プローブ装置が備えるプローブガイド板では、シリコン基板の貫通孔の内壁面に薄膜のシリコン酸化層が形成されている。そして、プローブガイド板の貫通孔にプローブ端子が挿入された状態で、被検査対象の電気特性の測定が行われる。

【0005】

被検査対象の電気特性の測定を一定量繰り返すと、貫通孔の内壁面のシリコン酸化層がプローブ端子によって磨耗して消失しやすいため、プローブガイド板のさらなる耐久性の向上が求められている。

【0006】

十分な耐久性が得られるプローブガイド板及びその製造方法とプローブ装置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】

【0007】

以下の開示の一観点によれば、シリコン基板と、前記シリコン基板に形成された貫通孔と、前記シリコン基板の両面及び前記貫通孔の内壁面に形成されたシリコン酸化層と、前記シリコン基板上の前記シリコン酸化層の上面から前記貫通孔の内壁面の上部側に部分的に形成された保護絶縁層とを有するプローブガイド板が提供される。

【0008】

また、その開示の他の観点によれば、シリコン基板と、前記シリコン基板に形成された貫通孔と、前記シリコン基板の両面及び前記貫通孔の内壁面に形成されたシリコン酸化層と、前記シリコン基板上の前記シリコン酸化層の上面から前記貫通孔の内壁面の上部側に部分的に形成された保護絶縁層とを備えたプローブガイド板と、前記プローブガイド板の貫通孔に挿入されたプローブ端子とを有するプローブ装置が提供される。

【0009】

さらに、その開示の他の観点によれば、シリコン基板に貫通孔を形成する工程と、前記シリコン基板の両面及び前記貫通孔の内壁面にシリコン酸化層を形成する工程と、前記シリコン基板上の前記シリコン酸化層の上面から前記貫通孔の内壁面の上部側に保護絶縁層を部分的に形成する工程とを有するプローブガイド板の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0010】

以下の開示によれば、プローブガイド板では、シリコン基板上のシリコン酸化層の上面から貫通孔の内壁面の上部側に保護絶縁層が部分的に形成されている。これにより、貫通孔の内壁面の上部のシリコン酸化層が保護絶縁層で保護される。

【0011】

このため、被検査対象の電気特性の測定を行う際に、プローブ端子がプローブガイド板の貫通孔内の保護絶縁層に接触するため、プローブ端子によるシリコン酸化層の磨耗が抑制される。

【0012】

よって、プローブガイド板の貫通孔内のシリコン酸化層が消失するまでの寿命が長くなるので、プローブガイド板の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１（ａ）及び（ｂ）は予備的事項に係るプローブガイド板の課題を説明するための断面図である。

【図2】図２（ａ）及び（ｂ）は実施形態のプローブガイド板の製造方法を示す断面図（その１）である。

【図3】図３（ａ）及び（ｂ）は実施形態のプローブガイド板の製造方法を示す断面図（その２）である。

【図4】図４（ａ）及び（ｂ）は実施形態のプローブガイド板の製造方法を示す断面図（その３）である。

【図5】図５（ａ）及び（ｂ）は実施形態のプローブガイド板を示す断面図である。

【図6】図６は実施形態のプローブガイド板に使用される保護絶縁層の物性値を示す表である。

【図7】図７は実施形態のプローブガイド板の保護絶縁層の断面形状の一例を示す断面図である。

【図8】図８は実施形態の第１変形例のプローブガイド板を示す断面図である。

【図9】図９は実施形態の第２変形例のプローブガイド板を示す断面図である。

【図10】図１０は実施形態の第３変形例のプローブガイド板を示す断面図である。

【図11】図１１は図５（ａ）のプローブガイド板を備えたプローブ装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

【0015】

実施形態を説明する前に、基礎となる予備的事項について説明する。予備的事項の記載は、発明者の個人的な検討内容であり、公知技術ではない新規な技術を含む。

【0016】

図１（ａ）には、予備的事項に係るプローブ装置に備えられたプローブガイド板１００が示されている。プローブガイド板１００では、シリコン基板２００に貫通孔ＴＨが形成されている。また、シリコン基板２００の両面及び貫通孔ＴＨの内壁面にシリコン酸化層２２０が形成されている。

【0017】

そして、シリコン基板２００の貫通孔ＴＨにプローブ装置のプローブ端子３００が挿入されている。プローブ端子３００は貫通孔ＴＨによって位置決めされ、プローブ端子３００の先端が位置精度よく被検査対象の電極パッドに配置される。

【0018】

被検査対象の電気特性を測定する際に、プローブ端子３００が貫通孔ＴＨの内壁面のシリコン酸化層２２０に接触するため、シリコン酸化層２２０がプロ―ブ端子３００によって擦られる。

【0019】

このため、被検査対象の電気特性の測定を一定量繰り返すと、シリコン基板２００の貫通孔ＴＨの内壁面のシリコン酸化層２２０が磨耗して消失することになる。絶縁層であるシリコン酸化層２２０が消失すると、シリコン基板２００が露出してプローブ端子３００同士が電気ショートしてしまうため、正確な電気測定ができなくなる。

【0020】

シリコン酸化層２２０は、シリコン基板２００を熱酸化して形成するため、厚みが５μｍ程度の薄膜で形成される。このため、シリコン酸化層２２０が磨耗して消失するため、プローブガイド板１００のさらなる耐久性の向上が求められている。

【0021】

また、図１（ｂ）に示すように、シリコン基板２００の貫通孔ＴＨの配置ピッチが狭小化されると、プローブ端子３００間に配置される壁部Ｗの厚みが薄くなるため、機械的強度が十分に得られないおそれがある。

【0022】

以下に説明する実施形態のプローブガイド板では、前述した課題を解決することができる。

【0023】

（実施形態）
図２〜図４は実施形態のプローブガイド板の製造方法を説明するための図、図５は実施形態のプローブガイド板を示す図、図１１は実施形態のプローブ装置を示す図である。以下、プローブガイド板の製造方法を説明しながら、プローブガイド板及びプローブ装置の構造について説明する。

【0024】

実施形態のプローブガイド板の製造方法では、まず、図２（ａ）に示すように、シリコン基板１０を用意する。シリコン基板１０として、厚みが６００μｍ〜８００μｍのシリコンウェハが使用される。

【0025】

次いで、図２（ｂ）に示すように、シリコン基板１０の上に、ホール状の開口部１５ａが設けられたレジスト層１５をパターニングして形成する。

【0026】

レジスト層１５は、液状レジストを塗布し、フォトリソグラフィに基づいて露光、現像を行うことにより形成される。あるいは、ドライフィルムレジストを使用してレジスト層１５を形成してもよい。

【0027】

続いて、図３（ａ）に示すように、レジスト層１５の開口部１５ａを通して、シリコン基板１０を異方性ドライエッチングにより、厚み方向の途中までエッチングして凹部１０ａを形成する。異方性ドライエッチングは、ＳＦ_６系のガスを使用するＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）などが使用される。

【0028】

その後に、図３（ｂ）に示すように、レジスト層１５を除去する。さらに、バックグラインダ装置により、シリコン基板１０の下面を凹部１０ａの底に到達するまで研磨する。

【0029】

これにより、図４（ａ）に示すように、シリコン基板１０の凹部１０ａが厚み方向に貫通する貫通孔ＴＨとなる。

【0030】

このようにして、シリコン基板１０が所定の厚みに薄型化されると共に、シリコン基板１０に貫通孔ＴＨが形成される。

【0031】

別の方法としては、図２（ａ）のシリコン基板１０を研磨して所定の厚みに薄型化した後に、シリコン基板１０を異方性ドライエッチングで貫通加工して貫通孔ＴＨを形成してもよい。

【0032】

以上にように、シリコン基板１０に厚み方向に貫通する貫通孔ＴＨを形成する。

【0033】

次いで、図４（ｂ）に示すように、シリコン基板１０を熱酸化することにより、シリコン基板１０の両面及び貫通孔ＴＨの内壁面にシリコン酸化層１２を形成する。あるいは、ＣＶＤ（Chemical Vaper Deposition）法によってシリコン酸化層１２、又はシリコン窒化層などを形成してもよい。

【0034】

続いて、図５（ａ）に示すように、スパッタ法により、シリコン基板１０上のシリコン酸化層１２の上に保護絶縁層２０を形成する。

【0035】

スパッタ法で形成される保護絶縁層２０としては、ジルコニア（ＺｒＯ_２）層、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）層、又はシリコン酸化層（ＳｉＯ_２）などがある。

【0036】

図６には、ジルコニア層、アルミナ層、及びシリコン酸化層のビッカース硬さ、及び曲げ強度の物性値が示されている。ジルコニア層、アルミナ層、及びシリコン酸化層の各ビッカース硬さは、１０ＧＰａ以上の値であり、高い硬度を有する。

【0037】

また、ジルコニア層の曲げ強度は１０００ＭＰａであり、破壊靱性も高いため、負荷を吸収する作用がある。

【0038】

以上のように、特に、ジルコニア層はビッカース硬さ、曲げ強度及び破壊靱性が高く、保護絶縁層２０として好適に使用することができる。

【0039】

ジルコニア層としては、好適には、ジルコニアにイットリア（Ｙ_２Ｏ_３（酸化イットリウム））が添加されたイットリア安定化ジルコニアが使用される。ジルコニアにイットリアを添加することにより、硬さ及び曲げ強度などの機械的特性をさらに向上させることができる。また、イットリア安定化ジルコニアは、耐熱性にも優れているため、保護絶縁層２０として好適である。

【0040】

アルミナ層及びシリコン酸化層は、曲げ強度がジルコニア層よりかなり低いものの、十分なビッカース硬さを有するため、保護絶縁層２０として十分に使用することができる。

【0041】

保護絶縁層２０として、ビッカース硬さが１０ＧＰａ程度以上の絶縁材料が好ましいが、その他の絶縁材料を使用してもよい。

【0042】

図５（ａ）に示すように、スパッタ法で形成される保護絶縁層２０は、シリコン基板１０上のシリコン酸化層１２の上面から貫通孔ＴＨの内壁面の上部側に部分的に形成される。また、貫通孔ＴＨの内壁面の上部側に形成された保護絶縁層２０は、上側から下側の位置になるにつれて厚みが薄くなって形成される。

【0043】

このようにして、シリコン基板１０の貫通孔ＴＨの内壁面の上部に配置される保護絶縁層２０の部分が貫通孔ＴＨの内側に突出する突出部Ｐとして形成される。貫通孔ＴＨの内壁面の上部のシリコン酸化層１２が保護絶縁層２０の突出部Ｐで保護されるため、プローブ端子によるシリコン酸化層１２の磨耗が抑制される。

【0044】

例えば、シリコン酸化層１２の厚みは０．５μｍ〜５μｍの範囲に設定され、保護絶縁層２０の突出部Ｐの厚みＴは同じく０．５μｍ〜５μｍの範囲に設定される。シリコン酸化層１２の厚みを考慮して、プローブガイド板１の寿命が向上するように、保護絶縁層２０の突出部Ｐの厚みＴを調整する。

【0045】

以下に、保護絶縁層２０として、ジルコニア層２０ｘをスパッタ法で成膜する場合の成膜条件の一例が示されている。

【0046】

ターゲット：イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）（イットリア添加率：３ｍｏｌ％）
ガス：アルゴン（Ａｒ）
ガス圧：０．５Ｐａ（好ましい範囲：０．１Ｐａ〜１．０Ｐａ）
出力：ＲＦパワー ２００Ｗ
図７には、上記したスパッタ条件で成膜した場合のジルコニア層２０ｘの断面形状が示されている。図７の例では、貫通孔ＴＨの深さＤ１は２００μｍ程度であり、シリコン基板１０の上面側での保護絶縁層２０の厚みＴ１が１μｍ程度である。ジルコニア層２０ｘは、貫通孔ＴＨの上端からの深さＤ２が４０μｍ程度の内壁面の位置まで形成される。

【0047】

この場合、ジルコニア層２０ｘの突出部Ｐの厚みＴは０．８μｍ程度となる。また、貫通孔ＴＨの上端からの深さＤ３が３０μｍ程度の内壁面の位置では、保護絶縁層２０の厚みＴ３は０．３μｍ程度となる。

【0048】

また、貫通孔ＴＨの内壁面において、上端からの深さＤ２（４０μｍ）よりも下側の領域は、ジルコニア層２０ｘが形成されない非形成領域になっている。

【0049】

スパッタ膜厚やスパッタ条件によって、貫通孔ＴＨの内壁面の上端から深さ方向に延びるジルコニア層２０ｘの長さを調整することができる。また、スパッタ膜厚及びスパッタ条件によって、ジルコニア層２０ｘの突出部Ｐの厚みＴを調整することができる。

【0050】

保護絶縁層２０として、ジルコニア層２０ｘをスパッタ法により成膜する例を示したが、スパッタ法を採用することにより、アルミナ層やシリコン酸化層などの他の絶縁層も同様な形状で成膜される。

【0051】

以上のように、本実施形態では、シリコン基板１０の上面側から貫通孔ＴＨの内壁面の上部側に絶縁保護層２０が部分的に形成される。これは、シリコン基板１０の上面側から貫通孔ＴＨの深さの途中の内壁面の位置まで保護絶縁層２０を形成してもよいことを意味する。

【0052】

その後に、シリコン基板１０を個々の製品領域が得られるように切断する。以上により、実施形態のプローブガイド板１が製造される。

【0053】

図５（ａ）に示すように、実施形態のプローブガイド板１は、シリコン基板１０を備え、シリコン基板１０には厚み方向に貫通する貫通孔ＴＨが形成されている。また、シリコン基板１０の両面及び貫通孔ＴＨの内壁面には、絶縁層としてシリコン酸化層１２が形成されている。

【0054】

また、シリコン基板１０上のシリコン酸化層１２の上面には、保護絶縁層２０が形成されている。保護絶縁層２０は、シリコン酸化層１２の上面から貫通孔ＴＨの内壁面の上部側に部分的に形成されている。

【0055】

貫通孔ＴＨの内壁面の上部に配置された保護絶縁層２０の部分が、貫通孔ＴＨの内側に突出する突出部Ｐとなって形成されている。

【0056】

シリコン酸化層１２の上面から貫通孔ＴＨの内壁面に延びる保護絶縁層２０の長さは任意に設定することができる。よって、保護絶縁層２０は、貫通孔ＴＨの内壁面の深さの途中の任意の位置まで形成される。

【0057】

また、保護絶縁層２０は、貫通孔ＴＨの内壁面の上側から下側の位置になるにつれて厚みが薄くなって形成される。そして、貫通孔ＴＨの内壁面の下部側の領域は、保護絶縁層２０が形成されていない非形成領域となっている。

【0058】

図５（ｂ）は、図５（ａ）のプローブガイド板１を平面からみた平面図である。図５（ｂ）の平面図に示すように、シリコン基板１０の貫通孔ＴＨは円形で形成され、保護絶縁層２０の突出部Ｐが貫通孔ＴＨの内壁面の上部に環状に配置される。シリコン基板１０の貫通孔ＴＨの平面形状は、四角形又は楕円形などであってもよい。

【0059】

本実施形態のプローブガイド板１では、シリコン基板１０の貫通孔ＴＨの内壁面の上部のシリコン酸化層１２が保護絶縁層２０で部分的に保護されている。このため、後述するように、プローブ装置のプローブガイド板１として使用する際に、プローブ端子は硬度の高い保護絶縁層２０の突出部Ｐに接触する。

【0060】

これにより、プローブ端子によるシリコン酸化層１２の磨耗が抑制され、シリコン酸化層１２が消失するまでの寿命が長くなるので、プローブガイド板１の耐久性を向上させることができる。

【0061】

図８には、実施形態の第１変形例のプローブガイド板１ａが示されている。前述した図５（ａ）のプローブガイド板１では、シリコン酸化層１２の厚みは例えば５μｍ程度である。

【0062】

これに対して、図８の第１変形例では、プローブガイド板１ａのシリコン酸化層１２の厚みが０．５μｍ〜１μｍ程度にかなり薄く設定される。図８において、シリコン酸化層１２の厚み以外の要素は、図５（ａ）プローブガイド板１と同じである。

【0063】

シリコン酸化層１２はシリコン基板１０を熱酸化して形成されるため、シリコン酸化層１２の厚みが厚いとプロセス時間が長くなり、コスト上昇を招く。このため、シリコン酸化層１２の厚みを薄く設定することにより、スループットの向上及びコスト削減を図ることができる。

【0064】

このような要求がある場合は、図８に示すように、シリコン酸化層１２の厚みを保護絶縁層２０の突出部Ｐの厚みよりも薄く設定して、シリコン酸化層１２を保護する。例えば、シリコン酸化層１２の厚みが０．５μｍ程度に設定され、保護絶縁層２０の突出部Ｐの厚みが５μｍ程度に設定される。

【0065】

このように、本実施形態では、シリコン酸化層１２を保護絶縁層２０で保護するため、シリコン酸化層１２の厚みを従来技術よりも薄く設定することが可能になる。薄膜のシリコン酸化層１２を保護絶縁層２０で保護することにより、十分な耐久性を有するプローブガイド板を生産効率よく、低コストで製造することができる。

【0066】

図９には、実施形態の第２変形例のプローブガイド板１ｂが示されている。図９の第２変形例のように、シリコン基板１０下のシリコン酸化層１２の下面から貫通孔ＴＨの内壁面の下部側に、下側の保護絶縁層２２を同様に形成してもよい。

【0067】

シリコン基板１０の下面側に形成される保護絶縁層２２においても、同様に、貫通孔ＴＨの内壁面の下部側に配置される保護絶縁層２２の部分が貫通孔ＴＨの内側に突出する突出部Ｐとなって形成される。

【0068】

また、同様に、貫通孔ＴＨの内壁面の下側から上側の位置になるにつれて保護絶縁層２２の厚みが薄くなって形成される。

【0069】

図９において、下側の保護絶縁層２２を追加で形成した以外の構造は、前述した図５（ａ）のプローブガイド板１と同じである。

【0070】

図９の第２変形例のシリコンガイド板１ｂを製造する場合は、前述した図４（ｂ）のシリコン基板１０の上面にスパッタ法で保護絶縁層２０を形成した後に、シリコン基板１０の下面を上側に向けて同様にスパッタ法で保護絶縁層２２を形成すればよい。

【0071】

図９の第２変形例のシリコンガイド板１ｂでは、シリコン基板１０の上面側及び下面側の各保護絶縁層２０は、貫通孔ＴＨの深さの途中の内壁面の位置までそれぞれ形成される。そして、貫通孔ＴＨの内壁面の深さ方向の中央部の領域が、保護絶縁層２０が形成されない非形成領域にとなる。

【0072】

シリコン基板１０の上面側及び下面側の各保護絶縁層２０，２２が同じスパッタ条件で成膜される場合は、上下の保護絶縁層２０，２２がシリコン基板１０の厚みの中心を軸にして対称に形成される。

【0073】

第２変形例のプローブガイド板１ｂでは、シリコン基板１０の貫通孔ＴＨの内壁面の上部側だけではなく、貫通孔ＴＨの内壁面の下部側にも保護絶縁層２２が形成される。このため、プローブ端子が貫通孔ＴＨ内に傾いて挿入される場合に、貫通孔ＴＨの内壁面の下部のシリコン酸化層１２の磨耗が抑制され、プローブガイド板の寿命を向上させることができる。

【0074】

また、図１０には、実施形態の第３変形例のプローブガイド板１ｃが示されている。図１０の第３変形例では、上記した図９のプローブガイド板１ｂにおいて、シリコン酸化層１２の厚みが薄く設定される。図１０において、シリコン酸化層１２の厚み以外の要素は、図９のプローブガイド板１ｂと同じである。

【0075】

第３変形例のプローブガイド板１ｃでは、シリコン酸化層１２の厚みを薄くし、かつ貫通孔ＴＨの内壁面の上部側及び下部側に保護絶縁層２０がそれぞれ形成されている。これにより、前述した図８の第１変形例のプローブガイド板１ａと同様に、シリコン酸化層１２の厚みを薄くしてコスト削減を図ることができる。

【0076】

さらに、前述した図９の第２変形例のプローブガイド板１ｂと同様に、プローブ端子が傾いて貫通孔ＴＨに挿入される場合であっても、貫通孔ＴＨの内壁面の下部側のシリコン酸化層１２の磨耗を抑制することができる。

【0077】

図１１には、実施形態のプローブガイド板１を備えたプローブ装置２が示されている。図１１に示すように、実施形態のプローブ装置２では、中継基板３０の下に前述した図５（ａ）のプローブガイド板１が配置されている。中継基板３０及びプローブガイド板１は、それらの周囲に配置されたホルダ４０によって固定されている。

【0078】

中継基板３０は、基板本体３２、プローブ端子３４、及び電極３６を備えている。基板本体３２は、セラミックス、シリコン、ガラス、又は樹脂などから形成される。プローブ端子３４は、基板本体３２の厚み方向に貫通して設けられている。プローブ端子３４は、ニッケル、銅、金、又はロジウムなどから形成される。

【0079】

プローブ端子３４の一端側がプローブガイド板１の貫通孔ＴＨに挿入され、他端側が基板本体３２上の電極３６に接続されている。そして、プローブ端子３４の一端側がプローブガイド板１から下側に突き出た状態となっている。

【0080】

プローブ装置２の中継基板３０の電極３６に計測器などの検査用装置（不図示）の端子が電気的に接続される。そして、検査用装置からプローブ装置２の中継基板３０を介して被検査対象に各種の試験信号が供給されて被検査対象の電気特性が測定される。

【0081】

プローブ装置２の下には、被検査対象の一例である半導体装置５０が配置されている。半導体装置５０の表面には電極パッド５２が露出して設けられている。

【0082】

プローブ装置２の複数のプローブ端子３４は半導体装置５０の各電極パッド５２に対応して配置されている。

【0083】

半導体装置５０は、プローブ装置２との位置合わせが可能なステージ（不図示）の上に配置され、プローブ装置２のプローブ端子３４と半導体装置５０の電極パッド５２とが位置合わせされる。

【0084】

プローブ装置２は移動手段（不図示）に接続されており、上下方向に移動することができる。プローブ装置２が下側に移動することにより、プローブ装置２の各プローブ端子３４の先端が半導体装置５０の電極パッド５２に所定の圧力で接触する。このとき、プローブ端子３４が撓むため、プローブガイド板１の貫通孔ＴＨの内壁面がプローブ端子３４によって擦られる。

【0085】

あるいは、プローブ端子３４が中継基板３０内でばね機構などに接続されている場合は、プローブ端子３４がプローブガイド板１の貫通孔ＴＨ内で上下に移動することにより、貫通孔ＴＨの内壁面がプローブ端子３４によって擦られる。

【0086】

図１１では、プローブ装置２のプローブ端子３４が半導体装置５０の電極パッド５２に接触して電気特性の測定を行っている状態が示されている。

【0087】

半導体装置５０の電気特性の測定が終了すると、プローブ装置２は上側に移動し、次の半導体装置５０がステージに配置され、電気測定が繰り返し行われる。

【0088】

本実施形態のプローブガイド板１は、シリコン基板１０の上面側から貫通孔ＴＨの内壁面の上部側に保護絶縁層２０が部分的に形成され、貫通孔ＴＨの内壁面の上部に保護絶縁層２０の突出部Ｐが配置されている。

【0089】

前述したように、保護絶縁層２０は、シリコン基板１０の両面及び貫通孔ＴＨの内壁面に熱酸化によってシリコン酸化層１２を形成した後に、スパッタ法によって形成される。

【0090】

このため、保護絶縁層２０は、シリコン酸化層１２よりも硬度の高いジルコニア層などの絶縁材料から形成できるため、プローブ端子３４による磨耗に強い構造となる。

【0091】

これにより、プローブガイド板１の貫通孔ＴＨの内壁面のシリコン酸化層１２が消失するまでの寿命を長くすることができるため、プローブガイド板１の耐久性を向上させることができる。

【0092】

また、半導体装置５０の電極パッド５２の配置ピッチの狭小化に伴って、プローブ端子３４間に配置されるプローブガイド板１の壁部が細くなるとしても、細い壁部の上部が保護絶縁層２０で補強される。このため、プローブガイド板１の貫通孔ＴＨの配置ピッチが狭小化されても、所要の機械的強度を確保することができる。

【0093】

また、プローブ端子３４は、プローブガイド板１の貫通孔ＴＨ内の保護絶縁層２０の突出部Ｐに主に接触するため、安定したプローブ端子３４の摺動性を確保することができ、プローブ端子の接触部の位置ずれを防止することができる。

【0094】

また、保護絶縁層２０は、スパッタ法によってシリコン基板１０上及び貫通孔ＴＨの内壁面の一部に薄膜で形成されるだけである。このため、シリコン製のプローブガイド板１の全体の熱膨張率はほとんど変化しないため、シリコン製の半導体装置５０との熱膨張率のミスマッチは発生しない。

【0095】

これにより、半導体装置５０の電気特性を測定する際に３００℃程度で加熱するとしても、プローブ端子３４の高い位置精度を維持することができ、電気測定時の高い信頼性が得られる。

【符号の説明】

【0096】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…プローブガイド板、２…プローブ装置、１０…シリコン基板、１０ａ…凹部、１２…シリコン酸化層、１５…レジスト層、１５ａ…開口部、２０，２２…保護絶縁層、３０…中継基板、３２…基板本体、３４…プローブ端子、３６…電極、４０…ホルダ、５０…半導体装置、５２…電極パッド、Ｐ…突出部、ＴＨ…貫通孔。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】