專利名稱：半導體器件檢查裝置用布線基板及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體器件檢查裝置用布線基板及其制造方法。
背景技術：
在半導體器件的制造工序中，使用用于對形成在半導體晶圓上的半導體器件進行電氣特性檢查的探針臺、用于對封裝后的半導體器件進行電氣特性檢查的處理機(handler)等半導體器件的檢查裝置(例如，參照專利文獻1、專利文獻2。)。在這種半導體器件的檢查裝置、例如探針臺中，在將產生檢查信號并對來自被檢測半導體器件的信號進行檢測的測試器和與半導體晶圓上的電極焊盤相接觸的探針電連接的部分處，使用將來自測試器的信號線的間距轉換成探針的間距以進行電連接的半導體器件檢查裝置用布線基板。在上述半導體器件檢查裝置用布線基板中，需要減小溫度變化造成的膨脹和收縮，并需要利用熱膨脹系數較小的材料來構成該半導體器件檢查裝置用布線基板。另外，由于上述半導體器件檢查裝置用布線基板配置于要被施加機械力的部分，因此還需要確保機械強度。因此，難以使用樹脂制的基板等，以往多使用陶瓷制的基板等。專利文獻1:日本特開2010 - 2302號公報專利文獻2:再公表專利W02009/104589號公報如上所述，在半導體器件檢查裝置用布線基板中，由于需要降低熱膨脹系數并確保較高的機械強度，因此，將陶瓷用作了半導體器件檢查裝置用布線基板的材料。然而，由于陶瓷昂貴且其加工也不容易，因此存在半導體器件檢查裝置用布線基板的制造成本變高這樣的問題。
發明內容
本發明是為了應對上述以往的情況而做成的，其目的在于提供一種具有較低的熱膨脹率和較高的機械強度、并且能夠易于制造且能夠謀求降低制造成本的半導體器件檢查裝置用布線基板及其制造方法。本發明的半導體器件檢查裝置用布線基板的一技術方案的特征在于，該半導體器件檢查裝置用布線基板包括:金屬基材，其是通過將多張利用蝕刻而在規定部位形成有多個透孔的金屬板材以使上述透孔的位置重疊的方式層疊并進行固定接合而形成的；樹脂層，其配置于上述金屬基材的表面和上述透孔的內壁部；導體圖案，其以與上述金屬基材之間被上述樹脂層電絕緣的狀態配置。本發明的半導體器件檢查裝置用布線基板的制造方法的一技術方案是制造用于半導體器件檢查裝置的半導體器件檢查裝置用布線基板的方法，其特征在于，該方法包括以下工序:蝕刻工序，利用蝕刻在多張金屬板材的規定部位形成多個透孔；接合工序，將多張上述金屬板材以使上述透孔的位置重疊的方式層疊和擴散接合，從而形成為金屬基材；樹脂層形成工序，在上述金屬基材的表面和上述透孔的內壁部形成樹脂層；導體圖案形成工序，形成與上述金屬基材之 間被上述樹脂層電絕緣的狀態的導體圖案。
采用本發明，能夠提供一種具有較低的熱膨脹率和較高的機械強度、并且能夠易于制造且能夠謀求降低制造成本的半導體器件檢查裝置用布線基板及其制造方法。
圖1是示意性地表示本發明的一實施方式的探針裝置的結構的圖。圖2的(a) 圖2的(d)是表示本發明的一實施方式的制造工序的一部分的圖。圖3的(a) 圖3的(e)是表示本發明的一實施方式的制造工序的一部分的圖。圖4的(a) 圖4的(e)是表示本發明的一實施方式的制造工序的一部分的圖。圖5的(a) 圖5的(d)是表示本發明的一實施方式的制造工序的一部分的圖。圖6的(a) 圖6的(f)是表示本發明的其他實施方式的制造工序的一部分的圖。圖7的(a) 圖7的(d)是表示本發明的其他實施方式的制造工序的一部分的圖。圖8的(a) 圖8的(C)是表示本發明的其他實施方式的制造工序的一部分的圖。圖9是表示本發明的其他實施方式的制造工序的一部分的圖。
具體實施例方式下面，參照
本發明的實施方式。首先，參照圖1，說明作為半導體器件檢查裝置的、用于對形成于半導體晶圓的半導體器件進行檢查的探針裝置的結構。如圖1所示，在探針裝置I中配置有用于載置半導體晶圓W的載置臺10 。該載置臺10具有未圖示的驅動機構，并且如圖中箭頭所示那樣能夠沿X — y — z方向移動。在載置臺10的上方配置有探針卡20。探針卡20包括:半導體器件檢查裝置用布線基板21 ;多個探針22，其與該半導體器件檢查裝置用布線基板21電連接；探針支承板23，其用于支承上述探針22。另外，在探針卡20的上方配置有與測試器相連接的測試頭30，該測試器用于發送檢查用的信號并且通過檢測來自半導體器件的信號來檢查半導體器件的狀態。探針22由金屬的導電性材料形成為針狀。探針22與形成在半導體晶圓W上的半導體器件的電極相對應地配置，該探針22沿探針支承板21的厚度方向貫穿該探針支承板21并由探針支承板21支承。探針22的頂端部從探針支承板21的下表面突出，探針22的基端部與半導體器件檢查裝置用布線基板21的電極端子(未圖示)相連接。如上所述，在圖1中的半導體器件檢查裝置用布線基板21的下表面側配置有間距與探針22的間距(例如微米級)相對應的電極端子。另一方面，在圖1中的半導體器件檢查裝置用布線基板21的上表面側配置有間距與測試器的測試頭30的電極間距(例如毫米級)相對應的電極端子。因而，半導體器件檢查裝置用布線基板21通過多層配置的電極圖案來轉換電極間距。當要使用如上構成的探針裝置I來對形成于半導體晶圓W的半導體器件進行電氣特性檢查時，將半導體晶圓W載置在載置臺10上，利用載置臺使半導體晶圓W上升。然后，通過使半導體晶圓W的各電極與相對應的探針22接觸來獲得電導通，并通過與測試頭30連接的測試器來檢查半導體器件的電氣特性的好壞。接著，參照圖2 圖5，說明本發明的一實施方式的半導體器件檢查裝置用布線基板的制造工序。如圖2的(a)所示，在本實施方式中，使用利用光刻等形成的掩模通過濕蝕刻或干蝕刻在多張金屬板材101的規定位置形成透孔102。作為金屬板材101，例如，優選使用由低膨脹率的金屬、例如線膨脹率α (X10 一6/°C)為10.0以下、更優選為6.0以下的金屬構成的板材。具體而言，例如，能夠使用#42合金等鐵鎳合金、科瓦合金(Kovar)等鐵一鎳一鈷合金。另外，作為金屬板材101,優選使用板厚為0.0lmm 0.5mm左右的金屬板材。若使用板厚厚于0.5mm的金屬板材，則利用蝕刻形成的透孔102的內徑會產生在板厚方向的中間部變小、而在板厚方向兩端部變大的傾向，但 是，通過使用板厚為0.0lmm 0.5mm左右的金屬板材，能夠使利用蝕刻形成的透孔102的內徑大致恒定。接著，如圖2的(b)所示，通過將利用上述蝕刻工序形成有透孔102的金屬板材101以使透孔102的位置重疊的方式層疊規定張數并進行擴散接合而將上述金屬板材101接合，從而形成金屬基體110。該金屬基體110的整體厚度根據半導體器件檢查裝置用布線基板所需的厚度來決定，例如為Imm 20mm左右。因而，被層疊的金屬板材101的數量例如為10張 2000張左右。接著，如圖2的(C)所示，在金屬基體110的表面和透孔102的內壁部形成由絕緣性的樹脂構成的涂層111。該涂層111用于確保金屬基體110與后述的導體層之間的電絕緣并防止在金屬基體110的外側端面形成鍍膜等。之后，如圖2的(d)所示，在透孔102的內部填充絕緣性的樹脂112。由此，完成了半導體器件檢查裝置用布線基板的基材(芯材)。另一方面，如圖3的(a)所示，在上述金屬基體110之外，另行準備多張層疊材料120，該多張層疊材料120在由樹脂等構成的絕緣層121的兩表面上形成有由銅箔等構成的導體層122。然后，如圖3的(b)所示，利用光刻工序等在上述層疊材料120上形成規定圖案的抗蝕劑掩模123。接著，如圖3的(C)所示，以抗蝕劑掩模123為掩模，對層疊材料120的導體層122進行蝕刻，使導體層122圖案形成為規定的圖案，之后，去除抗蝕劑掩模123。接著，如圖3的(d)所示，將具有由樹脂等構成的絕緣層131和由銅箔等構成的導體層132的構件、在本實施方式中為帶樹脂的銅箔130層疊于層疊材料120。之后，如圖3的(e)所示，通過對帶樹脂的銅箔130和層疊材料120加壓而將帶樹脂的銅箔130和層疊材料120壓接，獲得層疊板140。接著，如圖4的(a)所示，在層疊板140的規定部位形成作為SVH (Surface ViaHole:表面導通孔)的通孔141，并利用鍍法等在該通孔141內及層疊板140的正面和背面形成導體層142。接著，如圖4的(b)所示，利用光刻工序等在層疊板140上形成規定圖案的抗蝕劑掩模143。接著，如圖4的(C)所示，以抗蝕劑掩模143為掩模，對層疊板140的導體層142進行蝕刻，使導體層142圖案形成為規定的圖案，之后，去除抗蝕劑掩模143。接著，如圖4的(d)所不,使用粘接樹脂151在金屬基體110的兩表面粘接層置板140，如圖4的(e)所示那樣獲得層疊體150。接著，如圖5的(a)所示，在層疊體150的金屬基體110的透孔102的部位形成作為通孔(through hole)的透孔152。在作為該通孔的透孔152的形成工序中，由于不在金屬基體110的金屬部分形成孔，而是在填充于透孔102內的樹脂112上形成孔，因此能夠容易地形成透孔152。接著，如圖5的(b)所示，利用鍍法在層疊體150的透孔152內及層疊體150的正面和背面形成導體層153，在透孔152內填充樹脂154，之后，進一步利用鍍法在層疊體150的正面和背面形成導體層155。接著，如圖5的(C)所示，利用光刻等在導體層155之上形成規定圖案的抗蝕劑掩模 156。接著，如圖5的(d)所示，隔著抗蝕劑掩模156對導體層155進行蝕刻，然后去除抗蝕劑掩模156。利用上述工序制造的半導體器件檢查裝置用布線基板形成為以下結構:將使#42合金等低膨脹率的金屬板材101層疊多張并接合而成的金屬基體110作為芯材，在該金屬基體110的透孔102內及正面和背面隔著絕緣層形成有導體圖案。因而，能夠獲得低膨脹率且機械強度較高的半導體器件檢查裝置用布線基板。另外，由于利用蝕刻在層疊之前的金屬板材101上形成有透孔，因此，無需利用鉆頭等在金屬部分形成孔，從而能夠容易地進行制造，還能夠抑制其制造成本。接著，說明半導體器件檢查裝置用布線基板的制造方法的其他實施方式。此外，在該其他實施方式中，由于圖2所示的、將金屬板材101接合來形成金屬基體110的工序與上述實施方式相同，因此省略重復的說明。在該制造方法中，如圖6的(a)所示，準備多張層疊材料120，該多張層疊材 料120在由樹脂等構成的絕緣層121的兩表面形成有由銅箔等構成的導體層122。然后，如圖6的(b)所示，在上述層疊材料120的規定部位形成作為SVH (SurfaceVia Hole:表面導通孔)的通孔125，利用鍍法等在該通孔125內和導體層122上形成導體層 126。接著，如圖6的(C)所示，利用光刻工序等形成規定圖案的抗蝕劑掩模127。接著，如圖6的(d)所示，以抗蝕劑掩模127為掩模，對層疊材料120的導體層126進行蝕刻，將導體層126圖案形成為規定的圖案，之后，去除抗蝕劑掩模127。接著，不層疊帶樹脂的銅箔等，如圖6的(e)所示，使用粘接樹脂161將層疊材料120粘接于金屬基體110的兩表面，如圖6的(f)所示，獲得層疊體160。接著，如圖7的(a)所示，在層疊體160的金屬基體110的透孔102的部位形成作為通孔的透孔162。在作為該通孔的透孔162的形成工序中，由于不在金屬基體110的金屬部分形成孔，而是在填充到透孔102內的樹脂112上形成孔，因此能夠容易地形成透孔162。接著，如圖7的(b)所示，利用鍍法在層疊體160的透孔162內及該層疊體160的正面和背面形成導體層163，并在透孔162內填充樹脂164，之后，進一步利用鍍法在層疊體160的正面和背面形成導體層165。接著，如圖7的(C)所示，在導體層165之上，利用光刻等形成規定圖案的抗蝕劑掩模166。
接著，如圖7的(d)所示，隔著抗蝕劑掩模166對導體層165進行蝕刻，然后去除抗蝕劑掩模166。之后，如圖8的(a)所示，在層疊體160的兩表面粘貼具有絕緣層171和導體層172的組裝層(build layer) 170。接著，如圖8的(b)所示，利用激光在層疊體160的組裝層170的規定部位形成導通孔(via) 173，利用鍍法在導通孔173內和導體層172之上形成導體層174。接著，如圖8的(C)所示，利用光刻工序等在層疊板160上形成規定圖案的抗蝕劑掩模180。接著，如圖9所示，以抗蝕劑掩模180為掩模，對層疊板160的導體層174進行蝕亥IJ，使導體層174圖案形成為規定的圖案，之后，去除抗蝕劑掩模180。在利用以上的工序制造的半導體器件檢查裝置用布線基板中，與利用上述工序制造的半導體器件檢查裝置用布線基板同樣地形成為以下結構:將使#42合金等低膨脹率的金屬板材101層疊多張并接合而成的金屬基體110作為芯材，在該金屬基體110的透孔102內及正面和背面隔著絕緣層形成有導體圖案。因而，能夠獲得低膨脹率且機械強度較高的半導體器件檢查裝置用布線基板。另外，由于利用蝕刻在層疊之前的金屬板材101上形成有透孔，因此，無需利用鉆頭等在金屬部分形成孔，從而能夠容易地進行制造，還能夠抑制其制造成本。以上，說明了本發明的實施方式，但是，顯然，本發明并不限于上述實施方式，而是能夠進行各種變形。附圖標記說明101、金屬板材；102、透孔；110、金屬基體；111、涂層；112、樹脂；120、層疊材料；121、絕緣層；122、導體層 ；123、抗蝕劑掩模；130、帶樹脂的銅箔；131、絕緣層；132、導體層；140、層疊板；141、通孔；142、導體層；143、抗蝕劑掩模；150、層疊體；151、粘接樹脂；152、透孔；153、導體層；154、樹脂；155、導體層；156、抗蝕劑掩模；160、層疊體；162、透孔；163、導體層；164、樹脂；165、導體層；166、抗蝕劑掩模；170、組裝層；171、絕緣層；172、導體層；173、導通孔；174、導體層；180、抗蝕劑掩模。
權利要求
1.一種半導體器件檢查裝置用布線基板，其特征在于，該半導體器件檢查裝置用布線基板包括: 金屬基材，其是通過將多張利用蝕刻在規定部位形成有多個透孔的金屬板材以使上述透孔的位置重疊的方式層疊并進行固定接合而形成的； 樹脂層，其配置于上述金屬基材的表面和上述透孔的內壁部； 導體圖案，其以與上述金屬基材之間被上述樹脂層電絕緣的狀態配置。
2.根據權利要求1所述的半導體器件檢查裝置用布線基板，其特征在于， 在上述導體圖案的表面還通過層疊而配置有樹脂層和導體圖案。
3.根據權利要求1或2所述的半導體器件檢查裝置用布線基板，其特征在于， 在半導體器件檢查裝置用布線基板的一側面上，以與用于檢測半導體器件的電氣特性的測試器的測試頭的電極間距相對應的間距形成有多個電極，在半導體器件檢查裝置用布線基板的另一側面上，以與用于接觸半導體器件的電極的探針的間距相對應的間距形成有多個電極。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的半導體器件檢查裝置用布線基板，其特征在于， 上述金屬板材由#42合金制成。
5.一種半導體器件檢查裝置用布線基板的制造方法，其是制造用于半導體器件檢查裝置的半導體器件檢查裝置用布線基板的方法，其特征在于， 該方法包括以下工序: 蝕刻工序，利用蝕刻在多張金屬板材的規定部位形成多個透孔； 接合工序，將多張上述金屬板材以使上述透孔的位置重疊的方式層疊并擴散接合，從而形成為金屬基材； 樹脂層形成工序，在上述金屬基材的表面和上述透孔的內壁部形成樹脂層； 導體圖案形成工序，形成與上述金屬基材之間被上述樹脂層電絕緣的狀態的導體圖案。
全文摘要
本發明提供一種半導體器件檢查裝置用布線基板及其制造方法。該半導體器件檢查裝置用布線基板具有較低的熱膨脹率和較高的機械強度，并且能夠易于制造且能夠謀求降低制造成本。其特征在于，半導體器件檢查裝置用布線基板包括金屬基材，其是通過將利用蝕刻在規定部位形成有多個透孔的金屬板材以使上述透孔的位置重疊的方式層疊并進行固定接合而形成的；樹脂層，其配置于上述金屬基材的表面和上述透孔的內壁部；導體圖案，其以與上述金屬基材之間被上述樹脂層電絕緣的狀態配置。
文檔編號G01R1/02GK103245802SQ20131004363
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月4日 優先權日2012年2月14日
發明者望月純, 保坂久富, 星野智久 申請人:東京毅力科創株式會社
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