JP2007192799A - ウエハ検査用回路基板装置、プローブカードおよびウエハ検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造コストが小さく、接続信頼性の高いウエハ検査用回路基板装置、このウエハ検査用回路基板装置を具えたプローブカードおよびウエハ検査装置を提供する。
【解決手段】基板本体と、基板本体上に設けられた、複数のコネクターユニットが積重されてなるコネクター装置とを具え、コネクターユニットは、第1の異方導電性エラストマーシートと、複合導電性シートと、第2の異方導電性エラストマーシートと、ピッチ変換ボードとを有し、複合導電性シートは、複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、この絶縁性シートの貫通孔に、絶縁性シートの両面の各々から突出するよう配置された剛性導体とを有し、剛性導体は、絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなり、当該絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされている。
【選択図】図2
【解決手段】基板本体と、基板本体上に設けられた、複数のコネクターユニットが積重されてなるコネクター装置とを具え、コネクターユニットは、第1の異方導電性エラストマーシートと、複合導電性シートと、第2の異方導電性エラストマーシートと、ピッチ変換ボードとを有し、複合導電性シートは、複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、この絶縁性シートの貫通孔に、絶縁性シートの両面の各々から突出するよう配置された剛性導体とを有し、剛性導体は、絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなり、当該絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされている。
【選択図】図2
Description
本発明は、ウエハに形成された複数の集積回路の電気的検査をウエハの状態で行うために用いられるウエハ検査用回路基板装置、このウエハ検査用回路基板装置を具えたプローブカードおよびウエハ検査装置に関する。
一般に、半導体集積回路装置の製造工程においては、例えばシリコンよりなるウエハに多数の集積回路を形成し、その後、これらの集積回路の各々について、基礎的な電気特性を検査することによって、欠陥を有する集積回路を選別するプローブ試験が行われる。次いで、このウエハをダイシングすることによって半導体チップが形成され、この半導体チップが適宜のパッケージ内に収納されて封止される。更に、パッケージ化された半導体集積回路装置の各々について、高温環境下において電気特性を検査することによって、潜在的欠陥を有する半導体集積回路装置を選別するバーンイン試験が行われる。
そして、ウエハに形成された集積回路に対して行われるプローブ試験においては、従来、ウエハを複数例えば16個の集積回路が形成された複数のエリアに分割し、このエリアに形成された全ての集積回路について一括してプローブ試験を行い、順次、その他のエリアに形成された集積回路について一括してプローブ試験を行う方法が採用されている。そして、近年、検査効率を向上させ、検査コストの低減化を図るために、より多数の集積回路について一括してプローブ試験を行うことが要請されている。
一方、バーンイン試験においては、検査対象である集積回路装置は微小なものであってその取扱いが不便なものであるため、多数の集積回路装置についてのバーンイン試験を個別的に行うためには、長い時間を要し、これにより、検査コストが相当に高いものとなる。そのため、近年、ウエハ上に形成された多数の集積回路について、それらのバーンイン試験を一括して行うWLBI(Wafer Level Burn−in)試験が提案されている。
そして、ウエハに形成された集積回路に対して行われるプローブ試験においては、従来、ウエハを複数例えば16個の集積回路が形成された複数のエリアに分割し、このエリアに形成された全ての集積回路について一括してプローブ試験を行い、順次、その他のエリアに形成された集積回路について一括してプローブ試験を行う方法が採用されている。そして、近年、検査効率を向上させ、検査コストの低減化を図るために、より多数の集積回路について一括してプローブ試験を行うことが要請されている。
一方、バーンイン試験においては、検査対象である集積回路装置は微小なものであってその取扱いが不便なものであるため、多数の集積回路装置についてのバーンイン試験を個別的に行うためには、長い時間を要し、これにより、検査コストが相当に高いものとなる。そのため、近年、ウエハ上に形成された多数の集積回路について、それらのバーンイン試験を一括して行うWLBI(Wafer Level Burn−in)試験が提案されている。
このようなプローブ試験またはバーンイン試験などの集積回路の電気的検査においては、検査対象であるウエハにおける被検査電極の各々をテスターに電気的に接続するために、被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置された多数の接触子を有するプローブカードが用いられている。
従来、プローブカードとしては、接触部材がカンチレバー型のものや垂直ニードル型のものなどが広く知られているが、最近においては、接触部材が、弾性異方導電膜を有する異方導電性コネクターと、絶縁性シートに電極構造体が配置されてなるシート状プローブとを具えてなる平面型のものが提案されている(特許文献1参照)。これらのプローブカードは、例えば多層プリント配線板よりなる検査用回路基板に上記のような接触部材が配置されて構成されている。
従来、プローブカードとしては、接触部材がカンチレバー型のものや垂直ニードル型のものなどが広く知られているが、最近においては、接触部材が、弾性異方導電膜を有する異方導電性コネクターと、絶縁性シートに電極構造体が配置されてなるシート状プローブとを具えてなる平面型のものが提案されている(特許文献1参照)。これらのプローブカードは、例えば多層プリント配線板よりなる検査用回路基板に上記のような接触部材が配置されて構成されている。
而して、ウエハに形成された多数の集積回路について一括して電気的検査を行う場合には、当該検査に用いられるプローブカードを構成する検査用回路基板としては、層数の相当に多い例えば層数が30〜40層またはそれ以上の多層プリント配線板よりなるものが用いられる。
しかしながら、層数が相当に多く、かつ、接続信頼性の高い多層プリント配線板を確実に製造することは困難であり、従って、検査用回路基板の歩留りが相当に低くなるため、プローブカードの製造コストが高くなり、延いては、検査コストが増大する、という問題がある。
しかしながら、層数が相当に多く、かつ、接続信頼性の高い多層プリント配線板を確実に製造することは困難であり、従って、検査用回路基板の歩留りが相当に低くなるため、プローブカードの製造コストが高くなり、延いては、検査コストが増大する、という問題がある。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、多数の集積回路について一括して電気的検査を行うためのウエハ検査用回路基板装置であって、小さいコストで製造することができ、しかも、接続信頼性の高いウエハ検査用回路基板装置、このウエハ検査用回路基板装置を具えたプローブカードおよびウエハ検査装置を提供することにある。
本発明のウエハ検査用回路基板装置は、ウエハに形成された複数の集積回路の電気的検査をウエハの状態で行うために用いられるウエハ検査用回路基板装置であって、
表面に接続用電極を有する配線板よりなる基板本体と、この基板本体の表面上に設けられた、複数のコネクターユニットが積重されてなるコネクター装置とを具えてなり、
前記コネクター装置におけるコネクターユニットの各々は、第1の異方導電性エラストマーシートと、この第1の異方導電性エラストマーシート上に配置された複合導電性シートと、この複合導電性シート上に配置された第2の異方導電性エラストマーシートと、この第2の異方導電性エラストマーシート上に配置された、表面に接続用電極を有すると共に裏面に端子電極を有する配線板よりなるピッチ変換ボードとを有してなり、
前記複合導電性シートは、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、この絶縁性シートの貫通孔の各々に、当該絶縁性シートの両面の各々から突出するよう配置された剛性導体とを有してなり、前記剛性導体の各々は、前記絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、当該絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなり、当該絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされており、
基板本体の接続用電極およびピッチ変換ボードの接続用電極の各々は、第1の異方導電性エラストマーシート、複合導電性シートの剛性導体および第2の異方導電性エラストマーシートを介して、直上に配置されたピッチ変換ボードの端子電極に電気的に接続されていることを特徴とする。
表面に接続用電極を有する配線板よりなる基板本体と、この基板本体の表面上に設けられた、複数のコネクターユニットが積重されてなるコネクター装置とを具えてなり、
前記コネクター装置におけるコネクターユニットの各々は、第1の異方導電性エラストマーシートと、この第1の異方導電性エラストマーシート上に配置された複合導電性シートと、この複合導電性シート上に配置された第2の異方導電性エラストマーシートと、この第2の異方導電性エラストマーシート上に配置された、表面に接続用電極を有すると共に裏面に端子電極を有する配線板よりなるピッチ変換ボードとを有してなり、
前記複合導電性シートは、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、この絶縁性シートの貫通孔の各々に、当該絶縁性シートの両面の各々から突出するよう配置された剛性導体とを有してなり、前記剛性導体の各々は、前記絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、当該絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなり、当該絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされており、
基板本体の接続用電極およびピッチ変換ボードの接続用電極の各々は、第1の異方導電性エラストマーシート、複合導電性シートの剛性導体および第2の異方導電性エラストマーシートを介して、直上に配置されたピッチ変換ボードの端子電極に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明のウエハ検査用回路基板装置は、ウエハに形成された複数の集積回路の電気的検査をウエハの状態で行うために用いられるウエハ検査用回路基板装置であって、
表面に接続用電極を有する配線板よりなる基板本体と、この基板本体の表面上に設けられた、複数のコネクターユニットが積重されてなるコネクター装置とを具えてなり、
前記コネクター装置におけるコネクターユニットの各々は、第1の異方導電性エラストマーシートと、この第1の異方導電性エラストマーシート上に配置された複合導電性シートと、この複合導電性シート上に設けられた板状のスペーサー部材と、このスペーサー部材上に配置された第2の異方導電性エラストマーシートと、この第2の異方導電性エラストマーシート上に配置された、表面に接続用電極を有すると共に裏面に端子電極を有する配線板よりなるピッチ変換ボードとを有してなり、
前記複合導電性シートは、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、この絶縁性シートの貫通孔の各々に、当該絶縁性シートの両面の各々から突出するよう配置された剛性導体とを有してなり、前記剛性導体の各々は、前記絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、当該絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなり、当該絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされており、
前記スペーサー部材には、前記複合導電性シートにおける剛性導体の各々に対応する位置に、当該剛性導体の端子部の径より大きい径を有する複数の開口が形成されており、
基板本体の接続用電極およびピッチ変換ボードの接続用電極の各々は、第1の異方導電性エラストマーシート、複合導電性シートの剛性導体および第2の異方導電性エラストマーシートを介して、直上に配置されたピッチ変換ボードの端子電極に電気的に接続されていることを特徴とする。
表面に接続用電極を有する配線板よりなる基板本体と、この基板本体の表面上に設けられた、複数のコネクターユニットが積重されてなるコネクター装置とを具えてなり、
前記コネクター装置におけるコネクターユニットの各々は、第1の異方導電性エラストマーシートと、この第1の異方導電性エラストマーシート上に配置された複合導電性シートと、この複合導電性シート上に設けられた板状のスペーサー部材と、このスペーサー部材上に配置された第2の異方導電性エラストマーシートと、この第2の異方導電性エラストマーシート上に配置された、表面に接続用電極を有すると共に裏面に端子電極を有する配線板よりなるピッチ変換ボードとを有してなり、
前記複合導電性シートは、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、この絶縁性シートの貫通孔の各々に、当該絶縁性シートの両面の各々から突出するよう配置された剛性導体とを有してなり、前記剛性導体の各々は、前記絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、当該絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなり、当該絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされており、
前記スペーサー部材には、前記複合導電性シートにおける剛性導体の各々に対応する位置に、当該剛性導体の端子部の径より大きい径を有する複数の開口が形成されており、
基板本体の接続用電極およびピッチ変換ボードの接続用電極の各々は、第1の異方導電性エラストマーシート、複合導電性シートの剛性導体および第2の異方導電性エラストマーシートを介して、直上に配置されたピッチ変換ボードの端子電極に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明のウエハ検査用回路基板装置においては、複合導電性シートの絶縁性シートの厚み方向における剛性導体の移動可能距離が5〜50μmであることが好ましい。
また、コネクター装置は、3個以上のコネクターユニットが積重されてなることが好ましい。
また、第1の異方導電性エラストマーシートおよび第2の異方導電性エラストマーシートの各々は、弾性高分子物質中に、磁性を示す導電性粒子が、厚み方向に並ぶよう配向して連鎖が形成された状態で、かつ、当該導電性粒子による連鎖が面方向に分散した状態で含有されてなることが好ましい。
また、コネクター装置は、3個以上のコネクターユニットが積重されてなることが好ましい。
また、第1の異方導電性エラストマーシートおよび第2の異方導電性エラストマーシートの各々は、弾性高分子物質中に、磁性を示す導電性粒子が、厚み方向に並ぶよう配向して連鎖が形成された状態で、かつ、当該導電性粒子による連鎖が面方向に分散した状態で含有されてなることが好ましい。
本発明のプローブカートは、上記のウエハ検査用回路基板装置と、このウエハ検査用回路基板装置に設けられた接触部材とを具えてなるなることを特徴とする。
本発明のウエハ検査装置は、上記のプローブカードを具えてなることを特徴とする。
本発明のウエハ検査装置は、上記のプローブカードを具えてなることを特徴とする。
上記の構成のウエハ検査用回路基板装置によれば、ピッチ変換ボードを有する複数のコネクターユニットが積重されてなるコネクター装置を有するため、個々のコネクターユニットにおけるピッチ変換ボードを単層の配線板または層数の少ない多層の配線板によって構成することができ、このような配線板は高い歩留りで比較的容易に製造することができるので、ウエハ検査用回路基板装置全体の製造コストの低減化を図ることができる。
また、隣接するピッチ変換ボードの間および基板本体とピッチ変換ボードとの間には、第1の異方導電性エラストマーシート、剛性導体を有する複合導電性シートおよび第2の異方導電性エラストマーシートが積重されており、複合導電性シートの剛性導体は、絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされているため、第1の異方導電性エラストマーシートおよび第2の異方導電性エラストマーシートは剛性導体が移動することによって互いに連動して圧縮変形する結果、両者の有する凹凸吸収能が確実に発現されるので、隣接するピッチ変換ボードの間および基板本体とピッチ変換ボードとの間に高い接続信頼性が得られる。
従って、小さいコストで製造することができ、しかも、接続信頼性の高いウエハ検査用回路基板装置を得ることができる。
また、コネクターユニットにおける複合導電性シートと第2の異方導電性エラストマーシートとの間にスペーサー部材が設けられた構成によれば、第1の異方導電性エラストマーシートおよび第2の異方導電性エラストマーシートに剛性導体によって加わる圧力が緩和されるので、第1の異方導電性エラストマーシートおよひ第2の異方導電性エラトスマーシートに早期に故障が生じることを防止または抑制することができる。
また、隣接するピッチ変換ボードの間および基板本体とピッチ変換ボードとの間には、第1の異方導電性エラストマーシート、剛性導体を有する複合導電性シートおよび第2の異方導電性エラストマーシートが積重されており、複合導電性シートの剛性導体は、絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされているため、第1の異方導電性エラストマーシートおよび第2の異方導電性エラストマーシートは剛性導体が移動することによって互いに連動して圧縮変形する結果、両者の有する凹凸吸収能が確実に発現されるので、隣接するピッチ変換ボードの間および基板本体とピッチ変換ボードとの間に高い接続信頼性が得られる。
従って、小さいコストで製造することができ、しかも、接続信頼性の高いウエハ検査用回路基板装置を得ることができる。
また、コネクターユニットにおける複合導電性シートと第2の異方導電性エラストマーシートとの間にスペーサー部材が設けられた構成によれば、第1の異方導電性エラストマーシートおよび第2の異方導電性エラストマーシートに剛性導体によって加わる圧力が緩和されるので、第1の異方導電性エラストマーシートおよひ第2の異方導電性エラトスマーシートに早期に故障が生じることを防止または抑制することができる。
本発明のプローブカードによれば、上記のウエハ検査用回路基板装置を具えてなるため、当該プローブカードを小さいコストで製造することができ、しかも、高い接続信頼性が得られる。
本発明のウエハ検査装置によれば、上記のプローブカードを具えてなるため、検査コストの低減化を図ることかでき、しかも、ウエハについて信頼性の高い検査を実行することができる。
本発明のウエハ検査装置によれば、上記のプローブカードを具えてなるため、検査コストの低減化を図ることかでき、しかも、ウエハについて信頼性の高い検査を実行することができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〈ウエハ検査用回路基板装置〉
図1は、本発明に係るウエハ検査用回路基板装置の第1の例における構成を示す説明用断面図であり、図2は、図1に示すウエハ検査用回路基板装置の要部の構成を示す説明用断面図である。
このウエハ検査用回路基板装置11は、例えばウエハに形成された全ての集積回路について当該集積回路の各々の電気的検査をウエハの状態で一括して行うために用いられるものであり、図3にも示すように、円板状の配線板よりなる基板本体12を有する。この基板本体12の表面(図1および図2において上面)における中央部には、平面の形状が正八角形のコネクター装置20が配置され、このコネクター装置20は、基板本体12の表面に固定されたホルダー14に保持されている。また、基板本体12の裏面における中央部には、補強部材17が設けられている。
ホルダー14は、コネクター装置20の外形に適合する形状(図示の例では正八角形状)の開口14Kを有し、この開口14K内にコネクター装置20が収容されている。また、ホルダー14の外縁は円形であり、当該ホルダー14の外縁には、周方向に沿って段部14Sが形成されている。
〈ウエハ検査用回路基板装置〉
図1は、本発明に係るウエハ検査用回路基板装置の第1の例における構成を示す説明用断面図であり、図2は、図1に示すウエハ検査用回路基板装置の要部の構成を示す説明用断面図である。
このウエハ検査用回路基板装置11は、例えばウエハに形成された全ての集積回路について当該集積回路の各々の電気的検査をウエハの状態で一括して行うために用いられるものであり、図3にも示すように、円板状の配線板よりなる基板本体12を有する。この基板本体12の表面(図1および図2において上面)における中央部には、平面の形状が正八角形のコネクター装置20が配置され、このコネクター装置20は、基板本体12の表面に固定されたホルダー14に保持されている。また、基板本体12の裏面における中央部には、補強部材17が設けられている。
ホルダー14は、コネクター装置20の外形に適合する形状(図示の例では正八角形状)の開口14Kを有し、この開口14K内にコネクター装置20が収容されている。また、ホルダー14の外縁は円形であり、当該ホルダー14の外縁には、周方向に沿って段部14Sが形成されている。
基板本体12の表面における中央部には、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路の被検査電極に対応する複数の接続用電極15が適宜のパターンに従って形成されている。一方、基板本体12の裏面における周縁部には、図4に示すように、複数のリード電極13が当該基板本体12の周方向に沿って並ぶよう配置されたリード電極部13Rが形成されている。リード電極13のパターンは、後述するウエハ検査装置におけるコントローラーの入試出力端子のパターンに対応するパターンである。そして、リード電極13の各々は内部配線(図示省略)を介して接続用電極に電気的に接続されている。
基板本体12を構成する基板材料としては、従来公知の種々の材料を用いることができ、その具体例としては、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂、ガラス繊維補強型フェノール樹脂、ガラス繊維補強型ポリイミド樹脂、ガラス繊維補強型ビスマレイミドトリアジン樹脂等の複合樹脂基板材料などが挙げられる。
基板本体12を構成する基板材料としては、従来公知の種々の材料を用いることができ、その具体例としては、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂、ガラス繊維補強型フェノール樹脂、ガラス繊維補強型ポリイミド樹脂、ガラス繊維補強型ビスマレイミドトリアジン樹脂等の複合樹脂基板材料などが挙げられる。
コネクター装置20は、複数のコネクターユニット21が積重されて構成されている。 コネクターユニット21の各々は,第1の異方導電性エラストマーシート22と、この第1の異方導電性エラストマーシート22上に配置された複合導電性シート25と、この複合電極シート25上に配置された第2の異方導電性エラストマーシート23と、この第2の異方導電性エラストマーシート23上に配置された、例えばプリント配線板よりなるピッチ変換ボード30とにより構成されている。
このようなコネクター装置20においては、コネクターユニット21が3個以上積重されていることが好ましく、より好ましくは5個以上である。コネクターユニット21の数が過小である場合には、ピッチ変換ボード30を層数の多い多層配線板によって構成することが必要となるため、当該ピッチ変換ボード30の歩留りが低下する結果、ウエハ検査用回路基板装置11全体の製造コストが増大するため、好ましくない。
このようなコネクター装置20においては、コネクターユニット21が3個以上積重されていることが好ましく、より好ましくは5個以上である。コネクターユニット21の数が過小である場合には、ピッチ変換ボード30を層数の多い多層配線板によって構成することが必要となるため、当該ピッチ変換ボード30の歩留りが低下する結果、ウエハ検査用回路基板装置11全体の製造コストが増大するため、好ましくない。
コネクターユニット21における第1の異方導電性エラストマーシート22および第2の異方導電性エラストマーシート23の各々は、図5に示すように、絶縁性の弾性高分子物質中に、磁性を示す導電性粒子Pが、厚み方向に並ぶよう配向して連鎖が形成された状態で、かつ、当該導電性粒子Pによる連鎖が面方向に分散した状態で含有されてなるものである。
第1の異方導電性エラストマーシート22および第2の異方導電性エラストマーシート23の各々を形成する弾性高分子物質としては、架橋構造を有する高分子物質が好ましい。このような弾性高分子物質を得るために用いることのできる硬化性の高分子物質形成材料としては、種々のものを用いることができ、その具体例としては、ポリブタジエンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムなどの共役ジエン系ゴムおよびこれらの水素添加物、スチレン−ブタジエン−ジエンブロック共重合体ゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合体などのブロック共重合体ゴムおよびこれらの水素添加物、クロロプレン、ウレタンゴム、ポリエステル系ゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムなどが挙げられる。これらの中では、耐久性、成形加工性および電気特性の観点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
シリコーンゴムとしては、液状シリコーンゴムを架橋または縮合したものが好ましい。液状シリコーンゴムは、その粘度が歪速度10-1secで105 ポアズ以下のものが好ましく、縮合型のもの、付加型のもの、ビニル基やヒドロキシル基を含有するものなどのいずれであってもよい。具体的には、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルビニルシリコーン生ゴム、メチルフェニルビニルシリコーン生ゴムなどを挙げることができる。
また、シリコーンゴムは、その分子量Mw(標準ポリスチレン換算重量平均分子量をいう。以下同じ。)が10,000〜40,000のものであることが好ましい。また、得られる異方導電性エラストマーシートに良好な耐熱性が得られることから、分子量分布指数(標準ポリスチレン換算重量平均分子量Mwと標準ポリスチレン換算数平均分子量Mnとの比Mw/Mnの値をいう。以下同じ。)が2以下のものが好ましい。
第1の異方導電性エラストマーシート22および第2の異方導電性エラストマーシート23の各々を形成する弾性高分子物質としては、架橋構造を有する高分子物質が好ましい。このような弾性高分子物質を得るために用いることのできる硬化性の高分子物質形成材料としては、種々のものを用いることができ、その具体例としては、ポリブタジエンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムなどの共役ジエン系ゴムおよびこれらの水素添加物、スチレン−ブタジエン−ジエンブロック共重合体ゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合体などのブロック共重合体ゴムおよびこれらの水素添加物、クロロプレン、ウレタンゴム、ポリエステル系ゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムなどが挙げられる。これらの中では、耐久性、成形加工性および電気特性の観点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
シリコーンゴムとしては、液状シリコーンゴムを架橋または縮合したものが好ましい。液状シリコーンゴムは、その粘度が歪速度10-1secで105 ポアズ以下のものが好ましく、縮合型のもの、付加型のもの、ビニル基やヒドロキシル基を含有するものなどのいずれであってもよい。具体的には、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルビニルシリコーン生ゴム、メチルフェニルビニルシリコーン生ゴムなどを挙げることができる。
また、シリコーンゴムは、その分子量Mw(標準ポリスチレン換算重量平均分子量をいう。以下同じ。)が10,000〜40,000のものであることが好ましい。また、得られる異方導電性エラストマーシートに良好な耐熱性が得られることから、分子量分布指数(標準ポリスチレン換算重量平均分子量Mwと標準ポリスチレン換算数平均分子量Mnとの比Mw/Mnの値をいう。以下同じ。)が2以下のものが好ましい。
第1の異方導電性エラストマーシート22および第2の異方導電性エラストマーシート23の各々に含有される導電性粒子Pとしては、後述する方法により当該粒子を容易に厚み方向に並ぶよう配向させることができることから、磁性を示す導電性粒子が用いられる。このような導電性粒子の具体例としては、鉄、コバルト、ニッケルなどの磁性を有する金属の粒子若しくはこれらの合金の粒子またはこれらの金属を含有する粒子、またはこれらの粒子を芯粒子とし、当該芯粒子の表面に金、銀、パラジウム、ロジウムなどの導電性の良好な金属のメッキを施したもの、あるいは非磁性金属粒子若しくはガラスビーズなどの無機物質粒子またはポリマー粒子を芯粒子とし、当該芯粒子の表面に、ニッケル、コバルトなどの導電性磁性金属のメッキを施したものなどが挙げられる。
これらの中では、ニッケル粒子を芯粒子とし、その表面に導電性の良好な金のメッキを施したものを用いることが好ましい。
芯粒子の表面に導電性金属を被覆する手段としては、特に限定されるものではないが、例えば化学メッキまたは電解メッキ法、スパッタリング法、蒸着法などが用いられている。
これらの中では、ニッケル粒子を芯粒子とし、その表面に導電性の良好な金のメッキを施したものを用いることが好ましい。
芯粒子の表面に導電性金属を被覆する手段としては、特に限定されるものではないが、例えば化学メッキまたは電解メッキ法、スパッタリング法、蒸着法などが用いられている。
導電性粒子Pとして、芯粒子の表面に導電性金属が被覆されてなるものを用いる場合には、良好な導電性が得られることから、粒子表面における導電性金属の被覆率(芯粒子の表面積に対する導電性金属の被覆面積の割合)が40%以上であることが好ましく、さらに好ましくは45%以上、特に好ましくは47〜95%である。
また、導電性金属の被覆量は、芯粒子の0.5〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは2〜30質量%、さらに好ましくは3〜25質量%、特に好ましくは4〜20質量%である。被覆される導電性金属が金である場合には、その被覆量は、芯粒子の0.5〜30質量%であることが好ましく、より好ましくは2〜20質量%、さらに好ましくは3〜15質量%である。
また、導電性金属の被覆量は、芯粒子の0.5〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは2〜30質量%、さらに好ましくは3〜25質量%、特に好ましくは4〜20質量%である。被覆される導電性金属が金である場合には、その被覆量は、芯粒子の0.5〜30質量%であることが好ましく、より好ましくは2〜20質量%、さらに好ましくは3〜15質量%である。
また、導電性粒子Pの数平均粒子径は、3〜20μmであることが好ましく、より好ましくは5〜15μmである。この数平均粒子径が過小である場合には、後述する製造方法において、導電性粒子Pを厚み方向に配向させることが困難となることがある。一方、この数平均粒子径が過大である場合には、分解能の高い異方導電性エラストマーシートを得ることが困難となることがある。
また、導電性粒子Pの粒子径分布(Dw/Dn)は、1〜10であることが好ましく、より好ましくは1.01〜7、さらに好ましくは1.05〜5、特に好ましくは1.1〜4である。
また、導電性粒子Pの形状は、特に限定されるものではないが、高分子物質形成材料中に容易に分散させることができる点で、球状のもの、星形状のものあるいはこれらが凝集した2次粒子であることが好ましい。
また、導電性粒子Pとして、その表面がシランカップリング剤などのカップリング剤や潤滑剤で処理されたものを適宜用いることができる。カップリング剤や潤滑剤で粒子表面を処理することにより、得られる異方導電性エラストマーシートの耐久性が向上する。
また、導電性粒子Pの粒子径分布(Dw/Dn)は、1〜10であることが好ましく、より好ましくは1.01〜7、さらに好ましくは1.05〜5、特に好ましくは1.1〜4である。
また、導電性粒子Pの形状は、特に限定されるものではないが、高分子物質形成材料中に容易に分散させることができる点で、球状のもの、星形状のものあるいはこれらが凝集した2次粒子であることが好ましい。
また、導電性粒子Pとして、その表面がシランカップリング剤などのカップリング剤や潤滑剤で処理されたものを適宜用いることができる。カップリング剤や潤滑剤で粒子表面を処理することにより、得られる異方導電性エラストマーシートの耐久性が向上する。
このような導電性粒子Pは、異方導電性エラストマーシート中に体積分率で10〜40%、特に15〜35%となる割合で含有されていることが好ましい。この割合が過小である場合には、厚み方向に十分に高い導電性を有する異方導電性エラストマーシートが得られないことがある。一方、この割合が過大である場合には、得られる異方導電性エラストーシートは脆弱なものとなりやすく、異方導電性エラストマーシートとして必要な弾性が得られないことがある。
また、第1の異方導電性エラストマーシート22および第2の異方導電性エラストマーシート23の各々の厚みは、20〜100μmであることが好ましく、より好ましくは25〜70μmである。この厚みが過小である場合には、当該異方導電性エラストマーシートには十分な凹凸吸収能が得られないことがある。一方、この厚みが過大である場合には、当該異方導電性エラストマーシートには高い分解能が得られないことがある。
第1の異方導電性エラストマーシート22は、以下のようにして製造することができる。
先ず、図6に示すように、それぞれシート状の一面側成形部材35および他面側成形部材36と、目的とする第1の異方導電性エラストマーシート22の平面形状に適合する形状の開口37Kを有すると共に当該第1の異方導電性エラストマーシート22の厚みに対応する厚みを有する枠状のスペーサー37とを用意すると共に、硬化されて弾性高分子物質となる液状の高分子物質形成材料中に導電性粒子が含有されてなる導電性エラストマー用材料を調製する。
そして、図7に示すように、他面側成形部材36の成形面(図7において上面)上にスペーサー37を配置し、他面側成形部材36の成形面上におけるスペーサー37の開口37K内に、調製した導電性エラストマー用材料22Bを塗布し、その後、この導電性エラストマー用材料22B上に一面側成形部材35をその成形面(図7において下面)が導電性エラストマー用材料22Bに接するよう配置する。
以上において、一面側成形部材35および他面側成形部材36としては、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などよりなる樹脂シートを用いることができる。
また、一面側成形部材35および他面側成形部材36を構成する樹脂シートの厚みは、50〜500μmであることが好ましく、より好ましくは75〜300μmである。この厚みが50μm未満である場合には、成形部材として必要な強度が得られないことがある。一方、この厚みが500μmを超える場合には、導電性エラストマー用材料層に所要の強度の磁場を作用させることが困難となることがある。
先ず、図6に示すように、それぞれシート状の一面側成形部材35および他面側成形部材36と、目的とする第1の異方導電性エラストマーシート22の平面形状に適合する形状の開口37Kを有すると共に当該第1の異方導電性エラストマーシート22の厚みに対応する厚みを有する枠状のスペーサー37とを用意すると共に、硬化されて弾性高分子物質となる液状の高分子物質形成材料中に導電性粒子が含有されてなる導電性エラストマー用材料を調製する。
そして、図7に示すように、他面側成形部材36の成形面(図7において上面)上にスペーサー37を配置し、他面側成形部材36の成形面上におけるスペーサー37の開口37K内に、調製した導電性エラストマー用材料22Bを塗布し、その後、この導電性エラストマー用材料22B上に一面側成形部材35をその成形面(図7において下面)が導電性エラストマー用材料22Bに接するよう配置する。
以上において、一面側成形部材35および他面側成形部材36としては、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などよりなる樹脂シートを用いることができる。
また、一面側成形部材35および他面側成形部材36を構成する樹脂シートの厚みは、50〜500μmであることが好ましく、より好ましくは75〜300μmである。この厚みが50μm未満である場合には、成形部材として必要な強度が得られないことがある。一方、この厚みが500μmを超える場合には、導電性エラストマー用材料層に所要の強度の磁場を作用させることが困難となることがある。
次いで、図8に示すように、加圧ロール38aおよび支持ロール38bよりなる加圧ロール装置38を用い、一面側成形部材35および他面側成形部材36によって導電性エラストマー用材料22Bを挟圧することにより、当該一面側成形部材35と当該他面側成形部材36との間に、所要の厚みの導電性エラストマー用材料層22Aを形成する。この導電性エラストマー用材料層22Aにおいては、図9に拡大して示すように、導電性粒子Pが均一に分散した状態で含有されている。
その後、一面側成形部材35の裏面および他面側成形部材36の裏面に、例えば一対の電磁石を配置し、当該電磁石を作動させることにより、導電性エラストマー用材料層22Aの厚み方向に平行磁場を作用させる。その結果、導電性エラストマー用材料層22Aにおいては、当該導電性エラストマー用材料層22A中に分散されている導電性粒子Pが、図10に示すように、面方向に分散された状態を維持しながら厚み方向に並ぶよう配向し、これにより、それぞれ厚み方向に伸びる複数の導電性粒子Pによる連鎖が、面方向に分散した状態で形成される。
そして、この状態において、導電性エラストマー用材料層22Aを硬化処理することにより、弾性高分子物質中に、導電性粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で、かつ、当該導電性粒子Pによる連鎖が面方向に分散された状態で含有されてなる第1の異方導電性エラストマーシート22が製造される。
その後、一面側成形部材35の裏面および他面側成形部材36の裏面に、例えば一対の電磁石を配置し、当該電磁石を作動させることにより、導電性エラストマー用材料層22Aの厚み方向に平行磁場を作用させる。その結果、導電性エラストマー用材料層22Aにおいては、当該導電性エラストマー用材料層22A中に分散されている導電性粒子Pが、図10に示すように、面方向に分散された状態を維持しながら厚み方向に並ぶよう配向し、これにより、それぞれ厚み方向に伸びる複数の導電性粒子Pによる連鎖が、面方向に分散した状態で形成される。
そして、この状態において、導電性エラストマー用材料層22Aを硬化処理することにより、弾性高分子物質中に、導電性粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で、かつ、当該導電性粒子Pによる連鎖が面方向に分散された状態で含有されてなる第1の異方導電性エラストマーシート22が製造される。
以上において、導電性エラストマー用材料層22Aの硬化処理は、平行磁場を作用させたままの状態で行うこともできるが、平行磁場の作用を停止させた後に行うこともできる。
導電性エラストマー用材料層22Aに作用される平行磁場の強度は、平均で0.02〜2.5テスラとなる大きさが好ましい。
導電性エラストマー用材料層22Aの硬化処理は、使用される材料によって適宜選定されるが、通常、加熱処理によって行われる。具体的な加熱温度および加熱時間は、導電性エラストマー用材料層22Aを構成する高分子物質用材料などの種類、導電性粒子Pの移動に要する時間などを考慮して適宜選定される。
導電性エラストマー用材料層22Aに作用される平行磁場の強度は、平均で0.02〜2.5テスラとなる大きさが好ましい。
導電性エラストマー用材料層22Aの硬化処理は、使用される材料によって適宜選定されるが、通常、加熱処理によって行われる。具体的な加熱温度および加熱時間は、導電性エラストマー用材料層22Aを構成する高分子物質用材料などの種類、導電性粒子Pの移動に要する時間などを考慮して適宜選定される。
また、第2の異方導電性エラストマーシート23は、第1の異方導電性エラストマーシート22と同様の方法によって製造することができる。
コネクターユニット21における複合導電性シート25は、図11に示すように、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔26Hが、後述するピッチ変換ボード30の端子電極32のパターンに対応するパターンに従って形成された絶縁性シート26と、この絶縁性シート26の各貫通孔26Hに当該絶縁性シート26の両面の各々から突出するよう配置された複数の剛性導体27とにより構成されている。
剛性導体27の各々は、絶縁性シート26の貫通孔26Hに挿通された円柱状の胴部27aと、この胴部27aの両端の各々に一体に連結されて形成された、絶縁性シート26の表面に露出する端子部27bとにより構成されている。剛性導体27における胴部27aの長さLは、絶縁性シート26の厚みdより大きく、また、当該胴部27aの径r2は、絶縁性シート26の貫通孔26Hの径r1より小さいものとされており、これにより、当該剛性導体27は、絶縁性シート26の厚み方向に移動可能とされている。また、剛性導体27における端子部27bの径r3は、絶縁性シート26の貫通孔26Hの径r1より大きいものとされている。
剛性導体27の各々は、絶縁性シート26の貫通孔26Hに挿通された円柱状の胴部27aと、この胴部27aの両端の各々に一体に連結されて形成された、絶縁性シート26の表面に露出する端子部27bとにより構成されている。剛性導体27における胴部27aの長さLは、絶縁性シート26の厚みdより大きく、また、当該胴部27aの径r2は、絶縁性シート26の貫通孔26Hの径r1より小さいものとされており、これにより、当該剛性導体27は、絶縁性シート26の厚み方向に移動可能とされている。また、剛性導体27における端子部27bの径r3は、絶縁性シート26の貫通孔26Hの径r1より大きいものとされている。
絶縁性シート26を構成する材料としては、液晶ポリマー、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂材料、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂、ガラス繊維補強型ポリエステル樹脂、ガラス繊維補強型ポリイミド樹脂等の繊維補強型樹脂材料、エポキシ樹脂等にアルミナ、ポロンナイトライド等の無機材料をフィラーとして含有した複合樹脂材料などを用いることができる。
また、ウエハ検査要回路基板装置11を高温環境下で使用する場合には、絶縁性シート26として、線熱膨張係数が3×10-5/K以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは1×10-6〜2×10-5/K、特に好ましくは1×10-6〜6×10-6/Kである。このような絶縁性シート26を用いることにより、当該絶縁性シート26の熱膨張による剛性導体27の位置ずれを抑制することができる。
また、絶縁性シート26の厚みdは、10〜200μmであることが好ましく、より好ましくは15〜100μmである。
また、絶縁性シート26の貫通孔26Hの径r1は、20〜250μmであることが好ましく、より好ましくは30〜150μmである。
また、ウエハ検査要回路基板装置11を高温環境下で使用する場合には、絶縁性シート26として、線熱膨張係数が3×10-5/K以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは1×10-6〜2×10-5/K、特に好ましくは1×10-6〜6×10-6/Kである。このような絶縁性シート26を用いることにより、当該絶縁性シート26の熱膨張による剛性導体27の位置ずれを抑制することができる。
また、絶縁性シート26の厚みdは、10〜200μmであることが好ましく、より好ましくは15〜100μmである。
また、絶縁性シート26の貫通孔26Hの径r1は、20〜250μmであることが好ましく、より好ましくは30〜150μmである。
剛性導体27を構成する材料としては、剛性を有する金属材料を好適に用いることができ、特に、後述する製造方法において、絶縁性シート26に形成される金属薄層よりエッチングされにくいものを用いることが好ましい。このような金属材料の具体例としては、ニッケル、コバルト、金、アルミニウムなどの単体金属またはこれらの合金などを挙げることができる。
剛性導体27における胴部27aの径r2は、18μm以上であることが好ましく、より好ましくは25μm以上である。この径r2が過小である場合には、当該剛性導体27に必要な強度が得られないことがある。また、絶縁性シート26の貫通孔26Hの径r1と剛性導体27における胴部27aの径r2との差(r1−r2)は、1μm以上であることが好ましく、より好ましくは2μm以上である。この差が過小である場合には、絶縁性シート26の厚み方向に対して剛性導体27を移動させることが困難となることがある。
剛性導体27における端子部27bの径r3は、接続すべき電極すなわちピッチ変換ボード30における端子電極32の径の70〜150%であることが好ましい。また、剛性導体27における端子部27bの径r3と絶縁性シート26の貫通孔26Hの径r1との差(r3−r1)は、5μm以上であることが好ましく、より好ましくは10μm以上である。この差が過小である場合には、剛性導体27が絶縁性シート26から脱落する恐れがある。
絶縁性シート26の厚み方向における剛性導体27の移動可能距離、すなわち剛性導体27における胴部27aの長さLと絶縁性シート26の厚みdとの差(L−d)は、5〜50μmであることが好ましく、より好ましくは10〜40μmである。剛性導体27の移動可能距離が過小である場合には、コネクターユニット全体において、十分な凹凸吸収能を得ることが困難となることがある。一方、剛性導体27の移動可能距離が過大である場合には、絶縁性シート26の貫通孔26Hから露出する剛性導体27の胴部27aの長さが大きくなり、検査に使用したときに、剛性導体27の胴部27aが座屈または損傷するおそれがある。
剛性導体27における胴部27aの径r2は、18μm以上であることが好ましく、より好ましくは25μm以上である。この径r2が過小である場合には、当該剛性導体27に必要な強度が得られないことがある。また、絶縁性シート26の貫通孔26Hの径r1と剛性導体27における胴部27aの径r2との差(r1−r2)は、1μm以上であることが好ましく、より好ましくは2μm以上である。この差が過小である場合には、絶縁性シート26の厚み方向に対して剛性導体27を移動させることが困難となることがある。
剛性導体27における端子部27bの径r3は、接続すべき電極すなわちピッチ変換ボード30における端子電極32の径の70〜150%であることが好ましい。また、剛性導体27における端子部27bの径r3と絶縁性シート26の貫通孔26Hの径r1との差(r3−r1)は、5μm以上であることが好ましく、より好ましくは10μm以上である。この差が過小である場合には、剛性導体27が絶縁性シート26から脱落する恐れがある。
絶縁性シート26の厚み方向における剛性導体27の移動可能距離、すなわち剛性導体27における胴部27aの長さLと絶縁性シート26の厚みdとの差(L−d)は、5〜50μmであることが好ましく、より好ましくは10〜40μmである。剛性導体27の移動可能距離が過小である場合には、コネクターユニット全体において、十分な凹凸吸収能を得ることが困難となることがある。一方、剛性導体27の移動可能距離が過大である場合には、絶縁性シート26の貫通孔26Hから露出する剛性導体27の胴部27aの長さが大きくなり、検査に使用したときに、剛性導体27の胴部27aが座屈または損傷するおそれがある。
上記の複合導電性シート25は、例えば以下のようにして製造することができる。
先ず、図12に示すように、絶縁性シート26の一面に易エッチング性の金属層28Aが一体的に積層されてなる積層材料25Bを用意し、この積層材料25Bにおける金属層28Aに対してエッチング処理を施してその一部を除去することにより、図13に示すように、金属層28Aに接続すべき電極のパターンに対応するパターンに従って複数の開口28Kを形成する。次いで、図14に示すように、積層材料25Bにおける絶縁性シート26に、それぞれ金属層28Aの開口28Kに連通して厚み方向に伸びる貫通孔26Hを形成する。そして、図15に示すように、絶縁性シート26の貫通孔26Hの内壁面および金属層28Aの開口縁を覆うよう、易エッチング性の筒状の金属薄層28Bを形成する。このようにして、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔26Hが形成された絶縁性シート26と、この絶縁性シート26の一面に積層された、それぞれ絶縁性シート26の貫通孔26Hに連通する複数の開口28Kを有する易エッチング性の金属層28Aと、絶縁性シート26の貫通孔26Hの内壁面および金属層28Aの開口縁を覆うよう形成された易エッチング性の金属薄層28Bとを有してなる複合積層材料25Aが製造される。
以上において、絶縁性シート26の貫通孔26Hを形成する方法としては、レーザー加工法、ドリル加工法、エッチング加工法などを利用することができる。
金属層28Aおよび金属薄層28Bを構成する易エッチング性の金属材料としては、銅などを用いることができる。
また、金属層28Aの厚みは、目的とする剛性導体27の移動可能距離などを考慮して設定され、具体的には、5〜25μmであることが好ましく、より好ましくは8〜20μmである。
また、金属薄層28Bの厚みは、絶縁性シート26の貫通孔26Hの径と形成すべき剛性導体27における胴部27aの径とを考慮して設定される。
また、金属薄層28Bを形成する方法としては、無電解メッキ法などを利用することができる。
先ず、図12に示すように、絶縁性シート26の一面に易エッチング性の金属層28Aが一体的に積層されてなる積層材料25Bを用意し、この積層材料25Bにおける金属層28Aに対してエッチング処理を施してその一部を除去することにより、図13に示すように、金属層28Aに接続すべき電極のパターンに対応するパターンに従って複数の開口28Kを形成する。次いで、図14に示すように、積層材料25Bにおける絶縁性シート26に、それぞれ金属層28Aの開口28Kに連通して厚み方向に伸びる貫通孔26Hを形成する。そして、図15に示すように、絶縁性シート26の貫通孔26Hの内壁面および金属層28Aの開口縁を覆うよう、易エッチング性の筒状の金属薄層28Bを形成する。このようにして、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔26Hが形成された絶縁性シート26と、この絶縁性シート26の一面に積層された、それぞれ絶縁性シート26の貫通孔26Hに連通する複数の開口28Kを有する易エッチング性の金属層28Aと、絶縁性シート26の貫通孔26Hの内壁面および金属層28Aの開口縁を覆うよう形成された易エッチング性の金属薄層28Bとを有してなる複合積層材料25Aが製造される。
以上において、絶縁性シート26の貫通孔26Hを形成する方法としては、レーザー加工法、ドリル加工法、エッチング加工法などを利用することができる。
金属層28Aおよび金属薄層28Bを構成する易エッチング性の金属材料としては、銅などを用いることができる。
また、金属層28Aの厚みは、目的とする剛性導体27の移動可能距離などを考慮して設定され、具体的には、5〜25μmであることが好ましく、より好ましくは8〜20μmである。
また、金属薄層28Bの厚みは、絶縁性シート26の貫通孔26Hの径と形成すべき剛性導体27における胴部27aの径とを考慮して設定される。
また、金属薄層28Bを形成する方法としては、無電解メッキ法などを利用することができる。
そして、この複合積層材料25Aに対してフォトメッキ処理を施すことにより、絶縁性シート26の貫通孔26Hの各々に剛性導体27を形成する。具体的に説明すると、図16に示すように、絶縁性シート26の一面に形成された金属層28Aの表面および絶縁性シート26の他面の各々に、形成すべき剛性導体27における端子部27bのパターンに対応するパターンに従ってそれぞれ絶縁性シート26の貫通孔26Hに連通する複数のパターン孔29Hが形成されたレジスト膜29を形成する。次いで、金属層28Aを共通電極として電解メッキ処理を施して当該金属層28Aにおける露出した部分に金属を堆積させると共に、金属薄層28Bの表面に金属を堆積させて絶縁性シート26の貫通孔26H内およびレジスト膜29のパターン孔29H内に金属を充填することにより、図17に示すように、絶縁性シート26の厚み方向に伸びる剛性導体27を形成する。
このようにして剛性導体27を形成した後、金属層28Aの表面からレジスト膜29を除去することにより、図18に示すように、金属層28Aを露出させる。そして、エッチング処理を施して金属層28Aおよび金属薄層28Bを除去することにより、図1に示す複合導電性シート25が得られる。
このようにして剛性導体27を形成した後、金属層28Aの表面からレジスト膜29を除去することにより、図18に示すように、金属層28Aを露出させる。そして、エッチング処理を施して金属層28Aおよび金属薄層28Bを除去することにより、図1に示す複合導電性シート25が得られる。
コネクターユニット21におけるピッチ変換ボード30の表面には、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路の被検査電極に対応する複数の接続用電極31が適宜のパターンに従って形成されている。図示の例では、最上のコネクターユニット21のヒッチ変換ボード30においては、検査対象であるウエハの被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置されている。
また、ピッチ変換ボード30の裏面には、複数の端子電極32が形成されている。端子電極32の各々は、基本的に、当該ピッチ変換ボード30に係るコネクターユニット21の直下に配置されたコネクターユニット21におけるピッチ変換ボード30の接続用電極31のパターンに対応するパターンに従って配置されており、最下のコネクターユニット21(基板本体12上に配置されたコネクターユニット21)のヒッチ変換ボード30においては、基板本体12の接続用電極のパターンに対応するパターンに従って配置されている。
そして、接続用電極31の各々は、内部配線(図示省略)を介して端子電極32に電気的に接続されている。
ピッチ変換ボード30を構成する配線板の材料としては、従来公知の種々の材料を用いることができ、その具体例としては、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂、ガラス繊維補強型フェノール樹脂、ガラス繊維補強型ポリイミド樹脂、ガラス繊維補強型ビスマレイミドトリアジン樹脂等の複合樹脂基板材料などが挙げられる。
また、ピッチ変換ボード30は、従来公知のプリント配線板の製造方法を利用して製造することができる。
また、ピッチ変換ボード30の裏面には、複数の端子電極32が形成されている。端子電極32の各々は、基本的に、当該ピッチ変換ボード30に係るコネクターユニット21の直下に配置されたコネクターユニット21におけるピッチ変換ボード30の接続用電極31のパターンに対応するパターンに従って配置されており、最下のコネクターユニット21(基板本体12上に配置されたコネクターユニット21)のヒッチ変換ボード30においては、基板本体12の接続用電極のパターンに対応するパターンに従って配置されている。
そして、接続用電極31の各々は、内部配線(図示省略)を介して端子電極32に電気的に接続されている。
ピッチ変換ボード30を構成する配線板の材料としては、従来公知の種々の材料を用いることができ、その具体例としては、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂、ガラス繊維補強型フェノール樹脂、ガラス繊維補強型ポリイミド樹脂、ガラス繊維補強型ビスマレイミドトリアジン樹脂等の複合樹脂基板材料などが挙げられる。
また、ピッチ変換ボード30は、従来公知のプリント配線板の製造方法を利用して製造することができる。
そして、コネクター装置20においては、複数のコネクターユニット21が積重されて厚み方向に加圧された状態で適宜の固定手段(図示省略)によって固定されており、これにより、コネクターユニット21におけるピッチ変換ボード30の端子電極31は、第2の異方導電性エラストマーシート23、複合導電性シート25の剛性導体27および第1の異方導電性エラストマーシート22を介して、当該コネクターユニット21の直下に配置されたコネクターユニット21のピッチ変換ボード30の接続用電極31または基板本体12の接続用電極15に電気的に接続されている。
このような第1の例のウエハ検査用回路基板装置11によれば、ピッチ変換ボード30を有する複数のコネクターユニット21が積重されてなるコネクター装置20を有するため、個々のコネクターユニット21におけるピッチ変換ボード30を単層の配線板または層数の少ない多層の配線板によって構成することができ、このような配線板は高い歩留りで比較的容易に製造することができるので、ウエハ検査用回路基板装置11全体の製造コストの低減化を図ることができる。
また、隣接するピッチ変換ボード30の間および基板本体12とピッチ変換ボード30との間には、第1の異方導電性エラストマーシート22、剛性導体27を有する複合導電性シート25および第2の異方導電性エラストマーシート23が積重されており、複合導電性シート25の剛性導体27は、絶縁性シート26に対してその厚み方向に移動可能とされているため、第1の異方導電性エラストマーシート22および第2の異方導電性エラストマーシート23は剛性導体27が移動することによって互いに連動して圧縮変形する結果、両者の有する凹凸吸収能が確実に発現されるので、隣接するピッチ変換ボード30の間および基板本体12とピッチ変換ボード30との間に高い接続信頼性が得られる。
従って、小さいコストで製造することができ、しかも、接続信頼性の高いウエハ検査用回路基板装置11を得ることができる。
また、隣接するピッチ変換ボード30の間および基板本体12とピッチ変換ボード30との間には、第1の異方導電性エラストマーシート22、剛性導体27を有する複合導電性シート25および第2の異方導電性エラストマーシート23が積重されており、複合導電性シート25の剛性導体27は、絶縁性シート26に対してその厚み方向に移動可能とされているため、第1の異方導電性エラストマーシート22および第2の異方導電性エラストマーシート23は剛性導体27が移動することによって互いに連動して圧縮変形する結果、両者の有する凹凸吸収能が確実に発現されるので、隣接するピッチ変換ボード30の間および基板本体12とピッチ変換ボード30との間に高い接続信頼性が得られる。
従って、小さいコストで製造することができ、しかも、接続信頼性の高いウエハ検査用回路基板装置11を得ることができる。
図19は、本発明に係るウエハ検査用回路基板装置の第2の例の平面図である。
このウエハ検査用回路基板装置11は、例えばウエハに形成された集積回路のうち一部の集積回路について当該集積回路の各々の電気的検査をウエハの状態で一括して行うために用いられるものである。このウエハ検査用回路基板装置11は、基板本体12の接続用電極15(図2参照)、複合電極シート25の剛性導体27(図2参照)、ピッチ変換ボード30の接続用電極31および端子電極32(図2参照)の各々が、検査対象であるウエハに形成された集積回路のうち例えば縦横に並ぶ32個(8個×4個)の集積回路の被検査電極に対応して設けられていること以外は、基本的に第1の例のウエハ検査用回路基板装置11と同様の構成である。
このような第2の例のウエハ検査用回路基板装置11によれば、第1の例のウエハ検査用回路基板装置11と同様の効果が得られる。
このウエハ検査用回路基板装置11は、例えばウエハに形成された集積回路のうち一部の集積回路について当該集積回路の各々の電気的検査をウエハの状態で一括して行うために用いられるものである。このウエハ検査用回路基板装置11は、基板本体12の接続用電極15(図2参照)、複合電極シート25の剛性導体27(図2参照)、ピッチ変換ボード30の接続用電極31および端子電極32(図2参照)の各々が、検査対象であるウエハに形成された集積回路のうち例えば縦横に並ぶ32個(8個×4個)の集積回路の被検査電極に対応して設けられていること以外は、基本的に第1の例のウエハ検査用回路基板装置11と同様の構成である。
このような第2の例のウエハ検査用回路基板装置11によれば、第1の例のウエハ検査用回路基板装置11と同様の効果が得られる。
図20は、本発明に係るウエハ検査用回路基板装置の第3の例における要部の構成を示す説明用断面図である。このウエハ検査用回路基板装置は、コネクター装置20を除き、第1の例のウエハ検査用回路基板装置と同様の構成である。
この第3の例のウエハ検査用回路基板装置において、コネクター装置20を構成するコネクターユニット21の各々は、第1の異方導電性エラストマーシート22と、この第1の異方導電性エラストマーシート22上に配置された複合導電性シート25と、この複合電極シート25上に一体的に設けられた板状のスペーサー部材24と、このスペーサー部材24上に配置された第2の異方導電性エラストマーシート23と、この第2の異方導電性エラストマーシート23上に配置された、例えばプリント配線板よりなるピッチ変換ボード30とにより構成されている。ここで、第1の異方導電性エラストマーシート22、複合導電性シート25、第2の異方導電性エラストマーシート23およびピッチ変換ボード30は、第1の例のウエハ検査用回路基板装置と同様の構成である。
この第3の例のウエハ検査用回路基板装置において、コネクター装置20を構成するコネクターユニット21の各々は、第1の異方導電性エラストマーシート22と、この第1の異方導電性エラストマーシート22上に配置された複合導電性シート25と、この複合電極シート25上に一体的に設けられた板状のスペーサー部材24と、このスペーサー部材24上に配置された第2の異方導電性エラストマーシート23と、この第2の異方導電性エラストマーシート23上に配置された、例えばプリント配線板よりなるピッチ変換ボード30とにより構成されている。ここで、第1の異方導電性エラストマーシート22、複合導電性シート25、第2の異方導電性エラストマーシート23およびピッチ変換ボード30は、第1の例のウエハ検査用回路基板装置と同様の構成である。
スペーサー部材24には、複合導電性シート25における剛性導体27の各々に対応する位置に、当該剛性導体27の端子部27bの径より大きい径を有する複数の開口24Hが形成されており、この開口24内に剛性導体27の端子部27bが位置されている。
スペーサー部材24の厚みは、剛性導体27の移動可能距離および端子部27b厚みなどを考慮して適宜設定されるが、例えば15〜100μmであることが好ましく、より好ましくは25〜75μmである。
スペーサー部材24の開口24Hの径は、剛性導体27の端子部27bの径の1.1〜8倍であることが好ましく、より好ましくは1.5〜3倍である。
スペーサー部材24を構成する材料としては、当該スペーサー部材24を容易に形成することができる点で、フォトレジスト材料や適宜の樹脂材料を好適に用いることができる。
スペーサー部材24を構成する材料としてフォトレジスト材料を用いる場合には、フォトリソグラフィーの手法により、絶縁性シート26に一体的に形成されたスペーサー部材24を得ることができる。
スペーサー部材24を構成する材料として適宜の樹脂材料を用いる場合には、当該樹脂材料よりなるフィルムに開口を形成し、これを絶縁性シート26に接着することにより、絶縁性シート26に一体的に形成されたスペーサー部材24を得ることができる。
スペーサー部材24の厚みは、剛性導体27の移動可能距離および端子部27b厚みなどを考慮して適宜設定されるが、例えば15〜100μmであることが好ましく、より好ましくは25〜75μmである。
スペーサー部材24の開口24Hの径は、剛性導体27の端子部27bの径の1.1〜8倍であることが好ましく、より好ましくは1.5〜3倍である。
スペーサー部材24を構成する材料としては、当該スペーサー部材24を容易に形成することができる点で、フォトレジスト材料や適宜の樹脂材料を好適に用いることができる。
スペーサー部材24を構成する材料としてフォトレジスト材料を用いる場合には、フォトリソグラフィーの手法により、絶縁性シート26に一体的に形成されたスペーサー部材24を得ることができる。
スペーサー部材24を構成する材料として適宜の樹脂材料を用いる場合には、当該樹脂材料よりなるフィルムに開口を形成し、これを絶縁性シート26に接着することにより、絶縁性シート26に一体的に形成されたスペーサー部材24を得ることができる。
このような第3の例のウエハ検査用基板装置によれば、第1の例のウエハ検査用回路基板装置11と同様の効果が得られると共に、コネクターユニット21における複合導電性シート25と第2の異方導電性エラストマーシート24との間にスペーサー部材24が設けられていることにより、第1の異方導電性エラストマーシート22および第2の異方導電性エラストマーシート23に剛性導体27によって加わる圧力が緩和されるので、第1の異方導電性エラストマーシート22およひ第2の異方導電性エラトスマーシート23に早期に故障が生じることを防止または抑制することができる。
〔プローブカード〕
図21は、本発明に係るプローブカードの第1の例の構成を示す説明用断面図である。 この第1の例のプローブカード10は、ウエハに形成された全ての集積回路について当該集積回路の各々の電気的検査をウエハの状態で一括して行うために用いられるものであって、前述の第1の例のウエハ検査用回路基板装置11と、このウエハ検査用回路基板装置11の一面(図21において上面)に配置された接触部材39とにより構成されている。接触部材39は、異方導電性コネクター40と、この異方導電性コネクター40上に配置されたシート状プローブ50とにより構成されている。
図21は、本発明に係るプローブカードの第1の例の構成を示す説明用断面図である。 この第1の例のプローブカード10は、ウエハに形成された全ての集積回路について当該集積回路の各々の電気的検査をウエハの状態で一括して行うために用いられるものであって、前述の第1の例のウエハ検査用回路基板装置11と、このウエハ検査用回路基板装置11の一面(図21において上面)に配置された接触部材39とにより構成されている。接触部材39は、異方導電性コネクター40と、この異方導電性コネクター40上に配置されたシート状プローブ50とにより構成されている。
図22は、第1の例のプローブカード10における異方導電性コネクター40の平面図であり、図23は、図22に示す異方導電性コネクター40の一部を拡大して示す説明用断面図である。
異方導電性コネクター40は、それぞれ厚み方向に貫通する複数の開口42が形成された円板状のフレーム板41を有する。このフレーム板41の開口42は、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されている。フレーム板41には、厚み方向に導電性を有する複数の弾性異方導電膜43が、それぞれ一の開口42を塞ぐよう、当該フレーム板41の開口縁部に支持された状態で配置されている。
異方導電性コネクター40は、それぞれ厚み方向に貫通する複数の開口42が形成された円板状のフレーム板41を有する。このフレーム板41の開口42は、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されている。フレーム板41には、厚み方向に導電性を有する複数の弾性異方導電膜43が、それぞれ一の開口42を塞ぐよう、当該フレーム板41の開口縁部に支持された状態で配置されている。
弾性異方導電膜43の各々は、その基材が弾性高分子物質よりなり、厚み方向に伸びる複数の接続用導電部44と、この接続用導電部44の各々の周囲に形成され、当該接続用導電部44の各々を相互に絶縁する絶縁部45とよりなる機能部46を有し、当該機能部46は、フレーム板41の開口42内に位置するよう配置されている。この機能部46における接続用導電部44は、検査対象であるウエハに形成された集積回路における電極領域の被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置されている。
機能部46の周縁には、フレーム板41の開口縁部に固定支持された被支持部48が、当該機能部46に一体に連続して形成されている。具体的には、この例における被支持部48は、二股状に形成されており、フレーム板41の開口縁部を把持するよう密着した状態で固定支持されている。
弾性異方導電膜43の機能部46における接続用導電部44には、磁性を示す導電性粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有されている。これに対して、絶縁部45は、導電性粒子Pが全く或いは殆ど含有されていないものである。
また、図示の例では、弾性異方導電膜43における機能部46の両面には、接続用導電部44およびその周辺部分が位置する個所に、それ以外の表面から突出する突出部47が形成されている。
機能部46の周縁には、フレーム板41の開口縁部に固定支持された被支持部48が、当該機能部46に一体に連続して形成されている。具体的には、この例における被支持部48は、二股状に形成されており、フレーム板41の開口縁部を把持するよう密着した状態で固定支持されている。
弾性異方導電膜43の機能部46における接続用導電部44には、磁性を示す導電性粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有されている。これに対して、絶縁部45は、導電性粒子Pが全く或いは殆ど含有されていないものである。
また、図示の例では、弾性異方導電膜43における機能部46の両面には、接続用導電部44およびその周辺部分が位置する個所に、それ以外の表面から突出する突出部47が形成されている。
フレーム板41の厚みは、その材質によって異なるが、20〜600μmであることが好ましく、より好ましくは40〜400μmである。
この厚みが20μm未満である場合には、異方導電性コネクター40を使用する際に必要な強度が得られず、耐久性が低いものとなりやすく、また、当該フレーム板21の形状が維持される程度の剛性が得られず、異方導電性コネクター40の取扱い性が低いものとなる。一方、厚みが600μmを超える場合には、開口42に形成される弾性異方導電膜43は、その厚みが過大なものとなって、接続用導電部44における良好な導電性および隣接する接続用導電部44間における絶縁性を得ることが困難となることがある。
フレーム板41の開口42における面方向の形状および寸法は、検査対象であるウエハの被検査電極の寸法、ピッチおよびパターンに応じて設計される。
この厚みが20μm未満である場合には、異方導電性コネクター40を使用する際に必要な強度が得られず、耐久性が低いものとなりやすく、また、当該フレーム板21の形状が維持される程度の剛性が得られず、異方導電性コネクター40の取扱い性が低いものとなる。一方、厚みが600μmを超える場合には、開口42に形成される弾性異方導電膜43は、その厚みが過大なものとなって、接続用導電部44における良好な導電性および隣接する接続用導電部44間における絶縁性を得ることが困難となることがある。
フレーム板41の開口42における面方向の形状および寸法は、検査対象であるウエハの被検査電極の寸法、ピッチおよびパターンに応じて設計される。
フレーム板41を構成する材料としては、当該フレーム板41が容易に変形せず、その形状が安定に維持される程度の剛性を有するものであれば特に限定されず、例えば、金属材料、セラミックス材料、樹脂材料などの種々の材料を用いることができ、フレーム板41を例えば金属材料により構成する場合には、当該フレーム板41の表面に絶縁性被膜が形成されていてもよい。
フレーム板41を構成する金属材料の具体例としては、鉄、銅、ニッケル、チタン、アルミニウムなどの金属またはこれらを2種以上組み合わせた合金若しくは合金鋼などが挙げられる。
フレーム板41を構成する金属材料の具体例としては、鉄、銅、ニッケル、チタン、アルミニウムなどの金属またはこれらを2種以上組み合わせた合金若しくは合金鋼などが挙げられる。
また、フレーム板41を構成する材料としては、線熱膨張係数が3×10-5/K以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは−1×10-7〜1×10-5/K、特に好ましくは1×10-6〜8×10-6/Kである。
このような材料の具体例としては、インバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、スーパーインバー、コバール、42合金などの合金または合金鋼などが挙げられる。
このような材料の具体例としては、インバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、スーパーインバー、コバール、42合金などの合金または合金鋼などが挙げられる。
弾性異方導電膜43の全厚(図示の例では接続用導電部44における厚み)は、50〜3000μmであることが好ましく、より好ましくは70〜2500μm、特に好ましくは100〜2000μmである。この厚みが50μm以上であれば、十分な強度を有する弾性異方導電膜43が確実に得られる。一方、この厚みが3000μm以下であれば、所要の導電性特性を有する接続用導電部43が確実に得られる。
突出部47の突出高さは、その合計が当該突出部47における厚みの10%以上であることが好ましく、より好ましくは20%以上である。このような突出高さを有する突出部47を形成することにより、小さい加圧力で接続用導電部44が十分に圧縮されるため、良好な導電性が確実に得られる。
また、突出部47の突出高さは、当該突出部47の最短幅または直径の100%以下であることが好ましく、より好ましくは70%以下である。このような突出高さを有する突出部47を形成することにより、当該突出部47が加圧されたときに座屈することがないため、所期の導電性が確実に得られる。
また、被支持部48の厚み(図示の例では二股部分の一方の厚み)は、5〜600μmであることが好ましく、より好ましくは10〜500μm、特に好ましくは20〜400μmである。
また、被支持部48は二股状に形成されることは必須のことではなく、フレーム板41の一面のみに固定されていてもよい。
突出部47の突出高さは、その合計が当該突出部47における厚みの10%以上であることが好ましく、より好ましくは20%以上である。このような突出高さを有する突出部47を形成することにより、小さい加圧力で接続用導電部44が十分に圧縮されるため、良好な導電性が確実に得られる。
また、突出部47の突出高さは、当該突出部47の最短幅または直径の100%以下であることが好ましく、より好ましくは70%以下である。このような突出高さを有する突出部47を形成することにより、当該突出部47が加圧されたときに座屈することがないため、所期の導電性が確実に得られる。
また、被支持部48の厚み(図示の例では二股部分の一方の厚み)は、5〜600μmであることが好ましく、より好ましくは10〜500μm、特に好ましくは20〜400μmである。
また、被支持部48は二股状に形成されることは必須のことではなく、フレーム板41の一面のみに固定されていてもよい。
弾性異方導電膜43を構成する弾性高分子物質および接続用導電部44を構成する導電性粒子Pとしては、前述の第1の異方導電性エラストマーシート22および第2の異方導電性エラストマーシート23を構成する弾性高分子物質および導電性粒子として例示したものを用いることができる。
機能部46の接続用導電部44における導電性粒子Pの含有割合は、体積分率で10〜60%、好ましくは15〜50%となる割合で用いられることが好ましい。この割合が10%未満の場合には、十分に電気抵抗値の小さい接続用導電部44が得られないことがある。一方、この割合が60%を超える場合には、得られる接続用導電部44は脆弱なものとなりやすく、接続用導電部44として必要な弾性が得られないことがある。
機能部46の接続用導電部44における導電性粒子Pの含有割合は、体積分率で10〜60%、好ましくは15〜50%となる割合で用いられることが好ましい。この割合が10%未満の場合には、十分に電気抵抗値の小さい接続用導電部44が得られないことがある。一方、この割合が60%を超える場合には、得られる接続用導電部44は脆弱なものとなりやすく、接続用導電部44として必要な弾性が得られないことがある。
このような異方導電性コネクター40は、例えば特開2002−334732号公報に記載されている方法によって製造することができる。
図24は、第1の例のプローブカード10におけるシート状プローブ50を示す平面図であり、図25および図26は、シート状プローブ50における接点膜を拡大して示す平面図および説明用断面図である。
シート状プローブ50は、図27にも示すように、複数の開口52が形成された金属よりなる円形のフレーム板51を有する。このフレーム板51の開口52は、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されている。
シート状プローブ50は、図27にも示すように、複数の開口52が形成された金属よりなる円形のフレーム板51を有する。このフレーム板51の開口52は、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されている。
フレーム板51を構成する金属としては、鉄、銅、ニッケル、チタン、またはこれらの合金若しくは合金鋼を用いることができるが、後述する製造方法において、エッチング処理によって容易に開口52を形成することができる点で、42合金、インバー、コバールなどの鉄−ニッケル合金鋼が好ましい。
また、フレーム板51としては、その線熱膨張係数が3×10-5/K以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは−1×10-7〜1×10-5/K、特に好ましくは−1×10-6〜8×10-6/Kである。
このようなフレーム板51を構成する材料の具体例としては、インバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、スーパーインバー、コバール、42合金などの合金または合金鋼が挙げられる。
また、フレーム板51としては、その線熱膨張係数が3×10-5/K以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは−1×10-7〜1×10-5/K、特に好ましくは−1×10-6〜8×10-6/Kである。
このようなフレーム板51を構成する材料の具体例としては、インバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、スーパーインバー、コバール、42合金などの合金または合金鋼が挙げられる。
また、フレーム板51の厚みは、10〜200μmであることが好ましく、より好ましくは10〜150μmである。
この厚みが過小である場合には、接点膜55を支持するフレーム板として必要な強度が得られないことがある。一方、この厚みが過大である場合には、後述する製造方法において、エッチング処理によって開口52を高い寸法精度で形成することが困難となることがある。
この厚みが過小である場合には、接点膜55を支持するフレーム板として必要な強度が得られないことがある。一方、この厚みが過大である場合には、後述する製造方法において、エッチング処理によって開口52を高い寸法精度で形成することが困難となることがある。
フレーム板51の一面には、接着層59を介して金属膜58が一体的に形成され、この金属膜58上には、複数の接点膜55が、当該フレーム板51の一の開口52を塞ぐよう配置されて固定され、これにより、接点膜55の各々は、接着層59および金属膜58を介してフレーム板51に支持されている。また、フレーム板51の他面には、円形のリング状の保持部材54が当該フレーム板51の周縁部に沿って配置され、当該保持部材54によってフレーム板51が保持されている。
金属膜58は、後述する電極構造体57における裏面電極部57bと同一の材料によって構成されている。
また、接着層59を構成する材料としては、シリコーンゴム系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ポリウレタン系接着剤などを用いることができる。
また、保持部材54を構成する材料としては、インバー、スーパーインバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、コバール、42アロイなどの低熱膨張金属材料、またはアルミナ、炭化珪素、窒化珪素などのセラミックス材料などを用いることができる。
金属膜58は、後述する電極構造体57における裏面電極部57bと同一の材料によって構成されている。
また、接着層59を構成する材料としては、シリコーンゴム系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ポリウレタン系接着剤などを用いることができる。
また、保持部材54を構成する材料としては、インバー、スーパーインバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、コバール、42アロイなどの低熱膨張金属材料、またはアルミナ、炭化珪素、窒化珪素などのセラミックス材料などを用いることができる。
接点膜55の各々は、柔軟な絶縁膜56を有し、この絶縁膜56には、当該絶縁膜56の厚み方向に伸びる金属よりなる複数の電極構造体57が、検査対象であるウエハに形成された集積回路の電極領域における被検査電極のパターンに対応するパターンに従って、当該絶縁膜56の面方向に互いに離間して配置されており、当該接点膜55は、電極構造体57の各々が、フレーム板51の開口52内に位置するよう配置されている。
電極構造体57の各々は、絶縁膜56の表面に露出する突起状の表面電極部57aと、絶縁膜56の裏面に露出する板状の裏面電極部57bとが、絶縁膜56の厚み方向に貫通して伸びる短絡部57cによって互いに一体に連結されて構成されている。
電極構造体57の各々は、絶縁膜56の表面に露出する突起状の表面電極部57aと、絶縁膜56の裏面に露出する板状の裏面電極部57bとが、絶縁膜56の厚み方向に貫通して伸びる短絡部57cによって互いに一体に連結されて構成されている。
絶縁膜56を構成する材料としては、絶縁性を有する柔軟なものであれば特に限定されるものではなく、ポリイミド、液晶ポリマーなどの樹脂材料やこれらの複合材料を用いることができるが、後述する製造方法において、電極構造体用の貫通孔をエッチングによって容易に形成することができる点で、ポリイミドを用いることが好ましい。
絶縁膜56を構成するその他の材料としては、メッシュ若しくは不織布、またはこれらに樹脂若しくは弾性高分子物質が含浸されてなるものを用いることができる。かかるメッシュまたは不織布を形成する繊維としては、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ナイロン繊維、テフロン(登録商標)繊維等のフッ素樹脂繊維、ポリエステル繊維などの有機繊維を用いることができる。このような材料を絶縁膜56を構成する材料として用いることにより、電極構造体57が小さいピッチで配置されても、接点膜55全体の柔軟性が大きく低下することがないため、電極構造体57の突出高さや被検査電極の突出高さにバラツキがあっても、接点膜55の有する柔軟性により十分に吸収されるので、被検査電極の各々に対して安定した電気的接続を確実に達成することができる。
また、絶縁膜56の厚みは、当該絶縁膜56の柔軟性が損なわれなければ特に限定されないが、5〜150μmであることが好ましく、より好ましくは7〜100μm、さらに好ましくは10〜50μmである。
絶縁膜56を構成するその他の材料としては、メッシュ若しくは不織布、またはこれらに樹脂若しくは弾性高分子物質が含浸されてなるものを用いることができる。かかるメッシュまたは不織布を形成する繊維としては、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ナイロン繊維、テフロン(登録商標)繊維等のフッ素樹脂繊維、ポリエステル繊維などの有機繊維を用いることができる。このような材料を絶縁膜56を構成する材料として用いることにより、電極構造体57が小さいピッチで配置されても、接点膜55全体の柔軟性が大きく低下することがないため、電極構造体57の突出高さや被検査電極の突出高さにバラツキがあっても、接点膜55の有する柔軟性により十分に吸収されるので、被検査電極の各々に対して安定した電気的接続を確実に達成することができる。
また、絶縁膜56の厚みは、当該絶縁膜56の柔軟性が損なわれなければ特に限定されないが、5〜150μmであることが好ましく、より好ましくは7〜100μm、さらに好ましくは10〜50μmである。
電極構造体57を構成する材料としては、ニッケル、鉄、銅、金、銀、パラジウム、鉄、コバルト、タングステン、ロジウム、またはこれらの合金若しくは合金鋼等を用いることができ、電極構造体57としては、全体が単一の金属よりなるものであっても、2種以上の金属の合金または合金屍よりなるものまたは2種以上の金属が積層されてなるものであってもよい。
また、表面に酸化膜が形成された被検査電極について電気的検査を行う場合には、シート状プローブ50の電極構造体57と被検査電極を接触させ、電極構造体57の表面電極部57aにより被検査電極の表面の酸化膜を破壊して、当該電極構造体57と被検査電極との電気的接続を達成することが必要である。そのため、電極構造体57の表面電極部57aは、酸化膜を容易に破壊することかできる程度の硬度を有するものであることが好ましい。このような表面電極部57aを得るために、表面電極部57aを構成する金属中に、硬度の高い粉末物質を含有させることができる。
このような粉末物質としては、ダイヤモンド粉末、窒化シリコン、炭化シリコン、セラミックス、ガラスなどを用いることができ、これらの非導電性の粉末物質の適量を含有させることにより、電極構造体57の導電性を損なうことなしに、電極構造体57の表面電極部57aによって、被検査電極の表面に形成された酸化膜を破壊することができる。
また、被検査電極の表面の酸化膜を容易に破壊するために、電極構造体57における表面電極部57aの形状を鋭利な突起状のものとしたり、表面電極部57aの表面に微細な凹凸を形成したりすることができる。
このような粉末物質としては、ダイヤモンド粉末、窒化シリコン、炭化シリコン、セラミックス、ガラスなどを用いることができ、これらの非導電性の粉末物質の適量を含有させることにより、電極構造体57の導電性を損なうことなしに、電極構造体57の表面電極部57aによって、被検査電極の表面に形成された酸化膜を破壊することができる。
また、被検査電極の表面の酸化膜を容易に破壊するために、電極構造体57における表面電極部57aの形状を鋭利な突起状のものとしたり、表面電極部57aの表面に微細な凹凸を形成したりすることができる。
接点膜55における電極構造体57のピッチpは、検査対象であるウエハの被検査電極のピッチに応じて設定され、例えば40〜250μmであることが好ましく、より好ましくは40〜150μmである。
ここで、「電極構造体のピッチ」とは、隣接する電極構造体の間の中心間距離であって最も短いものをいう。
ここで、「電極構造体のピッチ」とは、隣接する電極構造体の間の中心間距離であって最も短いものをいう。
電極構造体57において、表面電極部57aにおける径Rに対する突出高さの比は、0.2〜3であることが好ましく、より好ましくは0.25〜2.5である。このような条件を満足することにより、被検査電極がピッチが小さくて微小なものであっても、当該被検査電極のパターンに対応するパターンの電極構造体57を容易に形成することができ、当該ウエハに対して安定な電気的接続状態が確実に得られる。
また、表面電極部57aの径Rは、短絡部57cの径rの1〜3倍であることが好ましく、より好ましくは1〜2倍である。
また、表面電極部57aの径Rは、当該電極構造体57のピッチpの30〜75%であることが好ましく、より好ましくは40〜60%である。
また、表面電極部57aの径Rは、短絡部57cの径rの1〜3倍であることが好ましく、より好ましくは1〜2倍である。
また、表面電極部57aの径Rは、当該電極構造体57のピッチpの30〜75%であることが好ましく、より好ましくは40〜60%である。
また、裏面電極部57bの外径Dは、短絡部57cの径rより大きく、かつ、電極構造体57のピッチpより小さいものであればよいが、可能な限り大きいものであることが好ましく、これにより、異方導電性コネクター40に対して安定な電気的接続を確実に達成することができる。
また、短絡部57cの径rは、当該電極構造体57のピッチpの15〜75%であることが好ましく、より好ましくは20〜65%である。
また、短絡部57cの径rは、当該電極構造体57のピッチpの15〜75%であることが好ましく、より好ましくは20〜65%である。
電極構造体57の具体的な寸法について説明すると、表面電極部57aの突出高さは、被検査電極に対して安定な電気的接続を達成することができる点で、15〜50μmであることが好ましく、より好ましくは15〜30μmである。
表面電極部57aの径Rは、上記の条件や被検査電極の直径などを勘案して設定されるが、例えば30〜200μmであり、好ましくは35〜150μmである。
短絡部57cの径rは、十分に高い強度が得られる点で、10〜120μmであることが好ましく、より好ましくは15〜100μmである。
裏面電極部57bの厚みは、強度が十分に高くて優れた繰り返し耐久性が得られる点で、15〜150μmであることが好ましく、より好ましくは20〜100μmである。
表面電極部57aの径Rは、上記の条件や被検査電極の直径などを勘案して設定されるが、例えば30〜200μmであり、好ましくは35〜150μmである。
短絡部57cの径rは、十分に高い強度が得られる点で、10〜120μmであることが好ましく、より好ましくは15〜100μmである。
裏面電極部57bの厚みは、強度が十分に高くて優れた繰り返し耐久性が得られる点で、15〜150μmであることが好ましく、より好ましくは20〜100μmである。
電極構造体57における表面電極部57aおよび裏面電極部57bには、必要に応じて、被覆膜が形成されていてもよい。例えは被検査電極が半田材料により構成されている場合には、当該半田材料が拡散することを防止する観点から、表面電極部57aに、銀、パラジウム、ロジウムなどの耐拡散性金属よりなる被覆膜を形成することが好ましい。
そして、シート状プローブ50は、電極構造体57の各々における裏面電極部57bが異方導電性コネクター40の接続用導電部44に対接するよう配置され、保持部材54がウエハ検査用回路基板装置11におけるホルダー14の段部14Sに係合されて固定されている。
このようなシート状プローブ50は、以下のようにして製造される。
先ず、図28に示すように、形成すべき電極構造体57における裏面電極部57bと同一の材料よりなる裏面電極部用金属箔58Aの一面に、絶縁膜用樹脂シート56Aが一体的に積層されてなる円形の積層体55Aを用意する。
一方、図29に示すように、検査対象であるウエハにおける集積回路の被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して複数の開口52が形成された円形のフレーム板51を作製し、このフレーム板51の一面に、その周縁部に沿って保護テープ60を配置する。ここで、フレーム板51の開口52を形成する方法としては、エッチング法などを利用することができる。
先ず、図28に示すように、形成すべき電極構造体57における裏面電極部57bと同一の材料よりなる裏面電極部用金属箔58Aの一面に、絶縁膜用樹脂シート56Aが一体的に積層されてなる円形の積層体55Aを用意する。
一方、図29に示すように、検査対象であるウエハにおける集積回路の被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して複数の開口52が形成された円形のフレーム板51を作製し、このフレーム板51の一面に、その周縁部に沿って保護テープ60を配置する。ここで、フレーム板51の開口52を形成する方法としては、エッチング法などを利用することができる。
次いで、図30に示すように、積層体55Aにおける裏面電極部用金属箔58Aの他面に、例えば接着性樹脂よりなる接着層59を形成し、図31に示すように、保護テープ60が設けられたフレーム板51を接着する。その後、図32に示すように、積層体55Aにおける絶縁膜用樹脂シート56Aに、形成すべき電極構造体57のパターンに対応するパターンに従ってそれぞれ厚み方向に貫通する複数の貫通孔57Hを形成する。ここで、絶縁膜用樹脂シート56Aに貫通孔57Hを形成する方法としては、レーザー加工、エッチング加工などを利用することができる。
次いで、保護テープ(図示省略)によって積層体55Aにおけるフレーム板51の裏面および開口52を覆い、積層体55Aにおける裏面電極部用金属箔58Aに対してメッキ処理を施すことにより、図33に示すように、絶縁膜用樹脂シート56Aに形成された各貫通孔57H内に当該裏面電極部用金属箔58Aに一体に連結された短絡部57cが形成されると共に、当該短絡部57cに一体に連結された絶縁膜用樹脂シート56Aの表面から突出する表面電極部57aが形成される。その後、フレーム板51の裏面から保護テープを除去し、図34に示すように、接着層59におけるフレーム板51の開口52から露出した部分を除去することにより、裏面電極部用金属箔58Aの一部を露出させ、当該裏面電極部用金属箔58Aにおける露出部分に対してエッチング処理を施すことにより、図35に示すように、それぞれ短絡部57cに一体に連結された複数の裏面電極部57bが形成され、以て電極構造体57が形成される。次いで、絶縁膜用樹脂シート56Aに対してエッチング処理を施してその一部を除去することにより、図36に示すように、互いに独立した複数の絶縁膜56が形成され、これにより、それぞれ絶縁膜56にその厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体57が配置されてなる複数の接点膜55が形成される。
そして、フレーム板51の周縁部から保護テープ60(図29参照)を除去し、その後、フレーム板11の裏面における周縁部に保持部材を配置して固定することにより、図24〜図26に示すシート状プローブ50が得られる。
次いで、保護テープ(図示省略)によって積層体55Aにおけるフレーム板51の裏面および開口52を覆い、積層体55Aにおける裏面電極部用金属箔58Aに対してメッキ処理を施すことにより、図33に示すように、絶縁膜用樹脂シート56Aに形成された各貫通孔57H内に当該裏面電極部用金属箔58Aに一体に連結された短絡部57cが形成されると共に、当該短絡部57cに一体に連結された絶縁膜用樹脂シート56Aの表面から突出する表面電極部57aが形成される。その後、フレーム板51の裏面から保護テープを除去し、図34に示すように、接着層59におけるフレーム板51の開口52から露出した部分を除去することにより、裏面電極部用金属箔58Aの一部を露出させ、当該裏面電極部用金属箔58Aにおける露出部分に対してエッチング処理を施すことにより、図35に示すように、それぞれ短絡部57cに一体に連結された複数の裏面電極部57bが形成され、以て電極構造体57が形成される。次いで、絶縁膜用樹脂シート56Aに対してエッチング処理を施してその一部を除去することにより、図36に示すように、互いに独立した複数の絶縁膜56が形成され、これにより、それぞれ絶縁膜56にその厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体57が配置されてなる複数の接点膜55が形成される。
そして、フレーム板51の周縁部から保護テープ60(図29参照)を除去し、その後、フレーム板11の裏面における周縁部に保持部材を配置して固定することにより、図24〜図26に示すシート状プローブ50が得られる。
このような第1の例のプローブカード10によれば、前述の第1の例のウエハ検査用回路基板装置11を具えてなるため、当該プローブカード10を小さいコストで製造することができ、しかも、高い接続信頼性が得られる。
図37は、本発明に係るプローブカードの第2の例における構成を示す説明用断面図である。
この第2の例のプローブカード10は、例えばウエハに形成された集積回路のうち一部の集積回路の各々の電気的検査をウエハの状態で一括して行うために用いられるものであって、前述の第2の例のウエハ検査用回路基板装置11と、このウエハ検査用回路基板装置11の一面(図37において上面)に配置された接触部材39とにより構成されている。接触部材39は、異方導電性コネクター40と、この異方導電性コネクター40上に配置されたシート状プローブ50とにより構成されている。
この第2の例のプローブカード10は、例えばウエハに形成された集積回路のうち一部の集積回路の各々の電気的検査をウエハの状態で一括して行うために用いられるものであって、前述の第2の例のウエハ検査用回路基板装置11と、このウエハ検査用回路基板装置11の一面(図37において上面)に配置された接触部材39とにより構成されている。接触部材39は、異方導電性コネクター40と、この異方導電性コネクター40上に配置されたシート状プローブ50とにより構成されている。
異方導電性コネクター40は、図38に示すように、それぞれ厚み方向に貫通して伸びる複数の開口42が形成された矩形の板状のフレーム板41を有する。このフレーム板41の開口42は、検査対象であるウエハに形成された集積回路のうち例えば32個(8個×4個)の集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されている。フレーム板41には、厚み方向に導電性を有する複数の弾性異方導電膜43が、それぞれ一の開口42を塞ぐよう、当該フレーム板41の開口縁部に支持された状態で配置されている。異方導電性コネクター40におけるその他の構成は、第1の例のプローブカード10における異方導電性コネクター40と同様である(図23参照)。
シート状プローブ50は、図39にも示すように、複数の開口52が形成された金属よりなるフレーム板51を有する。このフレーム板51の開口52は、検査対象であるウエハに形成された集積回路のうち例えば32個(8個×4個)の集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されている。このシート状プローブ50におけるその他の構成は、第1の例のプローブカード10におけるシート状プローブ50と同様である(図25および図26参照)。
また、シート状プローブ50は、第1の例のプローブカード10におけるシート状プローブ50と同様にして製造することができる。
そして、シート状プローブ50は、電極構造体57の各々における裏面電極部57bが異方導電性コネクター40の接続用導電部44に対接するよう配置され、保持部材54がウエハ検査用回路基板装置11におけるホルダー14の段部14Sに係合されて固定されている。
また、シート状プローブ50は、第1の例のプローブカード10におけるシート状プローブ50と同様にして製造することができる。
そして、シート状プローブ50は、電極構造体57の各々における裏面電極部57bが異方導電性コネクター40の接続用導電部44に対接するよう配置され、保持部材54がウエハ検査用回路基板装置11におけるホルダー14の段部14Sに係合されて固定されている。
このような第2の例のプローブカード10によれば、前述の第2の例のウエハ検査用回路基板装置11を具えてなるため、当該プローブカード10を小さいコストで製造することができ、しかも、高い接続信頼性が得られる。
〔ウエハ検査装置〕
図40は、本発明に係るウエハ検査装置の第1の例における構成の概略を示す説明用断面図であり、図41は、第1の例のウエハ検査装置の要部を拡大して示す説明用断面図である。この第1の例のウエハ検査装置は、ウエハに形成された全ての集積回路の各々について、当該集積回路の電気的検査例えばバーンイン試験をウエハの状態で一括して行うためのものである。
第1の例のウエハ検査装置は、検査対象であるウエハ6の温度制御、ウエハ6の検査を行うための電源供給、信号の入出力制御およびウエハ6からの出力信号を検出して当該ウエハ6における集積回路の良否の判定を行うためのコントローラー2を有する。図42に示すように、コントローラー2は、その下面に、多数の入出力端子3が円周方向に沿って配置された入出力端子部3Rを有する。
コントローラー2の下方には、第1の例のプローブカード10が、ウエハ検査用回路基板装置11における基板本体12に形成されたリード電極13の各々が、当該コントローラー2の入出力端子3に対向するよう、適宜の保持手段によって保持された状態で配置されている。
コントローラー2の入出力端子部3Rとプローブカード10におけるウエハ検査用回路基板装置11のリード電極部13Rとの間には、コネクター4が配置され、当該コネクター4によって、ウエハ検査用回路基板装置11のリード電極13の各々がコントローラー2の入出力端子3の各々に電気的に接続されている。図示の例のコネクター4は、長さ方向に弾性的に圧縮可能な複数の導電ピン4Aと、これらの導電ピン4Aを支持する支持部材4Bとにより構成され、導電ピン4Aは、コントローラー2の入出力端子3と第1の基板素子12に形成されたリード電極13との間に位置するよう配列されている。
プローブカード10の下方には、検査対象であるウエハ6が載置されるウエハ載置台5が設けられている。
図40は、本発明に係るウエハ検査装置の第1の例における構成の概略を示す説明用断面図であり、図41は、第1の例のウエハ検査装置の要部を拡大して示す説明用断面図である。この第1の例のウエハ検査装置は、ウエハに形成された全ての集積回路の各々について、当該集積回路の電気的検査例えばバーンイン試験をウエハの状態で一括して行うためのものである。
第1の例のウエハ検査装置は、検査対象であるウエハ6の温度制御、ウエハ6の検査を行うための電源供給、信号の入出力制御およびウエハ6からの出力信号を検出して当該ウエハ6における集積回路の良否の判定を行うためのコントローラー2を有する。図42に示すように、コントローラー2は、その下面に、多数の入出力端子3が円周方向に沿って配置された入出力端子部3Rを有する。
コントローラー2の下方には、第1の例のプローブカード10が、ウエハ検査用回路基板装置11における基板本体12に形成されたリード電極13の各々が、当該コントローラー2の入出力端子3に対向するよう、適宜の保持手段によって保持された状態で配置されている。
コントローラー2の入出力端子部3Rとプローブカード10におけるウエハ検査用回路基板装置11のリード電極部13Rとの間には、コネクター4が配置され、当該コネクター4によって、ウエハ検査用回路基板装置11のリード電極13の各々がコントローラー2の入出力端子3の各々に電気的に接続されている。図示の例のコネクター4は、長さ方向に弾性的に圧縮可能な複数の導電ピン4Aと、これらの導電ピン4Aを支持する支持部材4Bとにより構成され、導電ピン4Aは、コントローラー2の入出力端子3と第1の基板素子12に形成されたリード電極13との間に位置するよう配列されている。
プローブカード10の下方には、検査対象であるウエハ6が載置されるウエハ載置台5が設けられている。
このようなウエハ検査装置においては、ウエハ載置台5上に検査対象であるウエハ6が載置され、次いで、プローブカード10が下方に加圧されることにより、そのシート状プローブ50の電極構造体57における表面電極部57aの各々が、ウエハ6の被検査電極7の各々に接触し、更に、当該表面電極部57aの各々によって、ウエハ6の被検査電極7の各々が加圧される。この状態においては、異方導電性コネクター40の弾性異方導電膜43における接続用導電部44の各々は、ウエハ検査用回路基板装置11の接続用電極31とシート状プローブ50の電極構造体57の裏面電極部57bとによって挟圧されて厚み方向に圧縮されており、これにより、当該接続用導電部44にはその厚み方向に導電路が形成され、その結果、ウエハ6の被検査電極7とウエハ検査用回路基板11の接続用電極31との電気的接続が達成される。その後、ウエハ載置台5を介してウエハ6が所定の温度に加熱され、この状態で、当該ウエハ6における複数の集積回路の各々について所要の電気的検査が実行される。
上記の第1の例のウエハ検査装置によれば、前述の第1の例のプローブカード10を具えてなるため、検査コストの低減化を図ることかでき、しかも、ウエハ6について信頼性の高い検査を実行することができる。
図43は、本発明に係るウエハ検査装置の第2の例における構成の概略を示す説明用断面図であり、このウエハ検査装置は、ウエハに形成された集積回路のうち一部の集積回路の各々について、当該集積回路の電気的検査例えばプローブ試験をウエハの状態で行うためのものである。
この第2の例のウエハ検査装置は、第1の例のプローブカード10の代わりに第2の例のプローブカード10を用いたこと以外は、第1の例のウエハ検査装置と基本的に同様の構成である。
この第2の例のウエハ検査装置においては、ウエハ6に形成された全ての集積回路の中から選択された例えば32個の集積回路の被検査電極7に、プローブカード10を電気的に接続して検査を行い、その後、他の集積回路の中から選択された複数の集積回路の被検査電極7に、プローブカード10を電気的に接続して検査を行う工程を繰り返すことにより、ウエハ6に形成された全ての集積回路のプローブ試験が行われる。
このような第2の例のウエハ検査装置によれば、第2の例のプローブカード10を介して、検査対象であるウエハ6の被検査電極7に対する電気的接続が達成されるため、ウエハ6に対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、ウエハ6に対する良好な電気的接続状態を安定に維持することができ、従って、ウエハ6のプローブ試験において、当該ウエハ6に対する所要の電気的検査を確実に実行することができる。
上記の第1の例のウエハ検査装置によれば、前述の第1の例のプローブカード10を具えてなるため、検査コストの低減化を図ることかでき、しかも、ウエハ6について信頼性の高い検査を実行することができる。
この第2の例のウエハ検査装置は、第1の例のプローブカード10の代わりに第2の例のプローブカード10を用いたこと以外は、第1の例のウエハ検査装置と基本的に同様の構成である。
この第2の例のウエハ検査装置においては、ウエハ6に形成された全ての集積回路の中から選択された例えば32個の集積回路の被検査電極7に、プローブカード10を電気的に接続して検査を行い、その後、他の集積回路の中から選択された複数の集積回路の被検査電極7に、プローブカード10を電気的に接続して検査を行う工程を繰り返すことにより、ウエハ6に形成された全ての集積回路のプローブ試験が行われる。
このような第2の例のウエハ検査装置によれば、第2の例のプローブカード10を介して、検査対象であるウエハ6の被検査電極7に対する電気的接続が達成されるため、ウエハ6に対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、ウエハ6に対する良好な電気的接続状態を安定に維持することができ、従って、ウエハ6のプローブ試験において、当該ウエハ6に対する所要の電気的検査を確実に実行することができる。
上記の第1の例のウエハ検査装置によれば、前述の第1の例のプローブカード10を具えてなるため、検査コストの低減化を図ることかでき、しかも、ウエハ6について信頼性の高い検査を実行することができる。
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下のように、種々の変更を加えることが可能である。
(1)プローブカード10の異方導電性コネクター40においては、弾性異方導電膜43に突出部が形成されることは必須のことではなく、弾性異方導電膜43の表面全体が平坦なものであってもよい。
(2)異方導電性コネクター40における弾性異方導電膜43には、被検査電極のパターンに対応するパターンに従って形成された接続用導電部44の他に、被検査電極に電気的に接続されない非接続用の導電部が形成されていてもよい。
(3)シート状プローブ40は、単一の開口が形成された絶縁性シートと、当該絶縁性シートの開口を塞ぐよう配置された絶縁膜とを有する構成のものであってもよく、複数の開口が形成された絶縁性シートと、それぞれ一の開口を塞ぐよう配置された複数の絶縁膜とを有する構成のものであってもよく、或いは、複数の開口が形成された絶縁性シートと、当該絶縁性シートの一の開口を塞ぐよう配置された1つまたは2つ以上の絶縁膜と、絶縁性シートの2つ以上の開口を塞ぐよう配置された1つまたは2つ以上の絶縁膜とを有する構成のものであってもよい。
(4)接触部材としては、異方導電性コネクターおよびシート状プローブよりなる平面型のものに限定されず、カンチレバー型のもの、垂直ニードル型のものなどを用いることができる。
(5)ウエハ検査装置におけるコントローラー2とウエハ検査用回路基板装置11を電気的に接続するコネクター4は、図42に示すものに限定されず、種々の構造のものを用いることにができる。
(1)プローブカード10の異方導電性コネクター40においては、弾性異方導電膜43に突出部が形成されることは必須のことではなく、弾性異方導電膜43の表面全体が平坦なものであってもよい。
(2)異方導電性コネクター40における弾性異方導電膜43には、被検査電極のパターンに対応するパターンに従って形成された接続用導電部44の他に、被検査電極に電気的に接続されない非接続用の導電部が形成されていてもよい。
(3)シート状プローブ40は、単一の開口が形成された絶縁性シートと、当該絶縁性シートの開口を塞ぐよう配置された絶縁膜とを有する構成のものであってもよく、複数の開口が形成された絶縁性シートと、それぞれ一の開口を塞ぐよう配置された複数の絶縁膜とを有する構成のものであってもよく、或いは、複数の開口が形成された絶縁性シートと、当該絶縁性シートの一の開口を塞ぐよう配置された1つまたは2つ以上の絶縁膜と、絶縁性シートの2つ以上の開口を塞ぐよう配置された1つまたは2つ以上の絶縁膜とを有する構成のものであってもよい。
(4)接触部材としては、異方導電性コネクターおよびシート状プローブよりなる平面型のものに限定されず、カンチレバー型のもの、垂直ニードル型のものなどを用いることができる。
(5)ウエハ検査装置におけるコントローラー2とウエハ検査用回路基板装置11を電気的に接続するコネクター4は、図42に示すものに限定されず、種々の構造のものを用いることにができる。
2 コントローラー
3 入出力端子
3R 入出力端子部
4 コネクター
4A 導電ピン
4B 支持部材
5 ウエハ載置台
6 ウエハ
7 被検査電極
10 プローブカード
11 ウエハ検査用回路基板装置
12 基板本体
13 リード電極
13R リード電極部
14 ホルダー
14K 開口
14S 段部
15 接続用電極
17 補強部材
20 コネクター装置
21 コネクターユニット
22 第1の異方導電性エラストマーシート
22A 導電性エラストマー用材料層
22B 導電性エラストマー用材料
23 第2の異方導電性エラストマーシート
24 スペーサー部材
24H 開口
25 複合導電性シート
25A 複合積層材料
25B 積層材料
26 絶縁性シート
26H 貫通孔
27 剛性導体
27a 胴部
27b 端子部
28A 金属層
28B 金属薄層
28K 開口
29 レジスト膜
29H パターン孔
30 ピッチ変換ボード
31 接続用電極
32 端子電極
35 一面側成形部材
36 他面側成形部材
37 スペーサー
37K 開口
38a 加圧ロール
38b 支持ロール
38 加圧ロール装置
39 接触部材
40 異方導電性コネクター
41 フレーム板
42 開口
43 弾性異方導電膜
44 接続用導電部
45 絶縁部
46 機能部
47 突出部
48 被支持部
50 シート状プローブ
51 フレーム板
52 開口
54 保持部材
55 接点膜
55A 積層体
56 絶縁膜
56A 絶縁膜用樹脂シート
57 電極構造体
57H 貫通孔
57a 表面電極部
57b 裏面電極部
57c 短絡部
57d 保持部
58 金属膜
58A 裏面電極部用金属箔
59 接着層
60 保護テープ
3 入出力端子
3R 入出力端子部
4 コネクター
4A 導電ピン
4B 支持部材
5 ウエハ載置台
6 ウエハ
7 被検査電極
10 プローブカード
11 ウエハ検査用回路基板装置
12 基板本体
13 リード電極
13R リード電極部
14 ホルダー
14K 開口
14S 段部
15 接続用電極
17 補強部材
20 コネクター装置
21 コネクターユニット
22 第1の異方導電性エラストマーシート
22A 導電性エラストマー用材料層
22B 導電性エラストマー用材料
23 第2の異方導電性エラストマーシート
24 スペーサー部材
24H 開口
25 複合導電性シート
25A 複合積層材料
25B 積層材料
26 絶縁性シート
26H 貫通孔
27 剛性導体
27a 胴部
27b 端子部
28A 金属層
28B 金属薄層
28K 開口
29 レジスト膜
29H パターン孔
30 ピッチ変換ボード
31 接続用電極
32 端子電極
35 一面側成形部材
36 他面側成形部材
37 スペーサー
37K 開口
38a 加圧ロール
38b 支持ロール
38 加圧ロール装置
39 接触部材
40 異方導電性コネクター
41 フレーム板
42 開口
43 弾性異方導電膜
44 接続用導電部
45 絶縁部
46 機能部
47 突出部
48 被支持部
50 シート状プローブ
51 フレーム板
52 開口
54 保持部材
55 接点膜
55A 積層体
56 絶縁膜
56A 絶縁膜用樹脂シート
57 電極構造体
57H 貫通孔
57a 表面電極部
57b 裏面電極部
57c 短絡部
57d 保持部
58 金属膜
58A 裏面電極部用金属箔
59 接着層
60 保護テープ
Claims (8)
- ウエハに形成された複数の集積回路の電気的検査をウエハの状態で行うために用いられるウエハ検査用回路基板装置であって、
表面に接続用電極を有する配線板よりなる基板本体と、この基板本体の表面上に設けられた、複数のコネクターユニットが積重されてなるコネクター装置とを具えてなり、
前記コネクター装置におけるコネクターユニットの各々は、第1の異方導電性エラストマーシートと、この第1の異方導電性エラストマーシート上に配置された複合導電性シートと、この複合導電性シート上に配置された第2の異方導電性エラストマーシートと、この第2の異方導電性エラストマーシート上に配置された、表面に接続用電極を有すると共に裏面に端子電極を有する配線板よりなるピッチ変換ボードとを有してなり、
前記複合導電性シートは、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、この絶縁性シートの貫通孔の各々に、当該絶縁性シートの両面の各々から突出するよう配置された剛性導体とを有してなり、前記剛性導体の各々は、前記絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、当該絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなり、当該絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされており、
基板本体の接続用電極およびピッチ変換ボードの接続用電極の各々は、第1の異方導電性エラストマーシート、複合導電性シートの剛性導体および第2の異方導電性エラストマーシートを介して、直上に配置されたピッチ変換ボードの端子電極に電気的に接続されていることを特徴とするウエハ検査用回路基板装置。 - ウエハに形成された複数の集積回路の電気的検査をウエハの状態で行うために用いられるウエハ検査用回路基板装置であって、
表面に接続用電極を有する配線板よりなる基板本体と、この基板本体の表面上に設けられた、複数のコネクターユニットが積重されてなるコネクター装置とを具えてなり、
前記コネクター装置におけるコネクターユニットの各々は、第1の異方導電性エラストマーシートと、この第1の異方導電性エラストマーシート上に配置された複合導電性シートと、この複合導電性シート上に設けられた板状のスペーサー部材と、このスペーサー部材上に配置された第2の異方導電性エラストマーシートと、この第2の異方導電性エラストマーシート上に配置された、表面に接続用電極を有すると共に裏面に端子電極を有する配線板よりなるピッチ変換ボードとを有してなり、
前記複合導電性シートは、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、この絶縁性シートの貫通孔の各々に、当該絶縁性シートの両面の各々から突出するよう配置された剛性導体とを有してなり、前記剛性導体の各々は、前記絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、当該絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなり、当該絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされており、
前記スペーサー部材には、前記複合導電性シートにおける剛性導体の各々に対応する位置に、当該剛性導体の端子部の径より大きい径を有する複数の開口が形成されており、
基板本体の接続用電極およびピッチ変換ボードの接続用電極の各々は、第1の異方導電性エラストマーシート、複合導電性シートの剛性導体および第2の異方導電性エラストマーシートを介して、直上に配置されたピッチ変換ボードの端子電極に電気的に接続されていることを特徴とするウエハ検査用回路基板装置。 - 複合導電性シートの絶縁性シートの厚み方向における剛性導体の移動可能距離が5〜50μmであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のウエハ検査用回路基板装置。
- コネクター装置は、3個以上のコネクターユニットが積重されてなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のウエハ検査用回路基板装置。
- 第1の異方導電性エラストマーシートおよび第2の異方導電性エラストマーシートの各々は、弾性高分子物質中に、磁性を示す導電性粒子が、厚み方向に並ぶよう配向して連鎖が形成された状態で、かつ、当該導電性粒子による連鎖が面方向に分散した状態で含有されてなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のウエハ検査用回路基板装置。
- 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のウエハ検査用回路基板装置と、このウエハ検査用回路基板装置に設けられた接触部材とよりなることを特徴とするプローブカード。
- 請求項6に記載のプローブカードを具えてなることを特徴とするウエハ検査装置。
- それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、
この絶縁性シートの貫通孔の各々に、当該絶縁性シートの両面の各々から突出するよう配置された、当該絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、当該絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなる剛性導体と、
前記絶縁性シート上に一体的に設けられた、前記剛性導体の各々に対応する位置に、当該剛性導体の端子部の径より大きい径を有する複数の開口が形成された板状のスペーサー部材とを有してなり、
前記剛性導体の各々は、前記絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされていることを特徴とする複合導電性シート。
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---|---|---|---|---|
JP2001351702A (ja) * | 2000-06-09 | 2001-12-21 | Jsr Corp | シート状コネクターおよびその製造方法並びに電気的検査装置 |
JP2002139529A (ja) * | 2000-11-01 | 2002-05-17 | Jsr Corp | 電気抵抗測定用コネクター並びに回路基板の電気抵抗測定装置および測定方法 |
JP2004309467A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-11-04 | Jsr Corp | 電気抵抗測定用コネクター、電気抵抗測定用コネクター装置およびその製造方法並びに回路基板の電気抵抗測定装置および測定方法 |
JP2005338073A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-12-08 | Jsr Corp | シート状プローブの製造方法およびその応用 |
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2006
- 2006-09-27 JP JP2006262824A patent/JP2007192799A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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