JP2009098066A - シート状プローブおよびその製造方法ならびにその応用 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な検査およびコスト削減を可能とするシート状プローブ、その製造方法、その応用を提供する。
【解決手段】弾性を有する絶縁層と、絶縁層にその面方向に互いに離間して配置され絶縁層の厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体と、を有するシート状プローブであって、電極構造体の各々は、絶縁層の厚み方向の表面側に形成された表面電極部と、絶縁層の厚み方向の裏面側に形成された裏面電極部と、表面電極部の形成位置から水平方向に異なる位置に表面電極部とつながった状態で形成された表面配線部と、裏面電極部の形成位置から水平方向に異なる位置に裏面電極部とつながった状態で形成された裏面配線部と、表面配線部および裏面配線部とを電気的に導通可能とし、表面配線部と裏面配線部とを連絡する短絡部と、から構成された断面略コ字形状であって表面電極部と裏面電極部とが、絶縁層の弾性によって変位可能となるよう構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、集積回路などの回路の電気的検査において、回路に対する電気的接続を行うためのプローブ装置として好適なシート状プローブおよびその製造方法ならびにその応用に関する。

例えば、多数の集積回路が形成されたウエハや半導体素子など、電子部品の回路装置の電気的検査においては、被検査回路装置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た検査電極を有する検査用プローブが用いられている。

このような検査用プローブとしては、従来、ピンまたはブレードよりなる検査電極が配列されてなるものが使用されている。
しかしながら、被検査回路装置が多数の集積回路が形成されたウエハにおいて、ウエハを検査するための検査用プローブを作製する場合には、非常に多数の検査電極を配列することが必要となるため、検査用プローブは極めて高価なものとなり、また、被検査電極のピッチが小さい場合には、検査用プローブを作製すること自体が困難となる。

さらに、ウエハには一般に反りが生じており、その反りの状態も製品（ウエハ）毎に異なるため、ウエハにおける多数の被検査電極に対して、検査用プローブの検査電極の各々を安定にかつ確実に接触させることは実際上困難である。

このような理由から、近年、ウエハに形成された集積回路を検査するための検査用プローブとして、一面に被検査電極のパターンに対応するパターンに従って複数の検査電極が形成された検査用回路基板と、この検査用回路基板の一面上に配置された異方導電性シートと、この異方導電性シート上に配置された、柔軟な絶縁性シートにその厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体が配列されてなるシート状プローブと、を備えてなるものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

図１４は、検査用回路基板１００、異方導電性シート２００およびシート状プローブ３００を備えてなる従来のプローブカードの一例における構成を示す説明用断面図である。
このプローブカードにおいては、一面に被検査回路装置の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多数の検査電極１０２を有する検査用回路基板１００が設けられ、この検査用回路基板１００の一面上に、異方導電性シート２００を介してシート状プローブ３００が配置されている。

異方導電性シート２００は、厚み方向にのみ導電性を示すもの、または厚み方向に加圧されたとき厚み方向にのみ導電性を示す加圧導電性導電部を有するものであり、このような異方導電性シート２００としては、種々の構造のものが知られている。

例えば特許文献２には、金属粒子をエラストマー中に均一に分散して得られる異方導電性シート（以下、これを「分散型異方導電性シート」という。）が開示されている。
また、特許文献３などには、導電性磁性体粒子をエラストマー中に不均一に分布させることにより、厚み方向に伸びる多数の導電部と、これらを相互に絶縁する絶縁部とが形成されてなる異方導電性シート（以下、これを「偏在型異方導電性シート」という。）が開示されている。

さらに、特許文献４などには、導電部の表面と絶縁部との間に段差が形成された偏在型
異方導電性シートが開示されている。
シート状プローブ３００については、例えば樹脂よりなる柔軟な絶縁性シート３０２を有し、この絶縁性シート３０２に、その厚み方向に伸びる複数の電極構造体３０４が、被検査回路装置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構成されている。

この電極構造体３０４の各々は、絶縁性シート３０２の表面に露出する突起状の表面電極部３０６と、絶縁性シート３０２の裏面に露出する板状の裏面電極部３０８とが、絶縁性シート３０２をその厚み方向に貫通して伸びる短絡部３１０を介して一体に連結されて構成されている。

このようなシート状プローブ３００は、一般に以下のようにして製造される。
先ず、図１５（ａ）に示したように、絶縁性シート３０２の一面に金属層３１２が形成されてなる積層体３００Ａを用意し、図１５（ｂ）に示したように、絶縁性シート３０２にその厚み方向に貫通する貫通孔３１４Ｈを形成する。

次いで、図１５（ｃ）に示したように、絶縁性シート３０２の金属層３１２上にレジスト膜３１６を形成したうえで、金属層３１２を共通電極として電解メッキ処理を施すことにより、絶縁性シート３０２の貫通孔３１４Ｈの内部に金属の堆積体が充填されて金属層３１２に一体に連結された短絡部３１０が形成されるとともに、絶縁性シート３０２の表面に、短絡部３１０に一体に連結された突起状の表面電極部３０６が形成される。

その後、金属層３１２からレジスト膜３１６を除去し、さらに、図１５（ｄ）に示したように、表面電極部３０６を含む絶縁性シート３０２の表面にレジスト膜３１８を形成するとともに、金属層３１２上に、形成すべき裏面電極部のパターンに対応するパターンに従ってレジスト膜３２０を形成し、金属層３１２に対してエッチング処理を施すことにより、図１５（ｅ）に示したように、金属層３１２における露出する部分が除去されて裏面電極部３０８が形成され、電極構造体３０４が形成される。

そして、絶縁性シート３０２および表面電極部３０６上に形成されたレジスト膜３１８を除去するとともに、裏面電極部３０８上に形成されたレジスト膜３２０を除去することにより、シート状プローブ３００が得られる。

上記のシート状プローブ３００は、例えばウエハの表面に、シート状プローブ３００における電極構造体３０４の表面電極部３０６がウエハの被検査電極上に位置するよう配置される。

そして、この状態でウエハが検査用回路基板１００によって押圧されることにより、異方導電性シート２００が、シート状プローブ３００における電極構造体３０４の裏面電極部３０８によって押圧される。

これにより、異方導電性シート２００には、裏面電極部３０８と検査用回路基板１００の検査電極１０２との間にその厚み方向に導電路が形成され、その結果、ウエハの被検査電極と検査用回路基板１００の検査電極１０２との電気的接続が達成される。

そして、この状態でウエハについて所要の電気的検査が実行される。
このような検査用プローブによれば、検査用回路基板１００とシート状プローブ３００との間に、異方導電性シート２００が設けられているため、ウエハが検査用プローブによって押圧されたときに、ウエハの反りの大きさに応じて異方導電性シート２００が変形することとなり、ウエハにおける多数の被検査電極の各々に対して良好な電気的接続を確実
に達成することができる。
特開平７−２３１０１９号公報 特開昭５１−９３３９３号公報 特開昭５３−１４７７７２号公報 特開昭６１−２５０９０６号公報

しかしながら、図１４に示したような従来のプローブカードを用いた検査用プローブでは、使用されるシート状プローブおよび異方導電性シートは、ウエハの被検査電極の検査時において、これら２枚を重ねて使用しているため、各々の電極構造体と導電部との間で高精度の位置決めが要求されるものであるが、個体毎に僅かな寸法差を有する場合もあり、この寸法差によっては、被検査電極の検査を良好に行うことができない場合があった。

さらに、このようなシート状プローブおよび異方導電性シートは、被検査電極にあわせて高精度な寸法精度が要求されるものであるため、これらをそれぞれに製造するに際して莫大な製造コストを要するものであった。

本発明は、このような現状に鑑み、被検査電極の検査時において高精度な検査が可能であるとともに、コスト削減を可能とするシート状プローブおよびその製造方法ならびにその応用を提供することを目的とする。

本発明は、前述したような従来技術における課題および目的を達成するために発明されたものであって、本発明のシート状プローブは、
弾性を有する絶縁層と、
前記絶縁層にその面方向に互いに離間して配置され、前記絶縁層の厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体と、
を有するシート状プローブであって、
前記電極構造体の各々は、
前記絶縁層の厚み方向の表面側に形成された表面電極部と、
前記絶縁層の厚み方向の裏面側に形成された裏面電極部と、
前記表面電極部の形成位置から水平方向に異なる位置に、表面電極部とつながった状態で形成された表面配線部と、
前記裏面電極部の形成位置から水平方向に異なる位置に、裏面電極部とつながった状態で形成された裏面配線部と、
前記表面配線部および裏面配線部とを電気的に導通可能とし、表面配線部と裏面配線部とを連絡する短絡部と、から構成された断面略コ字形状であって、
前記表面電極部と裏面電極部とが、前記絶縁層の弾性によって変位可能となるように構成されていることを特徴とする。

また、本発明のシート状プローブの製造方法は、
弾性を有する絶縁層を準備する工程と、
前記絶縁層にその面方向に互いに離間して配置され、前記絶縁層の厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体を形成する工程と、
を有するシート状プローブの製造方法であって、
前記電極構造体を形成する工程では、
前記絶縁層に貫通孔を形成し、
前記絶縁層の厚み方向の上面側に表面電極部を形成し、
前記絶縁層の厚み方向の下面側に裏面電極部を形成し、
前記表面電極部の形成位置から水平方向に異なる位置に、表面電極部とつながった状態で表面配線部を形成し、
前記裏面電極部の形成位置から水平方向に異なる位置に、裏面電極部とつながった状態で裏面配線部を形成し、
前記表面配線部および裏面配線部とを電気的に導通可能とし、表面配線部と裏面配線部とを連絡する短絡部を形成することを特徴とする。

このように構成すれば、シート状プローブの表面電極部と裏面電極部とが、短絡部から水平方向に移動した位置に形成されているため、絶縁層の弾性によって変位可能となり、結果として、従来のように異方導電性シートを用いなくとも、精度良く被検査電極の検査を行うことができる。

また、従来のようにシート状プローブと別に異方導電性シートを用意する必要がないため、従来に比べて製造コストを削減することができる。
さらに、従来のようにシート状プローブと異方導電性シートとの位置決めをする必要がないため、製品寸法誤差の積み重ねがなく、従来に比べて精度良く電極検査を行うことができる。

また、本発明のシート状プローブは、
前記表面電極部が、半球状の突起形状を有することを特徴とする。
また、本発明のシート状プローブの製造方法は、
前記表面電極部が、半球状の突起形状を有することを特徴とする。

このような形状に表面電極部を構成すれば、表面配線部よりも表面電極部が突出した状態となるため、ウエハの披検査電極に確実にシート状プローブの表面電極部を接続可能であり、これにより精度良く電極検査を行うことができる。

また、本発明のシート状プローブは、
前記電極構造体は、
前記短絡部の中心から前記表面電極部の中心までの水平距離が、１０μｍ〜５００μｍの範囲内となるように構成されていることを特徴とする。

また、本発明のシート状プローブの製造方法は、
前記電極構造体は、
前記短絡部の中心から前記表面電極部の中心までの水平距離が、１０μｍ〜５００μｍの範囲内となるように構成されていることを特徴とする。

このように構成すれば、シート状プローブの表面電極部と裏面電極部とが、絶縁層の弾性によって、充分に変位可能なバネ性を有するようにできるため、これにより反りを生じたウエハであっても被検査電極の電極検査を精度良く行うことができる。

また、本発明のシート状プローブは、
前記絶縁層が、
開口部を有する金属製の支持体の前記開口部に配置されていることを特徴とする。

また、本発明のシート状プローブの製造方法は、
前記絶縁層が、
開口部を有する金属製の支持体の前記開口部に配置されていることを特徴とする。

このように構成すれば、弾性を有するシート状プローブの取扱いが可能であるとともに
、支持体を支持してシート状プローブを移動し、被検査電極の電極検査を行えば、精度良くシート状プローブを移動できるため、確実に被検査電極の検査を行うことができる。

また、本発明のプローブカードは、
検査対象である回路装置とテスターとの電気的接続を行うためのプローブカードであって、
検査対象である回路装置の被検査電極に対応して複数の検査電極が形成された検査用回路基板と、
この検査用回路基板上に配置された上記のシート状プローブと、
を備えてなることを特徴とする。

このようなシート状プローブを備えたプローブカードであれば、精度良く被検査電極の検査を行うことができる。
また、本発明の回路装置の検査装置は、
上記のプローブカードを備えてなることを特徴とする。

このようなシート状プローブを備えたプローブカードを用いた検査装置であれば、精度良く被検査電極の検査を行うことができる。
また、本発明のプローブカードは、
検査対象である回路装置とテスターとの電気的接続を行うためのプローブカードであって、
検査対象である回路装置の被検査電極に対応して複数の検査電極が形成された検査用回路基板と、
この検査用回路基板上に配置された上記の製造方法にて製造されたシート状プローブと、
を備えてなることを特徴とする。

このようなシート状プローブを備えたプローブカードであれば、精度良く被検査電極の検査を行うことができる。
また、本発明の回路装置の検査装置は、
上記のプローブカードを備えてなることを特徴とする。

このようなシート状プローブを備えたプローブカードを用いた検査装置であれば、精度良く被検査電極の検査を行うことができる。
また、本発明のウエハの検査方法は、
複数の集積回路が形成されたウエハの各集積回路を、
上記のプローブカードを介してテスターに電気的に接続し、
前記各集積回路の電気検査を行うことを特徴とする。

このようなシート状プローブを備えたプローブカードを用いてウエハの検査を行えば、精度良く被検査電極の検査を行うことができる。

本発明によれば、シート状プローブを異方導電性シートの機能を有する構成とすることで、ウエハの被検査電極の検査時において高精度な検査が可能であるとともに、従来のように異方導電性シートを用いる必要がないため、検査用プローブのコスト削減を可能とするシート状プローブおよびその製造方法ならびにその応用を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜シート状プローブ１０＞
図１は、本発明のシート状プローブの実施形態を示した図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＸ−Ｘ線による断面図、図２は、図１のシート状プローブにおける接点膜を拡大して示した平面図、図３は、本発明のシート状プローブにおける構造を示す説明用断面図、図４は、本発明のシート状プローブの電極構造体を拡大して示す説明用断面図である。

本発明のシート状プローブ１０は、例えば複数の集積回路が形成された８インチなどのウエハについて、各集積回路の電気検査をウエハの状態で行うために用いられるものである。

このようなシート状プローブ１０は、図１（ａ）に示したように、被検査対象であるウエハ上の各集積回路に対応する各位置に、厚み方向に貫通した開口部が形成された支持体２５を有し、この開口部内に接点膜９が配置されている。

接点膜９は、支持体２５の開口部周辺の支持部２７で、支持体２５に支持されている。
さらに支持部２７は、図１（ｂ）に示したように絶縁層１８Ｂからなる接点膜９が形成され、この支持体２５によって接点膜９が支持されている。

このような接点膜９は、図２に示したように柔軟な絶縁層１８Ｂに電極構造体１５が貫通形成された構造となっている。
また、シート状プローブ１０は、回路装置の電気的検査を行うための検査用プローブに用いられるものであって、図３に示したように、柔軟な絶縁層１８Ｂと支持体２５とを有し、この絶縁層１８Ｂには、絶縁層１８Ｂの厚み方向に伸び、金属よりなる複数の電極構造体１５が、検査対象である回路装置の被検査電極のパターンに対応するパターンに従って、絶縁層１８Ｂの面方向に互いに離間して配置されている。

電極構造体１５の各々は、絶縁層１８Ｂの表面に露出する矩形（例えば円形）の平板状の表面配線部１１と、絶縁層１８Ｂの裏面に露出する矩形（例えば円形）の平板状の裏面配線部１２と、表面配線部１１の基端から連続して絶縁層１８Ｂをその厚み方向に貫通して伸びて裏面配線部１２に連結された短絡部１８と、により構成されている。

そして表面配線部１１は、短絡部１８から水平方向に移動した位置まで張り出した形状を有しており、その張り出した部分に表面電極部１６が形成されている。なお、表面電極部１６は、表面配線部１１の面よりも上方に突出して形成されており、その形状は特に限定されるものではないが、好ましくは半球状の突起形状を有することが好ましい。

また、裏面配線部１２においても、表面配線部１１と同様に、短絡部１８から水平方向に移動した位置まで張り出した形状を有しこの部分が裏面電極部１７となっており、これにより電極構造体１５の各々は、断面略コ字状の形態となっている。

このような電極構造体１５は、図４に示したように、絶縁層１８Ｂの厚みＴ１を１０μｍ〜５００μｍ、絶縁層１８Ｂの上面から表面配線部１１までの高さＨ１を１μｍ〜１００μｍ、絶縁層１８Ｂの下面から裏面配線部１２までの高さＨ２を１μｍ〜１００μｍ、表面電極部１６の径Ｒ１を１μｍ〜１００μｍ、短絡部１８の径Ｒ２を１μｍ〜１００μｍ、絶縁層１８Ｂの上面から表面電極部１６の最上面までの高さＨ３を１μｍ〜１００μｍ、と設定することが好ましい。

なお、このように設定した場合、表面電極部１６の中心から短絡部１８の中心までの距離Ｌは、１０μｍ〜５００μｍの範囲に設定することが好ましい。
このように設定することにより、表面電極部１６部分が、短絡部１８を起点とした片持ち梁状態となり充分なバネ性を有するとともに、柔軟な絶縁層１８Ｂの弾性によって、表面電極部１６部分が変位可能な構造となっている。このため、後述する反りを有するウエハの被検査電極に対しても精度良く被検査電極の電極検査を行うことができるようになっている。

また、絶縁層１８Ｂ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いが、例えばポリイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリエステルなどを用いることができる。中でも、短絡部１８を形成するための貫通孔をエッチングにより容易に形成することができる点で、エッチング可能な材料よりなることが好ましく、特にポリイミド樹脂が好ましい。

さらに支持体２５は、本実施例では図５（ａ）に示したように絶縁層１８Ｂの中間層として含まれているが、他にも図５（ｂ）に示したように、絶縁層１８Ｂと積層された状態で絶縁性シートの裏面に設けられていても、また表面に設けられていてもよく、適宜選択が可能なものである。

また支持体２５は、電極構造体１５とは離間して配置され、電極構造体１５と支持体２５は絶縁層１８Ｂで連結され、電極構造体１５と支持体２５とは、電気的に絶縁されている。

このような支持体２５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もしくは合金鋼を用いることができるが、エッチング処理によって容易に開口部を形成できる点で、４２合金、インバー、コバールなどの鉄−ニッケル合金鋼や銅、ニッケルおよびこれらの合金が好ましい。

また、支持体２５としては、その線熱膨張係数が３×０^-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。

このような支持体２５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。

支持体２５の厚みは、３〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは５〜５０μｍである。
この厚みが過小である場合には、シート状プローブ１０を支持する支持体２５として必要な強度が得られないことがある。

逆にこの厚みが過大である場合には、支持体２５を絶縁層１８Ｂの内部に有する構造とする場合に絶縁層１８Ｂの厚みも大きいものとなり、その結果、絶縁層１８Ｂの電極構造体形成時において、貫通孔の形成が困難となることがある。

また、絶縁層１８Ｂをエッチングなどにより、図６（ａ）または図６（ｂ）に示したように、多数の接点膜９に分離して支持体２５に支持させてもよい。
この場合、支持体２５の各々の開口部２６に電極構造体１５を保持する柔軟な接点膜９が互いに独立した状態（図６（ａ））、部分的に独立した状態（図６（ｂ））で配置される。

接点膜９の各々は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、柔軟な絶縁層１８Ｂを有し、こ
の絶縁層１８Ｂには、絶縁層１８Ｂの厚み方向に伸びる金属よりなる複数の電極構造体１５が、検査対象であるウエハ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、絶縁層１８Ｂの面方向に互いに離間して配置されており、接点膜９は、支持体２５の開口部２６内に位置するよう配置されている。

電極構造体１５を構成する金属としては、ニッケル、銅、金、銀、パラジウム、鉄などを用いることができ、電極構造体１５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、電極構造体１５の配置ピッチは、接続すべき回路装置の被検査電極のピッチと同一のものとされるが、４０〜１６０μｍピッチであることが好ましく、４０〜１２０μｍであることがより好ましく、特に４０〜１００μｍであることが好ましい。

このような条件を満足することにより接続すべき回路装置は、ピッチが１２０μｍ以下の小さくて微小な電極を有するものや、ピッチが１００μｍ以下の極めて小さい微小な電極を有するものであっても、回路装置に対して安定な電気的接続状態が確実に得られる。＜シート状プローブ１０の製造方法＞
以下、本願発明のシート状プローブ１０の製造方法について説明する。

まず、図７（ａ）に示したように、予め開口部２６を有する金属製の支持体２５を用意する。
次いで、図７（ｂ）に示したように、支持体２５の開口部２６の開口縁２９を覆うように、弾性を有する絶縁層１８Ｂを形成し、絶縁層１８Ｂの厚み内に支持体２５が含まれるようにする。

さらに、図７（ｃ）に示したように、絶縁層１８Ｂの上面側（表面側）と下面側（裏面側）とに、例えば銅からなる金属層２０Ａおよび２０Ｂを形成する。この金属層２０Ａ、２０Ｂは、後述する電極構造体の形成時に行われる電気メッキの際に電極として用いるために形成されたものである。

次いで、図８（ａ）に示したように、電極構造体の短絡部となる所定の位置に、レーザー加工によって金属層２０Ａと絶縁層１８Ｂと金属層２０Ｂを貫通する複数の貫通孔２２を形成する。

さらに、図８（ｂ）に示したように、電極構造体の短絡部、表面配線部、表面電極部、裏面配線部、裏面電極部を形成するための準備として、これらの形成位置にあわせてパターン形成されたレジスト層２４Ａ、２４Ｂを、金属層２０Ａ、２０Ｂの上面にそれぞれ形成する。

なお、レジスト層２４Ａ、２４Ｂを形成する材料としては、エッチング用のフォトレジストとして使用されている種々のものを用いることができる。
次いで、図８（ｃ）に示したように、金属層２０Ａ、２０Ｂを電極として、電気メッキにより金属（例えばニッケル）を貫通孔２２内およびレジスト層２４Ａ、２４Ｂのバターン内に充填することにより、貫通孔２２内および金属層２０Ａ、２０Ｂの上面に、電極構造体１５の短絡部１８、表面配線部１１、表面電極部１６、裏面配線部１２、裏面電極部１７が形成される。

さらに、図９（ａ）に示したように、図８（ｂ）の工程で形成したレジスト層２４Ａ、２４Ｂを除去する。
次いで、図９（ｂ）に示したように、図９（ａ）に示した積層体をエッチング液に短時間浸して、金属層２０Ａ、２０Ｂの露出部分を除去する。なお、本実施例では、金属層２０Ａ，２０Ｂの材質を銅とし、電気メッキにより形成された短絡部１８、表面配線部１１、表面電極部１６、裏面配線部１２、裏面電極部１７の材質をニッケルとしており、銅よりニッケルの方が、エッチング速度が遅いために、金属層２０Ａ、２０Ｂの露出部分のみを除去可能としている。
ここで、金属層２０Ａ、２０Ｂをエッチング処理するためのエッチング液としては、アミン系エッチング液、ヒドラジン系水溶液や水酸化カリウム水溶液などを用いることができる。

さらに、図９（ｃ）に示したように、後述する表面電極部１６の突起形状部分を形成するため、絶縁層１８Ｂの上面側および下面側にレジスト層２６Ａ、２６Ｂを形成する。
次いで、図１０（ａ）に示したように、化学メッキにより、表面電極部１６の突起形状部分２８を形成する。なお、化学メッキにより形成される突起形状部分２８の材質としては、例えばニッケルを用いることができる。

最後に、図１０（ｂ）に示したように、レジスト層２６Ａ、２６Ｂを除去することで、絶縁層１８Ｂ中に断面略コ字状を有する複数の電極構造体１５が形成されたシート状プローブ１０が完成する。

このように本願発明のシート状プローブ１０は、上述したような製造方法によって簡単に製造可能である。さらに、従来シート状プローブと異方導電性シートの２枚を使用して行っていた被検査電極の電極検査が、本願発明のシート状プローブでは、異方導電性シートの役割を兼ねる構造であるため、シート状プローブ１枚だけで、被検査電極の電極検査を精度良く行うことができる。

また、従来、シート状プローブと異方導電性シートの２枚を使用して被検査電極の電極検査をおこなっていたため、２枚のシート間における電極の位置ズレが生ずる場合があったが、本願発明のシート状プローブでは、１枚であるため、２枚のシート間における電極の位置ズレの心配が無く、精度良く被検査電極の検査が可能である。
＜プローブカードおよび回路装置の検査装置＞
図１１は、本発明に係る回路装置の検査装置の一例における構成を示す説明用断面図であり、この回路装置の検査装置は、ウエハに形成された複数の集積回路の各々について、集積回路の電気的検査をウエハの状態で行うためのものである。

また、このような回路装置の検査装置は、図１１に示したように、シート状プローブ１０が、絶縁層１８Ｂを金属製の支持体２５で支持するシート状プローブ１０である場合には、支持体２５の外縁部に支持板３０が接着剤により接着された状態で使用される。

この回路装置の検査装置は、被検査回路装置であるウエハ６の被検査電極７の各々とテスターとの電気的接続を行うプローブカード１（絶縁層１８Ｂを支持体２５で支持するシート状プローブ１０）を有する。

このプローブカード１においては、図１２に拡大して示したように、ウエハ６に形成された全ての集積回路における被検査電極７のパターンに対応するパターンに従って、複数の検査電極２１が表面（図において下面）に形成された検査用回路基板２０を有している。

そして、シート状プローブ１０は、検査用回路基板２０の検査電極２１と、裏面電極部１７とが一致するように固定された状態で保持されている。
また、プローブカード１における検査用回路基板２０の裏面（図において上面）には、プローブカード１を下方に加圧する加圧板３が設けられ、プローブカード１の下方には、ウエハ６が載置されるウエハ載置台４が設けられており、加圧板３およびウエハ載置台４の各々には、加熱器５が接続されている。なお、このような回路装置の検査装置は、分解すると図１３に示したような構成である。

また、シート状プローブ１０は、支持体２５の外縁部に接着した支持板３０と、加圧板３の凹部３２とが嵌合することによって、位置決めを行うことができるようになっている。

さらに、検査用回路基板２０を構成する基板材料としては、従来公知の種々の基板材料を用いることができる。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などの複合樹脂材料、ガラス、二酸化珪素、アルミナなどのセラミックス材料などが挙げられる。

また、ＷＬＢＩ試験を行うための検査装置を構成する場合には、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^-6〜６×１０^-6／Ｋである。

このような基板材料の具体例としては、パイレックス（登録商標）ガラス、石英ガラス、アルミナ、ベリリア、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などが挙げられる。
上記のプローブカード１によれば、図３に示したような本願発明のシート状プローブ１０を備えてなるため、小さいピッチで被検査電極７が形成されたウエハ６に対しても安定な電気的接続状態を確実に達成することができる。

しかも、シート状プローブ１０における電極構造体１５が片持ち梁となる断面略コ字形状であり、絶縁層１８Ｂの弾性により電極構造体１５の表面電極部１６と裏面電極部１７とが柔軟に変位可能であるため、確実に被検査電極の電極検査を行うことができる。

そして、上記の検査装置によれば、図３に示したようなシート状プローブ１０を有するプローブカード１を備えてなるため、小さいピッチで被検査電極７が形成されたウエハ６に対しても安定な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、プローブカード１が高い耐久性を有するため、多数のウエハ６の検査を行う場合でも、長期間にわたって信頼性の高い検査を実行することができる。

以上、本発明のシート状プローブおよびその製造方法ならびにその応用における好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、以下のように、種々の変更を加えることが可能である。
（１）図１１に示したプローブカード１は、ウエハ６に形成された全ての集積回路の被検査電極７に対して一括して電気的接続を達成するものであるが、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複数の集積回路の被検査電極７に電気的に接続されるものであってもよい。

選択される集積回路の数は、ウエハ６のサイズ、ウエハ６に形成された集積回路の数、各集積回路における被検査電極７の数などを考慮して適宜選択され、例えば１６個、３２個、６４個、１２８個である。

このようなプローブカード１を有する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複数の集積回路の被検査電極７に、プローブカード１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１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電気的検査を行うことができる。

そして、このような検査装置によれば、直径が８インチまたは１２インチのウエハ６に高い集積度で形成された集積回路について電気的検査を行う場合において、全ての集積回路について一括して検査を行う方法と比較して、用いられる検査用回路基板２０の検査電極数や配線数を少なくすることができ、これにより検査装置の製造コストの低減化を図ることができる。
（２）本発明の検査装置の検査対象である回路装置は、多数の集積回路が形成されたウエハ６に限定されるものではなく、半導体チップや、ＢＧＡ、ＣＳＰなどのパッケージＬＳＩ、ＣＭＣなどの半導体集積回路装置などに形成された回路の検査装置として構成することができる。
（３）本発明のシート状プローブ１０においては、例えば図６（ａ）に示したような電極構造体１５を有する絶縁層１８Ｂよりなる複数の接点膜９が、支持体２５の開口部２６の各々に配置し支持体２５により支持された状態のシート状プローブ１０であってもよく、さらに図６（ｂ）に示すように一つの接点膜９が支持体２５の複数の開口部２６を覆うように配置されたものであってもよい。

このように独立する複数の接点膜９によりシート状プローブ１０を構成することにより、例えば直径８インチ以上のウエハ検査用のシート状プローブ１０を構成した場合、温度変化による接点膜９の伸縮が小さくなり電極構造体１５の位置ずれが小さくなり好ましい。

このようなシート状プローブ１０は、本発明のシート状プローブ１０の製造方法における図１０（ｂ）の状態で絶縁層１８Ｂにレジストによるパターニングと、エッチングにより絶縁層１８Ｂを任意の形状の接点膜９に分割することにより得られる。

以上のように、本発明のシート状プローブおよびその製造方法ならびにその応用は、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能なものである。

図１は、本発明のシート状プローブの実施形態を示した図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＸ−Ｘ線による断面図である。 図２は、図１のシート状プローブにおける接点膜を拡大して示した平面図である。 図３は、本発明のシート状プローブにおける構造を示す説明用断面図である。 図４は、本発明のシート状プローブの電極構造体を拡大して示す説明用断面図である。 図５（ａ）は、本発明のシート状プローブにおける接点膜の支持部の断面図、図５（ｂ）は、支持体として板状支持体を用いて絶縁層をその表面で支持した場合を示した断面図である。 図６は、本発明のシート状プローブの実施形態を示した断面図である。 図７は、本発明のシート状プローブの製造方法における製造工程を示す説明用断面図である。 図８は、本発明のシート状プローブの製造方法における製造工程を示す説明用断面図である。 図９は、本発明のシート状プローブの製造方法における製造工程を示す説明用断面図である。 図１０は、本発明のシート状プローブの製造方法における製造工程を示す説明用断面図である。 図１１は、本発明の回路装置の検査装置およびそれに用いられるプローブカードの実施形態を示した断面図である。 図１２は、図１１に示す検査装置におけるプローブカードを拡大して示す説明用断面図である。 図１３は、図１１のプローブカードにおける一部分解状態を示した分解図である。 図１４は、従来のプローブカードの一例における構成を示した説明用断面図である。 図１５は、従来のシート状プローブの製造工程を示した説明用断面図である。

符号の説明

１ プローブカード
３ 加圧板
４ ウエハ載置台
５ 加熱器
６ ウエハ
７ 検査電極
９ 接点膜
１０ シート状プローブ
１１ 表面配線部
１２ 裏面配線部
１５ 電極構造体
１６ 表面電極部
１７ 裏面電極部
１８ 短絡部
１８Ｂ 絶縁層
２０ 検査用回路基板
２０Ａ 金属層
２０Ｂ 金属層
２１ 検査電極
２２ 貫通孔
２４Ａ レジスト層
２４Ｂ レジスト層
２５ 支持体
２６Ａ レジスト層
２６Ｂ レジスト層
２６ 開口部
２７ 支持部
２８ 突起形状部分
２９ 開口縁
３０ 支持板
Ｔ１ 絶縁層の厚み
Ｈ１ 絶縁層の上面から表面配線部までの高さ
Ｈ２ 絶縁層の下面から裏面配線部までの高さ
Ｈ３ 絶縁層の上面から表面電極部の最上面までの高さ
Ｒ１ 表面電極部の径
Ｒ２ 短絡部の径
Ｌ 表面電極部の中心から短絡部の中心までの水平方向距離
１００ 検査用回路基板
１０２ 検査電極
２００ 異方導電性シート
３００ シート状プローブ
３００Ａ 積層体
３０２ 絶縁性シート
３０４ 電極構造体
３０６ 表面電極部
３０８ 裏面電極部
３１０ 短絡部
３１２ 金属層
３１４Ｈ 貫通孔
３１６ レジスト膜
３１８ レジスト膜
３２０ レジスト膜

Claims (6)

1. 弾性を有する絶縁層と、
   前記絶縁層にその面方向に互いに離間して配置され、前記絶縁層の厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体と、
   を有するシート状プローブであって、
   前記電極構造体の各々は、
   前記絶縁層の厚み方向の表面側に形成された表面電極部と、
   前記絶縁層の厚み方向の裏面側に形成された裏面電極部と、
   前記表面電極部の形成位置から水平方向に異なる位置に、表面電極部とつながった状態で形成された表面配線部と、
   前記裏面電極部の形成位置から水平方向に異なる位置に、裏面電極部とつながった状態で形成された裏面配線部と、
   前記表面配線部および裏面配線部とを電気的に導通可能とし、表面配線部と裏面配線部とを連絡する短絡部と、から構成された断面略コ字形状であって、
   前記表面電極部と裏面電極部とが、前記絶縁層の弾性によって変位可能となるように構成されていることを特徴とするシート状プローブ。
2. 前記表面電極部が、半球状の突起形状を有することを特徴とする請求項１に記載のシート状プローブ。
3. 前記電極構造体は、
   前記短絡部の中心から前記表面電極部の中心までの水平距離が、１０μｍ〜５００μｍの範囲内となるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシート状プローブ。
4. 前記絶縁層が、
   開口部を有する金属製の支持体の前記開口部に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のシート状プローブ。
5. 検査対象である回路装置とテスターとの電気的接続を行うためのプローブカードであって、
   検査対象である回路装置の被検査電極に対応して複数の検査電極が形成された検査用回路基板と、
   この検査用回路基板上に配置された請求項１から４のいずれかに記載のシート状プローブと、
   を備えてなることを特徴とするプローブカード。
6. 請求項５に記載されたプローブカードを備えてなることを特徴とする回路装置の検査装置。

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