KR101167748B1 - 웨이퍼 검사용 탐침 부재, 웨이퍼 검사용 프로브 카드 및웨이퍼 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 직경이 8인치 이상으로 피검사 전극의 피치가 매우 작은 웨이퍼라도 양호한 전기적 접속 상태가 확실하게 달성되고, 온도 변화에 의한 위치 어긋남이 방지되어 양호한 전기적 접속 상태가 안정적으로 유지되는 탐침 부재, 프로브 카드 및 웨이퍼 검사 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 탐침 부재는 개구가 형성된 금속으로 이루어지는 프레임판 및 그 표면에 개구를 폐색하도록 배치되어 지지된 복수의 접점막으로 이루어지고, 접점막은 유연한 절연막에 복수의 전극 구조체가 배치되어 이루어지는 시트 형상 프로브와, 복수의 개구가 형성된 프레임판 및 이 프레임판에, 각각 하나의 개구를 폐색하도록 배치되어 지지된 복수의 탄성 이방 도전막으로 이루어지고, 시트 형상 프로브의 이면에 배치된 이방 도전성 커넥터를 갖고, 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판의 개구는 이방 도전성 커넥터의 프레임판에 있어서의 면 방향의 외형을 수용할 수 있는 크기로 되어 있다.

탐침 부재, 커넥터, 시트 형상 프로브, 프레임판, 접점막

Description

웨이퍼 검사용 탐침 부재, 웨이퍼 검사용 프로브 카드 및 웨이퍼 검사 장치 {PROBE MEMBER FOR WAFER INSPECTION, PROBE CARD FOR WAFER INSPECTION AND WAFER INSPECTION APPARATUS}

본 발명은 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위해 이용되는 웨이퍼 검사용 탐침 부재, 웨이퍼 검사용 프로브 카드 및 웨이퍼 검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 집적 회로 장치의 제조 공정에 있어서는, 예를 들어 실리콘으로 이루어지는 웨이퍼에 다수의 집적 회로를 형성하고, 그 후 이들의 집적 회로의 각각에 대해 기초적인 전기 특성을 검사함으로써, 결함을 갖는 집적 회로를 선별하는 프로브 시험이 행해진다. 다음에, 이 웨이퍼를 다이싱함으로써 반도체 칩이 형성되고, 이 반도체 칩이 적절한 패키지 내에 수납되어 밀봉된다. 또한, 패키지화된 반도체 집적 회로 장치의 각각에 대해, 고온 환경 하에 있어서 전기 특성을 검사함으로써, 잠재적 결함을 갖는 반도체 집적 회로 장치를 선별하는 번인(burn-in) 시험이 행해진다.

그리고, 프로브 시험 등의 집적 회로의 전기적 검사에 있어서는, 검사 대상물에 있어서의 피검사 전극의 각각을 테스터에 전기적으로 접속하기 위해, 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 배치된 검사용 전극을 갖는 프로브 카드가 이용되어 있다. 이러한 프로브 카드로서는, 종래 핀 또는 블레이드로 이루어지는 검사용 전극(검사 프로브)이 배열되어 이루어지는 것이 사용되고 있다.

그렇게 하여, 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 대해 행해지는 프로브 시험에 있어서는, 종래 웨이퍼를 복수 예를 들어 16개의 집적 회로가 형성된 복수의 영역으로 분할하고, 이 영역에 형성된 모든 집적 회로에 대해 일괄하여 프로브 시험을 행하고, 차례로 그 밖의 영역에 형성된 집적 회로에 대해 일괄하여 프로브 시험을 행하는 방법이 채용되어 있다. 그리고, 최근 검사 효율을 향상시켜 검사 비용의 저감화를 도모하기 위해, 보다 다수의 집적 회로에 대해 일괄하여 프로브 시험을 행하는 것이 요청되고 있다.

그런데, 이와 같은 프로브 시험에 이용되는 프로브 카드를 제작하기 위해서는, 매우 다수의 검사 프로브를 배열하는 것이 필요해지므로, 상기 프로브 카드는 매우 고가인 것이 되고, 또한 피검사 전극이 다수이고 그 피치가 작은 것일 경우에는 프로브 카드를 제작하는 것 자체가 곤란해진다.

이상과 같은 이유로부터, 최근에 있어서는 한 면에 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 복수의 검사용 전극이 형성된 검사용 회로 기판과, 이 검사용 회로 기판의 한 면 상에 배치된 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 각각 두께 방향으로 신장하는 복수의 도전부가 형성된 이방 도전성 엘라스토머 시트와, 이 이방 도전성 엘라스토머 시트 상에 배치된 시트 형상 프로브를 구비하여 이루어지는 프로브 카드가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1). 이 프로브 카 드에 있어서의 시트 형상 프로브는 절연성 시트와, 이 절연성 시트에 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 배치된, 각각 절연성 시트의 두께 방향으로 관통하여 신장하는 복수의 전극 구조체와, 절연성 시트의 주연부에 마련된, 예를 들어 세라믹스로 이루어지는 링 형상의 보유 지지 부재에 의해 구성되어 있다.

그러나, 검사 대상인 웨이퍼가, 예를 들어 직경이 8인치 이상의 대형인 것이며, 그 피검사 전극의 수가 예를 들어, 5000 이상, 특히 10000 이상인 것의 경우에는, 각 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 피치가 매우 작은 것이므로, 상기의 프로브 카드에 있어서의 이방 도전성 엘라스토머 시트에는, 이하와 같은 문제가 있다.

(1) 직경이, 예를 들어 8인치(약 20 ㎝)의 웨이퍼에 대해 복수의 집적 회로가 형성된 영역으로 분할하여 검사하기 위해서는, 이방 도전성 엘라스토머 시트로서는 그 면적이 매우 큰 것을 이용하는 것이 필요해진다. 그런데, 이와 같은 이방 도전성 엘라스토머 시트는 면적이 매우 큰 것이지만, 각 도전부는 미세하고, 상기 이방 도전성 엘라스토머 시트 표면에 차지하는 도전부 표면 면적의 비율이 작은 것이므로, 상기 이방 도전성 엘라스토머 시트를 확실하게 제조하는 것은 매우 곤란하다. 따라서, 이방 도전성 엘라스토머 시트의 제조에 있어서는 수율이 극단적으로 저하되는 결과, 이방 도전성 엘라스토머 시트의 제조 비용이 증대되고, 나아가서는 검사 비용이 증대된다.

(2) 웨이퍼를 구성하는 재료, 예를 들어 실리콘의 선열팽창계수는 3.3 × 10^-6/K 정도이며, 한편 이방 도전성 엘라스토머 시트를 구성하는 재료, 예를 들어 실리콘 고무의 선열팽창계수는 2.2 × 10^-4/K 정도이다. 이와 같이, 검사 대상인 집적 회로 장치를 구성하는 재료(예를 들어, 실리콘)와 이방 도전성 엘라스토머 시트를 구성하는 재료(예를 들어, 실리콘 고무) 사이에서, 선열팽창계수가 크게 다르면, 온도 변화에 의한 열이력을 받았을 때에, 이방 도전성 엘라스토머 시트의 도전부와 집적 회로 장치의 피검사 전극 사이에 위치 어긋남이 생기는 결과, 전기적 접속 상태가 변화되어 안정된 접속 상태를 유지하는 것이 곤란하다.

그리고, 상기의 문제를 해결하기 위해, 검사 대상인 웨이퍼에 있어서의 집적 회로의 피검사 전극이 형성된 전극 영역에 대응하여 복수의 개구가 형성된 프레임판과, 이 프레임판의 개구의 각각을 폐색하도록 배치된 복수의 탄성 이방 도전막으로 이루어지는 이방 도전성 커넥터가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).

한편, 상기의 프로브 카드에 있어서의 시트 형상 프로브에는, 이하와 같은 문제가 있다.

상기의 프로브 카드의 시트 형상 프로브에 있어서는 절연성 시트의 열팽창을 방지 또는 억제하기 위해, 상기 절연성 시트는 그에 장력을 작용시킨 상태로 보유 지지 부재로 고정되어 있다.

그런데, 절연성 시트에 대해 그 면 방향에 있어서의 모든 방향에 대해 균일하게 장력을 작용시키는 것은 매우 곤란하고, 또한 전극 구조체를 형성함으로써 절연성 시트에 작용하는 장력의 밸런스가 변화되고, 그 결과 상기 절연성 시트는 열 팽창에 대해 이방성을 갖게 되므로, 면 방향에 있어서의 한 방향의 열팽창을 억제하는 것이 가능해도, 상기 한 방향과 교차하는 다른 방향의 열팽창을 억제할 수 없다. 따라서, 온도 변화에 의한 열이력을 받았을 때에, 전극 구조체와 피검사 전극과의 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 없다.

또한, 절연성 시트를 이에 장력을 작용시킨 상태로 보유 지지 부재에 고정하기 위해서는, 가열 하에 있어서 절연성 시트를 보유 지지 부재에 접착한다는 번잡한 공정이 필요하기 때문에, 제조 비용의 증대를 초래한다는 문제가 있다.

본건 출원인은, 상기의 문제를 해결하기 위해, 검사 대상인 웨이퍼에 있어서의 집적 회로의 피검사 전극이 형성된 전극 영역에 대응하여 복수의 개구가 형성된 프레임판과, 이 프레임판의 한 면에 그 개구의 각각을 폐색하도록 배치되어 지지된 절연막에 전극 구조체가 배치되어 이루어지는 복수의 접점막으로 이루어지는 시트 형상 프로브 및 이 시트 형상 프로브와 상기의 이방 도전성 커넥터를 구비한 프로브 카드를 제안하였다(일본 특허 출원 제2004-305956호 명세서 참조).

그러나, 이와 같은 프로브 카드에 있어서는, 이하와 같은 문제가 있는 것이 판명되었다.

검사 대상인 웨이퍼와 프로브 카드의 접속 조작에 있어서, 양호한 전기적 접속을 달성하기 위해서는 프로브 카드에 있어서의 이방 도전성 커넥터의 도전부를, 시트 형상 프로브의 이면 전극부에 의해 두께 방향으로 가압하여 충분히 압축시키는 것이 긴요하다.

그런데, 도41에 도시한 바와 같이 시트 형상 프로브(80)에 있어서의 접점 막(85)과 이방 도전성 커넥터(90)에 있어서의 탄성 이방 도전막(95) 사이에는, 상기 시트 형상 프로브(80)에 있어서의 프레임판(81)이 존재됨으로써, 시트 형상 프로브(80)의 전극 구조체(86)가 가압되었을 때에는 시트 형상 프로브(80)의 프레임판(81)이 이방 도전성 커넥터(90)의 탄성 이방 도전막(95)에 접촉하므로, 전극 구조체(86)의 이면 전극부(87)에 의해 탄성 이방 도전막(95)의 도전부(96)를 두께 방향으로 확실하게 압축시킬 수 없어, 그 결과 양호한 전기적 접속 상태를 확실하게 달성하는 것이 곤란해진다.

[특허문헌 1] 일본특허공개 제2001-15565호 공보

[특허문헌 2] 일본특허공개 제2002-184821호 공보

본 발명은, 이상과 같은 사정을 기초로 하여 이루어진 것이며, 그 목적은 검사 대상인 웨이퍼가 직경이 8인치 이상의 대면적으로 피검사 전극의 피치가 매우 작은 것이라도, 상기 웨이퍼에 대한 양호한 전기적 접속 상태를 확실하게 달성할 수 있고, 게다가 온도 변화에 의한 피검사 전극에 대한 위치 어긋남이 확실하게 방지되고, 웨이퍼에 대한 양호한 전기적 접속 상태가 안정적으로 유지되는 웨이퍼 검사용 탐침 부재, 웨이퍼 검사용 프로브 카드 및 웨이퍼 검사 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 웨이퍼 검사용 탐침 부재는 개구가 형성된 금속으로 이루어지는 프레임판 및 이 프레임판의 표면에, 그 개구를 폐색하도록 배치되어 지지된 접점막으로 이루어지고, 당해 접점막은 유연한 수지로 이루어지는 절연막에, 당해 절연막의 표면에 노출되는 표면 전극부 및 이면에 노출되는 이면 전극부가 절연막의 두께 방향으로 신장하는 단락부에 의해 연결되어 이루어지는 복수의 전극 구조체가, 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 일부의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극에 대응하는 패턴을 따라서 배치되어 이루어지는 시트 형상 프로브와,

검사 대상인 웨이퍼에 형성된 일부의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 복수의 개구가 형성된 프레임판 및 이 프레임판에, 각각 하나의 개구를 폐색하도록 배치되어 지지된 복수의 탄성 이방 도전막으로 이루어지고, 상기 시트 형상 프로브의 이면에 배치된 이방 도전성 커넥터를 갖고,

상기 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판의 개구의 각각은, 상기 이방 도전성 커넥터 프레임판에 있어서의 면 방향의 외형을 수용할 수 있는 크기로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 웨이퍼 검사용 탐침 부재에 있어서는, 탄성 이방 도전막은 피검사 전극에 대응하는 패턴을 따라서 배치된 탄성 고분자 물질 중에 자성을 나타내는 도전성 입자가 함유되어 이루어지는 접속용 도전부와, 이들을 서로 절연하는 탄성 고분자 물질로 이루어지는 절연부를 갖게 되는 것이 바람직하다.

또한, 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판의 개구는 그 면 방향에 있어서의 최대 치수가 150 ㎜ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 절연막은 선열팽창계수가 1 × 10^-4/K 이하의 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판의 두께가 10 내지 200 ㎛인 것이 바람직하다.

또한, 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판 및 이방 도전성 커넥터에 있어서의 프레임판은, 각각 선열팽창계수가 3 × 10^-5/K 이하의 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 웨이퍼 검사용 프로브 카드는 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 일부의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극에 대응하는 패턴을 따라서 검사 전극이 표면에 형성된 검사용 회로 기판과, 이 검사용 회로 기판의 표면 상에 배치된 상기의 웨이퍼 검사용 탐침 부재를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 웨이퍼 검사 장치는 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로의 각각에 대해, 당해 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하는 웨이퍼 검사 장치이며, 상기의 프로브 카드를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 웨이퍼 검사용 탐침 부재에 따르면, 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판의 개구가, 상기 이방 도전성 커넥터 프레임판에 있어서의 면 방향의 외형을 수용할 수 있는 크기로 되어 있음으로써, 시트 형상 프로브의 전극 구조체가 가압되었을 때에, 시트 형상 프로브의 프레임판이 이방 도전성 커넥터에 접촉하는 것이 회피되기 때문에, 상기 탄성 이방 도전막을 두께 방향으로 확실하게 압축시킬 수 있어, 그 결과 웨이퍼에 대한 양호한 전기적 접속 상태를 확실하게 달성할 수 있다.

그리고, 본 발명의 웨이퍼 검사용 탐침 부재에 따르면, 시트 형상 프로브는 프레임판에 형성된 복수의 개구에 전극 구조체를 갖는 접점막이 배치되어 지지되어 이루어짐으로써, 접점막은 그 면적이 검사 대상인 웨이퍼의 면적에 비해 상당히 작은 것이 좋고, 면적이 작은 접점막은 그 절연막의 면 방향에 있어서의 열팽창의 절대량이 작기 때문에, 검사 대상인 웨이퍼가 직경이 8인치 이상의 대면적이며 피검사 전극의 피치가 매우 작은 것이라도, 온도 변화에 의한 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 이방 도전성 커넥터는 프레임판에 형성된 복수의 개구의 각각에 탄성 이방 도전막이 배치되어 지지되어 이루어짐으로써, 탄성 이방 도전막의 각각은 면적이 작은 것이 좋고, 면적이 작은 탄성 이방 도전막은 그 면 방향에 있어서의 열팽창의 절대량이 작기 때문에, 검사 대상인 웨이퍼가 직경이 8인치 이상의 대면적이며 피검사 전극의 피치가 매우 작은 것이라도, 온도 변화에 의한 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 검사에 있어서, 상기 웨이퍼에 대한 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

본 발명에 관한 웨이퍼 검사용 프로브 카드에 따르면, 상기의 웨이퍼 검사용 탐침 부재를 구비하여 이루어지므로, 검사 대상인 웨이퍼가 직경이 8인치 이상의 대면적이며 피검사 전극의 피치가 매우 작은 것이라도, 양호한 전기적 접속 상태를 확실하게 달성할 수 있고, 게다가 온도 변화에 의한 피검사 전극에 대한 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있고, 이에 의해 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

이와 같은 웨이퍼 검사용 프로브 카드는 직경이 8인치 이상의 대면적의 웨이퍼의 전기적 검사를 행하기 위한 웨이퍼 검사 장치에 이용되는 프로브 카드로서 매우 적합하다.

도1은 본 발명에 관한 탐침 부재의 일례에 있어서의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

도2는 도1에 도시한 탐침 부재의 주요부를 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.

도3은 도1에 도시한 탐침 부재에 있어서의 시트 형상 프로브의 평면도이다.

도4는 도1에 도시한 탐침 부재에 있어서의 시트 형상 프로브의 접점막을 확대하여 도시하는 평면도이다.

도5는 도1에 도시한 탐침 부재에 있어서의 시트 형상 프로브의 접점막의 구성을 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.

도6은 도1에 도시한 탐침 부재에 있어서의 시트 형상 프로브의 프레임판을 도시하는 평면도이다.

도7은 시트 형상 프로브를 제조하기 위해 이용되는 적층체의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

도8은 프레임판의 주연부에 보호 테이프가 배치된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도9는 도7에 도시한 적층체에 있어서의 이면 전극부용 금속박에 접착층이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도10은 적층체에 있어서의 이면 전극부용 금속박에 프레임판이 접착된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도11은 적층체에 있어서의 절연막에 관통 구멍이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도12는 절연막에 단락부 및 표면 전극부가 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도13은 접착층의 일부가 제거되어 이면 전극부용 금속박이 노출된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도14는 이면 전극부가 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도15는 도1에 도시한 탐침 부재에 있어서의 이방 도전성 커넥터를 도시하는 평면도이다.

도16은 본 발명에 관한 프로브 카드의 일례에 있어서의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

도17은 도16에 도시한 프로브 카드의 주요부의 구성을 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.

도18은 도16에 도시한 프로브 카드에 있어서의 검사용 회로 기판을 도시하는 평면도이다.

도19는 검사용 회로 기판에 있어서의 리드 전극부를 확대하여 도시하는 설명도이다.

도20은 본 발명에 관한 웨이퍼 검사 장치의 일례에 있어서의 구성을 도시하 는 설명용 단면도이다.

도21은 도20에 도시한 웨이퍼 검사 장치의 주요부의 구성을 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.

도22는 도20에 도시한 웨이퍼 검사 장치에 있어서의 커넥터를 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.

도23은 본 발명에 관한 탐침 부재에 있어서의 시트 형상 프로브의 다른 예의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

도24는 도23에 도시한 시트 형상 프로브를 제조하기 위해 이용되는 적층체의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

도25는 적층체의 보유 지지부 형성용 금속박에 개구가 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도26은 적층체의 절연 보호층용 수지 시트에 관통 구멍이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도27은 적층체의 절연 보호층용 수지 시트의 이면에 보유 지지부가 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도28은 적층체의 절연 보호층용 수지 시트의 이면에 절연막 및 이면 전극부 형성용 금속박이 적층된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도29는 이면 전극부 형성용 금속박에 개구가 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도30은 절연막에 관통 구멍이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도31은 적층체에 전극 구조체가 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도32는 절연막의 이면에 금속막이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도33은 금속막 상에 접착층을 통해 프레임판이 접착된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도34는 적층체로부터 도금 전극용 금속박이 제거된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도35는 절연 보호층이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.

도36은 도23에 도시한 시트 형상 프로브의 변형예의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

도37은 도23에 도시한 시트 형상 프로브의 다른 변형예의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

도38은 도23에 도시한 시트 형상 프로브의 또 다른 변형예의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

도39는 도23에 도시한 시트 형상 프로브의 또 다른 변형예의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

도40은 도23에 도시한 시트 형상 프로브의 또 다른 변형예의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

도41은 종래의 프로브 카드에 있어서의 시트 형상 프로브와 이방 도전성 커넥터의 위치 관계를 도시하는 설명용 단면도이다.

<부호의 설명>

1 : 탐침 부재

2 : 제어기

3 : 입출력 단자

3R : 입출력 단자부

4 : 커넥터

4A : 도전 핀

4B : 지지 부재

5 : 웨이퍼 적재대

6 : 웨이퍼

7 : 피검사 전극

10 : 시트 형상 프로브

11 : 프레임판

12 : 개구

14 : 보유 지지 부재

15 : 접점막

15A : 적층체

16 : 절연막

17 : 전극 구조체

17H : 관통 구멍

17a : 표면 전극부

17b : 이면 전극부

17c : 단락부

17d : 보유 지지부

18 : 금속막

18A : 이면 전극부용 금속박

18K : 개구

19 : 접착층

20 : 보호 테이프

21 : 절연 보호층

21A : 절연 보호층용 수지 시트

21B : 적층체

21H : 관통 구멍

22 : 도금 전극용 금속박

23 : 보유 지지부 형성용 금속박

23K : 개구

30 : 프로브 카드

31 : 검사용 회로 기판

32 : 제1 기판 소자

33 : 리드 전극

33R : 리드 전극부

34 : 홀더

34K : 개구

34S : 단차부

35 : 제2 기판 소자

36 : 검사용 전극

36R : 검사용 전극부

37 : 보강 부재

40 : 이방 도전성 커넥터

41 : 프레임판

42 : 개구

50 : 탄성 이방 도전막

51 : 기능부

52 : 접속용 도전부

53 : 절연부

54 : 돌출부

55 : 피지지부

80 : 시트 형상 프로브

81 : 프레임판

85 : 접점막

86 : 전극 구조체

87 : 이면 전극부

90 : 이방 도전성 커넥터

95 : 탄성 이방 도전막

96 : 도전부

P : 도전성 입자

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.

<웨이퍼 검사용 탐침 부재>

도1은 본 발명에 관한 웨이퍼 검사용 탐침 부재(이하, 간단히「탐침 부재」라 함)의 일례에 있어서의 구성을 도시하는 설명도이며, 도2는 도1에 도시한 탐침 부재의 주요부를 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.

이 탐침 부재(1)는, 예를 들어 복수의 집적 회로가 형성된 웨이퍼에 대해 상기 집적 회로의 각각의 프로브 시험을 웨이퍼의 상태로 행하기 위해 이용되는 것이며, 시트 형상 프로브(10)와, 이 시트 형상 프로브(10)의 이면에 배치된 이방 도전성 커넥터(40)에 의해 구성되어 있다.

도3은 탐침 부재(1)에 있어서의 시트 형상 프로브(10)를 도시하는 평면도이며, 도4 및 도5는 시트 형상 프로브(10)에 있어서의 접점막을 확대하여 도시하는 평면도 및 설명용 단면도이다.

시트 형상 프로브(10)는, 도6에도 도시한 바와 같이 개구(12)가 형성된 금속 으로 이루어지는 원형의 프레임판(11)을 갖는다.

프레임판(11)을 구성하는 금속으로서는 철, 구리, 니켈, 티탄 또는 이들의 합금 혹은 합금강을 이용할 수 있지만, 후술하는 제조 방법에 있어서 에칭 처리에 의해 용이하게 개구(12)를 형성할 수 있는 점에서, 42 합금, 인바, 코바르 등의 철-니켈 합금강이 바람직하다.

또한, 프레임판(11)으로서는 그 선열팽창계수가 3 × 10^-5/K 이하인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 -1 × 10^-7 내지 1 × 10^-5/K, 특히 바람직하게는 -1 × 10^-6 내지 8 × 10^-6/K이다.

이와 같은 프레임판(11)을 구성하는 재료의 구체예로서는, 인바 등의 인바형 합금, 엘린바 등의 엘린바형 합금, 슈퍼인바, 코바르, 42 합금 등의 합금 또는 합금강을 들 수 있다.

또한, 프레임판(11)의 개구(12)는 그 면 방향에 있어서의 최대 치수가 150 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 40 내지 120 ㎜이다. 이 최대 치수가 과대할 경우에는, 온도 변화에 의한 열이력을 받았을 때에, 전극 구조체(17)와 피검사 전극의 위치 어긋남을 확실하게 방지하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

또한, 프레임판(11)의 두께는 10 내지 200 ㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 10 내지 150 ㎛이다. 이 두께가 과소할 경우에는, 접점막(15)을 지지하는 프레임판으로서 필요한 강도를 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, 이 두께가 과대할 경우에는, 후술하는 제조 방법에 있어서 에칭 처리에 의해 개구(12)를 높은 치 수 정밀도로 형성하는 것이 곤란해지는 것이다.

프레임판(11)의 한 면에는 접착층(19)을 통해 금속막(18)이 일체로 형성되고, 이 금속막(18) 상에는 접점막(15)이, 상기 프레임판(11)의 하나의 개구(12)를 폐색하도록 배치되어 고정되고, 이에 의해 접점막(15)은 접착층(19) 및 금속막(18)을 통해 프레임판(11)에 지지되어 있다. 또한, 프레임판(11)의 다른 면에는 원형의 링 형상의 보유 지지 부재(14)가 상기 프레임판(11)의 주연부에 따라 배치되고, 상기 보유 지지 부재(14)에 의해 프레임판(11)이 보유 지지되어 있다.

금속막(18)은, 후술하는 전극 구조체(17)에 있어서의 이면 전극부(17b)와 동일한 재료에 의해 구성되어 있다.

또한, 접착층(19)을 구성하는 재료로서는 실리콘 고무계 접착제, 에폭시계 접착제, 폴리이미드계 접착제, 시아노아크릴레이트계 접착제, 폴리우레탄계 접착제 등을 이용할 수 있다.

또한, 보유 지지 부재(14)를 구성하는 재료로서는 인바, 슈퍼인바 등의 인바형 합금, 엘린바 등의 엘린바형 합금, 코바르, 42 얼로이 등의 저열팽창 금속 재료, 또는 알루미나, 탄화규소, 질화규소 등의 세라믹스 재료 등을 이용할 수 있다.

접점막(15)의 각각은 유연한 절연막(16)을 갖고, 이 절연막(16)에는 상기 절연막(16)의 두께 방향으로 신장하는 금속으로 이루어지는 복수의 전극 구조체(17)가, 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전극 영역에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서, 상기 절연막(16)의 면 방향으로 서로 이격하여 배치되어 있고, 상기 접점막(15)은 전극 구조체(17)의 각각이 프레임판(11)의 개 구(12) 내에 위치하도록 배치되어 있다.

전극 구조체(17)의 각각은 절연막(16)의 표면에 노출되는 돌기 형상의 표면 전극부(17a)와, 절연막(16)의 이면에 노출되는 판 형상의 이면 전극부(17b)가, 절연막(16)의 두께 방향으로 관통하여 신장하는 단락부(17c)에 의해 서로 일체로 연결되어 구성되어 있다.

절연막(16)을 구성하는 재료로서는, 절연성을 갖는 유연한 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 폴리이미드, 액정 폴리머 등의 수지 재료나 이러한 복합 재료를 이용할 수 있지만, 후술하는 제조 방법에 있어서 전극 구조체용의 관통 구멍을 에칭에 의해 용이하게 형성할 수 있는 점에서 폴리이미드를 이용하는 것이 바람직하다.

절연막(16)을 구성하는 그 밖의 재료로서는 메쉬 혹은 부직포, 또는 이들에 수지 혹은 탄성 고분자 물질이 함침되어 이루어지는 것을 이용할 수 있다. 이러한 메쉬 또는 부직포를 형성하는 섬유로서는 아라미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아릴레이트 섬유, 나일론 섬유, 테플론(등록 상표) 섬유 등의 불소 수지 섬유, 폴리에스테르 섬유 등의 유기 섬유를 이용할 수 있다. 이와 같은 재료를 절연막(16)을 구성하는 재료로서 이용함으로써, 전극 구조체(17)가 작은 피치로 배치되어도, 접점막(15) 전체의 유연성이 크게 저하되는 일이 없기 때문에, 전극 구조체(17)의 돌출 높이나 피검사 전극의 돌출 높이에 변동이 있어도, 접점막(15)이 갖는 유연성에 의해 충분히 흡수되므로, 피검사 전극의 각각에 대해 안정된 전기적 접속을 확실하게 달성할 수 있다.

또한, 절연막(16)을 형성하는 재료로서는, 그 선열팽창계수가 1 × 10^-4/K 이하인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 8 × 10^-6 내지 8 × 10^-5/K이다. 이 선열팽창계수가 과대할 경우에는 온도 변화에 의한 열이력을 받았을 때에, 전극 구조체(17)와 피검사 전극의 위치 어긋남을 확실하게 방지하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

또한, 절연막(16)의 두께는 상기 절연막(16)의 유연성이 손상되지 않으면 특별히 한정되지 않지만, 5 내지 150 ㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 7 내지 100 ㎛, 더 바람직하게는 10 내지 50 ㎛이다.

전극 구조체(17)를 구성하는 재료로서는 니켈, 철, 구리, 금, 은, 팔라듐, 철, 코발트, 텅스텐, 로듐 또는 이들의 합금 혹은 합금강 등을 이용할 수 있고, 전극 구조체(17)로서는 전체가 단일의 금속으로 이루어지는 것이라도, 2종 이상의 금속의 합금 또는 합금시(合金屍)로 이루어지는 것 또는 2종 이상의 금속이 적층되어 이루어지는 것이라도 좋다.

또한, 표면에 산화막이 형성된 피검사 전극에 대해 전기적 검사를 행할 경우에는, 시트 형상 프로브의 전극 구조체(17)와 피검사 전극을 접촉시켜 전극 구조체(17)의 표면 전극부(17a)에 의해 피검사 전극의 표면의 산화막을 파괴하고, 상기 전극 구조체(17)와 피검사 전극의 전기적 접속을 달성하는 것이 필요하다. 그로 인해, 전극 구조체(17)의 표면 전극부(17a)는 산화막을 용이하게 파괴할 수 있는 정도의 경도를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 표면 전극부(17a)를 얻기 위해, 표면 전극부(17a)를 구성하는 금속 중에 경도가 높은 분말 물질을 함유시킬 수 있다.

이와 같은 분말 물질로서는 다이아몬드 분말, 질화 실리콘, 탄화 실리콘, 세라믹스, 유리 등을 이용할 수 있고, 이들의 비도전성의 분말 물질의 적절한 양을 함유시킴으로써, 전극 구조체(17)의 도전성을 손상시키는 일 없이, 전극 구조체(17)의 표면 전극부(17a)에 의해 피검사 전극의 표면에 형성된 산화막을 파괴할 수 있다.

또한, 피검사 전극의 표면의 산화막을 용이하게 파괴하기 위해, 전극 구조체(17)에 있어서의 표면 전극부(17a)의 형상을 예리한 돌기 형상의 것으로 하거나, 표면 전극부(17a)의 표면에 미세한 요철을 형성하거나 할 수 있다.

접점막(15)에 있어서의 전극 구조체(17)의 피치(p)는 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극의 피치에 따라서 설정되고, 예를 들어 40 내지 250 ㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 40 내지 150 ㎛이다.

여기서,「전극 구조체의 피치」라 함은, 인접하는 전극 구조체 사이의 중심간 거리이며 가장 짧은 것을 말한다.

전극 구조체(17)에 있어서, 표면 전극부(17a)에 있어서의 직경(R)에 대한 돌출 높이의 비는, 0.2 내지 3인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.25 내지 2.5이다. 이와 같은 조건을 만족함으로써, 피검사 전극이 피치가 작아져 미소한 것이라도, 상기 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴의 전극 구조체(17)를 용이하게 형성할 수 있고, 상기 웨이퍼에 대해 안정된 전기적 접속 상태가 확실하게 얻을 수 있 다.

또한, 표면 전극부(17a)의 직경(R)은 단락부(17c)의 직경(r)의 1 내지 3배인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1 내지 2배이다.

또한, 표면 전극부(17a)의 직경(R)은 상기 전극 구조체(17)의 피치(p)의 30 내지 75 ％인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 40 내지 60 ％이다.

또한, 이면 전극부(17b)의 외부 직경(L)은 단락부(17c)의 직경(r)보다 크고, 또한 전극 구조체(17)의 피치(p)보다 작은 것이면 좋지만, 가능한 한 큰 것이 바람직하고, 이에 의해 예를 들어 이방 도전성 시트에 대해서도 안정된 전기적 접속을 확실하게 달성할 수 있다.

또한, 단락부(17c)의 직경(r)은 상기 전극 구조체(17)의 피치(p)의 15 내지 75 ％인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 20 내지 65 ％이다.

전극 구조체(17)의 구체적인 치수에 대해 설명하면 표면 전극부(17a)의 돌출 높이는 피검사 전극에 대해 안정된 전기적 접속을 달성할 수 있는 점에서, 15 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 15 내지 30 ㎛이다.

표면 전극부(17a)의 직경(R)은, 상기의 조건이나 피검사 전극의 직경 등을 감안하여 설정되지만, 예를 들어 30 내지 200 ㎛이며, 바람직하게는 35 내지 150 ㎛이다.

단락부(17c)의 직경(r)은 충분히 높은 강도를 얻을 수 있는 점에서, 10 내지 120 ㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 15 내지 100 ㎛이다.

이면 전극부(17b)의 두께는 강도가 충분히 높아져 우수한 반복 내구성을 얻 을 수 있는 점에서, 15 내지 150 ㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 20 내지 100 ㎛이다.

전극 구조체(17)에 있어서의 표면 전극부(17a) 및 이면 전극부(17b)에는 필요에 따라서, 피복막이 형성되어 있어도 좋다. 예를 들어, 피검사 전극이 땜납 재료에 의해 구성되어 있을 경우에는, 상기 땜납 재료가 확산되는 것을 방지하는 관점으로부터, 표면 전극부(17a)에 은, 팔라듐, 로듐 등의 내확산성 금속으로 이루어지는 피복막을 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 시트 형상 프로브(10)는, 이하와 같이 하여 제조된다.

우선, 도7에 도시한 바와 같이 형성해야 할 전극 구조체(17)에 있어서의 이면 전극부(17b)와 동일한 재료로 이루어지는 이면 전극부용 금속박(18A)의 한 면에, 절연막(16)이 일체적으로 적층되어 이루어지는 원형의 적층체(15A)를 준비한다.

한편, 도8에 도시한 바와 같이 개구(12)가 형성된 원형의 프레임판(11)을 제작하고, 이 프레임판(11)의 한 면에 그 주연부에 따라 보호 테이프(20)를 배치한다. 여기서, 프레임판(11)의 개구(12)를 형성하는 방법으로서는 에칭법 등을 이용할 수 있다.

다음에, 도9에 도시한 바와 같이 적층체(15A)에 있어서의 이면 전극부용 금속박(18A)의 다른 면에, 예를 들어 접착성 수지로 이루어지는 접착층(19)을 형성하고, 도10에 도시한 바와 같이 보호 테이프(20)가 마련된 프레임판을 접착한다. 그 후, 도11에 도시한 바와 같이 적층체(15A)에 있어서의 절연막(16)에 형성해야 할 전극 구조체의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 각각 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(17H)을 형성한다. 여기서, 절연막(16)에 관통 구멍(17H)을 형성하는 방법으로서는, 레이저 가공 및 에칭 가공 등을 이용할 수 있다. 다음에, 보호 테이프(도시 생략)에 의해 프레임판(11)의 이면 및 그 개구(12)를 덮고, 적층체(15A)에 있어서의 이면 전극부용 금속박(18A)에 대해 도금 처리를 실시함으로써, 도12에 도시한 바와 같이 절연막(16)에 형성된 각 관통 구멍(17H) 내에 상기 이면 전극부용 금속박(18A)에 일체로 연결된 단락부(17c)가 형성되는 동시에, 상기 단락부(17c)에 일체로 연결된 절연막(16)의 표면으로부터 돌출하는 표면 전극부(17a)가 형성된다. 그 후, 프레임판(11)으로부터 보호 테이프를 제거하고, 도13에 도시한 바와 같이 접착층(19)에 있어서의 프레임판(11)의 개구(12)로부터 노출된 부분을 제거함으로써, 이면 전극부용 금속박(18A)의 일부를 노출시키고, 상기 이면 전극부용 금속박(18A)에 있어서의 노출 부분에 대해 에칭 처리를 실시함으로써, 도14에 도시한 바와 같이 각각 단락부(17c)에 일체로 연결된 복수의 이면 전극부(17b)가 형성됨으로써 전극 구조체(17)가 형성된다.

그리고, 프레임판(11)의 주연부로부터 보호 테이프(20)(도8 참조)를 제거하고, 그 후 프레임판(11)의 이면에 있어서의 주연부에 보유 지지 부재를 배치하여 고정함으로써, 도3 내지 도5에 도시한 시트 형상 프로브(10)를 얻을 수 있다.

이방 도전성 커넥터(140)는, 도15에 도시한 바와 같이 각각 두께 방향에 관통하여 신장하는 복수의 개구(42)가 형성된 직사각형의 판 형상의 프레임판(41)을 갖는다. 이 프레임판(41)의 개구(42)는 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로 중, 예를 들어 32개(8개 × 4개)의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극이 형성된 전극 영역의 패턴에 대응하여 형성되어 있다. 프레임판(41)에는 두께 방향으로 도전성을 갖는 복수의 탄성 이방 도전막(50)이, 각각 하나의 개구(42)를 폐색하도록 상기 프레임판(41)의 개구 모서리부에 지지된 상태에서 배치되어 있다.

탄성 이방 도전막(50) 각각은, 그 기재가 탄성 고분자 물질로 이루어지고, 두께 방향으로 신장하는 복수의 접속용 도전부(52)와, 이 접속용 도전부(52)의 각각의 주위에 형성되고, 상기 접속용 도전부(52)의 각각을 서로 절연하는 절연부(53)로 이루어지는 기능부(51)를 갖고, 상기 기능부(51)는 프레임판(41)의 개구(42) 내에 위치하도록 배치되어 있다. 이 기능부(51)에 있어서의 접속용 도전부(52)는 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 있어서의 전극 영역의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 배치되어 있다.

기능부(51)의 주연에는 프레임판(41)의 개구 모서리부에 고정 지지된 피지지부(55)가 상기 기능부(51)에 일체로 연속하여 형성되어 있다. 구체적으로는, 본 예에 있어서의 피지지부(55)는 2갈래 형상으로 형성되어 있고, 프레임판(41)의 개구 모서리부를 파지하도록 밀착한 상태로 고정 지지되어 있다.

탄성 이방 도전막(50)의 기능부(51)에 있어서의 접속용 도전부(52)에는 자성을 나타내는 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 배열하도록 배향한 상태로 조밀하게 함유되어 있다. 이에 대해, 절연부(53)는 도전성 입자(P)가 전혀 혹은 거의 함유되어 있지 않은 것이다.

또한, 도시한 예에서는 탄성 이방 도전막(50)에 있어서의 기능부(51)의 양면 에는 접속용 도전부(52) 및 그 주변 부분이 위치하는 부분에, 그 이외의 표면으로부터 돌출하는 돌출부(54)가 형성되어 있다.

프레임판(41)의 두께는 그 재질에 따라 다르지만, 20 내지 600 ㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 40 내지 400 ㎛이다.

이 두께가 20 ㎛ 미만일 경우에는, 이방 도전성 커넥터(40)를 사용할 때에 필요한 강도를 얻을 수 없어 내구성이 낮은 것이 되기 쉽고, 또한 상기 프레임판(41)의 형상이 유지되는 정도의 강성이 얻어지지 않아 이방 도전성 커넥터(40)의 취급성이 낮게 된다. 한편, 두께가 600 ㎛를 초과할 경우에는, 개구(42)에 형성되는 탄성 이방 도전막(50)은 그 두께가 과대하게 되어 접속용 도전부(52)에 있어서의 양호한 도전성 및 인접하는 접속용 도전부(52) 사이에 있어서의 절연성을 얻는 것이 곤란해질 것이다.

프레임판(41)의 개구(42)에 있어서의 면 방향의 형상 및 치수는 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극의 치수, 피치 및 패턴을 따라 설계된다.

프레임판(41)을 구성하는 재료로서는, 상기 프레임판(41)이 용이하게 변형되지 않고, 그 형상이 안정적으로 유지되는 정도의 강성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 금속 재료, 세라믹스 재료, 수지 재료 등의 여러 가지의 재료를 이용할 수 있고, 프레임판(41)을 예를 들어 금속 재료로 구성할 경우에는, 상기 프레임판(41)의 표면에 절연성 피막이 형성되어 있어도 좋다.

프레임판(41)을 구성하는 금속 재료의 구체예로서는, 철, 구리, 니켈, 티탄, 알루미늄 등의 금속 또는 이들을 2종 이상 조합한 합금 혹은 합금강 등을 들 수 있 다.

또한, 프레임판(41)을 구성하는 재료로서는 선열팽창계수가 3 × 10^-5/K 이하인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 -1 × 10^-7 내지 -1 × 10^-5/K, 특히 바람직하게는 1 × 10^-6 내지 8 × 10^-6/K이다.

이와 같은 재료의 구체예로서는, 인바 등의 인바형 합금, 엘린바 등의 엘린바형 합금, 슈퍼인바, 코바르, 42 합금 등의 자성 금속의 합금 또는 합금강 등을 들 수 있다.

탄성 이방 도전막(50)의 전체 두께[도시한 예에서는 접속용 도전부(52)에 있어서의 두께]는 50 내지 3000 ㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 70 내지 2500 ㎛, 특히 바람직하게는 100 내지 2000 ㎛이다. 이 두께가 50 ㎛ 이상이면, 충분한 강도를 갖는 탄성 이방 도전막(50)이 확실하게 얻어진다. 한편, 이 두께가 3000 ㎛ 이하이면, 소요의 도전성 특성을 갖는 접속용 도전부(52)가 확실하게 얻어진다.

돌출부(54)의 돌출 높이는, 그 합계가 상기 돌출부(54)에 있어서의 두께의 10 ％ 이상인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 20 ％ 이상이다. 이와 같은 돌출 높이를 갖는 돌출부(54)를 형성함으로써, 작은 가압력으로 접속용 도전부(52)가 충분히 압축되므로, 양호한 도전성이 확실하게 얻어진다.

또한, 돌출부(54)의 돌출 높이는, 상기 돌출부(54)의 최단 폭 또는 직경의 100 ％ 이하인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 70 ％ 이하이다. 이와 같은 돌 출 높이를 갖는 돌출부(54)를 형성함으로써, 상기 돌출부(54)가 가압되었을 때에 좌굴되는 일이 없으므로, 소기의 도전성이 확실하게 얻어진다.

또한, 피지지부(55)의 두께(도시한 예에서는 2갈래 부분의 한쪽의 두께)는 5 내지 600 ㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 10 내지 500 ㎛, 특히 바람직하게는 20 내지 400 ㎛이다.

또한, 피지지부(55)는 2갈래 형상으로 형성되는 것은 필수적인 것은 아니며, 프레임판(41)의 한 면에만 고정되어 있어도 좋다.

탄성 이방 도전막(50)을 구성하는 탄성 고분자 물질로서는, 가교 구조를 갖는 내열성의 고분자 물질이 바람직하다. 이러한 가교 고분자 물질을 얻기 위해 이용할 수 있는 경화성의 고분자 물질 형성 재료로서는, 여러 가지의 것을 이용할 수 있고, 그 구체예로서는 실리콘 고무, 폴리부타디엔 고무, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무, 스틸렌부타디엔 공중합체 고무, 아크릴로니트릴부타디엔 공중합체 고무 등의 공액 디엔계 고무 및 이들의 수소 첨가물, 스틸렌부타디엔디엔블록 공중합체 고무, 스틸렌이소플렌블록 공중합체 등의 블록 공중합체 고무 및 이들의 수소 첨가물, 클로로플렌, 우레탄 고무, 폴리에스테르계 고무, 에피크롤히드린 고무, 에틸렌프로필렌 공중합체 고무, 에틸렌프로필렌디엔 공중합체 고무, 연질액상 에폭시 고무 등을 들 수 있다.

이들 중에서는 실리콘 고무가 성형 가공성 및 전기 특성의 점에서 바람직하다.

실리콘 고무로서는 액상 실리콘 고무를 가교 또는 축합한 것이 바람직하다. 액상 실리콘 고무는 그 점도가 변형 속도 10^-1초에서 10⁵ 포아즈 이하의 것이 바람직하고, 축합형의 것, 부가형의 것, 비닐기나 히드록실기를 함유하는 것 등의 어느 하나라도 좋다. 구체적으로는, 디메틸실리콘 생고무, 메틸비닐실리콘 생고무, 메틸페닐비닐실리콘 생고무 등을 예로 들 수 있다.

이들 중에서, 비닐기를 함유하는 액상 실리콘 고무(비닐기 함유 폴리디메틸실록산)는, 통상적으로 디메틸디클로로실란 또는 디메틸디알콕시실란을, 디메틸비닐클로로실란 또는 디메틸비닐알콕시실란의 존재 하에 있어서, 가수 분해 및 축합 반응시켜, 예를 들어 계속하여 용해-침전의 반복에 의한 분별을 행함으로써 얻을 수 있다.

또한, 비닐기를 양쪽 말단부에 함유하는 액상 실리콘 고무는 옥타메틸시클로테트라실록산과 같은 고리 형상 실록산을 촉매의 존재 하에 있어서 음이온 중합하고, 중합 정지제로서 예를 들어 디메틸비닐실록산을 이용하고, 그 밖의 반응 조건(예를 들어, 고리 형상 실록산의 양 및 중합 정지제의 양)을 적절하게 선택함으로써 얻을 수 있다. 여기서, 음이온 중합의 촉매로서는 수산화테트라메틸암모늄 및 수산화n-부틸포스포늄 등의 알칼리 또는 이들의 실라노레이트 용액 등을 이용할 수 있어 반응 온도는, 예를 들어 80 내지 130 ℃이다.

이와 같은 비닐기 함유 폴리디메틸실록산은 그 분자량(Mw)(표준 폴리스틸렌 환산 중량 평균 분자량을 말한다. 이하 동일함)이 10000 내지 40000의 것이 바람직하다. 또한, 이렇게 얻어진 탄성 이방 도전막(50)의 내열성의 관점으로부터, 분 자량 분포 지수[표준 폴리스틸렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)과 표준 폴리스틸렌 환산수 평균 분자량(Mn)과의 비(Mw/Mn)의 값을 말한다. 이하 동일함]이 2 이하의 것이 바람직하다.

한편, 히드록실기를 함유하는 액상 실리콘 고무(히드록실기 함유 폴리디메틸실록산)는, 통상적으로 디메틸디클로로실란 또는 디메틸디알콕시실란을 디메틸히드로클로로실란 또는 디메틸히드로알콕시실란의 존재 하에 있어서, 가수 분해 및 축합 반응시키고, 예를 들어 계속하여 용해-침전의 반복에 의한 분별을 행함으로써 얻을 수 있다.

또한, 고리 형상 실록산을 촉매의 존재 하에 있어서 음이온 중합하고, 중합 정지제로서, 예를 들어 디메틸히드로클로로실란, 메틸디히드로클로로실란 또는 메틸히드로알콕시실란 등을 이용하고, 그 밖의 반응 조건(예를 들어, 고리 형상 실록산의 양 및 중합 정지제의 양)을 적절하게 선택함으로써도 얻을 수 있다. 여기서, 음이온 중합의 촉매로서는 수산화테트라메틸암모늄 및 수산화n-부틸포스포늄 등의 알칼리 또는 이들의 실라노레이트 용액 등을 이용할 수 있고 반응 온도는, 예를 들어 80 내지 130 ℃이다.

이와 같은 히드록실기 함유 폴리디메틸실록산은 그 분자량(Mw)이 10000 내지 40000의 것이 바람직하다. 또한, 이렇게 얻어진 탄성 이방 도전막(50)의 내열성의 관점으로부터, 분자량 분포 지수가 2 이하의 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 상기의 비닐기 함유 폴리디메틸실록산 및 히드록실기 함유 폴리디메틸실록산 중 어느 한쪽을 이용할 수도 있고, 양자를 병용할 수도 있 다.

고분자 물질 형성 재료 중에는, 상기 고분자 물질 형성 재료를 경화시키기 위한 경화 촉매를 함유시킬 수 있다. 이와 같은 경화 촉매로서는 유기 과산화물, 지방산아조화합물, 히드로실릴화 촉매 등을 이용할 수 있다.

경화 촉매로서 이용되는 유기 과산화물의 구체예로서는, 과산화 벤조일, 과산화 비스디시클로벤조일, 과산화 지크밀, 과산화 디터셔리부틸 등을 들 수 있다.

경화 촉매로서 이용되는 지방산 아조화합물의 구체예로서는, 아조비스이소부틸로니트릴 등을 들 수 있다.

히드로실릴화 반응의 촉매로서 사용할 수 있지만 구체예로서는, 염화백금산 및 그의 염, 백금-불포화기 함유 실록산 콤플렉스, 비닐실록산과 백금과의 콤플렉스, 백금과 1, 3-디비닐테트라메틸디실록산과의 콤플렉스, 트리올가노포스핀 혹은 포스파이트와 백금과의 콤플렉스, 아세틸 아세테이트 백금 키레이트, 고리 형상 디엔과 백금과의 콤플렉스 등의 공지의 것을 들 수 있다.

경화 촉매의 사용량은 고분자 물질 형성 재료의 종류, 경화 촉매의 종류, 그 밖의 경화 처리 조건을 고려하여 적절하게 선택되지만, 통상적으로 고분자 물질 형성 재료 100 중량부에 대해 3 내지 15 중량부이다.

탄성 이방 도전막(50)에 있어서의 접속용 도전부(52)에 함유되는 도전성 입자(P)로서는, 상기 탄성 이방 도전막(50)의 형성에 있어서, 상기 탄성 이방 도전막(50)을 형성하기 위한 성형 재료 중에 있어서 상기 도전성 입자(P)를 용이하게 이동시킬 수 있는 관점으로부터, 자성을 나타내는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 자성을 나타내는 도전성 입자(P)의 구체예로서는, 철, 니켈, 코발트 등의 자성을 나타내는 금속의 입자 혹은 이들의 합금의 입자 또는 이들의 금속을 함유하는 입자 또는 이들의 입자를 코어 입자로 하고, 상기 코어 입자의 표면에 금, 은, 팔라듐, 로듐 등의 도전성이 양호한 금속의 도금을 실시한 것, 혹은 비자성 금속 입자 혹은 유리 비드 등의 무기 물질 입자 또는 폴리머 입자를 코어 입자로 하고, 상기 코어 입자의 표면에 니켈 및 코발트 등의 도전성 자성체의 도금을 실시한 것, 혹은 코어 입자에 도전성 자성체 및 도전성의 양호한 금속의 양쪽을 피복한 것 등을 들 수 있다.

이들 중에서는 니켈 입자를 코어 입자로 하고, 그 표면에 금이나 은 등의 도전성이 양호한 금속의 도금을 실시한 것을 이용하는 것이 바람직하다.

코어 입자의 표면에 도전성 금속을 덮는 수단으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 무전해 도금에 의해 행할 수 있다.

도전성 입자(P)로서, 코어 입자의 표면에 도전성 금속이 피복되어 이루어지는 것을 이용할 경우에는, 양호한 도전성이 얻어지는 관점으로부터, 입자 표면에 있어서의 도전성 금속의 피복율(코어 입자의 표면적에 대한 도전성 금속의 피복 면적의 비율)이 40 ％ 이상인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 45 ％ 이상, 특히 바람직하게는 47 내지 95 ％이다.

또한, 도전성 금속의 피복량은 코어 입자의 2.5 내지 50 중량 ％인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 3 내지 45 중량 ％, 더욱 더 바람직하게는 3.5 내지 40 중량 ％, 특히 바람직하게는 5 내지 30 중량 ％이다.

또한, 도전성 입자(P)의 입자 직경은 1 내지 500 ㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 2 내지 400 ㎛, 더욱 더 바람직하게는 5 내지 300 ㎛, 특히 바람직하게는 10 내지 150 ㎛이다.

또한, 도전성 입자(P)의 입자 직경 분포(Dw/Dn)는 1 내지 10인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1 내지 7, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 5, 특히 바람직하게는 1 내지 4이다.

이와 같은 조건을 만족하는 도전성 입자(P)를 이용함으로써, 이렇게 얻어지는 탄성 이방 도전막(50)은 가압 변형이 용이하게 되고, 또한 상기 탄성 이방 도전막(50)에 있어서의 접속용 도전부(52)에 있어서 도전성 입자(P) 사이에 충분한 전기적 접촉이 얻어진다.

이와 같은 평균 입자 직경을 갖는 도전성 입자(P)는 공기 분급 장치, 음파 진동 장치 등의 분급 장치에 의해, 도전성 입자 및/또는 상기 도전성 입자를 형성하는 코어 입자를 분급 처리함으로써 조제할 수 있다. 분급 처리의 구체적인 조건은, 목적으로 하는 도전성 입자의 평균 입자 직경 및 입자 직경 분포 및 분급 장치의 종류 등에 따라서 적절하게 설정된다.

또한, 도전성 입자(P)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 고분자 물질 형성 재료 중에 용이하게 분산시킬 수 있는 점에서, 구 형상의 것, 별 형상의 것 혹은 이들이 응집한 2차 입자에 의한 덩어리 형상의 것이 바람직하다.

또한, 도전성 입자(P)의 함수율은 5 ％ 이하인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 3 ％ 이하, 더욱 더 바람직하게는 2 ％ 이하, 특히 바람직하게는 1 ％ 이하 이다. 이와 같은 조건을 만족하는 도전성 입자(P)를 이용함으로써, 성형 재료층을 경화 처리할 때에, 상기 성형 재료층 내에 기포가 생기는 것이 방지 또는 억제된다.

또한, 도전성 입자(P)의 표면이 실란커플링제 등의 커플링제로 처리된 것을 적절하게 이용할 수 있다. 도전성 입자(P)의 표면이 커플링제로 처리됨으로써, 상기 도전성 입자(P)와 탄성 고분자 물질과의 접착성이 높아지고, 그 결과 얻어지는 탄성 이방 도전막(50)은 반복의 사용에 있어서의 내구성이 높게 된다.

커플링제의 사용량은 도전성 입자(P)의 도전성에 영향을 주지 않는 범위에서 적절하게 선택되지만, 도전성 입자(P)의 표면에 있어서의 커플링제의 피복율(도전성 코어 입자의 표면적에 대한 커플링제의 피복 면적의 비율)이 5 ％ 이상이 되는 양인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 상기 피복율이 7 내지 100 ％, 더욱 더 바람직하게는 10 내지 100 ％, 특히 바람직하게는 20 내지 100 ％가 되는 양이다.

기능부(51)의 접속용 도전부(52)에 있어서의 도전성 입자(P)의 함유 비율은, 체적 분률로 10 내지 60 ％, 바람직하게는 15 내지 50 ％가 되는 비율로 이용되는 것이 바람직하다. 이 비율이 10 ％ 미만인 경우에는, 충분히 전기 저항값이 작은 접속용 도전부(52)가 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, 이 비율이 60 ％를 초과할 경우에는, 이렇게 얻어지는 접속용 도전부(52)는 취약한 것이 되기 쉬워 접속용 도전부(52)로서 필요한 탄성이 얻어지지 않는 경우가 있다.

고분자 물질 형성 재료 중에는 필요에 따라서, 일반적인 실리카분, 콜로이달실리카, 알로겔실리카, 알루미나 등의 무기 충전재를 함유시킬 수 있다. 이와 같 은 무기 충전재를 함유시킴으로써, 이렇게 얻어진 성형 재료의 틱소트로피성이 확보되어 그 점도가 높아지고, 게다가 도전성 입자(P)의 분산 안정성이 향상되는 동시에, 경화 처리되어 얻어지는 탄성 이방 도전막(50)의 강도가 높아진다.

이와 같은 무기 충전재의 사용량은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 지나치게 다량으로 사용하면, 후술하는 제조 방법에 있어서 자기장에 의한 도전성 입자(P)의 이동이 크게 저해되므로, 바람직하지 않다.

이와 같은 이방 도전성 커넥터(40)는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2002-334732호 공보에 기재되어 있는 방법에 의해 제조할 수 있다.

그리고, 이 탐침 부재(1)에 있어서는 시트 형상 프로브(10)에 있어서의 프레임판(11)의 개구(12)의 각각은 이방 도전성 커넥터(40)의 프레임판(41)에 있어서의 면 방향의 외형을 수용할 수 있는 크기로 되어 있다. 구체적으로는, 시트 형상 프로브(10)에 있어서의 프레임판(11)의 개구(12)는 직사각형이며, 이방 도전성 커넥터(40)의 프레임판(41)에 있어서의 면 방향의 외형이 직사각형이므로, 시트 형상 프로브(10)에 있어서의 프레임판(11)의 개구(12)의 종횡의 치수가 이방 도전성 커넥터(40)의 프레임판(41)의 종횡의 치수보다 큰 것으로 되어 있다.

상기의 탐침 부재(1)에 따르면, 시트 형상 프로브(10)에 있어서의 프레임판(11)의 개구(12)가 이방 도전성 커넥터(40)의 프레임판(41)에 있어서의 면 방향의 외형을 수용할 수 있는 크기로 되어 있음으로써, 시트 형상 프로브(10)의 전극 구조체(17)가 가압되었을 때에, 시트 형상 프로브(10)의 프레임판(11)이 이방 도전성 커넥터(40)에 접촉하는 것이 회피되기 때문에, 상기 이방 도전성 커넥터(40)에 있어서의 탄성 이방 도전막(50)의 접속용 도전부(52)를 두께 방향으로 충분히 압축시킬 수 있어, 그 결과 웨이퍼에 대한 양호한 전기적 접속 상태를 확실하게 달성할 수 있다.

그리고, 상기의 탐침 부재(1)에 따르면, 시트 형상 프로브(10)는 프레임판(11)에 형성된 개구(12)에 전극 구조체(17)를 갖는 접점막(15)이 배치되어 지지되어 이루어짐으로써, 접점막(15)의 면적은 검사 대상인 웨이퍼의 면적에 비해 상당히 작은 것으로 좋고, 면적이 작은 접점막(15)은 그 절연막(16)의 면 방향에 있어서의 열팽창의 절대량이 작기 때문에, 검사 대상인 웨이퍼가 직경이 8인치 이상의 대면적이며 피검사 전극의 피치가 매우 작은 것이라도 온도 변화에 의한 전극 구조체(17)와 피검사 전극과의 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 이방 도전성 커넥터(40)는 프레임판(41)에 형성된 복수의 개구(12)의 각각에 탄성 이방 도전막(50)이 배치되어 지지되어 이루어짐으로써, 탄성 이방 도전막(50) 각각은 면적이 작은 것으로 좋고, 면적이 작은 탄성 이방 도전막(50)은 그 면 방향에 있어서의 열팽창의 절대량이 작기 때문에, 검사 대상인 웨이퍼가 직경이 8인치 이상의 대면적이며 피검사 전극의 피치가 매우 작은 것이라도, 온도 변화에 의한 접속용 도전부와 전극 구조체의 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 프로브 시험에 있어서, 웨이퍼에 대한 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

(웨이퍼 검사용 프로브 카드)

도16은 본 발명에 관한 웨이퍼 검사용 프로브 카드(이하, 간단히「프로브 카 드」라 말함)의 일례에 있어서의 구성을 도시하는 설명용 단면도이며, 도17은 도16에 도시한 프로브 카드의 주요부의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

이 프로브 카드(30)는, 예를 들어 복수의 집적 회로가 형성된 웨이퍼에 대해 상기 집적 회로의 각각의 프로브 시험을 웨이퍼의 상태로 일괄하여 행하기 위해 이용되는 것이며, 검사용 회로 기판(31)과, 이 검사용 회로 기판(31)의 한 면(도16 및 도17에 있어서 상면)에 배치된 도1 내지 도5에 도시한 탐침 부재(1)에 의해 구성되어 있다.

검사용 회로 기판(31)은, 도18에도 도시한 바와 같이 원판 형상의 제1 기판 소자(32)를 갖고, 이 제1 기판 소자(32)의 표면(도16 및 도17에 있어서 상면)에 있어서의 중앙부에는 정팔각형의 판 형상의 제2 기판 소자(35)가 배치되고, 이 제2 기판 소자(35)는 제1 기판 소자(32)의 표면에 고정된 홀더(34)에 보유 지지되어 있다. 또한, 제1 기판 소자(32)의 이면에 있어서의 중앙부에는 보강 부재(37)가 마련되어 있다.

제1 기판 소자(32)의 표면에 있어서의 중앙부에는 복수의 접속용 전극(도시 생략)이 적절한 패턴을 따라서 형성되어 있다. 한편, 제1 기판 소자(32)의 이면에 있어서의 주연부에는, 도19에 도시한 바와 같이 복수의 리드 전극(33)이 상기 제1 기판 소자(32)의 주위 방향에 따라 배열하도록 배치된 리드 전극부(33R)가 형성되어 있다. 리드 전극(33)의 패턴은, 후술하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서의 제어기의 입시 출력 단자의 패턴에 대응하는 패턴이다. 그리고, 리드 전극(33)의 각각은 내부 배선(도시 생략)을 통해 접속용 전극에 전기적으로 접속되어 있다.

제2 기판 소자(35)의 표면(도16 및 도17에 있어서 상면)에는, 복수의 검사용 전극(36)이 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로 중, 예는 32개(8개 × 4개)의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 배치된 검사용 전극부(36R)가 형성되어 있다. 한편, 제2 기판 소자(35)의 이면에는 복수의 단자 전극(도시 생략)이 적절한 패턴을 따라서 배치되어 있고, 단자 전극의 각각은 내부 배선(도시 생략)을 통해 검사용 전극(36)에 전기적으로 접속되어 있다.

그리고, 제1 기판 소자(32)의 접속용 전극과 제2 기판 소자(35)의 단자 전극은 적절한 수단에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

검사용 회로 기판(31)에 있어서의 제1 기판 소자(32)를 구성하는 기판 재료로서는, 종래 공지의 여러 가지의 재료를 이용할 수 있고, 그 구체예로서는 유리 섬유 보강형 에폭시 수지, 유리 섬유 보강형 페놀 수지, 유리 섬유 보강형 폴리이미드 수지, 유리 섬유 보강형 비스마레이미드트리아진 수지 등의 복합 수지 기판 재료 등을 들 수 있다.

검사용 회로 기판(31)에 있어서의 제2 기판 소자(35)를 구성하는 재료로서는 선열팽창계수가 3 × 10^-5/K 이하인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1 × 10^-7 내지 1 × 10^-5/K, 특히 바람직하게는 1 × 10^-6 내지 6 × 10^-6/K이다. 이와 같은 기판 재료의 구체예로서는, 파일렉스(등록 상표) 유리, 석영 유리, 알루미나, 베릴리아, 탄화규소, 질화알루미늄, 질화붕소 등으로 이루어지는 무기계 기판 재료, 42 합금, 코바르, 인바 등의 철-니켈 합금강으로 이루어지는 금속판을 코 어재로서 에폭시 수지 또는 폴리이미드 수지 등의 수지를 적층한 적층 기판 재료 등을 들 수 있다.

홀더(34)는 제2 기판 소자(35)의 외형에 적합한 정팔각 형상의 개구(34K)를 갖고, 이 개구(34K) 내에 제2 기판 소자(35)가 수용되어 있다. 또한, 홀더(34)의 외연은 원형이고, 상기 홀더(34)의 외연에는 주위 방향에 따라 단차부(34S)가 형성되어 있다.

그리고, 프로브 카드(30)에 있어서는 탐침 부재(1)가 검사용 회로 기판(31)의 표면에, 이방 도전성 커넥터(140)의 접속용 도전부(52)의 각각이 검사용 전극(36)의 각각에 대접(對接)하도록 배치되고, 시트 형상 프로브(10)의 보유 지지 부재(14)가 홀더(34)의 단차부(34S)에 결합되어 고정되어 있다.

이와 같은 프로브 카드(30)에 따르면, 전술한 탐침 부재(1)를 갖기 때문에, 검사 대상인 웨이퍼가 직경이 8인치 이상의 대면적이며 피검사 전극의 피치가 매우 작은 것이라도, 상기 웨이퍼에 대한 양호한 전기적 접속 상태를 확실하게 달성할 수 있고, 게다가 프로브 시험에 있어서 온도 변화에 의한 피검사 전극에 대한 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있고, 이에 의해 웨이퍼에 대한 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

[웨이퍼 검사 장치]

도20은 본 발명에 관한 웨이퍼 검사 장치의 일례에 있어서의 구성의 개략을 도시하는 설명용 단면도이며, 도21은 도20에 도시한 웨이퍼 검사 장치의 주요부를 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다. 이 웨이퍼 검사 장치는 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로의 각각에 대해, 상기 집적 회로의 프로브 시험을 웨이퍼의 상태로 일괄하여 행하기 위한 것이다.

이 웨이퍼 검사 장치는 검사 대상인 웨이퍼(6)의 온도 제어, 웨이퍼(6)의 검사를 행하기 위한 전원 공급, 신호의 입출력 제어 및 웨이퍼(6)로부터의 출력 신호를 검출하여 상기 웨이퍼(6)에 있어서의 집적 회로의 양부(良否)의 판정을 행하기 위한 제어기(2)를 갖는다. 도22에 도시한 바와 같이, 제어기(2)는 그 하면에 다수의 입출력 단자(3)가 원주 방향을 따라 배치된 입출력 단자부(3R)를 갖는다.

제어기(2)의 하방에는, 전술의 프로브 카드(30)가 그 검사용 회로 기판(31)의 리드 전극(33)의 각각이, 상기 제어기(2)의 입출력 단자(3)에 대향하도록 적절한 보유 지지 수단에 의해 보유 지지된 상태로 배치되어 있다.

제어기(2)의 입출력 단자부(3R)와 프로브 카드(30)에 있어서의 검사용 회로 기판(31)의 리드 전극부(33R) 사이에는, 도22에도 확대하여 도시한 바와 같이 커넥터(4)가 배치되고, 상기 커넥터(4)에 의해 검사용 회로 기판(31)의 리드 전극(33)의 각각이 제어기(2)의 입출력 단자(3)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 도시한 예의 커넥터(4)는 길이 방향에 탄성적으로 압축 가능한 복수의 도전 핀(4A)과, 이들의 도전 핀(4A)을 지지하는 지지 부재(4B)로 구성되고, 도전 핀(4A)은 제어기(2)의 입출력 단자(3)와 제1 기판 소자(32)에 형성된 리드 전극(33) 사이에 위치하도록 배열되어 있다.

프로브 카드(30)의 하방에는 검사 대상인 웨이퍼(6)가 적재되는 웨이퍼 적재대(5)가 마련되어 있다.

이와 같은 웨이퍼 검사 장치에 있어서는 웨이퍼 적재대(5) 상에 검사 대상인 웨이퍼(6)가 적재되고, 다음에 프로브 카드(30)가 하방으로 가압됨으로써, 그 시트 형상 프로브(10)의 전극 구조체(17)에 있어서의 표면 전극부(17a) 각각이 웨이퍼(6)에 형성된 모든 집적 회로 중으로부터 선택된, 예를 들어 32개의 집적 회로의 피검사 전극(7) 각각에 접촉하고, 또한 상기 표면 전극부(17a) 각각에 의해, 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7) 각각이 가압된다. 이 상태에 있어서는, 이방 도전성 커넥터(40)의 탄성 이방 도전막(50)에 있어서의 접속용 도전부(52)의 각각은 검사용 회로 기판(31)의 검사용 전극(36)과 시트 형상 프로브(10)의 전극 구조체(17)의 이면 전극부(17b)에 의해 협압되어 두께 방향으로 압축되어 있고, 이에 의해 상기 접속용 도전부(52)에는 그 두께 방향으로 도전로가 형성되고, 그 결과 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)과 검사용 회로 기판(31)의 검사용 전극(36)과의 전기적 접속이 달성된다. 그 후, 웨이퍼 적재대(5)를 통해 웨이퍼(6)가 소정의 온도로 가열되고, 이 상태에서 상기 웨이퍼(6)에 있어서의 예를 들어 32개의 집적 회로의 각각에 대해 소요의 전기적 검사가 실행된다. 그 후, 다른 집적 회로 중으로부터 선택된 복수의 집적 회로의 피검사 전극(7)에 프로브 카드(30)를 전기적으로 접속하여 검사를 행하는 공정을 반복함으로써, 웨이퍼(6)에 형성된 모든 집적 회로의 프로브 시험이 행해진다.

이와 같은 웨이퍼 검사 장치에 따르면, 전술의 프로브 카드(30)를 통해, 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)에 대한 전기적 접속이 달성되므로, 웨이퍼(6)가 직경이 8인치 이상의 대면적이며 피검사 전극(7)의 피치가 매우 작은 것이 라도, 번인 시험에 있어서 상기 웨이퍼에 대한 양호한 전기적 접속 상태를 확실하게 달성할 수 있고, 게다가 온도 변화에 의한 피검사 전극(7)에 대한 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있고, 이에 의해 웨이퍼(6)에 대한 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 프로브 시험에 있어서 상기 웨이퍼에 대한 소요의 전기적 검사를 확실하게 실행할 수 있다.

본 발명은, 상기의 실시 형태로 한정되지 않고, 이하와 같이 여러 가지의 변경을 가하는 것이 가능하다.

(1) 시트 형상 프로브(10)에 있어서의 보유 지지 부재(14)는, 본 발명에 있어서 필수적인 것은 아니다.

(2) 이방 도전성 커넥터(40)에 있어서의 탄성 이방 도전막(50)에는 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 형성된 접속용 도전부(52) 이외에, 피검사 전극에 전기적으로 접속되지 않은 비접속용의 도전부가 형성되어 있어도 좋다.

(3) 웨이퍼 검사 장치에 있어서의 제어기(2)와 검사용 회로 기판(31)을 전기적으로 접속하는 커넥터(4)는, 도22에 도시한 것으로 한정되지 않고, 여러 가지의 구조의 것을 이용할 수 있다.

(4) 시트 형상 프로브(10)에 있어서의 전극 구조체(17)는, 도5에 도시한 것으로 한정되지 않고, 여러 가지의 구성의 것을 이용할 수 있다.

도23은 본 발명의 탐침 부재에 이용할 수 있는 시트 형상 프로브의 다른 예에 있어서의 주요부의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.

이 시트 형상 프로브(10)에 있어서의 전극 구조체(17)는 선단부로부터 기단 부를 향함에 따라서 소직경이 되는 절두체 형상의 표면 전극부(17a)와, 평판 형상의 이면 전극부(17b)와, 표면 전극부(17a)의 기단부로부터 연속하여 절연막(16)을 그 두께 방향으로 관통하여 신장하고 이면 전극부(17b)에 연결된 단락부(17c)와, 표면 전극부(17a)의 기단부 부분으로부터 연속하여 절연막(16)의 면 방향을 따라 외측으로 신장하는 보유 지지부(17d)에 의해 구성되어 있다. 전극 구조체(17)에 있어서의 보유 지지부(17d)는 절연막(16) 중에 매립되어 있고, 도시한 예에서는 보유 지지부(17d)의 표면이 절연막(16)의 표면과 동일 평면상에 위치하도록 배치되어 있다. 또한, 이 예의 시트 형상 프로브(10)에 있어서는 절연막(16)의 표면 및 전극 구조체(17)의 보유 지지부(17d)의 표면을 덮도록 절연 보호층(21)이 마련되어 있고, 전극 구조체(17)의 표면 전극부(17a)가 절연 보호층(21)의 표면으로부터 돌출한 상태로 되어 있다. 이 시트 형상 프로브(10)에 있어서의 그 밖의 구성은, 도5에 도시한 시트 형상 프로브(10)와 기본적으로 동일하다.

절연 보호층(21)을 구성하는 재료로서는, 절연막(16)을 구성하는 재료로서 예시한 것으로부터 적절하게 선택하여 이용할 수 있지만, 에칭 가능한 재료인 것이 바람직하고, 특히 폴리이미드가 바람직하다.

이와 같은 구성의 시트 형상 프로브(10)는, 예를 들어 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.

도24에 도시한 바와 같이 절연 보호층용 수지 시트(21A)와, 이 절연 보호층용 수지 시트(21A)의 표면에 일체로 마련된 도금 전극용 금속박(22)과, 절연 보호층용 수지 시트의 이면에 일체적으로 마련된 보유 지지부 형성용 금속박(23)으로 이루어지는 적층체(21B)를 준비한다. 여기서, 절연 보호층용 수지 시트(21A)는 그 두께와 보유 지지부 형성용 금속박(23)의 두께와의 합계가, 형성해야 할 표면 전극부(17a)의 돌출 높이와 동등하게 되고, 보유 지지부 형성용 금속박(23)은 그 두께가 형성해야 할 보유 지지부(17d)의 두께로 동등하게 된다. 다음에, 적층체(21B)에 있어서의 보유 지지부 형성용 금속박(23)에 대해 포트리소그래피 및 에칭 처리를 실시함으로써, 도25에 도시한 바와 같이 보유 지지부 형성용 금속박(23)에 형성해야 할 전극 구조체(17)의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 복수의 개구(23K)가 형성된다. 그 후, 절연 보호층용 수지 시트(21A)에 대해, 보유 지지부 형성용 금속박(23)의 개구(23K)를 통해 노출된 부분에 에칭 처리를 실시함으로써, 도26에 도시한 바와 같이 절연 보호층용 수지 시트(21A)에, 각각 보유 지지부 형성용 금속박(23)의 개구(23K)에 연통하는 상기 절연 보호층용 수지 시트(21A)의 이면으로부터 표면을 향해 소직경이 되는 테이퍼 형상의 복수의 관통 구멍(21H)이 형성된다. 그리고, 보유 지지부 형성용 금속박(23)에 대해 포트리소그래피 및 에칭 처리를 실시함으로써, 도27에 도시한 바와 같이 절연 보호층용 수지 시트(21A)의 이면에 있어서의 각 관통 구멍(21H)의 주위에 보유 지지부(17d)가 형성된다.

다음에, 도28에 도시한 바와 같이 절연 보호층용 수지 시트(21A)의 이면에 절연막(16)을 일체적으로 적층하는 동시에, 상기 절연막(16)의 이면에 이면 전극부 형성용 금속박(18B)을 일체적으로 적층한다. 그리고, 이면 전극부 형성용 금속박(18B)에 대해 포트리소그래피 및 에칭 처리를 실시함으로써, 도29에 도시한 바와 같이 이면 전극부 형성용 금속박(18B)에 형성해야 할 전극 구조체(17)의 이면 전극 부(17b) 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 복수의 개구(18K)가 형성된다. 그 후, 절연막(16)에 대해 이면 전극부 형성용 금속박(18B)의 개구(18K)를 통해 노출된 부분에 에칭 처리를 실시함으로써, 도30에 도시한 바와 같이 절연막(16)에, 각각 이면 전극부 형성용 금속박(18B)의 개구(18K) 및 절연 보호층용 수지 시트(21A)의 관통 구멍(21H)에 연통하는 상기 절연막(16)의 이면으로부터 표면을 향해 소직경이 되는 테이퍼 형상의 복수의 관통 구멍(17H)이 형성된다.

이상에 있어서, 보유 지지부 형성용 금속박(23) 및 이면 전극부 형성용 금속박(18B)을 에칭 처리하기 위한 에칭제로서는, 상기 금속박을 구성하는 재료에 따라 적절하게 선택되지만, 이들의 금속박이 예를 들어 구리로 이루어지는 것일 경우에는 염화제2철 수용액을 이용할 수 있다.

또한, 절연 보호층용 수지 시트(21A) 및 절연막(16)을 에칭 처리하기 위한 에칭액으로서는, 아민계 에칭액, 히드라진계 수용액이나 수산화칼륨 수용액 등을 이용할 수 있어 에칭 처리 조건을 선택함으로써, 절연 보호층용 수지 시트(21A) 및 절연막(16) 각각에, 그 이면으로부터 표면을 향함에 따라서 소직경이 되는 테이퍼 형상의 관통 구멍(17H)을 형성할 수 있다.

다음에, 적층체(21B)에 대해 도금 전극용 금속박(22)을 전극으로서 전해 도금 처리를 실시하여 절연 보호층용 수지 시트(21A)의 각 관통 구멍(21H) 내 및 절연막(16)의 각 관통 구멍(17H) 내에 금속을 충전함으로써, 도31에 도시한 바와 같이 표면 전극부(17a), 단락부(17c) 및 이면 전극부(17b)가 형성됨으로써 전극 구조체(17)가 형성된다. 여기서, 이면 전극부(17b) 각각은 이면 전극부 형성용 금속 박(18B)을 통해 서로 연결된 상태이다. 그 후, 이면 전극부 형성용 금속박(18B)에 대해 포트리소그래피 및 에칭 처리를 실시함으로써, 도32에 도시한 바와 같이 서로 분리된 이면 전극부(17b)가 형성되는 동시에, 소요 형태의 금속막(18)이 형성된다. 그리고, 도33에 도시한 바와 같이 금속막(18) 상에 접착층(19)을 통해 프레임판(11)을 접착한다.

다음에, 도금 전극용 금속박(22)에 대해 에칭 처리를 실시하여 제거함으로써, 도34에 도시한 바와 같이 절연 보호층용 수지 시트(21A)의 표면을 노출되게 하고, 또한 절연 보호층용 수지 시트(21A)에 대해 에칭 처리를 실시하여 그 두께를 작게 함으로써, 도35에 도시한 바와 같이 소요 두께의 절연 보호층(21)을 형성하는 동시에, 각 전극 구조체(17)의 표면 전극부(17a)를 상기 절연 보호층(21) 표면으로부터 돌출된 상태로 함으로써 접점막(15)이 형성된다. 그리고, 프레임판(11) 이면에 있어서의 주연부에 보유 지지 부재(도시 생략)를 배치하여 고정함으로써, 시트 형상 프로브를 얻을 수 있다.

또한, 상기의 시트 형상 프로브(10)에 있어서 절연 보호층(21)은 필수적인 것이 아니며, 도36에 도시한 바와 같이 절연막(16)의 표면 및 전극 구조체(17)의 보유 지지부(17d)의 표면이 노출된 구성이라도 좋다.

또한, 도37에 도시한 바와 같이 전극 구조체(17)의 보유 지지부(17d)는 그 일부가 절연막(16)에 매립되어 상기 절연막(16)의 표면으로부터 돌출된 상태에서 마련되어 있어도 좋다.

또한, 도38에 도시한 바와 같이 전극 구조체(17)는 보유 지지부가 마련되어 있지 않은 구성의 것이라도 좋다.

또한, 도39에 도시한 바와 같이 전극 구조체(17)의 보유 지지부(17d)가 절연막의 표면 상에 마련되어 있어도 좋다.

또한, 시트 형상 프로브(10)에 있어서의 전극 구조체(17)는, 도40에 도시한 바와 같이 선단부로부터 기단부를 향함에 따라서 소직경이 되는 뿔 형상의 표면 전극부(17a)와, 이면 전극부(17b)와, 표면 전극부(17a)의 기단부로부터 연속하여 절연막(16)을 그 두께 방향으로 관통하여 신장하고, 이면 전극부(17b)에 연결된 단락부(17c)와, 표면 전극부(17a)의 기단부 부분으로부터 연속하여 절연막의 표면에 따라 외측으로 신장하는 보유 지지부(17d)로 이루어지는 것이라도 좋다.

(실시예)

이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[시험용 웨이퍼의 제작]

직경 8인치의 실리콘제의 웨이퍼 상에, 각각의 치수가 8 ㎜ × 8 ㎜인 정방형의 집적 회로를 합계로 393개 형성하였다. 웨이퍼에 형성된 각 집적 회로는, 그 중앙에 피검사 전극 영역을 갖고, 이 피검사 전극 영역에는 각각 세로 방향의 치수가 200 ㎛로 가로 방향의 치수가 70 ㎛인 직사각형의 40개의 피검사 전극(7)이 120 ㎛의 피치로 가로 방향에 일렬로 배열되어 있다. 또한, 이 웨이퍼 전체의 피검사 전극의 총수는 15720개이며, 모든 피검사 전극(7)은 서로 전기적으로 절연되어 있다. 이하, 이 웨이퍼를「시험용 웨이퍼(W1)」라 한다. 또한, 이 시험용 웨이 퍼(W1)에 형성된 393개의 집적 회로 중, 종횡으로 배열하는 32개(세로 8개, 가로 4개)의 집적 회로를 선택하고, 이들의 64개의 집적 회로가 형성된 영역을「시험 영역(E1)」이라 하였다.

또한, 모든 피검사 전극을 서로 전기적으로 절연하는 대신에, 집적 회로의 40개의 피검사 전극 중, 가장 외측의 피검사 전극으로부터 세어 1개 걸러 2개씩을 서로 전기적으로 접속한 것 이외는, 상기 시험용 웨이퍼(W1)와 동일한 구성인 393개의 집적 회로를 웨이퍼 상에 형성하였다. 이하, 이 웨이퍼를「시험용 웨이퍼(W2)」라 한다. 또한, 이 시험용 웨이퍼(W1)에 형성된 393개의 집적 회로 중, 종횡으로 배열하는 32개(세로 8개, 가로 4개)의 집적 회로를 선택하고, 이들의 64개의 집적 회로가 형성된 영역을「시험 영역(E2)」이라 하였다.

(제1 실시예)

[시트 형상 프로브의 제조]

도6에 구성에 따라, 하기의 사양의 프레임판(11)을 제작하였다.

이 프레임판(11)은 직경이 22 ㎝의 원형으로, 두께가 100 ㎛이며, 그 중앙에 90 ㎜ × 50 ㎜의 직사각형의 개구(12)를 갖는다.

직경이 20 ㎝로 두께가 25 ㎛의 폴리이미드로 이루어지는 절연 보호층용 수지 시트(21A)의 양면에, 각각 직경이 20 ㎝로 두께가 4 ㎛의 구리로 이루어지는 도금 전극용 금속박(22) 및 보유 지지부 형성용 금속박(23)이 일체적으로 적층되어 이루어지는 적층체(21B)를 준비하였다(도24 참조).

이 적층체(21B)에 대해, 두께가 25 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어 지는 보호 시일에 의해 도금 전극용 금속박(22)의 표면 전체면에 보호 필름을 형성하는 동시에, 보유 지지부 형성용 금속박(23)의 이면 전체면에 시험용 웨이퍼(W1)의 시험 영역(E1)에 형성된 32개(세로 8개, 가로 4개)의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 직경이 55 ㎛의 원형의 1280개의 패턴 구멍이 형성된 레지스트막을 형성하였다. 여기서, 레지스트막의 형성에 있어서, 노광 처리는 고압 수은등에 의해 80 mJ의 자외선을 조사함으로써 행하고, 현상 처리는 1 ％ 수산화나트륨 수용액으로 이루어지는 현상제에 40초간 침지하는 조작을 2회 반복함으로써 행하였다.

다음에, 보유 지지부 형성용 금속박(23)에 대해, 염화제2철계 에칭액을 이용하고, 50 ℃, 30초간의 조건으로 에칭 처리를 실시함으로써, 상기 보유 지지부 형성용 금속박(23)에 레지스트막의 패턴 구멍에 연통하는 1280개의 개구(23K)를 형성하였다(도25 참조).

그 후, 절연 보호층용 수지 시트(21A)에 대해 아민계 폴리이미드 에칭액(도레엔지니어링 가부시끼가이샤 제품,「TPE-3000」)을 이용하여, 80 ℃, 10분간의 조건으로 에칭 처리를 실시함으로써, 상기 절연 보호층용 수지 시트(21A)에, 각각 보유 지지부 형성용 금속박(23)의 개구(23K)에 연통하는 1280개의 관통 구멍(21H)을 형성하였다(도26 참조).

이 관통 구멍(21H) 각각은, 절연 보호층용 수지 시트(21A)의 이면으로부터 표면을 향함에 따라서 소직경이 되는 테이퍼 형상의 것이며, 이면측의 개구 직경이 55 ㎛, 표면측의 개구 직경이 20 ㎛(평균값)의 것이었다.

다음에, 적층체(21B)를 45 ℃의 수산화나트륨 용액에 2분간 침지시킴으로써, 적층체(21B)로부터 레지스트막을 제거하였다. 그 후, 적층체(21B)에 대해 두께가 10 ㎛의 드라이 필름 레지스트(히타치 카세이 제품 : 포텍 RY-3210)에 의해, 보유 지지부 형성용 금속박(23)의 관통 구멍(23H) 및 그 주위를 폐색하도록 레지스트 패턴을 형성하고, 보유 지지부 형성용 금속박(23)에 대해 염화제2철계 에칭액을 이용하고, 50 ℃, 30초간의 조건으로 에칭 처리를 실시함으로써, 보유 지지부 형성용 금속박(23)의 관통 구멍(23H)의 주위에 보유 지지부(17d)를 형성하였다(도27 참조). 여기서, 레지스트 패턴의 형성에 있어서, 노광 처리는 고압 수은등에 의해 80 mJ의 자외선을 조사함으로써 행하고, 현상 처리는 1 ％ 수산화나트륨 수용액으로 이루어지는 현상제에 40초간 침지하는 조작을 2회 반복함으로써 행하였다. 그리고, 적층체(21B)를 45 ℃의 수산화나트륨 용액에 2분간 침지시킴으로써, 적층체(21B)로부터 레지스트 패턴을 제거하였다.

다음에, 적층체(21B)에 있어서의 절연 보호층용 수지 시트(21A) 상에, 직경이 20.4 ㎝로 두께가 25 ㎛의 열가소성 폴리이미드 시트(신닛데쯔 가까구 가부시끼가이샤 제품, 상품명「에스파넥스」)를 절연막(16)으로서 적층하고, 이 절연막(16) 상에 직경이 22 ㎝로 두께가 25 ㎛의 42 얼로이로 이루어지는 이면 전극부 형성용 금속박(18B)을 적층하고, 165 ℃, 40 ㎏f/㎠, 1시간의 조건으로 가열 프레스 처리를 함으로써, 절연 보호층용 수지 시트(21A), 절연막(16) 및 이면 전극부 형성용 금속박(18B)을 일체화하였다(도28 참조).

그리고, 이면 전극부 형성용 금속박(18B)의 표면에 시험용 웨이퍼(W1)의 시 험 영역(E1)에 형성된 32개(세로 8개, 가로 4개)의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 직경이 60 ㎛의 원형의 1280개의 패턴 구멍이 형성된 레지스트막을 형성하였다.

다음에, 이면 전극부 형성용 금속박(18B)에 대해 염화제2철계 에칭액을 이용하고, 50 ℃, 30초간의 조건으로 에칭 처리를 실시함으로써, 상기 이면 전극부 형성용 금속박(18B)에 레지스트막의 패턴 구멍에 연통하는 1280개의 개구(l8K)를 형성하였다(도29 참조).

그 후, 절연막(16)에 대해 아민계 폴리이미드 에칭액(도레엔지니어링 가부시끼가이샤 제품,「TPE-3000」)을 이용하고, 80 ℃, 10분간의 조건으로 에칭 처리를 실시함으로써, 상기 절연막(16)에, 각각 이면 전극부 형성용 금속박(18B)의 개구(18K) 및 절연 보호층용 수지 시트(21A)의 관통 구멍(21H)에 연통하는 1280개의 관통 구멍(17H)을 형성하였다(도30 참조).

이 관통 구멍(17H)의 각각은 절연막(16)의 이면으로부터 표면을 향함에 따라서 소직경이 되는 테이퍼 형상의 것이며, 이면측의 개구 직경이 60 ㎛, 표면측의 개구 직경이 40 ㎛(평균값)의 것이었다.

그리고, 이면 전극부 형성용 금속박(18B)으로부터 레지스트막을 제거하고, 새롭게 이면 전극부 형성용 금속박(18B)의 표면에, 각각 이면 전극부 형성용 금속박(18B)의 개구(18K)에 연통하는 치수가 60 ㎛ × 150 ㎛의 1280개의 패턴 구멍을 갖는 레지스트막을 형성하였다.

다음에, 적층체(21B)를 설파민산 니켈을 함유하는 도금욕 속에 침지하고, 도 금 전극용 금속박(22)을 전극으로서 전해 도금 처리를 실시하여 절연 보호층용 수지 시트(21A)의 관통 구멍(21H) 내, 절연막(16)의 관통 구멍(17H) 내 및 레지스트막의 패턴 구멍 내에 금속을 충전함으로써, 표면 전극부(17a), 단락부(17c) 및 이면측 전극부(17b)를 형성함으로써 전극 구조체(17)를 형성하였다(도31 참조).

그 후, 적층체(21B)를 45 ℃의 수산화나트륨 용액에 2분간 침지시킴으로써, 이면 전극부 형성용 금속박(18B)으로부터 레지스트막을 제거하고, 새롭게 이면 전극부 형성용 금속박(18B) 상에 패터닝된 에칭용의 레지스트막을 형성하였다.

그리고, 이면 전극부 형성용 금속박(18B)에 대해 염화제2철계 에칭액을 이용하고, 50 ℃, 30초간의 조건으로 에칭 처리를 실시함으로써, 전극 구조체(17)의 각각을 서로 분리하는 동시에, 절연막(16)의 이면에 소요 형태의 금속막(18)을 형성하였다(도32 참조). 그 후, 도금 전극용 금속박(22) 및 금속막(18)으로부터 레지스트막을 제거하고, 금속막(18) 상에 접착층(19)을 통해 프레임판(11)을 접착하였다(도33 참조).

다음에, 프레임판(11), 절연막(16) 및 전극 구조체(17)의 이면 전극부(17b)를 레지스트막으로 덮는 동시에, 도금 전극용 금속박(22)의 표면으로부터 보호 필름을 박리하고, 상기 도금 전극용 금속박(22)에 대해 염화제2철계 에칭액을 이용하고, 50 ℃, 30초간의 조건으로 에칭 처리를 실시함으로써, 상기 도금 전극용 금속박(22)을 제거하였다(도34 참조).

그 후, 절연 보호층용 수지 시트(21A)에 대해 아민계 폴리이미드 에칭액(도레엔지니어링 가부시끼가이샤 제품,「TPE-3000」)을 이용하고, 80 ℃, 6분간의 조 건으로 에칭 처리를 실시하여 두께를 25 ㎛로부터 5 ㎛로 함으로써, 절연 보호층(21)을 형성하는 동시에, 전극 구조체(17)의 표면 전극부(17a)를 절연 보호층(21)의 표면으로부터 돌출된 상태로 함으로써, 접점막(15)을 형성하였다(도35 참조). 그리고, 45 ℃의 수산화나트륨 용액에 2분간 침지시킴으로써, 프레임판(11), 절연막(16) 및 전극 구조체(17)의 이면 전극부(17b)로부터 레지스트막을 제거하였다.

그리고, 프레임판(11)의 주연부에 실리콘계 열경화성 접착제(신에츠 가가꾸 제품명 1300T)를 도포하고, 150 ℃로 유지한 상태에서 실리콘계 열경화성 접착제가 도포된 부분에 외부 직경이 220 ㎜, 내부 직경이 205 ㎜로 두께 2 ㎜의 질화 실리콘으로 이루어지는 링 형상의 보유 지지 부재를 배치하고, 또한 프레임판(11)과 보유 지지 부재를 가압하면서 180 ℃에서 2시간 유지함으로써, 프레임판(11)에 보유 지지 부재를 접착시킴으로써 시트 형상 프로브를 제조하였다.

이렇게 얻어진 시트 형상 프로브(10)의 사양은 이하와 같다.

프레임판은 직경 22 ㎝, 두께가 100 ㎛의 원판 형상으로, 재질이 42 얼로이이다. 프레임판의 개구는 가로 방향의 치수가 90 ㎜이고, 세로 방향의 치수가 50 ㎜이다.

접점막에 있어서의 절연막 및 절연 보호층의 재질이 폴리이미드이며, 종횡의 치수는 120 ㎜ × 120 ㎜이고, 절연막의 두께가 25 ㎛, 절연 보호층의 두께가 5 ㎛이다. 접점막에 있어서의 전극 구조체의 수는 1280개로, 그 40개씩 시험용 웨이퍼(W1)에 형성된 집적 회로에 있어서의 피검사 전극에 대응하여 가로 방향으로 120 ㎛의 피치로 일렬로 나열하도록 배치되어 있다.

전극 구조체에 있어서의 표면 전극부는 원추체 형상으로, 선단부의 직경이 20 ㎛, 기단부의 직경이 55 ㎛이다. 이면 전극부는 직사각형의 판 형상으로 종횡의 치수가 60 ㎛ × 15 ㎛, 두께가 14 ㎛이다. 단락부는 원추체 형상으로 표면측의 직경이 40 ㎛, 이면측의 직경이 60 ㎛이다. 보유 지지부는 원형의 링 형상으로 외부 직경이 80 ㎛이다.

[이방 도전성 커넥터의 제조]

(1) 자성 코어 입자의 조제 :

시판된 니켈 입자(Westaim사제,「FC1000」)를 이용하고, 이하와 같이 하여 자성 코어 입자를 조제하였다.

닛신 엔지니어링 가부시끼가이샤 제품의 공기 분급기「터보 클래시파이어 TC-15N」에 의해, 니켈 입자 2 ㎏을 비중이 8.9, 풍량이 2.5㎥/min, 회전자 회전수가 2,250 rpm, 분급점이 15 ㎛, 니켈 입자의 공급 속도가 60 g/min의 조건으로 분급 처리하고, 입자 직경이 15 ㎛ 이하의 니켈 입자 0.8 ㎏을 수집하였다. 또한, 이 니켈 입자 0.8 ㎏을 비중이 8.9, 풍량이 2.5 ㎥/min, 회전자 회전수가 2,930 rpm, 분급점이 10 ㎛, 니켈 입자의 공급 속도가 30 g/min의 조건으로 분급 처리하고, 니켈 입자 0.5 ㎏을 수집하였다.

이렇게 얻어진 니켈 입자는 수평균 입자 직경이 7.4 ㎛, 입자 직경의 변동 계수가 27 ％, BET 비표면적이 0.46 × 103 ㎡/㎏, 포화 자화가 0.6 Wb/㎡였다.

이 니켈 입자를「자성 코어 입자[A]」라 한다.

(2) 도전성 입자의 조제 :

분말 도금 장치의 처리조 내에, 자성 코어 입자[A] 100 g을 투입하고, 또한 0.32N의 염산수용액 2L을 가하여 교반하고, 자성 코어 입자[A]를 함유하는 슬러리를 얻었다. 이 슬러리를 상온에서 30분간 교반함으로써, 자성 코어 입자[A]의 산처리를 행하고, 그 후에 1분간 정치하여 자성 코어 입자[A]를 침전시켜 상등액을 제거하였다.

다음에, 산처리가 실시된 자성 코어 입자[A]에 순수 2L을 가해, 상온에서 2분간 교반하고, 그 후에 1분간 정치하여 자성 코어 입자[A]를 침전시켜 상등액을 제거하였다. 이 조작을 2회 더 반복함으로써 자성 코어 입자[A]의 세정 처리를 행하였다.

그리고, 산처리 및 세정 처리가 실시된 자성 코어 입자[A]에 금의 함유 비율이 20 g/L의 도금액 2L을 가하고, 처리층 내의 온도를 90 ℃로 승온하여 교반함으로써, 슬러리를 조제하였다. 이 상태에서 슬러리를 교반하면서, 자성 코어 입자[A]에 대해 금의 치환 도금을 행하였다. 그 후, 슬러리를 방치하여 냉각하면서 정치하여 입자를 침전시켜 상등액을 제거함으로써 도전성 입자를 조제하였다.

이와 같이 하여 얻어진 도전성 입자에 순수 2L을 가해, 상온에서 2분간 교반하고, 그 후 1분간 정치하여 도전성 입자를 침전시켜 상등액을 제거하였다.

이 조작을 2회 더 반복하고, 그 후에 90 ℃로 가열한 순수 2L을 가해 교반하고, 이렇게 얻어진 슬러리를 여과지에 의해 여과하여 도전성 입자를 회수하였다. 그리고, 이 도전성 입자를 90 ℃로 설정된 건조기에 의해 건조 처리하였다.

이렇게 얻어진 도전성 입자는 수평균 입자 직경 7.3 ㎛, BET 비표면적 0.38 × 103 ㎡/㎏, (피복층을 형성하는 금의 질량)/(자성 코어 입자[A]의 질량)의 값 0.3이었다.

이 도전성 입자를「도전성 입자(a)」라 한다.

(3) 프레임판의 제작 :

도15에 도시한 구성에 따라, 하기의 조건에 의해 시험용 웨이퍼(W1)의 각 피검사 전극 영역에 대응하여 형성된 393개의 개구(42)를 갖는 프레임판(41)을 제작하였다.

이 프레임판(41)은 그 재질은 코바르(선열팽창계수 5 × 10^-6/K)로 종횡의 치수가 82 ㎜ × 46 ㎜의 직사각형이며, 두께가 60 ㎛이다. 이 프레임판에는 시험용 웨이퍼(W1)의 시험 영역(E1)에 형성된 32개(세로 8개, 가로 4개)의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극 영역에 대응하여 32(8 × 4)개의 개구가 형성되어 있고, 각 개구(42)의 가로 방향의 치수가 5400 ㎛로 세로 방향의 치수가 320 ㎛이다.

세로 방향에 인접하는 개구 사이의 중앙 위치에는 원형의 공기 유입 구멍이 형성되어 있고, 그 직경은 1000 ㎛이다.

(4) 성형 재료의 조제 :

부가형 액상 실리콘 고무 100 중량부에, 도전성 입자[a] 30 중량부를 첨가하여 혼합하고, 그 후 감압에 의한 탈포 처리를 실시함으로써, 성형 재료를 조제하였다.

이상에 있어서, 사용한 부가형 액상 실리콘 고무는 각각 점도가 250 Paㆍs인 A액과 B액으로 이루어지는 2액형의 것이며, 그 경화물의 압축 영구 변형이 5 ％, 듀로 미터 A 경도가 32, 인열 강도가 25 kN/m인 것이다.

또한, 부가형 액상 실리콘 고무 및 그 경화물의 특성은 이하와 같이 하여 측정된 것이다.

(a) 부가형 액상 실리콘 고무의 점도는 B형 점토계에 의해 23 ± 2 ℃에 있어서의 값을 측정하였다.

(b) 실리콘 고무 경화물의 압축 영구 변형은 다음과 같이 하여 측정하였다.

2액형의 부가형 액상 실리콘 고무의 A액과 B액을 등량이 되는 비율로 교반 혼합하였다. 다음에, 이 혼합물을 금형에 유입시키고, 이 혼합물에 대해 감압에 의한 탈포 처리를 행한 후, 120 ℃, 30분간의 조건으로 경화 처리를 행함으로써, 두께가 12.7 ㎜, 직경이 29 ㎜의 실리콘 고무 경화물로 이루어지는 원기둥 부재를 제작하고, 이 원기둥 부재에 대해 200 ℃, 4시간의 조건으로 포스트 경화를 행하였다.

이와 같이 하여 얻어진 원기둥 부재를 시험편으로서 이용하고, JIS K 6249를 준거하여 150 ± 2 ℃에 있어서의 압축 영구 변형을 측정하였다.

(c) 실리콘 고무 경화물의 인열 강도는, 다음과 같이 하여 측정하였다.

상기 (b)와 같은 조건으로 부가형 액상 실리콘 고무의 경화 처리와 포스트 경화를 행함으로써, 두께가 2.5 ㎜의 시트를 제작하였다. 이 시트로부터 펀칭에 의해 크레슨트형의 시험편을 제작하고, JIS K 6249에 준거하여 23 ± 2 ℃에 있어 서의 인열 강도를 측정하였다.

(d) 듀로 미터 A 경도는, 상기 (c)와 마찬가지로 하여 제작된 시트를 5매 서로 중합하여 얻어진 체중 부재를 시험편으로서 이용하고, JIS K 6249에 준거하여 23 ± 2 ℃에 있어서의 값을 측정하였다.

상기 (3)에서 제작한 프레임판과, 상기 (4)에서 조제한 성형 재료를 이용하고, 일본 특허 공개 제2002-324600호 공보에 기재된 방법에 따라서, 프레임판에 그 개구의 각각에 배치되고, 그 개구 모서리부에 고정되어 지지된 32개의 탄성 이방 도전막을 형성함으로써, 이방 도전성 커넥터(1)를 제조하였다.

이상에 있어서, 성형 재료층의 경화 처리는 전자석에 의해 두께 방향으로 2T의 자기장을 작용시키면서 100 ℃, 1시간의 조건으로 행하였다.

이렇게 얻어진 탄성 이방 도전막에 대해 구체적으로 설명하면 탄성 이방 도전막의 각각은 가로 방향의 치수가 6.0 ㎜, 세로 방향의 치수가 1.2 ㎜이며, 상기 탄성 이방 도전막에는 40개의 접속용 도전부가 절연부에 의해 서로 절연된 상태에서 120 ㎛의 피치로 가로 방향에 일렬로 배열되어 있다.

또한, 접속용 도전부의 각각은 가로 방향의 치수가 40 ㎛, 세로 방향의 치수가 200 ㎛, 두께가 150 ㎛, 돌출부(38)의 돌출 높이가 25 ㎛, 절연부의 두께가 100 ㎛이다.

또한, 가로 방향에 있어서 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부와 프레임판 사이에는, 비접속용의 도전부가 배치되어 있다.

비접속용의 도전부의 각각은 가로 방향의 치수가 60 ㎛, 세로 방향의 치수가 200 ㎛, 두께가 150 ㎛이다.

또한, 탄성 이방 도전막의 각각의 피지지부의 두께(2갈래 부분의 한쪽의 두께)는 20 ㎛이다.

또한, 각 탄성 이방 도전막의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적 분률로 약 25 ％였다.

또한, 이방 도전성 커넥터 프레임판에 있어서의 면 방향의 외형(치수가 82 ㎜ × 46 ㎜)은, 상기의 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판의 개구(치수가 90 ㎜ × 50 ㎜)에 수용될 수 있는 크기이다.

[검사용 회로 기판의 제작]

기판 재료로서 알루미나 세라믹스(선열팽창계수 4.8 × 10^-6/K)를 이용하고, 시험용 웨이퍼(W1)의 시험 영역(E1)에 형성된 32개(세로 8개, 가로 4개)의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라서 1280개의 검사용 전극이 형성된 검사용 회로 기판을 제작하였다. 이 검사용 회로 기판은 전체의 치수가 10 ㎝ × 10 ㎝의 직사각형이며, 그 검사용 전극은 가로 방향의 치수가 60 ㎛로 세로 방향의 치수가 200 ㎛이다. 이 검사용 회로 기판을「검사용 회로 기판(T1)」이라 한다.

[시험 1]

실온(25 ℃) 하에 있어서, 시험용 웨이퍼(W1)를 시험대에 배치하고, 이 시험용 웨이퍼(W1)의 표면 상에 시트 형상 프로브를 그 표면 전극부 각각이 상기 시험 용 웨이퍼(W1)의 시험 영역(E1)에 있어서의 피검사 전극 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 이 시트 형상 프로브 상에 이방 도전성 커넥터를 그 접속용 도전부의 각각이 시트 형상 프로브의 이면 전극부 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하였다. 이 이방 도전성 커넥터 상에 검사용 회로 기판(T1)을 그 검사용 전극의 각각이, 이방 도전성 커넥터의 접속용 도전부 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하였다. 또한, 검사용 회로 기판(T1)을 하방에 12 ㎏의 하중(전극 구조체 1개당 가해지는 하중이 평균적으로 약 10 g)으로 가압하였다.

그리고, 검사용 회로 기판(T1)의 1280개의 검사용 전극의 각각에, 차례로 전압을 인가하는 동시에, 전압이 인가된 검사용 전극과 다른 검사용 전극 사이의 전기 저항을 시트 형상 프로브의 전극 구조체의 전기 저항(이하,「절연 저항」이라 함)으로서 측정하고, 전체 측정점에 있어서의 절연 저항이 10 ㏁ 이하인 측정점의 비율(이하,「절연 불량 비율」이라 함)을 구하였다.

여기서, 절연 저항이 10 ㏁ 이하일 경우에는, 실제상 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전기적 검사에 사용하는 것이 곤란하다.

이상의 결과를 표 1에 나타낸다.

[시험 2]

실온(25 ℃) 하에 있어서, 시험용 웨이퍼(W2)를 전열 히터를 구비한 시험대에 배치하고, 이 시험용 웨이퍼(W2)의 표면 상에 시트 형상 프로브를 그 표면 전극부 각각이 상기 시험용 웨이퍼(W2)의 시험 영역(E2)에 있어서의 피검사 전극 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 이 시트 형상 프로브 상에 이방 도전성 커넥 터를 그 접속용 도전부의 각각이 시트 형상 프로브의 이면 전극부 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하였다. 이 이방 도전성 커넥터 상에, 검사용 회로 기판(T1)을 그 검사용 전극의 각각이 이방 도전성 커넥터의 접속용 도전부 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하였다. 또한, 검사용 회로 기판(T1)을, 하방에 12 ㎏의 하중(전극 구조체 1개당 가해지는 하중이 평균적으로 약 10 g)으로 가압하였다.

그리고, 검사용 회로 기판(T1)의 1280개의 검사용 전극에 대해, 시트 형상 프로브와, 이방 도전성 커넥터와, 시험용 웨이퍼(W2)를 통해 서로 전기적으로 접속된 2개의 검사용 전극 사이의 전기 저항을 차례로 측정하였다.

그리고, 측정된 전기 저항값의 2분의 1의 값을 검사용 회로 기판(T1)의 검사용 전극과 시험용 웨이퍼(W2)의 피검사 전극 사이의 전기 저항(이하,「도통 저항」이라 함)으로서 기록하고, 전체 측정점에 있어서의 도통 저항이 1 Ω 이상인 측정점의 비율(이하,「접속 불량 비율」이라 함)을 구하였다.

이 조작을「조작 (1)」이라 한다.

다음에, 검사용 회로 기판(T1)에 대한 가압을 해제하고, 그 후 시험대를 125 ℃로 승온하였다. 또한, 그 온도가 안정되기까지 방치하고, 그 후 검사용 회로 기판(T1)을 하방으로 12 ㎏의 하중(전극 구조체 1개당 가해지는 하중이 평균적으로 약 10 g)으로 가압하고, 상기 조작 (1)과 마찬가지로 하여 접속 불량 비율을 구하였다.

이 조작을「조작 (2)」라 한다.

다음에, 검사용 회로 기판(T1)에 대한 가압을 해제하고, 그 후 시험대를 실 온(25 ℃)까지 냉각하였다.

이 조작을「조작 (3)」이라 한다.

그리고, 상기의 조작 (1), 조작 (2) 및 조작 (3)을 1 사이클로 하여, 합계로 100 사이클 연속하여 행하였다. 1 사이클에 필요로 하는 시간은 약 1.5시간이었다.

여기서, 도통 저항이 1 Ω 이상일 경우에는, 실제상 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전기적 검사에 사용하는 것이 곤란하다.

이상의 결과를 표 2에 나타낸다.

<제1 비교예>

제1 실시예에 있어서, 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판으로서 개구의 치수가 72 ㎜ × 40 ㎜의 것을 이용한 것 이외는 마찬가지로 하여, 시트 형상 프로브, 이방 도전성 커넥터 및 검사용 회로 기판을 제조하고, 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 이 제1 비교예에 있어서는, 이방 도전성 커넥터 프레임판에 있어서의 면 방향의 외형(치수가 82 ㎜ × 46 ㎜)이 상기의 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판의 개구의 각각에 수용되지 않는 것이다.

	절연 불량 비율
제1 실시예	0 ％
제1 비교예	0 ％

	사이클수	온도	제1 실시예	제1 비교예
접 속 불 량 비 율	1	25 ℃	0 ％	7 ％
		125℃	0 ％	6 ％
	10	25 ℃	0 ％	9 ％
		125 ℃	0 ％	8 ％
	50	25 ℃	0 ％	20 ％ 이상
		125 ℃	0 ％	15 ％
	100	25 ℃	0 ％	시험하지 않음
		125 ℃	0 ％	시험하지 않음

Claims (8)

1. 개구가 형성된 금속으로 이루어지는 프레임판 및 그 개구를 폐색하도록 이 프레임판의 표면에 배치되어 지지된 접점막으로 이루어지고, 당해 접점막은 가요성 수지로 이루어지는 절연막에, 당해 절연막의 표면에 노출되는 표면 전극부 및 이면에 노출되는 이면 전극부가 절연막의 두께 방향으로 신장하는 단락부에 의해 연결되어 이루어지는 복수의 전극 구조체가, 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 일부의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극에 대응하는 패턴을 따라서 배치되어 이루어지는 시트 형상 프로브와,

   검사 대상인 웨이퍼에 형성된 일부의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 복수의 개구가 형성된 프레임판 및 각각 하나의 개구를 폐색하도록 이 프레임판에 배치되어 지지된 복수의 탄성 이방 도전막으로 이루어지고, 상기 시트 형상 프로브의 이면에 배치된 이방 도전성 커넥터를 갖고,

   상기 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판의 개구의 각각은, 상기 이방 도전성 커넥터의 프레임판에 있어서의 면 방향의 외형을 수용할 수 있는 크기로 되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사용 탐침 부재.
2. 제1항에 있어서, 탄성 이방 도전막은 피검사 전극에 대응하는 패턴을 따라서 배치된 탄성 고분자 물질 중에 자성을 나타내는 도전성 입자가 함유되어 이루어지는 접속용 도전부와, 이들을 서로 절연하는 탄성 고분자 물질로 이루어지는 절연부 를 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사용 탐침 부재.
3. 제2항에 있어서, 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판의 개구는 그 면 방향에 있어서의 최대 치수가 0보다 크고 150 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사용 탐침 부재.
4. 제3항에 있어서, 절연막은 선열팽창계수가 1 × 10^-4/K 이하의 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사용 탐침 부재.
5. 제4항에 있어서, 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판의 두께가 10 내지 200 ㎛인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사용 탐침 부재.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 시트 형상 프로브에 있어서의 프레임판 및 이방 도전성 커넥터에 있어서의 프레임판은, 각각 선열팽창계수가 3 × 10^-5/K 이하의 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사용 탐침 부재.
7. 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 일부의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극에 대응하는 패턴을 따라서 검사 전극이 표면에 형성된 검사용 회로 기판과, 이 검사용 회로 기판의 표면 상에 배치된 제6항에 기재된 웨이퍼 검사용 탐침 부재를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사용 프로브 카드.
8. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로의 각각에 대해, 당해 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하는 웨이퍼 검사 장치이며,

   제7항에 기재된 웨이퍼 검사용 프로브 카드를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.

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