JP2006098395A - Anisotropic conductive connector for wafer inspection, production method and application therefor - Google Patents
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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異方導電性コネクターおよびその製造方法、このウエハ検査用異方導電性コネクターを具えたウエハ検査用のプローブ部材、並びにこのプローブ部材を具えたウエハ検査装置およびこのプローブ部材を使用したウエハ検査方法に関する。 The present invention relates to an anisotropic conductive connector for wafer inspection used for conducting electrical inspection of a plurality of integrated circuits formed on a wafer in a wafer state, a method for manufacturing the same, and an anisotropic conductive connector for wafer inspection. The present invention relates to a wafer inspection probe member, a wafer inspection device including the probe member, and a wafer inspection method using the probe member.
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、このウエハを切断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。
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、検査対象物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プローブ部材が用いられている。このようなプローブ部材としては、被検査電極のパターンに対応するパターンに従って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異方導電性エラストマーシートとよりなるものが知られている。
In general, in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device, a large number of integrated circuits are formed on a wafer made of, for example, silicon, and then each of these integrated circuits has a defect by inspecting basic electrical characteristics. A probe test is performed to select the integrated circuit. Next, the semiconductor chip is formed by cutting the wafer, and the semiconductor chip is housed in an appropriate package and sealed. Further, each packaged semiconductor integrated circuit device is subjected to a burn-in test for selecting a semiconductor integrated circuit device having a potential defect by inspecting electrical characteristics in a high temperature environment.
In such an electrical inspection of an integrated circuit such as a probe test or a burn-in test, a probe member is used to electrically connect each of the electrodes to be inspected in the inspection object to a tester. Such a probe member is composed of an inspection circuit board on which an inspection electrode is formed according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected, and an anisotropic conductive elastomer sheet disposed on the inspection circuit board. It has been known.
かかる異方導電性エラストマーシートとしては、従来、種々の構造のものが知られており、例えば特許文献1等には、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エラストマーシート(以下、これを「分散型異方導電性エラストマーシート」という。)が開示され、また、特許文献2等には、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エラストマーシート(以下、これを「偏在型異方導電性エラストマーシート」という。)が開示され、更に、特許文献3等には、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エラストマーシートが開示されている。
これらの異方導電性エラストマーシートの中で、偏在型異方導電性エラストマーシートは、検査すべき集積回路の被検査電極のパターンに対応するパターンに従って導電部が形成されているため、分散型異方導電性エラストマーシートに比較して、被検査電極の配列ピッチすなわち隣接する被検査電極の中心間距離が小さい集積回路などに対しても電極間の電気的接続を高い信頼性で達成することができる点で、有利である。従って、被検査電極のピッチが小さい半導体集積回路装置のプローブ試験またはバーンイン試験においては、偏在型異方導電性エラストマーシートが用いられている。
As such an anisotropic conductive elastomer sheet, those having various structures have been conventionally known. For example,
Among these anisotropically conductive elastomer sheets, the unevenly anisotropic anisotropic conductive elastomer sheet has a conductive portion formed according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected of the integrated circuit to be inspected. Compared to the directionally conductive elastomer sheet, the electrical connection between the electrodes can be achieved with high reliability even for an integrated circuit or the like in which the arrangement pitch of the electrodes to be inspected, that is, the distance between the centers of adjacent electrodes to be inspected is small. This is advantageous. Therefore, an unevenly distributed anisotropic conductive elastomer sheet is used in a probe test or burn-in test of a semiconductor integrated circuit device in which the pitch of electrodes to be inspected is small.
而して、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、多数の集積回路のうち例えば16個または32個の集積回路が形成された複数のエリアにウエハを分割し、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、ウエハに形成された多数の集積回路のうち例えば64個若しくは124個または全部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の電気的検査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。このような理由から、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ウエハの状態で一括して行うWLBI(Wafer Level Burn−in)試験が提案されている。
Thus, in a probe test performed on an integrated circuit formed on a wafer, the wafer is conventionally divided into a plurality of areas in which, for example, 16 or 32 integrated circuits are formed among many integrated circuits. A method is adopted in which a probe test is collectively performed on all integrated circuits formed in this area, and a probe test is sequentially performed on integrated circuits formed in other areas. In recent years, in order to improve the inspection efficiency and reduce the inspection cost, for example, 64, 124, or all of the integrated circuits out of a large number of integrated circuits formed on the wafer are collectively subjected to a probe test. It is requested.
On the other hand, in the burn-in test, the integrated circuit device to be inspected is very small and inconvenient to handle. Therefore, it is long to perform electrical inspection of many integrated circuit devices individually. Time is required, which makes the inspection cost considerably higher. For these reasons, a WLBI (Wafer Level Burn-in) test has been proposed in which a burn-in test is performed on a large number of integrated circuits formed on a wafer in a wafer state.
しかしながら、検査対象であるウエハが、例えば直径が8インチ以上の大型のものであって、その被検査電極の数が例えば5000以上、特に10000以上のものである場合には、各集積回路における被検査電極のピッチが極めて小さいものであるため、プローブ試験またはWLBI試験に偏在型異方導電性エラストマーシートを用いると、以下のような問題がある。
(1)直径が例えば8インチ(約20cm)のウエハを検査するためには、偏在型異方導電性エラストマーシートとして、その直径が8インチ程度のものを用いることが必要となる。然るに、このような偏在型異方導電性エラストマーシートは、全体の面積が相当に大きいものであるが、各導電部は微細で、当該偏在型異方導電性エラストマーシート表面に占める導電部表面の面積の割合が小さいものであるため、当該偏在型異方導電性エラストマーシートを確実に製造することは極めて困難である。従って、異方導電性エラストマーシートの製造においては、歩留りが極端に低下する結果、異方導電性エラストマーシートの製造コストが増大し、延いては検査コストが増大する。
(2)偏在型異方導電性エラストマーシートにおいては、検査用回路基板および検査対象であるウエハとの電気的接続作業において、それらに対して特定の位置関係をもって保持固定することが必要である。然るに、異方導電性エラストマーシートは柔軟で容易に変形しやすいものであって、その取扱い性が低いものであるるため、検査対象であるウエハの被検査電極に対する電気的接続を行う際に、偏在型異方導電性エラストマーシートの位置合わせおよび保持固定が極めて困難である。
(3)ウエハを構成する材料例えばシリコンの線熱膨張係数は3.3×10-6/K程度であり、一方、異方導電性エラストマーシートを構成する材料例えばシリコーンゴムの線熱膨張係数は2.2×10-4/K程度である。従って、例えば25℃において、それぞれ直径が20cmのウエハおよび異方導電性エラストマーシートの各々を、25℃から125℃までに加熱した場合には、理論上、ウエハの直径の変化は0.0066cmにすぎないが、異方導電性エラストマーシートの直径の変化は0.44cmに達する。このように、検査対象である集積回路装置を構成する材料(例えばシリコン)と偏在型異方導電性エラストマーシートを構成する材料(例えばシリコーンゴム)との間で、熱膨張率が大きく異なるため、バーンイン試験においては、一旦はウエハと偏在型異方導電性エラストマーシートとの所要の位置合わせおよび保持固定が実現された場合であっても、温度変化による熱履歴を受けると、偏在型異方導電性エラストマーシートの導電部と集積回路装置の被検査電極との間に位置ずれが生じる結果、電気的接続状態が変化して安定な接続状態を維持することが困難である。
However, if the wafer to be inspected is a large one having a diameter of, for example, 8 inches or more and the number of electrodes to be inspected is, for example, 5000 or more, particularly 10,000 or more, the wafer to be inspected in each integrated circuit. Since the pitch of the inspection electrode is extremely small, there are the following problems when using an unevenly distributed anisotropic conductive elastomer sheet in a probe test or a WLBI test.
(1) In order to inspect a wafer having a diameter of, for example, 8 inches (about 20 cm), it is necessary to use an unevenly distributed anisotropic conductive elastomer sheet having a diameter of about 8 inches. However, such an unevenly anisotropic anisotropic conductive elastomer sheet has a considerably large area as a whole, but each conductive part is fine, and the surface of the conductive part occupying the unevenly anisotropic anisotropic conductive elastomer sheet surface. Since the area ratio is small, it is extremely difficult to reliably manufacture the unevenly anisotropic anisotropic conductive elastomer sheet. Therefore, in the production of the anisotropic conductive elastomer sheet, the production yield of the anisotropic conductive elastomer sheet increases as a result of the extremely low yield, which in turn increases the inspection cost.
(2) The unevenly distributed anisotropic conductive elastomer sheet needs to be held and fixed with a specific positional relationship with the circuit board for inspection and the wafer to be inspected. However, since the anisotropic conductive elastomer sheet is flexible and easily deformed and has low handleability, when performing electrical connection to the inspection target electrode of the wafer to be inspected, It is extremely difficult to align and hold and fix the uneven distribution type anisotropic conductive elastomer sheet.
(3) The linear thermal expansion coefficient of the material constituting the wafer, such as silicon, is about 3.3 × 10 −6 / K, while the material constituting the anisotropic conductive elastomer sheet, such as silicone rubber, is It is about 2.2 × 10 −4 / K. Thus, for example, at 25 ° C., when each wafer and anisotropic conductive elastomer sheet having a diameter of 20 cm are heated from 25 ° C. to 125 ° C., the change in wafer diameter is theoretically 0.0066 cm. However, the change in the diameter of the anisotropically conductive elastomer sheet reaches 0.44 cm. Thus, the coefficient of thermal expansion differs greatly between the material (for example, silicon) constituting the integrated circuit device to be inspected and the material (for example, silicone rubber) constituting the unevenly distributed anisotropic conductive elastomer sheet, In the burn-in test, even if the required alignment and holding / fixing of the wafer and the anisotropically anisotropic conductive elastomer sheet have been realized once, if the thermal history due to temperature change is received, As a result of positional displacement between the conductive portion of the conductive elastomer sheet and the electrode to be inspected of the integrated circuit device, it is difficult to maintain a stable connection state by changing the electrical connection state.
上記の問題を解決するため、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に対応して複数の開口が形成されたフレーム板と、このフレーム板の開口の各々を塞ぐよう配置された複数の弾性異方導電膜とよりなる異方導電性コネクターが提案されている(例えば特許文献4参照。)。
このような異方導電性コネクターによれば、以下のような効果が得られる。
(1)フレーム板に形成された開口の各々は、検査対象であるウエハにおける集積回路の電極領域に対応する寸法であり、従って、当該開口の各々に配置される弾性異方導電膜は、サイズの小さいものでよいため、個々の弾性異方導電膜の形成が容易である。
(2)弾性異方導電膜の各々がフレーム板に支持されているため、変形しにくくて取扱いやすく、また、予めフレーム板に位置決め用マーク(例えば孔)を形成することにより、集積回路装置の電気的接続作業において、当該集積回路装置に対する位置合わせおよび保持固定を容易に行うことができる。
(3)サイズの小さい弾性異方導電膜は、熱履歴を受けた場合でも、熱膨張の絶対量が少ないため、弾性異方導電膜の熱膨張がフレーム板によって規制され、しかも、異方導電性コネクター全体の熱膨張は、フレーム板を構成する材料の熱膨張に依存するので、フレーム板を構成する材料として熱膨張率の小さいものを用いることにより、温度変化による熱履歴を受けた場合にも、当該異方導電性コネクターにおける導電部とウエハにおける被検査電極との位置ずれが防止される結果、良好な電気的接続状態が安定に維持される。
In order to solve the above-described problem, a frame plate having a plurality of openings formed corresponding to electrode regions where electrodes to be inspected of an integrated circuit are formed on a wafer to be inspected, and each of the openings of the frame plate are closed. An anisotropic conductive connector comprising a plurality of elastic anisotropic conductive films arranged in this manner has been proposed (see, for example, Patent Document 4).
According to such an anisotropic conductive connector, the following effects can be obtained.
(1) Each of the openings formed in the frame plate has a size corresponding to the electrode region of the integrated circuit in the wafer to be inspected. Therefore, the elastic anisotropic conductive film disposed in each of the openings has a size Therefore, it is easy to form individual elastic anisotropic conductive films.
(2) Since each of the elastic anisotropic conductive films is supported by the frame plate, the elastic anisotropic conductive film is not easily deformed and easy to handle. Also, by forming a positioning mark (for example, a hole) in the frame plate in advance, In the electrical connection operation, alignment and holding / fixing with respect to the integrated circuit device can be easily performed.
(3) Since the elastic anisotropic conductive film having a small size has a small absolute amount of thermal expansion even when subjected to a thermal history, the thermal expansion of the elastic anisotropic conductive film is restricted by the frame plate, and the anisotropic conductive film The thermal expansion of the entire connector depends on the thermal expansion of the material that makes up the frame plate. However, as a result of preventing the displacement between the conductive portion of the anisotropic conductive connector and the electrode to be inspected on the wafer, a good electrical connection state is stably maintained.
そして、このような異方導電性コネクターは、以下のようにして製造される。
図28に示すような上型80およびこれと対となる下型85よりなる弾性異方導電膜成形用の金型を用意する。この金型における上型80および下型85の各々は、基板81,86上に、成形すべき異方導電性エラストマーシートの導電部のパターンに対応するパターンに従って配置された複数の強磁性体層82,87と、これらの強磁性体層82,87が形成された個所以外の個所に配置された非磁性体層83,88とが設けられており、強磁性体層82,87および非磁性体層83,88により、成形面が形成されている。そして、上型80および下型85は、上型80の強磁性体層82とこれに対応する下型85の強磁性体層87とが互いに対向するよう配置されている。
このような金型内に、図29に示すように、検査対象であるウエハにおける電極領域に対応して開口91が形成されたフレーム板90を位置合わせして配置すると共に、硬化処理によって弾性高分子物質となる高分子物質形成材料中に磁性を示す導電性粒子Pが分散されてなる成形材料層95Aを、フレーム板90の各開口91を塞ぐようを形成する。ここで、成形材料層95Aに含有されている導電性粒子Pは、当該成形材料層95A中に分散された状態である。
And such an anisotropically conductive connector is manufactured as follows.
A mold for forming an elastic anisotropic conductive film comprising an
In such a mold, as shown in FIG. 29, a
そして、上型80の上面およひ下型85の下面に例えば一対の電磁石を配置してこれを作動させることにより、成形材料層95Aには、上型80の強磁性体層82とこれに対応する下型85の強磁性体層87との間の部分すなわち導電部となる部分において、それ以外の部分より大きい強度の磁場が当該成形材料層95Aの厚み方向に作用される。その結果、成形材料層95A中に分散されている導電性粒子Pは、当該成形材料層95Aにおける大きい強度の磁場が作用されている部分、すなわち上型80の強磁性体層82とこれに対応する下型85の強磁性体層87との間の部分に集合し、更には成形材料層95Aの厚み方向に並ぶよう配向する。そして、この状態で、成形材料層95Aの硬化処理を行うことにより、図30に示すように、導電性粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有された複数の導電部96と、これらの導電部96を相互に絶縁する絶縁部97とよりなる弾性異方導電膜95が、その周縁部がフレーム板90の開口縁部に支持された状態で成形され、以て異方導電性コネクターが製造される。
Then, for example, a pair of electromagnets are arranged on the upper surface of the
しかしながら、このような製造方法においては、以下のような問題がある。
被検査電極が小さいピッチで高密度に配置されたウエハについて電気的検査を行う場合には、導電部のピッチが小さくて高密度に配置された異方導電性コネクターを用いることが必要である。而して、このような異方導電性コネクターの製造においては、当然のことながら強磁性体層82,87が極めて小さいピッチで配置された上型80および下型85を用いることが必要である。
然るに、このような上型80および下型85を用い、上述のようにして弾性異方導電膜95を形成する場合には、上型80および下型85の各々において、互いに隣接する強磁性体層82,87の間の離間距離が小さいため、図31に示すように、上型80における或る強磁性体層82aからこれに対応する下型85の強磁性体層87aに向かう方向(矢印Xで示す)のみならず、例えば上型80の強磁性体層82aからこれに対応する下型85の強磁性体層87aに隣接する強磁性体層87bに向かう方向(矢印Yで示す)、或いは上型80の強磁性体層82bからこれに対応する下型85の強磁性体層87bに隣接する強磁性体層87aに向かう方向にも磁場が作用することとなる。そのため、成形材料層95Aにおいて、導電性粒子Pを、上型80の強磁性体層82aとこれに対応する下型85の強磁性体層87aとの間に位置する部分に集合させることが困難となり、上型80の強磁性体層82aと下型85の強磁性体層87bとの間に位置する部分にも導電性粒子Pが集合してしまい、また、導電性粒子Pを成形材料層95Aの厚み方向に十分に配向させることが困難となり、その結果、所期の導電部および絶縁部を有する異方導電性コネクターが得られない。
また、弾性異方導電膜の形成においては、前述したように、上型80および下型85よりなる特殊な金型が必要である。この金型は、検査対象であるウエハに応じて個別的に製造されるものであり、また、その製造工程が煩雑なものであるため、異方導電性コネクターの製造コストが極めて高いものとなり、延いてはウエハの検査コストの増大を招く。
However, such a manufacturing method has the following problems.
When electrical inspection is performed on a wafer in which electrodes to be inspected are arranged at a high density with a small pitch, it is necessary to use anisotropic conductive connectors in which the pitch of the conductive portions is small and arranged at a high density. Thus, in manufacturing such an anisotropic conductive connector, it is naturally necessary to use the
However, when such an
Further, in forming the elastic anisotropic conductive film, a special mold including the
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、その第1の目的は、検査対象であるウエハにおける被検査電極が、小さいピッチで高密度に配置されているものであっても、当該ウエハについて所要の電気的接続を確実に達成することができ、しかも、小さいコストで製造することができるウエハ検査用異方導電性コネクターおよびその製造方法を提供することにある。
本発明の第2の目的は,検査対象であるウエハにおける被検査電極が、小さいピッチで高密度に配置されているものであっても、当該ウエハについて所要の電気的接続を確実に達成することができ、しかも、小さいコストで製造することができるウエハ検査用のプローブ部材を提供することにある。
本発明の第3の目的は、上記のプローブ部材を使用して、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ウエハ検査装置およびウエハ検査方法を提供することにある。
The present invention has been made based on the above circumstances, and a first object of the present invention is that electrodes to be inspected on a wafer to be inspected are arranged at a high density with a small pitch. However, it is an object of the present invention to provide an anisotropic conductive connector for wafer inspection, which can reliably achieve a required electrical connection for the wafer, and can be manufactured at a low cost, and a method for manufacturing the same.
The second object of the present invention is to reliably achieve the required electrical connection for the wafer even if the electrodes to be inspected in the wafer to be inspected are arranged with a small pitch and a high density. It is another object of the present invention to provide a probe member for wafer inspection that can be manufactured at a low cost.
A third object of the present invention is to provide a wafer inspection apparatus and wafer inspection method for performing electrical inspection of a plurality of integrated circuits formed on a wafer in the state of a wafer using the probe member. .
本発明のウエハ検査用異方導電性コネクターの製造方法は、検査対象であるウエハに形成された全てのまたは一部の集積回路における被検査電極が配置された電極領域に対応して複数の開口が形成されたフレーム板と、このフレーム板の開口の各々を塞ぐよう配置された複数の弾性異方導電膜とよりなり、前記弾性異方導電膜の各々は、前記ウエハに形成された集積回路における被検査電極に対応して配置された、弾性高分子物質中に磁性を示す導電性粒子が含有されてなる厚み方向に伸びる複数の接続用導電部と、これらの接続用導電部を相互に絶縁する弾性高分子物質よりなる絶縁部とを有してなるウエハ検査用異方導電性コネクターを製造する方法であって、
離型性支持板上に支持された弾性高分子物質中に磁性を示す導電性粒子が含有されてなる導電性エラストマー層をレーザー加工することにより、当該離型性支持板上に複数の接続用導電部を形成し、
この離型性支持板に形成された接続用導電部の各々を、フレーム板の開口を塞ぐよう形成された、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よりなる絶縁部用材料層中に浸入させ、この状態で前記絶縁部用材料層を硬化処理することにより絶縁部を形成する工程を有することを特徴とする。
The method for manufacturing an anisotropic conductive connector for wafer inspection according to the present invention includes a plurality of openings corresponding to electrode regions in which electrodes to be inspected are arranged in all or a part of integrated circuits formed on a wafer to be inspected. And a plurality of elastic anisotropic conductive films arranged so as to close each of the openings of the frame plate, and each of the elastic anisotropic conductive films is an integrated circuit formed on the wafer. A plurality of connecting conductive parts extending in the thickness direction, which are arranged corresponding to the electrodes to be inspected and containing conductive particles exhibiting magnetism in the elastic polymer substance, and these connecting conductive parts are mutually connected A method of manufacturing an anisotropic conductive connector for wafer inspection having an insulating part made of an elastic polymer material for insulation,
A plurality of connections can be made on the releasable support plate by laser processing a conductive elastomer layer in which conductive particles exhibiting magnetism are contained in an elastic polymer material supported on the releasable support plate. Forming a conductive part,
For each of the connecting conductive parts formed on the releasable support plate, for the insulating part made of a liquid polymer substance forming material that is cured and becomes an elastic polymer substance so as to close the opening of the frame board It has a step of forming an insulating portion by intruding into the material layer and curing the insulating material layer in this state.
本発明のウエハ検査用異方導電性コネクターの製造方法においては、レーザー加工は、炭酸ガスレーザーまたは紫外線レーザーによるものであることが好ましい。
また、導電性エラストマー層の表面に、形成すべき接続用導電部のパターンに従って金属マスクを形成し、その後、当該導電性エラストマー層をレーザー加工することにより、複数の接続用導電部を形成することが好ましい。
また、導電性エラストマー層の表面をメッキ処理することにより、金属マスクを形成することが好ましい。
また、導電性エラストマー層の表面に金属薄層を形成し、この金属薄層の表面に特定のパターンに従って開口が形成されたレジスト層を形成し、前記金属薄層における前記レジスト層の開口から露出した部分の表面をメッキ処理することにより、金属マスクを形成することを特徴とすることが好ましい。
また、本発明のウエハ検査用異方導電性コネクターの製造方法においては、硬化されて弾性高分子物質となる液状のエラストマー用材料中に磁性を示す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層に対して、その厚み方向に磁場を作用させると共に、当該導電性エラストマー用材料層を硬化処理することにより、導電性エラストマー層を形成することができる。
また、本発明のウエハ検査用異方導電性コネクターの製造方法においては、フレーム板として、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い。
In the method for producing an anisotropic conductive connector for wafer inspection according to the present invention, the laser processing is preferably performed by a carbon dioxide laser or an ultraviolet laser.
Also, a plurality of conductive portions for connection are formed by forming a metal mask on the surface of the conductive elastomer layer according to the pattern of the conductive portion for connection to be formed, and then laser processing the conductive elastomer layer. Is preferred.
Moreover, it is preferable to form a metal mask by plating the surface of the conductive elastomer layer.
Further, a thin metal layer is formed on the surface of the conductive elastomer layer, a resist layer having an opening formed in accordance with a specific pattern is formed on the surface of the thin metal layer, and exposed from the opening of the resist layer in the thin metal layer. It is preferable that a metal mask is formed by plating the surface of the portion.
Further, in the method for producing an anisotropic conductive connector for wafer inspection according to the present invention, the conductive elastomer for conductive elastomer, wherein the liquid elastomer material that is cured to become an elastic polymer substance contains magnetic conductive particles. A conductive elastomer layer can be formed by applying a magnetic field to the material layer in the thickness direction and curing the conductive elastomer material layer.
In the method for manufacturing an anisotropic conductive connector for wafer inspection according to the present invention, it is preferable to use a frame plate having a coefficient of linear thermal expansion of 3 × 10 −5 / K or less.
本発明のウエハ検査用異方導電性コネクターは、上記の製造方法によって得られることを特徴とする。 The anisotropic conductive connector for wafer inspection according to the present invention is obtained by the above manufacturing method.
本発明のプローブ部材は、ウエハに形成された複数の集積回路の各々について、当該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プローブ部材であって、
検査対象であるウエハに形成された集積回路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検査電極が表面に形成された検査用回路基板と、この検査用回路基板の表面に配置された、上記のウエハ検査用異方導電性コネクターとを具えてなることを特徴とする。
The probe member of the present invention is a probe member used for performing electrical inspection of a plurality of integrated circuits formed on a wafer in the state of the wafer,
An inspection circuit board having an inspection electrode formed on the surface according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected in the integrated circuit formed on the wafer to be inspected, and the above-described circuit board disposed on the surface of the inspection circuit board An anisotropic conductive connector for wafer inspection is provided.
本発明のプローブ部材においては、ウエハ検査用異方導電性コネクター上に、絶縁性シートと、この絶縁性シートをその厚み方向に貫通して伸び、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複数の電極構造体とよりなるシート状プローブが配置されていてもよい。 In the probe member of the present invention, on the anisotropic conductive connector for wafer inspection, an insulating sheet and the insulating sheet extend through the thickness direction and are arranged according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected. In addition, a sheet-like probe including a plurality of electrode structures may be disposed.
本発明のウエハ検査装置は、ウエハに形成された複数の集積回路の各々について、当該集積回路の電気的検査をウエハの状態で行うウエハ検査装置において、
上記のプローブ部材を具えてなり、当該プローブ部材を介して、検査対象であるウエハに形成された集積回路に対する電気的接続が達成されることを特徴とする。
A wafer inspection apparatus according to the present invention is a wafer inspection apparatus that performs electrical inspection of a plurality of integrated circuits formed on a wafer in a wafer state.
The probe member is provided, and electrical connection to the integrated circuit formed on the wafer to be inspected is achieved through the probe member.
本発明のウエハ検査方法は、ウエハに形成された複数の集積回路の各々を、上記のプローブ部材を介してテスターに電気的に接続し、当該ウエハに形成された集積回路の電気的検査を実行することを特徴とする。 In the wafer inspection method of the present invention, each of the plurality of integrated circuits formed on the wafer is electrically connected to the tester via the probe member, and the integrated circuit formed on the wafer is electrically inspected. It is characterized by doing.
本発明に係るウエハ検査用異方導電性コネクターの製造方法によれば、導電性エラストマー層をレーザー加工することにより、接続用導電部を形成するため、所期の導電性を有する接続用導部を確実に得ることができる。また、離型性支持板上に接続用導電部を形成したうえで、当該接続用導電部を絶縁部用材料層中に浸入させ、当該絶縁部用材料層を硬化処理することにより絶縁部を形成するため、導電性粒子が全く存在しない絶縁部を確実に得ることができる。しかも、従来の異方導電性コネクターを製造するために使用されていた多数の強磁性体層が配列されてなる特殊な金型を用いることが不要である。
従って、このような方法によって得られる本発明のウエハ検査用異方導電性コネクターによれば、検査対象であるウエハにおける被検査電極が、小さいピッチが高密度に配置されているものであっても、当該被検査電極の各々に対して所要の電気的接続が確実に達成され、しかも、小さいコストで製造することができる。
According to the method for manufacturing an anisotropic conductive connector for wafer inspection according to the present invention, a conductive portion for connection is formed by forming a conductive portion for connection by laser processing the conductive elastomer layer. Can be definitely obtained. Moreover, after forming the conductive part for connection on the releasable support plate, the conductive part for connection is infiltrated into the material layer for the insulating part, and the insulating part material layer is cured to cure the insulating part. Since it forms, the insulating part which does not have electroconductive particle at all can be obtained reliably. In addition, it is not necessary to use a special mold in which a large number of ferromagnetic layers that have been used for manufacturing a conventional anisotropically conductive connector are arranged.
Therefore, according to the anisotropic conductive connector for wafer inspection of the present invention obtained by such a method, even if the electrodes to be inspected on the wafer to be inspected are arranged with a small pitch and a high density. The required electrical connection can be reliably achieved for each of the electrodes to be inspected and can be manufactured at a low cost.
本発明に係るプローブ部材によれば、上記のウエハ検査用異方導電性コネクターを具えてなるため、検査対象であるウエハにおける被検査電極が、小さいピッチで高密度に配置されているものであっても、当該ウエハについて所要の電気的接続を確実に達成することができ、しかも、小さいコストで製造することができる。 Since the probe member according to the present invention includes the anisotropic conductive connector for wafer inspection described above, the electrodes to be inspected on the wafer to be inspected are arranged at a high density with a small pitch. However, the required electrical connection can be reliably achieved for the wafer, and the wafer can be manufactured at a low cost.
本発明に係るウエハ検査装置およびウエハ検査方法によれば、上記のプローブ部材を用いるため、検査対象であるウエハにおける被検査電極が、小さいピッチで高密度に配置されているものであっても、当該ウエハについて所要の電気的検査を確実に実行することができる。 According to the wafer inspection apparatus and the wafer inspection method according to the present invention, since the probe member is used, even if the electrodes to be inspected on the wafer to be inspected are arranged with a small pitch and a high density, The required electrical inspection can be reliably performed on the wafer.
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
〔異方導電性コネクター〕
図1は、本発明に係るウエハ検査用異方導電性コネクターの一例を示す平面図、図2は、図1に示す異方導電性コネクターの一部を拡大して示す平面図、図3は、図1に示す異方導電性コネクターにおける弾性異方導電膜を拡大して示す平面図、図4は、図1に示す異方導電性コネクターにおける弾性異方導電膜を拡大して示す説明用断面図である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.
[Anisotropic conductive connector]
FIG. 1 is a plan view showing an example of an anisotropic conductive connector for wafer inspection according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged plan view showing a part of the anisotropic conductive connector shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an enlarged plan view showing an elastic anisotropic conductive film in the anisotropic conductive connector shown in FIG. 1, and FIG. 4 is an explanatory view showing an enlarged elastic anisotropic conductive film in the anisotropic conductive connector shown in FIG. It is sectional drawing.
図1に示すウエハ検査用異方導電性コネクター(以下、単に「異方導電性コネクター」ともいう。)は、例えば複数の集積回路が形成されたウエハ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行うために用いられるものであって、図2に示すように、複数の開口11(破線で示す)が形成されたフレーム板10を有する。このフレーム板10の開口11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配置された電極領域に対応して形成されている。このフレーム板10には、厚み方向に導電性を有する複数の弾性異方導電膜20が、それぞれ一の開口11を塞ぐよう配置されて当該開口縁部に支持されている。また、この例におけるフレーム板10には、後述するウエハ検査装置において、減圧方式の加圧手段を用いる場合に、当該異方導電性コネクターとこれに隣接する部材との間の空気を流通させるための空気流通孔12が形成され、更に、検査対象であるウエハおよび検査用回路基板との位置決めを行うための位置決め孔13が形成されている。
The anisotropic conductive connector for wafer inspection shown in FIG. 1 (hereinafter, also simply referred to as “anisotropic conductive connector”) performs, for example, an electrical inspection of each integrated circuit on a wafer on which a plurality of integrated circuits are formed. As shown in FIG. 2, the
弾性異方導電膜20は、弾性高分子物質によって形成されており、図3に示すように、フレーム板10の開口11内に位置するよう配置された、厚み方向(図3において紙面と垂直な方向)に伸びる複数の接続用導電部21と、これらの接続用導電部21の各々の周囲に形成され、当該接続用導電部21の各々を相互に絶縁する絶縁部22とにより構成されている。接続用導電部21の各々は、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、当該ウエハの検査において、その被検査電極に電気的に接続されるものである。
弾性異方導電膜20における接続用導電部21には、図4に示すように、磁性を示す導電性粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有されている。これに対して、絶縁部22は、導電性粒子Pが全く含有されていないものである。
また、図示の例では、接続用導電部21の各々は、絶縁部22の一面から突出するよう形成され、これにより、弾性異方導電膜20の一面には接続用導電部21に係る突出部23が形成されている。
The elastic anisotropic
As shown in FIG. 4, the
Further, in the illustrated example, each of the connecting
フレーム板10の厚みは、その材質によって異なるが、25〜600μm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25μm未満である場合には、異方導電性コネクター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10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11に形成される弾性異方導電膜20は、その厚みが過大なものとなって、接続用導電部21における良好な導電性を得ることが困難となることがある。
フレーム板10の開口11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。
Although the thickness of the
When this thickness is less than 25 μm, the strength required when using an anisotropically conductive connector is not obtained, the durability tends to be low, and the shape of the
The shape and size in the surface direction of the
フレーム板10を構成する材料としては、当該フレーム板10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10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10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10を構成する金属材料の具体例としては、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、マグネシウム、マンガン、モリブデン、インジウム、鉛、パラジウム、チタン、タングステン、アルミニウム、金、白金、銀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10を構成する樹脂材料の具体例としては、液晶ポリマー、ポリイミド樹脂などが挙げられる。
The material constituting the
Specific examples of the metal material constituting the
Specific examples of the resin material constituting the
また、異方導電性コネクターをWLBI試験に用いる場合には、フレーム板10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合金などの磁性金属の合金または合金鋼などが挙げられる。
When the anisotropic conductive connector is used for the WLBI test, it is preferable to use a material having a linear thermal expansion coefficient of 3 × 10 −5 / K or less as the material constituting the
Specific examples of such materials include Invar type alloys such as Invar, Elinvar type alloys such as Elinvar, magnetic metal alloys such as Super Invar, Kovar, and 42 alloy, or alloy steel.
弾性異方導電膜20の全厚(図示の例では接続用導電部21における厚み)は、50〜2000μmであることが好ましく、より好ましくは70〜1000μm、特に好ましくは80〜500μm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20が確実に得られる。一方、この厚みが2000μm以下であれば、所要の導電性特性を有する接続用導電部21が確実に得られる。
突出部23の突出高さは、その合計が当該突出部23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23を形成することにより、小さい加圧力で接続用導電部21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23の突出高さは、当該突出部23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23を形成することにより、当該突出部23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。
The total thickness of the elastic anisotropic conductive film 20 (thickness in the connecting
As for the protrusion height of the
Moreover, it is preferable that the protrusion height of the
弾性異方導電膜20を形成する弾性高分子物質としては、架橋構造を有する耐熱性の高分子物質が好ましい。かかる架橋高分子物質を得るために用いることが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るが、液状シリコーンゴムが好ましい。
液状シリコーンゴムは、付加型のものであっても縮合型のものであってもよいが、付加型液状シリコーンゴムが好ましい。この付加型液状シリコーンゴムは、ビニル基とSi−H結合との反応によって硬化するものであって、ビニル基およびSi−H結合の両方を含有するポリシロキサンからなる一液型(一成分型)のものと、ビニル基を含有するポリシロキサンおよびSi−H結合を含有するポリシロキサンからなる二液型(二成分型)のものがあるが、本発明においては、二液型の付加型液状シリコーンゴムを用いることが好ましい。
As the elastic polymer material forming the elastic anisotropic
The liquid silicone rubber may be an addition type or a condensation type, but an addition type liquid silicone rubber is preferred. This addition-type liquid silicone rubber is cured by a reaction between a vinyl group and a Si—H bond, and is a one-pack type (one-component type) made of polysiloxane containing both a vinyl group and a Si—H bond. And two-component type (two-component type) composed of a polysiloxane containing a vinyl group and a polysiloxane containing a Si-H bond. In the present invention, a two-component addition-type liquid silicone is used. It is preferable to use rubber.
付加型液状シリコーンゴムとしては、その23℃における粘度が100〜1,250Pa・sのものを用いることが好ましく、さらに好ましくは150〜800Pa・s、特に好ましくは250〜500Pa・sのものである。この粘度が100Pa・s未満である場合には、後述する弾性異方導電膜20を得るための成形材料において、当該付加型液状シリコーンゴム中における導電性粒子の沈降が生じやすく、良好な保存安定性が得られず、また、成形材料層に平行磁場を作用させたときに、導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向せず、均一な状態で導電性粒子の連鎖を形成することが困難となることがある。一方、この粘度が1,250Pa・sを超える場合には、得られる成形材料が粘度の高いものとなるため、金型内に成形材料層を形成しにくいものとなることがあり、また、成形材料層に平行磁場を作用させても、導電性粒子が十分に移動せず、そのため、導電性粒子を厚み方向に並ぶよう配向させることが困難となることがある。
このような付加型液状シリコーンゴムの粘度は、B型粘度計によって測定することができる。
As the addition type liquid silicone rubber, those having a viscosity at 23 ° C. of 100 to 1,250 Pa · s are preferably used, more preferably 150 to 800 Pa · s, and particularly preferably 250 to 500 Pa · s. . When the viscosity is less than 100 Pa · s, the molding material for obtaining the elastic anisotropic
The viscosity of such an addition type liquid silicone rubber can be measured by a B type viscometer.
弾性異方導電膜20を液状シリコーンゴムの硬化物(以下、「シリコーンゴム硬化物」という。)によって形成する場合において、当該シリコーンゴム硬化物は、その150℃における圧縮永久歪みが10%以下であることが好ましく、より好ましくは8%以下、さらに好ましくは6%以下である。この圧縮永久歪みが10%を超える場合には、得られる異方導電性コネクターを多数回にわたって繰り返し使用したとき或いは高温環境下において繰り返し使用したときには、接続用導電部21に永久歪みが発生しやすく、これにより、接続用導電部21における導電性粒子の連鎖に乱れが生じる結果、所要の導電性を維持することが困難となる。
ここで、シリコーンゴム硬化物の圧縮永久歪みは、JIS K 6249に準拠した方法によって測定することができる。
When the elastic anisotropic
Here, the compression set of the cured silicone rubber can be measured by a method based on JIS K 6249.
また、弾性異方導電膜20を形成するシリコーンゴム硬化物は、その23℃におけるデュロメーターA硬度が10〜60のものであることが好ましく、さらに好ましくは15〜60、特に好ましくは20〜60のものである。このデュロメーターA硬度が10未満である場合には、加圧されたときに、接続用導電部21を相互に絶縁する絶縁部22が過度に歪みやすく、接続用導電部21間の所要の絶縁性を維持することが困難となることがある。一方、このデュロメーターA硬度が60を超える場合には、接続用導電部21に適正な歪みを与えるために相当に大きい荷重による加圧力が必要となるため、例えば検査対象であるウエハに大きな変形や破壊が生じやすくなる。
また、シリコーンゴム硬化物として、デュロメーターA硬度が上記の範囲外のものを用いる場合には、得られる異方導電性コネクターを多数回にわたって繰り返し使用したときには、接続用導電部21に永久歪みが発生しやすく、これにより、接続用導電部21における導電性粒子の連鎖に乱れが生じる結果、所要の導電性を維持することが困難となる。 更に、異方導電性コネクターを高温環境下における試験例えばWLBI試験に用いる場合には、弾性異方導電膜20を形成するシリコーンゴム硬化物は、その23℃におけるデュロメーターA硬度が25〜40のものであることが好ましい。
シリコーンゴム硬化物として、デュロメーターA硬度が上記の範囲外のものを用いる場合には、得られる異方導電性コネクターを高温度環境下における試験に繰り返し使用したときには、接続用導電部21に永久歪みが発生しやすく、これにより、接続用導電部21における導電性粒子の連鎖に乱れが生じる結果、所要の導電性を維持することが困難となる。
ここで、シリコーンゴム硬化物のデュロメーターA硬度は、JIS K 6249に準拠した方法によって測定することができる。
Further, the cured silicone rubber forming the elastic anisotropic
Further, when a silicone rubber cured product having a durometer A hardness outside the above range is used, permanent deformation occurs in the connecting
When a cured silicone rubber having a durometer A hardness outside the above range is used, when the anisotropically conductive connector obtained is repeatedly used in a test under a high temperature environment, the connecting
Here, the durometer A hardness of the cured silicone rubber can be measured by a method based on JIS K 6249.
また、弾性異方導電膜20を形成するシリコーンゴム硬化物は、その23℃における引き裂き強度が8kN/m以上のものであることが好ましく、さらに好ましくは10kN/m以上、より好ましくは15kN/m以上、特に好ましくは20kN/m以上のものである。この引き裂き強度が8kN/m未満である場合には、弾性異方導電膜20に過度の歪みが与えられたときに、耐久性の低下を起こしやすい。
ここで、シリコーンゴム硬化物の引き裂き強度は、JIS K 6249に準拠した方法によって測定することができる。
Further, the cured silicone rubber forming the elastic anisotropic
Here, the tear strength of the cured silicone rubber can be measured by a method based on JIS K 6249.
このような特性を有する付加型液状シリコーンゴムとしては、信越化学工業株式会社製の液状シリコーンゴム「KE2000」シリーズ、「KE1950」シリーズとして市販されているものを用いることができる。 As the addition-type liquid silicone rubber having such properties, those commercially available as liquid silicone rubbers “KE2000” series and “KE1950” series manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. can be used.
本発明においては、付加型液状シリコーンゴムを硬化させるために適宜の硬化触媒を用いることができる。このような硬化触媒としては、白金系のものを用いることができ、その具体例としては、塩化白金酸およびその塩、白金−不飽和基含有シロキサンコンプレックス、ビニルシロキサンと白金とのコンプレックス、白金と1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサンとのコンプレックス、トリオルガノホスフィンあるいはホスファイトと白金とのコンプレックス、アセチルアセテート白金キレート、環状ジエンと白金とのコンプレックスなどの公知のものが挙げられる。
硬化触媒の使用量は、硬化触媒の種類、その他の硬化処理条件を考慮して適宜選択されるが、通常、付加型液状シリコーンゴム100重量部に対して3〜15重量部である。
In the present invention, an appropriate curing catalyst can be used to cure the addition-type liquid silicone rubber. As such a curing catalyst, a platinum-based catalyst can be used. Specific examples thereof include chloroplatinic acid and salts thereof, platinum-unsaturated siloxane complex, vinylsiloxane-platinum complex, platinum and Examples include known complexes such as 1,3-divinyltetramethyldisiloxane complex, triorganophosphine or phosphite and platinum complex, acetyl acetate platinum chelate, and cyclic diene and platinum complex.
The amount of the curing catalyst used is appropriately selected in consideration of the type of the curing catalyst and other curing treatment conditions, and is usually 3 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the addition type liquid silicone rubber.
また、付加型液状シリコーンゴム中には、付加型液状シリコーンゴムのチクソトロピー性の向上、粘度調整、導電性粒子の分散安定性の向上、或いは高い強度を有する基材を得ることなどを目的として、必要に応じて、通常のシリカ粉、コロイダルシリカ、エアロゲルシリカ、アルミナなどの無機充填材を含有させることができる。
このような無機充填材の使用量は、特に限定されるものではないが、多量に使用すると、磁場による導電性粒子の配向を十分に達成することができなくなるため、好ましくない。
Further, in the addition type liquid silicone rubber, for the purpose of improving the thixotropy of the addition type liquid silicone rubber, adjusting the viscosity, improving the dispersion stability of the conductive particles, or obtaining a substrate having high strength, etc. If necessary, an inorganic filler such as normal silica powder, colloidal silica, aerogel silica, and alumina can be contained.
The amount of such an inorganic filler used is not particularly limited, but if it is used in a large amount, it is not preferable because the orientation of the conductive particles by a magnetic field cannot be sufficiently achieved.
弾性異方導電膜20における接続用導電部21に含有される導電性粒子Pとしては、磁性を示す芯粒子(以下、「磁性芯粒子」ともいう。)の表面に高導電性金属が被覆されてなるものを用いることが好ましい。
As the conductive particles P contained in the connecting
導電性粒子Pを得るための磁性芯粒子は、その数平均粒子径が3〜40μmのものであることが好ましい。
ここで、磁性芯粒子の数平均粒子径は、レーザー回折散乱法によって測定されたものをいう。
上記数平均粒子径が3μm以上であれば、加圧変形が容易で、抵抗値が低くて接続信頼性の高い接続用導電部21が得られやすい。一方、上記数平均粒子径が40μm以下であれば、微細な接続用導電部21を容易に形成することができ、また、得られる接続用導電部21は、安定な導電性を有するものとなりやすい。
The magnetic core particles for obtaining the conductive particles P preferably have a number average particle diameter of 3 to 40 μm.
Here, the number average particle diameter of the magnetic core particles refers to that measured by a laser diffraction scattering method.
When the number average particle diameter is 3 μm or more, it is easy to obtain a
また、磁性芯粒子は、そのBET比表面積が10〜500m2 /kgであることが好ましく、より好ましくは20〜500m2 /kg、特に好ましくは50〜400m2 /kgである。
このBET比表面積が10m2 /kg以上であれば、当該磁性芯粒子はメッキ可能な領域が十分に大きいものであるため、当該磁性芯粒子に所要の量のメッキを確実に行うことができ、従って、導電性の大きい導電性粒子Pを得ることができると共に、当該導電性粒子P間において、接触面積が十分に大きいため、安定で高い導電性が得られる。一方、このBET比表面積が500m2 /kg以下であれば、当該磁性芯粒子が脆弱なものとならず、物理的な応力が加わった際に破壊することが少なく、安定で高い導電性が保持される。
The magnetic core particles preferably have a BET specific surface area of 10 to 500 m 2 / kg, more preferably 20 to 500 m 2 / kg, particularly preferably 50 to 400 m 2 / kg.
If the BET specific surface area is 10 m 2 / kg or more, the magnetic core particles have a sufficiently large area that can be plated, so that the magnetic core particles can be reliably plated with a required amount, Accordingly, the conductive particles P having high conductivity can be obtained, and the contact area between the conductive particles P is sufficiently large, so that stable and high conductivity can be obtained. On the other hand, if the BET specific surface area is 500 m 2 / kg or less, the magnetic core particles will not be brittle, and will not break when subjected to physical stress, maintaining stable and high conductivity. Is done.
また、磁性芯粒子は、その粒子径の変動係数が50%以下のものであることが好ましく、より好ましくは40%以下、更に好ましくは30%以下、特に好ましくは20%以下のものである。
ここで、粒子径の変動係数は、式:(σ/Dn)×100(但し、σは、粒子径の標準偏差の値を示し、Dnは、粒子の数平均粒子径を示す。)によって求められるものである。
上記粒子径の変動係数が50%以下であれば、粒子径の均一性が大きいため、導電性のバラツキの小さい接続用導電部21を形成することかできる。
The magnetic core particles preferably have a particle diameter variation coefficient of 50% or less, more preferably 40% or less, still more preferably 30% or less, and particularly preferably 20% or less.
Here, the coefficient of variation of the particle diameter is obtained by the formula: (σ / Dn) × 100 (where σ represents the value of the standard deviation of the particle diameter, and Dn represents the number average particle diameter of the particles). It is what
If the variation coefficient of the particle diameter is 50% or less, the uniformity of the particle diameter is large, and therefore, the connection
磁性芯粒子を構成する材料としては、鉄、ニッケル、コバルト、これらの金属を銅、樹脂によってコーティングしたものなどを用いことができるが、その飽和磁化が0.1Wb/m2 以上のものを好ましく用いることができ、より好ましくは0.3Wb/m2 以上、特に好ましくは0.5Wb/m2 以上のものであり、具体的には、鉄、ニッケル、コバルトまたはそれらの合金などが挙げられる。
この飽和磁化が0.1Wb/m2 以上であれば、後述する方法によって、当該弾性異方導電膜20を形成するための成形材料層中において導電性粒子Pを容易に移動させることができ、これにより、当該成形材料層における接続用導電部となる部分に、導電性粒子Pを確実に移動させて導電性粒子Pの連鎖を形成することができる。
As the material constituting the magnetic core particles, iron, nickel, cobalt, those metals coated with copper or resin, and the like can be used, but those having a saturation magnetization of 0.1 Wb / m 2 or more are preferable. More preferably, it is 0.3 Wb / m 2 or more, particularly preferably 0.5 Wb / m 2 or more, and specific examples include iron, nickel, cobalt, and alloys thereof.
If the saturation magnetization is 0.1 Wb / m 2 or more, the conductive particles P can be easily moved in the molding material layer for forming the elastic anisotropic
接続用導電部21を得るために用いられる導電性粒子Pは、上記の磁性芯粒子の表面に高導電性金属が被覆されてなるものである。
ここで、「高導電性金属」とは、0℃における導電率が5×106 Ω-1m-1以上のものをいう。
このような高導電性金属としては、金、銀、ロジウム、白金、クロムなどを用いることができ、これらの中では、化学的に安定でかつ高い導電率を有する点で金を用いるが好ましい。
The conductive particles P used to obtain the connection
Here, “highly conductive metal” refers to a metal having a conductivity of 5 × 10 6 Ω −1 m −1 or more at 0 ° C.
As such a highly conductive metal, gold, silver, rhodium, platinum, chromium, or the like can be used. Among these, gold is preferably used because it is chemically stable and has high conductivity.
導電性粒子Pは、芯粒子に対する高導電性金属の割合〔(高導電性金属の質量/芯粒子の質量)×100〕が15質量%以上とされ、好ましくは25〜35質量%とされる。
高導電性金属の割合が15質量%未満である場合には、得られる異方導電性コネクターを高温環境下に繰り返し使用したとき、当該導電性粒子Pの導電性が著しく低下する結果、所要の導電性を維持することができない。
In the conductive particles P, the ratio of the highly conductive metal to the core particles [(mass of high conductive metal / mass of core particles) × 100] is 15% by mass or more, preferably 25 to 35% by mass. .
When the ratio of the highly conductive metal is less than 15% by mass, when the anisotropically conductive connector obtained is repeatedly used in a high temperature environment, the conductivity of the conductive particles P is significantly reduced. The conductivity cannot be maintained.
また、導電性粒子Pは、下記の式(1)によって算出される、高導電性金属による被覆層の厚みtが50nm以上のものとされ、好ましくは100〜200nmのものとされる。
式(1) t=〔1/(Sw・ρ)〕×〔N/(1−N)〕
〔但し、tは高導電性金属による被覆層の厚み(m)、Swは芯粒子のBET比表面積(m2 /kg)、ρは高導電性金属の比重(kg/m3 )、Nは(高導電性金属の重量/導電性粒子全体の重量)の値を示す。〕
The conductive particles P have a coating layer thickness t of 50 nm or more, preferably 100 to 200 nm, calculated from the following formula (1).
Formula (1) t = [1 / (Sw · ρ)] × [N / (1-N)]
[Where t is the thickness (m) of the coating layer made of a highly conductive metal, Sw is the BET specific surface area (m 2 / kg) of the core particle, ρ is the specific gravity (kg / m 3 ) of the highly conductive metal, and N is The value of (weight of highly conductive metal / weight of conductive particles as a whole) is shown. ]
上記の数式は、次のようにして導かれたものである。
(i)磁性芯粒子の重量をMp(kg)とすると、磁性芯粒子の表面積S(m2 )は、
S=Sw・Mp ………式(2)
によって求められる。
(ii)高導電性金属による被覆層の重量をm(kg)とすると、当該被覆層の体積V(m3 )は、
V=m/ρ ………式(3)
によって求められる。
(iii)ここで、被覆層の厚みが導電性粒子の表面全体にわたって均一なものであると仮定すると、t=V/Sであり、これに上記式(2)および式(3)を代入すると、被覆層の厚みtは、
t=(m/ρ)/(Sw・Mp)=m/(Sw・ρ・Mp) ………式(4)
によって求められる。
(iv)また、Nは、導電性粒子全体の質量に対する被覆層の質量の比であるから、このNの値は、
N=m/(Mp+m) ………式(5)
によって求められる。
(v)この式(5)の右辺における分子・分母をMpで割ると、
N=(m/Mp)/(1+m/Mp)となり、両辺に(1+m/Mp)をかけると、
N(1+m/Mp)=m/Mp、更には、
N+N(m/Mp)=m/Mpとなり、N(m/Mp)を右辺に移行すると、
N=m/Mp−N(m/Mp)=(m/Mp)(1−N)となり、両辺を(1−N)で割ると、 N/(1−N)=m/Mpとなり、
従って、磁性芯粒子の重量Mpは、
Mp=m/〔N/(1−N)〕=m(1−N)/N ………式(6)
によって求められる。
(vi)そして、式(4)に式(6)を代入すると、
t=1/〔Sw・ρ・(1−N)/N〕
=〔1/(Sw・ρ)〕×〔N/(1−N)〕
が導かれる。
The above mathematical formula is derived as follows.
(I) When the weight of the magnetic core particles is Mp (kg), the surface area S (m 2 ) of the magnetic core particles is
S = Sw · Mp ......... Formula (2)
Sought by.
(Ii) When the weight of the coating layer made of a highly conductive metal is m (kg), the volume V (m 3 ) of the coating layer is
V = m / ρ ... Formula (3)
Sought by.
(Iii) Here, assuming that the thickness of the coating layer is uniform over the entire surface of the conductive particles, t = V / S, and substituting the above formulas (2) and (3) into this, The thickness t of the coating layer is
t = (m / ρ) / (Sw · Mp) = m / (Sw · ρ · Mp) Equation (4)
Sought by.
(Iv) Further, since N is the ratio of the mass of the coating layer to the mass of the entire conductive particles, the value of N is
N = m / (Mp + m) (5)
Sought by.
(V) Dividing the numerator and denominator on the right side of this equation (5) by Mp,
N = (m / Mp) / (1 + m / Mp), and when (1 + m / Mp) is applied to both sides,
N (1 + m / Mp) = m / Mp,
N + N (m / Mp) = m / Mp, and when N (m / Mp) is shifted to the right side,
N = m / Mp-N (m / Mp) = (m / Mp) (1-N), and dividing both sides by (1-N) yields N / (1-N) = m / Mp,
Therefore, the weight Mp of the magnetic core particle is
Mp = m / [N / (1-N)] = m (1-N) / N Expression (6)
Sought by.
(Vi) Then, when substituting equation (6) into equation (4),
t = 1 / [Sw · ρ · (1-N) / N]
= [1 / (Sw · ρ)] × [N / (1-N)]
Is guided.
この被覆層の厚みtが50nm以上であれば、当該異方導電性コネクターを高温環境下に繰り返し使用した場合において、磁性芯粒子を構成する強磁性体が被覆層を構成する高導電性金属中に移行しても、当該導電性粒子Pの表面には、高導電性金属が高い割合で存在するので、当該導電性粒子Pの導電性が著しく低下することがなく、所期の導電性が維持される。 If the thickness t of the coating layer is 50 nm or more, when the anisotropic conductive connector is repeatedly used in a high-temperature environment, the ferromagnetic material constituting the magnetic core particles in the highly conductive metal constituting the coating layer Even if it shifts to, the surface of the conductive particles P has a high proportion of highly conductive metal, so that the conductivity of the conductive particles P does not decrease significantly, and the desired conductivity is maintained. Maintained.
また、導電性粒子Pの数平均粒子径は、3〜40μmであることが好ましく、より好ましくは6〜25μmである。
このような導電性粒子Pを用いることにより、得られる弾性異方導電膜20は、加圧変形が容易なものとなり、また、当該弾性異方導電膜20における接続用導電部21において導電性粒子P間に十分な電気的接触が得られる。
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次粒子による塊状のものであることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the number average particle diameter of the electroconductive particle P is 3-40 micrometers, More preferably, it is 6-25 micrometers.
By using such conductive particles P, the elastic anisotropic
Further, the shape of the conductive particles P is not particularly limited, but spherical particles, star-shaped particles, or agglomerated
このような導電性粒子Pは、例えは以下の方法によって得ることができる。
先ず、強磁性体材料を常法により粒子化し或いは市販の強磁性体粒子を用意し、この粒子に対して分級処理を行うことにより、所要の粒子径を有する磁性芯粒子を調製する。
ここで、粒子の分級処理は、例えば空気分級装置、音波ふるい装置などの分級装置によって行うことができる。
また、分級処理の具体的な条件は、目的とする磁性芯粒子の数平均粒子径、分級装置の種類などに応じて適宜設定される。
次いで、磁性芯粒子の表面を酸によって処理し、更に、例えば純水によって洗浄することにより、磁性芯粒子の表面に存在する汚れ、異物、酸化膜などの不純物を除去し、その後、当該磁性芯粒子の表面に高導電性金属を被覆することによって、導電性粒子が得られる。
ここで、磁性芯粒子の表面を処理するために用いられる酸としては、塩酸などを挙げることができる。
高導電性金属を磁性芯粒子の表面に被覆する方法としては、無電解メッキ法、置換メッキ法等を用いることができるが、これらの方法に限定されるものではない。
Such conductive particles P can be obtained by the following method, for example.
First, magnetic core particles having a required particle diameter are prepared by making a ferromagnetic material into particles by a conventional method or preparing commercially available ferromagnetic particles and classifying the particles.
Here, the particle classification process can be performed by a classification device such as an air classification device or a sonic sieving device.
Specific conditions for the classification treatment are appropriately set according to the number average particle diameter of the target magnetic core particles, the type of the classification device, and the like.
Next, the surface of the magnetic core particle is treated with an acid, and further, for example, washed with pure water to remove impurities such as dirt, foreign matter, and oxide film present on the surface of the magnetic core particle. Conductive particles are obtained by coating the surface of the particles with a highly conductive metal.
Here, hydrochloric acid etc. can be mentioned as an acid used in order to process the surface of a magnetic core particle.
As a method for coating the surface of the magnetic core particles with the highly conductive metal, an electroless plating method, a displacement plating method, or the like can be used, but the method is not limited to these methods.
無電解メッキ法または置換メッキ法によって導電性粒子を製造する方法について説明すると、先ず、メッキ液中に、酸処理および洗浄処理された磁性芯粒子を添加してスラリーを調製し、このスラリーを攪拌しながら当該磁性芯粒子の無電解メッキまたは置換メッキを行う。次いで、スラリー中の粒子をメッキ液から分離し、その後、当該粒子を例えば純水によって洗浄処理することにより、磁性芯粒子の表面に高導電性金属が被覆されてなる導電性粒子が得られる。
また、磁性芯粒子の表面に下地メッキを行って下地メッキ層を形成した後、当該下地メッキ層の表面に高導電性金属よりなるメッキ層を形成してもよい。下地メッキ層およびその表面に形成されるメッキ層を形成する方法は、特に限定されないが、無電解メッキ法により、磁性芯粒子の表面に下地メッキ層を形成し、その後、置換メッキ法により、下地メッキ層の表面に高導電性金属よりなるメッキ層を形成することが好ましい。
無電解メッキまたは置換メッキに用いられるメッキ液としては、特に限定されるものではなく、種々の市販のものを用いることができる。
The method of producing conductive particles by the electroless plating method or the displacement plating method will be described. First, a slurry is prepared by adding acid-treated and washed magnetic core particles to the plating solution, and the slurry is stirred. Then, electroless plating or displacement plating of the magnetic core particles is performed. Next, the particles in the slurry are separated from the plating solution, and then the particles are washed with pure water, for example, to obtain conductive particles in which the surface of the magnetic core particles is coated with a highly conductive metal.
In addition, after a base plating layer is formed on the surface of the magnetic core particles to form a base plating layer, a plating layer made of a highly conductive metal may be formed on the surface of the base plating layer. The method of forming the base plating layer and the plating layer formed on the surface thereof is not particularly limited, but the base plating layer is formed on the surface of the magnetic core particles by the electroless plating method, and then the base plating layer is formed by the displacement plating method. It is preferable to form a plating layer made of a highly conductive metal on the surface of the plating layer.
The plating solution used for electroless plating or displacement plating is not particularly limited, and various commercially available products can be used.
また、磁性芯粒子の表面に高導電性金属を被覆する際に、粒子が凝集することにより、粒子径の大きい導電性粒子が発生することがあるため、必要に応じて、導電性粒子の分級処理を行うことが好ましく、これにより、所期の粒子径を有する導電性粒子が確実に得られる。
導電性粒子の分級処理を行うための分級装置としては、前述の磁性芯粒子を調製するための分級処理に用いられる分級装置として例示したものを挙げることができる。
Also, when the surface of the magnetic core particles is coated with a highly conductive metal, the particles may agglomerate to generate conductive particles having a large particle diameter. It is preferable to carry out the treatment, and as a result, conductive particles having an intended particle size can be obtained with certainty.
Examples of the classification device for performing the classification treatment of the conductive particles include those exemplified as the classification device used in the classification treatment for preparing the above-described magnetic core particles.
接続用導電部21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21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21は脆弱なものとなりやすく、接続用導電部21として必要な弾性が得られないことがある。
It is preferable that the content ratio of the conductive particles P in the connecting
上記の異方導電性コネクターは、以下のようにして製造することができる。
《フレーム板の作製》
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配置された電極領域に対応して開口11が形成されたフレーム板10を作製する。ここで、フレーム板10の開口11を形成する方法としては、当該フレーム板10を構成する材料に応じて適宜選択され、例えばエッチング法などを利用することができる。
The anisotropic conductive connector described above can be manufactured as follows.
<Production of frame plate>
A
《導電性エラストマー層の形成》
硬化されて弾性高分子物質となる液状のエラストマー用材料好ましくは付加型液状シリコーンゴム中に磁性を示す導電性粒子が分散されてなる導電性エラストマー用材料を調製する。次いで、図5に示すように、導電部形成用の離型性支持板16上に、導電性エラストマー用材料を塗布することによって導電性エラストマー用材料層21Aを形成する。ここで、導電性エラストマー用材料層21A中においては、図6に示すように、磁性を示す導電性粒子Pが分散された状態で含有されている。
次いで、導電性エラストマー用材料層21Aに対してその厚み方向に磁場を作用させることにより、図7に示すように、導電性エラストマー用材料層21A中に分散されていた導電性粒子Pを当該導電性エラストマー用材料層21Aの厚み方向に並ぶよう配向させる。そして、導電性エラストマー用材料層21Aに対する磁場の作用を継続しながら、或いは磁場の作用を停止した後、導電性エラストマー用材料層21Aの硬化処理を行うことにより、図8に示すように、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含有されてなる導電性エラストマー層21Bが、離型性支持板16上に支持された状態で形成される。
<Formation of conductive elastomer layer>
A liquid elastomer material which is cured to become an elastic polymer substance, preferably a conductive elastomer material in which conductive particles exhibiting magnetism are dispersed in an addition type liquid silicone rubber is prepared. Next, as shown in FIG. 5, the conductive
Next, by applying a magnetic field to the conductive elastomer material layer 21A in the thickness direction, the conductive particles P dispersed in the conductive elastomer material layer 21A are made conductive as shown in FIG. The material layer 21A is oriented so as to be aligned in the thickness direction. Then, while continuing the action of the magnetic field on the conductive elastomer material layer 21A or after the action of the magnetic field is stopped, the conductive elastomer material layer 21A is cured to perform elasticity as shown in FIG. A
以上において、離型性支持板16を構成する材料としては、金属、セラミックス、樹脂およびこれらの複合材などを用いることができる。
導電性エラストマー用材料を塗布する方法としては、スクリーン印刷などの印刷法、ロール塗布法、ブレード塗布法などを利用することができる。
導電性エラストマー用材料層21Aの厚みは、形成すべき接続用導電部の厚みに応じて設定される。
導電性エラストマー用材料層21Aに磁場を作用させる手段としては、電磁石、永久磁石などを用いることができる。
導電性エラストマー用材料層21Aに作用させる磁場の強度は、0.2〜2.5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21Aの硬化処理は、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21Aを構成するエラストマー用材料の種類、導電性粒子の移動に要する時間などを考慮して適宜設定される。
In the above, as a material constituting the
As a method of applying the conductive elastomer material, a printing method such as screen printing, a roll coating method, a blade coating method, or the like can be used.
The thickness of the conductive elastomer material layer 21A is set according to the thickness of the connecting conductive portion to be formed.
As a means for applying a magnetic field to the conductive elastomer material layer 21A, an electromagnet, a permanent magnet, or the like can be used.
The strength of the magnetic field applied to the conductive elastomer material layer 21A is preferably 0.2 to 2.5 Tesla.
The curing process of the conductive elastomer material layer 21A is usually performed by a heating process. The specific heating temperature and heating time are appropriately set in consideration of the type of elastomer material constituting the conductive elastomer material layer 21A, the time required to move the conductive particles, and the like.
《接続用導電部の形成》
図9に示すように、離型性支持板16上に支持された導電性エラストマー層21Bの表面に、メッキ電極用の金属薄層17を形成する。次いで、図10に示すように、この金属薄層17上に、フォトリソグラフィーの手法により、形成すべき接続用導電部のパターンすなわち検査対象であるウエハにおける被検査電極のパターンに対応する特定のパターンに従って複数の開口18aが形成されたレジスト層18を形成する。その後、図11に示すように、金属薄層17をメッキ電極として、当該金属薄層17におけるレジスト層18の開口18aを介して露出した部分に、電解メッキ処理を施すことにより、当該レジスト層18の開口18a内に金属マスク19を形成する。そして、この状態で、導電性エラストマー層21B、金属薄層17およびレジスト層18に対してレーザー加工を施すことにより、レジスト層18、金属薄層17および導電性エラストマー層21Bの一部が除去され、その結果、図12に示すように、特定のパターンに従って配置された複数の接続用導電部21が離型性支持板16上に支持された状態で形成される。その後、接続用導電部21の表面から残存する金属薄層17および金属マスク19を剥離する。
<Formation of conductive part for connection>
As shown in FIG. 9, a
以上において、導電性エラストマー層21Bの表面に金属薄層17を形成する方法としては、無電解メッキ法、スパッタ法などを利用することができる。
金属薄層17を構成する材料としては、銅、金、アルミニウム、ロジウムなどを用いることができる。
金属薄層17の厚みは、0.05〜2μmであることが好ましく、より好ましくは0.1〜1μmである。この厚みが過小である場合には、均一な薄層が形成されず、メッキ電極として不適なものとなることがある。一方、この厚みが過大である場合には、レーザー加工によって除去することが困難となることがある。
レジスト層18の厚みは、形成すべき金属マスク19の厚みに応じて設定される。
金属マスク19を構成する材料としては、銅、鉄、アルミウニム、金、ロジウムなどを用いることができる。
金属マスク19の厚みは、2μm以上であることが好ましく、より好ましくは5〜20μmである。この厚みが過小である場合には、レーザーに対するマスクとして不適なものとなることがある。
レーザー加工は、炭酸ガスレーザーまたは紫外線レーザーによるものが好ましく、これにより、目的とする形態の接続用導電部21を確実に形成することができる。
In the above, as a method of forming the metal
As a material constituting the metal
The thickness of the metal
The thickness of the resist
As a material constituting the
The thickness of the
The laser processing is preferably performed using a carbon dioxide laser or an ultraviolet laser, whereby the connection
《絶縁部の形成》
図13に示すように、絶縁部形成用の離型性支持板16Aを用意し、この離型性支持板16Aの表面に、フレーム板10を配置すると共に、硬化されて絶縁性の弾性高分子物質となる液状のエラストマー用材料を塗布することにより、絶縁部用材料層22Aを形成する。ここで、絶縁部用材料層22Aの形成においては、形成すべき絶縁部の表面の輪郭形状に適合する形状の開口が形成された板状のスペーサーを2枚用意し、離型性支持板16A上に、一方のスペーサー、フレーム板10および他方のスペーサーをこの順で重ね合わせ、各スペーサーの開口内およびフレーム板10の開口内に、エラストマー用材料を充填することにより、絶縁部用材料層22Aを形成することができる。このような方法によれば、所期の形態の絶縁部22を確実に形成することができる。
次いで、図14に示すように、複数の接続用導電部21が形成された離型性支持板16を、絶縁部用材料層22Aが形成された離型性支持板16A上に重ね合わせることにより、接続用導電部21の各々を絶縁部用材料層22A中に浸入させて離型性支持板16Aに接触させる。これにより、隣接する接続用導電部21の間に絶縁部用材料層22Aが形成された状態となる。その後、この状態で、絶縁部用材料層22Aの硬化処理を行うことにより、図15に示すように、接続用導電部21の各々の周囲に、これらを相互に絶縁する絶縁部22が、接続用導電部21に一体的に形成され、以て弾性異方導電膜20が形成される。
そして、離型性支持板16,16Aから弾性異方導電膜20を離型させることにより、図1に示す構成の異方導電性コネクターが得られる。
<Formation of insulation>
As shown in FIG. 13, a
Next, as shown in FIG. 14, the
And the anisotropically conductive connector of the structure shown in FIG. 1 is obtained by releasing the elastic anisotropically
以上において、離型性支持板16Aを構成する材料としては、導電部形成用の離型性支持板16と同様のものを用いることができる。
エラストマー用材料を塗布する方法としては、スクリーン印刷などの印刷法、ロール塗布法、ブレード塗布法などを利用することができる。
絶縁部用材料層22Aの厚みは、形成すべき絶縁部の厚みに応じて設定される。
絶縁部用材料層22Aの硬化処理は、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、絶縁部用材料層22Aを構成するエラストマー用材料の種類などを考慮して適宜設定される。
In the above, as the material constituting the
As a method of applying the elastomer material, a printing method such as screen printing, a roll coating method, a blade coating method, or the like can be used.
The thickness of the insulating part material layer 22A is set according to the thickness of the insulating part to be formed.
The curing process of the insulating part material layer 22A is usually performed by heat treatment. The specific heating temperature and heating time are appropriately set in consideration of the type of elastomer material constituting the insulating part material layer 22A.
上記の製造方法によれば、導電性粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で分散されてなる導電性エラストマー層21Bをレーザー加工してその一部を除去することにより、目的とする形態の接続用導電部21を形成するため、所要の量の導電性粒子Pが充填された所期の導電性を有する接続用導電部21を確実に得ることができる。
また、離型性支持板16上に特定のパターンに従って配置された複数の接続用導電部21を形成したうえで、これらの接続用導電部21の間に絶縁部用材料層22Aを形成して硬化処理することにより絶縁部22を形成するため、導電性粒子Pが全く存在しない絶縁部22を確実に得ることができる。
しかも、従来の異方導電性コネクターを製造するために使用されていた多数の強磁性体層が配列されてなる高価な金型を用いることが不要である。
従って、このような方法によって得られる異方導電性コネクターによれば、検査対象であるウエハにおける被検査電極が、小さいピッチで高密度に配置されているものであっても、当該被検査電極の各々に対して所要の電気的接続を確実に達成することができ、しかも、製造コストの低減化を図ることができる。
According to the above manufacturing method, the
In addition, after forming a plurality of connection
In addition, it is not necessary to use an expensive mold in which a large number of ferromagnetic layers used to manufacture a conventional anisotropically conductive connector are arranged.
Therefore, according to the anisotropic conductive connector obtained by such a method, even if the electrodes to be inspected on the wafer to be inspected are arranged at a high density with a small pitch, The required electrical connection can be reliably achieved for each of them, and the manufacturing cost can be reduced.
また、弾性異方導電膜20の各々がフレーム板10の開口縁部に支持されているため、変形しにくくて取扱いやすく、検査対象であるウエハとの電気的接続作業において、当該ウエハに対する位置合わせおよび保持固定を容易に行うことができる。
また、フレーム板10の開口11の各々は、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が配置された電極領域に対応して形成されており、当該開口11の各々に配置される弾性異方導電膜20は面積が小さいものでよいため、個々の弾性異方導電膜20の形成が容易である。
また、面積の小さい弾性異方導電膜20は、熱履歴を受けた場合でも、当該弾性異方導電膜20の面方向における熱膨張の絶対量が少ないため、弾性異方導電膜20の面方向における熱膨張がフレーム板によって確実に規制される。しかも、異方導電性コネクター全体の熱膨張は、フレーム板10を構成する材料の熱膨張に依存するので、フレーム板10を構成する材料として熱膨張率の小さいものを用いることにより、温度変化による熱履歴を受けた場合にも、当該異方導電性コネクターにおける接続用導電部とウエハにおける被検査電極との位置ずれが防止される結果、良好な電気的接続状態が安定に維持される。
また、フレーム板10に位置決め孔13が形成されているため、検査対象であるウエハまたは検査用回路基板に対する位置合わせを容易に行うことができる。
また、フレーム板10に空気流通孔12が形成されているため、後述するウエハ検査装置において、プローブ部材を押圧する手段として減圧方式によるものを利用した場合には、チャンバー内を減圧したときに、異方導電性コネクターと検査用回路基板との間に存在する空気がフレーム板10の空気流通孔12を介して排出され、これにより、異方導電性コネクターと検査用回路基板とを確実に密着させることができるので、所要の電気的接続を確実に達成することができる。
Further, since each of the elastic anisotropic
Each of the
In addition, the elastic anisotropic
Further, since the
In addition, since the
〔ウエハ検査装置〕
図16は、本発明に係る異方導電性コネクターを用いたウエハ検査装置の一例における構成の概略を示す説明用断面図である。このウエハ検査装置は、ウエハに形成された複数の集積回路の各々について、当該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。
[Wafer inspection equipment]
FIG. 16 is an explanatory cross-sectional view showing an outline of a configuration of an example of a wafer inspection apparatus using the anisotropic conductive connector according to the present invention. This wafer inspection apparatus is for performing an electrical inspection of each of the plurality of integrated circuits formed on the wafer in the state of the wafer.
図16に示すウエハ検査装置は、検査対象であるウエハ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部材1を有する。このプローブ部材1においては、図17にも拡大して示すように、検査対象であるウエハ6の被検査電極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31が表面(図において下面)に形成された検査用回路基板30を有し、この検査用回路基板30の表面には、図1〜図4に示す構成の異方導電性コネクター2が、その弾性異方導電膜20における接続用導電部21の各々が検査用回路基板30の検査電極31の各々に対接するよう設けられ、この異方導電性コネクター2の表面(図16および図17において下面)には、絶縁性シート41に検査対象であるウエハ6の被検査電極7のパターンに対応するパターンに従って複数の電極構造体42が配置されてなるシート状プローブ40が、当該電極構造体42の各々が異方導電性コネクター2の弾性異方導電膜20における接続用導電部21の各々に対接するよう設けられている。
また、プローブ部材1における検査用回路基板30の裏面(図16において上面)には、当該プローブ部材1を下方に加圧する加圧板3が設けられ、プローブ部材1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。
The wafer inspection apparatus shown in FIG. 16 has a
Further, a
検査用回路基板30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、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材料、ガラス、二酸化珪素、アルミナ等のセラミックス材料などが挙げられる。
また、WLBI試験を行うためのウエハ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。
As a substrate material constituting the
Further, when configuring a wafer inspection apparatus for performing a WLBI test, it is preferable to use one having a linear thermal expansion coefficient of 3 × 10 −5 / K or less, more preferably 1 × 10 −7 to 1 ×. 10 −5 / K, particularly preferably 1 × 10 −6 to 6 × 10 −6 / K.
Specific examples of such a substrate material include Pyrex (registered trademark) glass, quartz glass, alumina, beryllia, silicon carbide, aluminum nitride, and boron nitride.
プローブ部材1におけるシート状プローブ40について具体的に説明すると、このシート状プローブ40は、柔軟な絶縁性シート41を有し、この絶縁性シート41には、当該絶縁性シート41の厚み方向に伸びる複数の金属よりなる電極構造体42が、検査対象であるウエハ6の被検査電極7のパターンに対応するパターンに従って、当該絶縁性シート41の面方向に互いに離間して配置されている。
電極構造体42の各々は、絶縁性シート41の表面(図において下面)に露出する突起状の表面電極部43と、絶縁性シート41の裏面に露出する板状の裏面電極部44とが、絶縁性シート41の厚み方向に貫通して伸びる短絡部45によって互いに一体に連結されて構成されている。
The sheet-
Each of the
絶縁性シート41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、例えばポリイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリエステル、フッ素系樹脂などよりなる樹脂シート、繊維を編んだクロスに上記の樹脂を含浸したシートなどを用いることができる。
また、絶縁性シート41の厚みは、当該絶縁性シート41が柔軟なものであれば特に限定されないが、10〜50μmであることが好ましく、より好ましくは10〜25μmである。
The insulating
In addition, the thickness of the insulating
電極構造体42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42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42における表面電極部43および裏面電極部44の表面には、当該電極部の酸化が防止されると共に、接触抵抗の小さい電極部が得られる点で、金、銀、パラジウムなどの化学的に安定で高導電性を有する金属被膜が形成されていることが好ましい。
As the metal constituting the
Further, gold, silver, palladium, etc. are provided on the surface of the
電極構造体42における表面電極部43の突出高さは、ウエハ6の被検査電極7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。また、表面電極部43の径は、ウエハ6の被検査電極の寸法およびピッチに応じて設定されるが、例えば30〜80μmであり、好ましくは30〜50μmである。
電極構造体42における裏面電極部44の径は、短絡部45の径より大きく、かつ、電極構造体42の配置ピッチ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2の弾性異方導電膜20における接続用導電部21に対しても安定な電気的接続を確実に達成することができる。また、裏面電極部44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、20〜50μmであることが好ましく、より好ましくは35〜50μmである。
電極構造体42における短絡部45の径は、十分に高い強度が得られる点で、30〜80μmであることが好ましく、より好ましくは30〜50μmである。
The protruding height of the
The diameter of the
The diameter of the short-
シート状プローブ40は、例えば以下のようにして製造することができる。
すなわち、絶縁性シート41上に金属層が積層されてなる積層材料を用意し、この積層材料における絶縁性シート41に対して、レーザ加工、ドライエッチング加工等によって、当該絶縁性シート41の厚み方向に貫通する複数の貫通孔を、形成すべき電極構造体42のパターンに対応するパターンに従って形成する。次いで、この積層材料に対してフォトリソグラフィーおよびメッキ処理を施すことによって、絶縁性シート41の貫通孔内に金属層に一体に連結された短絡部45を形成すると共に、当該絶縁性シート41の表面に、短絡部45に一体に連結された突起状の表面電極部43を形成する。その後、積層材料における金属層に対してフォト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、裏面電極部44を形成して電極構造体42を形成し、以てシート状プローブ40が得られる。
The sheet-
That is, a laminated material in which a metal layer is laminated on an insulating
このような電気的検査装置においては、ウエハ載置台4上に検査対象であるウエハ6が載置され、次いで、加圧板3によってプローブ部材1が下方に加圧されることにより、そのシート状プローブ40の電極構造体42における表面電極部43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43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2の弾性異方導電膜20における接続用導電部21の各々は、検査用回路基板30の検査電極31とシート状プローブ40の電極構造体42の表面電極部43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21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と検査用回路基板30の検査電極31との電気的接続が達成される。その後、加熱器5によって、ウエハ載置台4および加圧板3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。
In such an electrical inspection apparatus, the
このようなウエハ検査装置によれば、前述の異方導電性コネクター2を有するプローブ部材1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、被検査電極7のピッチが小さいものであっても、当該ウエハに対する位置合わせおよび保持固定を容易に行うことができ、しかも、多数回にわたって繰り返し使用した場合や高温環境下における試験例えばWLBI試験に繰り返し使用した場合にも、所要の電気的検査を長期間にわたって安定して実行することができる。
また、異方導電性コネクター2における弾性異方導電膜20は、それ自体の面積が小さいものであり、熱履歴を受けた場合でも、当該弾性異方導電膜20の面方向における熱膨張の絶対量が少ないため、フレーム板10を構成する材料として線熱膨張係数の小さいものを用いることにより、弾性異方導電膜20の面方向における熱膨張がフレーム板によって確実に規制される。従って、大面積のウエハに対してWLBI試験を行う場合においても、良好な電気的接続状態を安定に維持することができる。
According to such a wafer inspection apparatus, the electrical connection of the
Further, the elastic anisotropic
図18は、本発明に係る異方導電性コネクターを用いたウエハ検査装置の他の例における構成の概略を示す説明用断面図である。
このウエハ検査装置は、検査対象であるウエハ6が収納される、上面が開口した箱型のチャンバー50を有する。このチャンバー50の側壁には、当該チャンバー50の内部の空気を排気するための排気管51が設けられており、この排気管51には、例えば真空ポンプ等の排気装置(図示省略)が接続されている。
チャンバー50上には、図16に示すウエハ検査装置におけるプローブ部材1と同様の構成のプローブ部材1が、当該チャンバー50の開口を気密に塞ぐよう配置されている。具体的には、チャンバー50における側壁の上端面上には、弾性を有するO−リング55が密着して配置され、プローブ部材1は、その異方導電性コネクター2およびシート状プローブ40がチャンバー50内に収容され、かつ、その検査用回路基板30における周辺部がO−リング55に密着した状態で配置されており、更に、検査用回路基板30が、その裏面(図において上面)には設けられた加圧板3によって下方に加圧された状態とされている。
また、チャンバー50および加圧板3には、加熱器5が接続されている。
FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining the outline of the configuration of another example of the wafer inspection apparatus using the anisotropic conductive connector according to the present invention.
This wafer inspection apparatus has a box-shaped
A
A
このようなウエハ検査装置においては、チャンバー50の排気管51に接続された排気装置を駆動させることにより、チャンバー50内が例えば1000Pa以下に減圧される結果、大気圧によって、プローブ部材1が下方に加圧される。これにより、O−リング55が弾性変形するため、プローブ部材1が下方に移動する結果、シート状プローブ40の電極構造体42における表面電極部43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2の弾性異方導電膜20における接続用導電部21の各々は、検査用回路基板30の検査電極31とシート状プローブ40の電極構造体42の表面電極部43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21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と検査用回路基板30の検査電極31との電気的接続が達成される。その後、加熱器5によって、チャンバー50および加圧板3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。
In such a wafer inspection apparatus, by driving the exhaust device connected to the
このようなウエハ検査装置によれば、図16に示すウエハ検査装置と同様の効果が得られ、更に、大型の加圧機構が不要であるため、検査装置全体の小型化を図ることができると共に、検査対象であるウエハ6が例えば直径が8インチ以上の大面積のものであっても、当該ウエハ6全体を均一な力で押圧することができる。しかも、異方導電性コネクター2におけるフレーム板10には、空気流通孔12が形成されているため、チャンバー50内を減圧したときに、異方導電性コネクター2と検査用回路基板30との間に存在する空気が、異方導電性コネクター2におけるフレーム板10の空気流通孔12を介して排出され、これにより、異方導電性コネクター2と検査用回路基板30とを確実に密着させることができるので、所要の電気的接続を確実に達成することができる。
According to such a wafer inspection apparatus, the same effect as that of the wafer inspection apparatus shown in FIG. 16 can be obtained. Further, since a large pressurizing mechanism is unnecessary, the entire inspection apparatus can be downsized. Even if the
〔他の実施の形態〕
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、次のような種々の変更を加えることが可能である。
(1)異方導電性コネクターにおいては、弾性異方導電膜20には、接続用導電部21以外に、ウエハにおける被検査電極に電気的に接続されない非接続用導電部が形成されていてもよい。以下、非接続用導電部が形成された弾性異方導電膜を有する異方導電性コネクターについて説明する。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the following various modifications can be added.
(1) In the anisotropic conductive connector, the elastic anisotropic
図19は、本発明に係る異方導電性コネクターの他の例における弾性異方導電膜を拡大して示す平面図である。この異方導電性コネクターの弾性異方導電膜20においては、検査対象であるウエハの被検査電極に電気的に接続される厚み方向(図19において紙面と垂直な方向)に伸びる複数の接続用導電部21が、被検査電極のパターンに対応するパターンに従って2列に並ぶよう配置され、これらの接続用導電部21の各々は、磁性を示す導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有されてなり、導電性粒子が全く含有されていない絶縁部22によって相互に絶縁されている。
そして、接続用導電部21が並ぶ方向において、最も外側に位置する接続用導電部21とフレーム板10との間には、検査対象であるウエハの被検査電極に電気的に接続されない厚み方向に伸びる非接続用導電部26が形成されている。この非接続用導電部26は、磁性を示す導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有されてなり、導電性粒子が全く含有されていない絶縁部22によって、接続用導電部21と相互に絶縁されている。
また、図示の例では、非接続用導電部26の各々は、絶縁部22の一面から突出するよう形成され、これにより、弾性異方導電膜20の一面には非接続用導電部26に係る突出部27が形成されている。
その他の構成は、基本的に図1〜図4に示す異方導電性コネクターの構成と同様である。
FIG. 19 is an enlarged plan view showing an elastic anisotropic conductive film in another example of the anisotropic conductive connector according to the present invention. In the anisotropic anisotropic
Then, in the direction in which the connecting
Further, in the illustrated example, each of the non-connection
Other configurations are basically the same as those of the anisotropic conductive connector shown in FIGS.
図20は、本発明に係る異方導電性コネクターの更に他の例における弾性異方導電膜を拡大して示す平面図である。この異方導電性コネクターの弾性異方導電膜20においては、検査対象であるウエハの被検査電極に電気的に接続される厚み方向(図20において紙面と垂直な方向)に伸びる複数の接続用導電部21が、被検査電極のパターンに対応するパターンに従って並ぶよう配置され、これらの接続用導電部21の各々は、磁性を示す導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有されてなり、導電性粒子が全く含有されていない絶縁部22によって相互に絶縁されている。
これらの接続用導電部21のうち中央に位置する互いに隣接する2つの接続用導電部21は、その他の互いに隣接する接続用導電部21間における離間距離より大きい離間距離で配置されている。そして、中央に位置する互いに隣接する2つの接続用導電部21の間には、検査対象であるウエハの被検査電極に電気的に接続されない厚み方向に伸びる非接続用導電部26が形成されている。この非接続用導電部26は、磁性を示す導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有されてなり、導電性粒子が全く含有されていない絶縁部22によって、接続用導電部21と相互に絶縁されている。
また、図示の例では、非接続用導電部26の各々は、絶縁部22の一面から突出するよう形成され、これにより、弾性異方導電膜20の両面には非接続用導電部26に係る突出部27が形成されている。
その他の具体的な構成は、基本的に図1〜図4に示す異方導電性コネクターの構成と同様である。
FIG. 20 is an enlarged plan view showing an elastic anisotropic conductive film in still another example of the anisotropic conductive connector according to the present invention. In the anisotropic anisotropic
Two adjacent connection
Further, in the illustrated example, each of the non-connection
Other specific configurations are basically the same as those of the anisotropic conductive connector shown in FIGS.
(2)異方導電性コネクターにおいては、接続用導電部21の各々が絶縁部22の両面の各々から突出するよう形成され、これにより、弾性異方導電膜20の両面には接続用導電部21に係る突出部が形成された構成であってもよい。このような弾性異方導電膜21は、以下のようにして得ることができる。すなわち、絶縁部22の形成において、離型性支持板16,16Aによって接続用導電部21を厚み方向に加圧して圧縮させ、この状態で絶縁部用材料層22Aを硬化処理することにより、絶縁部22を形成する。その後、離型性支持板16,16Aによる接続用導電部21に対する加圧を解除することによって、圧縮された接続用導電部21を元の形態に復元させ、これにより、絶縁部22の両面から突出する突出部を有する接続用導電部21が得られる。
(3)弾性異方導電膜20における突出部23は必須のものではなく、弾性異方導電膜20の両面が平坦面のもの、或いは凹所が形成されたものであってもよい。
(2) In the anisotropically conductive connector, each of the connecting
(3) The
(4)離型性支持板16上に支持された導電性エラストマー層21Bを形成する方法としては、予め製造された、絶縁性の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た状態で分散されてなる導電性エラストマーシートを、当該導電性エラストマーシートの有する粘着性によって或いは適宜の粘着剤によって、離型性支持板16上に粘着して支持させる方法を利用することもできる。ここで、導電性エラストマーシートは、例えば2枚の樹脂シートの間に導電性エラストマー用材料層を形成し、この導電性エラストマー層に対してその厚み方向に磁場を作用させることにより、導電性エラストマー用材料層中の導電性粒子を厚み方向に並ぶよう配向させ、磁場の作用を継続しながら、或いは磁場の作用を停止した後、導電性エラストマー用材料層の硬化処理を行うことによって、製造することができる。
(5)接続用導電部21の形成においては、レーザー加工によって導電性エラストマー層21Bにおける接続用導電部となる部分以外の部分の全部が除去されることにより、接続用導電部を形成することもできるが、図21および図22に示すように、導電性エラストマー層21Bにおける接続用導電部となる部分の周辺部分のみが除去されることにより、接続用導電部21を形成することもできる。この場合には、導電性エラストマー層21Bの残部は、離型性支持板16から機械的に剥離することによって除去することができる。
(4) As a method of forming the
(5) In the formation of the
(6)プローブ部材においては、シート状プローブ40は、必須のものではなく、異方導電性コネクター2における弾性異方導電膜20が検査対象であるウエハに接触して電気的接続を達成する構成であってもよい。
(6) In the probe member, the sheet-
(7)本発明の異方導電性コネクターは、そのフレーム板の開口が、検査対象であるウエハに形成された一部の集積回路における被検査電極が配置された電極領域に対応して形成され、これらの開口の各々に弾性異方導電膜が配置されたものであってもよい。
このような異方導電性コネクターによれば、ウエハを2以上のエリアに分割し、分割されたエリア毎に、当該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ことができる。
すなわち、本発明の異方導電性コネクターまたは本発明のプローブ部材を使用したウエハの検査方法においては、ウエハに形成された全ての集積回路について一括して行うことは必須のことではない。
バーンイン試験においては、集積回路の各々に必要な検査時間が数時間と長いため、ウエハに形成された全ての集積回路について一括して検査を行えば高い時間的効率が得られるが、プローブ試験においては、集積回路の各々に必要な検査時間が数分間と短いため、ウエハを2以上のエリアに分割し、分割されたエリア毎に、当該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っても、十分に高い時間的効率が得られる。
このように、ウエハに形成された集積回路について、分割されたエリア毎に電気的検査を行う方法によれば、直径が8インチまたは12インチのウエハ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。
(7) In the anisotropic conductive connector of the present invention, the opening of the frame plate is formed corresponding to the electrode region in which the electrode to be inspected is arranged in a part of the integrated circuit formed on the wafer to be inspected. The elastic anisotropic conductive film may be disposed in each of these openings.
According to such an anisotropic conductive connector, a wafer can be divided into two or more areas, and a probe test can be collectively performed on the integrated circuits formed in the divided areas.
In other words, in the wafer inspection method using the anisotropic conductive connector of the present invention or the probe member of the present invention, it is not essential to perform all the integrated circuits formed on the wafer in a lump.
In the burn-in test, since the inspection time required for each integrated circuit is as long as several hours, a high time efficiency can be obtained if all the integrated circuits formed on the wafer are inspected collectively. Because the inspection time required for each of the integrated circuits is as short as several minutes, the wafer is divided into two or more areas, and a probe test is performed on the integrated circuits formed in the areas for each divided area. Even if it is done, a sufficiently high time efficiency can be obtained.
As described above, according to the method of performing the electrical inspection for each divided area on the integrated circuit formed on the wafer, the integrated circuit formed on the wafer having a diameter of 8 inches or 12 inches with a high degree of integration is electrically connected. When performing a physical inspection, it is possible to reduce the number of inspection electrodes and the number of wirings of the inspection circuit board to be used, compared with a method of performing inspection on all integrated circuits at once. The manufacturing cost can be reduced.
(8)本発明の異方導電性コネクターまたは本発明のプローブ部材は、アルミニウムよりなる平面状の電極を有する集積回路が形成されたウエハの検査の他に、金またははんだなどよりなる突起状電極(バンプ)を有する集積回路が形成されたウエハの検査に用いることもできる。
金やはんだなどよりなる電極は、アルミニウムよりなる電極に比較して、表面に酸化膜が形成されにくいものであるため、このような突起状電極を有する集積回路が形成されたウエハの検査においては、酸化膜を突き破るために必要な大きな荷重で加圧することが不要となり、シート状プローブを用いずに、異方導電性コネクターの接続用導電部を被検査電極に直接接触させた状態で検査を実行することができる。
(8) The anisotropic conductive connector of the present invention or the probe member of the present invention is a protruding electrode made of gold or solder in addition to the inspection of a wafer on which an integrated circuit having a planar electrode made of aluminum is formed. It can also be used for inspection of a wafer on which an integrated circuit having (bumps) is formed.
Since an electrode made of gold, solder, or the like is harder to form an oxide film on the surface than an electrode made of aluminum, in the inspection of a wafer on which an integrated circuit having such protruding electrodes is formed. This eliminates the need to pressurize with a large load necessary to break through the oxide film, and without inspecting the sheet-like probe, inspecting with the conductive part for connecting the anisotropic conductive connector in direct contact with the electrode to be inspected Can be executed.
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Specific examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
〔試験用ウエハの作製〕
図23に示すように、直径が8インチのシリコン(線熱膨張係数3.3×10-6/K)製のウエハ6上に、それぞれ寸法が9mm×9mmの正方形の集積回路Lを合計で393個形成した。ウエハ6に形成された集積回路Lの各々は、図24に示すように、その中央に被検査電極領域Aを有し、この被検査電極領域Aには、図25に示すように、それぞれ縦方向(図25において上下方向)の寸法が200μmで横方向(図25において左右方向)の寸法が60μmの矩形の40個の被検査電極7が120μmのピッチで横方向に一列に配列されている。このウエハ6全体の被検査電極7の総数は15720個であり、全ての被検査電極7は互いに電気的に絶縁されている。以下、このウエハを「試験用ウエハW1」という。
また、全ての被検査電極(7)を互いに電気的に絶縁することに代えて、集積回路(L)における40個の被検査電極のうち最も外側の被検査電極(7)から数えて1個おきに2個ずつを互いに電気的に接続したこと以外は、上記試験用ウエハW1と同様の構成の393個の集積回路(L)をウエハ(6)上に形成した。以下、このウエハを「試験用ウエハW2」という。
[Production of test wafer]
As shown in FIG. 23, square integrated circuits L each having a size of 9 mm × 9 mm are totaled on a
Further, instead of electrically insulating all the electrodes to be inspected (7) from each other, one of the 40 electrodes to be inspected in the integrated circuit (L) counted from the outermost electrode to be inspected (7). 393 integrated circuits (L) having the same configuration as that of the test wafer W1 were formed on the wafer (6) except that every other two pieces were electrically connected to each other. Hereinafter, this wafer is referred to as “test wafer W2”.
〈実施例1〉
〔フレーム板の作製〕
図26および図27に示す構成に従い、下記の条件により、上記の試験用ウエハW1における各被検査電極領域に対応して形成された393の開口(11)を有する直径が8インチのフレーム板(10)を作製した。
このフレーム板(10)の材質はコバール(線熱膨張係数5×10-6/K)で、その厚みは、60μmである。フレーム板(10)の開口(11)の各々は、その横方向(図26および図27において左右方向)の寸法が5.5mmで縦方向(図26および図27において上下方向)の寸法が0.4mmである。
また、縦方向に隣接する開口(11)の間の中央位置には、円形の空気流入孔(12)が形成されており、その直径は1mmである。
<Example 1>
[Production of frame plate]
In accordance with the configuration shown in FIGS. 26 and 27, under the following conditions, a frame plate (diameter 8 inches) having 393 openings (11) formed corresponding to each electrode area to be inspected in the test wafer W1 described above. 10) was produced.
The material of the frame plate (10) is Kovar (coefficient of linear
A circular air inflow hole (12) is formed at a central position between the openings (11) adjacent in the vertical direction, and the diameter thereof is 1 mm.
〔成形用スペーサーの作製〕
下記の条件により、試験用ウエハW1における被検査電極領域に対応して形成された複数の開口を有する弾性異方導電膜成形用のスペーサーを2枚作製した。
これらのスペーサーの材質はステンレス(SUS304)で、その厚みは20μmである。スペーサーの開口の各々と、その横方向の寸法が7mmで縦方向の寸法が4mmである。
[Production of molding spacer]
Two spacers for forming an elastic anisotropic conductive film having a plurality of openings formed corresponding to the electrode region to be inspected in the test wafer W1 were produced under the following conditions.
These spacers are made of stainless steel (SUS304) and have a thickness of 20 μm. Each of the spacer openings has a lateral dimension of 7 mm and a longitudinal dimension of 4 mm.
〔磁性芯粒子[A]の調製〕
市販のニッケル粒子(Westaim社製,「FC1000」)を用い、以下のようにして磁性芯粒子[A]を調製した。
日清エンジニアリング株式会社製の空気分級機「ターボクラシファイア TC−15N」によって、ニッケル粒子2kgを、比重が8.9、風量が2.5m3 /min、ローター回転数が1,600rpm、分級点が25μm、ニッケル粒子の供給速度が16g/minの条件で分級処理し、ニッケル粒子1.8kgを捕集し、更に、このニッケル粒子1.8kgを、比重が8.9、風量が2.5m3 /min、ローター回転数が3,000rpm、分級点が10μm、ニッケル粒子の供給速度が14g/minの条件で分級処理し、ニッケル粒子1.5kgを捕集した。
次いで、筒井理化学機器株式会社製の音波ふるい器「SW−20AT形」によって、空気分級機によって分級されたニッケル粒子120gを更に分級処理した。具体的には、それぞれ直径が200mmで、開口径が25μm、20μm、16μmおよび8μmの4つのふるいを上からこの順で4段に重ね合わせ、ふるいの各々に直径が2mmのセラミックボール10gを投入し、最上段のふるい(開口径が25μm)にニッケル粒子20gを投入し、55Hzで12分間および125Hzで15分間の条件で分級処理し、最下段のふるい(開口径が8μm)に捕集されたニッケル粒子を回収した。この操作を合計で25回行うことにより、磁性芯粒子[A]110gを調製した。
得られた磁性芯粒子[A]は、数平均粒子径が10μm、粒子径の変動係数が10%、BET比表面積が0.2×103 m2 /kg、飽和磁化が0.6Wb/m2 であった。
[Preparation of magnetic core particle [A]]
Magnetic core particles [A] were prepared as follows using commercially available nickel particles (manufactured by Westim, “FC1000”).
Nissin Engineering Co., Ltd. air classifier "Turbo Classifier TC-15N" uses 2kg of nickel particles, specific gravity is 8.9, air volume is 2.5m 3 / min, rotor speed is 1,600rpm, classification point is Classification is performed under the conditions of 25 μm and the supply speed of nickel particles is 16 g / min, and 1.8 kg of nickel particles are collected. Further, 1.8 kg of the nickel particles are collected with a specific gravity of 8.9 and an air volume of 2.5 m 3. / Min, rotor rotation speed was 3,000 rpm, classification point was 10 μm, nickel particle supply rate was 14 g / min, and 1.5 kg of nickel particles were collected.
Subsequently, 120 g of nickel particles classified by an air classifier were further classified by a sonic sieve “SW-20AT type” manufactured by Tsutsui Rikagaku Co., Ltd. Specifically, four sieves each having a diameter of 200 mm and opening diameters of 25 μm, 20 μm, 16 μm, and 8 μm are stacked in this order from the top in this order, and 10 g of ceramic balls having a diameter of 2 mm are introduced into each sieve. Then, 20 g of nickel particles are put into the uppermost screen (opening diameter: 25 μm) and classified under conditions of 12 minutes at 55 Hz and 15 minutes at 125 Hz, and collected on the lowermost screen (opening diameter: 8 μm). Nickel particles were recovered. By performing this operation 25 times in total, 110 g of magnetic core particles [A] were prepared.
The obtained magnetic core particle [A] has a number average particle diameter of 10 μm, a particle diameter variation coefficient of 10%, a BET specific surface area of 0.2 × 10 3 m 2 / kg, and a saturation magnetization of 0.6 Wb / m. 2 .
〔導電性粒子[a]の調製〕
粉末メッキ装置の処理槽内に、磁性芯粒子[A]100gを投入し、更に、0.32Nの塩酸水溶液2Lを加えて攪拌し、磁性芯粒子[A]を含有するスラリーを得た。このスラリーを常温で30分間攪拌することにより、磁性芯粒子[A]の酸処理を行い、その後、1分間静置して磁性芯粒子[A]を沈殿させ、上澄み液を除去した。
次いで、酸処理が施された磁性芯粒子[A]に純水2Lを加え、常温で2分間攪拌し、その後、1分間静置して磁性芯粒子[A]を沈殿させ、上澄み液を除去した。この操作を更に2回繰り返すことにより、磁性芯粒子[A]の洗浄処理を行った。
そして、酸処理および洗浄処理が施された磁性芯粒子[A]に、金の含有割合が20g/Lの金メッキ液2Lを加え、処理層内の温度を90℃に昇温して攪拌することにより、スラリーを調製した。この状態で、スラリーを攪拌しながら、磁性芯粒子[A]に対して金の置換メッキを行った。その後、スラリーを放冷しながら静置して粒子を沈殿させ、上澄み液を除去することにより、本発明用の導電性粒子[a]を調製した。
このようにして得られた導電性粒子[a]に純水2Lを加え、常温で2分間攪拌し、その後、1分間静置して導電性粒子[a]を沈殿させ、上澄み液を除去した。この操作を更に2回繰り返し、その後、90℃に加熱した純水2Lを加えて攪拌し、得られたスラリーを濾紙によって濾過して導電性粒子[a]を回収した。そして、この導電性粒子[a]を、90℃に設定された乾燥機によって乾燥処理した。
得られた導電性粒子[a]は、数平均粒子径が12μm、BET比表面積が0.15×103 m2 /kg、被覆層の厚みtが111nm、(被覆層を形成する金の質量)/(導電性粒子[a]全体の質量)の値Nが0.3であった。
[Preparation of conductive particles [a]]
100 g of magnetic core particles [A] were put into a treatment tank of a powder plating apparatus, and further 2 L of 0.32N hydrochloric acid aqueous solution was added and stirred to obtain a slurry containing magnetic core particles [A]. The slurry was stirred at room temperature for 30 minutes to perform acid treatment of the magnetic core particles [A], and then allowed to stand for 1 minute to precipitate the magnetic core particles [A], and the supernatant was removed.
Next, 2 L of pure water is added to the acid-treated magnetic core particles [A], stirred at room temperature for 2 minutes, and then allowed to stand for 1 minute to precipitate the magnetic core particles [A] and remove the supernatant. did. By repeating this operation two more times, the magnetic core particles [A] were washed.
Then, 2 L of a gold plating solution having a gold content of 20 g / L is added to the magnetic core particles [A] that have been subjected to acid treatment and washing treatment, and the temperature in the treatment layer is raised to 90 ° C. and stirred. Thus, a slurry was prepared. In this state, the magnetic core particles [A] were subjected to gold displacement plating while stirring the slurry. Thereafter, the slurry was left standing to cool to precipitate the particles, and the supernatant liquid was removed to prepare conductive particles [a] for the present invention.
2 L of pure water was added to the conductive particles [a] thus obtained, stirred for 2 minutes at room temperature, and then allowed to stand for 1 minute to precipitate the conductive particles [a], and the supernatant was removed. . This operation was further repeated twice, and then 2 L of pure water heated to 90 ° C. was added and stirred, and the resulting slurry was filtered through a filter paper to collect the conductive particles [a]. Then, the conductive particles [a] were dried by a dryer set at 90 ° C.
The obtained conductive particles [a] have a number average particle diameter of 12 μm, a BET specific surface area of 0.15 × 10 3 m 2 / kg, a coating layer thickness t of 111 nm, (the mass of gold forming the coating layer). ) / (Mass of the entire conductive particles [a]) N was 0.3.
〔導電性エラストマー層の形成〕
付加型液状シリコーンゴム100重量部中に、上記の導電性粒子[a]400重量部を分散させることにより、導電性エラストマー用材料を調製した。この導電性エラストマー用材料を、厚みが5mmのステンレスよりなる離型性支持板(16)の表面に、スクリーン印刷により塗布することにより、当該離型性支持板(16)上に、厚みが0.15mmの導電性エラストマー用材料層(21A)を形成した(図5および図6参照)。
次いで、導電性エラストマー用材料層(21A)に対して、電磁石によって厚み方向に2テスラの磁場を作用させながら、120℃、1時間の条件で硬化処理を行うことにより、離型性支持板16上に支持された厚みが0.15mmの導電性エラストマー層(21B)を形成した(図7および図8参照)。
[Formation of conductive elastomer layer]
A conductive elastomer material was prepared by dispersing 400 parts by weight of the conductive particles [a] in 100 parts by weight of addition-type liquid silicone rubber. By applying this conductive elastomer material to the surface of a releasable support plate (16) made of stainless steel having a thickness of 5 mm by screen printing, the thickness is reduced to 0 on the releasable support plate (16). A material layer (21A) for conductive elastomer having a thickness of 15 mm was formed (see FIGS. 5 and 6).
Next, a release
以上において、使用した付加型液状シリコーンゴムは、それぞれ粘度が250Pa・sであるA液およびB液よりなる二液型のものであって、その硬化物の圧縮永久歪みが5%、デュロメーターA硬度が32、引裂強度が25kN/mのものである。
ここで、付加型液状シリコーンゴムおよびその硬化物の特性は、以下のようにして測定されたものである。
(i)付加型液状シリコーンゴムの粘度は、B型粘度計により、23±2℃における値を測定した。
(ii)シリコーンゴム硬化物の圧縮永久歪みは、次のようにして測定した。
二液型の付加型液状シリコーンゴムにおけるA液とB液とを等量となる割合で攪拌混合した。次いで、この混合物を金型に流し込み、混合物に対して減圧による脱泡処理を行った後、120℃、30分間の条件で硬化処理を行うことにより、厚みが12.7mm、直径が29mmのシリコーンゴム硬化物よりなる円柱体を作製し、この円柱体に対して、200℃、4時間の条件でポストキュアを行った。このようにして得られた円柱体を試験片として用い、JIS K 6249に準拠して150±2℃における圧縮永久歪みを測定した。
(iii)シリコーンゴム硬化物の引裂強度は、次のようにして測定した。
上記(ii)と同様の条件で付加型液状シリコーンゴムの硬化処理およびポストキュアを行うことにより、厚みが2.5mmのシートを作製した。
このシートから打ち抜きによってクレセント形の試験片を作製し、JIS K 6249に準拠して23±2℃における引裂強度を測定した。
(iv)デュロメーターA硬度は、上記(iii)と同様にして作製されたシートを5枚重ね合わせ、得られた積重体を試験片として用い、JIS K 6249に準拠して23±2℃における値を測定した。
In the above, the addition-type liquid silicone rubber used is a two-component type composed of a liquid A and a liquid B each having a viscosity of 250 Pa · s, and the cured product has a compression set of 5% and a durometer A hardness. Is 32 and the tear strength is 25 kN / m.
Here, the properties of the addition-type liquid silicone rubber and its cured product were measured as follows.
(I) The viscosity of the addition-type liquid silicone rubber was measured at 23 ± 2 ° C. using a B-type viscometer.
(Ii) The compression set of the cured silicone rubber was measured as follows.
The liquid A and the liquid B in the two-pack type addition type liquid silicone rubber were stirred and mixed at an equal ratio. Next, this mixture is poured into a mold, and after the defoaming treatment is performed on the mixture under reduced pressure, a curing treatment is performed under the conditions of 120 ° C. and 30 minutes to obtain a silicone having a thickness of 12.7 mm and a diameter of 29 mm. A cylindrical body made of a rubber cured product was produced, and post-cure was performed on this cylindrical body at 200 ° C. for 4 hours. The cylindrical body thus obtained was used as a test piece, and compression set at 150 ± 2 ° C. was measured in accordance with JIS K 6249.
(Iii) The tear strength of the cured silicone rubber was measured as follows.
A sheet having a thickness of 2.5 mm was produced by curing and post-curing the addition-type liquid silicone rubber under the same conditions as in (ii) above.
A crescent-shaped test piece was produced by punching from this sheet, and the tear strength at 23 ± 2 ° C. was measured according to JIS K 6249.
(Iv) Durometer A hardness is a value at 23 ± 2 ° C. in accordance with JIS K 6249, using five sheets prepared in the same manner as in (iii) above, and using the resulting stack as a test piece. Was measured.
〔接続用導電部の形成〕
離型性支持板(16)上に支持された導電性エラストマー層(21B)の表面に、無電解メッキ処理を施すことによって、厚みが0.3μmの銅よりなる金属薄層(17)を形成した(図9参照)。
この金属薄層(17)上に、フォトリソグラフィーの手法により、それぞれ寸法が60μm×200μmの矩形の15720個の開口(18a)が試験用ウエハW1に形成された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、厚みが25μmのレジスト層(18)を形成した(図10参照)。
その後、金属薄層(17)の表面に電解銅メッキ処理を施すことにより、レジスト層(18)の開口(18a)内に厚みが20μmの銅よりなる金属マスク(19)を形成した(図11参照)。
そして、この状態で、導電性エラストマー層(21B)、金属薄層(17)およびレジスト層(18)に対して、炭酸ガスレーザー装置によってレーザー加工を施すことにより、それぞれ離型性支持板(16)上に支持された15720の接続用導電部(21)を形成し、その後、接続用導電部(21)の表面から残存する金属薄層(17)および金属マスク(19)を剥離すると共に、離型性支持体(16)の表面から導電性エラストマー層(21B)の残部を機械的に剥離した(図12参照)。
以上において、炭酸ガスレーザー装置によるレーザー加工条件は、以下の通りである。すなわち、装置として、炭酸ガスレーザー加工機「ML−605GTX」(三菱電機(株)製)を用い、レーザービーム径が直径60μm,レーザー出力が0.8mJの条件で、1つの加工点にレーザービームを10ショット照射することによりレーザー加工を行った。
[Formation of conductive part for connection]
A thin metal layer (17) made of copper having a thickness of 0.3 μm is formed by subjecting the surface of the conductive elastomer layer (21B) supported on the releasable support plate (16) to electroless plating. (See FIG. 9).
A pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected formed in the test wafer W1 on the thin metal layer (17) by a photolithographic technique in which rectangular 15720 openings (18a) each having a size of 60 μm × 200 μm are formed Thus, a resist layer (18) having a thickness of 25 μm was formed (see FIG. 10).
Thereafter, the surface of the metal thin layer (17) is subjected to electrolytic copper plating, thereby forming a metal mask (19) made of copper having a thickness of 20 μm in the opening (18a) of the resist layer (18) (FIG. 11). reference).
In this state, the conductive elastomer layer (21B), the metal thin layer (17), and the resist layer (18) are subjected to laser processing using a carbon dioxide gas laser device, so that the releasable support plates (16 15) forming the conductive portion (21) for connection 15720 supported thereon, and then peeling off the remaining thin metal layer (17) and metal mask (19) from the surface of the conductive portion for connection (21); The remainder of the conductive elastomer layer (21B) was mechanically peeled from the surface of the releasable support (16) (see FIG. 12).
In the above, the laser processing conditions by the carbon dioxide laser device are as follows. That is, a carbon dioxide gas laser processing machine “ML-605GTX” (manufactured by Mitsubishi Electric Corporation) is used as an apparatus, and the laser beam diameter is 60 μm and the laser output is 0.8 mJ. Was irradiated with 10 shots to perform laser processing.
〔絶縁部の形成〕
厚みが5mmのステンレスよりなる絶縁部形成用の離型性支持板(16A)を用意し、この離型性支持板(16A)の表面に、一方の成形用スペーサーを配置し、この成形用スペーサー上にフレーム板(10)を位置合わせして配置し、このフレーム板(10)上に他方の成形用スペーサーを位置合わせして配置した。
次いで、導電性エラストマー材料の調製において使用した付加型液状シリコーンゴムを用意し、この付加型液状シリコーンゴムに対して減圧による脱泡処理を行った後、当該付加型液状シリコーンゴムをスクリーン印刷によって離型性支持板(16A)に塗布することにより、2枚の成形用スペーサーの各々の開口内およびフレーム板(10)の開口(11)内に付加型液状シリコーンゴムを充填することにより、絶縁部用材料層(22A)を形成した(図13参照)。
次いで、複数の接続用導電部(21)が形成された離型性支持板(16)を、絶縁部用材料層(22A)が形成された離型性支持板(16A)上に重ね合わせることにより、接続用導電部(21)の各々を絶縁部用材料層(22A)中に浸入させて離型性支持板(16A)に接触させた(図14参照)。その後、この状態で、離型性支持板(16)および離型性支持板(16A)に1500kgfの圧力を加えることにより、接続用導電部(21)を厚み方向に圧縮しながら、絶縁部用材料層(22A)の硬化処理を行うことにより、接続用導電部(21)の各々の周囲に、これらを相互に絶縁する絶縁部(22)が、接続用導電部(21)に一体的に形成された弾性異方導電膜(20)を形成した(図15参照)。
そして、離型性支持板(16),(16A)から弾性異方導電膜(20)を離型させ、成形用スペーサーを除去することにより、本発明の異方導電性コネクターを製造した。
(Formation of insulation part)
A mold release support plate (16A) made of stainless steel having a thickness of 5 mm is prepared, and one molding spacer is arranged on the surface of the mold release support plate (16A). The frame plate (10) was aligned and arranged on the top, and the other molding spacer was aligned and arranged on the frame plate (10).
Next, an addition-type liquid silicone rubber used in the preparation of the conductive elastomer material is prepared. After the defoaming treatment is performed on the addition-type liquid silicone rubber under reduced pressure, the addition-type liquid silicone rubber is separated by screen printing. By applying to the moldable support plate (16A), filling the additional liquid silicone rubber into the openings of each of the two molding spacers and the opening (11) of the frame plate (10), the insulating portion A material layer (22A) was formed (see FIG. 13).
Next, the releasable support plate (16) on which the plurality of conductive portions (21) for connection are formed is superimposed on the releasable support plate (16A) on which the insulating layer material layer (22A) is formed. Thus, each of the conductive portions for connection (21) was infiltrated into the insulating portion material layer (22A) and brought into contact with the releasable support plate (16A) (see FIG. 14). Thereafter, in this state, by applying a pressure of 1500 kgf to the releasable support plate (16) and the releasable support plate (16A), while compressing the connecting conductive portion (21) in the thickness direction, for the insulating portion By performing the curing process of the material layer (22A), an insulating portion (22) that insulates each of the connecting conductive portions (21) from each other is integrated with the connecting conductive portion (21). The formed elastic anisotropic conductive film (20) was formed (see FIG. 15).
Then, the anisotropic anisotropic conductive film (20) was released from the releasable support plates (16) and (16A), and the forming spacer was removed, thereby manufacturing the anisotropic conductive connector of the present invention.
得られた異方導電性コネクターにおける弾性異方導電膜について具体的に説明すると、弾性異方導電膜の各々は、横方向の寸法が5.5mm、縦方向の寸法が0.4mmである。
弾性異方導電膜の各々には、40個の接続用導電部が120μmのピッチで横方向に一列に配列されており、接続用導電部の各々は、横方向の寸法が60μm、縦方向の寸法が200μm、厚みが約140μmであり、絶縁部の厚みが100μmである。
また、弾性異方導電膜の各々における被支持部の厚み(二股部分の一方の厚み)は20μmである。
また、弾性異方導電膜の各々における接続用導電部中の導電性粒子の含有割合を調べたところ、全ての接続用導電部について体積分率で約30%であった。
The elastic anisotropic conductive film in the obtained anisotropic conductive connector will be specifically described. Each of the elastic anisotropic conductive films has a horizontal dimension of 5.5 mm and a vertical dimension of 0.4 mm.
In each of the elastic anisotropic conductive films, 40 connecting conductive portions are arranged in a row in the horizontal direction at a pitch of 120 μm, and each of the connecting conductive portions has a horizontal dimension of 60 μm and a vertical direction. The dimensions are 200 μm, the thickness is about 140 μm, and the thickness of the insulating part is 100 μm.
Further, the thickness of the supported portion (one thickness of the bifurcated portion) in each of the elastic anisotropic conductive films is 20 μm.
Moreover, when the content rate of the electroconductive particle in the electroconductive part for a connection in each of an elastic anisotropic conductive film was investigated, it was about 30% in the volume fraction about all the electroconductive parts for a connection.
〔検査用回路基板の作製〕
基板材料としてアルミナセラミックス(線熱膨張係数4.8×10-6/K)を用い、試験用ウエハW1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検査電極が形成された検査用回路基板を作製した。この検査用回路基板は、全体の寸法が30cm×30cmの矩形であり、その検査電極は、横方向の寸法が60μmで縦方向の寸法が200μmである。以下、この検査用回路基板を「検査用回路基板T」という。
[Production of circuit board for inspection]
A test circuit board in which test electrodes are formed according to a pattern corresponding to the pattern of the test electrode on the test wafer W1 using alumina ceramics (linear thermal expansion coefficient 4.8 × 10 −6 / K) as a substrate material is manufactured. did. This inspection circuit board has a rectangular shape with an overall dimension of 30 cm × 30 cm, and the inspection electrode has a horizontal dimension of 60 μm and a vertical dimension of 200 μm. Hereinafter, this inspection circuit board is referred to as “inspection circuit board T”.
〔シート状プローブの作製〕
厚みが20μmのポリイミドよりなる絶縁性シートの一面に厚みが15μmの銅層が積層されてなる積層材料を用意し、この積層材料における絶縁性シートに対してレーザー加工を施すことによって、当該絶縁性シートの厚み方向に貫通する、それぞれ直径が40μmの15720個の貫通孔を、試験用ウエハW1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形成した。次いで、この積層材料に対してフォトリソグラフィーおよびニッケルメッキ処理を施すことによって、絶縁性シートの貫通孔内に銅層に一体に連結された短絡部を形成すると共に、当該絶縁性シートの表面に、短絡部に一体に連結された突起状の表面電極部を形成した。この表面電極部の径は50μmであり、絶縁性シートの表面からの高さは20μmであった。その後、積層材料における銅層に対してフォト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、70μm×210μmの矩形の裏面電極部を形成し、更に、表面電極部および裏面電極部に金メッキ処理を施すことによって電極構造体を形成し、以てシート状プローブを製造した。以下、このシート状プローブを「シート状プローブM」という。
[Production of sheet probe]
By preparing a laminated material in which a copper layer having a thickness of 15 μm is laminated on one surface of an insulating sheet made of polyimide having a thickness of 20 μm, and applying the laser processing to the insulating sheet in the laminated material, the insulating property 15720 through-holes each having a diameter of 40 μm that penetrate in the thickness direction of the sheet were formed according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected in the test wafer W1. Next, by performing photolithography and nickel plating treatment on the laminated material, a short-circuit portion integrally connected to the copper layer is formed in the through hole of the insulating sheet, and on the surface of the insulating sheet, A protruding surface electrode portion integrally connected to the short-circuit portion was formed. The diameter of the surface electrode portion was 50 μm, and the height from the surface of the insulating sheet was 20 μm. Thereafter, the copper layer in the laminated material is subjected to a photo-etching process to remove a part thereof to form a rectangular back electrode part of 70 μm × 210 μm, and further, a gold plating process is applied to the front electrode part and the back electrode part Was applied to form an electrode structure, thereby producing a sheet-like probe. Hereinafter, this sheet-like probe is referred to as “sheet-like probe M”.
〔異方導電性コネクターの評価〕
(1)試験1:
試験用ウエハW1を試験台に配置し、この試験用ウエハW1上に、異方導電性コネクターをその接続用導電部の各々が試験用ウエハW1の被検査電極上に位置するよう位置合わせして配置した。次いで、この異方導電製コネクター上に、検査用回路基板Tをその検査電極の各々が当該異方導電性コネクターの接続用導電部上に位置するよう位置合わせして固定し、更に、検査用回路基板Tを下方に160kgの荷重で加圧した。
そして、室温(25℃)下において、検査用回路基板Tにおける検査電極の各々に順次電圧を印加すると共に、電圧が印加された検査電極とこれに隣接する検査電極との間の電気抵抗を、異方導電性コネクターにおける接続用導電部間の電気抵抗(以下、「絶縁抵抗」という。)として測定し、絶縁抵抗が5MΩ以下である接続用導電部対の数を求めた。ここで、接続用導電部間の絶縁抵抗が5MΩ以下のものについては、ウエハに形成された集積回路の電気的検査において、これを実際上使用することが困難な場合がある。
以上、結果を下記表1に示す。
[Evaluation of anisotropic conductive connector]
(1) Test 1:
The test wafer W1 is placed on the test table, and the anisotropic conductive connector is aligned on the test wafer W1 so that each of the connecting conductive portions is positioned on the electrode to be inspected of the test wafer W1. Arranged. Next, the inspection circuit board T is aligned and fixed on the anisotropic conductive connector so that each of the inspection electrodes is positioned on the connection conductive portion of the anisotropic conductive connector, and further, for inspection. The circuit board T was pressed downward with a load of 160 kg.
Then, at room temperature (25 ° C.), a voltage is sequentially applied to each of the inspection electrodes on the inspection circuit board T, and an electrical resistance between the inspection electrode to which the voltage is applied and the inspection electrode adjacent thereto is expressed as follows: It was measured as the electrical resistance between the conductive portions for connection in the anisotropic conductive connector (hereinafter referred to as “insulation resistance”), and the number of conductive portion pairs for connection having an insulation resistance of 5 MΩ or less was determined. Here, in the case where the insulation resistance between the conductive portions for connection is 5 MΩ or less, it may be difficult to actually use this in the electrical inspection of the integrated circuit formed on the wafer.
The results are shown in Table 1 below.
(2)試験2:
試験用ウエハW2を、電熱ヒーターを具えた試験台に配置し、この試験用ウエハW1上に異方導電性コネクターをその接続用導電部の各々が当該試験用ウエハW2の被検査電極上に位置するよう位置合わせして配置し、この異方導電製コネクター上に、検査用回路基板Tをその検査電極の各々が当該異方導電性コネクターの接続用導電部上に位置するよう位置合わせして配置し、更に、検査用回路基板Tを下方に32kgの荷重(接続用導電部1個当たりに加わる荷重が平均で約2g)で加圧した。
そして、室温(25℃)下において、検査用回路基板Tにおける15720個の検査電極について、異方導電性コネクターおよび試験用ウエハW1を介して互いに電気的に接続された2個の検査電極の間の電気抵抗を順次測定し、測定された電気抵抗値の2分の1の値を異方導電性コネクターにおける接続用導電部の電気抵抗(以下、「導通抵抗」という。)として記録し、導通抵抗が0.5Ω以上である接続用導電部の数を求めた。以上の操作を「操作(1)」とする。
次いで、検査用回路基板Tを加圧する荷重を126kgに変更し(接続用導電部1個当たりに加わる荷重が平均で約8g)、その後、試験台を125℃に加熱し、試験台の温度が安定した後、この状態で1時間放置した。以上の操作を「操作(2)」とする。
次いで、試験台を室温まで冷却し、その後、検査用回路基板Tに対する加圧を解除した。以上の操作を「操作(3)」とする。
そして、上記の操作(1)、操作(2)および操作(3)を1サイクルとして、合計で500サイクル連続して行った。
以上において、接続用導電部の導通抵抗が0.5Ω以上のものについては、ウエハに形成された集積回路の電気的検査において、これを実際上使用することが困難である。
以上の結果を下記表2に示す。
(2) Test 2:
The test wafer W2 is placed on a test bench equipped with an electric heater, and an anisotropic conductive connector is placed on the test wafer W1 so that each of the conductive portions for connection is positioned on the electrode to be inspected of the test wafer W2. The inspection circuit board T is aligned on the anisotropic conductive connector so that each of the inspection electrodes is positioned on the connection conductive portion of the anisotropic conductive connector. Further, the inspection circuit board T was pressed downward with a load of 32 kg (the load applied per connecting conductive portion was about 2 g on average).
Then, at room temperature (25 ° C.), about 15720 test electrodes on the test circuit board T, between the two test electrodes electrically connected to each other via the anisotropic conductive connector and the test wafer W1. Of the measured electrical resistance value is recorded as the electrical resistance of the conductive portion for connection in the anisotropic conductive connector (hereinafter referred to as “conducting resistance”). The number of conductive parts for connection having a resistance of 0.5Ω or more was determined. The above operation is referred to as “operation (1)”.
Next, the load for pressurizing the circuit board for inspection T is changed to 126 kg (the load applied to each conductive part for connection is about 8 g on average), and then the test table is heated to 125 ° C., and the temperature of the test table is After stabilization, it was left in this state for 1 hour. The above operation is referred to as “operation (2)”.
Subsequently, the test stand was cooled to room temperature, and then the pressure applied to the inspection circuit board T was released. The above operation is referred to as “operation (3)”.
And said operation (1), operation (2), and operation (3) were made into 1 cycle, and 500 cycles were performed continuously in total.
As described above, it is difficult to actually use the connection conductive portion having a conduction resistance of 0.5Ω or more in the electrical inspection of the integrated circuit formed on the wafer.
The above results are shown in Table 2 below.
(3)試験3:
試験台に配置された試験用ウエハW2上に、シート状プローブMをその表面電極部が当該試験用ウエハW2の被検査電極上に位置するよう位置合わせして配置し、このシート状プローブM上に異方導電性コネクターをその接続用導電部がシート状プローブMにおける裏面電極部上に位置するよう位置合わせして配置し、更に、検査用回路基板Tを下方に126kgの荷重(接続用導電部1個当たりに加わる荷重が平均で約8g)で加圧したこと以外は、上記試験2と同様にして接続用導電部の導通抵抗を測定し、導通抵抗が0.5Ω以上である接続用導電部の数を求めた。
以上の結果を下記表3に示す。
(3) Test 3:
The sheet-like probe M is arranged on the test wafer W2 arranged on the test table so that the surface electrode portion thereof is located on the electrode to be inspected of the test wafer W2. The anisotropic conductive connector is positioned so that the connecting conductive portion is positioned on the back electrode portion of the sheet-like probe M, and the inspection circuit board T is loaded downward with a load of 126 kg (connecting conductive Except that the load applied to each part is about 8g on average, the conduction resistance of the conductive part for connection is measured in the same manner as in
The above results are shown in Table 3 below.
〈比較例1〉
実施例1と同様のフレーム板を用い、特開2002−334732号公報に記載の方法に従って、フレーム板の開口の各々に下記の仕様の弾性異方導電膜を形成することにより、比較用の異方導電性コネクターを製造した。
得られた比較用の異方導電性コネクターにおける弾性異方導電膜について説明すると、弾性異方導電膜の各々は、横方向の寸法が5.5mm、縦方向の寸法が0.4mmである。
弾性異方導電膜の各々には、40個の接続用導電部が120μmのピッチで横方向に一列に配列されており、接続用導電部の各々は、横方向の寸法が60μm、縦方向の寸法が200μm、厚みが約140μmであり、絶縁部の厚みが100μmである。
また、弾性異方導電膜の各々における被支持部の厚み(二股部分の一方の厚み)は20μmである。
また、弾性異方導電膜の各々における接続用導電部中の導電性粒子の含有割合を調べたところ、体積分率で約20%であった。
そして、この比較用の異方導電性コネクターについて実施例1と同様にして評価を行った。以上、結果を表1〜表3に示す。
<Comparative example 1>
By using the same frame plate as in Example 1 and forming an elastic anisotropic conductive film having the following specifications in each of the openings of the frame plate in accordance with the method described in JP-A No. 2002-334732, a different difference for comparison. A positive conducting connector was produced.
The elastic anisotropic conductive film in the comparative anisotropic conductive connector obtained will be described. Each of the elastic anisotropic conductive films has a horizontal dimension of 5.5 mm and a vertical dimension of 0.4 mm.
In each of the elastic anisotropic conductive films, 40 connecting conductive portions are arranged in a row in the horizontal direction at a pitch of 120 μm, and each of the connecting conductive portions has a horizontal dimension of 60 μm and a vertical direction. The dimensions are 200 μm, the thickness is about 140 μm, and the thickness of the insulating part is 100 μm.
Further, the thickness of the supported portion (one thickness of the bifurcated portion) in each of the elastic anisotropic conductive films is 20 μm.
Moreover, when the content rate of the electroconductive particle in the electroconductive part for a connection in each elastic anisotropically conductive film was investigated, it was about 20% in the volume fraction.
The comparative anisotropic conductive connector was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 1 to 3.
表1〜表3の結果から明らかなように、実施例1に係る異方導電性コネクターによれば、弾性異方導電膜における接続用導電部のピッチが小さいものであっても、当該接続用導電部には良好な導電性が得られると共に、隣接する接続用導電部間には十分な絶縁性が得られ、しかも、温度変化による熱履歴などの環境の変化に対しても良好な電気的接続状態が安定に維持され、更に、高温環境下において繰り返し使用した場合にも、全ての接続用導電部において長期間にわたって良好な導電性が維持されることが確認された。
このような特性が得られるのは、以下の理由によるものと考えられる。
(1)離型性支持板上に接続用導電部を形成したうえで、当該接続用導電部を絶縁部用材料層中に浸入させ、当該絶縁部用材料層を硬化処理することにより絶縁部を形成するため、絶縁部において導電性粒子が全く存在せず、従って、十分な絶縁性を有する絶縁部が確実に得られる。
(2)導電性エラストマー層をレーザー加工することにより、接続用導電部を形成するため、各接続用導電部における導電性粒子の含有割合のバラツキが極めて小さいため、全ての接続用導電部において良好で安定した導電性が得られる。
(3)各弾性異方導電膜は、その面積が小さくて面方向における熱膨張の絶対量が少ないため、弾性異方導電膜の面方向における熱膨張がフレーム板によって確実に規制される。しかも、異方導電性コネクター全体の熱膨張は、フレーム板を構成する材料の熱膨張に依存するので、温度変化による熱履歴を受けた場合にも、接続用導電部と被検査電極との位置ずれが防止される結果、良好な電気的接続状態が安定に維持される。
As is clear from the results of Tables 1 to 3, according to the anisotropic conductive connector according to Example 1, even if the pitch of the conductive portions for connection in the elastic anisotropic conductive film is small, the connection Good conductivity is obtained in the conductive part, sufficient insulation is obtained between adjacent conductive parts for connection, and good electrical resistance against changes in the environment such as thermal history due to temperature changes. It was confirmed that the connection state was stably maintained, and that even when repeatedly used in a high temperature environment, good conductivity was maintained over a long period of time in all the conductive portions for connection.
The reason why such characteristics are obtained is considered to be as follows.
(1) After forming a conductive part for connection on the releasable support plate, the conductive part for connection is infiltrated into the material layer for insulating part, and the insulating part material layer is cured to cure the insulating part. Therefore, no conductive particles are present in the insulating portion, and thus an insulating portion having sufficient insulating properties can be obtained with certainty.
(2) Since the conductive elastomer layer is laser processed to form a conductive part for connection, the variation in the content ratio of the conductive particles in each conductive part for connection is extremely small. And stable conductivity can be obtained.
(3) Since each elastic anisotropic conductive film has a small area and a small absolute amount of thermal expansion in the surface direction, thermal expansion in the surface direction of the elastic anisotropic conductive film is reliably regulated by the frame plate. In addition, since the thermal expansion of the entire anisotropically conductive connector depends on the thermal expansion of the material constituting the frame plate, the positions of the conductive portion for connection and the electrode to be inspected even when subjected to a thermal history due to a temperature change. As a result of preventing the shift, a good electrical connection state is stably maintained.
これに対し、比較例1の異方導電性コネクターにおいては、絶縁部に導電性粒子が残存しているため、絶縁抵抗が低い接続用導電部対が存在し、また、各接続用導電部における導電性粒子の含有割合のバラツキが大きいため、高温環境下において繰り返し使用した場合に、一部の接続用導電部について導電性の低下が認められた。 On the other hand, in the anisotropic conductive connector of Comparative Example 1, since conductive particles remain in the insulating portion, there are conductive portion pairs for connection with low insulation resistance. Due to the large variation in the content ratio of the conductive particles, a decrease in conductivity was observed for some of the conductive portions for connection when repeatedly used in a high temperature environment.
1 プローブ部材 2 異方導電性コネクター
3 加圧板 4 ウエハ載置台
5 加熱器 6 ウエハ
7 被検査電極 10 フレーム板
11 開口 12 空気流通孔
13 位置決め孔
16,16A 離型性支持板
17 金属薄層 18 レジスト層
18a 開口 19 金属マスク
20 弾性異方導電膜
21 接続用導電部
21A 導電性エラストマー用材料層
21B 導電性エラストマー層
22 絶縁部
22A 絶縁部用材料層 23 突出部
26 非接続用導電部 27 突出部
30 検査用回路基板 31 検査電極
41 絶縁性シート 40 シート状プローブ
42 電極構造体 43 表面電極部
44 裏面電極部 45 短絡部
50 チャンバー 51 排気管
55 O−リング
80 上型 81 基板
82,82a,82b 強磁性体層
83 非磁性体層
85 下型 86 基板
87 87a,87b 強磁性体層
88 非磁性体層
90 フレーム板 91 開口
95 弾性異方導電膜 95A 成形材料層
96 導電部 97 絶縁部
P 導電性粒子
DESCRIPTION OF
Claims (12)
離型性支持板上に支持された弾性高分子物質中に磁性を示す導電性粒子が含有されてなる導電性エラストマー層をレーザー加工することにより、当該離型性支持板上に複数の接続用導電部を形成し、
この離型性支持板に形成された接続用導電部の各々を、フレーム板の開口を塞ぐよう形成された、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よりなる絶縁部用材料層中に浸入させ、この状態で前記絶縁部用材料層を硬化処理することにより絶縁部を形成する工程を有することを特徴とするウエハ検査用異方導電性コネクターの製造方法。 A frame plate in which a plurality of openings are formed corresponding to electrode regions where electrodes to be inspected are arranged in all or some of the integrated circuits formed on the wafer to be inspected, and each of the openings of the frame plate. An elastic polymer material comprising a plurality of elastic anisotropic conductive films arranged so as to be closed, each elastic anisotropic conductive film being arranged corresponding to an electrode to be inspected in an integrated circuit formed on the wafer A plurality of connecting conductive parts extending in the thickness direction, containing conductive particles exhibiting magnetism therein, and an insulating part made of an elastic polymer material that insulates the connecting conductive parts from each other A method of manufacturing an anisotropic conductive connector for wafer inspection,
A plurality of connections can be made on the releasable support plate by laser processing a conductive elastomer layer in which conductive particles exhibiting magnetism are contained in an elastic polymer material supported on the releasable support plate. Forming a conductive part,
For each of the connecting conductive parts formed on the releasable support plate, for the insulating part made of a liquid polymer substance forming material that is cured and becomes an elastic polymer substance so as to close the opening of the frame board A method for producing an anisotropic conductive connector for wafer inspection, comprising the step of forming an insulating portion by intrusion into a material layer and curing the insulating material layer in this state.
検査対象であるウエハに形成された集積回路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検査電極が表面に形成された検査用回路基板と、この検査用回路基板の表面に配置された、請求項8に記載のウエハ検査用異方導電性コネクターとを具えてなることを特徴とするプローブ部材。 For each of a plurality of integrated circuits formed on a wafer, a probe member used to perform electrical inspection of the integrated circuit in the state of the wafer,
An inspection circuit board in which an inspection electrode is formed on a surface according to a pattern corresponding to a pattern of an electrode to be inspected in an integrated circuit formed on a wafer to be inspected, and the inspection circuit board is disposed on the surface of the inspection circuit board. A probe member comprising the anisotropic conductive connector for wafer inspection according to claim 8.
請求項9または請求項10に記載のプローブ部材を具えてなり、当該プローブ部材を介して、検査対象であるウエハに形成された集積回路に対する電気的接続が達成されることを特徴とするウエハ検査装置。 For each of a plurality of integrated circuits formed on a wafer, in a wafer inspection apparatus for performing an electrical inspection of the integrated circuit in a wafer state,
A wafer inspection comprising the probe member according to claim 9 or 10, wherein electrical connection to an integrated circuit formed on a wafer to be inspected is achieved via the probe member. apparatus.
Each of the plurality of integrated circuits formed on the wafer is electrically connected to the tester via the probe member according to claim 9 or 10, and the electrical inspection of the integrated circuit formed on the wafer is executed. A wafer inspection method.
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