JP2006133084A - プローブカードおよびウエハ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大面積で被検査電極のピッチが極めて小さいウエハでも、良好な電気的接続状態が確実に達成され、温度変化による被検査電極に対する位置ずれが確実に防止されて良好な電気的接続状態が安定に維持されるプローブカードおよびウエハ検査装置の提供。
【解決手段】 複数の開口を有する金属製のフレーム板の表面に、柔軟な絶縁膜に複数の電極構造体が配置されてなる複数の接点膜が開口を塞ぐよう配置されてなるシート状プローブと、複数の検査電極が表面に形成された検査用回路基板と、シート状プローブの周縁部を支持する支持ピンを有する複数の支持部材と、検査用回路基板とシート状プローブとの間に配置された、複数の開口を有するフレーム板に、複数の弾性異方導電膜がそれぞれ一の開口を塞ぐよう配置されてなる異方導電性コネクターとを具え、支持部材の各々における支持ピンが、シート状フローブの厚み方向に弾性的に変位可能に設けられている。
【選択図】 図４

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プローブカードおよびこのプローブカードを具えたウエハ検査装置に関する。

一般に、半導体集積回路装置の製造工程においては、例えばシリコンよりなるウエハに多数の集積回路を形成し、その後、これらの集積回路の各々について、基礎的な電気特性を検査することによって、欠陥を有する集積回路を選別するプローブ試験が行われる。次いで、このウエハをダイシングすることによって半導体チップが形成され、この半導体チップが適宜のパッケージ内に収納されて封止される。更に、パッケージ化された半導体集積回路装置の各々について、高温環境下において電気特性を検査することによって、潜在的欠陥を有する半導体集積回路装置を選別するバーンイン試験が行われる。
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、被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置された検査用電極を有するプローブカードが用いられている。かかるプローブカードとしては、従来、ピンまたはブレードよりなる検査用電極（検査プローブ）が配列されてなるものが使用されている。

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、ウエハを複数例えば１６個の集積回路が形成された複数のエリアに分割し、このエリアに形成された全ての集積回路について一括してプローブ試験を行い、順次、その他のエリアに形成された集積回路について一括してプローブ試験を行う方法が採用されている。そして、近年、検査効率を向上させ、検査コストの低減化を図るために、より多数の集積回路について一括してプローブ試験を行うことが要請されている。
一方、バーンイン試験においては、検査対象である集積回路装置は微小なものであってその取扱いが不便なものであるため、多数の集積回路装置についてのバーンイン試験を個別的に行うためには、長い時間を要し、これにより、検査コストが相当に高いものとなる。そのため、近年、ウエハ上に形成された多数の集積回路について、それらのバーンイン試験を一括して行うＷＬＢＩ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｂｕｒｎ−ｉｎ）試験が提案されている。

然るに、このようなプローブ試験やＷＬＢＩ試験に用いられるプローブカードを作製するためには、非常に多数の検査プローブを配列することが必要となるので、当該プローブカードは極めて高価なものとなり、また、被検査電極が多数でそのピッチが小さいものである場合には、プローブカードを作製すること自体が困難となる。
以上のような理由から、最近においては、一面に被検査電極のパターンに対応するパターンに従って複数の検査用電極が形成された検査用回路基板と、この検査用回路基板の一面上に配置された、被検査電極のパターンに対応するパターンに従ってそれぞれ厚み方向に伸びる複数の導電部が形成された異方導電性エラストマーシートと、この異方導電性エラストマーシート上に配置された、シート状プローブとを具えてなるプローブカードが提案されている（例えば特許文献１）。このプローブカードにおけるシート状プローブは、絶縁性シートと、この絶縁性シートに被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置された、それぞれ絶縁性シートの厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体と、絶縁性シートの周縁部に設けられた、例えばセラミックスよりなるリング状の保持部材とにより構成されている。

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、上記のプローブカードにおける異方導電性エラストマーシートには、以下のような問題がある。
（１）直径が例えば８インチ（約２０ｃｍ）のウエハについて一括してまたは複数の集積回路が形成されたエリアに分割して検査するためには、異方導電性エラストマーシートとしては、その面積が相当に大きいものを用いることが必要となる。然るに、このような異方導電性エラストマーシートは、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）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。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、線熱膨張係数が大きく異なると、温度変化による熱履歴を受けたときに、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。
そして、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２参照。）。

一方、上記のプローブカードにおけるシート状プローブには、以下のような問題がある。
上記のプローブカードのシート状プローブにおいては、絶縁性シートの熱膨張を防止または抑制するために、当該絶縁性シートはそれに張力を作用させた状態で保持部材に固定されている。
然るに、絶縁性シートに対してその面方向における全ての方向について均一に張力を作用させることは極めて困難であり、また、電極構造体を形成することによって絶縁性シートに作用する張力のバランスが変化し、その結果、当該絶縁性シートは熱膨張について異方性を有するものとなるため、面方向における−方向の熱膨張を抑制することが可能であっても、当該一方向と交差する他の方向の熱膨張を抑制することができない。従って、温度変化による熱履歴を受けたときに、電極構造体と被検査電極との位置ずれを確実に防止することができない。
また、絶縁性シートをこれに張力を作用させた状態で保持部材に固定するためには、加熱下において絶縁性シートを保持部材に接着する、という煩雑な工程が必要となるため、製造コストの増大を招く、という問題がある。

本件出願人は、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、このフレーム板の一面にその開口の各々を塞ぐよう配置されて支持された、絶縁膜に電極構造体が配置されてなる複数の接点膜とよりなるシート状プローブおよびこのシート状プローブと上記の異方導電性コネクターとを具えたプローブカードを提案した（特願２００４−１３１７６４号明細書参照。）。
しかしながら、このようなプローブカードにおいては、以下のような問題があることが判明した。
シート状プローブの絶縁性シートは柔軟性を有するものであるため、電極構造体の各々を互いに独立して厚み方向に変位させることができ、これにより、ウエハにおける被検査電極の高さばらつきや電極構造体の表面電極部の高さばらつきが吸収される。然るに、上記のシート状プローブにおいては、面積の小さい絶縁膜の各々が剛性のフレーム板に支持されているため、電極構造体の変位量が著しく低下する。その結果、ウエハとプローブカードとの電気的接続を行う際に、被検査電極の高さばらつきや電極構造体の表面電極部の高さばらつきが十分に吸収されず、従って、被検査電極に対する良好な電気的接続を確実に達成することが困難となる。

特開２００１−１５５６５号公報 特開２００２−１８４８２１号公報

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、その目的は、検査対象であるウエハが、直径が８インチ以上の大面積で被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、当該ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、温度変化による被検査電極に対する位置ずれが確実に防止され、ウエハに対する良好な電気的接続状態が安定に維持されるプローブカードおよびウエハ検査装置を提供することにある。

本発明のプローブカードは、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金属よりなるフレーム板、およびこのフレーム板の表面に、それぞれ開口を塞ぐよう配置されて支持された複数の接点膜よりなり、当該接点膜の各々は、柔軟な樹脂よりなる絶縁膜に、当該絶縁膜の表面に露出する表面電極部および裏面に露出する裏面電極部が絶縁膜の厚み方向に伸びる短絡部によって連結されてなる複数の電極構造体が、前記被検査電極に対応するパターンに従って配置されてなるシート状プローブと、
このシート状プローブの裏面側に配置された、前記被検査電極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から突出するよう設けられた、前記シート状プローブの周縁部を支持する支持ピンを有する複数の支持部材と、
前記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、およびこのフレーム板に、それぞれ一の開口を塞ぐよう配置されて支持された複数の弾性異方導電膜よりなり、前記検査用回路基板と前記シート状プローブとの間に配置された異方導電性コネクターとを具えてなり、
前記支持部材の各々における支持ピンが、前記シート状プローブの厚み方向に弾性的に変位可能に設けられていることを特徴とする。

本発明のプローブカードにおいては、異方導電性コネクターにおける弾性異方導電膜は、被検査電極に対応するパターンに従って配置された、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接続用導電部と、これら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ことが好ましい。
また、シート状プローブにおけるフレーム板の厚みが５〜２００μｍであることが好ましい。
また、シート状プローブにおけるフレーム板および異方導電性コネクターにおけるフレーム板は、それぞれ線熱膨張係数が３×１０^-5／Ｋ以下の材料によって形成されていることが好ましい。
また、先端面がシート状プローブのフレーム板に当接するよう配置された補助支持ピンを有する複数の補助支持部材を具えてなり、当該補助支持部材の各々における補助支持ピンが、前記シート状プローブの厚み方向に弾性的に変位可能に設けられていることが好ましい。
また、シート状プローブにおけるフレーム板の裏面には、その周縁部に沿ってリング状の保持部材が設けられており、当該保持部材に支持部材の支持ピンの先端部が固定されていることが好ましい。

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であって、
上記のプローブカードを具えてなることを特徴とする。

本発明のプローブカードによれば、シート状プローブは、その厚み方向に弾性的に変位する支持ピンによって支持されているため、当該支持ピンが変位することによって、当該シート状プローブにおける電極構造体の変位量が補償され、その結果、ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができる。
そして、本発明のプローブカードによれば、シート状プローブは、フレーム板に形成された複数の開口の各々に電極構造体を有する接点膜が配置されて支持されてなることにより、接点膜の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい接点膜は、その絶縁膜の面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が８インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による位置ずれを確実に防止することができる。また、異方導電性コネクターは、フレーム板に形成された複数の開口の各々に弾性異方導電膜が配置されて支持されてなることにより、弾性異方導電膜の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい弾性異方導電膜は、その面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が８インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による位置ずれを確実に防止することができる。従って、ウエハの検査において、当該ウエハに対する良好な電気的接続状態を安定に維持することができる。
このようなプローブカードは、直径が８インチ以上の大面積のウエハの電気的検査を行うためのウエハ検査装置に用いられるプローブカードとして極めて好適である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〈プローブカード〉
図１は、本発明に係るプローブカードの第１の例の構成を示す説明用断面図であり、図２は、図１に示すプローブカードにおけるシート状プローブおよび異方導電性コネクターを拡大して示す説明用断面図、図３は、図２に示すシート状プローブの接点膜および異方導電性コネクターの弾性異方導電膜を更に拡大して示す説明用断面図、図４は、図１に示すプローブカードにおける支持ピン部材を拡大して示す説明用断面図である。
この第１の例のプローブカード３０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バーンイン試験をウエハの状態で一括して行うために用いられるものであって、シート状プローブ１０と、このシート状プローブ１０の裏面側に設けられた検査用回路基板３１と、この検査用回路基板３１に設けられた、シート状プローブ１０の周縁部を支持する複数の支持部材２０と、この検査用回路基板３１上に配置された検査用回路基板３１とシート状プローブ１０との間に配置された異方導電性コネクター４０とにより構成されている。

図５は、第１の例のプローブカード３０におけるシート状プローブ１０を示す平面図であり、図６および図７は、シート状プローブ１０における接点膜を拡大して示す平面図および説明用断面図である。
シート状プローブ１０は、図８にも示すように、複数の開口１２が形成された金属よりなる円形のフレーム板１１を有する。このフレーム板１１の開口１２は、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されている。

フレーム板１１を構成する金属としては、鉄、銅、ニッケル、チタン、またはこれらの合金若しくは合金鋼を用いることができるが、後述する製造方法において、エッチング処理によって容易に開口１２を形成することができる点で、４２合金、インバー、コバールなどの鉄−ニッケル合金鋼が好ましい。
また、フレーム板１１としては、その線熱膨張係数が３×１０^-5／Ｋ以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは−１×１０^-7〜１×１０^-5／Ｋ、特に好ましくは−１×１０^-6〜８×１０^-6／Ｋである。
このようなフレーム板１１を構成する材料の具体例としては、インバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、スーパーインバー、コバール、４２合金などの合金または合金鋼が挙げられる。

また、フレーム板１１の厚みは、５〜２００μｍであることが好ましく、より好ましくは１０〜１５０μｍである。
この厚みが過小である場合には、接点膜１５を支持するフレーム板として必要な強度が得られないことがある。一方、この厚みが過大である場合には、後述する製造方法において、エッチング処理によって開口１２を高い寸法精度で形成することが困難となることがある。

フレーム板１１の表面（図１〜図３において上面）には、接着層１９を介して金属膜１８が一体的に形成され、この金属膜１８上には、複数の接点膜１５が、当該フレーム板１１の一の開口１２を塞ぐよう配置されて固定され、これにより、接点膜１５の各々は、接着層１９および金属膜１８を介してフレーム板１１に支持されている。
また、フレーム板１１の裏面には、円形のリング状の保持部材１４が当該フレーム板１１の周縁部に沿って配置され、当該保持部材１４によってフレーム板１１が保持されている。この保持部材１４には、後述する支持部材２０の支持ピン２１が挿入される複数（図示の例では８つ）凹所１４Ｈが周方向に沿って等間隔で離間して形成されている。
金属膜１８は、後述する電極構造体１７における裏面電極部１７ｂと同一の材料によって構成されている。
また、接着層１９を構成する材料としては、シリコーンゴム系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ポリウレタン系接着剤などを用いることができる。
また、保持部材１４を構成する材料としては、インバー、スーパーインバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、コバール、４２アロイなどの低熱膨張金属材料、またはアルミナ、炭化珪素、窒化珪素などのセラミックス材料などを用いることができる。

接点膜１５の各々は、柔軟な絶縁膜１６を有し、この絶縁膜１６には、当該絶縁膜１６の厚み方向に伸びる金属よりなる複数の電極構造体１７が、検査対象であるウエハに形成された集積回路の電極領域における被検査電極のパターンに対応するパターンに従って、当該絶縁膜１６の面方向に互いに離間して配置されており、当該接点膜１５は、電極構造体１７の各々が、フレーム板１１の開口１２内に位置するよう配置されている。
電極構造体１７の各々は、絶縁膜１６の表面に露出する突起状の表面電極部１７ａと、絶縁膜１６の裏面に露出する板状の裏面電極部１７ｂとが、絶縁膜１６の厚み方向に貫通して伸びる短絡部１７ｃによって互いに一体に連結されて構成されている。

絶縁膜１６を構成する材料としては、絶縁性を有する柔軟なものであれば特に限定されるものではなく、ポリイミド、液晶ポリマーなどの樹脂材料やこれらの複合材料を用いることができるが、後述する製造方法において、電極構造体用の貫通孔をエッチングによって容易に形成することができる点で、ポリイミドを用いることが好ましい。
絶縁膜１６を構成するその他の材料としては、メッシュ若しくは不織布、またはこれらに樹脂若しくは弾性高分子物質が含浸されてなるものを用いることができる。かかるメッシュまたは不織布を形成する繊維としては、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ナイロン繊維、テフロン（登録商標）繊維等のフッ素樹脂繊維、ポリエステル繊維などの有機繊維を用いることができる。このような材料を絶縁膜１６を構成する材料として用いることにより、電極構造体１７が小さいピッチで配置されても、接点膜１５全体の柔軟性が大きく低下することがないため、電極構造体１７の突出高さや被検査電極の突出高さにバラツキがあっても、接点膜１５の有する柔軟性により十分に吸収されるので、被検査電極の各々に対して安定した電気的接続を確実に達成することができる。
また、絶縁膜１６の厚みは、当該絶縁膜１６の柔軟性が損なわれなければ特に限定されないが、５〜１５０μｍであることが好ましく、より好ましくは７〜１００μｍ、さらに好ましくは１０〜５０μｍである。

電極構造体１７を構成する材料としては、ニッケル、鉄、銅、金、銀、パラジウム、鉄、コバルト、タングステン、ロジウム、またはこれらの合金若しくは合金鋼等を用いることができ、電極構造体１７としては、全体が単一の金属よりなるものであっても、２種以上の金属の合金または合金鋼よりなるものまたは２種以上の金属が積層されてなるものであってもよい。

また、表面に酸化膜が形成された被検査電極について電気的検査を行う場合には、シート状プローブの電極構造体１７と被検査電極を接触させ、電極構造体１７の表面電極部１７ａにより被検査電極の表面の酸化膜を破壊して、当該電極構造体１７と被検査電極との電気的接続を達成することが必要である。そのため、電極構造体１７の表面電極部１７ａは、酸化膜を容易に破壊することかできる程度の硬度を有するものであることが好ましい。このような表面電極部１７ａを得るために、表面電極部１７ａを構成する金属中に、硬度の高い粉末物質を含有させることができる。
このような粉末物質としては、ダイヤモンド粉末、窒化シリコン、炭化シリコン、セラミックス、ガラスなどを用いることができ、これらの非導電性の粉末物質の適量を含有させることにより、電極構造体１７の導電性を損なうことなしに、電極構造体１７の表面電極部１７ａによって、被検査電極の表面に形成された酸化膜を破壊することができる。
また、被検査電極の表面の酸化膜を容易に破壊するために、電極構造体１７における表面電極部１７ａの形状を鋭利な突起状のものとしたり、表面電極部１７ａの表面に微細な凹凸を形成したりすることができる。

接点膜１５における電極構造体１７のピッチｐは、検査対象であるウエハの被検査電極のピッチに応じて設定され、例えば４０〜２５０μｍであることが好ましく、より好ましくは４０〜１５０μｍである。
ここで、「電極構造体のピッチ」とは、隣接する電極構造体の間の中心間距離であって最も短いものをいう。

電極構造体１７において、表面電極部１７ａにおける径Ｒに対する突出高さの比は、０．２〜３であることが好ましく、より好ましくは０．２５〜２．５である。このような条件を満足することにより、被検査電極がピッチが小さくて微小なものであっても、当該被検査電極のパターンに対応するパターンの電極構造体１７を容易に形成することができ、当該ウエハに対して安定な電気的接続状態が確実に得られる。
また、表面電極部１７ａの径Ｒは、短絡部１７ｃの径ｒの１〜３倍であることが好ましく、より好ましくは１〜２倍である。
また、表面電極部１７ａの径Ｒは、当該電極構造体１７のピッチｐの３０〜７５％であることが好ましく、より好ましくは４０〜６０％である。

また、裏面電極部１７ｂの外径Ｌは、短絡部１７ｃの径ｒより大きく、かつ、電極構造体１７のピッチｐより小さいものであればよいが、可能な限り大きいものであることが好ましく、これにより、例えば異方導電性シート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、短絡部１７ｃの径ｒは、当該電極構造体１７のピッチｐの１５〜７５％であることが好ましく、より好ましくは２０〜６５％である。

電極構造体１７の具体的な寸法について説明すると、表面電極部１７ａの突出高さは、被検査電極に対して安定な電気的接続を達成することができる点で、１５〜５０μｍであることが好ましく、より好ましくは１５〜３０μｍである。
表面電極部１７ａの径Ｒは、上記の条件や被検査電極の直径などを勘案して設定されるが、例えば３０〜２００μｍであり、好ましくは３５〜１５０μｍである。
短絡部１７ｃの径ｒは、十分に高い強度が得られる点で、１０〜１２０μｍであることが好ましく、より好ましくは１５〜１００μｍである。
裏面電極部１７ｂの厚みは、強度が十分に高くて優れた繰り返し耐久性が得られる点で、１５〜１５０μｍであることが好ましく、より好ましくは２０〜１００μｍである。

電極構造体１７における表面電極部１７ａおよび裏面電極部１７ｂには、必要に応じて、被覆膜が形成されていてもよい。例えは被検査電極が半田材料により構成されている場合には、当該半田材料が拡散することを防止する観点から、表面電極部１７ａに、銀、パラジウム、ロジウムなどの耐拡散性金属よりなる被覆膜を形成することが好ましい。

このようなシート状プローブ１０は、以下のようにして製造される。
先ず、図９に示すように、形成すべき電極構造体１７における裏面電極部１７ｂと同一の材料よりなる裏面電極部用金属箔１８Ａの一面に、絶縁膜用樹脂シート１６Ａが一体的に積層されてなる円形の積層体１５Ａを用意する。
一方、図１０に示すように、検査対象であるウエハにおける集積回路の被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して複数の開口１２が形成された円形のフレーム板１１を作製し、このフレーム板１１の表面に、その周縁部に沿って保護テープＴを配置する。ここで、フレーム板１１の開口１２を形成する方法としては、エッチング法などを利用することができる。

次いで、図１１に示すように、積層体１５Ａにおける裏面電極部用金属箔１８Ａの他面に、例えば接着性樹脂よりなる接着層１９を形成し、図１２に示すように、保護テープＴが設けられたフレーム板を接着する。その後、図１３に示すように、積層体１５Ａにおける絶縁膜用樹脂シート１６Ａに、形成すべき電極構造体のパターンに対応するパターンに従ってそれぞれ厚み方向に貫通する複数の貫通孔１７Ｈを形成する。ここで、絶縁膜用樹脂シート１６Ａに貫通孔１７Ｈを形成する方法としては、レーザー加工、エッチング加工などを利用することができる。
次いで、保護テープ（図示省略）によって積層体１５Ａにおけるフレーム板１１の裏面および開口１２を覆い、積層体１５Ａにおける裏面電極部用金属箔１８Ａに対してメッキ処理を施すことにより、図１４に示すように、絶縁膜用樹脂シート１６Ａに形成された各貫通孔１７Ｈ内に当該裏面電極部用金属箔１８Ａに一体に連結された短絡部１７ｃが形成されると共に、当該短絡部１７ｃに一体に連結された絶縁膜用樹脂シート１６Ａの表面から突出する表面電極部１７ａが形成される。その後、フレーム板１１の裏面から保護テープを除去し、図１５に示すように、接着層１９におけるフレーム板１１の開口１２から露出した部分を除去することにより、裏面電極部用金属箔１８Ａの一部を露出させ、当該裏面電極部用金属箔１８Ａにおける露出部分に対してエッチング処理を施すことにより、図１６に示すように、それぞれ短絡部１７ｃに一体に連結された複数の裏面電極部１７ｂが形成され、以て電極構造体１７が形成される。次いで、絶縁膜用樹脂シート１６Ａに対してエッチング処理を施してその一部を除去することにより、図１７に示すように、互いに独立した複数の絶縁膜１６が形成され、これにより、それぞれ絶縁膜１６にその厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体１７が配置されてなる複数の接点膜１５が形成される。
そして、フレーム板１１の周縁部から保護テープＴ（図１０参照）を除去し、その後、フレーム板１１の裏面における周縁部に保持部材を配置して固定することにより、図５〜図７に示すシート状プローブ１０が得られる。

検査用回路基板３１は、図１８にも示すように、円板状の第１の基板素子３２を有し、この第１の基板素子３２の表面（図１〜図３において上面）における中央部には、正八角形の板状の第２の基板素子３５が配置され、この第２の基板素子３５は、第１の基板素子３２の表面に固定されたホルダー３４に保持されている。また、第１の基板素子３２の裏面における中央部には、補強部材３７が設けられている。
第１の基板素子３２の表面における中央部には、複数の接続用電極（図示省略）が適宜のパターンに従って形成されている。一方、第１の基板素子３２の裏面における周縁部には、図１９に示すように、複数のリード電極３３が当該第１の基板素子３２の周方向に沿って並ぶよう配置されたリード電極部３３Ｒが形成されている。リード電極３３のパターンは、後述するウエハ検査装置におけるコントローラーの入試出力端子のパターンに対応するパターンである。そして、リード電極３３の各々は内部配線（図示省略）を介して接続用電極に電気的に接続されている。
第２の基板素子３５の表面（図１〜図３において上面）には、複数の検査用電極３６が、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のパターンに対応するパターンに従って配置された検査用電極部３６Ｒが形成されている。一方、第２の基板素子３５の裏面には、複数の端子電極（図示省略）が適宜のパターンに従って配置されており、端子電極の各々は内部配線（図示省略）を介して検査用電極３６に電気的に接続されている。
そして、第１の基板素子３２の接続用電極と第２の基板素子３５の端子電極とは適宜の手段によって電気的に接続されている。

検査用回路基板３１における第１の基板素子３２を構成する基板材料としては、従来公知の種々の材料を用いることができ、その具体例としては、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂、ガラス繊維補強型フェノール樹脂、ガラス繊維補強型ポリイミド樹脂、ガラス繊維補強型ビスマレイミドトリアジン樹脂等の複合樹脂基板材料などが挙げられる。
検査用回路基板３１における第２の基板素子３５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^-6〜６×１０^-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、窒化ホウ素等よりなる無機系基板材料、４２合金、コバール、インバー等の鉄−ニッケル合金鋼よりなる金属板をコア材としてエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂等の樹脂を積層した積層基板材料などが挙げられる。

ホルダー３４は、第２の基板素子３５の外形に適合する正八角形状の開口３４Ｋを有し、この開口３４Ｋ内に第２の基板素子３５が収容されている。また、ホルダー３４の外縁は円形であり、当該ホルダー３４の外縁には、周方向に沿って段部３４Ｓが形成されている。

検査用回路基板３１におけるホルダー３４の段部３４Ｓには、当該検査用回路基板３１の表面から突出する複数（図示の例では８つ）の支持部材２０が、当該ホルダー３４の周方向に沿って等間隔で離間して配置されて固定されている。
支持部材２０の各々は、シート状プローブ１０におけるフレーム板１１に対して垂直な方向に伸びる円柱状の支持ピン２１と、この支持ピン２１の基端部分を収容する有底円筒状のケース２２と、ケース２２の底部と支持ピン２１の基端面との間に配置されたバネ部材２３と、支持ピン２１の先端部に取り付けられたナット２４とにより構成されており、支持ピン２１は、バネ部材２３によって、当該支持ピン２１の長さ方向すなわちシート状プローブ１０の厚み方向に弾性的に変位可能とされている。
そして、支持ヒン１１に先端部に設けられたナット２４が、シート状プローブ１０の保持部材１４に形成された凹所１４Ｈに嵌入されて固定されることにより、シート状プローブ１０が支持部材２０の支持ピン２１に支持されている。

異方導電性コネクター４０は、図２０に示すように、それぞれ厚み方向に貫通して伸びる複数の開口４２が形成された円板状のフレーム板４１を有する。このフレーム板４１の開口４２は、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されている。フレーム板４１には、厚み方向に導電性を有する複数の弾性異方導電膜５０が、それぞれ一の開口４２を塞ぐよう、当該フレーム板４１の開口縁部に支持された状態で配置されている。

弾性異方導電膜５０の各々は、その基材が弾性高分子物質よりなり、図２および図３に示すように、厚み方向に伸びる複数の接続用導電部５２と、この接続用導電部５２の各々の周囲に形成され、当該接続用導電部５２の各々を相互に絶縁する絶縁部５３とよりなる機能部５１を有し、当該機能部５１は、フレーム板４１の開口４２内に位置するよう配置されている。この機能部５１における接続用導電部５２は、検査対象であるウエハに形成された集積回路における電極領域の被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置されている。
機能部５１の周縁には、フレーム板４１の開口縁部に固定支持された被支持部５５が、当該機能部５１に一体に連続して形成されている。具体的には、この例における被支持部５５は、二股状に形成されており、フレーム板４１の開口縁部を把持するよう密着した状態で固定支持されている。
弾性異方導電膜５０の機能部５１における接続用導電部５２には、磁性を示す導電性粒子Ｐが厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有されている。これに対して、絶縁部５３は、導電性粒子Ｐが全く或いは殆ど含有されていないものである。
また、図示の例では、弾性異方導電膜５０における機能部５１の両面には、接続用導電部５２およびその周辺部分が位置する個所に、それ以外の表面から突出する突出部５４が形成されている。

フレーム板４１の厚みは、その材質によって異なるが、２０〜６００μｍであることが好ましく、より好ましくは４０〜４００μｍである。
この厚みが２０μｍ未満である場合には、異方導電性コネクター４０を使用する際に必要な強度が得られず、耐久性が低いものとなりやすく、また、当該フレーム板４１の形状が維持される程度の剛性が得られず、異方導電性コネクター４０の取扱い性が低いものとなる。一方、厚みが６００μｍを超える場合には、開口４２に形成される弾性異方導電膜５０は、その厚みが過大なものとなって、接続用導電部５２における良好な導電性および隣接する接続用導電部５２間における絶縁性を得ることが困難となることがある。
フレーム板４１の開口４２における面方向の形状および寸法は、検査対象であるウエハの被検査電極の寸法、ピッチおよびパターンに応じて設計される。

フレーム板４１を構成する材料としては、当該フレーム板４１が容易に変形せず、その形状が安定に維持される程度の剛性を有するものであれば特に限定されず、例えば、金属材料、セラミックス材料、樹脂材料などの種々の材料を用いることができ、フレーム板４１を例えば金属材料により構成する場合には、当該フレーム板４１の表面に絶縁性被膜が形成されていてもよい。
フレーム板４１を構成する金属材料の具体例としては、鉄、銅、ニッケル、チタン、アルミニウムなどの金属またはこれらを２種以上組み合わせた合金若しくは合金鋼などが挙げられる。

また、フレーム板４１を構成する材料としては、線熱膨張係数が３×１０^-5／Ｋ以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは−１×１０^-7〜１×１０^-5／Ｋ、特に好ましくは１×１０^-6〜８×１０^-6／Ｋである。
このような材料の具体例としては、インバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、スーパーインバー、コバール、４２合金などの磁性金属の合金または合金鋼などが挙げられる。

弾性異方導電膜５０の全厚（図示の例では接続用導電部５２における厚み）は、５０〜３０００μｍであることが好ましく、より好ましくは７０〜２５００μｍ、特に好ましくは１００〜２０００μｍである。この厚みが５０μｍ以上であれば、十分な強度を有する弾性異方導電膜５０が確実に得られる。一方、この厚みが３０００μｍ以下であれば、所要の導電性特性を有する接続用導電部５２が確実に得られる。
突出部５４の突出高さは、その合計が当該突出部５４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５４を形成することにより、小さい加圧力で接続用導電部５２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５４の突出高さは、当該突出部５４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５４を形成することにより、当該突出部５４が加圧されたときに座屈することがないため、所期の導電性が確実に得られる。
また、被支持部５５の厚み（図示の例では二股部分の一方の厚み）は、５〜６００μｍであることが好ましく、より好ましくは１０〜５００μｍ、特に好ましくは２０〜４００μｍである。
また、被支持部５５は二股状に形成されることは必須のことではなく、フレーム板４１の一面のみに固定されていてもよい。

弾性異方導電膜５０を構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、その具体例としては、シリコーンゴム、ポリブタジエンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムなどの共役ジエン系ゴムおよびこれらの水素添加物、スチレン−ブタジエン−ジエンブロック共重合体ゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合体などのブロック共重合体ゴムおよびこれらの水素添加物、クロロプレン、ウレタンゴム、ポリエステル系ゴム、エピクロルヒドリンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、軟質液状エポキシゴムなどが挙げられる。
これらの中では、シリコーンゴムが、成形加工性および電気特性の点で好ましい。

シリコーンゴムとしては、液状シリコーンゴムを架橋または縮合したものが好ましい。液状シリコーンゴムは、その粘度が歪速度１０^-1ｓｅｃで１０⁵ ポアズ以下のものが好ましく、縮合型のもの、付加型のもの、ビニル基やヒドロキシル基を含有するものなどのいずれであってもよい。具体的には、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルビニルシリコーン生ゴム、メチルフェニルビニルシリコーン生ゴムなどを挙げることができる。

これらの中で、ビニル基を含有する液状シリコーンゴム（ビニル基含有ポリジメチルシロキサン）は、通常、ジメチルジクロロシランまたはジメチルジアルコキシシランを、ジメチルビニルクロロシランまたはジメチルビニルアルコキシシランの存在下において、加水分解および縮合反応させ、例えば引続き溶解−沈殿の繰り返しによる分別を行うことにより得られる。
また、ビニル基を両末端に含有する液状シリコーンゴムは、オクタメチルシクロテトラシロキサンのような環状シロキサンを触媒の存在下においてアニオン重合し、重合停止剤として例えばジメチルジビニルシロキサンを用い、その他の反応条件（例えば、環状シロキサンの量および重合停止剤の量）を適宜選択することにより得られる。ここで、アニオン重合の触媒としては、水酸化テトラメチルアンモニウムおよび水酸化ｎ−ブチルホスホニウムなどのアルカリまたはこれらのシラノレート溶液などを用いることができ、反応温度は、例えば８０〜１３０℃である。
このようなビニル基含有ポリジメチルシロキサンは、その分子量Ｍｗ（標準ポリスチレン換算重量平均分子量をいう。以下同じ。）が１００００〜４００００のものであることが好ましい。また、得られる弾性異方導電膜５０の耐熱性の観点から、分子量分布指数（標準ポリスチレン換算重量平均分子量Ｍｗと標準ポリスチレン換算数平均分子量Ｍｎとの比Ｍｗ／Ｍｎの値をいう。以下同じ。）が２以下のものが好ましい。

一方、ヒドロキシル基を含有する液状シリコーンゴム（ヒドロキシル基含有ポリジメチルシロキサン）は、通常、ジメチルジクロロシランまたはジメチルジアルコキシシランを、ジメチルヒドロクロロシランまたはジメチルヒドロアルコキシシランの存在下において、加水分解および縮合反応させ、例えば引続き溶解−沈殿の繰り返しによる分別を行うことにより得られる。
また、環状シロキサンを触媒の存在下においてアニオン重合し、重合停止剤として、例えばジメチルヒドロクロロシラン、メチルジヒドロクロロシランまたはジメチルヒドロアルコキシシランなどを用い、その他の反応条件（例えば、環状シロキサンの量および重合停止剤の量）を適宜選択することによっても得られる。ここで、アニオン重合の触媒としては、水酸化テトラメチルアンモニウムおよび水酸化ｎ−ブチルホスホニウムなどのアルカリまたはこれらのシラノレート溶液などを用いることができ、反応温度は、例えば８０〜１３０℃である。

このようなヒドロキシル基含有ポリジメチルシロキサンは、その分子量Ｍｗが１００００〜４００００のものであることが好ましい。また、得られる弾性異方導電膜５０の耐熱性の観点から、分子量分布指数が２以下のものが好ましい。
本発明においては、上記のビニル基含有ポリジメチルシロキサンおよびヒドロキシル基含有ポリジメチルシロキサンのいずれか一方を用いることもでき、両者を併用することもできる。

高分子物質形成材料中には、当該高分子物質形成材料を硬化させるための硬化触媒を含有させることができる。このような硬化触媒としては、有機過酸化物、脂肪酸アゾ化合物、ヒドロシリル化触媒などを用いることができる。
硬化触媒として用いられる有機過酸化物の具体例としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ビスジシクロベンゾイル、過酸化ジクミル、過酸化ジターシャリーブチルなどが挙げられる。
硬化触媒として用いられる脂肪酸アゾ化合物の具体例としては、アゾビスイソブチロニトリルなどが挙げられる。
ヒドロシリル化反応の触媒として使用し得るものの具体例としては、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、高分子物質形成材料の種類、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、高分子物質形成材料１００重量部に対して３〜１５重量部である。

弾性異方導電膜５０における接続用導電部５２に含有される導電性粒子Ｐとしては、当該弾性異方導電膜５０の形成において、当該弾性異方導電膜５０を形成するための成形材料中において当該導電性粒子Ｐを容易に移動させることができる観点から、磁性を示すものを用いることが好ましい。このような磁性を示す導電性粒子Ｐの具体例としては、鉄、ニッケル、コバルトなどの磁性を示す金属の粒子若しくはこれらの合金の粒子またはこれらの金属を含有する粒子、またはこれらの粒子を芯粒子とし、当該芯粒子の表面に金、銀、パラジウム、ロジウムなどの導電性の良好な金属のメッキを施したもの、あるいは非磁性金属粒子若しくはガラスビーズなどの無機物質粒子またはポリマー粒子を芯粒子とし、当該芯粒子の表面に、ニッケル、コバルトなどの導電性磁性体のメッキを施したもの、あるいは芯粒子に、導電性磁性体および導電性の良好な金属の両方を被覆したものなどが挙げられる。
これらの中では、ニッケル粒子を芯粒子とし、その表面に金や銀などの導電性の良好な金属のメッキを施したものを用いることが好ましい。
芯粒子の表面に導電性金属を被覆する手段としては、特に限定されるものではないが、例えば無電解メッキにより行うことができる。

導電性粒子Ｐとして、芯粒子の表面に導電性金属が被覆されてなるものを用いる場合には、良好な導電性が得られる観点から、粒子表面における導電性金属の被覆率（芯粒子の表面積に対する導電性金属の被覆面積の割合）が４０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは４５％以上、特に好ましくは４７〜９５％である。
また、導電性金属の被覆量は、芯粒子の２．５〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは３〜４５重量％、さらに好ましくは３．５〜４０重量％、特に好ましくは５〜３０重量％である。

また、導電性粒子Ｐの粒子径は、１〜５００μｍであることが好ましく、より好ましくは２〜４００μｍ、さらに好ましくは５〜３００μｍ、特に好ましくは１０〜１５０μｍである。
また、導電性粒子Ｐの粒子径分布（Ｄｗ／Ｄｎ）は、１〜１０であることが好ましく、より好ましくは１〜７、さらに好ましくは１〜５、特に好ましくは１〜４である。
このような条件を満足する導電性粒子Ｐを用いることにより、得られる弾性異方導電膜５０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５０における接続用導電部５２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。
このような平均粒子径を有する導電性粒子Ｐは、空気分級装置、音波ふるい装置などの分級装置によって、導電性粒子および／または当該導電性粒子を形成する芯粒子を分級処理することによって調製することができる。分級処理の具体的な条件は、目的とする導電性粒子の平均粒子径および粒子径分布、並びに分級装置の種類などに応じて適宜設定される。
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。

また、導電性粒子Ｐの含水率は、５％以下であることが好ましく、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは２％以下、特に好ましくは１％以下である。このような条件を満足する導電性粒子Ｐを用いることにより、成形材料層を硬化処理する際に、当該成形材料層内に気泡が生ずることが防止または抑制される。

また、導電性粒子Ｐの表面がシランカップリング剤などのカップリング剤で処理されたものを適宜用いることができる。導電性粒子Ｐの表面がカップリング剤で処理されることにより、当該導電性粒子Ｐと弾性高分子物質との接着性が高くなり、その結果、得られる弾性異方導電膜５０は、繰り返しの使用における耐久性が高いものとなる。
カップリング剤の使用量は、導電性粒子Ｐの導電性に影響を与えない範囲で適宜選択されるが、導電性粒子Ｐの表面におけるカップリング剤の被覆率（導電性芯粒子の表面積に対するカップリング剤の被覆面積の割合）が５％以上となる量であることが好ましく、より好ましくは上記被覆率が７〜１００％、さらに好ましくは１０〜１００％、特に好ましくは２０〜１００％となる量である。

機能部５１の接続用導電部５２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５２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５２は脆弱なものとなりやすく、接続用導電部５２として必要な弾性が得られないことがある。

高分子物質形成材料中には、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を含有させることにより、得られる成形材料のチクソトロピー性が確保され、その粘度が高くなり、しかも、導電性粒子Ｐの分散安定性が向上すると共に、硬化処理されて得られる弾性異方導電膜５０の強度が高くなる。
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、あまり多量に使用すると、後述する製造方法において、磁場による導電性粒子Ｐの移動が大きく阻害されるため、好ましくない。

このような異方導電性コネクター４０は、例えば特開２００２−３３４７３２号公報に記載されている方法によって製造することができる。

この第１の例のプローブカード３０においては、シート状プローブ１０におけるフレーム板１１の開口１２の各々は、異方導電性コネクター４０の弾性異方導電膜５０における面方向の外形を受容し得る大きさであることが好ましい。図示の例では、シート状プローブ１０におけるフレーム板１１の開口１２は矩形であり、弾性異方導電膜５０における面方向の外形が矩形であることから、シート状プローブ１０におけるフレーム板１１の開口１２の縦横の寸法が弾性異方導電膜５０の縦横の寸法より大きいものである。
このような構成を採用することにより、シート状プローブ１０の電極構造体１７が加圧されたときに、シート状プローブ１０のフレーム板１１が異方導電性コネクター４０の弾性異方導電膜５０に接触することが回避されるため、当該弾性異方導電膜５０の接続用導電部５２を厚み方向に十分に圧縮させることができ、その結果、ウエハに対する良好な電気的接続状態を一層確実に達成することができる。

また、異方導電性コネクター４０におけるフレーム板４１の表面（図３において上面）のレベルと弾性異方導電膜５０の接続用導電部５２の表面側端面（図３において上面）のレベルとのギャップをｈとし、シート状プローブ１０におけるフレーム板１１の裏面（図３において下面）のレベルと裏面電極部の電極面（図３において下面）のレベルとのギャップをｄとしたとき、比ｈ／ｄの値が１．２以上であることが好ましく、より好ましくは１．４以上である。
この比ｈ／ｄの値を１．２以上とすることにより、シート状プローブ１０の電極構造体１７が加圧されたときに、弾性異方導電膜５０の接続用導電部５２を厚み方向に十分に圧縮させることができるので、ウエハに対する良好な電気的接続状態を更に一層確実に達成することができる。
上記比ｈ／ｄの値が過小である場合には、裏面電極部１７ｂによって接続用導電部５２が厚み方向に押圧されたときに、シート状プローブ１０のフレーム板１１が異方導電性コネクター４０のフレーム板４１に接触してしまうため、接続用導電部５２が十分に圧縮されず、その結果、当該接続用導電部５２に所要の導電性が得られないことがある。

上記の第１の例のプローブカード３０によれば、シート状プローブ１０は、その厚み方向に弾性的に変位する支持ピン２１によって支持されているため、電極構造体１７によって被検査電極を加圧したときには、当該支持ピン２１が変位することにより、シート状プローブ１０における電極構造体１７の変位量が補償され、その結果、ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができる。
そして、第１の例のプローブカード３０によれば、シート状プローブ１０は、フレーム板１１に形成された複数の開口１２の各々に電極構造体１７を有する接点膜１５が配置されて支持されてなることにより、接点膜１５の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい接点膜１５は、その絶縁膜１６の面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が８インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による電極構造体１７と被検査電極との位置ずれを確実に防止することができる。また、異方導電性コネクター４０は、フレーム板４１に形成された複数の開口１２の各々に弾性異方導電膜５０が配置されて支持されてなることにより、弾性異方導電膜５０の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい弾性異方導電膜５０は、その面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が８インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による接続用導電部と電極構造体との位置ずれを確実に防止することができる。従って、バーンイン試験において、ウエハに対する良好な電気的接続状態を安定に維持することができる。

図２１は、本発明に係るプローブカードの第２の例の構成を示す説明用断面図であり、図２２は、図２１に示すプローブカードにおけるシート状プローブおよび異方導電性コネクターを拡大して示す説明用断面図である。
この第１の例のプローブカード３０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プローブ試験をウエハの状態で行うために用いられるものであって、シート状プローブ１０と、このシート状プローブ１０の裏面側に設けられた検査用回路基板３１と、この検査用回路基板３１に設けられた、シート状プローブ１０の周縁部を支持する複数の支持部材２０と、この検査用回路基板３１上に配置された検査用回路基板３１とシート状プローブ１０との間に配置された異方導電性コネクター４０とにより構成されている。

図２３は、第２の例のプローブカード３０におけるシート状プローブ１０の平面図である。このシート状プローブ１０は、図２４にも示すように、複数の開口が形成された金属よりなるフレーム板１１を有する。このフレーム板１１の開口１２は、検査対象であるウエハに形成された集積回路のうち例えば３２個（８個×４個）の集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されている。このシート状プローブ１０におけるその他の構成は、第１の例のプローブカード３０のシート状プローブ１０と同様である（図６および図７参照）。
また、第２の例のプローブカード３０におけるシート状プローブ１０は、第１の例のプローブカード３０におけるシート状プローブ１０と同様にして製造することができる。

検査用回路基板３１においては、図２５に示すように、第２の基板素子３５の表面に、検査対象であるウエハに形成された集積回路のうち例えは３２個（８個×４個）の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複数の検査用電極３６が配置された検査用電極部３６Ｒが形成されている。検査用回路基板３１におけるその他の構成は、第１の例のプローブカード３０における検査用回路基板３１と基本的に同様である。
検査用回路基板３１におけるホルダー３４の段部３４Ｓには、当該検査用回路基板３１の表面から突出する複数（図示の例では８つ）の支持部材２０が、当該ホルダー３４の周方向に沿って等間隔で離間して配置されて固定されている。支持部材２０の各々は、第１の例のプローブカード３０における支持部材２０と基本的に同様の構成である（図４参照）。

異方導電性コネクター４０は、図２６に示すように、それぞれ厚み方向に貫通して伸びる複数の開口４２が形成された矩形の板状のフレーム板４１を有する。このフレーム板４１の開口４２は、検査対象であるウエハに形成された集積回路のうち例えば３２個（８個×４個）の集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されている。フレーム板４１には、厚み方向に導電性を有する複数の弾性異方導電膜５０が、それぞれ一の開口４２を塞ぐよう、当該フレーム板４１の開口縁部に支持された状態で配置されている。異方導電性コネクター４０におけるその他の構成は、第１の例のプローブカード３０における異方導電性コネクター４０と同様である。

上記の第２の例のプローブカード３０によれば、シート状プローブ１０は、その厚み方向に弾性的に変位する支持ピン２１によって支持されているため、電極構造体１７によって被検査電極を加圧したときには、当該支持ピン２１が変位することにより、シート状プローブ１０における電極構造体１７の変位量が補償され、その結果、ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができる。
そして、第２の例のプローブカード３０によれば、シート状プローブ１０は、フレーム板１１に形成された複数の開口１２の各々に電極構造体１７を有する接点膜１５が配置されて支持されてなることにより、接点膜１５の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい接点膜１５は、その絶縁膜１６の面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が８インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による電極構造体１７と被検査電極との位置ずれを確実に防止することができる。また、異方導電性コネクター４０は、フレーム板４１に形成された複数の開口１２の各々に弾性異方導電膜５０が配置されて支持されてなることにより、弾性異方導電膜５０の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい弾性異方導電膜５０は、その面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が８インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による接続用導電部と電極構造体との位置ずれを確実に防止することができる。従って、プローブ試験において、ウエハに対する良好な電気的接続状態を安定に維持することができる。

〔ウエハ検査装置〕
図２７は、本発明に係るウエハ検査装置の第１の例における構成の概略を示す説明用断面図であり、図２８は、第１の例のウエハ検査装置の要部を拡大して示す説明用断面図である。この第１のウエハ検査装置は、ウエハに形成された複数の集積回路の各々について、当該集積回路のバーンイン試験をウエハの状態で一括して行うためのものである。
第１の例のウエハ検査装置は、検査対象であるウエハ６の温度制御、ウエハ６の検査を行うための電源供給、信号の入出力制御およびウエハ６からの出力信号を検出して当該ウエハ６における集積回路の良否の判定を行うためのコントローラー２を有する。図２９に示すように、コントローラー２は、その下面に、多数の入出力端子３が円周方向に沿って配置された入出力端子部３Ｒを有する。
コントローラー２の下方には、第１の例のプローブカード３０が、その検査用回路基板３１のリード電極３３の各々が、当該コントローラー２の入出力端子３ａに対向するよう、適宜の保持手段によって保持された状態で配置されている。
コントローラー２の入出力端子部３Ｒとプローブカード３０における検査用回路基板３１のリード電極部３３Ｒとの間には、図２９にも拡大して示すように、コネクター４が配置され、当該コネクター４によって、検査用回路基板３１のリード電極３３の各々がコントローラー２の入出力端子３の各々に電気的に接続されている。図示の例のコネクター４は、長さ方向に弾性的に圧縮可能な複数の導電ピン４Ａと、これらの導電ピン４Ａを支持する支持部材４Ｂとにより構成され、導電ピン４Ａは、コントローラー２の入出力端子３と第１の基板素子３２に形成されたリード電極３３との間に位置するよう配列されている。
プローブカード３０の下方には、検査対象であるウエハ６が載置されるウエハ載置台５が設けられている。

このようなウエハ検査装置においては、ウエハ載置台５上に検査対象であるウエハ６が載置され、次いで、プローブカード３０が下方に加圧されることにより、そのシート状プローブ１０の電極構造体１７における表面電極部１７ａ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１７ａの各々によって、ウエハ６の被検査電極７の各々が加圧される。この状態においては、異方導電性コネクター４０の弾性異方導電膜５０における接続用導電部５２の各々は、検査用回路基板３１の検査用電極３６とシート状プローブ１０の電極構造体１７の裏面電極部１７ｂ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５２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３１の検査用電極３６との電気的接続が達成される。その後、ウエハ載置台６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。

このような第１の例のウエハ検査装置によれば、第１の例のプローブカード３０を介して、検査対象であるウエハ６の被検査電極７に対する電気的接続が達成されるため、ウエハ６が、直径が８インチ以上の大面積であって被検査電極７のピッチが極めて小さいものであっても、バーンイン試験において、当該ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、温度変化による被検査電極７に対する位置ずれを確実に防止することができ、これにより、ウエハ６に対する良好な電気的接続状態を安定に維持することができる。従って、ウエハのパーンイン試験において、当該ウエハに対する所要の電気的検査を確実に実行することができる。

図３０は、本発明に係るウエハ検査装置の第２の例における構成の概略を示す説明用断面図、図３１は、第２の例のウエハ検査装置の要部を拡大して示す説明用断面図である。 このウエハ検査装置は、ウエハに形成された複数の集積回路の各々について、当該集積回路のプローブ試験をウエハの状態で行うためのものである。
この第２の例のウエハ検査装置は、第１の例のプローブカード３０の代わりに第２の例のプローブカード３０を用いたこと以外は、第１の例のウエハ検査装置と基本的に同様の構成である。
この第２の例のウエハ検査装置においては、ウエハ６に形成された全ての集積回路の中から選択された例えば３２個の集積回路の被検査電極７に、プローブカード３０を電気的に接続して検査を行い、その後、他の集積回路の中から選択された複数の集積回路の被検査電極７に、プローブカード３０を電気的に接続して検査を行う工程を繰り返すことにより、ウエハ６に形成された全ての集積回路のプローブ試験が行われる。
このような第２の例のウエハ検査装置によれば、第２の例のプローブカード３０を介して、検査対象であるウエハ６の被検査電極７に対する電気的接続が達成されるため、ウエハ６が、直径が８インチ以上の大面積であって被検査電極７のピッチが極めて小さいものであっても、バーンイン試験において、当該ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、温度変化による被検査電極７に対する位置ずれを確実に防止することができ、これにより、ウエハ６に対する良好な電気的接続状態を安定に維持することができる。従って、ウエハのプローブ試験において、当該ウエハに対する所要の電気的検査を確実に実行することができる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下のように、種々の変更を加えることが可能である。
（１）シート状プローブ１０における保持部材１４は、本発明において必須のものではない。
（２）異方導電性コネクター４０における弾性異方導電膜５０には、被検査電極のパターンに対応するパターンに従って形成された接続用導電部５２の他に、被検査電極に電気的に接続されない非接続用の導電部が形成されていてもよい。
（３）ウエハ検査装置におけるコントローラー２と検査用回路基板３１を電気的に接続するコネクター４は、図２９に示すものに限定されず、種々の構造のものを用いることにができる。

（４）図３２および図３３に示すように、検査用回路基板３１におけるホルダー３４の段部３４Ｓに、先端面がシート状プローブ１０のフレーム板１１に当接するよう配置された補助支持ピン２６を有する複数の補助支持部材２５が設けられていてもよい。補助支持部材２５の各々は、補助支持ピン２６の基端部分を収容する有底円筒状のケース２７と、ケース２７の底部と補助支持ピン２６の基端面との間に配置されたバネ部材２８とを有し、補助支持ピン２６は、バネ部材２８によって、当該補助支持ピン２６の長さ方向すなわちシート状プローブ１０の厚み方向に弾性的に変位可能とされている。
このような構成によれば、検査対象であるウエハが直径が８インチ以上の大面積のものである場合において、互いに対角に位置する支持部材２０間の離間距離が相当に大きいときにも、シート状プローブ１０のフレーム板１１は補助支持ピン２６によって支持されているため、シート状プローブ１０の電極構造体１７によってウエハの被検査電極を加圧して当該シート状プローブ１０が厚み方向に変位する際に、フレーム板１１に撓みが生じることを防止することができる。
また、シート状プローブ１０の裏面電極部１７ｂと異方導電性コネクター４０の接続用導電部５２とが圧接したときに、両者の張り付きが生じても、補助支持ピン２６のバネ部材２８の弾性力によって、裏面電極部１７ｂが接続用導電部５２から容易に剥離するので、フレーム板１１に撓みが生じることを防止することができる。
このように、シート状プローブ１０のフレーム板１１に撓みが生じることが防止されるので、当該フレーム板１１が破損したり、当該フレーム板１１から絶縁膜１６が剥離したりすることを防止することができる。

（５）シート状プローブ１０における電極構造体１７は、図３４に示すように、先端から基端に向かうに従って小径となる錐台状の表面電極部１７ａと、裏面電極部１７ｂと、表面電極部１７ａの基端から連続して絶縁膜１６をその厚み方向に貫通して伸び、裏面電極部１７ｂに連結された短絡部１７ｃと、表面電極部１７ａの基端部分から連続して絶縁膜の表面に沿って外方に伸びる保持部１７ｄとよりなるものであってもよい。
また、シート状プローブ１０における電極構造体１７は、図３５に示すように、先端から基端に向かうに従って小径となる錐状の表面電極部１７ａと、裏面電極部１７ｂと、表面電極部１７ａの基端から連続して絶縁膜１６をその厚み方向に貫通して伸び、裏面電極部１７ｂに連結された短絡部１７ｃと、表面電極部１７ａの基端部分から連続して絶縁膜の表面に沿って外方に伸びる保持部１７ｄとよりなるものであってもよい。
このような電極構造体１７を有するシート状プローブ１０は、例えば特開２００４−１７２５８９号公報、特願２００４−１３１７６３号明細書および特願２００４−１４９５５８号明細書に記載された方法に準じて製造することができる。

本発明に係るプローブカードの第１の例の構成を示す説明用断面図である。 図１に示すプローブカードにおけるシート状プローブおよび異方導電性コネクターを拡大して示す説明用断面図である。 図２に示すシート状プローブの接点膜および異方導電性コネクターの弾性異方導電膜を更に拡大して示す説明用断面図である。 図１に示すプローブカードにおける支持ピン部材を拡大して示す説明用断面図である。 第１の例のプローブカードにおけるシート状プローブの平面図である。 第１の例のプローブカードにおけるシート状プローブの接点膜を拡大して示す平面図である。 第１の例のプローブカードにおけるシート状プローブの接点膜の構成を拡大して示す説明用断面図である。 第１の例のプローブカードにおけるシート状プローブのフレーム板を示す平面図である。 シート状プローブを製造するために用いられる積層体の構成を示す説明用断面図である。 フレーム板の周縁部に保護テープか配置された状態を示す説明用断面図である。 図９に示す積層体における裏面電極部用金属箔に接着層が形成された状態を示す説明用断面図である。 積層体における裏面電極部用金属箔にフレーム板が接着された状態を示す説明用断面図である。 積層体における絶縁膜用樹脂シートに貫通孔が形成された状態を示す説明用断面図である。 絶縁膜用樹脂シートに短絡部および表面電極部が形成された状態を示す説明用断面図である。 接着層の一部が除去されて裏面電極部用金属箔が露出した状態を示す説明用断面図である。 裏面電極部が形成された状態を示す説明用断面図である。 絶縁膜が形成された状態を示す説明用断面図である。 第１の例のプローブカードにおける検査用回路基板を示す平面図である。 検査用回路基板におけるリード電極部を拡大して示す説明図である。 第１の例のプローブカードにおける異方導電性コネクターを示す平面図である。 本発明に係るプローブカードの第２の例の構成を示す説明用断面図である。 図２１に示すプローブカードにおけるシート状プローブおよび異方導電性コネクターを拡大して示す説明用断面図である。 第２の例のプローブカードにおけるシート状プローブを示す平面図である。 第２の例のプローブカードにおけるシート状プローブのフレーム板を示す平面図である。 第２の例のプローブカードにおける検査用回路基板を示す平面図である。 第２の例のプローブカードにおける異方導電性コネクターを示す平面図である。 本発明に係るウエハ検査装置の第１の例の構成を示す説明用断面図である。 第１の例のウエハ検査装置の要部の構成を拡大して示す説明用断面図である。 第１の例のウエハ検査装置におけるコネクターを拡大して示す説明用断面図である。 本発明に係るウエハ検査装置の第２の例の構成を示す説明用断面図である。 第２の例のウエハ検査装置の要部の構成を拡大して示す説明用断面図である。 補助支持部材が設けられたプローブカードの構成を示す説明用断面図である。 図３２に示すプローブカードにおける補助支持部材を拡大して示す説明用断面図である。 本発明に係るプローブカードにおけるシート状プローブの他の例の構成を示す説明用断面図である。 本発明に係るプローブカードにおけるシート状プローブの更に他の例の構成を示す説明用断面図である。

符号の説明

２ コントローラー
３ 入出力端子
３Ｒ 入出力端子部
４ コネクター
４Ａ 導電ピン
４Ｂ 支持部材
５ ウエハ載置台
６ ウエハ
７ 被検査電極
１０ シート状プローブ
１１ フレーム板
１２ 開口
１４ 保持部材
１４Ｈ 凹所
１５ 接点膜
１５Ａ 積層体
１６ 絶縁膜
１６Ａ 絶縁膜用樹脂シート
１７ 電極構造体
１７Ｈ 貫通孔
１７ａ 表面電極部
１７ｂ 裏面電極部
１７ｃ 短絡部
１７ｄ 保持部
１８ 金属膜
１８Ａ 裏面電極部用金属箔
１９ 接着層
２０ 支持部材
２１ 支持ピン
２２ ケース
２３ バネ部材
２４ ナット
２５ 補助支持部材
２６ 補助支持ピン
２７ ケース
２８ バネ部材
３０ プローブカード
３１ 検査用回路基板
３２ 第１の基板素子
３３ リード電極
３３Ｒ リード電極部
３４ ホルダー
３４Ｋ 開口
３４Ｓ 段部
３５ 第２の基板素子
３６ 検査用電極
３６Ｒ 検査用電極部
３７ 補強部材
４０ 異方導電性コネクター
４１ フレーム板
４２ 開口
５０ 弾性異方導電膜
５１ 機能部
５２ 接続用導電部
５３ 絶縁部
５４ 突出部
５５ 被支持部
Ｐ 導電性粒子
Ｔ 保護テープ

Claims (7)

1. 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金属よりなるフレーム板、およびこのフレーム板の表面に、それぞれ開口を塞ぐよう配置されて支持された複数の接点膜よりなり、当該接点膜の各々は、柔軟な樹脂よりなる絶縁膜に、当該絶縁膜の表面に露出する表面電極部および裏面に露出する裏面電極部が絶縁膜の厚み方向に伸びる短絡部によって連結されてなる複数の電極構造体が、前記被検査電極に対応するパターンに従って配置されてなるシート状プローブと、
   このシート状プローブの裏面側に配置された、前記被検査電極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から突出するよう設けられた、前記シート状プローブの周縁部を支持する支持ピンを有する複数の支持部材と、
   前記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、およびこのフレーム板に、それぞれ一の開口を塞ぐよう配置されて支持された複数の弾性異方導電膜よりなり、前記検査用回路基板と前記シート状プローブとの間に配置された異方導電性コネクターとを具えてなり、
   前記支持部材の各々における支持ピンが、前記シート状プローブの厚み方向に弾性的に変位可能に設けられていることを特徴とするプローブカード。
2. 異方導電性コネクターにおける弾性異方導電膜は、被検査電極に対応するパターンに従って配置された、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接続用導電部と、これら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ことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
3. シート状プローブにおけるフレーム板の厚みが５〜２００μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプローブカード。
4. シート状プローブにおけるフレーム板および異方導電性コネクターにおけるフレーム板は、それぞれ線熱膨張係数が３×１０^-5／Ｋ以下の材料によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプローブカード。
5. 先端面がシート状プローブのフレーム板に当接するよう配置された補助支持ピンを有する複数の補助支持部材を具えてなり、当該補助支持部材の各々における補助支持ピンが、前記シート状プローブの厚み方向に弾性的に変位可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のプローブカード。
6. シート状プローブにおけるフレーム板の裏面には、その周縁部に沿ってリング状の保持部材が設けられており、当該保持部材に支持部材の支持ピンの先端部が固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプローブカード。
7. 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であって、
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のプローブカードを具えてなることを特徴とするウエハ検査装置。
   

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