JP2006138825A - シート状プローブおよびその製造方法ならびにその応用 - Google Patents

Abstract

【課題】 微小で微細ピッチな電極を有する回路装置にも安定な接続状態が達成され、大面積のウェハや被検査電極のピッチが小さい回路装置に対し、バーンイン試験において、温度変化による電極構造体と被検査電極との位置ずれが確実に防止され、良好な接続状態が安定に維持されるシート状プローブおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明のシート状プローブの製造方法は、厚み方向に伸びる複数の電極構造体を有する絶縁層とこれを支持する支持体とを具え、電極構造体は、絶縁層の表面から突出する表面電極部と、絶縁層の裏面に露出する裏面電極部と、表面電極部の基端から連続して絶縁層の厚み方向に伸び、裏面電極部に連結された短絡部とよりなるシート状プローブの製造方法で、表面電極部が予め金属シート上に形成され絶縁層と一体化された後に貫通孔を形成し、貫通孔内に金属を充填することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回路装置の電気検査に用いられるシート状プローブ、およびその製造方法ならびにその応用に関し、さらに詳しくは、例えばウエハに形成された複数の集積回路の電気検査をウエハの状態で行うために用いられるシート状プローブ、およびその製造方法ならびにその応用に関する。

例えば、多数の集積回路が形成されたウエハや、半導体素子等の電子部品などの回路装置の電気検査では、被検査回路装置の被検査電極の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装置が用いられている。従来から、このような装置としてピンもしくはブレードからなる検査用電極（検査プローブ）が配列されたプローブ装置が使用されている。

被検査回路装置が多数の集積回路が形成されたウエハである場合、ウエハ検査用のプローブ装置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、プローブ装置は高価になる。また、被検査電極のピッチが小さい場合には、プローブ装置を作製すること自体が困難になる。また、ウエハには一般に反りが生じており、その反りの状態も製品（ウエハ）毎に異なるため、それぞれのウエハの多数の被検査電極に対して、プローブ装置の検査プローブのそれぞれを安定にかつ確実に接触させることは実際上困難である。

このような問題に対応するため、一面に被検査電極の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の一面上に、異方導電性シートを配置し、この異方導電性シート上に、絶縁シートにその厚み方向に貫通して延びる複数の電極構造体が配列されたシート状プローブを配置したプローブカードが提案されている（特許文献１（特開２００１−１５５６５号公報）および特許文献２（特開２００２−１８４８２１号公報）参照）。
このプローブカードのシート状プローブは、図２３に示したように、ポリイミドなどの樹脂からなる柔軟な円形の絶縁シート９１を有し、この絶縁シート９１には、その厚み方向に延びる複数の電極構造体９５が、被検査回路装置の被検査電極のパターンに従って配置されている。

また、絶縁シート９１の周縁部には、絶縁シート９１の熱膨張を制御する等の目的で、例えば、セラミックスからなるリング状の支持部材９２が設けられている。

各電極構造体９５は、絶縁シート９１の表面に露出する突起状の表面電極部９６と、絶縁シート９１の裏面に露出する板状の裏面電極部９７とが、絶縁シート９１をその厚み方向に貫通して延びる短絡部９８を介して、一体に連結された構造になっている。
また、絶縁シート９１の周縁部には、セラミックス等からなるリング状の支持部材９２が設けられている。この支持部材９２は、絶縁シート９１の面方向の熱膨張を制御し、バーンイン試験において温度変化による電極構造体９５と被検査電極との位置ずれを防止するためのものである。
特開２００１−１５５６５号公報 特開２００２−１８４８２１号公報

しかしながら、このようなシート状プローブでは、以下のような問題がある。
例えば、直径が８インチ以上のウエハでは、５０００個または１００００個以上の被検査電極が形成されており、これらの被検査電極のピッチは１６０μｍ以下である。このようなウエハの検査を行うためのシート状プローブとしては、ウエハに対応した大面積を有し、５０００個または１００００個以上の電極構造体が、１６０μｍ以下のピッチで配置されたものが必要となる。

しかしながら、図２３のように１枚の絶縁シート９１に対して直接に全ての電極構造体９５を連結する従来のシート状プローブ９０の構造では、例えば、バーンイン試験において絶縁シート９１が熱膨張して電極構造体９５と被検査電極との位置ずれが生じることがあるなど、幾つかの改善すべき点がある。

これらの点に対応するため、例えば、ウエハ上の各集積回路に対応するそれぞれの位置に貫通孔を形成した金属等からなるフレーム板を用意し、このフレーム板に絶縁シートを貼付して、絶縁シートにおけるフレーム板の各貫通孔に配置された部分に電極構造体を形成することが考えられる。即ち、ウエハ上の各集積回路に対応する各位置に、絶縁膜の厚さ方向に電極構造体が貫通支持されたウエハとの接続部（接点膜）を設け、この接点膜を金属フレーム板のような支持体で支持したシート状プローブであれば、従来のシート状プローブにおける問題点を改善できると考えられる。

実際にこのようなシート状プローブを作成したところ、微細ピッチの被検査電極が形成された大型のウエハであってもバーイン試験を良好に行えることが確認された。
しかしながら、従来のように、電極構造体を形成するための貫通孔を、ポリイミドの絶縁膜にエッチング加工により形成しようとすると、図２４に示したように、フォトレジスト膜１０１により表面が覆われた絶縁膜１００の絶縁膜幅ｔ１が厚くなると、金属膜１０２までの間に貫通孔が形成されないという問題があった。

すなわち、エッチング処理でのエッチング処理角度θは、加工条件により異なるとされているが、一般的に４５°〜５０°と言われている。このため、片側から絶縁膜１００にエッチング処理を行った場合、貫通孔が形成可能な絶縁膜１００の厚みが開口径の１／２以下でなければ、途中までしか確実に貫通孔を開けることができない。すなわち、エッチング幅ｔ２は、開口径φ１の半分の幅であるため、絶縁膜１００も開口径φ１の半分以下でないと、確実に貫通孔を形成することが困難である。

なお、開口径φ１が７０μｍであれば、開口可能な絶縁膜１００の厚さは、３５μｍ以下、開口径φ１が５０μｍであれば、開口可能な絶縁膜１００の厚さは、２５μｍ以下である。
そのため、電極構造体の形成に必要な貫通孔の開口径φ１が７０μｍでシート状プローブを製造する場合、使用できる絶縁膜１００の厚みは３５μｍ以下でなければならず、例えば２５μｍ厚の絶縁膜１００を使用して加工しているのが現状である。

また、仮に絶縁膜１００の強度を上げるため５０μｍ厚の絶縁膜１００を使用したいとすると、貫通孔の開口径φ１を１００μｍ以上にしなければならず、製造される電極構造体の隣接する絶縁膜間の絶縁性の確立が困難となるため、絶縁膜１００の厚みにあわせて、開口径を大きくすることは不可能である。
更に、電極構造体は電気メッキにより形成されているが、電解メッキ処理において、金属層の全面に対して電流密度分布が均一な電流を供給することは実際上困難であり、この電流密度分布の不均一性により、絶縁性シーの貫通孔毎にメッキ層の成長速度が異なるため、形成される表面電極部の突出高さや、外径にバラツキが生じる。そして、表面電極部の突出高さに大きなバラツキがある場合には、被検査回路装置に対して安定した電気的接続が困難となり、一方、表面電極部の外径に大きなバラツキがある場合には、隣接する表面電極部同士が短絡する恐れがある。

本発明は、このような現状に鑑み、絶縁膜が開口径の１／２以上の厚さであっても開口径を広げる必要がなく、さらに、開口径を広げることができない場合においても電極構造体の裏面電極形成用金属シート部材上に立設するように短絡部を形成し、この高さを絶縁膜の開口径の１／２以上の高さに設定することにより、エッチング処理をする必要の有る厚さを、絶縁膜の１／２以下の厚さとすることにより、良好な電気的接続状態を安定に維持することができるシート状プローブおよびその製造方法を提供することを目的とする。
そして、突出高さのバラツキが小さい表面電極部を有する電極構造体を備えた、小さいピッチで電極が形成された回路装置に対しても安定な電気的接続状態を確実に達成することができるシート状プローブおよびその製造方法を提供することを目標とする。

また、本発明のシート状プローブの製造方法は、
回路装置の電気検査に用いられるシート状プローブの製造方法であって、
貫通孔が形成された支持体を用意する工程と、
前記支持体の貫通孔部に合致するよう、表面電極部を立設した表面電極形成用金属シート部材を用意する工程と、
前記表面電極部を立設した表面電極形成用金属シート部材上に、貫通孔が形成された支持体をその貫通孔部に表面電極部が合致するように積層配置する工程と、
前記積層配置された支持体の上面より絶縁膜を塗布形成する工程と、
前記塗布形成された絶縁体の上面より、その表面電極部の位置に対応する部分を除去して開口部を形成し表面電極部の底面を露出する工程と、
前記表面電極部の底部が露出した部分に、前記絶縁膜表面より短絡部および裏面電極部を充填形成する工程と、
前記表面電極形成用金属シート部材を除去する工程と、
を備えることを特徴とする。

このように、予め貫通孔を形成した支持体と、支持体の貫通孔部に合致するよう、表面電極部を立設した表面電極形成用金属シート部材とを、積層配置された支持体の上面より絶縁膜を塗布形成することにより合致させ、塗布形成された絶縁体の上面より、その表面電極部の位置に対応する部分を除去して表面電極部の底面を露出することにより開口部を形成し、その部分に絶縁膜表面より短絡部および裏面電極部を充填形成し、最後に表面電極形成用金属シート部材を除去することにより、電極構造体を形成しているので、絶縁膜を厚くすることが可能となる。

そのため、強度を持たせることができるとともにシート状プローブ自体が撓んでしまうことがなく、良好な電気的接続状態を安定に維持することができるとともに、表面電極部の突出高さのバラツキを小さくすることができる。

そして、表面電極部の外径を小さくすることができるので、小さいピッチで電極が形成された回路装置に対しても安定な電気的接続状態を確実に達成することができる。

また、予め絶縁層の厚みに対して、立設させる短絡部の高さによりエッチング処理の必要な高さを調整することができるため、特に貫通孔径を変えることのできない場合や貫通孔径が小さい場合において有効である。

また、本発明のシート状プローブは、前記支持体が、多孔膜または金属フレーム板のいずれからなることを特徴とする。

また、本発明のシート状プローブの製造方法は、前記支持体が多孔膜または金属フレーム板のいずれからなることを特徴とする。

このように構成することにより、金属フレーム板を使用すれば、接点膜と支持体との固定を良好に行うとともに、多孔膜を使用すれば、樹脂製の絶縁膜が多孔膜内部に入り込んだ一体化構造を形成して接点膜を支持しているので、接点膜と支持体との固定強度が高く、このシート状プローブを用いた検査装置による電気検査において高い繰り返し耐久性が得られる。

また、本発明のシート状プローブは、前記多孔膜が、有機繊維から成るメッシュまたは不織布のいずれかであることを特徴とする。

また、本発明のシート状プローブの製造方法は、前記多孔膜が、有機繊維から成るメッシュまたは不織布のいずれかであることを特徴とする。

このように構成することによって、シート状プローブは、支持体としてメッシュ、不織布等の多孔膜を使用し、樹脂製の絶縁膜が多孔膜内部に入り込んだ一体化構造を形成して接点膜を支持しているので、接点膜と支持体との固定強度が高く、このシート状プローブを用いた検査装置による電気検査において高い繰り返し耐久性が得られる。

また、本発明のシート状プローブは、前記多孔膜が、前記多孔膜の微細孔内に前記絶縁膜が含まれるように一体化されていることを特徴とする。
また、本発明のシート状プローブの製造方法は、前記多孔膜が、前記多孔膜の微細孔内に前記絶縁膜が含まれるように一体化されていることを特徴とする。

樹脂製の絶縁膜が多孔膜内部に入り込んだ一体化構造を形成して接点膜を支持しているので、接点膜と支持体との固定強度が高く、このシート状プローブを用いた検査装置による電気検査において高い繰り返し耐久性が得られる。

また、本発明のシート状プローブは、前記支持体の貫通孔の周縁部上に、絶縁膜によって接点膜が支持されていることを特徴とする。
また、本発明のシート状プローブの製造方法は、前記支持体の貫通孔の周縁部上に、絶縁膜によって接点膜が支持されていることを特徴とする。

このように構成することによっても、金属フレーム板の貫通孔の周縁部上に、絶縁膜によって接点膜が支持されているので、固定強度が高く、繰り返し使用による接点膜の剥離等を防止できる。

また、本発明のシート状プローブは、前記支持体の貫通孔の周縁部に、絶縁膜によって貫通孔の周縁部を両縁部から挟み込んだ状態で、接点膜が支持されていることを特徴とする。
また、本発明のシート状プローブの製造方法は、前記支持体の貫通孔の周縁部に、絶縁膜によって貫通孔の周縁部を両縁部から挟み込んだ状態で、接点膜が支持されていることを特徴とする。

このように構成することによって、接点膜の絶縁膜が金属フレームの貫通孔の周縁部を両面側から挟み込んだ状態で、金属フレームにより接点膜を固定支持しているので、固定強度が高く、繰り返し使用による接点膜の剥離等を防止できる。

また、本発明のシート状プローブは、前記支持体が、リング状であり、その貫通孔に単一の接点膜が支持されていることを特徴とする。
また、本発明のシート状プローブの製造方法は、前記支持体が、リング状であり、その貫通孔に単一の接点膜が支持されていることを特徴とする。

このように構成することによって、接点膜が、その全面にわたってフレーム板に支持されるため、接点膜が大面積のものであっても、その絶縁膜の面方向の熱膨張が、金属フレーム板によって確実に規制される。

従って、検査対象が、例えば、直径が８インチ以上の大面積のウエハや被検査電極のピッチが極めて小さい回路装置であっても、バーンイン試験において、温度変化による電極構造体と被検査電極との位置ずれが確実に防止され、その結果、良好な電気的接続状態を安定して維持することができる。

また、本発明のシート状プローブは、前記支持体に、複数の貫通孔が形成され、これらの各貫通孔に、前記接点膜が支持されていることを特徴とする。
また、本発明のシート状プローブの製造方法は、前記支持体に、複数の貫通孔が形成され、これらの各貫通孔に、前記接点膜が支持されていることを特徴とする。

このように構成することによって、フレーム板には、検査対象である回路装置の被検査電極が形成された電極領域に対応して、複数の貫通孔が形成されており、これらの貫通孔の各々に配置される接点膜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の熱膨張の絶対量が小さいため、絶縁膜の熱膨張をフレーム板によって確実に規制することが可能となる。

従って、検査対象が、例えば、直径が８インチ以上の大面積のウエハや被検査電極のピッチが極めて小さい回路装置であっても、バーンイン試験において、温度変化による電極構造体と被検査電極との位置ずれが確実に防止され、その結果、良好な電気的接続状態を安定して維持することができる。

また、本発明のシート状プローブは、前記電極構造体のピッチが、４０〜２５０μｍであり、電極構造体の総数が、５０００個以上であることを特徴とする。
また、本発明のシート状プローブの製造方法は、前記電極構造体のピッチが、４０〜２５０μｍであり、電極構造体の総数が、５０００個以上であることを特徴とする。

このように電極構造体のピッチが４０〜２５０μｍであり、電極構造体の総数が５０００個以上である場合に極めて有効である。

また、本発明のシート状プローブは、前記シート状プローブが、ウエハに形成された複数の集積回路について、集積回路の電気検査をウエハの状態で行うために用いられるものであることを特徴とする。
また、本発明のシート状プローブの製造方法は、前記シート状プローブが、ウエハに形成された複数の集積回路について、集積回路の電気検査をウエハの状態で行うために用いられるものであることを特徴とする。

このように、本発明のシート状プローブは、ウエハに形成された複数の集積回路について、集積回路の電気検査をウエハの状態で行うために好適に用いることができる。

また、本発明のプローブカードは、検査対象である回路装置の被検査電極に対応する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上に配置される異方導電性コネクターと、
この異方導電性コネクター上に配置される上記のいずれかに記載のシート状プローブとを備えることを特徴とする。

また、本発明の回路装置の検査装置は、このようなプローブカードを備えることを特徴とする。
また、本発明のウエハの検査方法は、複数の集積回路が形成されたウエハの各集積回路を、このようなプローブカードを介してテスターに電気的に接続し、各集積回路の電気検査を行うことを特徴とする。

本発明によれば、絶縁膜が開口径の１／２以上の厚さであっても開口径を広げる必要がなく、さらに、開口径を広げることができない場合においても、表面電極形成用金属シート部材上に立設するように表面電極部を形成し、この高さを絶縁膜の開口径の１／２以上の高さに設定することにより、エッチング処理をする必要の有る厚さを、絶縁膜の１／２以下の厚さとすることにより、良好な電気的接続状態を安定に維持することができるシート状プローブを提供することができる。
そして、表面電極形成用金属シート部材上に立設するように短絡部表面電極部を形成し、絶縁膜と一体化して短絡部、裏面電極部を充填形成して電極構造体を形成した後、表面電極形成用金属シート部材を除去しているので、表面電極部の突出高さのバラツキを小さくすることができ、表面電極部の外径を小さくすることができるので、小さいピッチで電極が形成された回路装置に対しても安定な電気的接続状態を確実に達成することができる。

以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
なお、添付した各図面は説明用のものであり、その各部の具体的なサイズ、形状等は、本明細書の記載および、従来技術に基づいて当業者に理解されるところによる。

１．シート状プローブについて：
図１は、本発明のシート状プローブの実施例を示した図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＸ−Ｘ線による断面図である。図２は、図１のシート状プローブの接点膜を拡大して示した平面図、図３は、図２のＸ−Ｘ線による断面図である。

本実施形態のシート状プローブは、複数の集積回路が形成された８インチ等のウエハについて、各集積回路の電気検査をウエハの状態で行うために用いられる。このシート状プローブ１０は、被検査対象であるウエハ上の各集積回路に対応する各位置に貫通孔１２が形成された支持体１１を有し、この貫通孔１２内には接点膜１５が配置されている。

接点膜１５は、支持体１１の貫通孔１２の周辺の支持部１９で、支持体１１に支持されている。図１（ｂ）および図３に示したように、この支持部１９では、樹脂製の絶縁膜１６が支持体１１内部に入り込んだ一体化構造が形成され、この一体化された部分で接点膜１５が支持されている。
すなわち、支持体１１の貫通孔１２の周縁部に、絶縁膜１６によって貫通孔１２の周縁部を両面側から挟み込んだ状態で、接点膜１５が支持されている。

接点膜１５は、図２および図３に示したように、柔軟な絶縁膜１６に電極構造体１７が貫通形成された構造になっている。即ち、絶縁膜１６の厚み方向に延びる複数の電極構造体１７が、検査対象であるウエハの被検査電極に対応するパターンに従って絶縁膜１６の面方向に互いに離間して配置されている。

電極構造体１７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、絶縁膜１６の厚み方向に貫通して延びる短絡部１７ｃとが一体化した構造になっている。

支持体１１は、多孔膜または金属フレーム板から構成されると良く、多孔膜としては、柔軟性を有する多孔膜、例えば有機繊維からなるメッシュもしくは不織布を用いることができる。メッシュもしくは不織布を形成する有機繊維としては、例えばアラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ナイロン繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維等のフッ素樹脂繊維、ポリエステル繊維が挙げられる。合成繊維からなるメッシュでは、例えば繊維径が１５〜１００μｍ、メッシュ開口径が２０〜２００μｍのものを使用できる。また、ポリテトラフルオロエチレン等からなる開口径が１〜５μｍ程度のメンブレンフィルターを用いてもよい。

また、多孔膜として金属からなるメッシュを用いてもよく、メッシュを形成する金属としては、例えばステンレス、アルミニウムが挙げられる。
一方、金属フレーム板としては、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、チタン、タングステン、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貫通孔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、支持体１１として金属フレーム板を用いる場合には、金属フレーム板の線熱膨張係数が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。
このような支持体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、支持体１１の厚みは、３〜１５０μｍであることが好ましく、より好ましくは５〜１００μｍである。
この厚みが過小である場合には、接点膜１５を支持する支持体１１として必要な強度が得られないことがある。

絶縁膜１６としては、柔軟性を有する樹脂膜が用いられる。絶縁膜１６の形成材料としては、電気的絶縁性を有する樹脂材料であれば特に限定されないが、例えば、ポリイミド系樹脂、液晶ポリマー、およびこれらの複合材料が挙げられる。中でも、支持体１１と一体化された支持部１９を容易に形成でき、エッチングも容易であるポリイミドが好ましい。

ポリイミドにより絶縁膜１６を形成する場合は、熱硬化性のポリイミド、感光性のポリイミド、ポリイミド前駆体を溶媒に希釈したポリイミドのワニス、溶液等を用いて樹脂膜を形成することが好ましい。

絶縁膜１６の厚みは、良好な柔軟性を得る点などから、５〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは７〜７０μｍ、さらに好ましくは１０〜５０μｍである。
電極構造体１７の材料としては、例えば、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もしくは合金鋼等が挙げられる。電極構造体１７は、全体を単一の金属もしくは合金で形成してもよく、２種以上の金属もしくは合金を積層して形成してもよい。

表面に酸化膜が形成された被検査電極について電気検査を行う場合には、シート状プローブ１０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電極構造体１７と被検査電極との電気的接続を行うことが必要である。このため、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ができる程度の硬度を有していることが望ましい。このような表面電極部１７ａを得るために、表面電極部１７ａを形成する金属中に、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、例えば、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、ガラスを挙げることができ、これらの非導電性の粉末物質を適量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く、電極構造体１７の表面電極部１７ａにより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の表面電極部１７ａの形状を鋭利な突起状としてもよく、表面電極部１７ａの表面に微細な凹凸を形成してもよい。このように、表面電極部１７ａの形状は必要に応じて適宜の形状としてよい。

また、図３に示したように、接点膜１５の電極構造体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、好ましくは４０〜１５０μｍである。なお、「電極構造体のピッチ」とは、隣接する電極構造体の中心間距離であって最も短い距離を表す。

さらに、１つの接点膜１５には、ウエハ上の集積回路の被検査電極の数等にもよるが、例えば、数十個以上の電極構造体１７が形成される。

電極構造体１７の表面電極部１７ａの径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、被検査電極のピッチが小さい場合であっても被検査電極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、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。

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、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。

裏面電極部１７ｂの外径Ｌは、短絡部１７ｃの径より大きく、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行うことができる。

短絡部１７ｃの径ｒは、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点から、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、３０〜１５０μｍであり、好ましくは３５〜１００μｍである。
短絡部１７ｃの径ｒは、充分に高い強度を得る点から、１０〜１２０μｍであることが好ましく、より好ましくは１５〜８０μｍである。

裏面電極部１７ｂの厚みは、強度を充分に高くして良好な繰り返し耐久性を得る点から、０．１〜１５０μｍであることが好ましく、より好ましくは1〜７５μｍである。
電極構造体１７の裏面電極部１７ｂに形成される被覆膜１８は、化学的に安定な高導電性金属からなるものが好ましく、具体的には、例えば、金、銀、パラジウム、ロジウムが挙げられる。

また、電極構造体１７の表面電極部１７ａにも金属被覆膜を形成することができ、例えは被検査電極が半田材料により形成されている場合には、この半田材料が拡散することを防止する点から、銀、パラジウム、ロジウムなどの耐拡散性金属で表面電極部１７ａを被覆して被覆膜１８を形成することが望ましい。

シート状プローブ１０の周縁部には、剛性を有する平板リング状の支持板１３を設けることができる。このような支持板１３の材料としては、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、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素などのセラミックス材料が挙げられる。

このような支持板１３により、その剛性でシート状プローブ１０を支持することで、後述のプローブカードにおいて、例えば、支持板１３に形成した孔と、プローブカードに設けられたガイドピンとを係合させることにより、あるいは支持板１３と、プローブカード周縁部に設けられた周状の段差部とを嵌め合わせることにより、シート状プローブ１０の接点膜１５に設けられた電極構造体１７を、被検査物の被検査電極や異方導電性コネクターの導電部と容易に位置合わせすることができ、さらに、繰り返し検査に使用する場合においても、被検査物への張り付き、電極構造体１７の所定位置からの位置ずれを確実に防止できる。

このようなシート状プローブ１０によれば、支持体１１の貫通孔１２に、樹脂製の絶縁膜１６が支持体１１内部に入り込んだ一体化構造が形成され、この一体化された部分である支持部１９で、接点膜１５が支持されている。
従って、貫通孔１２に配置される接点膜１５の面積を小さくすることができ、検査対象である回路装置の被検査電極が形成された電極領域に対応して、複数の貫通孔１２を形成した支持体１１を用いることができ、これらの各貫通孔１２に配置され、その周縁部で支持されるそれぞれの接点膜１５の面積を大幅に小さくすることができる。

このような面積の小さい接点膜１５は、その絶縁膜１６の面方向の熱膨張の絶対量が小さいため、絶縁膜１６の熱膨張を支持体１１によって確実に規制することが可能となる。従って、検査対象が、例えば、直径が８インチ以上の大面積のウエハや被検査電極のピッチが極めて小さい回路装置であっても、バーンイン試験の際に、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が確実に防止されるため、良好な電気的接続状態を安定して維持することができる。

また、本発明のシート状プローブ１０では、支持体１１として金属フレーム板を用いる場合には、支持体１１と表面電極部１７ａ、裏面電極部１７ｂ、短絡部１７ｃとが、異なる金属部材から構成されている。
すなわち、後述するように、支持体１１は、複数個の貫通孔１２が、例えば、パンチング、レーザ加工、エッチングなどによって形成されている金属材料から構成されるものである。
一方、後述するように、表面電極部１７ａ、裏面電極部１７ｂ、短絡部１７ｃは貫通孔内にメッキを行うことにより充填された金属材料から構成されるものである。

このように、支持体１１と表面電極部１７ａ、裏面電極部１７ｂ、短絡部１７ｃとが、異なる金属部材から構成されているので、支持体１１の構成金属種、厚み等に制約がなく、例えば、曲げに対する弾性、入手性などを考慮して任意の金属種で、且つ任意の厚みで支持体１１を形成できる。

例えば、支持体１１として、表面電極形成用金属シートを除去する通常のエッチング液では、エッチング不能、あるいはエッチング速度が非常に遅い金属を用いることができる。また、電極構造体１７の表面電極部１７ａまたは裏面電極部１７ｂと同一材を用いてエッチングにより貫通孔１２を形成するには過大な厚みを有する金属板を、支持体１１として用いることもできる。

さらに、表面電極部１７ａ、裏面電極部１７ｂ、短絡部１７ｃが、支持体１１と異なる金属部材から構成されているので、表面電極部１７ａ、裏面電極部１７ｂ、短絡部１７ｃとして、支持体１１としての金属に制約されることがなく、好ましい金属としては、例えば、電気的特性に優れた銅などを表面電極部１７ａ、裏面電極部１７ｂ、短絡部１７ｃの構成金属として用いることができる。

この場合、支持体１１を構成する金属部材の構成金属と、表面電極部１７ａ、裏面電極部１７ｂ、短絡部１７ｃを構成する金属部材の構成金属が、異なる金属種の構成金属から構成されていてもよい。
また、支持体１１を構成する金属部材の構成金属と、表面電極部１７ａ、裏面電極部１７ｂ、短絡部１７ｃを構成する金属部材の構成金属が、同じ金属種の構成金属から構成されていてもよい。

また、本発明のシート状プローブ１０によれば、図４（ａ）に示したように、支持体１１が多孔膜からなる場合においては、接点膜１５の支持部１９が支持体１１と絶縁膜１６とが一体化した構造となっている。すなわち、支持体１１の貫通孔１２の周縁部上に、絶縁膜１６によって接点膜１５が支持されているので固定強度が高く、このシート状プローブを用いた検査装置による電気検査において高い繰り返し耐久性が得られる。

また、図４（ｂ）に示したように、支持体１１が金属フレーム板からなる場合においては、図４（ａ）に示した支持体が多孔膜からなる場合と同様、一体化した構造となっている。
しかしながら、金属フレーム板は、多孔膜のように微細孔内に絶縁膜１６が含まれるようにすることはできないため、絶縁膜１６が金属フレーム板の表裏両面を覆うように構成すれば金属フレーム板と絶縁膜とは問題なく固定されるため、このシート状プローブを用いた検査装置による電気検査において高い繰り返し耐久性が得られる。

また、図５に示したように、予め電極構造体の裏面電極部となる金属膜２０に、絶縁層１６の幅から、フォトレジスト膜２２に形成された開口径φ２の半分の幅を引いた高さ以上の高さを持った表面電極部１７ａを金属メッキにより形成すれば、絶縁膜１６の幅が開口径φ２の半分以上であっても、エッチング処理の必要なエッチング幅ｔ３は、開口径φ２の半分以下で済むため、のちに形成される電極構造体１７により良好な電気的接続状態を安定して維持することができる。

２．シート状プローブの製造方法について：
以下、シート状プローブ１０の製造方法について説明する。まず、図６（ａ）に示したように、樹脂シート１６ａに金属膜２０が積層されたシートを用意する。例えばポリイミドに銅箔が貼付された市販の銅張積層板を用いることができる。
この積層シートの金属膜２０の上面に、例えばスピンコート等の方法にて接着剤や接着用の高分子物質形成用液状物（熱硬化性のポリイミド、ポリイミド前駆体を溶媒に希釈したポリイミドのワニス等）を均一に塗布し、図６（ｂ）に示したように絶縁層２４を形成する。

次いで、この積層シートの絶縁層２４の上面に示したように感光性ドライフイルム等のフォトレジスト膜２２を形成し、絶縁層２４上に形成されたフォトレジスト膜２２に、形成すべき表面電極部のパターンに従って複数の開口２３ａを形成する（図６（ｃ））。
次いで、図６（ｄ）に示したように開口２３ａを介して、絶縁層２４にエッチング処理を施すことにより、金属膜２０までつながった貫通孔２５形成する。
絶縁層２４をエッチング処理するためのエッチング液としては、アミン系エッチング液、ヒドラジン系水溶液や水酸化カリウム水溶液等を用いることができ、エッチング処理条件を選択することにより、絶縁層２４に、裏面から表面に向かうに従って小径となるテーパ状の貫通孔２５を形成することができる。

さらに、開口２３ａおよび貫通孔２５に金属膜２０を共通電極としてメッキ処理を施すことにより、図６（ｅ）に示したよう金属膜２０上に形成すべき電極構造体のパターンに従って金属メッキ２９が充填され、図７（ａ）に示したように、フォトレジスト膜２２を剥離し、絶縁層２４を例えばエッチングにて除去することにより、金属膜２０上に柱状の金属メッキ２９が立設される。
なお、絶縁層２４を除去する際に樹脂シート１６ａには保護フィルム（図示せず）を施してエッチングに対して保護を行うことが好ましい。
この積層シートの柱状に金属メッキ２９を立設された金属膜２０表面に、例えばスピンコート等の方法にて液状樹脂（液状レジスト、液状シリコーンゴム、熱硬化性のポリイミド、ポリイミド前駆体を溶媒に希釈したポリイミドのワニス等）を均一に塗布して硬化処理を行い樹脂層２６を形成する。
この樹脂層２６は立設された金属メッキ２９の高さ以下であることが好ましく、樹脂層２６から金属メッキ２９が露出していることが好ましい。
後の工程において、この樹脂層２６を除去することにより樹脂層２６の厚みが電極構造体１７における表面電極部１７ａの突出高さとして使用できる。そのため樹脂層２６の厚みは形成する電極構造体１７における表面電極部１７ａの突出高さを考慮して設定される。また樹脂層２６は省略することもできる。

次に、この積層シートの、柱状に金属メッキ２９を立設された金属膜２０表面に、例えばスピンコート等の方法にて接着剤や接着用の高分子物質形成用液状物（熱硬化性のポリイミド、ポリイミド前駆体を溶媒に希釈したポリイミドのワニス等）を均一に塗布し、図７（ｃ）のように支持体１１を用意し、図７（ｄ）に示したように重ねる。この支持体１１には、予め所定の位置に、接点膜が配置される貫通孔１２が形成されている。
また、この場合の接着剤層（図示せず）の厚みと樹脂層２６の厚みの合計は、柱状に立設された金属メッキ２９より小さいため、立設された金属メッキ２９の頂部は接着剤層より露出する。

次に、図８（ａ）に示したように、支持体１１の表面に、高分子物質形成用液状物１６ｂを塗布し、支持体１１の微細孔内部まで含浸する。高分子物質形成用液状物１６ｂは、例えば絶縁膜１６の形成樹脂のプレポリマーを含む液状物であり、好ましくは感光性ポリイミド溶液もしくは熱硬化性ポリイミドの前駆体溶液が用いられる。この場合、樹脂シート１６ａにはポリイミドシートを用いることが望ましい。

高分子物質形成用液状物１６ｂを塗布した後、硬化処理を行い、高分子物質形成用液状物１６ｂの硬化樹脂と、支持体１１と、柱状に金属メッキ２９を立設された金属膜２０とが一体化した絶縁膜１６が得られる（図８（ｂ））。このような方法で絶縁膜１６を形成することにより、支持体１１の微細孔内に絶縁膜１６が入り込んだ状態でこれらが一体に固定され、図８（ｃ）に示したように、得られた積層体の絶縁膜１６上にフォトレジスト膜２２を形成する。

このような、図６（ａ）から図８（ｃ）に示した工程においては、図１３（ａ）から図１５（ｄ）の工程に変えることが可能であり、この工程について説明する。

まず、図１３（ａ）に示したように、絶縁膜１６を形成するための樹脂シート１６ａに金属膜２０が積層されたシートを用意する。例えばポリイミドに銅箔が貼付された市販の銅張積層板を用いることができる。

この積層シートの金属膜２０の上面に図１３（ｂ）に示したように絶縁膜１６ｃを形成し、さらにその上から感光性ドライフイルム等のフォトレジスト膜２２を形成し、金属膜２０上に形成されたフォトレジスト膜２２に、形成すべき電極構造体のパターンに従って複数の開口２３ａを形成する（図１３（ｃ））。
ここで絶縁膜１６ｃとしては、例えばスピンコート等の方法にて接着剤や接着用の高分子物質形成用液状物（熱硬化性のポリイミド、ポリイミド前駆体を溶媒に希釈したポリイミドのワニス等）を均一に塗布した後、硬化処理を行うことにより形成することができる。
これにより、後に高分子物質形成用液状物１６ｂを塗布して硬化することにより、絶縁膜１６ｃの一部を絶縁膜１６として使用することができる。

さらに、図１３（ｄ）に示したように開口２３ａを介して、絶縁層１６にエッチング処理を施すことにより、金属膜２０までつながった開口２５を形成する。

また、開口２３ａに金属膜２０を共通電極としてメッキ処理を施すことにより、図１４（ａ）に示したよう金属膜２０上に形成すべき電極構造体のパターンに従って金属メッキ２９が充填される。
次に、フォトレジスト膜２２を剥離して絶縁膜１６ｂを露出させる。（図１４（ｂ））
そして、絶縁膜１６ｂの表面全体に対してエッチング処理を行い、絶縁膜１６ｂの厚みの半分程度を除去して絶縁層１６ｂを薄肉化する。（図１４（ｃ））
この状態において、金属メッキ２９は下側半分程度が絶縁膜１６ｂ内に含まれ、金属メッキ２９の上側半分程度が露出した状態で立設されている。

この積層シートの、柱状に金属メッキ２９を立設された金属膜２０表面に、図１４（ｄ）のように支持体１１を用意し、図１５（ａ）に示したように重ねる。この支持体１１には、予め所定の位置に、接点膜が配置される貫通孔１２が形成されている。

次に、図１５（ｂ）に示したように、支持体１１の表面に、高分子物質形成用液状物１６ｂを塗布し、支持体１１の貫通孔１２内部まで充填する。高分子物質形成用液状物１６ｂは、例えば絶縁膜１６の形成樹脂のプレポリマーを含む液状物であり、好ましくは感光性ポリイミド溶液もしくは熱硬化性ポリイミドの前駆体溶液が用いられる。この場合、樹脂シート１６ａにはポリイミドシートを用いることが望ましい。

高分子物質形成用液状物１６ｂを塗布した後、硬化処理を行い、高分子物質形成用液状物１６ｂの硬化樹脂と、絶縁膜１６ｃと、支持体１１と、柱状に金属メッキ２９を立設された金属膜２０とが一体化した絶縁膜１６が得られる（図１５（ｃ））。
このような方法で絶縁膜１６を形成することにより、図４（ｂ）に示すように、支持体１１を表裏両面で挟み込んで覆うよう状態でこれらが一体に固定され、図１５（ｄ）に示したように、得られた積層体の絶縁膜１６上にフォトレジスト膜２２を形成する。
また、絶縁層１６ｂを予め厚みの大きいものとして、電極構造体１７を形成の後、厚み方向にエッチングを行い絶縁膜１６の薄肉化を行うことにより、表面電極部１７ａを露出させて突出させることができる。

以上の図６（ａ）から図８（ｃ）に示した工程に変えて説明した、図１３（ａ）から図１５（ｄ）の工程によれば、図１３（ｂ）に示した工程において新たに絶縁膜１６を形成しているため、支持体１１が直接、金属膜２０と重なることなく、新たな絶縁層１６の上に重なることとなるため（図１５（ａ））、支持体１１を絶縁層１６の表裏面から挟む構造とすることができ、支持体１１が金属フレーム板であっても強固に固定することができる。

次に、図９（ａ）に示したように、絶縁膜１６上に形成されたフォトレジスト膜２２に、再度、形成すべき電極構造体１７のパターンに従って複数の開口２２ａを形成し、さらに図９（ｂ）に示したように、絶縁膜１６をエッチングするが、この際形成すべき電極構造体１７の部分には、予め図７（ａ）の工程により作成された柱状の金属メッキ２９が立設されているため、柱状の金属メッキ２９の頂面が露出されるところまでエッチングを行えば良い。

このようにして、形成すべき電極構造体１７のパターンに従って絶縁層に複数の開口２３ｂが形成される。
なお、開口２３ｂは、絶縁膜１６に対してウェットエッチングを行うことにより形成される。

次に、図９（ｃ）に示したように、フォトレジスト膜２２を絶縁膜１６より剥離し、次にドライフィルムレジストを使用して絶縁膜のレジスト層２７を形成し、レジスト層２７に形成するべき電極構造体の裏面電極部１７ｂに対応し開口２３ｂに連通するパターン孔２７ａを形成する。（図９（ｄ））
さらに図１０（ａ）に示したように、金属膜２０を共通電極として絶縁膜１６の上面の形成すべき電極構造体１７のパターンに従ったパターン孔２７ａおよび開口２３ｂに再度金属メッキを施し、裏面電極部１７ｂ、短絡部１７ｃを形成する。
そして、図１０（ｂ）に示すように、裏面電極部１７ｂの表面に被覆膜１８を形成する。被腹膜１８は金属膜２０を共通電極として電気メッキを行うことによって得られるが、化学メッキを行うことによっても得ることができる。
また、裏面電極部１７ｃの表面が平坦でない場合や、高さにバラツキが生じている場合には、研磨処理を行うことにより裏面電極部１７ｃの平坦化、高さの均一化を行うことが望ましい。研磨処理を行った後に被覆膜１８を形成することにより、厚みのバラツキの小さい電極構造体１７を得ることができる。
なお、電極構造体１７を構成する金属が電気導電性が良好である場合等においては被覆膜１８は省略することができる。

また、図１０（ｃ）に示したように、絶縁膜１６に形成された表面電極部１７a裏面電極部の上面よりフォトレジスト膜２２を形成する。
次に図１１（ａ）に示すように、樹脂シート１６ａをエッチングにより除去する。
そして図１１（ｂ）に示すように、金属膜２０をエッチングにより除去する。

次に図１１（ｃ）に示すように、樹脂層２６を除去して表面電極部を絶縁膜より突出させる。樹脂層２６の除去はエッチングの他に、樹脂層を構成する樹脂が溶媒に可溶な場合は溶媒による洗浄によっても行うことができる。

そして、フォトレジスト膜２２およびレジスト層２７を除去して図１１（ｄ）に示したように表面電極部１７ａおよび裏面電極部１７ｂが形成される。

次に、支持体１１の一部分を露出させ、各々の接点膜に分離する工程であるが、図１２（ａ）に示したように、積層体のうち支持体１１の外縁部に相当する部分を残して、表裏面にフォトレジスト膜２２を形成し、さらに支持体１１を介して互いに独立させたい接点膜の範囲を残すようにフォトレジスト膜２２をパターニングする（図１２（ｂ））。

そして、１２（ｃ）に示したように、絶縁膜１６をエッチングしてその一部を除去し、最後に積層体の表裏面に形成されたフォトレジスト膜２２を除去することにより、図１２（ｄ）に示したような、互いに独立した各絶縁膜１６と、支持体１１との支持部１９で接点膜１５が指示されたシート状プローブ１０が得られる。

なお、図１では各絶縁膜１６を互いに隔離するように形成したが、図１６のように（図１６（ａ）は平面図、図１６（ｂ）はＸ−Ｘ線による断面図である）、絶縁膜１６を一体化し、連続した１つの支持部１９としてもよく、図１７のように（図１７（ａ）は平面図、図１７（ｂ）はＸ−Ｘ線による断面図である）、絶縁膜１６を複数の接点膜１５を含むように分割し（同図では４分割）、複数の接点膜１５について連続した支持部１９を形成するようにしてもよい。

以上、シート状プローブ１０の製造方法について説明したが、本発明のシート状プローブは、シート状プローブの電極構造体部分に特徴があるため、その他の工程においては、上述した以外の方法でも可能である。

３．プローブカードおよび回路装置の検査装置について：
図１８は、本発明の回路装置の検査装置およびそれに用いられるプローブカードの実施形態を示した断面図であり、図１９は、プローブカードの組み立て前後の状態を示した断面図、図２０は、プローブカードの要部の構成を示した断面図である。

この検査装置は、複数の集積回路が形成されたウエハについてそれぞれの集積回路の電気検査をウエハの状態で行うために用いられる。この検査装置のプローブカード３０は、検査用回路基板３１と、この検査用回路基板３１の表面に配置された異方導電性コネクター４０と、この異方導電性コネクター４０の表面に配置されたシート状プローブ１０とを備えている。

検査用回路基板３１の表面には、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路の被検査電極のパターンに従って複数の検査用電極３２が形成されている。検査用回路基板３１の基板材料としては、例えば、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、ガラス、二酸化珪素、アルミナ等のセラミックス基板材料、金属板をコア材としてエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂を積層した積層基板材料が挙げられる。

バーンイン試験に用いるためのプローブカード３０では、この基板材料として、線熱膨張係数が３×１０-⁵／Ｋ以下、好ましくは１×１０-⁷〜１×１０-⁵／Ｋ、より好ましくは１×１０-⁶〜６×１０-⁶／Ｋであるものを用いることが望ましい。

異方導電性コネクター４０は、図２２に示したように、複数の貫通孔４２が形成された円板状のフレーム板４１を備えている。このフレーム板４１の貫通孔４２は、例えば、検査対象であるウエハに形成された各集積回路に対応して形成されている。貫通孔４２の内部には、厚み方向に導電性を有する弾性異方導電膜５０が、貫通孔４２の周辺部に支持された状態で、隣接する弾性異方導電膜５０と互いに独立して配置される。また、フレーム板４１には、シート状プローブ１０と検査用回路基板３１との位置決めを行うための位置決め孔（図示省略）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、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ないことがあり、耐久性が低くなり易い。一方、厚みが６００μｍを超える場合、貫通孔４２に形成される弾性異方導電膜５０が過剰に厚くなり、接続用導電部５２の良好な導電性と隣接する接続用導電部５２間における絶縁性が得られなくなることがある。

フレーム板４１の貫通孔４２の面方向の形状と寸法は、検査対象であるウエハの被検査電極の寸法、ピッチとパターンに応じて設計される。
フレーム板４１の材料としては、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が好ましく、具体的には、例えば、金属材料、セラミックス材料、樹脂材料が挙げられる。金属材料としては、具体的には、例えば、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もしくは合金鋼が挙げられる。フレーム板４１を金属材料により形成する場合には、フレーム板４１の表面に絶縁性被膜が施されていてもよい。

バーンイン試験に用いるためのプローブカードでは、フレーム板４１の材料として、線熱膨張係数が３×１０-⁵／Ｋ以下、好ましくは１×１０-⁷〜１×１０-⁵／Ｋ、より好ましくは１×１０-⁶〜８×１０-⁶／Ｋであるものを用いることが望ましい。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もしくは合金鋼が挙げられる。

弾性異方導電膜５０は、図２０に示したように、厚み方向に延びる複数の接続用導電部５２と、それぞれの接続用導電部５２を互いに絶縁する絶縁部５３とからなる。接続用導電部５２には、磁性を示す導電性粒子５１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。また、接続用導電部５２は、弾性異方導電膜５０の両面から突出しており、両面に突出部５４が形成されている。

弾性異方導電膜５０の厚み（接続用導電部５２が表面から突出している場合には接続用導電部５２の厚み）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、充分な強度を有する弾性異方導電膜５０が確実に得られる。また、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、突出部５４の最短幅もしくは直径の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、突出部５４が加圧された際に座屈することがなく導電性が確実に得られる。

弾性異方導電膜５０のフレーム板４１に支持された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、図示したように弾性異方導電膜５０をフレーム板４１の両面側で二股状に支持する場合の他、フレーム板４１の片面のみで支持するようにしてもよい。

弾性異方導電膜５０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。このような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、例えば、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、クロロプレンゴム、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が挙げられる。中でも、成形加工性および電気特性の点からシリコーンゴムが好ましい。

シリコーンゴムとしては、液状シリコーンゴムを架橋または縮合したものが好ましい。液状シリコーンゴムは、その粘度が歪速度１０-¹ｓｅｃで１０⁵ポアズ以下であることが好ましく、縮合型、付加型、ビニル基やヒドロキシル基を有するものなどを使用できる。具体的には、例えば、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を挙げることができる。

高分子物質形成材料中には、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のとしては、例えば、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の有機過酸化物、脂肪酸アゾ化合物、ヒドロシリル化触媒が挙げられる。

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、通常は、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の接続用導電部５２に含有される導電性粒子５１としては、磁性を示す粒子が好ましい。このような磁性を示す粒子としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルトなどの金属粒子もしくはこれらの合金粒子またはこれらの金属を含有する粒子が挙げられる。また、これらの粒子を芯粒子とし、この芯粒子の表面に金、銀、パラジウム、ロジウムなどの導電性が良好な金属をメッキした粒子、あるいは非磁性金属粒子、ガラスビーズなどの無機粒子またはポリマー粒子を芯粒子とし、この芯粒子の表面に、ニッケル、コバルトなどの導電性磁性体をメッキした粒子、あるいは芯粒子に導電性磁性体および導電性が良好な金属の両方を被覆した粒子も使用できる。

中でも、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が良好な金属のメッキを施したものが好ましい。芯粒子の表面への導電性金属の被覆は、例えば、無電解メッキにより行うことができる。

芯粒子の表面に導電性金属を被覆した導電性粒子は、良好な導電性を得る点から、粒子表面の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。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。

導電性粒子５１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５１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５１を用いることにより、弾性異方導電膜５０の加圧変形が容易であるとともに、接続用導電部５２において各導電性粒子５１間に充分な電気的接触が得られる。

また、導電性粒子５１の形状は、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、星形状、あるいは１次粒子が凝集した２次粒子による塊形状が好ましい。
また、導電性粒子５１の表面をシランカップリング剤などのカップリング剤で処理してもよい。これにより、導電性粒子５１と弾性高分子物質との接着性が高くなり、得られる弾性異方導電膜５０の繰り返し使用における耐久性が高くなる。

接続用導電部５２の導電性粒子５１の含有割合は、体積分率で１０〜６０％、好ましくは１５〜５０％が好ましい。この割合が１０％未満の場合、充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、得られる接続用導電部５２が脆弱になり易く、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、成形材料のチキソトロピー性が確保され、その粘度が高くなる。さらに、導電性粒子５１の分散安定性が向上するとともに、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。

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り製造することができる。
プローブカード３０の検査用回路基板３１の裏面には、図１８および図１９に示したように、プローブカード３０を下方に加圧する加圧板３５が設けられ、プローブカード３０の下方には、検査対象であるウエハ１が載置されるウエハ載置台３６が設けられている。加圧板３５とウエハ載置台３６のそれぞれには、加熱器３７が接続されている。

シート状プローブ１０のリング状の支持板１３は、図１９に示したように、加圧板３５に設けられた周状の嵌合用段差部３８に嵌め込まれる。また、異方導電性コネクター４０の位置決め孔には、ガイドピン３３が挿通される。これにより、異方導電性コネクター４０は、弾性異方導電膜５０のそれぞれの接続用導電部５２が検査用回路基板３１のそれぞれの検査用電極３２に対接するように配置され、この異方導電性コネクター４０の表面に、シート状プローブ１０が、それぞれの電極構造体１７が異方導電性コネクター４０の弾性異方導電膜５０のそれぞれの接続用導電部５２に対接するよう配置され、この状態で、三者が固定される。

なお、図２１に示したように、シート状プローブ１０にリング状の支持板１３を設けずに、シート状プローブ１０と異方導電性コネクター４０の各位置決め孔に、検査用回路基板３１に設けられたガイドピン３３を挿通することによりこれらを検査用回路基板３１に固定し、検査用回路基板３１の検査用電極３２、異方導電性コネクター４０の接続用導電部５２、およびシート状プローブ１０の電極構造体１７が所定の位置関係で対接するように三者を位置決めするようにしてもよい。

ウエハ載置台３６には、検査対象であるウエハ１が載置され、加圧板３５によりプローブカード３０を下方に加圧することにより、シート状プローブ１０の電極構造体１７の各表面電極部１７ａが、ウエハ１の各被検査電極２に加圧接触する。この状態では、異方導電性コネクター４０の弾性異方導電膜５０の各接続用導電部５２は、検査用回路基板３１の検査用電極３２とシート状プローブ１０の電極構造体１７の裏面電極部１７ｂとにより挟圧されて厚み方向に圧縮されている。これにより、接続用導電部５２にはその厚み方向に導電路が形成され、ウエハ１の被検査電極２と検査用回路基板３１の検査用電極３２とが電気的に接続される。その後、加熱器３７によって、ウエハ載置台３６と加圧板３５を介してウエハ１が所定の温度に加熱され、この状態で、ウエハ１に形成された複数の集積回路のそれぞれについて電気的検査が行われる。

このウエハ検査装置によれば、ウエハ１が、例えば、直径が８インチ以上の大面積であり、且つ被検査電極２のピッチが極めて小さい場合であっても、バーンイン試験において、ウエハ１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、ウエハ１の複数の集積回路のそれぞれについて所要の電気検査を確実に実行することができる。

なお、本実施形態では、プローブカードの検査電極がウエハに形成された全ての集積回路の被検査電極に対して接続され、一括して電気検査が行われるが、ウエハに形成された全ての集積回路の中から選択された複数の集積回路の被検査電極に対してプローブカードの検査電極を接続して、各選択領域毎に検査するようにしてもよい。選択される集積回路の数は、ウエハのサイズ、ウエハに形成された集積回路の数、各集積回路の被検査電極の数などを考慮して適宜選択されるが、例えば、１６個、３２個、６４個、１２８個である。

また、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。

また、本発明のプローブカードおよび回路装置の検査装置は、ウエハ検査用の他、半導体チップ、ＢＧＡ、ＣＳＰなどのパッケージＬＳＩ、ＭＣＭなどの半導体集積回路装置などに形成された回路を検査するための構成としてもよい。

図１は、本発明のシート状プローブの実施形態を示した図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＸ−Ｘ線による断面図である。 図２は、図１のシート状プローブにおける接点膜を拡大して示した平面図である。 図３は、図２のＸ−Ｘ線による断面図である。 図４は、本発明のシート状プローブにおける接点膜の支持部の断面図である。 図５は、本発明のシート状プローブの製造方法を説明する断面図である。 図６は、本発明のシート状プローブの製造方法を説明する断面図である。 図７は、本発明のシート状プローブの製造方法を説明する断面図である。 図８は、本発明のシート状プローブの製造方法を説明する断面図である。 図９は、本発明のシート状プローブの製造方法を説明する断面図である。 図１０は、本発明のシート状プローブの製造方法を説明する断面図である。 図１１は、本発明のシート状プローブの製造方法を説明する断面図である。 図１２は、本発明のシート状プローブの製造方法を説明する断面図である。 図１３は、本発明のシート状プローブの製造方法を説明する断面図である。 図１４は、本発明のシート状プローブの製造方法を説明する断面図である。 図１５は、本発明のシート状プローブの製造方法を説明する断面図である。 図１６は、図１の実施形態のシート状プローブの変形例を示した図であり、図１６（ａ）は平面図、図１６（ｂ）はＸ−Ｘ線による断面図である。 図１７は、図１の実施形態のシート状プローブの変形例を示した図であり、図１７（ａ）は平面図、図１７（ｂ）はＸ−Ｘ線による断面図である。 図１８は、本発明の回路装置の検査装置およびそれに用いられるプローブカードの実施形態を示した断面図である。 図１９は、図１８のプローブカードにおける組み立て前後の各状態を示した断面図である。 図２０は、図１８のプローブカードの要部構成を示した断面図である。 図２１は、本発明の回路装置の検査装置およびそれに用いられるプローブカードの他の実施形態を示した断面図である。 図２２は、異方導電性コネクターのフレーム板を示した平面図である。 図２３は、従来のシート状プローブの断面図である。 図２４は、従来のシート状プローブの製造方法の概略を示す断面図である。

符号の説明

１ ウエハ
２ 被検査電極
１０ シート状プローブ
１１ 支持体
１２ 貫通孔
１３ 支持板
１５ 接点膜
１６ 絶縁膜
１６ａ 樹脂シート
１６ｂ 高分子物質形成用液状物
１７ 電極構造体
１７ａ 表面電極部
１７ｂ 裏面電極部
１７ｃ 短絡部
１８ 被覆膜
１９ 支持部
２０ 金属膜
２２ フォトレジスト層
２３ａ 開口
２３ｂ 開口
２４ 絶縁層
２５ 貫通孔
２６ 樹脂層
２７ レジスト層
２７ａ パターン孔
２９ 金属メッキ
３０ プローブカード
３１ 検査用回路基板
３２ 検査用電極
３３ ガイドピン
３５ 加圧板
３６ ウエハ載置台
３７ 加熱器
３８ 嵌合用段差部
４０ 異方導電性コネクター
４１ フレーム板
４２ 貫通孔
５０ 弾性異方導電膜
５１ 導電性粒子
５２ 接続用導電部
５３ 絶縁部
５４ 突出部
９０ シート状プローブ
９１ 絶縁シート
９２ 支持部材
９５ 電極構造体
９６ 表面電極部
９７ 裏面電極部
９８ 短絡部
１００ 絶縁膜
１０１ フォトレジスト膜
１０２ 金属膜
ｔ１ 絶縁膜幅
ｔ２ エッチング幅
ｔ３ エッチング幅
φ１ 開口径
φ２ 開口径
θ エッチング処理角度
Ｌ 外径
Ｐ ピッチ
Ｒ 径
ｒ 径

Claims (1)

1. 回路装置の電気検査に用いられるシート状プローブの製造方法であって、
   貫通孔が形成された支持体を用意する工程と、
   前記支持体の貫通孔部に合致するよう、表面電極部を立設した表面電極形成用金属シート部材を用意する工程と、
   前記表面電極部を立設した表面電極形成用金属シート部材上に、貫通孔が形成された支持体をその貫通孔部に表面電極部が合致するように積層配置する工程と、
   前記積層配置された支持体の上面より絶縁膜を塗布形成する工程と、
   前記塗布形成された絶縁体の上面より、その表面電極部の位置に対応する部分を除去して開口部を形成し表面電極部の底面を露出する工程と、
   前記表面電極部の底部が露出した部分に、前記絶縁膜表面より短絡部および裏面電極部を充填形成する工程と、
   前記表面電極形成用金属シート部材を除去する工程と、
   を備えることを特徴とするシート状プローブの製造方法。
   

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