JP2007093237A - Wafer inspecting probe card, wafer inspection device, and wafer inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウエハに形成された複数の集積回路における各回路の電気抵抗をウエハの状態で測定するために用いられるウエハ検査用プローブカード並びにこのウエハ検査用プローブカードを使用したウエハ検査装置およびウエハ検査方法に関する。 The present invention relates to a wafer inspection probe card used for measuring the electrical resistance of each circuit in a plurality of integrated circuits formed on a wafer in a wafer state, a wafer inspection apparatus using the wafer inspection probe card, and a wafer. It relates to the inspection method.
近年、電子部品やこれを内蔵した電子機器における信号伝送の高速化の要請に伴って、BGAやCSPなどの集積回路装置としては、各回路の電気抵抗が低いものが要求されている。そのため、半導体集積回路装置の電気的検査においては、各回路の電気抵抗の測定を高い精度で行うことが極めて重要である。
而して、フリップチップ実装法に用いられる集積回路装置(半導体チップ)の製造工程においては、半田よりなる突起状の電極(半田ボール)がウエハの状態で形成され、その後、当該ウエハに対してダイシングが行われる。従って、当該集積回路装置における各回路の電気抵抗の測定をウエハの状態で行うことができれば、検査効率の向上を図ることが可能である。
In recent years, with the demand for high-speed signal transmission in electronic components and electronic devices incorporating them, integrated circuit devices such as BGAs and CSPs are required to have low electrical resistance in each circuit. Therefore, in the electrical inspection of the semiconductor integrated circuit device, it is extremely important to measure the electrical resistance of each circuit with high accuracy.
Thus, in the manufacturing process of the integrated circuit device (semiconductor chip) used in the flip chip mounting method, a protruding electrode (solder ball) made of solder is formed in the state of a wafer, and then the wafer is applied to the wafer. Dicing is performed. Therefore, if the measurement of the electrical resistance of each circuit in the integrated circuit device can be performed in a wafer state, the inspection efficiency can be improved.
従来、回路の電気抵抗の測定においては、例えば、図49に示すように、検査対象物90における回路の端子である2つの被検査電極91,92の各々に対し、電流供給用プローブPA,PDおよび電圧測定用プローブPB,PCを押圧して接触させ、この状態で、電流供給用プローブPA,PDの間に電源装置93から電流を供給し、このときに電圧測定用プローブPB,PCによって検出される電圧信号を電気信号処理装置94において処理することにより、当該被検査電極91,92間の回路の電気抵抗の大きさを求める四端子法が採用されている。
しかしながら、上記の方法においては、電流供給用プローブPA,PDおよび電圧測定用プローブPB,PCを被検査電極91,92に対して相当に大きい押圧力で接触させることが必要であり、しかも当該プローブは金属製であってその先端は尖頭状とされているため、プローブが押圧されることによって被検査電極91,92の表面が損傷してしまい、当該検査対象物は使用することが不可能なものとなってしまう。このような事情から、電気抵抗の測定は、製品とされるすべての検査対象物について行うことができず、いわゆる抜き取り検査とならざるを得ないため、結局、製品の歩留りを大きくすることはできない。
Conventionally, in the measurement of electric resistance of a circuit, for example, as shown in FIG. 49, current supply probes PA and PD are respectively supplied to two inspected
However, in the above method, it is necessary to bring the current supply probes PA and PD and the voltage measurement probes PB and PC into contact with the
このような問題を解決するため、従来、被検査電極に接触する接続用部材が導電性エラストマーにより構成された電気抵抗測定装置が提案されている。
例えば、(i)特許文献1には、エラストマーにより導電性粒子が結着された導電ゴムよりなる弾性接続用部材を、電流供給用電極および電圧測定用電極の個々に配置してなる電気抵抗測定装置が開示され、(ii)特許文献2には、同一の被検査電極に電気的に接続される電流供給用電極および電圧測定用電極の両方の表面に接するよう設けられた、異方導電性エラストマーよりなる共通の弾性接続用部材を有する電気抵抗測定装置が開示され、(iii )特許文献3には、表面に複数の検査電極が形成された検査用回路基板と、この検査用回路基板の表面に設けられた導電性エラストマーよりなる弾性接続用部材とを有し、被検査電極が接続部材を介して複数の検査電極に電気的に接続された状態で、それらの検査電極のうち2つを選択し、その一方を電流供給用電極とし、他方を電圧測定用電極として電気抵抗を測定する電気抵抗測定装置が開示されている。
このような電気抵抗測定装置によれば、被検査電極に対し、弾性接続用部材を介して、電流供給用電極および電圧測定用電極が対接されることによって電気的接続が達成されるため、当該被検査電極を損傷させることなく電気抵抗の測定を行うことができる。
In order to solve such a problem, conventionally, an electrical resistance measuring device in which a connecting member that contacts an electrode to be inspected is made of a conductive elastomer has been proposed.
For example, (i) Patent Document 1 discloses an electrical resistance measurement in which an elastic connection member made of conductive rubber, in which conductive particles are bound by an elastomer, is arranged separately for a current supply electrode and a voltage measurement electrode. An apparatus is disclosed, and (ii)
According to such an electrical resistance measurement device, electrical connection is achieved by contacting the current supply electrode and the voltage measurement electrode to the electrode to be inspected via the elastic connection member. The electrical resistance can be measured without damaging the electrode to be inspected.
しかしながら、上記(i)および上記(ii)の構成の電気抵抗測定装置によって、電極間における電気抵抗の測定を行う場合には、以下のような問題がある。
近年、集積回路においては、高い集積度を得るために電極のサイズおよびピッチもしくは電極間距離が小さくなる傾向がある。而して、上記(i)および上記(ii)の構成の電気抵抗測定装置においては、被検査電極の各々に弾性接続用部材を介して電流供給用電極および電圧測定用電極の両方を同時に電気的に接続させる必要がある。従って、小さいサイズの被検査電極が高密度で配置された検査対象物についての電気抵抗の測定を行うための電気抵抗測定装置においては、小さなサイズの被検査電極の各々に対応して、当該被検査電極が占有する領域と同等若しくはそれ以下の面積の領域内に、互いに離間した状態で電流供給用電極および電圧測定用電極を形成すること、すなわち被検査電極よりも更に小さいサイズの電流供給用電極および電圧測定用電極を極めて小さい距離で離間した状態で形成することが必要であり、更に、電気抵抗測定を行う際には、被検査電極の各々に、電流供給用電極および電圧測定用電極の両方を同時に電気的に接続することが必要である。
However, when measuring the electrical resistance between the electrodes by the electrical resistance measuring device having the configuration of (i) and (ii), there are the following problems.
In recent years, in integrated circuits, the size and pitch of electrodes or the distance between electrodes tend to be small in order to obtain a high degree of integration. Thus, in the electrical resistance measurement device having the configuration of (i) and (ii), both the current supply electrode and the voltage measurement electrode are simultaneously electrically connected to each of the electrodes to be inspected via the elastic connection member. Need to be connected. Therefore, in an electrical resistance measurement apparatus for measuring electrical resistance of an inspection object in which small-sized electrodes to be inspected are arranged at high density, the corresponding electrodes are respectively corresponding to the small-sized electrodes to be inspected. Forming a current supply electrode and a voltage measurement electrode in a state of being separated from each other in a region having an area equal to or smaller than the region occupied by the inspection electrode, that is, for supplying a current having a size smaller than that of the electrode to be inspected It is necessary to form the electrode and the voltage measurement electrode in a state of being separated by a very small distance. Further, when performing electrical resistance measurement, each of the electrodes to be inspected is provided with a current supply electrode and a voltage measurement electrode. It is necessary to electrically connect both of them simultaneously.
然るに、検査対象物がウエハである場合には、その面積が相当に大きく、また、被検査電極の数も極めて多いものであるため、被検査電極の各々に、電流供給用電極および電圧測定用電極の両方を同時に電気的に接続させることは極めて困難である。
具体的な一例を挙げて説明すると、図50に示すように、直径Lが100μmの被検査電極Tに係る電気抵抗を測定する場合には、当該被検査電極Tに電気的に接続される電流供給用電極Aおよび電圧測定用電極Vの離間距離Dは50μm程度であるが、図51(イ)および(ロ)に示すように、ウエハの位置合わせにおいて、電流供給用電極Aおよび電圧測定用電極Vに対する被検査電極Tの位置が、図50に示す所期の位置から電流供給用電極Aおよび電圧測定用電極Vが並ぶ方向に25μmずれたときには、電流供給用電極Aおよび電圧測定用電極Vのいずれか一方と被検査電極Tとの電気的接続が達成されず、所要の電気抵抗測定を行うことができない。
このような問題を解決する手段として、電流供給用電極Aおよび電圧測定用電極Vの離間距離Dを小さくすることが考えられるが、そのような電気抵抗測定装置を作製することは、実際上極めて困難である。
However, when the object to be inspected is a wafer, the area thereof is considerably large and the number of electrodes to be inspected is extremely large, so that each of the electrodes to be inspected has a current supply electrode and a voltage measuring electrode. It is extremely difficult to electrically connect both electrodes simultaneously.
To explain with a specific example, as shown in FIG. 50, when measuring the electrical resistance of the electrode T to be inspected having a diameter L of 100 μm, the current electrically connected to the electrode T to be inspected The separation distance D between the supply electrode A and the voltage measurement electrode V is about 50 μm. However, as shown in FIGS. 51A and 51B, in the wafer alignment, the current supply electrode A and the voltage measurement electrode V are used. When the position of the electrode T to be inspected with respect to the electrode V deviates from the intended position shown in FIG. 50 by 25 μm in the direction in which the current supply electrode A and the voltage measurement electrode V are arranged, the current supply electrode A and the voltage measurement electrode Electrical connection between any one of V and the electrode T to be inspected is not achieved, and required electrical resistance measurement cannot be performed.
As a means for solving such a problem, it is conceivable to reduce the distance D between the current supply electrode A and the voltage measurement electrode V. However, it is actually extremely difficult to produce such an electrical resistance measurement device. Have difficulty.
一方、上記(iii )の電気抵抗測定装置によれば、被検査電極の各々に対応して、電流供給用電極および電圧測定用電極を形成することが不要であるため、電気抵抗を測定すべき検査対象物が、ウエハのように、大面積で、多数の被検査電極を有し、かつ、小さいサイズの被検査電極が高密度で配置されてなるものであっても、当該検査対象物との位置ずれに対する許容度が大きく、また、当該電気抵抗測定装置の作製が容易である。
しかしながら、このような電気抵抗測定装置は、いわば擬似四端子法による測定装置であるため、測定誤差範囲が大きいものであり、従って、電極間における電気抵抗の低い検査対象物について、その電気抵抗の測定を高い精度で行うことは困難である。
On the other hand, according to the electrical resistance measuring apparatus of (iii) above, it is not necessary to form a current supply electrode and a voltage measurement electrode corresponding to each of the electrodes to be inspected. Even if the inspection object is a wafer having a large area, a large number of electrodes to be inspected, and a small size of the electrodes to be inspected arranged at a high density, such as a wafer, The tolerance for misalignment is large, and the electrical resistance measuring device can be easily manufactured.
However, since such an electrical resistance measuring device is a measuring device based on the pseudo four-terminal method, it has a large measurement error range. Therefore, for an inspection object having a low electrical resistance between the electrodes, the electrical resistance It is difficult to measure with high accuracy.
このような問題を解決するため、絶縁性基板の表面に、コア電極およびこのコア電極を包囲するよう設けられたリング状電極よりなる複数の接続電極対が形成されてなる電気抵抗測定用コネクターが提案されている(特許文献4参照。)。
このような電気抵抗測定用コネクターによれば、被検査電極上に、コア電極の少なくとも一部が位置されるよう位置合わせをすれば、当該被検査電極上にはリング状電極の少なくとも一部が位置されるようになる。従って、検査対象物が大面積でサイズの小さい多数の被検査電極を有するものであっても、被検査電極に対するコア電極およびリング状電極の両方の電気的接続が確実に達成されるので、コア電極およびリング状電極のいずれか一方を電流供給用電極とし、他方を電圧測定用電極として使用することにより、電気抵抗の測定を高い精度で確実に行うことができる。
しかしながら、上記の電気抵抗測定用コネクターは、全体の構造が複雑で高い歩留りで製造することが困難である、という問題がある。
In order to solve such a problem, an electrical resistance measurement connector in which a plurality of connection electrode pairs including a core electrode and a ring electrode provided so as to surround the core electrode is formed on the surface of the insulating substrate. It has been proposed (see Patent Document 4).
According to such an electrical resistance measurement connector, when alignment is performed so that at least a part of the core electrode is positioned on the electrode to be inspected, at least a part of the ring-shaped electrode is on the electrode to be inspected. Become positioned. Therefore, even if the inspection object has a large number of inspection electrodes having a large area and a small size, electrical connection of both the core electrode and the ring electrode to the inspection electrode can be reliably achieved. By using one of the electrode and the ring electrode as a current supply electrode and using the other as a voltage measurement electrode, it is possible to reliably measure the electrical resistance with high accuracy.
However, the electrical resistance measuring connector has a problem that the whole structure is complicated and it is difficult to manufacture the connector with a high yield.
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、電気抵抗を測定すべきウエハが、大面積で、サイズの小さい多数の被検査電極を有するものであっても、当該ウエハに対する所要の電気的接続を確実に達成することができ、しかも、所期の電気抵抗の測定を高い精度で確実に行うことができ、更に、小さいコストで製造することが可能なウエハ検査用プローブカードを提供することにある。
本発明の第2の目的は、上記のウエハ検査用プローブカードを使用した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 on the basis of the circumstances as described above, and the first object thereof is that a wafer whose electrical resistance is to be measured has a large area and a large number of small electrodes to be inspected. Even so, the required electrical connection to the wafer can be reliably achieved, and the intended electrical resistance measurement can be reliably performed with high accuracy, and manufacturing can be performed at a low cost. It is an object of the present invention to provide a probe card for wafer inspection that can be used.
A second object of the present invention is to provide a wafer inspection apparatus and a wafer inspection method using the above wafer inspection probe card.
本発明のウエハ検査用プローブカードは、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各回路の電気抵抗をウエハの状態で測定するために用いられるウエハ検査用プローブカードであって、
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電気抵抗測定用コネクターとを具えてなり、
前記電気抵抗測定用コネクターは、第1の電極シートと、この第1の電極シートの表面に配置された第1の異方導電性エラストマーシートと、前記第1の電極シートの裏面に配置された第2の異方導電性エラストマーシートと、この第2の異方導電性エラストマーシートの裏面に配置された第2の電極シートとを有してなり、
前記第1の電極シートは、前記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複数の貫通孔を有する柔軟な絶縁性シートと、この絶縁性シートの表面に当該絶縁性シートの貫通孔を包囲するよう形成された複数のリング状電極と、前記絶縁性シートの裏面に形成され、前記リング状電極に電気的に接続された中継電極とを有してなり、
前記第2の異方導電性エラストマーシートは、前記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複数の貫通孔を有し、
前記第2の電極シートは、開口を有する支持シートと、この支持シートの開口を塞ぐよう形成された弾性異方導電膜と、この弾性異方導電膜の表面に前記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検査用コア電極と、当該弾性異方導電膜の表面に前記第1の電極シートにおける中継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接続用コア電極とを有してなり、
前記弾性異方導電膜は、前記検査用コア電極および前記接続用コア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、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含有されてなる複数の導電路形成部と、これらの導電路形成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り、当該導電路形成部の各々の表面に前記検査用コア電極または前記接続用コア電極が配置されており、
前記検査用コア電極は、前記第2の異方導電性エラストマーシートの貫通孔および前記第1の電極シートにおける絶縁性シートの貫通孔に進入し、前記第1の異方導電性エラストマーシートを介して前記被検査電極に電気的に接続されることを特徴とする。
The wafer inspection probe card of the present invention is a wafer inspection probe card used for measuring the electrical resistance of each circuit in all or some integrated circuits formed on a wafer to be inspected in the state of the wafer. There,
Comprising an inspection circuit board and an electrical resistance measurement connector disposed on the surface of the inspection circuit board;
The electrical resistance measurement connector is disposed on the first electrode sheet, the first anisotropic conductive elastomer sheet disposed on the surface of the first electrode sheet, and the back surface of the first electrode sheet. A second anisotropic conductive elastomer sheet, and a second electrode sheet disposed on the back surface of the second anisotropic conductive elastomer sheet,
The first electrode sheet includes a flexible insulating sheet having a plurality of through holes formed according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected, and a through hole of the insulating sheet on the surface of the insulating sheet. A plurality of ring-shaped electrodes formed so as to surround, and a relay electrode formed on the back surface of the insulating sheet and electrically connected to the ring-shaped electrode;
The second anisotropic conductive elastomer sheet has a plurality of through holes formed according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected,
The second electrode sheet corresponds to a support sheet having an opening, an elastic anisotropic conductive film formed so as to close the opening of the support sheet, and a pattern of the electrode to be inspected on the surface of the elastic anisotropic conductive film A plurality of inspection core electrodes arranged according to the pattern to be connected, and a plurality of connection core electrodes arranged according to a pattern corresponding to the pattern of the relay electrode in the first electrode sheet on the surface of the elastic anisotropic conductive film. Have
The elastic anisotropic conductive film is arranged according to a pattern corresponding to the pattern of the inspection core electrode and the connection core electrode, and is oriented so that conductive particles exhibiting magnetism are arranged in the thickness direction in the elastic polymer material. A plurality of conductive path forming parts contained in a state, and an insulating part made of an elastic polymer material that insulates these conductive path forming parts from each other, and is formed on each surface of the conductive path forming part. The inspection core electrode or the connection core electrode is disposed,
The inspection core electrode enters the through hole of the second anisotropic conductive elastomer sheet and the through hole of the insulating sheet in the first electrode sheet, and passes through the first anisotropic conductive elastomer sheet. And electrically connected to the electrode to be inspected.
本発明のウエハ検査用プローブカードにおいては、第2の電極シートは、
支持シートの開口を塞ぐよう形成された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、当該支持シートの開口内に複数の導電路形成部を形成し、これらの導電路形成部の間に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料よりなる絶縁部用材料層を形成することにより、支持シートの開口内に複数の導電路形成部および絶縁部用材料層が形成されてなる第1の中間体を製造する工程と、
金属膜上に、複数の検査用コア電極および複数の接続用コア電極を形成し、これらの検査用コア電極および接続用コア電極の間に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料よりなる絶縁部用材料層を形成することにより、金属膜上に複数の検査用コア電極、複数の接続用コア電極および絶縁部用材料層が形成されてなる第2の中間体を製造する工程と、
前記第1の中間体に前記第2の中間体を、導電路形成部の各々にこれに対応する検査用コア電極および接続用コア電極の各々が対接するよう積重し、この状態で、第1の中間体および第2の中間体の各々の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と
を経由して得られることが好ましい。
In the probe card for wafer inspection of the present invention, the second electrode sheet is
By laser processing a conductive elastomer layer containing magnetically conductive particles formed so as to close the opening of the support sheet so as to be aligned in the thickness direction, a plurality of particles are formed in the opening of the support sheet. By forming conductive path forming portions and forming an insulating portion material layer made of a polymer material forming material which is cured and becomes an elastic polymer substance between the conductive path forming portions, the inside of the opening of the support sheet is formed. A step of manufacturing a first intermediate formed with a plurality of conductive path forming portions and insulating portion material layers;
Forming a plurality of inspection core electrodes and a plurality of connection core electrodes on a metal film, and forming a polymer material that is cured between the inspection core electrodes and the connection core electrodes to become an elastic polymer material By forming the insulating part material layer made of a material, a second intermediate body in which a plurality of inspection core electrodes, a plurality of connecting core electrodes, and an insulating part material layer are formed on the metal film is manufactured. Process,
The second intermediate body is stacked on the first intermediate body so that each of the inspection core electrode and the connection core electrode corresponding to each of the conductive path forming portions is in contact with each other. It is preferable to obtain the insulating part material layer of each of the first intermediate body and the second intermediate body through a curing process to form an insulating part.
本発明のウエハ検査装置は、上記のウエハ検査用プローブカードを具えてなり、
検査対象であるウエハにおける被検査電極の各々に、電気抵抗測定用コネクターにおける第1の電極シートのリング状電極および第2の電極シートの検査用コア電極が同時に電気的に接続されて測定可能状態とされ、
この測定可能状態において、指定された1つの被検査電極に電気的に接続された検査用コア電極およびリング状電極のうち、その一方を電流供給用電極とし、他方を電圧測定用電極として用いることにより、当該指定された1つの被検査電極に係る電気抵抗の測定が実行されることを特徴とする。
The wafer inspection apparatus of the present invention comprises the above-described wafer inspection probe card,
A state in which measurement is possible by simultaneously electrically connecting the ring-shaped electrode of the first electrode sheet and the core electrode for inspection of the second electrode sheet in the electrical resistance measurement connector to each of the electrodes to be inspected on the wafer to be inspected And
In this measurable state, one of the inspection core electrode and the ring electrode electrically connected to one designated inspection electrode is used as a current supply electrode, and the other is used as a voltage measurement electrode. Thus, the measurement of the electrical resistance relating to the designated one electrode to be inspected is performed.
本発明のウエハ検査方法は、検査対象であるウエハの表面に、上記のウエハ検査用プローブカードを配置し、
当該ウエハの被検査電極の各々に、前記ウエハ検査用プローブカードの電気抵抗測定用コネクターにおける第1の電極シートのリング状電極および第2の電極シートの検査用コア電極を同時に電気的に接続して測定可能状態とし、
この測定可能状態において、指定された1つの被検査電極に電気的に接続された検査用コア電極およびリング状電極のうち、その一方を電流供給用電極とし、他方を電圧測定用電極として用いることにより、当該指定された1つの被検査電極に係る電気抵抗の測定を実行することを特徴とする。
In the wafer inspection method of the present invention, the above-described probe card for wafer inspection is arranged on the surface of the wafer to be inspected,
The ring-shaped electrode of the first electrode sheet and the core electrode for inspection of the second electrode sheet in the electrical resistance measurement connector of the wafer inspection probe card are simultaneously electrically connected to each of the electrodes to be inspected of the wafer. To enable measurement,
In this measurable state, one of the inspection core electrode and the ring electrode electrically connected to one designated inspection electrode is used as a current supply electrode, and the other is used as a voltage measurement electrode. Thus, the measurement of the electrical resistance related to the designated one electrode to be inspected is performed.
上記の構成のウエハ検査用プローブカードによれば、電気抵抗測定用コネクターにおける第1の電極シートの絶縁性シートには、第2の電極シートの検査用コア電極が進入する貫通孔が形成され、この貫通孔の周囲には、当該貫通孔を包囲するようリング状電極が形成されているため、検査対象であるウエハにおける被検査電極上に、検査用コア電極の少なくとも一部が位置されるよう位置合わせをすれば、当該被検査電極上にはリング状電極の少なくとも一部が位置されるようになり、従って、検査対象であるウエハが大面積でサイズの小さい多数の被検査電極を有するものであっても、被検査電極に対する検査用コア電極およびリング状電極の両方の電気的接続を確実に達成することができる。しかも、検査用コア電極およびング状電極は互いに電気的に独立したものであるため、被検査電極に電気的に接続された検査用コア電極およびリング状電極のうち、一方を電流供給用電極とし、他方を電圧測定用電極として用いることにより、当該ウエハについての電気抵抗を高い精度で測定することができる。
また、第1の電極シートおよび第2の電極シートは、それぞれ簡単な構造であるため、電気抵抗測定用コネクター全体を小さいコストで製造することが可能である。従って、ウエハの検査において、検査コストの低減化を図ることができる。
According to the wafer inspection probe card having the above-described configuration, the insulating sheet of the first electrode sheet in the electrical resistance measurement connector is formed with a through hole into which the inspection core electrode of the second electrode sheet enters, Since a ring-shaped electrode is formed around the through hole so as to surround the through hole, at least a part of the core electrode for inspection is positioned on the electrode to be inspected on the wafer to be inspected. When the alignment is performed, at least a part of the ring-shaped electrode is positioned on the electrode to be inspected. Therefore, the wafer to be inspected has a large number of electrodes to be inspected having a large area and a small size. Even so, electrical connection of both the inspection core electrode and the ring electrode to the electrode to be inspected can be reliably achieved. Moreover, since the inspection core electrode and the ring-shaped electrode are electrically independent from each other, one of the inspection core electrode and the ring-shaped electrode electrically connected to the electrode to be inspected is used as a current supply electrode. By using the other as the voltage measuring electrode, the electrical resistance of the wafer can be measured with high accuracy.
In addition, since the first electrode sheet and the second electrode sheet have simple structures, it is possible to manufacture the entire electrical resistance measurement connector at a low cost. Therefore, the inspection cost can be reduced in the wafer inspection.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〈ウエハ検査用プローブカード〉
図1は、本発明に係るウエハ検査用プローブカード(以下、単に「プローブカード」という。)の一例における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の要部の構成を示す説明用断面図である。
このプローブカード10は、例えばウエハに形成された全ての集積回路に対して各回路の電気抵抗の測定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、検査用回路基板11と、この検査用回路基板11の一面(図1において上面)に配置された電気抵抗測定用コネクター20とにより構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
<Probe card for wafer inspection>
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the structure of an example of a probe card for wafer inspection (hereinafter simply referred to as “probe card”) according to the present invention, and FIG. 2 is a main portion of the probe card shown in FIG. It is sectional drawing for description which shows this structure.
This
検査用回路基板11は、図3にも示すように、円板状の第1の基板素子12を有し、この第1の基板素子12の表面(図1および図2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15が配置され、この第2の基板素子15は、第1の基板素子12の表面に固定されたホルダー14に保持されている。また、第1の基板素子12の裏面における中央部には、補強部材17が設けられている。
第1の基板素子12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12の裏面における周縁部には、図4に示すように、複数のリード電極13が当該第1の基板素子12の周方向に沿って並ぶよう配置されたリード電極部13Rが形成されている。リード電極13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13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15の表面(図1および図2において上面)には、複数の検査用電極16が、後述する第2の電極シート40における検査用コア電極45および接続用コア電極46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16Rが形成されている。一方、第2の基板素子15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16に電気的に接続されている。
そして、第1の基板素子12の接続用電極と第2の基板素子15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。
As shown in FIG. 3, the
A plurality of connection electrodes (not shown) are formed in an appropriate pattern at the center of the surface of the
On the surface of the second substrate element 15 (upper surface in FIGS. 1 and 2), a plurality of
The connection electrode of the
検査用回路基板11における第1の基板素子12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11における第2の基板素子15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。
As the substrate material constituting the
As a material constituting the
ホルダー14は、第2の基板素子15の外形に適合する正八角形状の開口14Kを有し、この開口14K内に第2の基板素子15が収容されている。また、ホルダー14の外縁は円形である。
The
電気抵抗測定用コネクター20は、第1の電極シート30と、この第1の電極シート30の表面に配置された第1の異方導電性エラストマーシート37と、第1の電極シート30の裏面に配置された第2の異方導電性エラストマーシート38と、この第2の異方導電性エラストマーシート38の裏面に配置された第2の電極シート40とにより構成されている。
The electrical
図5は、第1の電極シート30の要部を拡大して示す平面図であり、図6は、第1の電極シート30の要部を拡大して示す説明用断面図である。この第1の電極シート30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のパターンに対応するパターンに従って複数の貫通孔32が形成された柔軟な絶縁性シート31を有する。この絶縁性シート31の表面には、当該絶縁性シート31の貫通孔32の各々を包囲するよう複数のリング状電極33が形成されている。また、絶縁性シート31の裏面には、適宜のパターンに従って複数の中継電極34が形成されている。図示の例では、中継電極34の各々は、絶縁性シート31の貫通孔32の間の中間に位置するよう配置されている。そして、中継電極34の各々は、絶縁性シート31をその厚み方向に貫通して伸びる短絡部35および絶縁性シート31の表面に形成された配線部36を介して、リング状電極33に電気的に接続されている。
FIG. 5 is an enlarged plan view showing the main part of the
絶縁性シート31を構成する材料としては、高い機械的強度を有する樹脂材料を用いることが好ましく、その具体例としては、液晶ポリマー、ポリイミドなどが挙げられる。
また、リング状電極33、中継電極34、短絡部35および配線部36を構成する材料としては、銅、ニッケル、金またはこれらの金属の積層体などを用いることができる。
絶縁性シート31の厚みは、当該絶縁性シート31が柔軟性を有するものであれば特に限定されないが、例えば5〜50μmであることが好ましく、より好ましくは8〜25μmである。
絶縁性シート31の貫通孔32の径は、後述する第2の電極シート40の検査用コア電極45が進入し得る大きさであればよく、例えば検査用コア電極45の径の1.05〜2倍、好ましくは1.1〜1.7倍である。
リング状電極33の内径は、当該リング状電極33に電気的に接続される被検査電極の径に応じて設定され、被検査電極に対する電気的接続を確実に達成することができる点で、被検査電極の径の50〜110%であることが好ましく、より好ましくは70〜100%である。
また、リング状電極33の内径は、後述する第2電極シート40における検査用コア電極45との絶縁性を確保する観点から、検査用コア電極45の径の1.1〜2倍であることが好ましく、より好ましくは1.2〜1.7倍である。
As a material constituting the insulating
Moreover, as a material which comprises the ring-shaped
Although the thickness of the insulating
The diameter of the through-
The inner diameter of the ring-shaped
Further, the inner diameter of the ring-shaped
このような第1の電極シート30は、例えば以下のようにして製造することができる。 先ず、図7に示すように、絶縁性シート31の表面に金属層36Aが形成されてなる積層材料30Aを用意し、この積層材料30Aに、図8に示すように、絶縁性シート31および金属層36Aの各々をその厚み方向に貫通する複数の貫通孔30Hを、形成すべき第1の電極シート30の短絡部35のパターンに従って形成する。次いで、貫通孔30Hが形成された積層材料30A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り、図9に示すように、絶縁性シート31の裏面に中継電極34を形成すると共に、当該中継電極34と金属層36Aとを電気的に接続する、当該絶縁性シート31の厚み方向に伸びる短絡部35を形成する。その後、金属層36に対してフォトリソグラフィーおよびエッチンク処理を施してその一部を除去することにより、図10に示すように、絶縁性シート31の表面にリング状電極33および配線部36を形成する。そして、リング状電極33をマスクとして絶縁性シート31にレーザー加工を施すことにより、当該絶縁性シート31に貫通孔32を形成し、以て第1の電極シート30が得られる。
Such a
図11は、第1の異方導電性エラストマーシート37の一部を拡大して示す説明用断面図である。この第1の異方導電性エラストマーシート37は、絶縁性の弾性高分子物質中に、磁性を示す導電性粒子Pが、厚み方向に並ぶよう配向して連鎖が形成された状態で、かつ、当該導電性粒子Pによる連鎖が面方向に分散した状態で含有されてなるものである。
第1の異方導電性エラストマーシート37を形成する弾性高分子物質としては、架橋構造を有する高分子物質が好ましい。このような弾性高分子物質を得るために用いることの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、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、シリコーンゴム、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などが挙げられる。これらの中では、耐久性、成形加工性および電気特性の観点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
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。
また、シリコーンゴムは、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10,000〜40,000のものであることが好ましい。また、得られる異方導電性エラストマーシートに良好な耐熱性が得られることから、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。
FIG. 11 is an explanatory sectional view showing a part of the first anisotropically
As the elastic polymer material forming the first anisotropic
As the silicone rubber, those obtained by crosslinking or condensing liquid silicone rubber are preferable. The liquid silicone rubber preferably has a viscosity of 10 5 poise or less at a strain rate of 10 −1 sec, and may be any of a condensation type, an addition type, a vinyl group or a hydroxyl group. Good. Specific examples include dimethyl silicone raw rubber, methyl vinyl silicone raw rubber, methyl phenyl vinyl silicone raw rubber, and the like.
The silicone rubber preferably has a molecular weight Mw (referred to as a standard polystyrene-converted weight average molecular weight; the same shall apply hereinafter) of 10,000 to 40,000. Moreover, since favorable heat resistance is obtained in the anisotropically conductive elastomer sheet obtained, it means the molecular weight distribution index (the value of the ratio Mw / Mn between the standard polystyrene equivalent weight average molecular weight Mw and the standard polystyrene equivalent number average molecular weight Mn). The same shall apply hereinafter) is preferably 2 or less.
第1の異方導電性エラストマーシート37に含有される導電性粒子Pとしては、後述する方法により当該粒子を容易に厚み方向に並ぶよう配向させることができることから、磁性を示す導電性粒子が用いられる。このような導電性粒子の具体例としては、鉄、コバルト、ニッケルなどの磁性を有する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金属のメッキを施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、その表面に導電性の良好な金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、例えば化学メッキまたは電解メッキ法、スパッタリング法、蒸着法などが用いられている。
As the conductive particles P contained in the first anisotropic
Among these, it is preferable to use nickel particles as core particles and the surfaces thereof plated with gold having good conductivity.
The means for coating the surface of the core particles with the conductive metal is not particularly limited, and for example, chemical plating or electrolytic plating, sputtering, vapor deposition or the like is used.
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ことから、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0.5〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは2〜30質量%、さらに好ましくは3〜25質量%、特に好ましくは4〜20質量%である。被覆される導電性金属が金である場合には、その被覆量は、芯粒子の0.5〜30質量%であることが好ましく、より好ましくは2〜20質量%、さらに好ましくは3〜15質量%である。
When the conductive particles P used are those in which the surface of the core particles is coated with a conductive metal, good conductivity can be obtained. Therefore, the coverage of the conductive metal on the particle surface (the surface area of the core particles) The ratio of the covering area of the conductive metal with respect to is preferably 40% or more, more preferably 45% or more, and particularly preferably 47 to 95%.
Further, the coating amount of the conductive metal is preferably 0.5 to 50% by mass of the core particle, more preferably 2 to 30% by mass, further preferably 3 to 25% by mass, and particularly preferably 4 to 20%. % By mass. When the conductive metal to be coated is gold, the coating amount is preferably 0.5 to 30% by mass of the core particles, more preferably 2 to 20% by mass, and further preferably 3 to 15%. % By mass.
また、導電性粒子Pの数平均粒子径は、3〜20μmであることが好ましく、より好ましくは5〜15μmである。この数平均粒子径が過小である場合には、後述する製造方法において、導電性粒子Pを厚み方向に配向させることが困難となることがある。一方、この数平均粒子径が過大である場合には、分解能の高い異方導電性エラストマーシートを得ることが困難となることがある。
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1.01〜7、さらに好ましくは1.05〜5、特に好ましくは1.1〜4である。
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次粒子であることが好ましい。
また、導電性粒子Pとして、その表面がシランカップリング剤などのカップリング剤や潤滑剤で処理されたものを適宜用いることができる。カップリング剤や潤滑剤で粒子表面を処理することにより、得られる異方導電性エラストマーシートの耐久性が向上する。
Moreover, it is preferable that the number average particle diameter of the electroconductive particle P is 3-20 micrometers, More preferably, it is 5-15 micrometers. When this number average particle diameter is too small, it may be difficult to orient the conductive particles P in the thickness direction in the production method described later. On the other hand, when the number average particle diameter is excessive, it may be difficult to obtain an anisotropic conductive elastomer sheet with high resolution.
The particle size distribution (Dw / Dn) of the conductive particles P is preferably 1 to 10, more preferably 1.01 to 7, still more preferably 1.05 to 5, and particularly preferably 1.1. ~ 4.
In addition, the shape of the conductive particles P is not particularly limited, but spherical particles, star-shaped particles, or agglomerated
Further, as the conductive particles P, those whose surfaces are treated with a coupling agent such as a silane coupling agent or a lubricant can be appropriately used. By treating the particle surface with a coupling agent or a lubricant, the durability of the resulting anisotropic conductive elastomer sheet is improved.
このような導電性粒子Pは、異方導電性エラストマーシート中に体積分率で10〜40%、特に15〜35%となる割合で含有されていることが好ましい。この割合が過小である場合には、厚み方向に十分に高い導電性を有する異方導電性エラストマーシートが得られないことがある。一方、この割合が過大である場合には、得られる異方導電性エラストーシートは脆弱なものとなりやすく、異方導電性エラストマーシートとして必要な弾性が得られないことがある。 Such conductive particles P are preferably contained in the anisotropic conductive elastomer sheet at a volume fraction of 10 to 40%, particularly 15 to 35%. When this ratio is too small, an anisotropic conductive elastomer sheet having sufficiently high conductivity in the thickness direction may not be obtained. On the other hand, if this ratio is excessive, the resulting anisotropic conductive elastomer sheet tends to be fragile, and the elasticity necessary for the anisotropic conductive elastomer sheet may not be obtained.
また、第1の異方導電性エラストマーシート37の厚みは、20〜100μmであることが好ましく、より好ましくは25〜70μmである。この厚みが過小である場合には、十分な凹凸吸収能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、高い分解能が得られないことがある。
Moreover, it is preferable that the thickness of the 1st anisotropically
第1の異方導電性エラストマーシート37は、以下のようにして製造することができる。
先ず、図12に示すように、それぞれシート状の一面側成形部材50および他面側成形部材51と、目的とする第1の異方導電性エラストマーシート37の平面形状に適合する形状の開口52Kを有すると共に当該第1の異方導電性エラストマーシート37の厚みに対応する厚みを有する枠状のスペーサー52とを用意すると共に、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中に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を調製する。
そして、図13に示すように、他面側成形部材51の成形面(図13において上面)上にスペーサー52を配置し、他面側成形部材51の成形面上におけるスペーサー52の開口52K内に、調製した導電性エラストマー用材料37Bを塗布し、その後、この導電性エラストマー用材料37B上に一面側成形部材50をその成形面(図13において下面)が導電性エラストマー用材料37Bに接するよう配置する。
以上において、一面側成形部材50および他面側成形部材51としては、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などよりなる樹脂シートを用いることができる。
また、一面側成形部材50および他面側成形部材51を構成する樹脂シートの厚みは、50〜500μmであることが好ましく、より好ましくは75〜300μmである。この厚みが50μm未満である場合には、成形部材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500μmを超える場合には、後述する導電性エラストマー用材料層に所要の強度の磁場を作用させることが困難となることがある。
The first anisotropic
First, as shown in FIG. 12, each of the sheet-like one
Then, as shown in FIG. 13, the
In the above, as the one
Moreover, it is preferable that the thickness of the resin sheet which comprises the one surface side molded
次いで、図14に示すように、加圧ロール53および支持ロール54よりなる加圧ロール装置55を用い、一面側成形部材50および他面側成形部材51によって導電性エラストマー用材料37Bを挟圧することにより、当該一面側成形部材50と当該他面側成形部材51との間に、所要の厚みの導電性エラストマー用材料層37Aを形成する。この導電性エラストマー用材料層37Aにおいては、図15に拡大して示すように、導電性粒子Pが均一に分散した状態で含有されている。
その後、一面側成形部材50の裏面および他面側成形部材51の裏面に、例えば一対の電磁石を配置し、当該電磁石を作動させることにより、導電性エラストマー用材料層37Aの厚み方向に平行磁場を作用させる。その結果、導電性エラストマー用材料層37Aにおいては、当該導電性エラストマー用材料層37A中に分散されている導電性粒子Pが、図16に示すように、面方向に分散された状態を維持しながら厚み方向に並ぶよう配向し、これにより、それぞれ厚み方向に伸びる複数の導電性粒子Pによる連鎖が、面方向に分散した状態で形成される。
そして、この状態において、導電性エラストマー用材料層37Aを硬化処理することにより、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、かつ、当該導電性粒子Pによる連鎖が面方向に分散された状態で含有されてなる第1の異方導電性エラストマーシート37が製造される。
Next, as shown in FIG. 14, using the
Thereafter, for example, a pair of electromagnets are disposed on the back surface of the one-surface-side molded
In this state, the conductive elastomer material layer 37A is cured, so that the conductive particles P are aligned in the thickness direction in the elastic polymer substance, and the conductive particles P are A first anisotropic
以上において、導電性エラストマー用材料層37Aの硬化処理は、平行磁場を作用させたままの状態で行うこともできるが、平行磁場の作用を停止させた後に行うこともできる。
導電性エラストマー用材料層37Aに作用される平行磁場の強度は、平均で0.02〜2.5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37Aの硬化処理は、使用される材料によって適宜選定されるが、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37Aを構成する高分子物質用材料などの種類、導電性粒子Pの移動に要する時間などを考慮して適宜選定される。
In the above, the curing process of the conductive elastomer material layer 37A can be performed while the parallel magnetic field is applied, but can also be performed after the operation of the parallel magnetic field is stopped.
The intensity of the parallel magnetic field applied to the conductive elastomer material layer 37A is preferably 0.02 to 2.5 Tesla on average.
The curing process for the conductive elastomer material layer 37A is appropriately selected depending on the material to be used, but is usually performed by a heating process. The specific heating temperature and heating time are appropriately selected in consideration of the type of polymer material constituting the conductive elastomer material layer 37A, the time required to move the conductive particles P, and the like.
図17は、第2の異方導電性エラストマーシートの要部を拡大して示す説明用断面図である。この第2の異方導電性エラストマーシート38は、絶縁性の弾性高分子物質中に、磁性を示す導電性粒子Pが、厚み方向に並ぶよう配向して連鎖が形成された状態で、かつ、当該導電性粒子Pによる連鎖が面方向に分散した状態で含有されてなるものであり、それぞれ厚み方向に貫通する複数の貫通孔39が形成されていることを除き、第1の異方導電性エラストマーシート37と基本的に同様の構成である。第2の異方異方導電性エラストマーシート38の貫通孔39は、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パターンに従って形成されている。
第2の異方導電性エラストマーシート38の貫通孔39の径は、後述する第2の電極シート40の検査用コア電極45が進入し得る大きさであればよく、例えば検査用コア電極45の径の1.1〜2倍、好ましくは1.2〜1.7倍である。
このような第2の異方導電性エラストマーシート38は、第1の異方導電性エラストマーシート37と同様の方法によって異方導電性エラストマーシートを製造し、その後、当該異方導電性エラストマーシートに、例えばレーザー加工を施すことによって貫通孔39を形成することにより、得られる。
FIG. 17 is an explanatory cross-sectional view showing an enlarged main part of the second anisotropic conductive elastomer sheet. The second anisotropic
The diameter of the through
Such a second anisotropic
図18は、第2の電極シート40の要部を拡大して示す説明用断面図である。この第2の電極シート40は、複数の開口41Kを有する支持シート41と、この支持シート41の開口41Kの各々を塞ぐよう形成された弾性異方導電膜42と、この弾性異方導電膜42の表面に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パターンに従って配置された、それぞれ円板状の金属よりなる複数の検査用コア電極45と、当該弾性異方導電膜42の表面に第1の電極シート10における中継電極14のパターンに対応するパターンに従って配置された、それぞれ円板状の金属よりなる複数の接続用コア電極46とにより構成されている。
弾性異方導電膜42においては、その厚み方向に伸びる複数の導電路形成部43が、特定のパターンに従って支持シート41の開口41K内に位置するよう配置され、隣接する導電路形成部43の間には、これらを相互に絶縁する一体の絶縁部44が導電路形成部43に一体的に接着した状態で形成されている。導電路形成部43の特定のパターンは、検査用コア電極45および接続用コア電極46のパターンに対応するパターンであり、導電路形成部43の各々の表面には、検査用コア電極45または接続用コア電極46が配置されている。検査用コア電極45および接続用コア電極46(以下、これらを総称して「コア電極45,46」ともいう。)の各々は、絶縁部44に埋め込まれ、コア電極45,46の各々の側面が絶縁部44に一体的に接着した状態で設けられている。
また、図示の例では、コア電極45,46および絶縁部44におけるコア電極45,46の周辺部分が表面から突出した状態とされており、これにより、コア電極45,46を小さい加圧力で加圧した場合でも、導電路形成部43が確実に厚み方向に圧縮するよう変形する結果、高い導電性が得られる。
FIG. 18 is an explanatory cross-sectional view showing an enlarged main part of the
In the elastic anisotropic
Further, in the illustrated example, the
コア電極45,46を構成する金属としては、種々のものが用いられ、その具体例としては、ニッケル、コバルト、銅、金、銀、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、白金、タングステン、クロムまたはこれらの合金などが挙げられる。
また、コア電極45,46は2層以上の異なる金属層から構成されていてもよい。2層以上の異なる金属層によってコア電極45,46を構成する場合においても、各々の金属層は上記金属または合金から構成することができる。
また、コア電極45,46の厚みは、1〜100μmであることが好ましく、より好ましくは5〜40μmである。
Various metals are used as the metal constituting the
The
Moreover, it is preferable that the thickness of the
支持シート41を構成する材料としては、機械的強度の高い種々の非金属材料および金属材料を用いることができる。
非金属材料の具体例としては、液晶ポリマー、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂材料、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂、ガラス繊維補強型ポリエステル樹脂、ガラス繊維補強型ポリイミド樹脂等の繊維補強型樹脂材料、エポキシ樹脂等にアルミナ、ポロンナイトライド等の無機材料をフィラーとして含有した複合樹脂材料などが挙げられる。
金属材料としては、金、銀、銅、鉄、ニッケル、コバルト若しくはこれらの合金または合金鋼なとが挙げられる。
支持シート41の厚みは、10〜200μmであることが好ましく、より好ましくは15〜100μmである。この厚みが過小である場合には、当該支持シート41に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、弾性異方導電膜42の厚みが必然的に大きくなり、従って、良好な導電性が得られないことがある。
As a material constituting the
Specific examples of non-metallic materials include resin materials such as liquid crystal polymers, polyimide resins, polyester resins, polyaramid resins, polyamide resins, glass fiber reinforced epoxy resins, glass fiber reinforced polyester resins, glass fiber reinforced polyimide resins, etc. Examples thereof include a fiber reinforced resin material, an epoxy resin, and a composite resin material containing an inorganic material such as alumina or poron nitride as a filler.
Examples of the metal material include gold, silver, copper, iron, nickel, cobalt, alloys thereof, and alloy steels.
The thickness of the
弾性異方導電膜42における導電路形成部43は、絶縁性の弾性高分子物質中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含有されて構成されている。これに対し、絶縁部44は、導電性粒子Pを全く含有しない弾性高分子物質により構成されている。導電路形成部43を構成する弾性高分子物質と絶縁部44を構成する弾性高分子物質とは、互いに異なる種類のものであっても同じ種類のものであってもよい。
導電路形成部43および絶縁部44を構成する弾性高分子物質並びに導電路形成部43を構成する導電性粒子Pとしては、前述の第1の異方導電性エラストマーシートを構成する弾性高分子物質および導電性粒子として例示したものを適宜選択して用いることができる。
また、導電性粒子Pは、導電路形成部43中に体積分率で15〜45%、特に20〜40%となる割合で含有されていることが好ましい。この割合が過小である場合には、十分に電気抵抗値の小さい導電路形成部43が得られないことがある。一方、この割合が過大である場合には、得られる導電路形成部43は脆弱なものとなりやすく、導電路形成部43として必要な弾性が得られないことがある。
The conductive
The elastic polymer material constituting the conductive
Moreover, it is preferable that the electroconductive particle P is contained in the ratio used as 15 to 45%, especially 20 to 40% by volume fraction in the conductive
本発明において、第2の電極シート40は、
支持シート41の開口41Kを塞ぐよう形成された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、当該支持シート41の開口41K内に複数の導電路形成部43を形成し、これらの導電路形成部43の間に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料よりなる絶縁部用材料層を形成することにより、支持シート41の開口41K内に複数の導電路形成部43および絶縁部用材料層が形成されてなる第1の中間体を製造する工程(a)と、 金属膜上に、複数の検査用コア電極45および複数の接続用コア電極46を形成し、これらの検査用コア電極45および接続用コア電極46の間に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料よりなる絶縁部用材料層を形成することにより、金属膜上に複数の検査用コア電極45、複数の接続用コア電極46および絶縁部用材料層が形成されてなる第2の中間体を製造する工程(b)と、
前記第1の中間体に前記第2の中間体を、導電路形成部43の各々にこれに対応する検査用コア電極45および接続用コア電極46の各々が対接するよう積重し、この状態で、第1の中間体および第2の中間体の各々の絶縁部用材料層を硬化処理することにより絶縁部44を形成する工程(c)と
を経由して製造されたものであることが好ましい。
以下、第2の電極シート40の製造方法を具体的に説明する。
In the present invention, the
By opening a conductive elastomer layer containing conductive particles exhibiting magnetism formed so as to close the
The second intermediate body is stacked on the first intermediate body so that each of the
Hereinafter, the manufacturing method of the
《工程a》
先ず、特定のパターンに従って配置された複数の金属マスクを有する金属マスク複合体を製造する。
具体的に説明すると、図19に示すように、金属箔47F上に、フォトリソグラフィーの手法により、形成すべき導電路形成部43のパターンに対応する特定のパターンに従って開口47Kが形成されたレジスト層47Rを形成する。その後、金属箔47Fにおけるレジスト層47Rの開口47Kを介して露出した部分の表面に、磁性を示す金属によるメッキ処理を施すことにより、図20に示すように、レジスト層47Rの開口47Kの各々に金属マスク47Mを形成する。これにより、金属箔47F上に特定のパターンに従って金属マスク47Mが形成されてなる金属マスク複合体47Cが得られる。
<< Step a >>
First, a metal mask composite having a plurality of metal masks arranged according to a specific pattern is manufactured.
Specifically, as shown in FIG. 19, a resist layer in which
以上において、金属箔47Fを構成する材料としては、銅、ニッケルなどを用いることができる。また、金属箔は、樹脂フィルム上に積層されたものであってもよい。
金属箔47F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、例えばエッチング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47Rの厚みは、形成すべき金属マスク47Mの厚みに応じて設定される。 金属マスク47Mを構成する材料としては、後述する導電性エラストマー層の形成において、磁場の作用により導電性粒子を偏在させることができる点で、磁性を示すものを用いることが好ましく、その具体例としては、ニッケル、コバルトまたはこれらの合金などが挙げられる。
金属マスク47Mの厚みは、1〜100μmであることが好ましく、より好ましくは5〜40μmである。
In the above, copper, nickel, etc. can be used as a material constituting the
The thickness of the
The thickness of the resist
The thickness of the
次いで、図21に示すように、例えば板状の支持体48の表面に、支持シート41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高分子物質形成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を塗布することにより、支持シート41の開口41Kを塞ぐよう導電性エラストマー用材料層43Aを形成する。そして、図22に示すように、この導電性エラストマー用材料層43A上に、金属マスク複合体47Cをその金属マスク47Mの各々が当該導電性エラストマー用材料層43Aに接するよう配置する。ここで、導電性エラストマー用材料層43A中においては、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43Aに対し、金属マスク47Mを介して当該導電性エラストマー用材料層43Aの厚み方向に磁場を作用させる。これにより、金属マスク47Mが磁性を示す金属により形成されているため、導電性エラストマー用材料層43Aにおける金属マスク47Mが配置された部分には、それ以外の部分より大きい強度の磁場が形成される。その結果、導電性エラストマー用材料層43A中に分散されていた導電性粒子Pは、図23に示すように、金属マスク47Mが配置された部分に集合し、更に当該導電性エラストマー用材料層43Aの厚み方向に並ぶよう配向する。そして、導電性エラストマー用材料層43A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43Aの硬化処理を行うことにより、図24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43Bが、支持体48上に支持された状態で形成される。
Next, as shown in FIG. 21, for example, a
Next, a magnetic field is applied to the conductive elastomer material layer 43A through the
以上において、支持体48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43Aの厚みは、形成すべき導電路形成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43A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43A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43A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43Aを構成する高分子物質形成材料の種類、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, metals, ceramics, resins, composite materials thereof, and the like can be used as the material constituting the
As a method for 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 43A is set according to the thickness of the conductive path forming portion to be formed.
As a means for applying a magnetic field to the conductive elastomer material layer 43A, an electromagnet, a permanent magnet, or the like can be used.
The intensity of the magnetic field applied to the conductive elastomer material layer 43A is preferably 0.2 to 2.5 Tesla.
The curing process of the conductive elastomer material layer 43A is usually performed by a heating process. The specific heating temperature and heating time are appropriately set in consideration of the type of the polymer substance forming material constituting the conductive elastomer material layer 43A, the time required for the movement of the conductive particles, and the like.
次いで、導電性エラストマー層43B上に配置された金属マスク複合体47Cにおける金属箔47Fに対して、エッチング処理を施して除去することにより、図25に示すように、金属マスク47Mおよびレジスト層47Rを露出させる。そして、導電性エラストマー層43Bおよびレジスト層47Rに対してレーザー加工を施すことにより、レジスト層47Rおよび導電性エラストマー層43Bにおける金属マスク47Mが配置された部分の周辺部分が除去され、その結果、図26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導電路形成部43が支持体48上に支持された状態で支持シート41の開口41K内に形成される。その後、金属マスク47Mおよび導電性エラストマー層43Bの残部の表面に残存する残存するレジスト層47Rを除去する。
ここで、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、目的とする形態の導電路形成部43を確実に形成することができる。
Next, the
Here, the laser processing is preferably performed by a carbon dioxide laser or an ultraviolet laser, whereby the conductive
そして、支持体48における導電性エラストマー層43Bが除去された領域に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料よりなる絶縁部用材料を供給することにより、図27に示すように、支持体48上に支持された複数の導電路形成部43の間に絶縁部用材料層44Aを形成し、以て、支持体48上に複数の導電路形成部43および絶縁部用材料層44Aが形成されてなる第1の中間体40Aが製造される。
Then, by supplying a material for an insulating portion made of a polymer material forming material that is cured and becomes an elastic polymer material to the region where the conductive elastomer layer 43B is removed from the
《工程b》
先ず、図28に示すように、金属膜49F上に、フォトリソグラフィーの手法により、形成すべき導電路形成部の特定のパターンすなわち接続すべき電極のパターンに対応するパターンに従って開口49Kが形成されたレジスト層49Rを形成する。次いで、金属膜49Fにおけるレジスト層49Rの開口49Kを介して露出した部分の表面に、磁性を示す金属によるメッキ処理を施すことにより、図29に示すように、レジスト層49Rの開口49Kの各々にコア電極45,46を形成する。その後、金属箔49Fからレジスト層49Rを除去することにより、図30に示すように、金属膜49F上に特定のパターンに対応するパターンに従ってコア電極45,46が形成されてなるコア電極複合体49Cが得られる。
以上において、金属膜49Fを構成する材料としては、銅、ニッケルなどを用いることができる。また、金属膜49Fは、樹脂フィルム上に積層されたものであってもよい。
金属膜49F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、例えばエッチング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49Rの厚みは、形成すべきコア電極45,46の厚みに応じて設定される。
<< Process b >>
First, as shown in FIG. 28, the
In the above, copper, nickel, or the like can be used as a material constituting the metal film 49F. The metal film 49F may be laminated on a resin film.
The thickness of the metal film 49F is preferably 0.05 to 2 μm, more preferably 0.1 to 1 μm. When this thickness is too small, a uniform thin layer is not formed, which may be inappropriate as a plating electrode. On the other hand, if this thickness is excessive, it may be difficult to remove by, for example, etching.
The thickness of the resist layer 49R is set according to the thickness of the
そして、金属膜49F上におけるコア電極45,46が形成された領域以外の領域に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料よりなる絶縁部用材料を供給することにより、図31に示すように、金属膜49F上に形成された複数のコア電極45,46の間に絶縁部用材料層44Bを形成し、以て、金属膜49F上に複数のコア電極45,46および絶縁部用材料層44Bが形成されてなる第2の中間体40Bが製造される。
Then, by supplying a material for an insulating portion made of a polymer material forming material which is cured and becomes an elastic polymer material to a region other than the region where the
《工程c》
図32に示すように、上記工程aにおいて製造した第1の中間体40Aに、上記工程bにおいて製造した第2の中間体40Bを、当該第1の中間体40Aにおける導電路形成部43の各々にこれに対応する第2の中間体40Bにおけるコア電極45,46の各々が対接するよう積重し、更に加圧することにより、導電路形成部43の各々を厚み方向に圧縮した状態に変形させる。その後、この状態で、第1の中間体40Aにおける絶縁部用材料層44Aおよび第2の中間体40Bにおける絶縁部用材料層44Bの各々を硬化処理することにより、図33に示すように、隣接する導電路形成部43の間にこれらを相互に絶縁する絶縁部44が、導電路形成部43およびコア電極45,46の各々に一体的に接着した状態で形成され、以て弾性異方導電膜42が形成される。
そして、支持体48および金属膜49Fを除去することにより、圧縮された導電路形成部43の各々が元の形態に復元する結果、導電路形成部43、コア電極45,46および絶縁部44におけるコア電極45,46の周辺部分が突出した状態となり、以て、図18に示す構成の第2の電極シート40が得られる。
以上において、絶縁部用材料層44Aおよび絶縁部用材料層44B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44Aおよび絶縁部用材料層44Bを構成する高分子物質形成材料の種類などを考慮して適宜設定される。
<< Process c >>
As shown in FIG. 32, the second intermediate body 40B manufactured in the step b is replaced with the first intermediate body 40A manufactured in the step a by each of the conductive
Then, by removing the
In the above, the curing treatment of the insulating portion material layer 44A and the insulating portion material layer 44B is usually performed by heat treatment. The specific heating temperature and heating time are appropriately set in consideration of the type of polymer material forming material constituting the insulating part material layer 44A and the insulating part material layer 44B.
上記の製造方法によれば、複数の導電路形成部43の間に絶縁部用材料層44Aが形成されてなる第1の中間体40Aと、複数のコア電極45,46の間に絶縁部用材料層44Bが形成されてなる第2の中間体40Bとを積重し、絶縁部用材料層44A,44Bの各々を硬化処理することにより、得られる第2の電極シート40においては、コア電極45,46は絶縁部44に埋め込まれた状態で固定されるので、コア電極45,46が導電路形成部43から早期に離脱することを防止することができる。
しかも、導電性エラストマー層43Bをレーザー加工することによって導電路形成部43を形成するため、所要の量の導電性粒子Pが含有された導電路形成部43が確実に得られる。また、特定のパターンに従って配置された複数の導電路形成部43を形成したうえで、これらの導電路形成部43の間に絶縁部用材料層44A,44Bを形成して硬化処理することにより絶縁部44を形成するため、導電性粒子Pが全く存在しない絶縁部44を確実に得ることができる。
According to the above manufacturing method, the first intermediate body 40A in which the insulating portion material layer 44A is formed between the plurality of conductive
In addition, since the conductive
また、導電性エラストマー用材料層43A上に、形成すべき導電路形成部43の特定のパターンに従って磁性を示す金属マスク47Mを配置した状態で、当該導電性エラスマー用材料層43A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43Aを硬化処理することにより、得られる導電性エラストマー層43Bは、その導電路形成部43となる部分における導電性粒子Pが密となり、それ以外の部分すなわち除去される部分における導電性粒子Pが疎となるため、導電性エラストマー層43Bをレーザー加工することにより、導電路形成部43となる部分以外の部分を容易に除去することかでき、これにより、所期の形態の導電路形成部43を形成することができる。
In addition, a magnetic field is formed in the thickness direction of the conductive elastomer material layer 43A in a state where a
上記のプローブカード10においては、図34に示すように、検査対象であるウエハ6の一面に、電気抵抗測定用コネクター20における検査用コア電極45の各々が当該ウエハ6における被検査電極7の上方に位置するよう、プローブカード10が配置され、更に、当該プローブカード10が適宜の手段によって押圧される。そして、この状態においては、図35に示すように、第1の電極シート30におけるリング状電極33の各々は、第1の異方導電性エラストマーシート37を介して、ウエハ6の被検査電極7の各々に電気的に接続される。また、第2の電極シート40における検査用コア電極45の各々は、第2の異方導電性エラストマーシート38の貫通孔39および第1の電極シート30の貫通孔32に進入し、第1の異方導電性エラストマーシート37を介して、ウエハ6の被検査電極7の各々に電気的に接続される。また、第2の電極シート40の接続用コア電極46の各々は、第2の異方導電性エラストマーシート38を介して、第1の電極シート30における中継電極34に電気的に接続される。更に、第2の電極シート40における検査用コア電極45および接続用コア電極46の各々は、弾性異方導電膜42における導電路形成部43を介して、検査用回路基板における第2の基板素子15の検査用電極16に電気的に接続される。
このとき、第1の電極シート30におけるリング状電極33は、絶縁性シート31の貫通孔32を包囲するよう形成されているため、図36に示すように、絶縁性シート31の貫通孔32に進入する検査用コア電極45の中心位置が被検査電極7の中心位置から位置ずれした場合であっても、被検査電極6に検査用コア電極45が電気的に接続されていれば、リング状電極33も必ず被検査電極7に電気的に接続される。
このような状態において、ウエハ6における複数の被検査電極7のうち1つの被検査電極7を指定し、この指定された被検査電極7に電気的に接続されている検査用コア電極45およびリング状電極33のうち、一方を電流供給用電極とし、他方を電圧測定用電極として用いることにより、指定された被検査電極7に係る電気抵抗の測定が行われる。
In the
At this time, since the ring-shaped
In such a state, one
上記の構成のプローブカード10によれば、電気抵抗測定用コネクター20における第1の電極シート30の絶縁性シート31には、第2の電極シート40の検査用コア電極45が進入する貫通孔32が形成され、この貫通孔32の周囲には、当該貫通孔32を包囲するようリング状電極33が形成されているため、検査対象であるウエハ6における被検査電極7上に、検査用コア電極45の少なくとも一部が位置されるよう位置合わせをすれば、当該被検査電極7上にはリング状電極33の少なくとも一部が位置されるようになり、従って、ウエハ6が大面積でサイズの小さい多数の被検査電極7を有するものであっても、被検査電極7に対する検査用コア電極45およびリング状電極33の両方の電気的接続を確実に達成することができる。しかも、検査用コア電極45およびング状電極33は互いに電気的に独立されているので、当該被検査電極7に電気的に接続された検査用コア電極45およびリング状電極33のうち、一方を電流供給用電極とし、他方を電圧測定用電極として用いることにより、当該ウエハ6についての電気抵抗を高い精度で測定することができる。
また、第1の電極シート30および第2の電極シート40は、それぞれ簡単な構造であるため、電気抵抗測定用コネクター20全体を小さいコストで製造することが可能である。従って、検査コストの低減化を図ることができる。
According to the
In addition, since the
〔ウエハ検査装置〕
図37は、本発明に係る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り、図38は、図37に示す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における各回路の電気抵抗をウエハの状態で一括して測定するためのものである。
こ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39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、図1に示す構成のプローブカード10が、その検査用回路基板11のリード電極13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10における検査用回路基板11のリード電極部13Rとの間には、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11のリード電極13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10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。
[Wafer inspection equipment]
FIG. 37 is an explanatory cross-sectional view showing an outline of the configuration of an example of a wafer inspection apparatus according to the present invention, and FIG. 38 is an explanatory cross-sectional view showing an enlarged main part of the wafer inspection apparatus shown in FIG. is there. This wafer inspection apparatus is for collectively measuring the electrical resistance of each circuit in a plurality of integrated circuits formed on a wafer in the state of the wafer.
This wafer inspection apparatus detects the temperature control of the
Below the
A
Below the
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10が下方に加圧されることにより、ウエハ6がプロークカード10とウエハ載置台5とによって挟圧される。
この状態においては、ウエハ6の被検査電極7の各々は、図35に示すように、プローブカード10におけるリング状電極33および検査用コア電極45の両方に、第1の異方導電性エラストマーシート37を介して電気的に接続され、検査用コア電極45および接続用コア電極46の各々は、弾性異方導電膜42における導電路形成部43を介して検査用回路基板における第2の基板素子15の検査用電極16に電気的に接続されている。
このようにして、ウエハ6の被検査電極7の各々が検査用電極16に電気的に接続されることにより、コントローラー2の入出力端子3に電気的に接続された状態が達成される。この状態が測定可能状態である。
そして、この測定可能状態において、ウエハ6における複数の被検査電極7のうち1つの被検査電極7を指定し、この指定された被検査電極7に電気的に接続されている検査用コア電極45およびリング状電極33のうち、一方を電流供給用電極とし、他方を電圧測定用電極として用いることにより、電流供給用電極とされた検査用コア電極45またはリング状電極33と、指定された被検査電極7に対応する被検査電極7(指定された被検査電極7と共に回路の端子を構成する他方の被検査電極7)に電気的に接続された検査用コア電極45またはリング状電極33との間に電流を供給すると共に、電圧測定用電極とされた検査用コア電極45またはリング状電極33と、指定された被検査電極7に対応する被検査電極7に電気的に接続された検査用コア電極45またはリング状電極33との間の電圧を測定し、得られた電圧値に基づいて、当該指定された被検査電極7とこれに対応する被検査電極7との間に形成された回路の電気抵抗値が取得される。そして、指定する被検査電極7を順次変更することにより、ウエハ6に形成された全ての回路の電気抵抗の測定が行われる。
In such a wafer inspection apparatus, the
In this state, as shown in FIG. 35, each of the
In this manner, each of the
In this measurable state, one of the plurality of
上記のウエハ検査装置によれば、図1に示す構成のプローブカード10を有するため、検査対象であるウエハ6が大面積でサイズの小さい多数の被検査電極7を有するものであっても、被検査電極7に対する電気的接続を確実に達成することができ、当該ウエハ6についての電気抵抗を高い精度で測定することができる。
According to the above wafer inspection apparatus, since the
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)上記のプローブカード10は、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に係る電気抵抗を一括して測定するものであるが、本発明においては、ウエハに形成された一部(例えば32個)の集積回路における被検査電極に係る電気抵抗を一括して測定するものであってもよい。このような構成のプローブカードにおいては、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(例えば32個)の集積回路の被検査電極に、プローブカード10を電気的に接続して電気抵抗の測定を行い、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に、プローブカードを電気的に接続して電気抵抗の測定を行う工程を繰り返すことにより、ウエハに形成された全ての集積回路における各回路の電気抵抗を測定することができる。
(2)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11を電気的に接続するコネクター4は、図39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。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made as follows.
(1) The
(2) The
(3)第2の電極シート40の製造方法における工程(a)においては、導電路形成部形成用の支持体として、形成すべき導電路形成部43のパターンに対応するパターンに従って強磁性体部分が配置されてなるものを用いることができる。このような支持体の一例における構成を図40に示す。この支持体56は、導電性エラストマー用材料層が形成される表面を形成する金属膜57を有し、この金属膜57の裏面には、形成すべき導電路形成部43のパターンに対応するパターンに従って強磁性体部分58が配置され、それ以外の領域には非磁性体部分59が配置されている。
金属膜57を構成する材料としては、ニッケル、金、銅などを用いることができる。
強磁性体部分58を構成する材料としては、ニッケル、コバルトまたはこれらの合金などを用いることができる。
非磁性体部分59を構成する材料としては、フォトレジストを用いることができる。
このような支持体56は、図41に示すように、金属膜57上に、形成すべき強磁性体部分58のパターンに従って開口58Kが形成された非磁性体部分59をフォトレジストによって形成し、その後、金属膜57における非磁性体部分59の開口58Kを介して露出した部分の表面に、メッキ処理を施すことにより、製造することができる。
(3) In step (a) in the method of manufacturing the
As a material constituting the
As a material constituting the
A photoresist can be used as a material constituting the
As shown in FIG. 41, such a
このような支持体56においては、以下のようにして導電路形成部43が形成される。 先ず、図42に示すように、支持体56における金属膜57の表面に、支持シート41を配置すると共に、支持シート41の開口41Kを塞ぐよう導電性エラストマー用材料層43Aを形成し、この導電性エラストマー材料層43A上に、金属マスク複合体47Cをその金属マスク47Mの各々が当該導電性エラストマー材料層43Aに接するよう配置する。次いで、導電性エラストマー用材料層43Aに対し、金属マスク47Mおよび支持体56の強磁性体部分58を介して当該導電性エラストマー用材料層43Aの厚み方向に磁場を作用させ、これにより、導電性エラストマー用材料層43Aにおける金属マスク47Mと支持体56の強磁性体部分58との間に位置する部分には、それ以外の部分より大きい強度の磁場が形成される。その結果、導電性エラストマー用材料層43A中に分散されていた導電性粒子Pは、図43に示すように、金属マスク47Mと支持体56の強磁性体部分58との間に位置する部分に集合し、更に当該導電性エラストマー用材料層43Aの厚み方向に並ぶよう配向する。そして、導電性エラストマー用材料層43A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43Aの硬化処理を行うことにより、図44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43Bが、支持体56上に支持された状態で形成される。
その後、導電性エラストマー層43B上に配置された金属マスク複合体47Cにおける金属箔47Fに対して、エッチング処理を施して除去することにより、図45に示すように、金属マスク47Mおよびレジスト層47Rを露出させる。そして、導電性エラストマー層43Bおよびレジスト層47Rに対してレーザー加工を施すことにより、レジスト層47Rおよび導電性エラストマー層43Bの一部が除去され、その結果、図46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導電路形成部43が支持体56上に支持された状態で形成される。
In such a
Thereafter, the
このような支持体56を用いる方法によれば、導電性エラストマー材料層43Aに対し、金属マスク47Mが配置された部分に、それ以外の部分より一層高い強度の磁場を作用させることができるので、得られる導電性エラストマー層43Bは、金属マスク47Mが配置された部分における導電性粒子Pが一層密となり、それ以外の部分における導電性粒子Pが一層疎となる。そのため、導電性エラストマー層43の厚みが相当に大きいものであっても、導電性エラストマー層43Bをレーザー加工することにより、所期の形態の導電路形成部43を形成することができる。
According to such a method using the
(4)第2の電極シート40としては、図47に示すように、単一の開口41Kが形成された支持シート41と、この支持シート41の開口41Kを塞ぐよう配置された単一の弾性異方導電膜42とよりなる構成のものであってもよい。
また、第2の電極シート40としては、図48に示すように、複数の開口41Kが形成された支持シート41と、それぞれ支持シート41の一の開口41Kを塞ぐよう配置された複数の弾性異方導電膜43とよりなる構成のものであってもよい。
更に、第2の電極シート40としては、複数の開口が形成された支持シートと、支持シートの一の開口を塞ぐよう配置された1または2以上の弾性異方導電膜と、支持シートの複数の開口を塞ぐよう配置された1または2以上の弾性異方導電膜とよりなる構成であってもよい。
(4) As the
As shown in FIG. 48, the
Furthermore, as the
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 プローブカード
11 検査用回路基板
12 第1の基板素子
13 リード電極
13R リード電極部
14 ホルダー
14K 開口
15 第2の基板素子
16 検査用電極
16R 検査用電極部
17 補強部材
20 電気抵抗測定用コネクター
30 第1の電極シート
30A 積層材料
30H 貫通孔
31 絶縁性シート
32 貫通孔
33 リング状電極
34 中継電極
35 短絡部
36 配線部
36A 金属層
37 第1の異方導電性エラストマーシート
37A 導電性エラストマー用材料層
37B 導電性エラストマー用材料
38 第2の異方導電性エラストマーシート
39 貫通孔
40 第2の電極シート
40A 第1の中間体
40B 第2の中間体
41 支持シート
41K 開口
42 弾性異方導電膜
43 導電路形成部
43A 導電性エラストマー用材料層
43B 導電性エラストマー層
44 絶縁部
44A,44B 絶縁部用材料層
45 検査用コア電極
46 接続用コア電極
47C 金属マスク複合体
47F 金属箔
47M 金属マスク
47K 開口
47R レジスト層
48 支持体
49C 接点部材複合体
49F 金属膜
49K 開口
49R レジスト層
50 一面側成形部材
51 他面側成形部材
52 スペーサー
52K 開口
53 加圧ロール
54 支持ロール
55 加圧ロール装置
56 支持体
57 金属膜
58 強磁性体部分
58K 開口
59 非磁性体部分
90 検査対象物
91,92 被検査電極
93 電源装置
94 電気信号処理装置
PA,PD 電流供給用プローブ
PB,PC 電圧測定用プローブ
A 電流供給用電極
V 電圧測定用電極
T 被検査電極
P 導電性粒子
2 Controller 3 Input / output terminal 3R Input / output terminal section 4 Connector 4A Conductive pin 4B Support member 5 Wafer mounting table 6 Wafer 7 Electrode 10 Probe card 11 Inspection circuit board 12 First substrate element 13 Lead electrode 13R Lead electrode section 14 Holder 14K Opening 15 Second substrate element 16 Inspection electrode 16R Inspection electrode portion 17 Reinforcing member 20 Electrical resistance measurement connector 30 First electrode sheet 30A Laminated material 30H Through hole 31 Insulating sheet 32 Through hole 33 Ring shape Electrode 34 Relay electrode 35 Short-circuit portion 36 Wiring portion 36A Metal layer 37 First anisotropic conductive elastomer sheet 37A Conductive elastomer material layer 37B Conductive elastomer material 38 Second anisotropic conductive elastomer sheet 39 Through hole 40 Second electrode sheet 40A First intermediate body 40B Second intermediate body 41 Support sheet 41K Opening 42 Elastic anisotropic conductive film 43 Conductive path forming portion 43A Conductive elastomer material layer 43B Conductive elastomer layer 44 Insulating portions 44A and 44B Insulating portion material layer 45 Core electrode 46 for inspection Connecting core electrode 47C Metal mask composite 47F Metal foil 47M Metal mask 47K Opening 47R Resist layer 48 Support 49C Contact member composite 49F Metal film 49K Opening 49R Resist layer 50 One side molding member 51 The other side molding member 52 Spacer 52K Opening 53 Pressurizing roll 54 Supporting roll 55 Pressurizing roll device 56 Supporting body 57 Metal film 58 Ferromagnetic part 58K Opening 59 Nonmagnetic part 90 Inspection object 91, 92 Inspected electrode 93 Power supply 94 Electric signal processing device PA , PD Current supply probe PB, PC Voltage measurement probe A Flow supply electrodes V voltage detection electrode T to be inspected electrode P conductive particles
Claims (4)
前記電気抵抗測定用コネクターは、第1の電極シートと、この第1の電極シートの表面に配置された第1の異方導電性エラストマーシートと、前記第1の電極シートの裏面に配置された第2の異方導電性エラストマーシートと、この第2の異方導電性エラストマーシートの裏面に配置された第2の電極シートとを有してなり、
前記第1の電極シートは、前記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複数の貫通孔を有する柔軟な絶縁性シートと、この絶縁性シートの表面に当該絶縁性シートの貫通孔を包囲するよう形成された複数のリング状電極と、前記絶縁性シートの裏面に形成され、前記リング状電極に電気的に接続された中継電極とを有してなり、
前記第2の異方導電性エラストマーシートは、前記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複数の貫通孔を有し、
前記第2の電極シートは、開口を有する支持シートと、この支持シートの開口を塞ぐよう形成された弾性異方導電膜と、この弾性異方導電膜の表面に前記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検査用コア電極と、当該弾性異方導電膜の表面に前記第1の電極シートにおける中継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接続用コア電極とを有してなり、
前記弾性異方導電膜は、前記検査用コア電極および前記接続用コア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、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含有されてなる複数の導電路形成部と、これらの導電路形成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り、当該導電路形成部の各々の表面に前記検査用コア電極または前記接続用コア電極が配置されており、
前記検査用コア電極は、前記第2の異方導電性エラストマーシートの貫通孔および前記第1の電極シートにおける絶縁性シートの貫通孔に進入し、前記第1の異方導電性エラストマーシートを介して前記被検査電極に電気的に接続されることを特徴とするウエハ検査用プローブカード。 A probe card for wafer inspection used for measuring the electrical resistance of each circuit in all or some integrated circuits formed on a wafer to be inspected in the state of the wafer, comprising an inspection circuit board, Comprising an electrical resistance measuring connector arranged on the surface of the circuit board for inspection,
The electrical resistance measurement connector is disposed on the first electrode sheet, the first anisotropic conductive elastomer sheet disposed on the surface of the first electrode sheet, and the back surface of the first electrode sheet. A second anisotropic conductive elastomer sheet, and a second electrode sheet disposed on the back surface of the second anisotropic conductive elastomer sheet,
The first electrode sheet includes a flexible insulating sheet having a plurality of through holes formed according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected, and a through hole of the insulating sheet on the surface of the insulating sheet. A plurality of ring-shaped electrodes formed so as to surround, and a relay electrode formed on the back surface of the insulating sheet and electrically connected to the ring-shaped electrode;
The second anisotropic conductive elastomer sheet has a plurality of through holes formed according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected,
The second electrode sheet corresponds to a support sheet having an opening, an elastic anisotropic conductive film formed so as to close the opening of the support sheet, and a pattern of the electrode to be inspected on the surface of the elastic anisotropic conductive film A plurality of inspection core electrodes arranged according to the pattern to be connected, and a plurality of connection core electrodes arranged according to a pattern corresponding to the pattern of the relay electrode in the first electrode sheet on the surface of the elastic anisotropic conductive film. Have
The elastic anisotropic conductive film is arranged according to a pattern corresponding to the pattern of the inspection core electrode and the connection core electrode, and is oriented so that conductive particles exhibiting magnetism are arranged in the thickness direction in the elastic polymer material. A plurality of conductive path forming parts contained in a state, and an insulating part made of an elastic polymer material that insulates these conductive path forming parts from each other, and is formed on each surface of the conductive path forming part. The inspection core electrode or the connection core electrode is disposed,
The inspection core electrode enters the through hole of the second anisotropic conductive elastomer sheet and the through hole of the insulating sheet in the first electrode sheet, and passes through the first anisotropic conductive elastomer sheet. A wafer inspection probe card, wherein the probe card is electrically connected to the electrode to be inspected.
支持シートの開口を塞ぐよう形成された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、当該支持シートの開口内に複数の導電路形成部を形成し、これらの導電路形成部の間に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料よりなる絶縁部用材料層を形成することにより、支持シートの開口内に複数の導電路形成部および絶縁部用材料層が形成されてなる第1の中間体を製造する工程と、
金属膜上に、複数の検査用コア電極および複数の接続用コア電極を形成し、これらの検査用コア電極および接続用コア電極の間に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料よりなる絶縁部用材料層を形成することにより、金属膜上に複数の検査用コア電極、複数の接続用コア電極および絶縁部用材料層が形成されてなる第2の中間体を製造する工程と、
前記第1の中間体に前記第2の中間体を、導電路形成部の各々にこれに対応する検査用コア電極および接続用コア電極の各々が対接するよう積重し、この状態で、第1の中間体および第2の中間体の各々の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と
を経由して得られることを特徴とする請求項1に記載のウエハ検査用プローブカード。 The second electrode sheet is
By laser processing a conductive elastomer layer containing magnetically conductive particles formed so as to close the opening of the support sheet so as to be aligned in the thickness direction, a plurality of particles are formed in the opening of the support sheet. By forming conductive path forming portions and forming an insulating portion material layer made of a polymer material forming material which is cured and becomes an elastic polymer substance between the conductive path forming portions, the inside of the opening of the support sheet is formed. A step of manufacturing a first intermediate formed with a plurality of conductive path forming portions and insulating portion material layers;
Forming a plurality of inspection core electrodes and a plurality of connection core electrodes on a metal film, and forming a polymer material that is cured between the inspection core electrodes and the connection core electrodes to become an elastic polymer material By forming the insulating part material layer made of a material, a second intermediate body in which a plurality of inspection core electrodes, a plurality of connecting core electrodes, and an insulating part material layer are formed on the metal film is manufactured. Process,
The second intermediate body is stacked on the first intermediate body so that each of the inspection core electrode and the connection core electrode corresponding to each of the conductive path forming portions is in contact with each other. 2. The wafer inspection according to claim 1, wherein the wafer inspection is obtained through a step of forming an insulating portion by curing the material layer for the insulating portion of each of the first intermediate body and the second intermediate body. Probe card.
検査対象であるウエハにおける被検査電極の各々に、電気抵抗測定用コネクターにおける第1の電極シートのリング状電極および第2の電極シートの検査用コア電極が同時に電気的に接続されて測定可能状態とされ、
この測定可能状態において、指定された1つの被検査電極に電気的に接続された検査用コア電極およびリング状電極のうち、その一方を電流供給用電極とし、他方を電圧測定用電極として用いることにより、当該指定された1つの被検査電極に係る電気抵抗の測定が実行されることを特徴とするウエハ検査装置。 The probe card for wafer inspection according to claim 1 or claim 2 is provided,
A state in which measurement is possible by simultaneously electrically connecting the ring-shaped electrode of the first electrode sheet and the core electrode for inspection of the second electrode sheet in the electrical resistance measurement connector to each of the electrodes to be inspected on the wafer to be inspected And
In this measurable state, one of the inspection core electrode and the ring electrode electrically connected to one designated inspection electrode is used as a current supply electrode, and the other is used as a voltage measurement electrode. The wafer inspection apparatus is characterized in that the measurement of the electrical resistance relating to the designated one inspection target electrode is executed.
当該ウエハの被検査電極の各々に、前記ウエハ検査用プローブカードの電気抵抗測定用コネクターにおける第1の電極シートのリング状電極および第2の電極シートの検査用コア電極を同時に電気的に接続して測定可能状態とし、
この測定可能状態において、指定された1つの被検査電極に電気的に接続された検査用コア電極およびリング状電極のうち、その一方を電流供給用電極とし、他方を電圧測定用電極として用いることにより、当該指定された1つの被検査電極に係る電気抵抗の測定を実行することを特徴とするウエハ検査方法。
The wafer inspection probe card according to claim 1 or 2 is disposed on a surface of a wafer to be inspected,
The ring-shaped electrode of the first electrode sheet and the core electrode for inspection of the second electrode sheet in the electrical resistance measurement connector of the wafer inspection probe card are simultaneously electrically connected to each of the electrodes to be inspected of the wafer. To enable measurement,
In this measurable state, one of the inspection core electrode and the ring electrode electrically connected to one designated inspection electrode is used as a current supply electrode, and the other is used as a voltage measurement electrode. The wafer inspection method is characterized in that the measurement of the electrical resistance of the designated one inspection target electrode is executed.
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JP2005279311A JP2007093237A (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Wafer inspecting probe card, wafer inspection device, and wafer inspection method |
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CN114236337A (en) * | 2021-12-13 | 2022-03-25 | 江苏威森美微电子有限公司 | Wafer test equipment |
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- 2005-09-27 JP JP2005279311A patent/JP2007093237A/en not_active Withdrawn
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