JP2008089377A

JP2008089377A - 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

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Publication number: JP2008089377A
Application number: JP2006269366A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hirasawa; 宏幸平澤; Kazuo Inoue; 和夫井上
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】ウエハ検査時に加えられる荷重を極力抑え、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。
【解決手段】表面電極部２４と、裏面電極部２６と、表面電極部の基端部２４ｂから連続して絶縁層２０をその厚み方向に貫通して伸び、裏面電極部に連結された短絡部２８と、絶縁層の厚み方向に伸び、表面電極部と裏面電極部とを連通する中空部２８Ｈとを備え、短絡部が、絶縁層の中空部の外周側に配置され、表面電極部が、短絡部と連結された基端部と、中空部の表面電極部側の開口部に位置するとともに、表面電極部の中心に位置する突出部２４ａと、表面電極部の突出部と表面電極部の基端部とを連結するとともに、中空部の表面電極部側の開口部に位置する回転力付与連結部２４ｃとを備え、表面電極部の突出部を中空部方向に押圧することによって、回転力付与連結部により、表面電極部の突出部が回転する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、集積回路などの回路の電気的検査において、回路に対する電気的接続を行うためのプローブ装置として好適な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、半導体素子など電子部品の回路装置の電気的検査においては、被検査回路装置の被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置された検査電極を有する検査用プローブが用いられている。

このような検査用プローブとしては、従来、ピンまたはブレードよりなる検査電極が配列されてなるものが使用されている。
また被検査回路装置が、多数の集積回路が形成されたウエハであって、ウエハを検査するための検査用プローブを作製する場合には、非常に多数の検査電極を配列することが必要となるので、検査用プローブは極めて高価なものとなる。

さらに、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）ごとに異なるため、各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さ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、特許文献１および特許文献２に提案されている。

このプローブカードのシート状プローブ１００は図２２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１０４を有し、この絶縁シート１０４には、その厚さ方向に延びる複数の電極構造体１０２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１０４の周縁部には、絶縁シート１０４の熱膨張を制御するなどの目的で、例えば、セラミックスからなるリング状の支持部材１０６が設けられている。
この支持部材１０６は、絶縁シート１０４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１０２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。

さらに各電極構造体１０２は、絶縁シート１０４の表面に露出する突起状の表面電極部１０８と、絶縁シート１０４の裏面に露出する板状の裏面電極部１１０とが、絶縁シート１０４をその厚さ方向に貫通して延びる短絡部１１２を介して、一体に連結された構造になっている。

しかしながら、このようなシート状プローブには以下のような問題がある。
例えば、直径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、３００μｍ以下であり、微細な
場合は、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、３００μｍ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、ウエハとシート状プローブの絶縁シートとの間で、面方向の熱膨張の絶対量に大きな差が生じると、絶縁シートの周縁部をウエハの線熱膨張係数と同等の線熱膨張係数を有する支持部材によって固定しても、バーンイン試験の際に、温度変化による電極構造体と被検査電極との位置ずれを確実に防止することが困難であるため、良好な電気的接続状態を安定に維持することができない。

また、検査対象が小型の回路装置であっても、隣接する被検査電極間の離間距離が、５０μｍ以下である場合には、バーンイン試験の際に温度変化による電極構造体と被検査電極との位置ずれを確実に防止することは困難であるため、良好な電気的接続状態を安定に維持することができない。

これに対して、本出願人は、特許文献３において、検査対象が直径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、良好な電気的接続状態を安定に維持することができるプローブカードおよびその製造方法を既に提案している。

すなわち、特許文献３では、図２３（ａ）に示したように、フレーム板形成用金属板２０２と、このフレーム板形成用金属板２０２上に一体的に積層された絶縁層形成用樹脂シート２０４とを有する積層体２０６を用意し、この積層体２０６の絶縁層形成用樹脂シート２０４に貫通孔２０８を形成している。

さらに、図２３（ｂ）に示したように、積層体２０６に対してメッキ処理を施すことにより、絶縁層形成用樹脂シート２０４の貫通孔２０８内に、フレーム板形成用金属板２０２に連結された短絡部２１０と、短絡部２１０に連結された表面電極部２１２を形成している。

そして、図２３（ｃ）に示したように、フレーム板形成用金属板２０２をエッチング処理することにより、貫通孔２１４が形成された金属フレーム板２１６を形成し、フレーム板形成用金属板２０２の一部によって、短絡部２１０に連結された裏面電極部２１８を形成している。

これにより、表面に露出する表面電極部２１２と裏面に露出する裏面電極部２１８を有する電極構造体２２０とが、柔軟な樹脂よりなる絶縁層２２２に保持されてなる接点膜２２４と、この接点膜２２４を支持する金属フレーム板２１６とから構成されるシート状プローブ２００が得られるものである。

このような特許文献３のシート状プローブ２００では、絶縁層２２２の面方向の熱膨張が金属フレーム板２１６によって確実に規制されるので、検査対象が、例えば、直径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、良好な電気的接続状態が安定に維持されるものである。

しかしながら、検査対象のウエハ３００は、図２４（ａ）に示したように、空気環境下にて長時間放置された場合や、製造工程や検査工程において高温条件下にさらされた場合
、図２４（ｂ）に示したように、被検査電極３０２の表面に、酸化膜３０４が形成されることがある。

そして、図２５（ａ）に示したように、特許文献３に示されるように、球形の表面電極部２１２からなる電極構造体２２０を備えたシート状プローブ２００においては、図２５（ｂ）に示したように、ウエハ３００の表面に形成された酸化膜３０４を破るのが困難であり、ウエハ３００の被検査電極３０２とシート状プローブ２００の電極構造体２２０の電気的接続が困難となる場合があった。

そのため、図２６（ａ）および図２６（ｂ）に示したように、ウエハ３００の被検査電極３０２の表面に形成された酸化膜３０４を接触時に破って、ウエハ３００の被検査電極３０２とシート状プローブ４００の電極構造体４０４が、電気的な接続が容易に達成でき、精度の良い電気検査を実施することができる。ように、シート状プローブ４００に形成された電極構造体４０４の表面電極部４０２の先端部形状を、角錐や円錐台することが考えられる。

このような円錐台電極は、表面電極部４０２における被検査電極３０２との接触する部分の面積が球状電極の場合より小さいため、同一荷重を加えた場合、単位面積当たりに加えられる荷重量が大きく、酸化膜３０４を破るのが容易になる。

現在、ウエハ検査時に加えられる荷重は、１被検査電極当たり計算して「８ｇ／電極」となっている。
例えば、球状電極の場合の接触部分の面積がｂとして、円錐台電極の場合の接触部分の面積が０．５ｂなるとすれば、酸化膜３０４を破るための接触時の単位面積当たりの荷重で考えると、円錐台電極での「８ｇ／電極」の荷重は、球状電極での「１６ｇ／電極」の荷重に相当する。

そのため、円錐台電極で、酸化膜３０４が形成された被検査電極３０２を有するウエハ３００を検査する場合、検査時に必要な荷重の合計は、円錐台電極の方が小さい圧力で達成できるため、ウエハ検査装置の加圧機構の小型化が達成でき、さらに小さな圧力にて検査できることは、異方導電性コネクターの繰り返し使用耐久性の向上をもたらし、結果的に検査コストの低減をもたらすこととなる。
特開２００１−１５５６５号公報特開２００２−１８４８２１号公報特開２００４−３６１３９５号公報

しかしながら、円錐台電極であっても、被検査電極の個数が多ければ、ウエハ検査時に加えられる荷重はそれだけ多くの荷重が必要であり、さらに、１被検査電極当たりに加えられる荷重を抑えることが求められている。

本発明は、このような現状に鑑み、ウエハ検査時に加えられる荷重を極力抑え、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。

また本発明は、ウエハ検査時に加えられる荷重を極力抑え、良好な電気的接続状態を安定に維持することができるプローブカード、およびこれを備えた回路装置の検査装置ならびにウエハ検査方法を提供することを目的とする。

本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明のシート状プローブは、
絶縁層と、
この絶縁層にその面方向に互いに離間して配置された、前記絶縁層の厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体を備えた接点膜を有するシート状プローブであって、
前記電極構造体の各々は、
前記絶縁層の表面に露出し、前記絶縁層の表面から突出する表面電極部と、
前記絶縁層の裏面に露出する裏面電極部と、
前記表面電極部の基端部から連続して前記絶縁層をその厚み方向に貫通して伸び、前記裏面電極部に連結された短絡部とを備え、
前記表面電極部が、
前記短絡部と連結された基端部と、
前記表面電極部の中心に位置する突出部と、
前記表面電極部の突出部と表面電極部の基端部とを連結する回転力付与連結部と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明のシート状プローブは、前記表面電極部と裏面電極部との間の絶縁層に形成され、絶縁層の厚み方向に伸び、表面電極部と裏面電極部とを連通する中空部を備えることを特徴とする。

さらに、本発明のシート状プローブは、前記短絡部が、前記絶縁層の中空部の外周側に配置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は、前記突出部が、前記中空部の表面電極部側の開口部に位置するとともに、表面電極部の中心に位置することを特徴とする。

また、本発明のシート状プローブは、前記回転力付与連結部が、前記中空部の表面電極部側の開口部に位置することを特徴とする。
さらに、本発明のシート状プローブは、前記表面電極部の突出部を中空部方向に押圧することによって、前記回転力付与連結部により、表面電極部の突出部が回転するように構成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、中空部の表面電極部側の開口部に位置する表面電極部の突出部を中空部方向に押圧することによって、中空部の表面電極部側の開口部に位置する表面電極部の突出部と回転力付与連結部が中空部内に移動することにより、回転力付与連結部の基端部までの水平面距離が短くなるので、表面電極部の突出部が回転する。

これにより、被検査対象であるウエハの被検査電極の表面に形成された酸化膜を接触時に破って、ウエハの被検査電極とシート状プローブの電極構造体との間の電気的な接続が容易に達成でき、精度の良い電気検査を実施することができる。

従って、小さい荷重で、検査対象であるウエハの被検査電極の表面に形成された酸化膜を接触時に破ることができるので、ウエハ検査時に加えられる荷重を極力抑え、良好な電気的接続状態を安定に維持することができる。

しかも、回転力付与連結部によって、電極構造体がバネ性を有することとなり、ウエハの被検査電極との接続を良好に行うことができる。
また、本発明のシート状プローブは、前記回転力付与連結部が、表面電極部の突出部と表面電極部の基端部とを螺旋形状に連結するように構成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、中空部の表面電極部側の開口部に位置する表面電極部の突出部を中空部方向に押圧することによって、中空部の表面電極部側の開口部に位置する表面電極部の突出部と螺旋形状の回転力付与連結部が、中空部方向に移動することによって、螺旋形状の回転力付与連結部の基端部までの平面距離が短くなるので、表面電極部の突出部が、螺旋形状の回転力付与連結部の基端部の方向に、螺旋方向に表面電極部の突出部が回転することになる。

この表面電極部の突出部の回転力によって、被検査対象であるウエハの被検査電極の表面に形成された酸化膜を、回転する表面電極部の突出部との接触時に破ることができ、ウエハの被検査電極とシート状プローブの電極構造体との間の電気的な接続が容易に達成でき、精度の良い電気検査を実施することができる。

しかも、螺旋形状の回転力付与連結部が螺旋形状のバネとして作用することによって、電極構造体がバネ性を有することとなり、ウエハの被検査電極との接続を良好に行うことができる。

また、本発明のシート状プローブは、前記回転力付与連結部が、表面電極部の突出部と表面電極部の基端部とを、２点以上で連結するように構成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、表面電極部の突出部と表面電極部の基端部とが安定状態で連結されることになり、表面電極部の突出部を中空部方向に押圧することによって、回転力付与連結部により、表面電極部の突出部が安定した状態で回転することになる。

また、本発明のシート状プローブは、前記短絡部が、絶縁層をその厚み方向に貫通して伸びる複数の柱状連結部から形成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、表面電極部と裏面電極部との導通を確実に達成することができる。

また、本発明のシート状プローブは、前記表面電極部の突出部が、その先端部が尖った形状に形成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、表面電極部の突出部を中空部方向に押圧することによって、回転力付与連結部により、表面電極部の突出部が回転した際に、ドリルのように作用して、被検査対象であるウエハの被検査電極の表面に形成された酸化膜を接触時に確実に破ることができ、ウエハの被検査電極とシート状プローブの電極構造体との間の電気的な接続が容易に達成でき、精度の良い電気検査を実施することができる。

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。

このように構成することによって、ウエハの被検査電極とシート状プローブの電極構造体との間の電気的な接続が容易に達成でき、ウエハに形成された複数の集積回路について精度の良い電気検査を実施することができる。

また、本発明のシート状プローブを製造する方法は、シート状プローブを製造する方法であって、
絶縁性シートを準備して、その表面側から、形成すべき電極構造体のパターンに対応するパターンに従って、凹所を形成する工程と、
前記凹所内に、金属を堆積させることにより、電極構造体における表面電極部であって、基端部と、表面電極部の中心に位置する突出部と、表面電極部の突出部と表面電極部の基端部とを連結する回転力付与連結部とを形成する工程と、
前記表面電極部上に、絶縁層と金属層とをこの順序で積層し、表面電極部の少なくとも一部を絶縁層に埋没させる工程と、
前記金属層と絶縁層に、形成すべき電極構造体のパターンに対応するパターンに従った貫通孔と、短絡部形成用貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔と短絡部形成用貫通孔内に金属を充填して、形成すべき電極構造体の中空部形成用金属部と、短絡部とを形成する工程と、
前記中空部形成用金属部と、短絡部の裏面に、金属層を積層して、形成すべき電極構造体の裏面電極部を形成する工程と、
前記中空部形成用金属部を、エッチングにより除去することにより、中空部を形成する工程と、
を有することを特徴とする。

このように構成することによって、表面電極部の突出部を中空部方向に押圧することによって、回転力付与連結部により、表面電極部の突出部が回転して、被検査対象であるウエハの被検査電極の表面に形成された酸化膜を接触時に破って、ウエハの被検査電極とシート状プローブの電極構造体との間の電気的な接続が容易に達成でき、精度の良い電気検査を実施することができるシート状プローブを製造することが可能である。

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とテスターとの電気的接続を行うためのプローブカードであって、
検査対象である回路装置の被検査電極に対応して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上に配置された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た前述のいずれかに記載のシート状プローブと、
を備え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、検査対象である回路装置とテスターとの電気的接続が容易に達成でき、検査対象である回路装置について精度の良い電気検査を実施することができる。

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が多数の集積回路が形成されたウエハであり、
異方導電性コネクターは、
検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路または一部の集積回路における被検査電極が配置された電極領域に対応して複数の開口が形成されたフレーム板と、
このフレーム板の各開口を塞ぐよう配置された異方導電性シートと、
を有し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、絶縁層の面方向の熱膨張がフレーム板によって確実に規制されるので、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に維持することができる。

また、本発明の回路装置の検査装置は、前述に記載されたプローブカードを備え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、検査対象である回路装置とテスターとの電気的接続が容易に達成でき、検査対象である回路装置について精度の良い電気検査を実施することができる。

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とテスターとの電気的接続を行うためのプローブカードであって、
検査対象である回路装置の被検査電極に対応して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上に配置された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た前述の製造方法にて製造されたシート状プローブと、
を備えていることを特徴とする。

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が多数の集積回路が形成されたウエハであり、
異方導電性コネクターは、
検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路または一部の集積回路における被検査電極が配置された電極領域に対応して複数の開口が形成されたフレーム板と、
このフレーム板の各開口を塞ぐよう配置された異方導電性シートとを有し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、絶縁層の面方向の熱膨張がフレーム板によって確実に規制されるので、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に維持することができる。

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、
前述のいずれかに記載のプローブカードを介してテスターに電気的に接続し、
前記各集積回路の電気検査を行うことを特徴とするウエハの検査方法。

このように構成することによって、検査対象である回路装置とテスターとの電気的接続が容易に達成でき、検査対象であるウエハの各集積回路について精度の良い電気検査を実施することができる。

本発明のシート状プローブによれば、中空部の表面電極部側の開口部に位置する表面電極部の突出部を中空部方向に押圧することによって、中空部の表面電極部側の開口部に位置する表面電極部の突出部と回転力付与連結部が中空部内に移動することにより、回転力付与連結部の基端部までの水平面距離が短くなるので、表面電極部の突出部が回転する。

しかも、回転力付与連結部によって、電極構造体がバネ性を有することとなり、ウエハの被検査電極との接続を良好に行うことができる。
また、本発明のシート状プローブによれば、中空部の表面電極部側の開口部に位置する表面電極部の突出部を中空部方向に押圧することによって、中空部の表面電極部側の開口部に位置する表面電極部の突出部と螺旋形状の回転力付与連結部が、中空部方向に移動することによって、螺旋形状の回転力付与連結部の基端部までの平面距離が短くなるので、表面電極部の突出部が、螺旋形状の回転力付与連結部の基端部の方向に、螺旋方向に表面電極部の突出部が回転することになる。

さらに、本発明のシート状プローブによれば、表面電極部の突出部が、その先端部が尖った形状に形成されているので、表面電極部の突出部を中空部方向に押圧することによって、回転力付与連結部により、表面電極部の突出部が回転した際に、ドリルのように作用して、被検査対象であるウエハの被検査電極の表面に形成された酸化膜を接触時に確実に破ることができ、ウエハの被検査電極とシート状プローブの電極構造体との間の電気的な接続が容易に達成でき、精度の良い電気検査を実施することができる。

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、形状などは本明細書の記載、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）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図、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線による部分断面図である。

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インチなどのウエハについて、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ものである。
図１（ａ）および図２に示したように、シート状プローブ１０は、貫通孔１２が形成された金属フレーム板１４を有し、この貫通孔１２内に接点膜１６が配置されている。さらにこの接点膜１６は、貫通孔１２の縁部に支持されている。なお、本明細書中では、この部分を支持部１８とする。

また図１（ｂ）および図３に示したように、この支持部１８では、樹脂製の絶縁層２０が金属フレーム板１４上に支持されている。
さらに接点膜１６は、柔軟な絶縁層２０に電極構造体２２が貫通形成された構造となっている。

すなわち接点膜１６は、絶縁層２０の厚さ方向に延びる複数の電極構造体２２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層２０の面方向に互いに離間して配置されている。

このような電極構造体２２の各々は、図３（ａ）に示したように、絶縁層２０の表面に露出し、この絶縁層２０の表面から突出する表面電極部２４と、絶縁層２０の裏面に露出する裏面電極部２６を備えている。

さらに、表面電極部２４の基端部２４ｂから連続して絶縁層２０をその厚み方向に貫通して伸び、裏面電極部２６に連結された短絡部２８を備えている。また、表面電極部２４と裏面電極部２６との間の絶縁層２０には、絶縁層２０の厚み方向に伸び、表面電極部２４と裏面電極部２６とを連通する中空部２８Hが形成されている。

また、表面電極部２４が、短絡部２８と連結された基端部２４ｂと、中空部２８Hの表
面電極部側の開口部に位置するとともに、表面電極部２４の中心に位置し、その先端部が尖った形状に形成されている突出部２４ａを備えている。

なお、この場合、短絡部２８は、絶縁層の中空部の外周側に配置され、絶縁層２０をその厚み方向に貫通して伸びる２本の柱状連結部２８ａから形成されている。
また、表面電極部２４の突出部２４ａと表面電極部２４の基端部２４ｂとを連結するとともに、中空部２８Hの表面電極部側の開口部に位置する回転力付与連結部２４ｃとを備
えている。

この回転力付与連結部２４ｃは、図３（ｂ）に示したように、表面電極部２４の突出部２４ａと表面電極部２４の基端部２４ｂとを螺旋形状に連結するように構成されている。すなわち、図３（ｂ）に示したように、回転力付与連結部２４ｃは、２つの短絡部２８とそれぞれ連結する連結部２４ｄと、表面電極部２４の突出部２４ａを、２つの支持部２４ｆで２点で支持する、略Ｓ字形状の略円弧形状の螺旋バネ状部２４ｅとを備えている。

これにより、後述の図１８で詳細に説明するように、中空部２８Hの表面電極部側の開
口部に位置する表面電極部２４の突出部２４ａを中空部２８H方向に押圧することによっ
て、中空部２８Hの表面電極部側の開口部に位置する表面電極部２４の突出部２４ａと回
転力付与連結部２４ｃが中空部２８H内に移動することにより、回転力付与連結部２４ｃ
の基端部２４ｂまでの水平面距離が短くなるので、回転力付与連結部２４ｃにより、表面電極部２４の突出部２４ａが回転するように構成されている。

なお、この実施例の場合には、回転力付与連結部２４ｃは、短絡部２８と連結する連結部２４ｄと、略円弧形状の螺旋バネ状部２４ｅが、表面電極部２４の突出部２４ａを、２つの支持部２４ｆで２点で支持する、略Ｓ字形状を構成したが、図示しないが、表面電極部２４の突出部２４ａを３点以上で支持する構成にするなどその形状は適宜変更することが可能である。

そして、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部材３２が設けられている。
＜金属フレーム板＞
金属フレーム板１４は、線熱膨張係数が３×１０^-5／Ｋ以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは、−１×１０^-7〜１×１０^-5／Ｋ、特に好ましくは、−１×１０^-6〜８×１０^-6／Ｋである。

また、金属フレーム板１４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、モリブデン、モリブデン合金または合金鋼が挙げられる。

さらに、金属フレーム板１４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、シート状プローブ１０を支持する金属フレーム板１４として必要な強度が得られないことがある。

一方、この厚みが過大である場合には、後述する製造方法において、エッチング処理によって金属フレーム板１４と裏面電極部２６とに分離することが困難となることがある。
なお、図１に示したシート状プローブ１０は、図４（ａ）に示したように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、複数個の貫通孔１２が形成された金属フレーム板１４を形成し、これらの貫通孔１２にそれぞれ絶縁層２０を互いに隔離するように形成している。

しかしながら、図５に示したように（図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である）、絶縁層２０を一体化し、連続した１つの支持部１８としてもよく、図６に示したように（図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である）、絶縁層２０を複数の接点膜１６を含むように分割し（同図では４分割）、複数の接点膜１６について連続した支持部１８を形成するようにしてもよい。

さらに、図４（ｂ）に示したように、中央に一つ大径の貫通孔１２を形成したリング形状の金属フレーム板１４を形成し、図７に示したように（図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である）、この貫通孔１２に絶縁層２０を一体化し、連続した１つの支持部１８として、この絶縁層２０に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複数個の電極構造体２２を形成するようにすることも可能である。

このように金属製の金属フレーム板１４から構成されることによって、使用する際に必要な機械的強度が得られ、繰り返し使用に対しても耐久性が高くなる。
＜絶縁層＞
絶縁層２０としては、柔軟性を有する樹脂膜が用いられる。

絶縁層２０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るものではないが、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
を用いることができる。

また、ポリイミドにより絶縁層２０を形成する場合は、熱硬化性のポリイミド、熱可塑性のポリイミド、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、溶液などを用いて形成することが好ましい。

さらに、絶縁層２０の厚さは、良好な柔軟性を得る点などから５〜１５０μｍであることが好ましく、より好ましくは、７〜１００μｍ、さらに好ましくは、１０〜５０μｍである。＜電極構造体＞
電極構造体２２の材料としては、ニッケル、鉄、銅、金、銀、パラジウム、鉄、コバルト、タングステン、ロジウム、またはこれらの合金もしくは合金鋼などがあげられる。

また、電極構造体２２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。
さらに、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２２と被検査電極を接触させ、電極構造体２２の表面電極部２４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２２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２２の表面電極部２４は、酸化膜を容易に破壊することかできる程度の硬度を有していることが望ましい。
このような表面電極部２４を得るために、表面電極部２４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る。
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２２の導電性を損なうことなく、電極構造体２２の表面電極部２４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、表面電極部２４の形状を鋭利な突起状とするとよく、また、表面電極部２４の表面に微細な凹凸を形成してもよい。
本実施例においては、表面電極部２４の先端部（突出部２４ａ）は、四角錐の形状を有しているが、例えば、円錐とするなど、必要に応じて適宜の形状としてよいものである。

またウエハ上の集積回路の被検査電極の数にもよるが、１つの接点膜１６には、例えば、数十個以上の電極構造体２２が形成される。
このような電極構造体２２の形状について以下に説明する。

図３に示したように、表面電極部２４は、四角錐形状で幅ｔ２、高さｔ１の突出部２４ａと、この突出部２４ａの下端には突出部２４ａの幅ｔ２よりも大きな径Ｒ１、厚さｔ３を有する基端部２４ｂと、突出部２４ａと表面電極部２４の基端部２４ｂとを螺旋形状に連結する回転力付与連結部２４ｃとから構成されている。

表面電極部２４の突出部２４ａは、絶縁層２０の表面から高さｔ１だけ突出しており、基端部２４ｂは、厚さｔ３の部分が絶縁層２０内に埋没し、その表面だけが絶縁層２０の表面と同一面上に露出するようになっている。

また、短絡部２８が、絶縁層２０をその厚み方向に貫通して伸びる２本の柱状連結部２８ａから形成されている。
さらに、表面電極部２４の突出部２４ａの幅ｔ２よりも大きく、基端部２４ｂの径Ｒ１より若干狭い径Ｒ３を有し、表面電極部２４と裏面電極部２６との間の絶縁層２０に形成された中空部２８Hを備えている。

さらに、短絡部２８の下端には、絶縁層２０の裏面に向かってフランジ形状を有するとともに、厚さｔ４を有する裏面電極部２６が形成されている。
このような裏面電極部２６は、表面電極部２４の基端部２４ｂの径Ｒ１と略同様の大きさの径Ｒ２を有している。

なお、上記の説明においては、表面電極部２４の突出部２４ａは四角錐形状であるため、幅ｔ２としたが、例えば、円錐形状の場合には径として置換すれば良いものである。
また、図３においては、表面電極部２４の基端部２４ｂの径Ｒ１と、裏面電極部２６の径Ｒ２とは略同形状であるが、径Ｒ２よりも径Ｒ１を大きくすることも可能であり、電極構造体２２が、絶縁層２０から脱落しないように設定されていれば、如何なる大きさでも良いものであり、適宜設定することが好ましい。

このような、電極構造体２２は、絶縁層２０の厚さＨの上下に貫通するとともに、一定の配置ピッチＰで形成されている。
＜支持部材＞
支持部材３２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あげられる。

また、支持部材３２の厚さとしては、好ましくは、２ｍｍ以上であるのが望ましい。
このような範囲にリング状の支持部材３２の厚さを設定することによって、金属フレーム板１４と支持部材３２の熱膨張率の相違による影響、すなわち温度変化による電極構造体２２と被検査電極との位置ずれを効果的に抑えることができる。

また、支持部材３２の剛性でシート状プローブ１０を支持することで、後述するプローブカードにおいて、例えば、支持部材３２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、あるいは支持部材３２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１６に設けられた電極構造体２２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る。

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や電極構造体２２の所定位置からの位置ずれを確実に防止できる。
＜被覆膜＞
電極構造体２２の裏面電極部２６には、必須ではないが被覆膜（図示せず）が備えられても良い。

なお、被覆膜（図示せず）は、例えば、裏面電極部２６の材料が化学的に安定していない場合や導電性が不十分な場合に設けると良い。
材質としては化学的に安定な金、銀、パラジウム、ロジウムなどの高導電性金属を用いることができる。

また、電極構造体２２の表面電極部２４にも金属被覆膜を形成することができ、例えば、被検査電極が半田材料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２４を被覆することが望ましい。

このようなシート状プローブ１０によれば、金属フレーム板１４の貫通孔１２に接点膜１６を支持しているので、貫通孔１２に配置される接点膜１６の面積を小さくすることができる。

例えば、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を形成した金属フレーム板１４を用いれば、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１６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１６は、その絶縁層２０の面方向の熱膨張の絶対量が小さいため、絶縁層２０の熱膨張を金属フレーム板１４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。
２．シート状プローブの製造方法について：
以下、本発明のシート状プローブ１０の実施例における製造方法について説明する。

先ず、図８（ａ）に示したように、単結晶シリコンよりなる結晶面を表面とする板状の絶縁性シート３４Ａと、この絶縁性シート３４Ａの表面と裏面に形成され、二酸化珪素よりなる保護膜３６Ａ、３８Ａとよりなる積層体１０Ａを用意する。

次いで、図８（ｂ）に示したように、この絶縁性シート３４Ａの両面に形成された保護膜３６Ａ、３８Ａの各々の表面に、フォトリソグラフィーの手法により、保護膜３６Ａ、３８Ａをエッチング処理するためのレジスト膜４０Ａ、４２Ａを形成する。

その後、図８（ｃ）に示したように、絶縁性シート３４Ａの上面側に形成されたレジスト膜４０Ａに、形成すべき凹所４４に対応した複数のパターン孔４０Ｋを形成する。
次いで、図９（ａ）に示したように、絶縁性シート３４Ａの一面に形成された保護膜３６Ａに対して、レジスト膜４０Ａのパターン孔４０Ｋを介してエッチング処理を行うことにより、保護膜３６Ａにレジスト膜４０Ａのパターン孔４０Ｋに連通するパターン孔３６Ｋを形成する。

そして図９（ｂ）に示したように、レジスト膜４０Ａ、４２Ａを除去し、さらに、図９（ｃ）に示したように、絶縁性シート３４Ａの一面に対して、保護膜３６Ａ、３８Ａをレジストとして利用し、保護膜３６Ａのパターン孔３６Ｋを介して異方性エッチング処理を行うことにより、四角錐状の凹所４４が形成された積層体１０Ａが得られる。

上記の絶縁性シート３４Ａとしては、結晶面を表面とするシリコンウエハをそのままの状態、あるいは適宜の形状に加工した状態で用いることが好ましい。
さらに、保護膜３６Ａをエッチング処理するためのエッチング液としては、フッ酸などを用いることができる。また、絶縁性シート３４Ａを異方性エッチング処理するためのエッチング液としては、水酸化カリウム、エチレンジアミンなどの水溶液を用いることができる。

さらに、絶縁性シート３４Ａの異方性エッチング処理の条件としての処理温度、処理時間は、エッチング液の種類、凹所４４の深さなどに応じて適宜設定されるが、例えば、処
理温度は６０〜８５℃である。

次いで、図１０（ａ）に示したように、保護膜３６Ａと絶縁性シート３４Ａが露出した凹所４４の領域に、メッキ処理、スパッタ処理あるいは蒸着処理を行うことにより、金属層４８が形成される。

その後、図１０（ｂ）に示したように、凹所４４以外の領域に、形成すべき表面電極部２４の基端部２４ｂ、回転力付与連結部２４ｃに対応するパターンのパターン孔５０Ｋを有するレジスト膜５０Ａを形成する。

次いで、図１１（ａ）に示したように、絶縁性シート３４Ａの凹所４４の各々およびその周辺部、すなわちレジスト膜５０Ａのパターン孔５０Ｋ内に金属を堆積させることにより、突出部２４ａ、基端部２４ｂ、突出部２４ａと表面電極部２４の基端部２４ｂとを連結する螺旋形状の回転力付与連結部２４ｃからなり、絶縁性シート３４Ａの面方向に伸びる表面電極部２４を形成する。

すなわち、図１１（ｂ）の右側の平面図に示したように、回転力付与連結部２４ｃは、短絡部２８と連結する連結部２４ｄと、表面電極部２４の突出部２４ａを、２つの支持部２４ｆで２点で支持する、略Ｓ字形状の略円弧形状の螺旋バネ状部２４ｅとを備えている。

なお、絶縁性シート３４Ａの凹所４４の各々およびその周辺部に金属を堆積させる方法としては、金属層４８を共通電極として電解メッキ処理、化学メッキ処理、スパッタ処理あるいは蒸着処理などを利用することができるが、電解メッキ処理、化学メッキ処理が好ましく、より好ましくは、電解メッキ処理である。

そして、図１１（ｂ）に示したように、絶縁性シート３４Ａの一面からレジスト膜５０Ａを除去することにより、絶縁性シート３４Ａに、形成すべき電極構造体２２のパターンに対応するパターンに従って複数の表面電極部２４が配列されてなる積層体１０Ｂが得られる。

次いで、図１１（ｃ）に示したように、円形の金属膜５２Ａと、この金属膜５２Ａの表面に一体的に積層された、樹脂よりなる絶縁膜５４Ａを、積層体１０Ｂの表面電極部２４の各々が対接するよう配置し、熱圧着処理することにより、表面電極部２４の各々の少なくとも一部が、絶縁膜５４Ａに埋め込まれた状態となる。

この積層体１０Ｂにおいて、金属膜５２Ａは、例えば、４２アロイなどの材質を用いることが好ましい。
また、絶縁膜５４Ａを形成する樹脂としては、エッチング可能な高分子材料を用いることが好ましく、より好ましくは、ポリイミド樹脂である。

次いで、図１２（ａ）に示したように、積層体１０Ｂにおける金属膜５２Ａに、形成すべき電極構造体２２のパターンに対応するパターンに従って複数のパターン孔５６Ｋが形成されたレジスト膜５６Ａを形成する。また、この際には、図１２（ｂ）の右側の平面図に示したように、短絡部２８を形成するための短絡部形成用パターン孔５６Ｌを同時に形成しておく。この場合、パターン孔５６Ｋの大きさは、回転力付与連結部２４ｃよりも大きな形状となっている。

さらに、図１２（ｂ）に示したように、金属膜５２Ａに対し、レジスト膜５６Ａのパターン孔５６Ｋ、短絡部形成用パターン孔５６Ｌを介して露出した部分にエッチング処理を
施すことにより、金属膜５２Ａに、それぞれレジスト膜５６Ａのパターン孔５６Ｋ、短絡部形成用パターン孔５６Ｌに連通する複数の貫通孔５２Ｈ、短絡部形成用貫通孔５２Ｌが形成される。

その後、図１２（ｃ）に示したように、絶縁膜５４Ａに対し、レジスト膜５６Ａの各パターン孔５６Ｋ、短絡部形成用パターン孔５６Ｌ、および、金属膜５２Ａの貫通孔５２Ｈ、短絡部形成用貫通孔５２Ｌを介して露出した部分に、レーザーを照射してその部分を除去することにより、絶縁膜５４Ａに、それぞれ金属膜５２Ａの貫通孔５２Ｈ、短絡部形成用貫通孔５２Ｌに連通する、貫通孔５４Ｈ、短絡部形成用貫通孔５４Ｌが形成される。

なお、この際、貫通孔５４Ｈ、短絡部形成用貫通孔５４Ｌを形成する際に用いられるレーザーとしては、エキシマレーザー、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、ＵＶＹＡＧレーザーなどを使用することができる。

次いで、図１３（ａ）に示したように、金属膜５２Ａの貫通孔５２Ｈ、貫通孔５４Ｈ、および、短絡部形成用貫通孔５２Ｌ、短絡部形成用貫通孔５４Ｌに、金属層（５８Ａ、５８Ｂ）を電気メッキで形成するための電極層として、金属層４８を利用して、それぞれ、例えば、銅からなる金属層５８Ａ、短絡部形成用金属層５８Ｂを形成する。

その後、図１３（ｂ）に示したように、形成すべき裏面電極部２６のパターンに対応するパターンに従って複数のパターン孔５７Ｋが形成されたレジスト膜５７Ａを、金属膜５２Ａ上に形成する。

さらに、図１３（ｃ）に示したように、レジスト膜５７Ａが形成されていないパターン孔５７Ｋ内に、例えば、Ｎｉメッキ、その表面に形成したのＡｕメッキなどの２層構造からなる金属層５８Cを形成する。

次いで、図１４（ａ）に示したように、レジスト膜５７Ａを除去した後、図１４（ｂ）に示したように、金属層５８Aの上面に、レジスト膜５９を形成する。
そして、図１４（C）に示したように、金属膜５２Ａをエッチング処理することにより
、形成すべき電極構造体２２の裏面電極部２６が形成されることとなる。

次いで、図１５（ａ）に示したように、積層体１０Ｂより保護膜３８Ａと絶縁性シート３４Ａを除去し、積層体１０Ｃとする。この際には、絶縁膜５４Ａと、絶縁性シート３４Ａの分離の際に、保護膜３６Ａと金属層４８の界面で分離し、保護膜３６Ａは絶縁性シート３４Ａ側に残り、絶縁性シート３４Ａとともに除去され、絶縁膜５４Ａの表面には金属層４８が残る。

さらに、図１５（ｂ）に示したように、積層体１０Ｃより、エッチング処理にて、貫通孔５２Ｈ、貫通孔５４Ｈ内の金属層５８Ａを除去する。この際、貫通孔５２Ｈ、貫通孔５４Ｈ内の金属層５８Ａは、回転力付与連結部２４ｃが形成されていない間隙部分からエッチングによって除去することができる。また、金属層５８Ａをエッチングで除去する際に、同時に金属層４８もエッチングで除去される。

そして、図１５（ｃ）に示したように、積層体１０Ｃの絶縁膜５４Ａの一部を露出させるようにレジスト膜６２Ａを絶縁膜５４Ａ上に形成する。
さらに、図１６（ａ）に示したように、この状態で絶縁膜５４Ａをエッチング処理することにより、金属膜５２Ａの一部が露出させることとなる。

次いで、図１６（ｂ）に示したように、レジスト膜５９を除去した後、絶縁膜５４Ａの
表面よりレジスト膜６２Ａを除去することにより、図３に示したように、電極構造体２２を有するシート状プローブ１０が得られる。

このような製造方法によって得られたシート状プローブ１０は、図１８（ａ）、（ｂ）に示したように、表面電極部２４の突出部２４ａを中空部２８Hの方向に押圧することに
よって、表面電極部２４の突出部２４ａと螺旋形状の回転力付与連結部２４ｃが、中空部２８Hの方向に移動する。

これによって、螺旋形状の回転力付与連結部２４ｃの基端部２４ｂまでの水平面距離が短くなるので、表面電極部２４の突出部２４ａが、図１８（ｂ）、（ｃ）の矢印で示したように、螺旋形状の回転力付与連結部２４ｃの基端部２４ｂの方向に、螺旋方向に表面電極部２４の突出部２４ａが回転することになる。

この表面電極部２４の突出部２４ａの回転力によって、図１８（ｄ）に示したように、被検査対象であるウエハ３００の被検査電極３０２の表面に形成された酸化膜３０４を、回転する表面電極部２４の突出部２４ａとの接触時に破ることができ、ウエハ３００の被検査電極とシート状プローブ１０の電極構造体２２との間の電気的な接続が容易に達成でき、精度の良い電気検査を実施することができる。

しかも、螺旋形状の回転力付与連結部２４ｃが螺旋形状のバネとして作用することによって、電極構造体がバネ性を有することとなり、ウエハの被検査電極との接続を良好に行うことができる。

しかも、電極構造体２２の表面電極部２４は、突出部２４ａが鋭利な突端形状であるため、被検査電極の表面に生ずる酸化膜を低い荷重で破壊することができ、確実にウエハの被検査電極と接続することができる。

また、上記のいずれかの製造方法によって得られ、金属フレーム板１４の支持部１８で接点膜１６が支持されたシート状プローブ１０（図１７（ａ）参照）は、シート状プローブ１０の周縁部、すなわち金属フレーム板１４の外周縁に絶縁層とは離間して、例えば、接着剤を介して、図１７（ｂ）に示したように剛性を有する平板リング状の支持部材３２が設けられる。
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１９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２０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２１は、プローブカードの要部の構成を示した断面図である。

図１９から図２１に示したように、この検査装置は、複数の集積回路が形成されたウエハ６４についてそれぞれの集積回路の電気検査をウエハ６４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６６は、検査用回路基板６８と、この検査用回路基板６８の表面に配置された異方導電性コネクター７０と、この異方導電性コネクター７０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６８の表面には、検査対象であるウエハ６４に形成された全ての集積回
路の被検査電極パターンに従って、複数の検査用電極７２が形成されている。
検査用回路基板６８の基板材料としては、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などの複合樹脂基板材料、ガラス、二酸化珪素、アルミナなど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、ポリイミド樹脂など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６６は、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７０は、図１９に示したように、複数の貫通孔が形成された円板状のフレーム板７４を備えている。
このフレーム板７４の貫通孔は、例えば、検査対象であるウエハ６４に形成された各集積回路に対応して形成されている。

貫通孔の内部には、厚さ方向に導電性を有する異方導電性シート７６が、貫通孔の周辺部に支持された状態で隣接する異方導電性シート７６と互いに独立して配置される。
また、フレーム板７４には、シート状プローブ１０と検査用回路基板６８との位置決めを行うための位置決め孔（図示せず）が形成されている。

フレーム板７４の厚さは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。この厚さが２０μｍ未満である場合、異方導電性コネクター７０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、厚さが６００μｍを超える場合、貫通孔に形成される異方導電性シート７６が過剰に厚くなり、接続用導電部の良好な導電性と、隣接する接続用導電部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７４の貫通孔の形状と寸法は、検査対象であるウエハ６４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７４の材料としては、フレーム板７４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７４を金属材料により形成する場合には、フレーム板７４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６６では、フレーム板７４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。

異方導電性シート７６は、図２１に示したように、厚さ方向に延びる複数の接続用の導
電部７８と、それぞれの導電部７８を互いに絶縁する絶縁部８１とからなる。
導電部７８には、磁性を示した導電性粒子７８ａが厚さ方向に並ぶよう配向した状態で密に含有されている。

また導電部７８は、異方導電性シート７６の両面から突出しており、両面に突出部８０が形成されている。
異方導電性シート７６の厚さ（導電部７８が表面から突出している場合には導電部７８の厚さ）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。この厚さが５０μｍ以上であれば、充分な強度を有する異方導電性シート７６が確実に得られる。

また、この厚さが３０００μｍ以下であれば、所要の導電性特性を有する導電部７８が確実に得られる。
突出部８０の突出高さは、突出部８０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８０を形成することにより、突出部８０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。
異方導電性シート７６のフレーム板７４に支持された二股部分の一方の厚さは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、図示したように異方導電性シート７６をフレーム板７４の両面側で二股状に支持する場合の他、フレーム板７４の片面のみで支持するようにしてもよい。
異方導電性シート７６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。

また、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。

異方導電性シート７６の導電部７８に含有される導電性粒子７８ａとしては、磁性を示した粒子が好ましい。このような磁性を示した粒子としては、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７８ａ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７８ａ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７８ａを用いることにより、異方導電性シート７６の加圧変形が容易であるとともに、導電部７８において各導電性粒子７８ａ間に充分な電気的接触が得られる。

また導電性粒子７８ａ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７８ａ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７８ａ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の繰り返し使用における耐久性が高くなる。

導電部７８の導電性粒子７８ａ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導電部７８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、得られる導電部７８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７８ａ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異方導電性シート７６の強度が高くなる。

異方導電性コネクター７０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６６の検査用回路基板６８の裏面には、図１９および図２０に示したように、プローブカード６６を下方に加圧する加圧板８２が設けられ、プローブカード６６の下方には、検査対象であるウエハ６４が載置されるウエハ載置台８４が設けられている。

加圧板８２とウエハ載置台８４のそれぞれには、加熱器８６が接続されている。
シート状プローブ１０のリング状の支持部材３２は図１９に示したように、加圧板８２に設けられた周状の嵌合用段差部に嵌め込まれる。

また異方導電性コネクター７０の位置決め孔には、ガイドピン８８が挿通される。
これにより異方導電性コネクター７０は、異方導電性シート７６のそれぞれの導電部７８が検査用回路基板６８のそれぞれの検査用電極７２に対接するように配置され、この異方導電性コネクター７０の表面に、シート状プローブ１０がそれぞれの電極構造体２２が異方導電性コネクター７０の異方導電性シート７６の各導電部７８に対接するよう配置され、この状態で三者が固定される。

ウエハ載置台８４には検査対象であるウエハ６４が載置され、加圧板８２によりプローブカード６６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２２の各表面電極部２４がウエハ６４の各被検査電極９０に加圧接触する。

この状態では、異方導電性コネクター７０の異方導電性シート７６の各導電部７８は、検査用回路基板６８の検査用電極７２とシート状プローブ１０の電極構造体２２の裏面電極部２６とにより挟圧されて厚さ方向に圧縮されている。

これにより、導電部７８にはその厚さ方向に導電路が形成され、ウエハ６４の被検査電極９０と検査用回路基板６８の検査用電極７２とが電気的に接続される。その後、加熱器８６によってウエハ載置台８４と加圧板８２を介してウエハ６４が所定の温度に加熱され、この状態で、ウエハ６４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６４が例えば、直径８インチ以上の大面積であり、かつ被検査電極９０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６４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６４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６６の検査電極がウエハ６４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６４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９０に対してプローブカード６６の検査電極を接続して、選択領域ごと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６４のサイズ、ウエハ６４に形成された集積回路の数、各集積回路の被検査電極９０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。

また異方導電性シート７６には、被検査電極９０のパターンに対応するパターンに従って形成された導電部７８の他に、被検査電極９０に電気的に接続されない非接続用の導電部７８が形成されていてもよい。

また、本発明のプローブカード６６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例を示した図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の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である。図３（ａ）は、図２のＸ−Ｘ線による部分断面図、図３（ｂ）は、表面電極部２４の平面図、図３（ｃ）は、表面電極部２４の別の実施例の平面図、図３（ｄ）は、表面電極部２４の別の実施例の平面図である。図４は、シート状プローブの金属フレーム板の形状を説明する平面図である。図５は、本発明のシート状プローブの他の実施例を示した図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。図６は、本発明のシート状プローブの他の実施例を示した図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。図７は、本発明のシート状プローブの他の実施例を示した図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。図８は、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、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、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、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、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、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、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、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、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１７は、シート状プローブに金属フレーム板を取り付ける方法を説明する断面図である。図１８（ａ）は、表面電極部２４の突出部２４ａを押圧前の状態の概略図、図１８（ｂ）は、押圧状態を説明する概略図、図１８（ｃ）は、押圧状態を説明する概略平面図、図１８（ｄ）は、シート状プローブの使用状態を説明する概略図である。図１９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例を示した断面図である。図２０は、図１９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２１は、図１９のプローブカードの要部構成を示した断面図である。図２２は、従来のシート状プローブの断面図である。図２３は、従来のシート状プローブの製造方法の概略を示した断面図である。図２４は、ウエハの被検査電極に酸化膜が形成される状況を説明する概略断面図である。図２５は、従来のシート状プローブをウエハの被検査電極に接触させた状態を説明する概略断面図である。図２６は、従来のシート状プローブをウエハの被検査電極に接触させた状態を説明する概略断面図である。

符号の説明

１０シート状プローブ
１０Ａ積層体
１０Ｂ積層体
１０Ｃ積層体
１２貫通孔
１４金属フレーム板
１６接点膜
１８支持部
２０絶縁層
２２電極構造体
２４表面電極部
２４ａ突出部
２４ｂ基端部
２４ｃ回転力付与連結部
２４ｄ連結部
２４ｅ螺旋バネ状部
２６裏面電極部
２８短絡部
２８ａ柱状連結部
２８H 中空部
３２支持部材
３４Ａ絶縁性シート
３６Ｋパターン孔
３６Ａ保護膜
３８Ａ保護膜
４０Ａレジスト膜
４０Ｋパターン孔
４４凹所
４６Ａレジスト膜
４６Ｋパターン孔
４８金属層
５０Ａレジスト膜
５０Ｋパターン孔
５２Ａ金属膜
５２Ｈ貫通孔
５２Ｌ短絡部形成用貫通孔
５４Ａ絶縁膜
５４Ｈ貫通孔
５４Ｌ短絡部形成用貫通孔
５６Ａレジスト膜
５６Ｋパターン孔
５６Ｌ短絡部形成用パターン孔
５７Ａレジスト膜
５７Ｋパターン孔
５８Ａ金属層
５８Ｂ短絡部形成用金属層
５８C 金属層
５９レジスト膜
６２Ａレジスト膜
６４ウエハ
６６プローブカード
６８検査用回路基板
７０異方導電性コネクター
７２検査用電極
７４フレーム板
７６異方導電性シート
７８導電部
７８ａ導電性粒子
８０突出部
８１絶縁部
８２加圧板
８４ウエハ載置台
８６加熱器
８８ガイドピン
９０被検査電極
１００シート状プローブ
１０２電極構造体
１０４絶縁シート
１０６支持部材
１０８表面電極部
１１０裏面電極部
１１２短絡部
２００シート状プローブ
２０２フレーム板形成用金属板
２０４絶縁層形成用樹脂シート
２０６積層体
２０８貫通孔
２１０短絡部
２１２表面電極部
２１４貫通孔
２１６金属フレーム板
２１８裏面電極部
２２０電極構造体
２２２絶縁層
２２４接点膜
３００ウエハ
３０２被検査電極
３０４酸化膜
４００シート状プローブ
４０２表面電極部
４０４電極構造体

Claims

絶縁層と、
この絶縁層にその面方向に互いに離間して配置された、前記絶縁層の厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体を備えた接点膜を有するシート状プローブであって、
前記電極構造体の各々は、
前記絶縁層の表面に露出し、前記絶縁層の表面から突出する表面電極部と、
前記絶縁層の裏面に露出する裏面電極部と、
前記表面電極部の基端部から連続して前記絶縁層をその厚み方向に貫通して伸び、前記裏面電極部に連結された短絡部とを備え、
前記表面電極部が、
前記短絡部と連結された基端部と、
前記表面電極部の中心に位置する突出部と、
前記表面電極部の突出部と表面電極部の基端部とを連結する回転力付与連結部と、
を備えることを特徴とするシート状プローブ。
前記表面電極部と裏面電極部との間の絶縁層に形成され、絶縁層の厚み方向に伸び、表面電極部と裏面電極部とを連通する中空部を備えることを特徴とする請求項１に記載のシート状プローブ。
前記短絡部が、前記絶縁層の中空部の外周側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のシート状プローブ。
前記突出部が、前記中空部の表面電極部側の開口部に位置するとともに、表面電極部の中心に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のシート状プローブ。
前記回転力付与連結部が、前記中空部の表面電極部側の開口部に位置することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のシート状プローブ。
前記表面電極部の突出部を中空部方向に押圧することによって、前記回転力付与連結部により、表面電極部の突出部が回転するように構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のシート状プローブ。
前記回転力付与連結部が、表面電極部の突出部と表面電極部の基端部とを螺旋形状に連結するように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のシート状プローブ。
前記回転力付与連結部が、表面電極部の突出部と表面電極部の基端部とを、２点以上で連結するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のシート状プローブ。
前記短絡部が、絶縁層をその厚み方向に貫通して伸びる複数の柱状連結部から形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のシート状プローブ。
検査対象である回路装置とテスターとの電気的接続を行うためのプローブカードであって、
検査対象である回路装置の被検査電極に対応して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上に配置された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た請求項１から９のいずれかに記載のシート状プローブと、
を備えていることを特徴とするプローブカード。
複数の集積回路が形成されたウエハの各集積回路を、
請求項１０に記載のプローブカードを介してテスターに電気的に接続し、
前記各集積回路の電気検査を行うことを特徴とするウエハの検査方法。