JP2009047565A - Sheetlike probe and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
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、当該回路に対する電気的接続を行うためのシート状プローブおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a sheet-like probe for making an electrical connection to a circuit such as an integrated circuit, and a method for manufacturing the same.
例えば、多数の集積回路が形成されたウエハや、半導体素子等の電子部品などの回路装置の電気的検査においては、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多数の検査電極を有するプローブカードが用いられている。かかるプローブカードとしては、一面に被検査電極のパターンに対応するパターンに従って複数の検査電極が形成された検査用回路基板と、この検査用回路基板の一面上に配置された異方導電性エラストマーシートと、この異方導電性エラストマーシート上に配置されたシート状プローブとを具えてなるものが提案されている(例えば特許文献1参照。)。
このようなプローブカードにおけるシート状プローブは、例えば樹脂よりなる柔軟な絶縁膜を有し、この絶縁膜に、その厚み方向に伸びる複数の電極構造体が被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置されて構成されている。この電極構造体の各々は、絶縁膜の表面に露出する突起状の表面電極部と、絶縁膜の裏面に露出する板状の裏面電極部とが、絶縁膜をその厚み方向に貫通して伸びる短絡部を介して一体に連結されて構成されている。
For example, in an electrical inspection of a circuit device such as a wafer on which a large number of integrated circuits are formed or an electronic component such as a semiconductor element, a large number of electrodes are arranged according to a pattern corresponding to a pattern of an electrode to be inspected in the circuit device under test. A probe card having an inspection electrode is used. As such a probe card, an inspection circuit board in which a plurality of inspection electrodes are formed according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected on one surface, and an anisotropic conductive elastomer sheet disposed on one surface of the inspection circuit board And a sheet-like probe arranged on the anisotropic conductive elastomer sheet has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
The sheet-like probe in such a probe card has a flexible insulating film made of resin, for example, and a plurality of electrode structures extending in the thickness direction are arranged on the insulating film according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected. Has been configured. In each of the electrode structures, a protruding surface electrode portion exposed on the surface of the insulating film and a plate-like back surface electrode portion exposed on the back surface of the insulating film extend through the insulating film in the thickness direction. It is configured to be integrally connected via a short-circuit portion.
このようなシート状プローブは、一般に、以下のようにして製造される。
先ず、図15(a)に示すように、絶縁膜91の一面に金属層92が形成されてなる積層体90Aを用意し、図15(b)に示すように、絶縁膜91にその厚み方向に貫通する貫通孔98Hを形成する。
次いで、図15(c)に示すように、絶縁膜91の金属層92上にレジスト膜93を形成したうえで、金属層92を共通電極として電解メッキ処理を施すことにより、絶縁膜91の貫通孔98Hの内部に金属の堆積体が充填されて金属層92に一体に連結された短絡部98が形成されると共に、当該絶縁膜91の表面に、短絡部98に一体に連結された突起状の表面電極部96が形成される。
その後、金属層92からレジスト膜93を除去し、更に、図15(d)に示すように、表面電極部96を含む絶縁膜91の表面にレジスト膜94Aを形成すると共に、金属層92上に、形成すべき裏面電極部のパターンに対応するパターンに従ってレジスト膜94Bを形成し、当該金属層92に対してエッチング処理を施することにより、図15(e)に示すように、金属層92における露出する部分が除去されて裏面電極部97が形成され、以て電極構造体95が形成される。
そして、絶縁膜91および表面電極部96上に形成されたレジスト膜94Aを除去すると共に、裏面電極部97上に形成されたレジスト膜94Bを除去することにより、シート状プローブが得られる。
Such a sheet-like probe is generally manufactured as follows.
First, as shown in FIG. 15A, a
Next, as shown in FIG. 15C, a
Thereafter, the
Then, by removing the resist film 94A formed on the
しかしながら、上記のプローブカードにおけるシート状プローブにおいては、以下のような問題がある。
上記のシート状プローブの製造方法における短絡部98および表面電極部96を形成する工程においては、電解メッキによるメッキ層が等方的に成長するため、図16に示すように、得られる表面電極部96においては、当該表面電極部96の周縁から短絡部98の周縁までの距離wは、当該表面電極部96の突出高さhと同等の大きさとなる。従って、得られる表面電極部96の径Rは、突出高さhの2倍を超えて相当に大きいものとなる。そのため、被検査回路装置における被検査電極が微小で極めて小さいピッチで配置されてなるものである場合には、隣接する電極構造体95間の離間距離を十分に確保することができず、その結果、得られるシート状プローブにおいては、絶縁膜91による柔軟性が失われるため、被検査回路装置に対して安定した電気的接続を達成することが困難となる。 また、電解メッキ処理において、金属層92の全面に対して電流密度分布が均一な電流を供給することは実際上困難であり、この電流密度分布の不均一性により、絶縁膜91の貫通孔98H毎にメッキ層の成長速度が異なるため、形成される表面電極部96の突出高さhや、表面電極部96の周縁から短絡部98の周縁までの距離wすなわち径Rに大きなバラツキが生じる。そして、表面電極部96の突出高さhに大きなバラツキがある場合には、被検査回路装置に対して安定した電気的接続が困難となり、一方、表面電極部96の径に大きなバラツキがある場合には、隣接する表面電極部96同士が短絡する恐れがある。
However, the sheet-like probe in the probe card has the following problems.
In the step of forming the short-
以上において、径の小さい表面電極部96を形成する手段としては、当該表面電極部96の突出高さhを小さくする手段、短絡部98の径rを小さくする、すなわち絶縁膜91の貫通孔98Hの径を小さくする手段が考えられる。然るに、前者の手段によって得られるシート状プローブにおいては、検査を行う際に、絶縁膜91の表面と検査対象体の表面との間にごみなどの異物が存在したときには、表面電極部96と被検査電極とが接触しない恐れがあり、そのため、被検査電極に対して安定な電気的接続を確実に達成することが困難となる。一方、後者の手段では、電解メッキ処理によって短絡部98および表面電極部96を形成すること自体が困難となる。
また、径の小さい表面電極部96を形成する他の手段としては、メッキ層が異方的に成長する化学メッキを利用する手段が提案されている。然るに、化学メッキは、成長速度が低いため、短絡部および表面電極部を形成するために相当に長い時間を要するため、高い生産性を得ることが困難である。
In the above, as means for forming the
As another means for forming the
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その第1の目的は、径が小さく、絶縁膜からの突出高さが高い表面電極を有し、小さいピッチで電極が形成された被検査電極に対しても安定な電気的接続状態を確実に達成することができるシート状プローブを提供することにある。
本発明の第2の目的は、径が小さく、絶縁膜からの突出高さが高い表面電極を有し、小さいピッチで電極が形成された被検査電極に対しても安定な電気的接続状態を確実に達成することができるシート状プローブを有利に製造することができる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 to have a surface electrode having a small diameter and a high protrusion height from the insulating film. An object of the present invention is to provide a sheet-like probe that can reliably achieve a stable electrical connection state with respect to a formed electrode to be inspected.
The second object of the present invention is to provide a stable electrical connection state even for an electrode to be inspected having a surface electrode having a small diameter and a high protrusion height from an insulating film and having electrodes formed at a small pitch. It is an object of the present invention to provide a method that can advantageously manufacture a sheet-like probe that can be reliably achieved.
本発明のシート状プローブは、接続すべき電極に対応して形成された、それぞれ表面から突出する複数の突出部を有する絶縁膜と、
この絶縁膜の表面にそれぞれ突出部を覆うよう形成された複数の表面電極と、
前記絶縁膜の裏面に前記表面電極に対応して形成された複数の裏面電極と、
前記絶縁膜にその厚み方向に貫通するよう形成された、前記表面電極とこれに対応する裏面電極とを電気的に接続する短絡部と
を具えてなることを特徴とする。
The sheet-like probe of the present invention is formed corresponding to the electrode to be connected, an insulating film having a plurality of projecting portions each projecting from the surface,
A plurality of surface electrodes formed on the surface of the insulating film so as to cover the protrusions,
A plurality of back surface electrodes formed on the back surface of the insulating film corresponding to the front surface electrodes;
It is characterized by comprising a short-circuit portion that is formed so as to penetrate the insulating film in the thickness direction and electrically connects the front surface electrode and the back surface electrode corresponding thereto.
本発明のシート状プローブにおいては、表面電極とこれに対応する裏面電極とが2以上の短絡部によって電気的に接続されていることが好ましい。
また、絶縁膜における突出部が、基端から先端に向かうに従って小径となる錐台状のものであることが好ましい。
In the sheet-like probe of this invention, it is preferable that the surface electrode and the back surface electrode corresponding to this are electrically connected by the 2 or more short circuit part.
Moreover, it is preferable that the protrusion part in an insulating film is a frustum shape which becomes small diameter as it goes to a front-end | tip from a base end.
本発明のシート状プローブの製造方法は、上記のシート状プローブを製造する方法であって、
表面が平坦な絶縁膜用シートと、この絶縁膜用シートの表面および裏面に形成された表面側金属薄層および裏面側金属薄層とを有してなる積層体を用意し、この積層体の裏面側金属薄層上にフォトメッキ処理を施すことにより、複数の裏面電極を形成する工程と、
前記絶縁膜用シートに、その厚み方向に貫通する短絡部用貫通孔を形成する工程と、
前記表面側金属薄層にエッチング処理を施すことにより、前記絶縁膜用シートの表面に、形成すべき表面電極に対応するパターンに従って複数のメッキ開始用金属膜を形成する工程と、
前記絶縁膜用シートの表面にエッチング処理を施して当該絶縁膜用シートにおける前記メッキ開始用金属膜が形成された部分以外の部分の厚みを小さくすることにより、それぞれ表面から突出する複数の突出部を有する柔軟な絶縁膜を形成する工程と、
前記裏面電極における前記短絡部用貫通孔を介して露出した部分および前記メッキ開始用金属膜に対してメッキ処理を施すことにより、短絡部および表面電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
The method for producing a sheet-like probe of the present invention is a method for producing the above-mentioned sheet-like probe,
A laminated body comprising an insulating film sheet having a flat surface and a front-side metal thin layer and a back-side metal thin layer formed on the front and back surfaces of the insulating film sheet is prepared. A step of forming a plurality of backside electrodes by performing a photoplating process on the backside metal thin layer;
Forming a through-hole for a short-circuit portion penetrating in the thickness direction in the insulating film sheet;
Forming a plurality of plating start metal films in accordance with a pattern corresponding to the surface electrode to be formed on the surface of the insulating film sheet by etching the surface side metal thin layer;
A plurality of protrusions that protrude from the surface by etching the surface of the insulating film sheet to reduce the thickness of the insulating film sheet other than the portion where the metal film for plating initiation is formed. Forming a flexible insulating film having:
And a step of forming a short circuit portion and a surface electrode by performing a plating process on the exposed portion of the back electrode through the through hole for the short circuit portion and the metal film for plating initiation. .
本発明のシート状プローブによれば、絶縁膜にそれぞれ表面から突出する複数の突出部が形成されており、この突出部を覆うよう表面電極が設けられているため、絶縁膜の表面からの突出高さが十分に高い表面電極を形成することができ、しかも、表面電極それ自体の高さは小さいものでよいので、例えば化学メッキによって所期の表面電極を容易に形成することができる。従って、径が小さく、絶縁膜からの突出高さが高い表面電極を得ることができるので、小さいピッチで電極が形成された被検査電極に対しても安定な電気的接続状態を確実に達成することができる。
また、表面電極および裏面電極が2つの短絡部によって電気的に接続されている構成によれば、表面電極が短絡部を軸として回転することがないため、各表面電極が、それぞれの並ぶ方向と垂直な方向の寸法が当該表面電極の配置ピッチより大きいものであっても、隣接する表面電極同士が短絡することを確実に防止することができる。
According to the sheet-like probe of the present invention, the insulating film is formed with a plurality of protruding portions that protrude from the surface, and the surface electrode is provided so as to cover the protruding portions, so that the protruding from the surface of the insulating film. A surface electrode having a sufficiently high height can be formed, and the height of the surface electrode itself can be small, so that the desired surface electrode can be easily formed by chemical plating, for example. Accordingly, a surface electrode having a small diameter and a high protrusion height from the insulating film can be obtained, and thus a stable electrical connection state can be reliably achieved even for the electrodes to be inspected formed with a small pitch. be able to.
Further, according to the configuration in which the front surface electrode and the back surface electrode are electrically connected by the two short-circuit portions, the front-surface electrode does not rotate around the short-circuit portion. Even if the dimension in the vertical direction is larger than the arrangement pitch of the surface electrodes, it is possible to reliably prevent adjacent surface electrodes from being short-circuited.
本発明のシート状プローブの製造方法によれば、それぞれ表面から突出する複数の突出部を有する絶縁膜を形成し、当該突出部に形成されたメッキ開始用金属膜をメッキ処理するため、突出高さが十分に高い表面電極を形成することができ、しかも、表面電極それ自体の高さは小さいものでよいので、メッキ処理として例えば化学メッキを利用することにより、径の小さい表面電極を形成することができる。従って、小さいピッチで電極が形成された被検査電極に対しても安定な電気的接続状態を確実に達成することができるシート状プローブを製造することができる。 According to the method for manufacturing a sheet-like probe of the present invention, an insulating film having a plurality of protruding portions protruding from the surface is formed, and the plating start metal film formed on the protruding portion is plated. A surface electrode having a sufficiently small diameter can be formed, and the height of the surface electrode itself may be small, so that a surface electrode having a small diameter is formed by using, for example, chemical plating as a plating process. be able to. Accordingly, it is possible to manufacture a sheet-like probe that can reliably achieve a stable electrical connection state even with respect to the electrodes to be inspected with electrodes formed at a small pitch.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〔シート状プローブ〕
図1は、本発明に係るシート状プローブの一例を示す平面図、図2は、図1に示すシート状プローブにおける表面電極を拡大して示す平面図、図3は、図1に示すシート状プローブの要部の構成を拡大して示す説明用断面図である。
このシート状プローブ10は、柔軟な絶縁膜11を有し、この絶縁膜11には、それぞれ表面から突出する複数の突出部12が、接続すべき電極例えば検査対象である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形成されている。この例における突出部12は、基端から先端に向かって小径となる錐台状のものとされている。
この絶縁膜11の裏面には、複数の開口13Hが形成された金属よりなる支持膜13が金属膜16Bおよび接着層19を介して一体的に設けられ、当該支持膜13によって絶縁膜11が支持されている。この支持膜13の開口13Hは、接続すべき電極例えばウエハにおける集積回路の被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されている。また、図示の例では、支持膜13の周縁部に、位置決め孔14が形成されている。
絶縁膜12の表面には、それぞれ突出部12およびその周辺部を覆うよう、それぞれ絶縁膜11の表面から突出する複数の表面電極15が形成され、絶縁膜11の裏面には、表面電極15に対応して、具体的にはそれぞれ表面電極15の真裏の位置に板状の複数の裏面電極16が形成されている。
そして、表面電極15の各々は、それぞれ絶縁膜11における突出部12の側方位置に当該絶縁膜11の厚み方向に貫通するよう形成された2つの短絡部17によって、対応する裏面電極16に連結されて電気的に接続されている。この例における短絡部17は、絶縁膜11の表面から裏面に向かって小径となるテーパ状のものとされている。また、2つの短絡部17を形成する場合には、絶縁膜11の突出部12を中心として互いに対称な位置に配置されていることが好ましい。
また、短絡部17は3つ以上形成されていてもよく、この場合には、絶縁膜11の突出12を中心としてその周方向に互いに等間隔で配置されていることが好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[Sheet probe]
1 is a plan view showing an example of a sheet-like probe according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing an enlarged surface electrode of the sheet-like probe shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a sheet-like probe shown in FIG. It is sectional drawing for description which expands and shows the structure of the principal part of a probe.
The sheet-
On the back surface of the insulating
A plurality of
Each of the
Further, three or more short-
絶縁膜11としては、絶縁性を有する柔軟なものであれば特に限定されるものではなく、例えばポリイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリエステル、フッ素系樹脂などよりなる樹脂シート、繊維を編んだクロスに上記の樹脂を含浸したシートなどを用いることができるが、短絡部18を形成するための貫通孔をエッチングにより容易に形成することができる点で、エッチング可能な材料よりなることが好ましく、特にポリイミドが好ましい。
また、絶縁膜11の厚みは、当該絶縁膜11が柔軟なものであれば特に限定されないが、10〜50μmであることが好ましく、より好ましくは10〜25μmである。
また、突出部12の突出高さは、3〜30μmであることが好ましく、より好ましくは5〜15μmである。
The insulating
Further, the thickness of the insulating
Moreover, it is preferable that the protrusion height of the
支持膜13を構成する金属としては、鉄、銅、ニッケル、チタン、またはこれらの合金若しくは合金鋼を用いることができる。
また、支持膜13としては、その線熱膨張係数が3×10-5/K以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは−1×10-7〜1×10-5/K、特に好ましくは−1×10-6〜8×10-6/Kである。
このような支持膜13を構成する材料の具体例としては、インバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、スーパーインバー、コバール、42合金などの合金または合金鋼が挙げられる。
また、支持膜13の厚みは、3〜100μmであることが好ましく、より好ましくは5〜50μmである。
As the metal constituting the
In addition, as the
Specific examples of the material constituting the
Moreover, it is preferable that the thickness of the
表面電極15、裏面電極16および短絡部17を構成する金属としては、ニッケル、銅、金、銀、パラジウム、鉄などを用いることができ、表面電極15、裏面電極16および短絡部17の全体が単一の金属よりなるものであっても、2種以上の金属の合金よりなるものまたは2種以上の金属が積層されてなるものであってもよい。
また、表面電極15および裏面電極16の表面には、当該電極の酸化を防止すると共に、接触抵抗の小さい電極部を得るために、金、銀、パラジウムなどの化学的に安定で高導電性を有する金属被膜が形成されていてもよい。
Nickel, copper, gold, silver, palladium, iron, or the like can be used as the metal constituting the
Further, on the surface of the
このようなシート状プローブ10によれば、絶縁膜11にそれぞれ表面から突出する複数の突出部12が形成されており、この突出部12を覆うよう表面電極15が設けられているため、絶縁膜11の表面からの突出高さが十分に高い表面電極15を形成することができ、しかも、表面電極15それ自体の高さは小さいものでよいので、例えば化学メッキによって所期の表面電極15を容易に形成することができる。従って、径が小さく、絶縁膜11からの突出高さが高い表面電極15を得ることができるので、小さいピッチで電極が形成された被検査電極に対しても安定な電気的接続状態を確実に達成することができる。
また、表面電極15および裏面電極16が2つの短絡部17によって連結されて電気的に接続されている構成によれば、表面電極15が短絡部17を軸として回転することがないため、各表面電極15が、それぞれの並ぶ方向と垂直な方向の寸法が当該表面電極15の配置ピッチより大きいものであっても、隣接する表面電極15同士が短絡することを確実に防止することができる。
According to such a sheet-
Further, according to the configuration in which the
上記のシート状プローブ10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4に示すように、両面が平坦な絶縁膜用シート11Aと、この絶縁膜用シート11Aの両面に形成された表面側金属薄層15Aおよび裏面側金属薄層16Aとを有してなる積層体を用意する。そして、図5に示すように、積層体における裏面側金属薄層16A上に、フォトリソグラフィーの手法により、形成すべき裏面電極16のパターンに対応するパターンに従ってパターン孔18Hが形成されたレジスト膜18を形成し、当該裏面側金属薄層16Aに電解メッキ処理を施すことにより、図6に示すように、裏面電極16を形成する。そして、レジスト膜18を除去した後、図7に示すように、裏面側金属薄層16A上に、接着層19を介して支持膜13を一体的に積層する。
次いで、表面側金属層15Aに対してフォトエッチング処理を施すことにより、図8に示すように、表面側金属層15Aに、形成すべき短絡部17のパターンに対応するパターンに従って複数の開口15Hを形成した後、露出した絶縁膜用シート11Aに対してエンチング処理を施すことにより、図9に示すように、絶縁膜用シート11Aに、それぞれ表面側金属層15Aの開口15Hに連通する、表面から裏面に向かって小径となるテーパー状の複数の短絡部用貫通孔11Hを形成する。
The sheet-
First, as shown in FIG. 4, the insulating
Next, by performing a photo-etching process on the surface-
そして、表面側金属薄層15Aおよび裏面側金属層16Aに対してエッチング処理を施すことにより、図10に示すように、絶縁膜用シート11Aの表面に、形成すべき表面電極15のパターンに対応するパターンに従って複数のメッキ開始用金属膜15Bを形成すると共に、裏面側金属薄層16Aに、絶縁膜用シート11Aの短絡部用貫通孔11Hに連通する複数の開口16Hを形成する。
その後、絶縁膜用シート11Aの表面にエッチング処理を施して当該絶縁膜用シート11Aにおけるメッキ開始用金属膜15Bが形成された部分以外の部分の厚みを小さくすることにより、図11に示すように、それぞれ先端面にメッキ開始用金属膜15Bが形成された複数の突出部12を有する絶縁膜11を形成する。
次いで、裏面電極16における短絡部用貫通孔11Hを介して露出した部分およびメッキ開始用金属膜15Bに対して化学メッキ処理を施すことにより、図12に示すように、短絡部17および表面電極15を形成する。
そして、裏面電極16に対してエッチング処理を施して露出した部分を除去することにより、図1に示すシート状プローブ10が得られる。
Then, by etching the front side metal
Thereafter, the surface of the insulating
Next, the portion exposed through the short-circuit portion through-
And the sheet-
以上において、絶縁膜用シート11Aの厚みは、形成すべき絶縁膜11の厚みより大きいものとされ、具体的には、絶縁膜11の厚みおよびその突出部12の高さの合計の大きさとされる。
また、表面側金属薄層15Aおよび裏面側金属薄層16Aをエッチング処理するためのエッチング剤としては、これらの金属薄層を構成する材料に応じて適宜選択され、これらの金属薄層が例えば銅よりなるものである場合には、塩化第二鉄水溶液などを用いることができる。
また、絶縁膜用シート11Aをエッチング処理するためのエッチング液としては、ヒドラジン系水溶液、水酸化カリウム水溶液、アミン系エッチング液などを用いることができ、エッチング処理条件を選択することにより、それぞれ表面から裏面に向かうに従って小径となるテーパ状の短絡部用貫通孔11Hを形成することができる。
In the above, the thickness of the insulating
Further, the etching agent for etching the front side metal
Further, as an etching solution for etching the insulating
このような製造方法によれば、絶縁膜11の突出部12の先端面に形成されたメッキ用金属膜15Bに対して化学メッキ処理を行うため、絶縁膜11の表面からの突出高さが十分に高い表面電極15を形成することができ、しかも、表面電極15それ自体の高さは小さいものでよいので、径が小さい表面電極を形成することができる。
According to such a manufacturing method, since the chemical plating process is performed on the
〔プローブカードおよびウエハ検査装置〕
図13は、本発明のシート状プローブを使用した回路装置の検査装置の一例における構成を示す説明用断面図であり、この回路装置の検査装置は、ウエハに形成された複数の集積回路の各々について、当該集積回路の電気的検査をウエハの状態で行うためのウエハ検査装置である。
この検査装置は、被検査回路装置であるウエハ6の被検査電極7の各々とテスターとの電気的接続を行うプローブカード1を有する。このプローブカード1の裏面(図において上面)には、当該プローブカード1を下方に加圧する加圧板3が設けられ、プローブカード1の下方には、ウエハ6が載置されるウエハ載置台4が設けられており、加圧板3およびウエハ載置台4の各々には、加熱器5が接続されている。
[Probe card and wafer inspection equipment]
FIG. 13 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration of an example of an inspection apparatus for a circuit device using the sheet-like probe of the present invention. The inspection apparatus for this circuit device includes a plurality of integrated circuits formed on a wafer. Is a wafer inspection apparatus for performing an electrical inspection of the integrated circuit in a wafer state.
This inspection apparatus has a
プローブカード1は、ウエハ6に形成された全ての集積回路における被検査電極7のパターンに対応するパターンに従って複数の検査電極21が表面(図において下面)に形成された検査用回路基板20と、この検査用回路基板20の表面上に配置された異方導電性コネクター30と、この異方導電性コネクター30の表面(図において下面)上に配置された、図1に示す構成のシート状プローブ10とにより構成されている。
異方導電性コネクター30は、図14に示すように、ウエハ6に形成された全ての集積回路における被検査電極7が配置された電極領域に対応して複数の開口32が形成されたフレーム板31と、このフレーム板31に、それぞれ一の開口32を塞ぐよう配置され、当該フレーム板31の開口縁部に固定されて支持された複数の異方導電性シート35とにより構成されている。異方導電性シート35の各々は、弾性高分子物質によって形成されており、被検査回路装置であるウエハ6に形成された一の電極領域の被検査電極7のパターンに対応するパターンに従って形成された、それぞれ厚み方向に伸びる複数の導電部36と、これらの導電部36の各々を相互に絶縁する絶縁部37とにより構成されている。また、図示の例では、異方導電性シート35の両面には、導電部36およびその周辺部分が位置する個所に、それ以外の表面から突出する突出部38が形成されている。異方導電性シート35における導電部36の各々には、磁性を示す導電性粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有されている。これに対して、絶縁部37は、導電性粒子Pが全く或いは殆ど含有されていないものである。
そして、異方導電性コネクター30は、検査用回路基板20の表面上に、導電部36の各々が検査電極21上に位置するよう配置され、シート状プローブ10は、異方導電性コネクター30の表面上に、電極構造体15の裏面電極部17の各々が導電部36上に位置するよう配置されている。図示の例では、シート状プローブ10における支持膜11に形成された位置決め孔(図示省略)並びに異方導電性コネクター30におけるフレーム板31に形成された位置決め孔(図示省略)の各々に、ガイドピン2が挿通され、この状態で、シート状プローブ10および異方導電性コネクター30が互いに固定されている。
The
As shown in FIG. 14, the anisotropic
The anisotropic
検査用回路基板20を構成する基板材料としては、従来公知の種々の基板材料を用いることができ、その具体例としては、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂、ガラス繊維補強型フェノール樹脂、ガラス繊維補強型ポリイミド樹脂、ガラス繊維補強型ビスマレイミドトリアジン樹脂等の複合樹脂材料、ガラス、二酸化珪素、アルミナ等のセラミックス材料などが挙げられる。
また、WLBI試験を行うための検査装置を構成する場合には、線熱膨張係数が3×10-5/K以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは1×10-7〜1×10-5/K、特に好ましくは1×10-6〜6×10-6/Kである。
このような基板材料の具体例としては、パイレックス(登録商標)ガラス、石英ガラス、アルミナ、ベリリア、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などが挙げられる。
As a substrate material constituting the
When an inspection apparatus for performing the WLBI test is configured, it is preferable to use one having a linear thermal expansion coefficient of 3 × 10 −5 / K or less, more preferably 1 × 10 −7 to 1 × 10. −5 / K, particularly preferably 1 × 10 −6 to 6 × 10 −6 / K.
Specific examples of such a substrate material include Pyrex (registered trademark) glass, quartz glass, alumina, beryllia, silicon carbide, aluminum nitride, and boron nitride.
異方導電性コネクター30におけるフレーム板31を構成する材料としては、当該フレーム板31が容易に変形せず、その形状が安定に維持される程度の剛性を有するものであれば特に限定されず、例えば、金属材料、セラミックス材料、樹脂材料などの種々の材料を用いることができ、フレーム板31を例えば金属材料により構成する場合には、当該フレーム板31の表面に絶縁性被膜が形成されていてもよい。
フレーム板31を構成する金属材料の具体例としては、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、マグネシウム、マンガン、モリブデン、インジウム、鉛、パラジウム、チタン、タングステン、アルミニウム、金、白金、銀などの金属またはこれらを2種以上組み合わせた合金若しくは合金鋼などが挙げられる。
フレーム板31を構成する樹脂材料の具体例としては、液晶ポリマー、ポリイミド樹脂などが挙げられる。
また、この検査装置がWLBI(Wafer Lebel Burn−in)試験を行うためのものである場合には、フレーム板31を構成する材料としては、線熱膨張係数が3×10-5/K以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは−1×10-7〜1×10-5/K、特に好ましくは1×10-6〜8×10-6/Kである。
このような材料の具体例としては、インバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、スーパーインバー、コバール、42アロイなどの磁性金属の合金または合金鋼などが挙げられる。
フレーム板31の厚みは、その形状が維持されると共に、異方導電性シート35を支持することが可能であれば、特に限定されるものではなく、具体的な厚みは材質によって異なるが、例えば25〜600μmであることが好ましく、より好ましくは40〜400μmである。
The material constituting the
Specific examples of the metal material constituting the
Specific examples of the resin material constituting the
In addition, when this inspection apparatus is for performing a WLBI (Wafer Level Burn-in) test, the material constituting the
Specific examples of such materials include Invar type alloys such as Invar, Elinvar type alloys such as Elinvar, magnetic metal alloys such as Super Invar, Kovar, and 42 alloy, or alloy steel.
The thickness of the
異方導電性コネクター30における異方導電性シート35の全厚(図示の例では導電部36における厚み)は、50〜2000μmであることが好ましく、より好ましくは70〜1000μm、特に好ましくは80〜500μmである。この厚みが50μm以上であれば、当該異方導電性シート35には十分な強度が得られる。一方、この厚みが2000μm以下であれば、所要の導電性特性を有する導電部36が確実に得られる。
突出部38の突出高さは、その合計が当該突出部38における厚みの10%以上であることが好ましく、より好ましくは15%以上である。このような突出高さを有する突出部38を形成することにより、小さい加圧力で導電部36が十分に圧縮されるため、良好な導電性が確実に得られる。
また、突出部38の突出高さは、当該突出部38の最短幅または直径の100%以下であることが好ましく、より好ましくは70%以下である。このような突出高さを有する突出部38を形成することにより、当該突出部38が加圧されたときに座屈することがないため、所期の導電性が確実に得られる。
The total thickness of the anisotropic
The total height of the
Further, the protruding height of the protruding
異方導電性シート35を形成する弾性高分子物質としては、架橋構造を有する耐熱性の高分子物質が好ましい。かかる架橋高分子物質を得るために用いることができる硬化性の高分子物質形成材料としては、種々のものを用いることができるが、液状シリコーンゴムが好ましい。
As the elastic polymer material forming the anisotropic
導電部36に含有される導電性粒子Pとしては、磁性を示す芯粒子(以下、「磁性芯粒子」ともいう。)の表面に高導電性金属が被覆されてなるものを用いることが好ましい。 ここで、「高導電性金属」とは、0℃における導電率が5×106 Ω-1m-1以上のものをいう。
磁性芯粒子の表面に被覆される高導電性金属としては、金、銀、ロジウム、白金、クロムなどを用いることができ、これらの中では、化学的に安定でかつ高い導電率を有する点で金を用いるが好ましい。
導電性粒子Pは、芯粒子に対する高導電性金属の割合〔(高導電性金属の質量/芯粒子の質量)×100〕が15質量%以上であることが好ましく、より好ましくは25〜35質量%である。
導電性粒子Pは、その数平均粒子径が3〜40μmのものであることが好ましい。ここで、磁性芯粒子の数平均粒子径は、レーザー回折散乱法によって測定されたものをいう。
このような導電性粒子Pを用いることにより、得られる異方導電性シート35は、加圧変形が容易なものとなり、また、導電部36において導電性粒子P間に十分な電気的接触が得られる。
また、導電性粒子Pの形状は、特に限定されるものではないが、高分子物質形成材料中に容易に分散させることができる点で、球状のもの、星形状のものあるいはこれらが凝集した2次粒子による塊状のものであることが好ましい。
As the conductive particles P contained in the
Gold, silver, rhodium, platinum, chromium, etc. can be used as the highly conductive metal coated on the surface of the magnetic core particle, and among these, it is chemically stable and has high conductivity. Gold is preferably used.
In the conductive particles P, the ratio of the highly conductive metal to the core particles [(mass of highly conductive metal / mass of core particles) × 100] is preferably 15% by mass or more, more preferably 25 to 35 masses. %.
The conductive particles P preferably have a number average particle diameter of 3 to 40 μm. Here, the number average particle diameter of the magnetic core particles refers to that measured by a laser diffraction scattering method.
By using such conductive particles P, the obtained anisotropic
Further, the shape of the conductive particles P is not particularly limited, but spherical particles, star-shaped particles, or agglomerated particles 2 can be easily dispersed in the polymer substance-forming material. It is preferable that it is a lump with secondary particles.
導電部36における導電性粒子Pの含有割合は、体積分率で10〜60%、好ましくは15〜50%となる割合で用いられることが好ましい。この割合が10%未満の場合には、十分に電気抵抗値の小さい導電部36が得られないことがある。一方、この割合が60%を超える場合には、得られる導電部36は脆弱なものとなりやすく、導電部36として必要な弾性が得られないことがある。
It is preferable that the content ratio of the conductive particles P in the
以上のような異方導電性コネクターは、例えば特開2002−324600号公報に記載された方法によって製造することができる。 The anisotropic conductive connector as described above can be manufactured by a method described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-324600.
上記の検査装置においては、ウエハ載置台4上に検査対象であるウエハ6が載置され、次いで、加圧板3によってプローブカード1が下方に加圧されることにより、そのシート状プローブ10における表面電極15の各々が、ウエハ6の被検査電極7の各々に接触し、更に、当該表面電極15の各々によって、ウエハ6の被検査電極7の各々が加圧される。この状態においては、異方導電性コネクター30の異方導電性シート35における導電部36の各々は、検査用回路基板20の検査電極21とシート状プローブ10における裏面電極16とによって挟圧されて厚み方向に圧縮されており、これにより、当該導電部36にはその厚み方向に導電路が形成され、その結果、ウエハ6の被検査電極7と検査用回路基板20の検査電極21との電気的接続が達成される。その後、加熱器5によって、ウエハ載置台4および加圧板3を介してウエハ6が所定の温度に加熱され、この状態で、当該ウエハ6における複数の集積回路の各々について所要の電気的検査が実行される。
In the above inspection apparatus, the wafer 6 to be inspected is placed on the wafer mounting table 4, and then the
1 プローブカード
3 加圧板
4 ウエハ載置台
5 加熱器
6 ウエハ
7 被検査電極
10 シート状プローブ
11 絶縁膜
11A 絶縁膜用シート
11H 短絡部用貫通孔
12 突出部
13 支持膜
13H 開口
14 位置決め孔
15 表面電極
15A 表面側金属薄層
15B メッキ開始用金属膜
15H 開口
16 裏面電極
16A 裏面側金属薄層
16B 金属膜
16H 開口
17 短絡部
18 レジスト膜
18H パターン孔
19 接着層
20 検査用回路基板
21 検査電極
30 異方導電性コネクター
31 フレーム板
32 開口
35 異方導電性シート
36 導電部
37 絶縁部
38 突出部
90 シート状プローブ
90A,90B,90C 積層体
91 絶縁膜
92 金属層
93 レジスト膜
94A,94B レジスト膜
95 電極構造体
96 表面電極部
97 裏面電極部
98 短絡部
98H 貫通孔
L 集積回路
P 導電性粒子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
この絶縁膜の表面にそれぞれ突出部を覆うよう形成された複数の表面電極と、
前記絶縁膜の裏面に前記表面電極に対応して形成された複数の裏面電極と、
前記絶縁膜にその厚み方向に貫通するよう形成された、前記表面電極とこれに対応する裏面電極とを電気的に接続する短絡部と
を具えてなることを特徴とするシート状プローブ。 An insulating film having a plurality of protruding portions each protruding from the surface, formed corresponding to the electrodes to be connected;
A plurality of surface electrodes formed on the surface of the insulating film so as to cover the protrusions,
A plurality of back surface electrodes formed on the back surface of the insulating film corresponding to the front surface electrodes;
A sheet-like probe comprising: a short-circuit portion that is formed so as to penetrate the insulating film in a thickness direction thereof and electrically connects the front surface electrode and a back surface electrode corresponding thereto.
前記絶縁膜用シートに、その厚み方向に貫通する短絡部用貫通孔を形成する工程と、
前記表面側金属薄層にエッチング処理を施すことにより、前記絶縁膜用シートの表面に、形成すべき表面電極に対応するパターンに従って複数のメッキ開始用金属膜を形成する工程と、
前記絶縁膜用シートの表面にエッチング処理を施して当該絶縁膜用シートにおける前記メッキ開始用金属膜が形成された部分以外の部分の厚みを小さくすることにより、それぞれ表面から突出する複数の突出部を有する柔軟な絶縁膜を形成する工程と、
前記裏面電極における前記短絡部用貫通孔を介して露出した部分および前記メッキ開始用金属膜に対してメッキ処理を施すことにより、短絡部および表面電極を形成する工程とを有することを特徴とするシート状プローブの製造方法。 It is a method of manufacturing the sheet-like probe according to any one of claims 1 to 3, wherein the insulating film sheet has a flat surface, and the surface side metal formed on the front and back surfaces of the insulating film sheet Preparing a laminate comprising a thin layer and a backside metal thin layer, and forming a plurality of backside electrodes by applying a photoplating process on the backside metal thin layer of the laminate;
Forming a through-hole for a short-circuit portion penetrating in the thickness direction in the insulating film sheet;
Forming a plurality of plating start metal films in accordance with a pattern corresponding to the surface electrode to be formed on the surface of the insulating film sheet by etching the surface side metal thin layer;
A plurality of protrusions that protrude from the surface by etching the surface of the insulating film sheet to reduce the thickness of the insulating film sheet other than the portion where the metal film for plating initiation is formed. Forming a flexible insulating film having:
And a step of forming a short circuit portion and a surface electrode by performing a plating process on the exposed portion of the back electrode through the through hole for the short circuit portion and the metal film for plating initiation. Manufacturing method of sheet-like probe.
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