JP2009222495A - ウエハ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的接続が適度の加圧力で達成され、プローブカードの異方導電性コネクターに早期に故障が生じることがなくて長い使用寿命が得られるウエハ検査装置を提供する。
【解決手段】ウエハの被検査電極に対応して複数の検査用電極が表面に形成された検査用回路基板と、検査用回路基板の表面上に配置された異方導電性コネクターとを有するプローブカードと、ウエハ載置台とを具え、プローブカードをウエハに押圧して電気的に接続してウエハの電気的検査を行うウエハ検査装置において、検査用回路基板の表面の周辺部に形成された複数の水平度確認用電極対と、水平度確認用電極対の各々の電極間を電気的に接続する短絡部材とを有し、プローブカードをウエハに押圧した状態で、水平度確認用電極対の各々の電極間の導通状態を測定し、全ての水平度確認用電極対の電極間の導通が確認された状態で、ウエハの電気的検査を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウエハに形成された複数の集積回路の電気的検査をウエハの状態で行うために用いられるウエハ検査装置に関する。

一般に、半導体集積回路装置の製造工程においては、例えばシリコンよりなるウエハに多数の集積回路を形成し、その後、これらの集積回路の各々について、基礎的な電気特性を検査することによって、欠陥を有する集積回路を選別するプローブ試験が行われる。このようなプローブ試験においては、検査対象物における被検査電極の各々をテスターに電気的に接続するために、被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置された検査用電極を有するプローブカードを具えたウエハ検査装置が用いられている。かかるウエハ検査装置におけ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用電極が形成された検査用回路基板と、この検査用回路基板の一面上に配置された異方導電性コネクターとを具えてなるものが知られている（特許文献１参照）。

而して、ウエハのプローブ試験においては、従来、ウエハを複数例えば１６個の集積回路が形成された複数のエリアに分割し、このエリアに形成された全ての集積回路について一括してプローブ試験を行い、順次、その他のエリアに形成された集積回路について一括してプローブ試験を行う方法が採用されている。そして、近年、検査効率を向上させ、検査コストの低減化を図るために、より多数の集積回路について一括してプローブ試験を行うことが要請されている。
然るに、１回のプローブ試験で検査を行う集積回路が多数である場合には、ウエハがウエハ載置台に適正に載置されていないとき、例えば異物等の存在によってウエハ載置台に対して傾いた状態でウエハが載置されているときには、全ての被検査電極に対して確実に電気的接続を達成することが困難である。
このような問題を解決するため、従来、ウエハの載置状態にかかわらず、当該ウエハに対してプローブカードを過剰な力で加圧することが行われている。
しかしながら、過剰な力でプローブカードを加圧すると、当該プローブカードの異方導電性コネクターが早期に故障が生じる、という問題があった。

特開２００１−１５５６５号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、ウエハとプローブカードとの電気的接続を適度の加圧力で達成することができ、プローブカードの異方導電性コネクターに早期に故障が生じることがなくて長い使用寿命が得られるウエハ検査装置を提供することにある。

本発明のウエハ検査装置は、検査対象であるウエハに形成された集積回路における被検査電極のパターンに対応するパターンに従って複数の検査用電極が表面に形成された検査用回路基板と、この検査用回路基板の表面上に配置された異方導電性コネクターとを有するプローブカードと、検査対象であるウエハが載置されるウエハ載置台とをを具えてなり、前記プローブカードを前記ウエハ載置台に載置されたウエハに加圧して電気的に接続し、この状態で当該ウエハの電気的検査を行うウエハ検査装置において、
前記検査用回路基板の表面における周辺部に形成された、前記ウエハ載置台に載置されたウエハの水平度を確認するための複数の水平度確認用電極対と、
この水平度確認用電極対の各々における電極間を、前記異方導電性コネクターを介して電気的に接続する短絡部材とを有し、
前記プローブカードをウエハに加圧した状態で、前記水平度確認用電極対の各々における電極間の導通状態を測定し、全ての水平度確認用電極対における電極間の導通が確認された状態で、ウエハの電気的検査を行うことを特徴とする。

本発明のウエハ検査装置においては、短絡部材がウエハ載置台の表面に設けられていてもよい。

本発明のウエハ検査装置によれば、プローブカードの検査用回路基板の表面における周辺部に、ウエハの水平度を確認するための複数の水平度確認用電極対が形成されており、これらの水平度確認用電極対の各々における電極間の導通状態を測定することにより、ウエハ載置台に載置されたウエハの水平度を確認し、その後、当該ウエハの検査が実行される。
従って、ウエハの検査においては、ウエハ載置台に載置されたウエハの載置状態に応じて適度の加圧力によってウエハとプローブカードの電気的接続を達成することができ、当該ウエハに対して過剰な力でプローブカードを加圧することが不要となるため、プローブカードの異方導電性コネクターが早期に故障が生じることがなくて長い使用寿命が得られる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１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２は、図１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におけるプローブカード１０は、検査用回路基板１１と、この検査用回路基板１１の一面（図１および図２において上面）に配置された異方導電性コネクター２０と、この異方導電性コネクター２０上に配置されたシート状プローブ３０とにより構成されている。

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、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路における被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置された検査用電極部１６Ｒが形成され、当該第２の基板素子１５の表面における周辺部には、それぞれ２つの電極１８ａ，１８ｂからなる複数（図示の例では４つ）の水平度確認用電極対１８が、当該第２の基板素子１５の中心位置を基準に対称となる位置に配置されている。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。

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。

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の外縁は円形であり、当該ホルダー１４の外縁には、周方向に沿って段部１４Ｓが形成されている。

異方導電性コネクター２０は、図５に示すように、それぞれ厚み方向に貫通して伸びる複数の開口２２が形成された円板状のフレーム板２１を有する。このフレーム板２１の開口２２は、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されたもの、および、検査用回路基板１１の水平度確認用電極対１８に対応して形成されたものである。フレーム板２１には、厚み方向に導電性を有する複数の弾性異方導電膜２３が、それぞれ一の開口２２を塞ぐよう、当該フレーム板２１の開口縁部に支持された状態で配置されている。

弾性異方導電膜２３の各々の基材は、弾性高分子物質よりなる。
検査対象であるウエハの電極領域に対応する開口２２に形成された弾性異方導電膜２３の各々は、図６にも拡大して示すように、厚み方向に伸びる複数の接続用導電部２４と、この接続用導電部２４の各々の周囲に形成され、当該接続用導電部２４の各々を相互に絶縁する絶縁部２５とよりなる機能部２６を有し、当該機能部２６は、フレーム板２１の開口２２内に位置するよう配置されている。この機能部２６における接続用導電部２４は、検査対象であるウエハに形成された集積回路における電極領域の被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置されている。
機能部２６の周縁には、フレーム板２１の開口縁部に固定支持された被支持部２８が、当該機能部２６に一体に連続して形成されている。具体的には、この例における被支持部２８は、二股状に形成されており、フレーム板２１の開口縁部を把持するよう密着した状態で固定支持されている。
弾性異方導電膜２３の機能部２６における接続用導電部２４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２５は、導電性粒子Ｐが全く或いは殆ど含有されていないものである。
また、図示の例では、弾性異方導電膜２３における機能部２６の両面には、接続用導電部２４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２７が形成されている。

また、検査用回路基板１１の水平度確認用電極対１８に対応する開口２２に形成された弾性異方導電膜２３の各々は、図７にも拡大して示すように、厚み方向に伸びる２つの水平度確認用導電部２４Ａと、この水平度確認用導電部２４Ａの各々の周囲に形成され、当該水平度確認用導電部２４Ａの各々を相互に絶縁する絶縁部２５とよりなる機能部２６を有し、当該機能部２６は、フレーム板２１の開口２２内に位置するよう配置されている。水平度確認用導電部２４Ａは、水平度確認用電極対１８における電極１８ａ，１８ｂに対応して配置されている。
水平度確認用導電部２４Ａを有する弾性異方導電膜２３におけるその他の構成は、接続用導電部２４を有する弾性異方導電膜２３と基本的に同様である。

フレーム板２１の厚みは、その材質によって異なるが、２０〜６００μｍであることが好ましく、より好ましくは４０〜４００μｍである。
この厚みが２０μｍ未満である場合には、異方導電性コネクター２０を使用する際に必要な強度が得られず、耐久性が低いものとなりやすく、また、当該フレーム板２１の形状が維持される程度の剛性が得られず、異方導電性コネクター２０の取扱い性が低いものとなる。一方、厚みが６００μｍを超える場合には、開口２２に形成される弾性異方導電膜２３は、その厚みが過大なものとなって、接続用導電部２４における良好な導電性および隣接する接続用導電部２４間における絶縁性を得ることが困難となることがある。
フレーム板２１の開口２２における面方向の形状および寸法は、検査対象であるウエハの被検査電極の寸法、ピッチおよびパターンに応じて設計される。

フレーム板２１を構成する材料としては、当該フレーム板２１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２１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２１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２１を構成する金属材料の具体例としては、鉄、銅、ニッケル、チタン、アルミニウムなどの金属またはこれらを２種以上組み合わせた合金若しくは合金鋼などが挙げられる。

また、フレーム板２１を構成する材料としては、線熱膨張係数が３×１０^-5／Ｋ以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは−１×１０^-7〜１×１０^-5／Ｋ、特に好ましくは１×１０^-6〜８×１０^-6／Ｋである。
このような材料の具体例としては、インバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、スーパーインバー、コバール、４２合金などの磁性金属の合金または合金鋼などが挙げられる。

弾性異方導電膜２３の全厚（図示の例では接続用導電部２４における厚み）は、５０〜３０００μｍであることが好ましく、より好ましくは７０〜２５００μｍ、特に好ましくは１００〜２０００μｍである。この厚みが５０μｍ以上であれば、十分な強度を有する弾性異方導電膜２３が確実に得られる。一方、この厚みが３０００μｍ以下であれば、所要の導電性特性を有する接続用導電部２３が確実に得られる。
突出部２７の突出高さは、その合計が当該突出部２７における厚みの１０％以上であることが好ましく、より好ましくは２０％以上である。このような突出高さを有する突出部２７を形成することにより、小さい加圧力で接続用導電部２４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２７の突出高さは、当該突出部２７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２７を形成することにより、当該突出部２７が加圧されたときに座屈することがないため、所期の導電性が確実に得られる。
また、被支持部２８の厚み（図示の例では二股部分の一方の厚み）は、５〜６００μｍであることが好ましく、より好ましくは１０〜５００μｍ、特に好ましくは２０〜４００μｍである。
また、被支持部２８は二股状に形成されることは必須のことではなく、フレーム板２１の一面のみに固定されていてもよい。

弾性異方導電膜２３を構成する弾性高分子物質としては、架橋構造を有する耐熱性の高分子物質が好ましい。かかる架橋高分子物質を得るために用いることができる硬化性の高分子物質形成材料としては、種々のものを用いることができるが、シリコーンゴムが、成形加工性および電気特性の点で好ましい。

弾性異方導電膜２３における接続用導電部２４および水平度確認用導電部２４Ａ（以下、両者を総称して「導電部」という。）に含有される導電性粒子Ｐとしては、当該弾性異方導電膜２３の形成において、当該弾性異方導電膜２３を形成するための成形材料中において当該導電性粒子Ｐを容易に移動させることができる観点から、磁性を示すものを用いることが好ましい。このような磁性を示す導電性粒子Ｐの具体例としては、鉄、ニッケル、コバルトなどの磁性を示す金属の粒子若しくはこれらの合金の粒子またはこれらの金属を含有する粒子、またはこれらの粒子を芯粒子とし、当該芯粒子の表面に金、銀、パラジウム、ロジウムなどの導電性の良好な金属のメッキを施したもの、あるいは非磁性金属粒子若しくはガラスビーズなどの無機物質粒子またはポリマー粒子を芯粒子とし、当該芯粒子の表面に、ニッケル、コバルトなどの導電性磁性体のメッキを施したもの、あるいは芯粒子に、導電性磁性体および導電性の良好な金属の両方を被覆したものなどが挙げられる。
これらの中では、ニッケル粒子を芯粒子とし、その表面に金や銀などの導電性の良好な金属のメッキを施したものを用いることが好ましい。
芯粒子の表面に導電性金属を被覆する手段としては、特に限定されるものではないが、例えば無電解メッキにより行うことができる。

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

また、導電性粒子Ｐの粒子径は、１〜５００μｍであることが好ましく、より好ましくは２〜４００μｍ、さらに好ましくは５〜３００μｍ、特に好ましくは１０〜１５０μｍである。
また、導電性粒子Ｐの粒子径分布（Ｄｗ／Ｄｎ）は、１〜１０であることが好ましく、より好ましくは１〜７、さらに好ましくは１〜５、特に好ましくは１〜４である。
このような条件を満足する導電性粒子Ｐを用いることにより、得られる弾性異方導電膜２３は、加圧変形が容易なものとなり、また、当該弾性異方導電膜２３における導電部において導電性粒子Ｐ間に十分な電気的接触が得られる。
このような平均粒子径を有する導電性粒子Ｐは、空気分級装置、音波ふるい装置などの分級装置によって、導電性粒子および／または当該導電性粒子を形成する芯粒子を分級処理することによって調製することができる。分級処理の具体的な条件は、目的とする導電性粒子の平均粒子径および粒子径分布、並びに分級装置の種類などに応じて適宜設定される。
また、導電性粒子Ｐの形状は、特に限定されるものではないが、高分子物質形成材料中に容易に分散させることができる点で、球状のもの、星形状のものあるいはこれらが凝集した２次粒子による塊状のものであることが好ましい。

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

導電部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、得られる導電部は脆弱なものとなりやすく、導電部として必要な弾性が得られないことがある。

高分子物質形成材料中には、必要に応じて、通常のシリカ粉、コロイダルシリカ、エアロゲルシリカ、アルミナなどの無機充填材を含有させることができる。このような無機充填材を含有させることにより、得られる成形材料のチクソトロピー性が確保され、その粘度が高くなり、しかも、導電性粒子Ｐの分散安定性が向上すると共に、硬化処理されて得られる弾性異方導電膜２３の強度が高くなる。
このような無機充填材の使用量は、特に限定されるものではないが、使用量が過大である場合には、後述する製造方法において、磁場による導電性粒子Ｐの移動が大きく阻害されるため、好ましくない。

このような異方導電性コネクター２０は、例えば特開２００２−３３４７３２号公報に記載されている方法によって製造することができる。

図８は、プローブカード１０におけるシート状プローブ３０を示す平面図であり、図９および図１０は、シート状プローブ３０における接点膜を拡大して示す平面図および説明用断面図である。
シート状プローブ３０は、図１１にも示すように、複数の開口３２が形成された金属よりなる円形のフレーム板３１を有する。このフレーム板３１の開口３２は、検査対象であるウエハに形成された全ての集積回路における被検査電極が形成された電極領域のパターンに対応して形成されたもの、および、検査用回路基板１１の水平度確認用電極対１８に対応して形成されたものである。

フレーム板３１を構成する金属としては、鉄、銅、ニッケル、チタン、またはこれらの合金若しくは合金鋼を用いることができるが、後述する製造方法において、エッチング処理によって容易に開口３２を形成することができる点で、４２合金、インバー、コバールなどの鉄−ニッケル合金鋼が好ましい。
また、フレーム板３１としては、その線熱膨張係数が３×１０^-5／Ｋ以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは−１×１０^-7〜１×１０^-5／Ｋ、特に好ましくは−１×１０^-6〜８×１０^-6／Ｋである。
このようなフレーム板３１を構成する材料の具体例としては、インバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、スーパーインバー、コバール、４２合金などの合金または合金鋼が挙げられる。

また、フレーム板３１の厚みは、１０〜２００μｍであることが好ましく、より好ましくは１０〜１５０μｍである。
この厚みが過小である場合には、接点膜３５を支持するフレーム板として必要な強度が得られないことがある。一方、この厚みが過大である場合には、後述する製造方法において、エッチング処理によって開口３２を高い寸法精度で形成することが困難となることがある。

フレーム板３１の一面には、接着層３９を介して金属膜３８が一体的に形成され、この金属膜３８上には、複数の接点膜３５が、当該フレーム板３１の一の開口３２を塞ぐよう配置されて固定され、これにより、接点膜３５の各々は、接着層３９および金属膜３８を介してフレーム板３１に支持されている。また、フレーム板３１の他面には、円形のリング状の保持部材３４が当該フレーム板３４の周縁部に沿って配置され、当該保持部材３４によってフレーム板３１が保持されている。
金属膜３８は、後述する電極構造体３７における裏面電極部３７ｂと同一の材料によって構成されている。
また、接着層３９を構成する材料としては、シリコーンゴム系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ポリウレタン系接着剤などを用いることができる。
また、保持部材３４を構成する材料としては、インバー、スーパーインバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、コバール、４２アロイなどの低熱膨張金属材料、またはアルミナ、炭化珪素、窒化珪素などのセラミックス材料などを用いることができる。

接点膜３５の各々は、柔軟な絶縁膜３６を有し、この絶縁膜３６には、当該絶縁膜３６の厚み方向に伸びる金属よりなる複数の電極構造体３７が、検査対象であるウエハに形成された集積回路の電極領域における被検査電極のパターンおよび検査用回路基板１１の水平度確認用電極対１８における電極１８ａ，１８ｂに対応するパターンに従って、当該絶縁膜３６の面方向に互いに離間して配置されている。当該接点膜３５は、電極構造体３７の各々が、フレーム板３１の開口３２内に位置するよう配置されている。
電極構造体３７の各々は、絶縁膜３６の表面に露出する突起状の表面電極部３７ａと、絶縁膜３６の裏面に露出する板状の裏面電極部３７ｂとが、絶縁膜３６の厚み方向に貫通して伸びる短絡部３７ｃによって互いに一体に連結されて構成されている。

絶縁膜３６を構成する材料としては、絶縁性を有する柔軟なものであれば特に限定されるものではなく、ポリイミド、液晶ポリマーなどの樹脂材料やこれらの複合材料を用いることができるが、後述する製造方法において、電極構造体用の貫通孔をエッチングによって容易に形成することができる点で、ポリイミドを用いることが好ましい。
絶縁膜３６を構成するその他の材料としては、メッシュ若しくは不織布、またはこれらに樹脂若しくは弾性高分子物質が含浸されてなるものを用いることができる。かかるメッシュまたは不織布を形成する繊維としては、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ナイロン繊維、テフロン（登録商標）繊維等のフッ素樹脂繊維、ポリエステル繊維などの有機繊維を用いることができる。このような材料を絶縁膜３６を構成する材料として用いることにより、電極構造体３７が小さいピッチで配置されても、接点膜３５全体の柔軟性が大きく低下することがないため、電極構造体３７の突出高さや被検査電極の突出高さにバラツキがあっても、接点膜３５の有する柔軟性により十分に吸収されるので、被検査電極の各々に対して安定した電気的接続を確実に達成することができる。
また、絶縁膜３６の厚みは、当該絶縁膜３６の柔軟性が損なわれなければ特に限定されないが、５〜１５０μｍであることが好ましく、より好ましくは７〜１００μｍ、さらに好ましくは１０〜５０μｍである。

電極構造体３７を構成する材料としては、ニッケル、鉄、銅、金、銀、パラジウム、鉄、コバルト、タングステン、ロジウム、またはこれらの合金若しくは合金鋼等を用いることができ、電極構造体３７としては、全体が単一の金属よりなるものであっても、２種以上の金属の合金または合金屍よりなるものまたは２種以上の金属が積層されてなるものであってもよい。

また、表面に酸化膜が形成された被検査電極について電気的検査を行う場合には、シート状プローブ３０の電極構造体３７と被検査電極を接触させ、電極構造体３７の表面電極部３７ａにより被検査電極の表面の酸化膜を破壊して、当該電極構造体３７と被検査電極との電気的接続を達成することが必要である。そのため、電極構造体３７の表面電極部３７ａは、酸化膜を容易に破壊することかできる程度の硬度を有するものであることが好ましい。このような表面電極部３７ａを得るために、表面電極部３７ａを構成する金属中に、硬度の高い粉末物質を含有させることができる。
このような粉末物質としては、ダイヤモンド粉末、窒化シリコン、炭化シリコン、セラミックス、ガラスなどを用いることができ、これらの非導電性の粉末物質の適量を含有させることにより、電極構造体３７の導電性を損なうことなしに、電極構造体３７の表面電極部３７ａによって、被検査電極の表面に形成された酸化膜を破壊することができる。
また、被検査電極の表面の酸化膜を容易に破壊するために、電極構造体３７における表面電極部３７ａの形状を鋭利な突起状のものとしたり、表面電極部３７ａの表面に微細な凹凸を形成したりすることができる。

接点膜３５における電極構造体３７のピッチｐは、検査対象であるウエハの被検査電極のピッチに応じて設定され、例えば４０〜２５０μｍであることが好ましく、より好ましくは４０〜１５０μｍである。
ここで、「電極構造体のピッチ」とは、隣接する電極構造体の間の中心間距離であって最も短いものをいう。

電極構造体３７において、表面電極部３７ａにおける径Ｒに対する突出高さの比は、０．２〜３であることが好ましく、より好ましくは０．２５〜２．５である。このような条件を満足することにより、被検査電極がピッチが小さくて微小なものであっても、当該被検査電極のパターンに対応するパターンの電極構造体３７を容易に形成することができ、当該ウエハに対して安定な電気的接続状態が確実に得られる。
また、表面電極部３７ａの径Ｒは、短絡部３７ｃの径ｒの１〜３倍であることが好ましく、より好ましくは１〜２倍である。
また、表面電極部３７ａの径Ｒは、当該電極構造体３７のピッチｐの３０〜７５％であることが好ましく、より好ましくは４０〜６０％である。

また、裏面電極部３７ｂの外径Ｌは、短絡部３７ｃの径ｒより大きく、かつ、電極構造体１７のピッチｐより小さいものであればよいが、可能な限り大きいものであることが好ましく、これにより、異方導電性コネクター２０に対して安定な電気的接続を確実に達成することができる。
また、短絡部３７ｃの径ｒは、当該電極構造体３７のピッチｐの１５〜７５％であることが好ましく、より好ましくは２０〜６５％である。

電極構造体３７の具体的な寸法について説明すると、表面電極部３７ａの突出高さは、被検査電極に対して安定な電気的接続を達成することができる点で、１５〜５０μｍであることが好ましく、より好ましくは１５〜３０μｍである。
表面電極部３７ａの径Ｒは、上記の条件や被検査電極の直径などを勘案して設定されるが、例えば３０〜２００μｍであり、好ましくは３５〜１５０μｍである。
短絡部３７ｃの径ｒは、十分に高い強度が得られる点で、１０〜１２０μｍであることが好ましく、より好ましくは１５〜１００μｍである。
裏面電極部３７ｂの厚みは、強度が十分に高くて優れた繰り返し耐久性が得られる点で、１５〜１５０μｍであることが好ましく、より好ましくは２０〜１００μｍである。

電極構造体３７における表面電極部３７ａおよび裏面電極部３７ｂには、必要に応じて、被覆膜が形成されていてもよい。例えは被検査電極が半田材料により構成されている場合には、当該半田材料が拡散することを防止する観点から、表面電極部３７ａに、銀、パラジウム、ロジウムなどの耐拡散性金属よりなる被覆膜を形成することが好ましい。

そして、シート状プローブ３０は、電極構造体３７の各々における裏面電極部３７ｂが異方導電性コネクター２０の接続用導電部２４または水平度確認用導電部２４Ａに対接するよう配置され、保持部材３４が検査用回路基板１１におけるホルダー１４の段部１４Ｓに係合されて固定されている。

また、図１に示すウエハ検査装置は、上記のプローブカード１０の他に、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。コントローラー２は、図１２に示すように、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、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３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１２に形成されたリード電極１３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が設けられており、このウエハ載置台５の表面における周辺部には、検査用回路基板１１の水平度確認用電極対１８の各々における電極１８ａ，１８ｂ間を、異方導電性コネクター２０の水平度確認用導電部２４Ａおよびシート状プローブ３０の電極構造体３７を介して電気的に接続する短絡部材８が設けられている。

このようなウエハ検査装置においては、ウエハ載置台５上に検査対象であるウエハ６が載置され、次いで、プローブカード１０が下方に加圧されることにより、そのシート状プローブ３０の電極構造体３７における表面電極部３７ａの各々が、ウエハ６の被検査電極７の各々に接触し、更に、当該表面電極部３７ａ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。そして、この状態で、検査用回路基板１１の水平度確認用電極対１８の各々における電極１８ａ，１８ｂ間の導通状態を測定する。
ここで、検査対象であるウエハ６がウエハ載置台５に適正に配置されている場合には、全ての水平度確認用電極対１８における電極１８ａ，１８ｂ間の導通が確認される。また、検査対象であるウエハ６がウエハ載置台５に対して傾いて配置されている場合には、いずれかの水平度確認用電極対１８における電極１８ａ，１８ｂ間の導通が得られないこととなる。この場合には、全ての水平度確認用電極対１８における電極１８ａ，１８ｂ間の導通が達成されるまで、プローブカード１０の加圧力が調整される。
そして、全ての水平度確認用電極対１８における電極間の導通が確認された状態においては、異方導電性コネクター２０の弾性異方導電膜２３における接続用導電部２４の各々は、検査用回路基板１１の検査用電極１６とシート状プローブ３０の電極構造体３５の裏面電極部３７ｂとによって挟圧されて厚み方向に圧縮されており、これにより、当該接続用導電部２４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１１の検査用電極１６との電気的接続が達成される。そして、この状態で、当該ウエハ６における集積回路の各々について所要の電気的検査が実行される。

このようなウエハ検査装置によれば、プローブカード１０の検査用回路基板１１の表面における周辺部に、ウエハ６の水平度を確認するための複数の水平度確認用電極対１８が形成されており、これらの水平度確認用電極対１８の各々における電極１８ａ，１８ｂ間の導通状態を測定することにより、ウエハ載置台５に載置されたウエハ６の水平度を確認し、その後、当該ウエハ６の検査が実行される。
従って、ウエハの検査においては、ウエハ載置台５に載置されたウエハ６の載置状態に応じて適度の加圧力によってウエハ６とプローブカード１０の電気的接続を達成することができ、当該ウエハ６に対して過剰な力でプローブカード１０を加圧することが不要となるため、プローブカード１０の異方導電性コネクター２０が早期に故障が生じることがなくて長い使用寿命が得られる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下のように、種々の変更を加えることが可能である。
（１）図１に示すウエハ検査装置は、ウエハに形成された全ての集積回路について一括してプローブ試験を行うものであるが、本発明のウエハ検査装置はこれに限定されず、ウエハに形成された一部の集積回路についてプローブ試験を行うものであってもよい。
（２）シート状プローブ３０は、単一の開口が形成された絶縁性シートと、当該絶縁性シートの開口を塞ぐよう配置された絶縁膜とを有する構成のものであってもよく、複数の開口が形成された絶縁性シートと、それぞれ一の開口を塞ぐよう配置された複数の絶縁膜とを有する構成のものであってもよく、或いは、複数の開口が形成された絶縁性シートと、当該絶縁性シートの一の開口を塞ぐよう配置された１つまたは２つ以上の絶縁膜と、絶縁性シートの２つ以上の開口を塞ぐよう配置された１つまたは２つ以上の絶縁膜とを有する構成のものであってもよい。また、シート状プローブは必須のものではない。
（３）ウエハ検査装置におけるコントローラー２と検査用回路基板１１を電気的に接続するコネクター４は、図１２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。

本発明のウエハ検査装置の一例における構成を示す説明用断面図である。 図１に示すウエハ検査装置の要部の構成を拡大して示す説明用断面図である。 プローブカードにおける検査用回路基板を示す平面図である。 検査用回路基板におけるリード電極部を拡大して示す説明図である。 プローブカードにおける異方導電性コネクターの平面図である。 異方導電性コネクターにおける接続用導電部を有する弾性異方導電膜を拡大して示す説明用断面図である。 異方導電性コネクターにおける水平度確認用導電部を有する弾性異方導電膜を拡大して示す説明用断面図である。 プローブカードにおけるシート状プローブの平面図である。 プローブカードにおけるシート状プローブの接点膜を拡大して示す平面図である。 プローブカードにおけるシート状プローブの接点膜の構成を拡大して示す説明用断面図である。 プローブカードにおけるシート状プローブのフレーム板を示す平面図である。 ウエハ検査装置におけるコネクターを拡大して示す説明用断面図である。

符号の説明

２ コントローラー
３ 入出力端子
３Ｒ 入出力端子部
４ コネクター
４Ａ 導電ピン
４Ｂ 支持部材
５ ウエハ載置台
６ ウエハ
７ 被検査電極
８ 短絡部材
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
１４Ｓ 段部
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
１８ 水平度確認用電極対
１８ａ，１８ｂ 電極
２０ 異方導電性コネクター
２１ フレーム板
２２ 開口
２３，２３Ａ 弾性異方導電膜
２４ 接続用導電部
２４Ａ 水平度確認用導電部
２５ 絶縁部
２６ 機能部
２７ 突出部
２８ 被支持部
３０ シート状プローブ
３１ フレーム板
３２ 開口
３４ 保持部材
３５ 接点膜
３６ 絶縁膜
３７ 電極構造体
３７ａ 表面電極部
３７ｂ 裏面電極部
３７ｃ 短絡部
３８ 金属膜
３９ 接着層
Ｐ 導電性粒子

Claims (5)

1. 接続すべき電極に対応するパターンに従って配置された複数の接続用導電部と、複数の水平度確認用導電部とを有することを特徴とする異方導電性コネクター。
2. 検査対象であるウエハに形成された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形成された複数の検査用電極および水平度確認用電極対を表面に有する検査用回路基板と、この検査用回路基板の表面上に配置された、請求項１に記載の異方導電性コネクターとを具えてなることを特徴とするプローブカード。
3. 絶縁膜と、この絶縁膜に設けられた、当該絶縁膜の厚み方向に伸びる複数の電極構造体とを有するシート状コネクターが、異方導電性コネクター上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のプローブカード。
4. 検査対象であるウエハに形成された集積回路における被検査電極のパターンに対応するパターンに従って複数の検査用電極が表面に形成された検査用回路基板と、この検査用回路基板の表面上に配置された異方導電性コネクターとを有するプローブカードと、検査対象であるウエハが載置されるウエハ載置台とをを具えてなり、前記プローブカードを前記ウエハ載置台に載置されたウエハに加圧して電気的に接続し、この状態で当該ウエハの電気的検査を行うウエハ検査装置において、
   前記検査用回路基板の表面における周辺部に形成された、前記ウエハ載置台に載置されたウエハの水平度を確認するための複数の水平度確認用電極対と、
   この水平度確認用電極対の各々における電極間を、前記異方導電性コネクターを介して電気的に接続する短絡部材とを有し、
   前記プローブカードをウエハに加圧した状態で、前記水平度確認用電極対の各々における電極間の導通状態を測定し、全ての水平度確認用電極対における電極間の導通が確認された状態で、ウエハの電気的検査を行うことを特徴とするウエハ検査装置。
5. 短絡部材がウエハ載置台の表面に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のウエハ検査装置。

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