JP3788476B2 - Wafer inspection probe member, probe card for wafer inspection, and wafer inspection apparatus - Google Patents
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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用探針部材、ウエハ検査用プローブカードおよびウエハ検査装置に関する。 The present invention relates to a wafer inspection probe member, a wafer inspection probe card, and a wafer inspection apparatus that are used to perform electrical inspection of a plurality of integrated circuits formed on a wafer in a wafer state.
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。次いで、このウエハをダイシングすることによって半導体チップが形成され、この半導体チップが適宜のパッケージ内に収納されて封止される。更に、パッケージ化された半導体集積回路装置の各々について、高温環境下において電気特性を検査することによって、潜在的欠陥を有する半導体集積回路装置を選別するバーンイン試験が行われる。
このようなプローブ試験またはバーンイン試験などの集積回路の電気的検査においては、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が用いられている。かかるプローブカードとしては、従来、ピンまたはブレードよりなる検査用電極(検査プローブ)が配列されてなるものが使用されている。
In general, in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device, a large number of integrated circuits are formed on a wafer made of, for example, silicon, and then each of these integrated circuits has a defect by inspecting basic electrical characteristics. A probe test is performed to select the integrated circuit. Next, a semiconductor chip is formed by dicing the wafer, and the semiconductor chip is housed in an appropriate package and sealed. Further, each packaged semiconductor integrated circuit device is subjected to a burn-in test for selecting a semiconductor integrated circuit device having a potential defect by inspecting electrical characteristics in a high temperature environment.
In an electrical inspection of an integrated circuit such as a probe test or a burn-in test, in order to electrically connect each of the electrodes to be inspected in the inspection object to a tester, they are arranged according to a pattern corresponding to the pattern of the electrodes to be inspected. A probe card having an inspection electrode is used. As such a probe card, one in which inspection electrodes (inspection probes) made of pins or blades are arranged has been used.
而して、ウエハに形成された集積回路に対して行われる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。
一方、バーンイン試験においては、検査対象である集積回路装置は微小なものであってその取扱いが不便なものであるため、多数の集積回路装置についてのバーンイン試験を個別的に行うためには、長い時間を要し、これにより、検査コストが相当に高いものとなる。そのため、近年、ウエハ上に形成された多数の集積回路について、それらのバーンイン試験を一括して行うWLBI(Wafer Level Burn−in)試験が提案されている。
Thus, in a probe test performed on an integrated circuit formed on a wafer, conventionally, a wafer is divided into a plurality of areas in which, for example, 16 integrated circuits are formed, and all of the areas formed in this area are formed. A method is adopted in which a probe test is collectively performed on the integrated circuits and a probe test is sequentially performed on integrated circuits formed in other areas. In recent years, in order to improve the inspection efficiency and reduce the inspection cost, it is required to perform a probe test on a larger number of integrated circuits at once.
On the other hand, in the burn-in test, the integrated circuit device to be inspected is very small and inconvenient to handle. Therefore, in order to individually perform the burn-in test for many integrated circuit devices, it is long. Time is required, which leads to a considerably high inspection cost. Therefore, in recent years, a WLBI (Wafer Level Burn-in) test for performing a burn-in test on a large number of integrated circuits formed on a wafer has been proposed.
然るに、このようなプローブ試験やWLBI試験に用いられるプローブカードを作製するためには、非常に多数の検査プローブを配列することが必要となるので、当該プローブカードは極めて高価なものとなり、また、被検査電極が多数でそのピッチが小さいものである場合には、プローブカードを作製すること自体が困難となる。
以上のような理由から、最近においては、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、被検査電極のパターンに対応するパターンに従ってそれぞれ厚み方向に伸びる複数の導電部が形成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プローブカードが提案されている(例えば特許文献1)。このプローブカードにおけるシート状プローブは、絶縁性シートと、この絶縁性シート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、それぞれ絶縁性シートの厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体と、絶縁性シートの周縁部に設けられた、例えばセラミックスよりなるリング状の保持部材とにより構成されている。
However, in order to produce a probe card used in such a probe test or WLBI test, it is necessary to arrange a very large number of inspection probes, so that the probe card becomes extremely expensive, When there are a large number of electrodes to be inspected and the pitch is small, it is difficult to manufacture the probe card itself.
For the reasons described above, recently, 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 the inspection circuit board are arranged on one surface. An anisotropic conductive elastomer sheet having a plurality of conductive portions extending in the thickness direction according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected, and a sheet-like probe disposed on the anisotropic conductive elastomer sheet Proposed probe cards have been proposed (for example, Patent Document 1). A sheet-like probe in this probe card includes an insulating sheet and a plurality of electrode structures arranged on the insulating sheet according to a pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected and extending in the thickness direction of the insulating sheet. And a ring-shaped holding member made of, for example, ceramics provided at the peripheral edge of the insulating sheet.
しかしながら、検査対象であるウエハが、例えば直径が8インチ以上の大型のものであって、その被検査電極の数が例えば5000以上、特に10000以上のものである場合には、各集積回路における被検査電極のピッチが極めて小さいものであるため、上記のプローブカードにおける異方導電性エラストマーシートには、以下のような問題がある。
(1)直径が例えば8インチ(約20cm)のウエハについて一括してまたは複数の集積回路が形成されたエリアに分割して検査するためには、異方導電性エラストマーシートとしては、その面積が相当に大きいものを用いることが必要となる。然るに、このような異方導電性エラストマーシートは、面積が相当に大きいものであるが、各導電部は微細で、当該異方導電性エラストマーシート表面に占める導電部表面の面積の割合が小さいものであるため、当該異方導電性エラストマーシートを確実に製造することは極めて困難である。従って、異方導電性エラストマーシートの製造においては、歩留りが極端に低下する結果、異方導電性エラストマーシートの製造コストが増大し、延いては検査コストが増大する。
(2)ウエハを構成する材料例えばシリコンの線熱膨張係数は3.3×10-6/K程度であり、一方、異方導電性エラストマーシートを構成する材料例えばシリコーンゴムの線熱膨張係数は2.2×10-4/K程度である。このように、検査対象である集積回路装置を構成する材料(例えばシリコン)と異方導電性エラストマーシートを構成する材料(例えばシリコーンゴム)との間で、線熱膨張係数が大きく異なると、温度変化による熱履歴を受けたときに、異方導電性エラストマーシートの導電部と集積回路装置の被検査電極との間に位置ずれが生じる結果、電気的接続状態が変化して安定な接続状態を維持することが困難である。
そして、上記の問題を解決するため、検査対象である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、このフレーム板の開口の各々を塞ぐよう配置された複数の弾性異方導電膜とよりなる異方導電性コネクターが提案されている(例えば特許文献2参照。)。
However, if the wafer to be inspected is a large one having a diameter of, for example, 8 inches or more and the number of electrodes to be inspected is, for example, 5000 or more, particularly 10,000 or more, the wafer to be inspected in each integrated circuit. Since the pitch of the inspection electrodes is extremely small, the anisotropic conductive elastomer sheet in the probe card has the following problems.
(1) In order to inspect a wafer having a diameter of, for example, 8 inches (about 20 cm) at once or divided into an area where a plurality of integrated circuits are formed, the anisotropic conductive elastomer sheet has an area of It is necessary to use a considerably large one. However, such an anisotropic conductive elastomer sheet has a considerably large area, but each conductive part is fine, and the ratio of the area of the conductive part surface to the anisotropic conductive elastomer sheet surface is small. Therefore, it is extremely difficult to reliably manufacture the anisotropic conductive elastomer sheet. Therefore, in the production of the anisotropic conductive elastomer sheet, the production yield of the anisotropic conductive elastomer sheet increases as a result of the extremely low yield, which in turn increases the inspection cost.
(2) The coefficient of linear thermal expansion of the material constituting the wafer, such as silicon, is about 3.3 × 10 −6 / K, while the coefficient of linear thermal expansion of the material constituting the anisotropic conductive elastomer sheet, such as silicone rubber, is It is about 2.2 × 10 −4 / K. Thus, when the linear thermal expansion coefficient differs greatly between the material constituting the integrated circuit device to be inspected (eg, silicon) and the material constituting the anisotropic conductive elastomer sheet (eg, silicone rubber), the temperature When the thermal history due to the change is received, as a result of displacement between the conductive portion of the anisotropic conductive elastomer sheet and the electrode to be inspected of the integrated circuit device, the electrical connection state changes and a stable connection state is obtained. It is difficult to maintain.
In order to solve the above problem, a frame plate having a plurality of openings formed corresponding to the electrode regions where the electrodes to be inspected of the integrated circuit in the wafer to be inspected are formed, and each of the openings of the frame plate An anisotropic conductive connector comprising a plurality of elastic anisotropic conductive films arranged so as to close the cover has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
一方、上記のプローブカードにおけるシート状プローブには、以下のような問題がある。
上記のプローブカードのシート状プローブにおいては、絶縁性シートの熱膨張を防止または抑制するために、当該絶縁性シートはそれに張力を作用させた状態で保持部材に固定されている。
然るに、絶縁性シートに対してその面方向における全ての方向について均一に張力を作用させることは極めて困難であり、また、電極構造体を形成することによって絶縁性シートに作用する張力のバランスが変化し、その結果、当該絶縁性シートは熱膨張について異方性を有するものとなるため、面方向における−方向の熱膨張を抑制することが可能であっても、当該一方向と交差する他の方向の熱膨張を抑制することができない。従って、温度変化による熱履歴を受けたときに、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できない。
また、絶縁性シートをこれに張力を作用させた状態で保持部材に固定するためには、加熱下において絶縁性シートを保持部材に接着する、という煩雑な工程が必要となるため、製造コストの増大を招く、という問題がある。
On the other hand, the sheet-like probe in the probe card has the following problems.
In the above-described probe of the probe card, in order to prevent or suppress the thermal expansion of the insulating sheet, the insulating sheet is fixed to the holding member in a state where tension is applied thereto.
However, it is extremely difficult to apply a uniform tension to the insulating sheet in all directions in the surface direction, and the balance of the tension acting on the insulating sheet is changed by forming the electrode structure. As a result, since the insulating sheet has anisotropy with respect to thermal expansion, even if it is possible to suppress the thermal expansion in the negative direction in the plane direction, The thermal expansion in the direction cannot be suppressed. Therefore, when receiving a thermal history due to a temperature change, it is not possible to reliably prevent displacement between the electrode structure and the electrode to be inspected.
Further, in order to fix the insulating sheet to the holding member in a state in which tension is applied thereto, a complicated process of adhering the insulating sheet to the holding member under heating is necessary. There is a problem of causing an increase.
本件出願人は、上記の問題を解決するため、検査対象である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、このフレーム板の一面にその開口の各々を塞ぐよう配置されて支持された、絶縁膜に電極構造体が配置されてなる複数の接点膜とよりなるシート状プローブおよびこのシート状プローブと上記の異方導電性コネクターとを具えたプローブカードを提案した(特願2004−305956号明細書参照。)。
しかしながら、このようなプローブカードにおいては、以下のような問題があることが判明した。
検査対象であるウエハとプローブカードとの接続操作において、良好な電気的接続を達成するためには、プローブカードにおける異方導電性コネクターの導電部を、シート状プローブの裏面電極部によって厚み方向に加圧して十分に圧縮させることが肝要である。
然るに、図52に示すように、シート状プローブ80における接点膜85と異方導電性コネクター90における弾性異方導電膜95との間には、当該シート状プローブ80におけるフレーム板81が存在することにより、シート状プローブ80の電極構造体86が加圧されたときには、シート状プローブ80のフレーム板81が異方導電性コネクター90の弾性異方導電膜95に接触するため、電極構造体86の裏面電極部87によって弾性異方導電膜95の導電部96を厚み方向に確実に圧縮させることができず、その結果、良好な電気的接続状態を確実に達成することが困難となる。
In order to solve the above problem, the applicant of the present application has a frame plate in which a plurality of openings are formed corresponding to an electrode region where an inspection target electrode of an integrated circuit is formed on a wafer to be inspected, and the frame plate A sheet-like probe comprising a plurality of contact films in which an electrode structure is arranged on an insulating film, which is arranged and supported so as to close each of the openings on one surface, and the sheet-like probe and the anisotropic conductive connector described above (See Japanese Patent Application No. 2004-305956).
However, it has been found that such a probe card has the following problems.
In order to achieve good electrical connection in the connection operation between the wafer to be inspected and the probe card, the conductive part of the anisotropic conductive connector in the probe card is arranged in the thickness direction by the back electrode part of the sheet-like probe. It is important to press and compress sufficiently.
However, as shown in FIG. 52, 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、その目的は、検査対象であるウエハが、直径が8インチ以上の大面積で被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、当該ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、温度変化による被検査電極に対する位置ずれが確実に防止され、ウエハに対する良好な電気的接続状態が安定に維持されるウエハ検査用探針部材、ウエハ検査用プローブカードおよびウエハ検査装置を提供することにある。 The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is that a wafer to be inspected has a large area with a diameter of 8 inches or more and an extremely small pitch of electrodes to be inspected. However, it is possible to reliably achieve a good electrical connection state with respect to the wafer, and it is possible to reliably prevent displacement of the electrode to be inspected due to a temperature change, and to maintain a stable good electrical connection state with respect to the wafer. An object of the present invention is to provide a probe member for wafer inspection, a probe card for wafer inspection, and a wafer inspection apparatus.
本発明のウエハ検査用探針部材は、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金属よりなるフレーム板、およびこのフレーム板の表面に、それぞれ開口を塞ぐよう配置されて支持された複数の接点膜よりなり、当該接点膜の各々は、柔軟な樹脂よりなる絶縁膜に、当該絶縁膜の表面に露出する表面電極部および裏面に露出する裏面電極部が絶縁膜の厚み方向に伸びる短絡部によって連結されてなる複数の電極構造体が、前記被検査電極に対応するパターンに従って配置されてなるシート状プローブと、
前記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、およびこのフレーム板に、それぞれ一の開口を塞ぐよう配置されて支持された複数の弾性異方導電膜よりなり、前記シート状プローブの裏面に配置された異方導電性コネクターと
を有してなり、
前記シート状プローブにおけるフレーム板の開口の各々は、前記異方導電性コネクターの弾性異方導電膜における面方向の外形を受容し得る大きさとされていることを特徴とする。
The probe member for wafer inspection according to the present invention is a metal in which a plurality of openings are formed corresponding to electrode regions where electrodes to be inspected are arranged in all or part of integrated circuits formed on a wafer to be inspected. And a plurality of contact films arranged and supported on the surface of the frame plate so as to close the openings, and each of the contact films is formed on a flexible resin insulating film. A plurality of electrode structures formed by connecting a surface electrode portion exposed on the front surface and a back electrode portion exposed on the back surface by a short-circuit portion extending in the thickness direction of the insulating film are arranged according to a pattern corresponding to the electrode to be inspected. A sheet probe,
The sheet-like probe comprises: a frame plate having a plurality of openings formed corresponding to the electrode regions; and a plurality of elastic anisotropic conductive films arranged and supported on the frame plate so as to close one opening. An anisotropic conductive connector disposed on the back surface of
Each of the openings of the frame plate in the sheet-like probe is sized so as to receive the outer shape in the surface direction of the elastic anisotropic conductive film of the anisotropic conductive connector.
本発明のウエハ検査用探針部材においては、弾性異方導電膜は、被検査電極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含有されてなる接続用導電部と、これら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ることが好ましい。
このようなウエハ検査用探針部材においては、異方導電性コネクターにおけるフレーム板の表面のレベルと弾性異方導電膜の接続用導電部の表面側端面のレベルとのギャップをhとし、シート状プローブにおけるフレーム板の裏面のレベルと裏面電極部の電極面のレベルとのギャップをdとしたとき、比h/dが1.2以上であることが好ましい。
In the probe member for wafer inspection according to the present invention, the elastic anisotropic conductive film is connected according to the conductive polymer exhibiting magnetism contained in the elastic polymer material, arranged according to the pattern corresponding to the electrode to be inspected. It is preferable to have a conductive portion and an insulating portion made of an elastic polymer material that insulates the conductive portion from each other.
In such a wafer inspection probe member, the gap between the level of the surface of the frame plate in the anisotropic conductive connector and the level of the end surface on the surface side of the connecting conductive portion of the elastic anisotropic conductive film is defined as h, When the gap between the level of the back surface of the frame plate in the probe and the level of the electrode surface of the back surface electrode portion is d, the ratio h / d is preferably 1.2 or more.
また、本発明のウエハ検査用探針部材は、シート状プローブにおけるフレーム板の厚みが10〜200μmであることが好ましい。
また、シート状プローブにおけるフレーム板および異方導電性コネクターにおけるフレーム板は、それぞれ線熱膨張係数が3×10-5/K以下の材料によって形成されていることが好ましい。
In the probe member for wafer inspection according to the present invention, the thickness of the frame plate in the sheet-like probe is preferably 10 to 200 μm.
Moreover, it is preferable that the frame plate in the sheet-like probe and the frame plate in the anisotropic conductive connector are each formed of a material having a linear thermal expansion coefficient of 3 × 10 −5 / K or less.
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被検査電極に対応するパターンに従って検査電極が表面に形成された検査用回路基板と、この検査用回路基板の表面上に配置された、上記のウエハ検査用探針部材とを具えてなることを特徴とする。 The probe card for wafer inspection according to the present invention includes an inspection circuit board having inspection electrodes formed on the surface according to a pattern corresponding to the electrodes to be inspected in all or some of the integrated circuits formed on the wafer to be inspected, The wafer inspection probe member is provided on the surface of the inspection circuit board.
本発明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ウエハ検査装置であって、
上記のウエハ検査用プローブカードを具えてなることを特徴とする。
The wafer inspection apparatus of the present invention is a wafer inspection apparatus that performs electrical inspection of a plurality of integrated circuits formed on a wafer in a wafer state,
It comprises the probe card for wafer inspection described above.
本発明のウエハ検査用探針部材によれば、シート状プローブにおけるフレーム板の開口の各々が、前記異方導電性コネクターの弾性異方導電膜における面方向の外形を受容し得る大きさとされていることにより、シート状プローブの電極構造体が加圧されたときに、シート状プローブのフレーム板が異方導電性コネクターの弾性異方導電膜に接触することが回避されるため、当該弾性異方導電膜を厚み方向に確実に圧縮させることができ、その結果、ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができる。
そして、本発明のウエハ検査用探針部材によれば、シート状プローブは、フレーム板に形成された複数の開口の各々に電極構造体を有する接点膜が配置されて支持されてなることにより、接点膜の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい接点膜は、その絶縁膜の面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が8インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による位置ずれを確実に防止することができる。また、異方導電性コネクターは、フレーム板に形成された複数の開口の各々に弾性異方導電膜が配置されて支持されてなることにより、弾性異方導電膜の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい弾性異方導電膜は、その面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が8インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による位置ずれを確実に防止することができる。従って、ウエハの検査において、当該ウエハ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る。
According to the probe member for wafer inspection of the present invention, each of the openings of the frame plate in the sheet-like probe is sized to accept the outer shape in the surface direction of the elastic anisotropic conductive film of the anisotropic conductive connector. Therefore, when the electrode structure of the sheet-like probe is pressurized, it is avoided that the frame plate of the sheet-like probe contacts the elastic anisotropic conductive film of the anisotropic conductive connector. The directionally conductive film can be reliably compressed in the thickness direction, and as a result, a good electrical connection state to the wafer can be reliably achieved.
And according to the probe member for wafer inspection of the present invention, the sheet-like probe is supported by arranging and supporting a contact film having an electrode structure in each of a plurality of openings formed in the frame plate. Each of the contact films may have a small area, and a contact film with a small area has a small absolute amount of thermal expansion in the surface direction of the insulating film, so that the wafer to be inspected has a large area of 8 inches or more in diameter. Even when the pitch of the electrodes to be inspected is extremely small, it is possible to reliably prevent the positional deviation due to the temperature change. In addition, the anisotropic conductive connector has a small area because each of the anisotropic anisotropic conductive films is supported by an elastic anisotropic conductive film disposed and supported in each of a plurality of openings formed in the frame plate. Well, an elastic anisotropic conductive film with a small area has a small absolute amount of thermal expansion in the surface direction, so that the wafer to be inspected has a large area of 8 inches or more in diameter and the pitch of the electrodes to be inspected is extremely large. Even if it is small, it is possible to reliably prevent positional deviation due to temperature change. Therefore, it is possible to stably maintain a favorable electrical connection state with respect to the wafer in the inspection of the wafer.
また、上記の比h/dの値を1.2以上とすることにより、シート状プローブの電極構造体が加圧されたときに、弾性異方導電膜の接続用導電部を厚み方向に十分に圧縮させることができるので、ウエハに対する良好な電気的接続状態を一層確実に達成することができる。 Further, by setting the value of the ratio h / d to 1.2 or more, when the electrode structure of the sheet-like probe is pressurized, the conductive portion for connection of the elastic anisotropic conductive film is sufficient in the thickness direction. Therefore, a good electrical connection state to the wafer can be achieved more reliably.
本発明に係るウエハ検査用プローブカードによれば、上記のウエハ検査用探針部材を具えてなるため、検査対象であるウエハが、直径が8インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、良好な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、温度変化による被検査電極に対する位置ずれを確実に防止することができ、これにより、良好な電気的接続状態を安定に維持することができる。
このようなウエハ検査用プローブカードは、直径が8インチ以上の大面積のウエハの電気的検査を行うためのウエハ検査装置に用いられるプローブカードとして極めて好適である。
According to the wafer inspection probe card of the present invention, since the wafer inspection probe member is provided, the wafer to be inspected has a large area of 8 inches or more in diameter and the pitch of the electrodes to be inspected. Even if it is extremely small, it is possible to reliably achieve a good electrical connection state, and to reliably prevent displacement with respect to the electrode to be inspected due to a temperature change. Stable connection state can be maintained.
Such a wafer inspection probe card is extremely suitable as a probe card used in a wafer inspection apparatus for performing an electrical inspection of a large area wafer having a diameter of 8 inches or more.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〈ウエハ検査用探針部材〉
図1は、本発明に係るウエハ検査用探針部材(以下、単に「探針部材」という。)の第1の例の構成を示す説明図であり、図2は、図1に示す探針部材の要部を拡大して示す説明用断面図である。
この第1の例の探針部材1は、例えば複数の集積回路が形成されたウエハについて当該集積回路の各々のバーンイン試験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、シート状プローブ10と、このシート状プローブ10の裏面に配置された異方導電性コネクター40とにより構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
<Probing member for wafer inspection>
FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of a first example of a wafer inspection probe member (hereinafter simply referred to as a “probe member”) according to the present invention, and FIG. 2 shows a probe shown in FIG. It is sectional drawing for description which expands and shows the principal part of a member.
The
図3は、第1の例の探針部材1におけるシート状プローブ10を示す平面図であり、図4および図5は、シート状プローブ10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10は、図6にも示すように、複数の開口が形成された金属よりなる円形のフレーム板11を有する。このフレーム板11の開口12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ている。
FIG. 3 is a plan view showing the sheet-
As shown in FIG. 6, the sheet-
フレーム板11を構成する金属としては、鉄、銅、ニッケル、チタン、モリブデ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12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11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11を構成する材料の具体例としては、インバーなどのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合金、スーパーインバー、コバール、42合金などの合金または合金鋼が挙げられる。
As the metal constituting the
The
Specific examples of the material constituting the
また、フレーム板11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15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12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。
Moreover, it is preferable that the thickness of the
If this thickness is too small, the strength required for the frame plate that supports the
フレーム板11の一面には、接着層19を介して金属膜18が一体的に形成され、この金属膜18上には、複数の接点膜15が、当該フレーム板11の一の開口12を塞ぐよう配置されて固定され、これにより、接点膜15の各々は、接着層19および金属膜18を介してフレーム板11に支持されている。また、フレーム板11の他面には、円形のリング状の保持部材14が当該フレーム板11の周縁部に沿って配置され、当該保持部材14によってフレーム板11が保持されている。
金属膜18は、後述する電極構造体17における裏面電極部17bと同一の材料によって構成されている。
また、接着層19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14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。
A
The
Moreover, as a material which comprises the
Further, as the material constituting the holding
接点膜15の各々は、柔軟な絶縁膜16を有し、この絶縁膜16には、当該絶縁膜16の厚み方向に伸びる金属よりなる複数の電極構造体17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に対応するパターンに従って、当該絶縁膜16の面方向に互いに離間して配置されており、当該接点膜15は、電極構造体17の各々が、フレーム板11の開口12内に位置するよう配置されている。
電極構造体17の各々は、絶縁膜16の表面に露出する突起状の表面電極部17aと、絶縁膜16の裏面に露出する板状の裏面電極部17bとが、絶縁膜16の厚み方向に貫通して伸びる短絡部17cによって互いに一体に連結されて構成されている。
Each of the
Each of the
絶縁膜16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16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16を構成する材料として用いることにより、電極構造体17が小さいピッチで配置されても、接点膜15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17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15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16の厚みは、当該絶縁膜16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。
The material constituting the insulating
As other materials constituting the insulating
The thickness of the insulating
電極構造体17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17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。
As a material constituting the
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、シート状プローブの電極構造体17と被検査電極を接触させ、電極構造体17の表面電極部17aにより被検査電極の表面の酸化膜を破壊して、当該電極構造体17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17の表面電極部17a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17aを得るために、表面電極部17a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17の導電性を損なうことなしに、電極構造体17の表面電極部17a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17における表面電極部17aの形状を鋭利な突起状のものとしたり、表面電極部17aの表面に微細な凹凸を形成したりすることができる。
In addition, when an electrical inspection is performed on an electrode to be inspected having an oxide film formed on the surface, the
As such a powder substance, diamond powder, silicon nitride, silicon carbide, ceramics, glass or the like can be used. By containing an appropriate amount of these non-conductive powder substances, the conductivity of the
Further, in order to easily destroy the oxide film on the surface of the electrode to be inspected, the shape of the surface electrode portion 17a in the
接点膜15における電極構造体17のピッチpは、検査対象であるウエハの被検査電極のピッチに応じて設定され、例えば40〜250μm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。
The pitch p of the
Here, the “pitch of electrode structures” is the shortest distance between the centers of adjacent electrode structures.
電極構造体17において、表面電極部17a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17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17aの径Rは、短絡部17cの径rの1〜3倍であることが好ましく、より好ましくは1〜2倍である。
また、表面電極部17aの径Rは、当該電極構造体17のピッチpの30〜75%であることが好ましく、より好ましくは40〜60%である。
In the
Moreover, it is preferable that the diameter R of the surface electrode part 17a is 1-3 times the diameter r of the
The diameter R of the surface electrode portion 17a is preferably 30 to 75% of the pitch p of the
また、裏面電極部17bの外径Lは、短絡部17c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、例えば異方導電性シートに対しても安定な電気的接続を確実に達成することができる。
また、短絡部17cの径rは、当該電極構造体17のピッチpの15〜75%であることが好ましく、より好ましくは20〜65%である。
Further, the outer diameter L of the
Further, the diameter r of the short-
電極構造体17の具体的な寸法について説明すると、表面電極部17aの突出高さは、被検査電極に対して安定な電気的接続を達成することができる点で、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17aの径Rは、上記の条件や被検査電極の直径などを勘案して設定されるが、例えば30〜200μmであり、好ましくは35〜150μmである。
短絡部17c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17b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。
The specific dimensions of the
The diameter R of the surface electrode portion 17a is set in consideration of the above conditions, the diameter of the electrode to be inspected, etc., and is, for example, 30 to 200 μm, and preferably 35 to 150 μm.
The diameter r of the short-
The thickness of the
電極構造体17における表面電極部17aおよび裏面電極部17b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17a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。
A coating film may be formed on the front electrode portion 17a and the
このようなシート状プローブ10は、以下のようにして製造される。
先ず、図7に示すように、形成すべき電極構造体17における裏面電極部17bと同一の材料よりなる裏面電極部用金属箔18Aの一面に、絶縁膜用樹脂シート16Aが一体的に積層されてなる円形の積層体15Aを用意する。
一方、図8に示すように、検査対象である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複数の開口12が形成された円形のフレーム板11を作製し、このフレーム板11の一面に、その周縁部に沿って保護テープ20を配置する。ここで、フレーム板11の開口12を形成する方法としては、エッチング法などを利用することができる。
Such a sheet-
First, as shown in FIG. 7, the insulating
On the other hand, as shown in FIG. 8, a
次いで、図9に示すように、積層体15Aにおける裏面電極部用金属箔18Aの他面に、例えば接着性樹脂よりなる接着層19を形成し、図10に示すように、保護テープ20が設けられたフレーム板を接着する。その後、図11に示すように、積層体15Aにおける絶縁膜用樹脂シート16A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てそれぞれ厚み方向に貫通する複数の貫通孔17Hを形成する。ここで、絶縁膜用樹脂シート16Aに貫通孔17Hを形成する方法としては、レーザー加工、エッチング加工などを利用することができる。
次いで、保護テープ(図示省略)によってフレーム板11の裏面および開口12を覆い、積層体15Aにおける裏面電極部用金属箔18Aに対してメッキ処理を施すことにより、図12に示すように、絶縁膜用樹脂シート16Aに形成された各貫通孔17H内に当該裏面電極部用金属箔18Aに一体に連結された短絡部17cが形成されると共に、当該短絡部17cに一体に連結された絶縁膜用樹脂シート16Aの表面から突出する表面電極部17aが形成される。その後、フレーム板11から保護テープを除去し、図13に示すように、接着層19におけるフレーム板11の開口12から露出した部分を除去することにより、裏面電極部用金属箔18Aの一部を露出させ、当該裏面電極部用金属箔18Aにおける露出部分に対してエッチング処理を施すことにより、図14に示すように、それぞれ短絡部17cに一体に連結された複数の裏面電極部17bが形成され、以て電極構造体17が形成される。次いで、絶縁膜用樹脂シート16Aに対してエッチング処理を施してその一部を除去することにより、図15に示すように、互いに独立した複数の絶縁膜16が形成され、これにより、それぞれ絶縁膜16にその厚み方向に貫通して伸びる複数の電極構造体17が配置されてなる複数の接点膜15が形成される。
そして、フレーム板11の周縁部から保護テープ20(図8参照)を除去し、その後、フレーム板11の裏面における周縁部に保持部材を配置して固定することにより、図3〜図5に示すシート状プローブ10が得られる。
Next, as shown in FIG. 9, an
Next, the back surface of the
And the protective tape 20 (refer FIG. 8) is removed from the peripheral part of the
異方導電性コネクター40は、図16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42が形成された円板状のフレーム板41を有する。このフレーム板41の開口42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ている。フレーム板41には、厚み方向に導電性を有する複数の弾性異方導電膜50が、それぞれ一の開口42を塞ぐよう、当該フレーム板41の開口縁部に支持された状態で配置されている。
As shown in FIG. 16, the anisotropic
弾性異方導電膜50の各々は、その基材が弾性高分子物質よりなり、厚み方向に伸びる複数の接続用導電部52と、この接続用導電部52の各々の周囲に形成され、当該接続用導電部52の各々を相互に絶縁する絶縁部53とよりなる機能部51を有し、当該機能部51は、フレーム板41の開口42内に位置するよう配置されている。この機能部51における接続用導電部52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51の周縁には、フレーム板41の開口縁部に固定支持された被支持部55が、当該機能部51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55は、二股状に形成されており、フレーム板41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50の機能部51における接続用導電部52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53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50における機能部51の両面には、接続用導電部52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54が形成されている。
Each of the elastic anisotropic
A supported
The
Further, in the illustrated example, on both surfaces of the
フレーム板41の厚みは、その材質によって異なるが、20〜600μmであることが好ましく、より好ましくは40〜400μmである。
この厚みが20μm未満である場合には、異方導電性コネクター40を使用する際に必要な強度が得られず、耐久性が低いものとなりやすく、また、当該フレーム板41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40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42に形成される弾性異方導電膜50は、その厚みが過大なものとなって、接続用導電部52における良好な導電性および隣接する接続用導電部52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41の開口42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。
Although the thickness of the
When this thickness is less than 20 μm, the strength required when using the anisotropic
The shape and size in the surface direction of the
フレーム板41を構成する材料としては、当該フレーム板41が容易に変形せず、その形状が安定に維持される程度の剛性を有するもの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41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41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41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。
The material constituting the
Specific examples of the metal material constituting the
また、フレーム板41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。
Moreover, as a material which comprises 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.
弾性異方導電膜50の全厚(図示の例では接続用導電部52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50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52が確実に得られる。
突出部54の突出高さは、その合計が当該突出部54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54を形成することにより、小さい加圧力で接続用導電部52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54の突出高さは、当該突出部54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54を形成することにより、当該突出部54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55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55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41の一面のみに固定されていてもよい。
The total thickness of the elastic anisotropic conductive film 50 (in the illustrated example, the thickness of the connecting conductive portion 52) is preferably 50 to 3000 μm, more preferably 70 to 2500 μm, and particularly preferably 100 to 2000 μm. If this thickness is 50 μm or more, the elastic anisotropic
The total protrusion height of the
Further, the protrusion height of the
In addition, the thickness of the supported portion 55 (one thickness of the bifurcated portion in the illustrated example) is preferably 5 to 600 μm, more preferably 10 to 500 μm, and particularly preferably 20 to 400 μm.
Further, the supported
弾性異方導電膜50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、その具体例としては、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、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などが挙げられる。
これらの中では、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。
As the elastic polymer material constituting the elastic anisotropic
Among these, silicone rubber is preferable in terms of moldability and electrical characteristics.
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。 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.
これらの中で、ビニル基を含有する液状シリコーンゴム(ビニル基含有ポリジメチルシロキサン)は、通常、ジメチルジクロロシランまたはジメチルジアルコキシシランを、ジメチルビニルクロロシランまたはジメチルビニルアルコキシシランの存在下において、加水分解および縮合反応させ、例えば引続き溶解−沈殿の繰り返しによる分別を行うことにより得られる。
また、ビニル基を両末端に含有する液状シリコーンゴムは、オクタメチルシクロテトラシロキサンのような環状シロキサンを触媒の存在下においてアニオン重合し、重合停止剤として例えばジメチルジビニルシロキサンを用い、その他の反応条件(例えば、環状シロキサンの量および重合停止剤の量)を適宜選択することにより得られる。ここで、アニオン重合の触媒としては、水酸化テトラメチルアンモニウムおよび水酸化n−ブチルホスホニウムなどのアルカリまたはこれらのシラノレート溶液などを用いることができ、反応温度は、例えば80〜130℃である。
このようなビニル基含有ポリジメチルシロキサンは、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10000〜40000のものであることが好ましい。また、得られる弾性異方導電膜50の耐熱性の観点から、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。
Among these, liquid silicone rubber containing vinyl groups (vinyl group-containing polydimethylsiloxane) usually hydrolyzes dimethyldichlorosilane or dimethyldialkoxysilane in the presence of dimethylvinylchlorosilane or dimethylvinylalkoxysilane. And a condensation reaction, for example, followed by fractionation by repeated dissolution-precipitation.
In addition, the liquid silicone rubber containing vinyl groups at both ends is obtained by anionic polymerization of a cyclic siloxane such as octamethylcyclotetrasiloxane in the presence of a catalyst, using, for example, dimethyldivinylsiloxane as a polymerization terminator, and other reaction conditions. It can be obtained by appropriately selecting (for example, the amount of cyclic siloxane and the amount of polymerization terminator). Here, as the catalyst for anionic polymerization, alkali such as tetramethylammonium hydroxide and n-butylphosphonium hydroxide or silanolate solution thereof can be used, and the reaction temperature is, for example, 80 to 130 ° C.
Such a vinyl group-containing polydimethylsiloxane preferably has a molecular weight Mw (referred to as a standard polystyrene equivalent weight average molecular weight; the same shall apply hereinafter) having a molecular weight of 10,000 to 40,000. In addition, from the viewpoint of heat resistance of the obtained elastic anisotropic
一方、ヒドロキシル基を含有する液状シリコーンゴム(ヒドロキシル基含有ポリジメチルシロキサン)は、通常、ジメチルジクロロシランまたはジメチルジアルコキシシランを、ジメチルヒドロクロロシランまたはジメチルヒドロアルコキシシランの存在下において、加水分解および縮合反応させ、例えば引続き溶解−沈殿の繰り返しによる分別を行うことにより得られる。
また、環状シロキサンを触媒の存在下においてアニオン重合し、重合停止剤として、例えばジメチルヒドロクロロシラン、メチルジヒドロクロロシランまたはジメチルヒドロアルコキシシランなどを用い、その他の反応条件(例えば、環状シロキサンの量および重合停止剤の量)を適宜選択することによっても得られる。ここで、アニオン重合の触媒としては、水酸化テトラメチルアンモニウムおよび水酸化n−ブチルホスホニウムなどのアルカリまたはこれらのシラノレート溶液などを用いることができ、反応温度は、例えば80〜130℃である。
On the other hand, a liquid silicone rubber containing hydroxyl groups (hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane) usually undergoes hydrolysis and condensation reaction of dimethyldichlorosilane or dimethyldialkoxysilane in the presence of dimethylhydrochlorosilane or dimethylhydroalkoxysilane. For example, and fractionation by repeated dissolution-precipitation.
In addition, cyclic siloxane is anionically polymerized in the presence of a catalyst, and dimethylhydrochlorosilane, methyldihydrochlorosilane, dimethylhydroalkoxysilane or the like is used as a polymerization terminator, and other reaction conditions (for example, the amount of cyclic siloxane and polymerization termination). It can also be obtained by appropriately selecting the amount of the agent. Here, as the catalyst for anionic polymerization, alkali such as tetramethylammonium hydroxide and n-butylphosphonium hydroxide or silanolate solution thereof can be used, and the reaction temperature is, for example, 80 to 130 ° C.
このようなヒドロキシル基含有ポリジメチルシロキサンは、その分子量Mwが10000〜40000のものであることが好ましい。また、得られる弾性異方導電膜50の耐熱性の観点から、分子量分布指数が2以下のものが好ましい。
本発明においては、上記のビニル基含有ポリジメチルシロキサンおよびヒドロキシル基含有ポリジメチルシロキサンのいずれか一方を用いることもでき、両者を併用することもできる。
Such a hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane preferably has a molecular weight Mw of 10,000 to 40,000. Further, from the viewpoint of heat resistance of the elastic anisotropic
In the present invention, either one of the above-mentioned vinyl group-containing polydimethylsiloxane and hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane can be used, or both can be used in combination.
高分子物質形成材料中には、当該高分子物質形成材料を硬化させるための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としては、有機過酸化物、脂肪酸アゾ化合物、ヒドロシリル化触媒などを用いることができる。
硬化触媒として用いられる有機過酸化物の具体例としては、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が挙げられる。
硬化触媒として用いられる脂肪酸アゾ化合物の具体例としては、アゾビスイソブチロニトリルなどが挙げられる。
ヒドロシリル化反応の触媒として使用し得るものの具体例としては、塩化白金酸およびその塩、白金−不飽和基含有シロキサンコンプレックス、ビニルシロキサンと白金とのコンプレックス、白金と1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサンとのコンプレックス、トリオルガノホスフィンあるいはホスファイトと白金とのコンプレックス、アセチルアセテート白金キレート、環状ジエンと白金とのコンプレックスなどの公知のものが挙げられる。
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、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。
The polymer substance-forming material can contain a curing catalyst for curing the polymer substance-forming material. As such a curing catalyst, an organic peroxide, a fatty acid azo compound, a hydrosilylation catalyst, or the like can be used.
Specific examples of the organic peroxide used as the curing catalyst include benzoyl peroxide, bisdicyclobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide and ditertiary butyl peroxide.
Specific examples of the fatty acid azo compound used as the curing catalyst include azobisisobutyronitrile.
Specific examples of what can be used as a catalyst for the hydrosilylation reaction include chloroplatinic acid and salts thereof, platinum-unsaturated siloxane complex, vinylsiloxane and platinum complex, platinum and 1,3-divinyltetramethyldisiloxane. And the like, a complex of triorganophosphine or phosphite and platinum, an acetyl acetate platinum chelate, a complex of cyclic diene and platinum, and the like.
The amount of the curing catalyst used is appropriately selected in consideration of the type of polymer substance-forming material, the type of curing catalyst, and other curing conditions, but usually 3 to 100 parts by weight of the polymer substance-forming material. 15 parts by weight.
弾性異方導電膜50における接続用導電部52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50の形成において、当該弾性異方導電膜50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。
In the formation of the elastic anisotropic
Among these, it is preferable to use nickel particles as core particles and the surfaces thereof plated with a metal having good conductivity such as gold or silver.
The means for coating the surface of the core particles with the conductive metal is not particularly limited, but can be performed by, for example, electroless plating.
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。
In the case of using the conductive particles P in which the surface of the core particles is coated with a conductive metal, from the viewpoint of obtaining good conductivity, the coverage of the conductive metal on the particle surface (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%.
The coating amount of the conductive metal is preferably 2.5 to 50% by weight of the core particles, more preferably 3 to 45% by weight, still more preferably 3.5 to 40% by weight, and particularly preferably 5%. ~ 30% by weight.
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50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50における接続用導電部52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。
Moreover, it is preferable that the particle diameter of the electroconductive particle P is 1-500 micrometers, More preferably, it is 2-400 micrometers, More preferably, it is 5-300 micrometers, Most preferably, it is 10-150 micrometers.
Moreover, it is preferable that the particle diameter distribution (Dw / Dn) of the electroconductive particle P is 1-10, More preferably, it is 1-7, More preferably, it is 1-5, Most preferably, it is 1-4.
By using the conductive particles P satisfying such conditions, the obtained elastic anisotropic
The conductive particles P having such an average particle diameter are prepared by classifying the conductive particles and / or the core particles forming the conductive particles with a classifier such as an air classifier or a sonic sieve. be able to. Specific conditions for the classification treatment are appropriately set according to the average particle size and particle size distribution of the target conductive particles, the type of the classification device, and the like.
Further, the shape of the conductive particles P is not particularly limited, but spherical particles, star-shaped particles, or agglomerated
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。 The moisture content of the conductive particles P is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, still more preferably 2% or less, and particularly preferably 1% or less. By using the conductive particles P that satisfy such conditions, bubbles are prevented or suppressed from being generated in the molding material layer when the molding material layer is cured.
また、導電性粒子Pの表面がシランカップリング剤などのカップリング剤で処理されたものを適宜用いることができる。導電性粒子Pの表面がカップリング剤で処理されることにより、当該導電性粒子Pと弾性高分子物質との接着性が高くなり、その結果、得られる弾性異方導電膜50は、繰り返しの使用における耐久性が高いものとなる。
カップリング剤の使用量は、導電性粒子Pの導電性に影響を与えない範囲で適宜選択されるが、導電性粒子Pの表面におけるカップリング剤の被覆率(導電性芯粒子の表面積に対するカップリング剤の被覆面積の割合)が5%以上となる量であることが好ましく、より好ましくは上記被覆率が7〜100%、さらに好ましくは10〜100%、特に好ましくは20〜100%となる量である。
Moreover, what processed the surface of the electroconductive particle P with coupling agents, such as a silane coupling agent, can be used suitably. By treating the surface of the conductive particles P with a coupling agent, the adhesiveness between the conductive particles P and the elastic polymer substance is increased, and as a result, the obtained elastic anisotropic
The amount of the coupling agent used is appropriately selected within a range that does not affect the conductivity of the conductive particles P, but the coupling agent coverage on the surface of the conductive particles P (the cup relative to the surface area of the conductive core particles). The ratio of the ring agent covering area) is preferably 5% or more, more preferably 7 to 100%, further preferably 10 to 100%, and particularly preferably 20 to 100%. Amount.
機能部51の接続用導電部52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接続用導電部52が得られないことがある。一方、この割合が60%を超える場合には、得られる接続用導電部52は脆弱なものとなりやすく、接続用導電部52として必要な弾性が得られないことがある。
The content ratio of the conductive particles P in the connection
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50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、あまり多量に使用すると、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。
In the polymer substance-forming material, an inorganic filler such as normal silica powder, colloidal silica, airgel silica, alumina, or the like can be contained as necessary. By including such an inorganic filler, the thixotropy of the obtained molding material is ensured, the viscosity thereof is increased, and the dispersion stability of the conductive particles P is improved, and the obtained molding material is cured. The strength of the elastic anisotropic
The amount of such inorganic filler used is not particularly limited, but if it is used too much, movement of the conductive particles P due to a magnetic field is greatly hindered in the production method described later, which is not preferable.
このような異方導電性コネクター40は、例えば特開2002−334732号公報に記載されている方法によって製造することができる。
Such an anisotropic
そして、この第1の例の探針部材1においては、シート状プローブ10におけるフレーム板11の開口12の各々は、異方導電性コネクター40の弾性異方導電膜50における面方向の外形を受容し得る大きさとされている。具体的には、シート状プローブ10におけるフレーム板11の開口12は矩形であり、弾性異方導電膜50における面方向の外形が矩形であることから、シート状プローブ10におけるフレーム板11の開口12の縦横の寸法が弾性異方導電膜50の縦横の寸法より大きいものとされている。
また、異方導電性コネクター40におけるフレーム板41の表面(図2において上面)のレベルと弾性異方導電膜50の接続用導電部52の表面側端面(図2において上面)のレベルとのギャップをhとし、シート状プローブ10におけるフレーム板11の裏面(図2において下面)のレベルと裏面電極部の電極面(図2において下面)のレベルとのギャップをdとしたとき、比h/dの値が1.2以上であることが好ましく、より好ましくは1.5以上、特に好ましくは1.8以上である。この比h/dの値が1.2未満である場合には、裏面電極部17bによって接続用導電部52が厚み方向に押圧されたときに、シート状プローブ10のフレーム板11が異方導電性コネクター40のフレーム板41に接触してしまうため、接続用導電部52が十分に圧縮されず、その結果、当該接続用導電部52に所要の導電性が得られないことがある。
In the
In addition, the gap between the level of the surface of the frame plate 41 (upper surface in FIG. 2) in the anisotropic
上記の第1の例の探針部材1によれば、シート状プローブ10におけるフレーム板11の開口12の各々が、異方導電性コネクター40の弾性異方導電膜50における面方向の外形を受容し得る大きさとされていることにより、シート状プローブ10の電極構造体17が加圧されたときに、シート状プローブ10のフレーム板11が異方導電性コネクター40の弾性異方導電膜50に接触することが回避されるため、当該弾性異方導電膜50の接続用導電部52を厚み方向に十分に圧縮させることができ、その結果、ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができる。
そして、上記の探針部材によれば、シート状プローブ10は、フレーム板11に形成された複数の開口12の各々に電極構造体17を有する接点膜15が配置されて支持されてなることにより、接点膜15の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい接点膜15は、その絶縁膜16の面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が8インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による電極構造体17と被検査電極との位置ずれを確実に防止することができる。また、異方導電性コネクター40は、フレーム板41に形成された複数の開口12の各々に弾性異方導電膜50が配置されて支持されてなることにより、弾性異方導電膜50の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい弾性異方導電膜50は、その面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が8インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による接続用導電部と電極構造体との位置ずれを確実に防止することができる。従って、バーンイン試験において、ウエハ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る。
According to the
According to the probe member described above, the sheet-
また、比h/dの値を1.2以上とすることにより、シート状プローブ10の電極構造体17が加圧されたときに、弾性異方導電膜50の接続用導電部52を厚み方向に十分に圧縮させることができるので、ウエハに対する良好な電気的接続状態を一層確実に達成することができる。
Further, by setting the value of the ratio h / d to 1.2 or more, when the
図17は、本発明に係る探針部材の第2の例を示す平面図であり、図18は、第2の例の探針部材の要部の構成を示す説明用断面図である。
この第2の例の探針部材1は、例えば複数の集積回路が形成されたウエハについて当該集積回路の各々のプローブ試験をウエハの状態で行うために用いられるものであって、シート状プローブ10と、このシート状プローブ10の裏面に配置された異方導電性コネクター40とにより構成されている。
FIG. 17 is a plan view showing a second example of the probe member according to the present invention, and FIG. 18 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe member of the second example.
The
第2の例の探針部材1におけるシート状プローブ10は、図19にも示すように、複数の開口が形成された金属よりなるフレーム板11を有する。このフレーム板11の開口12は、検査対象であるウエハに形成された集積回路のうち例えば32個(8個×4個)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ている。このシート状プローブ10におけるその他の構成は、第1の例の探針部材1のシート状プローブ10と同様である(図4および図5参照)。
また、第2の例の探針部材1におけるシート状プローブ10は、第1のシート状プローブ10と同様にして製造することができる。
異方導電性コネクター40は、図20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42が形成された矩形の板状のフレーム板41を有する。このフレーム板41の開口42は、検査対象であるウエハに形成された集積回路のうち例えば32個(8個×4個)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ている。フレーム板41には、厚み方向に導電性を有する複数の弾性異方導電膜50が、それぞれ一の開口42を塞ぐよう、当該フレーム板41の開口縁部に支持された状態で配置されている。異方導電性コネクター40におけるその他の構成は、第1の例の探針部材1における異方導電性コネクター40と同様である(図15参照)。
そして、第2の例の探針部材1においては、シート状プローブ10におけるフレーム板11の開口12の各々は、異方導電性コネクター40の弾性異方導電膜50における面方向の外形を受容し得る大きさとされている。具体的には、シート状プローブ10におけるフレーム板11の開口12は矩形であり、弾性異方導電膜50における面方向の外形が矩形であることから、シート状プローブ10におけるフレーム板11の開口12の縦横の寸法が弾性異方導電膜50の縦横の寸法より大きいものとされている。
また、異方導電性コネクター40におけるフレーム板41の表面(図18において上面)のレベルと弾性異方導電膜50の接続用導電部52の表面側端面(図18において上面)のレベルとのギャップをhとし、シート状プローブ10におけるフレーム板11の裏面(図18において下面)のレベルと裏面電極部の電極面(図18において下面)のレベルとのギャップをdとしたとき、h/dの値が1.2以上であることが好ましい。
As shown in FIG. 19, the sheet-
Further, the sheet-
As shown in FIG. 20, the anisotropic
In the
Further, the gap between the level of the surface of the frame plate 41 (upper surface in FIG. 18) in the anisotropic
上記の第2の例の探針部材1によれば、シート状プローブ10におけるフレーム板11の開口12の各々が、異方導電性コネクター40の弾性異方導電膜50における面方向の外形を受容し得る大きさとされていることにより、シート状プローブ10の電極構造体17が加圧されたときに、シート状プローブ10のフレーム板11が異方導電性コネクター40の弾性異方導電膜50に接触することが回避されるため、当該弾性異方導電膜50の接続用導電部52を厚み方向に十分に圧縮させることができ、その結果、ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができる。
そして、上記の探針部材1によれば、シート状プローブ10は、フレーム板11に形成された複数の開口12の各々に電極構造体17を有する接点膜15が配置されて支持されてなることにより、接点膜15の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい接点膜15は、その絶縁膜16の面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が8インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による電極構造体17と被検査電極との位置ずれを確実に防止することができる。また、異方導電性コネクター40は、フレーム板41に形成された複数の開口12の各々に弾性異方導電膜50が配置されて支持されてなることにより、弾性異方導電膜50の各々は面積の小さいものでよく、面積の小さい弾性異方導電膜50は、その面方向における熱膨張の絶対量が小さいため、検査対象であるウエハが、直径が8インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、温度変化による接続用導電部と電極構造体との位置ずれを確実に防止することができる。従って、プローブ試験において、ウエハ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る。
According to the
According to the
また、比h/dの値を1.2以上とすることにより、シート状プローブ10の電極構造体17が加圧されたときに、弾性異方導電膜50の接続用導電部52を厚み方向に十分に圧縮させることができるので、ウエハに対する良好な電気的接続状態を一層確実に達成することができる。
Further, by setting the value of the ratio h / d to 1.2 or more, when the
〈ウエハ検査用プローブカード〉
図21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。)の第1の例における構成を示す説明用断面図であり、図22は、第1の例の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。
この第1の例のプローブカード30は、例えば複数の集積回路が形成されたウエハについて当該集積回路の各々のバーンイン試験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31と、この検査用回路基板31の一面(図21および図22において上面)に配置された第1の例の探針部材1とにより構成されている。
<Probe card for wafer inspection>
FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a first example of a wafer inspection probe card (hereinafter simply referred to as “probe card”) according to the present invention, and FIG. 22 is a diagram illustrating the probe of the first example. It is sectional drawing for description which shows the structure of the principal part of a card | curd.
The
検査用回路基板31は、図23にも示すように、円板状の第1の基板素子32を有し、この第1の基板素子32の表面(図21および図22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35が配置され、この第2の基板素子35は、第1の基板素子32の表面に固定されたホルダー34に保持されている。また、第1の基板素子32の裏面における中央部には、補強部材37が設けられている。
第1の基板素子32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32の裏面における周縁部には、図24に示すように、複数のリード電極33が当該第1の基板素子32の周方向に沿って並ぶよう配置されたリード電極部33Rが形成されている。リード電極33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33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35の表面(図21および図22において上面)には、複数の検査用電極36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36Rが形成されている。一方、第2の基板素子35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36に電気的に接続されている。
そして、第1の基板素子32の接続用電極と第2の基板素子35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 also in FIG. 23, 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 35 (upper surface in FIGS. 21 and 22), a plurality of
The connection electrode of the
検査用回路基板31における第1の基板素子32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31における第2の基板素子35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 a substrate material constituting the
As a material constituting the
ホルダー34は、第2の基板素子35の外形に適合する正八角形状の開口34Kを有し、この開口34K内に第2の基板素子35が収容されている。また、ホルダー34の外縁は円形であり、当該ホルダー34の外縁には、周方向に沿って段部34Sが形成されている。
The
そして、第1の例のプローブカード30においては、探針部材1が、検査用回路基板31の表面に、異方導電性コネクター40の接続用導電部52の各々が検査用電極36の各々に対接するよう配置され、シート状プローブ10の保持部材14がホルダー34の段部34Sに係合されて固定されている。
In the
このような第1の例のプローブカード30によれば、前述の第1の例の探針部材1を有するため、検査対象であるウエハが、直径が8インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、当該ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、バーンイン試験において、温度変化による被検査電極に対する位置ずれを確実に防止することができ、これにより、ウエハ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る。
Since the
図25は、本発明に係るプローブカードの第2の例における構成を示す説明用断面図であり、図26は、第2の例の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。
この第2の例のプローブカード30は、例えば複数の集積回路が形成されたウエハについて当該集積回路の各々のプローブ試験をウエハの状態で行うために用いられるものであって、検査用回路基板31と、この検査用回路基板31の一面上に設けられた第2の例の探針部材1とにより構成されている。
第2の例のプローブカード30の検査用回路基板31においては、図27に示すように、第2の基板素子35の表面に、検査対象であるウエハに形成された集積回路のうち例えは32個(8個×4個)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検査用電極36が配置された検査用電極部36Rが形成されている。検査用回路基板31におけるその他の構成は、第1の例のプローブカード30における検査用回路基板31と基本的に同様である。
そして、第2の例のプローブカード30においては、探針部材1が、検査用回路基板31の表面に、異方導電性コネクター40の接続用導電部52の各々が検査用電極36の各々に対接するよう配置され、シート状プローブ10の保持部材14がホルダー34の段部34Sに係合されて固定されている。
FIG. 25 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration of the second example of the probe card according to the present invention, and FIG. 26 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe card of the second example. .
The
In the
In the
このような第2の例のプローブカード30によれば、前述の第2の例の探針部材1を有するため、検査対象であるウエハが、直径が8インチ以上の大面積であって被検査電極のピッチが極めて小さいものであっても、当該ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、プローブ試験において、温度変化による被検査電極に対する位置ずれを確実に防止することができ、これにより、ウエハ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る。
According to the
〔ウエハ検査装置〕
図28は、本発明に係るウエハ検査装置の第1の例における構成の概略を示す説明用断面図であり、図29は、第1の例の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。この第1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の各々について、当該集積回路のバーンイン試験をウエハの状態で一括して行うためのものである。
第1の例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30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、第1の例のプローブカード30が、その検査用回路基板31のリード電極33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30における検査用回路基板31のリード電極部33Rとの間には、図30にも拡大して示すように、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31のリード電極33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30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. 28 is a cross-sectional view for explaining the outline of the configuration of the first example of the wafer inspection apparatus according to the present invention, and FIG. FIG. The first wafer inspection apparatus is for collectively performing a burn-in test of each integrated circuit in a wafer state for each of a plurality of integrated circuits formed on the wafer.
The wafer inspection apparatus of the first example detects the temperature 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30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の電極構造体17における表面電極部17a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17a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40の弾性異方導電膜50における接続用導電部52の各々は、検査用回路基板31の検査用電極36とシート状プローブ10の電極構造体17の裏面電極部17bとによ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52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31の検査用電極36との電気的接続が達成される。その後、ウエハ載置台5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 such a wafer inspection apparatus, the
このような第1の例のウエハ検査装置によれば、第1の例のプローブカード30を介して、検査対象であるウエハ6の被検査電極7に対する電気的接続が達成されるため、ウエハ6が、直径が8インチ以上の大面積であって被検査電極7のピッチが極めて小さいものであっても、バーンイン試験において、当該ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、温度変化による被検査電極7に対する位置ずれを確実に防止することができ、これにより、ウエハ6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る。従って、ウエハのパーンイン試験において、当該ウエハに対する所要の電気的検査を確実に実行することができる。
According to such a wafer inspection apparatus of the first example, the electrical connection of the
図31は、本発明に係るウエハ検査装置の第2の例における構成の概略を示す説明用断面図であり、図32は、第2の例の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。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の各々について、当該集積回路のプローブ試験をウエハの状態で行うためのものである。
この第2の例のウエハ検査装置は、第1の例のプローブカード30の代わりに第2の例のプローブカード30を用いたこと以外は、第1の例のウエハ検査装置と基本的に同様の構成である。
この第2の例のウエハ検査装置においては、ウエハ6に形成された全ての集積回路の中から選択された例えば32個の集積回路の被検査電極7に、プローブカード30を電気的に接続して検査を行い、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7に、プローブカード30を電気的に接続して検査を行う工程を繰り返すことにより、ウエハ6に形成された全ての集積回路のプローブ試験が行われる。
このような第2の例のウエハ検査装置によれば、第2の例のプローブカード30を介して、検査対象であるウエハ6の被検査電極7に対する電気的接続が達成されるため、ウエハ6が、直径が8インチ以上の大面積であって被検査電極7のピッチが極めて小さいものであっても、バーンイン試験において、当該ウエハに対する良好な電気的接続状態を確実に達成することができ、しかも、温度変化による被検査電極7に対する位置ずれを確実に防止することができ、これにより、ウエハ6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る。従って、ウエハのプローブ試験において、当該ウエハに対する所要の電気的検査を確実に実行することができる。
FIG. 31 is an explanatory sectional view showing an outline of the configuration of the second example of the wafer inspection apparatus according to the present invention. FIG. 32 is an enlarged view of the configuration of the main part of the wafer inspection apparatus of the second example. FIG. This wafer inspection apparatus is for performing a probe test of an integrated circuit in a wafer state for each of a plurality of integrated circuits formed on the wafer.
The wafer inspection apparatus of the second example is basically the same as the wafer inspection apparatus of the first example except that the
In the wafer inspection apparatus of the second example, the
According to the wafer inspection apparatus of the second example as described above, since the electrical connection of 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)シート状プローブ10における保持部材14は、本発明において必須のものではない。
(2)異方導電性コネクター40における弾性異方導電膜50には、被検査電極のパターンに対応するパターンに従って形成された接続用導電部52の他に、被検査電極に電気的に接続されない非接続用の導電部が形成されていてもよい。
(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31を電気的に接続するコネクター4は、図30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 holding
(2) The elastic anisotropic
(3) The
(4)シート状プローブ10における電極構造体17は、図5に示すものに限定されず、種々の構成のものを用いることができる。
図33は、本発明の探針部材に用いることができるシート状プローブの他の例における要部の構成を示す説明用断面図である。
このシート状プローブ10における電極構造体17は、先端から基端に向かうに従って小径となる錐台状の表面電極部17aと、平板状の裏面電極部17bと、表面電極部17aの基端から連続して絶縁膜16をその厚み方向に貫通して伸びて裏面電極部17bに連結された短絡部17cと、表面電極部17aの基端部分から連続して絶縁膜16の面方向に沿って外方に伸びる保持部17dとにより構成されている。電極構造体17における保持部17dは、絶縁膜16中に埋め込まれており、図示の例では、保持部17dの表面が絶縁膜16の表面と同一平面上に位置するよう配置されている。また、この例のシート状プローブ10においては、絶縁膜16の表面および電極構造体17の保持部17dの表面を覆うよう、絶縁保護層21が設けられており、電極構造体17の表面電極部17aが絶縁保護層21の表面から突出した状態とされている。このシート状プローブ10におけるその他の構成は、図5に示すシート状プローブ10と基本的に同様である。
絶縁保護層21を構成する材料としては、絶縁膜16を構成する材料として例示したもの中から適宜選択して用いることができるが、エッチング可能な材料であることが好ましく、特にポリイミドが好ましい。
(4) The
FIG. 33 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of a main part in another example of a sheet-like probe that can be used for the probe member of the present invention.
The
The material constituting the insulating
このような構成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。
図34に示すように、絶縁保護層用樹脂シート21Aと、この絶縁保護層用樹脂シート21Aの表面に一体的に設けられたメッキ電極用金属箔22と、絶縁保護層用樹脂シート21Aの裏面に一体的に設けられた、保持部形成用金属箔23とよりなる積層体21Bを用意する。ここで、絶縁保護層用樹脂シート21Aは、その厚みと保持部形成用金属箔23の厚みとの合計が、形成すべき表面電極部17aの突出高さと同等となるものとされ、保持部形成用金属箔23は、その厚みが形成すべき保持部17dの厚みと同等のものとされる。
次いで、積層体21Bにおける保持部形成用金属箔23に対してフォトリソグラフィーおよびエッチング処理を施すことにより、図35に示すように、保持部形成用金属箔23に、形成すべき電極構造体17のパターンに対応するパターンに従って複数の開口23Kが形成される。その後、絶縁保護層用樹脂シート21Aに対し、保持部形成用金属箔23の開口23K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、図36に示すように、絶縁保護層用樹脂シート21Aに、それぞれ保持部形成用金属箔23の開口23Kに連通する、当該絶縁保護層用樹脂シート21Aの裏面から表面に向かって小径となるテーパー状の複数の貫通孔21Hが形成される。そして、保持部形成用金属箔23に対してフォトリソグラフィーおよびエッチング処理を施すことにより、図37に示すように、絶縁保護層用樹脂シート21Aの裏面における各貫通孔21Hの周囲に保持部17dが形成される。
The sheet-
As shown in FIG. 34, the insulating protective layer resin sheet 21A, the plating
Next, by performing photolithography and etching on the holding portion forming
次いで、図38に示すように、絶縁保護層用樹脂シート21Aの裏面に、絶縁膜用樹脂シート16Aを一体的に積層すると共に、当該絶縁膜用樹脂シート16Aの裏面に、裏面電極部形成用金属箔18Bを一体的に積層する。そして、裏面電極部形成用金属箔18Bに対してフォトリソグラフィーおよびエッチング処理を施すことにより、図39に示すように、裏面電極部形成用金属箔18Bに、形成すべき電極構造体17の裏面電極部17bパターンに対応するパターンに従って複数の開口18Kが形成される。その後、絶縁膜用樹脂シート16Aに対し、裏面電極部形成用金属箔18Bの開口18K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、図40に示すように、絶縁膜用樹脂シート16Aに、それぞれ裏面電極部形成用金属箔18Bの開口18Kおよび絶縁保護層用樹脂シート21Aの貫通孔21Hに連通する、当該絶縁膜用樹脂シート16Aの裏面から表面に向かって小径となるテーパー状の複数の貫通孔17Hが形成される。
Next, as shown in FIG. 38, the insulating
以上において、保持部形成用金属箔23および裏面電極部形成用金属箔18Bをエッチング処理するためのエッチング剤としては、当該金属箔を構成する材料に応じて適宜選択されるが、これらの金属箔が例えば銅よりなるものである場合には、塩化第二鉄水溶液を用いることができる。
また、絶縁保護層用樹脂シート21Aおよび絶縁膜用樹脂シート16Aをエッチング処理するためのエッチング液としては、アミン系エッチング液、ヒドラジン系水溶液や水酸化カリウム水溶液等を用いることができ、エッチング処理条件を選択することにより、絶縁保護層用樹脂シート21Aおよび絶縁膜用樹脂シート16Aの各々に、その裏面から表面に向かうに従って小径となるテーパ状の貫通孔を形成することができる。
In the above, the etching agent for etching the holding part forming
Further, as an etching solution for etching the insulating protective layer resin sheet 21A and the insulating
次いで、積層体21Bに対して、メッキ電極用金属箔22を電極として、電解メッキ処理を施して絶縁保護層用樹脂シート21Aの各貫通孔21H内および絶縁膜用樹脂シート16Aの各貫通孔17H内に金属を充填することにより、図41に示すように、表面電極部17a、短絡部17cおよび裏面電極部17bが形成され、以て、電極構造体17が形成される。ここで、裏面電極部17bの各々は、裏面電極部形成用金属箔18Bを介して互いに連結された状態である。その後、裏面電極部形成用金属箔18Bに対してフォトリソグラフィーおよびエッチング処理を施すことにより、図42に示すように、互いに分離した裏面電極部17bが形成されると共に、所要の形態の金属膜18が形成される。そして、図43に示すように、金属膜18上に、接着層19を介してフレーム板11を接着する。
次いで、メッキ電極用金属箔22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44に示すように、絶縁保護層用樹脂シート21Aの表面を露出させ、更に、絶縁保護層用樹脂シート21Aに対してエッチング処理を施してその厚みを小さくすることにより、図45に示すように、各電極構造体17の表面電極部17aを絶縁保護層用樹脂シート21A表面から突出した状態とする。
その後、絶縁保護層用樹脂シート21Aおよび絶縁膜用樹脂シート16Aに対してエッチング処理を施すことにより、図46に示すように、互いに独立した複数の絶縁保護層21および絶縁膜16が形成され、これにより、複数の接点膜15が形成される。そして、フレーム板11裏面における周縁部に保持部材(図示省略)を配置して固定することにより、シート状プローブが得られる。
Next, the laminated body 21B is subjected to electrolytic plating using the
Next, by removing the plating
Thereafter, by performing an etching process on the insulating protective layer resin sheet 21A and the insulating
また、上記のシート状プローブ10において、絶縁保護層21は必須のものではなく、図47に示すように、絶縁膜16の表面および電極構造体17の保持部17dの表面が露出した構成であってもよい。
また、図48に示すように、電極構造体17の保持部17dは、その一部が絶縁膜16に埋め込まれて当該絶縁膜16の表面から突出した状態で設けられていてもよい。
また、図49に示すように、電極構造体17は、保持部が設けられていない構成のものであってもよい。
また、図50に示すように、電極構造体17の保持部17dが絶縁膜の表面上に設けられていてもよい。
また、シート状プローブ10における電極構造体17は、図51に示すように、先端から基端に向かうに従って小径となる錐状の表面電極部17aと、裏面電極部17bと、表面電極部17aの基端から連続して絶縁膜16をその厚み方向に貫通して伸び、裏面電極部17bに連結された短絡部17cと、表面電極部17aの基端部分から連続して絶縁膜の表面に沿って外方に伸びる保持部17dとよりなるものであってもよい。
Further, in the above-described sheet-
As shown in FIG. 48, the holding portion 17 d of the
As shown in FIG. 49, the
Further, as shown in FIG. 50, the holding portion 17d of the
In addition, as shown in FIG. 51, the
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Specific examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
〔試験用ウエハの作製〕
直径8インチのシリコン製のウエハ上に、それぞれの寸法が8mm×8mmである正方形の集積回路Lを合計で393個形成した。ウエハに形成された各集積回路は、その中央に被検査電極領域を有し、この被検査電極領域には、それぞれ縦方向の寸法が200μmで横方向の寸法が70μmである矩形の40個の被検査電極7が120μmのピッチで横方向に一列に配列されている。また、このウエハ全体の被検査電極の総数は15720個であり、全ての被検査電極7は互いに電気的に絶縁されている。以下、このウエハを「試験用ウエハW1」という。
また、全ての被検査電極を互いに電気的に絶縁することに代えて、集積回路の40個の被検査電極のうち、最も外側の被検査電極から数えて1個おきに2個ずつを互いに電気的に接続したこと以外は、上記試験用ウエハW1と同様の構成である393個の集積回路をウエハ上に形成した。以下、このウエハを「試験用ウエハW2」という。
[Production of test wafer]
A total of 393 square integrated circuits L each having a size of 8 mm × 8 mm were formed on a silicon wafer having a diameter of 8 inches. Each integrated circuit formed on the wafer has an electrode region to be inspected at the center thereof, and each of the electrode regions to be inspected has a rectangular shape having a vertical dimension of 200 μm and a horizontal dimension of 70 μm. The
Further, instead of electrically insulating all the electrodes to be inspected from each other, out of the 40 electrodes to be inspected of the integrated circuit, every two of the 40 electrodes to be inspected from the outermost electrode to be inspected are electrically connected to each other. 393 integrated circuits having the same configuration as that of the test wafer W1 were formed on the wafer except that the test wafers W1 were connected. Hereinafter, this wafer is referred to as “test wafer W2.”
(実施例1)
〔シート状プローブの製造〕
図6に構成に従い、下記の仕様のフレーム板(11)を作製した。
このフレーム板(11)は、直径が22cmの円形で、厚みが25μmであり、試験用ウエハW1における集積回路の被検査電極領域に対応して393個の開口(12)を有する。開口(12)の寸法は、6.4mm×1.6mmである。
Example 1
[Manufacture of sheet probe]
A frame plate (11) having the following specifications was produced according to the configuration shown in FIG.
The frame plate (11) has a circular shape with a diameter of 22 cm and a thickness of 25 μm, and has 393 openings (12) corresponding to the inspected electrode regions of the integrated circuit in the test wafer W1. The dimension of the opening (12) is 6.4 mm × 1.6 mm.
直径が20cmで厚みが25μmのポリイミドよりなる絶縁保護層用樹脂シート(21A)の両面に、それぞれ直径が20cmで厚みが4μmの銅よりなるメッキ電極用金属箔(22)および保持部形成用金属箔(23)が一体的に積層されてなる積層体(21B)を用意した(図34参照)。
この積層体(21B)に対し、厚みが25μmのポリエチレンテレフタレートよりなる保護シールによってメッキ電極用金属箔(22)の表面全面に保護フィルムを形成すると共に、保持部形成用金属箔(23)の裏面全面に、試験用ウエハW1に形成された被検査電極のパターンに対応するパターンに従って直径が55μmの円形の15720個のパターン孔が形成されたレジスト膜を形成した。ここで、レジスト膜の形成において、露光処理は、高圧水銀灯によって80mJの紫外線を照射することにより行い、現像処理は、1%水酸化ナトリウム水溶液よりなる現像剤に40秒間浸漬する操作を2回繰り返すことによって行った。
次いで、保持部形成用金属箔(23)に対し、塩化第二鉄系エッチング液を用い、50℃、30秒間の条件でエッチング処理を施すことにより、当該保持部形成用金属箔(23)にレジスト膜のパターン孔に連通する15720個の開口(23K)を形成した(図35参照)。
その後、絶縁保護層用樹脂シート(21A)に対し、アミン系ポリイミドエッチング液(東レエンジニアリング株式会社製、「TPE−3000」)を用い、80℃、10分間の条件でエッチング処理を施すことにより、当該絶縁保護層用樹脂シート(21A)に、それぞれ保持部形成用金属箔(23)の開口(23K)に連通する15720個の貫通孔(21H)を形成した(図36参照)。
この貫通孔(21H)の各々は、絶縁保護層用樹脂シート(21A)の裏面から表面に向かうに従って小径となるテーパ状のものであって、裏面側の開口径が55μm、表面側の開口径が20μm(平均値)のものであった。
A metal foil for plating electrode (22) and a holding part forming metal made of copper each having a diameter of 20 cm and a thickness of 4 μm are formed on both surfaces of a resin sheet (21A) made of polyimide having a diameter of 20 cm and a thickness of 25 μm. A laminate (21B) in which the foil (23) was integrally laminated was prepared (see FIG. 34).
A protective film is formed on the entire surface of the metal foil for plating electrode (22) with a protective seal made of polyethylene terephthalate having a thickness of 25 μm for the laminate (21B), and the back surface of the metal foil for holding portion formation (23). On the entire surface, a resist film was formed in which 15720 circular pattern holes having a diameter of 55 μm were formed according to the pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected formed on the test wafer W1. Here, in the formation of the resist film, the exposure process is performed by irradiating 80 mJ of ultraviolet light with a high-pressure mercury lamp, and the development process is repeated twice by immersing in a developer composed of a 1% aqueous sodium hydroxide solution for 40 seconds. Was done by.
Next, the holding part forming metal foil (23) is subjected to an etching treatment using a ferric chloride etching solution under the conditions of 50 ° C. and 30 seconds, thereby forming the holding part forming metal foil (23). 15720 openings (23K) communicating with the pattern holes of the resist film were formed (see FIG. 35).
Then, for the insulating protective layer resin sheet (21A), using an amine-based polyimide etchant (manufactured by Toray Engineering Co., Ltd., “TPE-3000”), by performing an etching process at 80 ° C. for 10 minutes, In the insulating protective layer resin sheet (21A), 15720 through-holes (21H) communicating with the openings (23K) of the holding portion forming metal foil (23) were formed (see FIG. 36).
Each of the through holes (21H) has a tapered shape having a diameter that decreases from the back surface to the surface of the insulating protective layer resin sheet (21A), and the opening diameter on the back surface side is 55 μm, and the opening diameter on the front surface side. Was 20 μm (average value).
次いで、積層体(21B)を45℃の水酸化ナトリウム溶液に2分間浸漬させることにより、積層体(21B)からレジスト膜を除去した。その後、積層体(21B)に対し、厚みが10μmのドライフィルムレジスト(日立化成製:フォテック RY−3210)によって、保持部形成用金属箔(23)の貫通孔(23H)およびその周囲を塞ぐようレジストパターンを形成し、保持部形成用金属箔(23)に対し、塩化第二鉄系エッチング液を用い、50℃、30秒間の条件でエッチング処理を施すことにより、保持部形成用金属箔(23)の貫通孔(23H)の周囲に保持部(17d)を形成した(図37参照)。ここで、レジストパターンの形成において、露光処理は、高圧水銀灯によって80mJの紫外線を照射することにより行い、現像処理は1%水酸化ナトリウム水溶液よりなる現像剤に40秒間浸漬する操作を2回繰り返すことによって行った。そして、積層体(21B)を45℃の水酸化ナトリウム溶液に2分間浸漬させることにより、積層体(21B)からレジストパターンを除去した。 Next, the resist film was removed from the laminate (21B) by immersing the laminate (21B) in a 45 ° C. sodium hydroxide solution for 2 minutes. Then, the through-hole (23H) of the metal foil for holding part formation (23) and its periphery are closed with a dry film resist (Hitachi Chemical Co., Ltd .: Photec RY-3210) having a thickness of 10 μm with respect to the laminate (21B). A resist pattern is formed, and the holding portion forming metal foil (23) is etched using ferric chloride-based etching solution under the conditions of 50 ° C. and 30 seconds, thereby forming the holding portion forming metal foil ( A holding part (17d) was formed around the through hole (23H) of 23) (see FIG. 37). Here, in the formation of the resist pattern, the exposure process is performed by irradiating 80 mJ of ultraviolet light with a high-pressure mercury lamp, and the development process is performed by repeating the operation of immersing in a developer composed of a 1% aqueous sodium hydroxide solution for 40 seconds twice. Went by. And the resist pattern was removed from the laminated body (21B) by immersing the laminated body (21B) in 45 degreeC sodium hydroxide solution for 2 minutes.
次いで、積層体(21B)における絶縁保護層用樹脂シート(21A)上に、直径が20.4cmで厚みが25μmの熱可塑性ポリイミドシート(新日鐵化学(株)製,商品名「エスパネックス」)を絶縁膜用樹脂シート(16A)として積重し、この絶縁膜用樹脂シート(16A)上に、直径が22cmで厚みが25μmの42アロイよりなる裏面電極部形成用金属箔(18B)を積重し、165℃、40kgf/cm2 、1時間の条件で加熱プレス処理を行うことにより、絶縁保護層用樹脂シート(21A)、絶縁膜用樹脂シート(16A)および裏面電極部形成用金属箔(18B)を一体化した(図38参照)。
そして、裏面電極部形成用金属箔(18B)の表面に、試験用ウエハW1に形成された被検査電極のパターンに対応するパターンに従って直径が60μmの円形の15720個のパターン孔が形成されたレジスト膜を形成した。
次いで、裏面電極部形成用金属箔(18B)に対し、塩化第二鉄系エッチング液を用い、50℃、30秒間の条件でエッチング処理を施すことにより、当該裏面電極部形成用金属箔(18B)にレジスト膜のパターン孔に連通する15720個の開口(18K)を形成した(図39参照)。
その後、絶縁膜用樹脂シート(16A)に対し、アミン系ポリイミドエッチング液(東レエンジニアリング株式会社製、「TPE−3000」)を用い、80℃、10分間の条件でエッチング処理を施すことにより、当該絶縁膜用樹脂シート(16A)に、それぞれ裏面電極部形成用金属箔(18B)の開口(18H)および絶縁保護層用樹脂シート(21A)の貫通孔(21H)に連通する15720個の貫通孔(17H)を形成した(図40)参照)。
この貫通孔(17H)の各々は、絶縁膜用樹脂シート(16A)の裏面から表面に向かうに従って小径となるテーパ状のものであって、裏面側の開口径が60μm、表面側の開口径が40μm(平均値)のものであった。
そして、裏面電極部形成用金属箔(18B)からレジスト膜を除去し、あらたに裏面電極部形成用金属箔(18B)の表面に、それぞれ裏面電極部形成用金属箔(18B)の開口(18H)に連通する、寸法が60μm×150μmの15720個のパターン孔を有するレジスト膜を形成した。
Next, a thermoplastic polyimide sheet having a diameter of 20.4 cm and a thickness of 25 μm on the insulating protective layer resin sheet (21A) in the laminate (21B) (trade name “ESPANEX” manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) ) Are stacked as a resin sheet for insulating film (16A), and a metal foil (18B) for forming a back electrode portion made of 42 alloy having a diameter of 22 cm and a thickness of 25 μm is formed on the insulating film resin sheet (16A). By stacking and heat-pressing at 165 ° C., 40 kgf / cm 2 for 1 hour, the insulating protective layer resin sheet (21A), the insulating film resin sheet (16A), and the back electrode part forming metal The foil (18B) was integrated (see FIG. 38).
Then, a resist in which 15720 circular pattern holes having a diameter of 60 μm are formed on the surface of the metal foil (18B) for forming the back electrode portion according to the pattern corresponding to the pattern of the electrode to be inspected formed on the test wafer W1. A film was formed.
Next, the back electrode part forming metal foil (18B) is etched using ferric chloride-based etching solution under the conditions of 50 ° C. and 30 seconds, thereby forming the back electrode part forming metal foil (18B). ) 15720 openings (18K) communicating with the pattern holes of the resist film were formed (see FIG. 39).
Thereafter, the insulating film resin sheet (16A) is subjected to an etching treatment under conditions of 80 ° C. and 10 minutes using an amine-based polyimide etching solution (manufactured by Toray Engineering Co., Ltd., “TPE-3000”). 15720 through holes communicating with the insulating film resin sheet (16A) through the opening (18H) of the back electrode portion forming metal foil (18B) and the through hole (21H) of the insulating protective layer resin sheet (21A), respectively. (17H) was formed (see FIG. 40)).
Each of the through-holes (17H) has a tapered shape that decreases in diameter from the back surface to the surface of the insulating film resin sheet (16A), and has an opening diameter of 60 μm on the back surface side and an opening diameter on the front surface side. It was 40 μm (average value).
Then, the resist film is removed from the metal foil for forming the back electrode part (18B), and openings (18H) of the metal foil for forming the back electrode part (18B) are newly formed on the surface of the metal foil for forming the back electrode part (18B). And a resist film having 15720 pattern holes with dimensions of 60 μm × 150 μm.
次いで、積層体(21B)をスルファミン酸ニッケルを含有するメッキ浴中に浸漬し、メッキ電極用金属箔(22)を電極として電解メッキ処理を施して絶縁保護層用樹脂シート(21A)の貫通孔(21H)内、絶縁膜用樹脂シート(16A)の貫通孔(17H)内およびレジスト膜のパターン孔内に金属を充填することにより、表面電極部(17a)、短絡部(17c)および裏面側電極部(17b)を形成し、以て電極構造体(17)を形成した(図41参照)。
その後、積層体(21B)を、45℃の水酸化ナトリウム溶液に2分間浸漬させることにより、裏面電極部形成用金属箔(18B)からレジスト膜を除去し、新たに、裏面電極部形成用金属箔(18B)上にパターニングされたエッチング用のレジスト膜を形成した。
そして、裏面電極部形成用金属箔(18B)に対し、塩化第二鉄系エッチング液を用い、50℃、30秒間の条件でエッチング処理を施すことにより、電極構造体(17)の各々を互いに分離すると共に、絶縁膜用樹脂シート(16A)の裏面に、所要の形態の金属膜(18)を形成した(図42参照)。その後、メッキ電極用金属箔(22)および金属膜(18)からレジスト膜を除去し、金属膜(18)上に、接着層(19)を介してフレーム板(11)を接着した(図43参照)。
Next, the laminate (21B) is immersed in a plating bath containing nickel sulfamate and subjected to electrolytic plating using the metal foil for plating electrode (22) as an electrode, and the through hole of the resin sheet for insulating protective layer (21A) (21H), by filling metal in the through holes (17H) of the resin sheet for insulating film (16A) and the pattern holes of the resist film, the surface electrode part (17a), the short circuit part (17c) and the back surface side An electrode part (17b) was formed, and thus an electrode structure (17) was formed (see FIG. 41).
Thereafter, the laminate (21B) is immersed in a 45 ° C. sodium hydroxide solution for 2 minutes to remove the resist film from the back electrode part forming metal foil (18B). A patterned resist film for etching was formed on the foil (18B).
Then, each of the electrode structures (17) is bonded to each other by subjecting the metal foil (18B) for forming the back electrode part to an etching treatment using a ferric chloride etching solution at 50 ° C. for 30 seconds. While separating, the metal film (18) of a required form was formed in the back surface of the resin sheet for insulating films (16A) (refer FIG. 42). Thereafter, the resist film was removed from the metal foil (22) for the plating electrode and the metal film (18), and the frame plate (11) was bonded onto the metal film (18) via the adhesive layer (19) (FIG. 43). reference).
次いで、フレーム板(11)、絶縁膜用樹脂シート(16A)および電極構造体(17)の裏面電極部(17b)をレジスト膜で覆うと共に、メッキ電極用金属箔(22)の表面から保護フィルムを剥離し、当該メッキ電極用金属箔(22)に対し、塩化第二鉄系エッチング液を用い、50℃、30秒間の条件でエッチング処理を施すことにより、当該メッキ電極用金属箔(22)を除去した(図44参照)。
その後、絶縁保護層用樹脂シート(21A)に対し、アミン系ポリイミドエッチング液(東レエンジニアリング株式会社製、「TPE−3000」)を用い、80℃、6分間の条件でエッチング処理を施して当該絶縁保護層用樹脂シート(21A)の厚みを25μmから5μmとすることにより、電極構造体(17)の表面電極部(17a)を絶縁保護層用樹脂シート(21A)の表面から突出した状態とした(図45参照)。そして、45℃の水酸化ナトリウム溶液に2分間浸漬させることにより、フレーム板(11)、絶縁膜用樹脂シート(16A)および電極構造体(17)の裏面電極部(17b)からレジスト膜を除去した。
Next, the frame plate (11), the insulating film resin sheet (16A), and the back electrode part (17b) of the electrode structure (17) are covered with a resist film, and the protective film is applied from the surface of the metal foil (22) for the plating electrode. Is removed, and the metal foil for plating electrode (22) is etched using ferric chloride-based etching solution under the conditions of 50 ° C. and 30 seconds, so that the metal foil for plating electrode (22) is removed. Was removed (see FIG. 44).
Thereafter, the insulating protective layer resin sheet (21A) is subjected to an etching treatment using an amine-based polyimide etching solution (“TPE-3000” manufactured by Toray Engineering Co., Ltd.) at 80 ° C. for 6 minutes. By setting the thickness of the protective layer resin sheet (21A) to 25 μm to 5 μm, the surface electrode portion (17a) of the electrode structure (17) is protruded from the surface of the insulating protective layer resin sheet (21A). (See FIG. 45). Then, the resist film is removed from the frame plate (11), the resin sheet for insulating film (16A), and the back electrode portion (17b) of the electrode structure (17) by being immersed in a sodium hydroxide solution at 45 ° C. for 2 minutes. did.
次いで、電極構造体(17)の表面電極部(17a)および絶縁保護層用樹脂シート(21A)の表面に、厚みが25μmのドライフィルムレジストを用いてパターニングされたレジスト膜を形成した。その後、絶縁保護層用樹脂シート(21A)および絶縁膜用樹脂シート(16A)に対して、アミン系ポリイミドエッチング液(東レエンジニアリング株式会社製、「TPE−3000」)を用い、80℃、10分間の条件でエッチング処理を施すことにより、互いに分離した複数の絶縁保護層(21)およひ絶縁膜(16)を形成し、以てフレーム板(11)の開口(12)の各々に接点膜(15)を形成した(図46参照)。その後、45℃の水酸化ナトリウム水溶液に2分間浸漬することにより、。電極構造体(17)の表面電極部(17a)および絶縁保護層(21)からレジスト膜を除去した。
そして、フレーム板(11)の周縁部にシリコン系熱硬化性接着剤(信越化学製:品名1300T)を塗布し、150℃に保持した状態でシリコン系熱硬化性接着剤が塗布された部分に、外径が220mm、内径が205mmで厚さ2mmの窒化シリコンよりなるリング状の保持部材を配置し、さらに、フレーム板(11)と保持部材とを加圧しながら180℃で2時間保持することにより、フレーム板(11)に保持部材を接着させ、以て、シート状プローブを製造した。
Next, a patterned resist film was formed on the surface of the surface electrode portion (17a) of the electrode structure (17) and the surface of the insulating protective layer resin sheet (21A) using a dry film resist having a thickness of 25 μm. Thereafter, an amine-based polyimide etching solution (“TPE-3000” manufactured by Toray Engineering Co., Ltd.) is used for the insulating protective layer resin sheet (21A) and the insulating film resin sheet (16A) at 80 ° C. for 10 minutes. By performing the etching process under the conditions, a plurality of insulating protective layers (21) and insulating films (16) separated from each other are formed, and contact films are formed in the openings (12) of the frame plate (11). (15) was formed (see FIG. 46). Then, by immersing in an aqueous solution of sodium hydroxide at 45 ° C. for 2 minutes. The resist film was removed from the surface electrode portion (17a) and the insulating protective layer (21) of the electrode structure (17).
Then, a silicon-based thermosetting adhesive (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: product name 1300T) is applied to the peripheral edge of the frame plate (11), and the silicon-based thermosetting adhesive is applied to the frame plate at a temperature of 150 ° C. A ring-shaped holding member made of silicon nitride having an outer diameter of 220 mm, an inner diameter of 205 mm, and a thickness of 2 mm is disposed, and the frame plate (11) and the holding member are held at 180 ° C. for 2 hours while being pressed. Thus, the holding member was bonded to the frame plate (11), and thus the sheet-like probe was manufactured.
得られたシート状プローブ10の仕様は以下の通りである。
フレーム板は直径22cm、厚みが25μmの円板状で、材質が42アロイである。フレーム板の開口の数は393個で、それぞれの横方向の寸法が6.4mmで、縦方向の寸法が1.6mmである。
接点膜の各々における絶縁膜および絶縁保護層の材質がポリイミドであり、縦横の寸法は7.5mm×7.5mmで、絶縁膜の厚みが25μm、絶縁保護層の厚みが5μmである。
各接点膜における電極構造体の数は40個(合計で15720個)で、横方向に120μmのピッチで一列に並ぶよう配置されている。
電極構造体における表面電極部は円錐台状で、先端部の直径が20μm、基端部の直径が55μmである。裏面電極部は、矩形の板状で、縦横の寸法が60μm×150μm、厚みが14μmである。短絡部は円錐台状で、表面側の直径が40μm、裏面側の直径が60μmである。保持部は円形のリング状で、外径が80μmである。
また、シート状プローブにおけるフレーム板の裏面のレベルと裏面電極部の電極面のレベルとのギャップdは15μmである。
The specifications of the obtained sheet-
The frame plate has a disk shape with a diameter of 22 cm and a thickness of 25 μm, and is made of 42 alloy. The number of openings of the frame plate is 393, the horizontal dimension is 6.4 mm, and the vertical dimension is 1.6 mm.
The material of the insulating film and the insulating protective layer in each of the contact films is polyimide, the vertical and horizontal dimensions are 7.5 mm × 7.5 mm, the insulating film thickness is 25 μm, and the insulating protective layer thickness is 5 μm.
The number of electrode structures in each contact film is 40 (15720 in total), and they are arranged in a row at a pitch of 120 μm in the lateral direction.
The surface electrode portion in the electrode structure has a truncated cone shape, and the tip end portion has a diameter of 20 μm and the base end portion has a diameter of 55 μm. The back electrode portion has a rectangular plate shape with a vertical and horizontal dimension of 60 μm × 150 μm and a thickness of 14 μm. The short-circuit portion has a truncated cone shape, and the diameter on the front surface side is 40 μm and the diameter on the back surface side is 60 μm. The holding part has a circular ring shape and an outer diameter of 80 μm.
Further, the gap d between the level of the back surface of the frame plate and the level of the electrode surface of the back surface electrode portion in the sheet-like probe is 15 μm.
〔異方導電性コネクターの製造〕
(1)磁性芯粒子の調製:
市販のニッケル粒子(Westaim社製,「FC1000」)を用い、以下のようにして磁性芯粒子を調製した。
日清エンジニアリング株式会社製の空気分級機「ターボクラシファイア TC−15N」によって、ニッケル粒子2kgを、比重が8.9、風量が2.5m3 /min、ローター回転数が2,250rpm、分級点が15μm、ニッケル粒子の供給速度が60g/minの条件で分級処理し、粒子径が15μm以下のニッケル粒子0.8kgを捕集した。 さらに、このニッケル粒子0.8kgを、比重が8.9、風量が2.5m3 /min、ローター回転数が2,930rpm、分級点が10μm、ニッケル粒子の供給速度が30g/minの条件で分級処理し、ニッケル粒子0.5kgを捕集した。
得られたニッケル粒子は、数平均粒子径が7.4μm、粒子径の変動係数が27%、BET比表面積が0.46×103m2 /kg、飽和磁化が0.6Wb/m2 であった。
このニッケル粒子を「磁性芯粒子[A]」とする。
[Manufacture of anisotropically conductive connectors]
(1) Preparation of magnetic core particles:
Magnetic core particles were prepared as follows using commercially available nickel particles (manufactured by Westim, “FC1000”).
Nissin Engineering Co., Ltd. air classifier "Turbo Classifier TC-15N" uses 2kg of nickel particles, specific gravity is 8.9, air volume is 2.5m 3 / min, rotor speed is 2,250rpm, classification point is Classification was performed under the conditions of 15 μm and a nickel particle supply rate of 60 g / min, and 0.8 kg of nickel particles having a particle diameter of 15 μm or less were collected. Further, 0.8 kg of the nickel particles were used under the conditions of a specific gravity of 8.9, an air volume of 2.5 m 3 / min, a rotor rotational speed of 2,930 rpm, a classification point of 10 μm, and a nickel particle supply speed of 30 g / min. Classification was performed, and 0.5 kg of nickel particles were collected.
The obtained nickel particles had a number average particle size of 7.4 μm, a particle size variation coefficient of 27%, a BET specific surface area of 0.46 × 103 m 2 / kg, and a saturation magnetization of 0.6 Wb / m 2 . .
This nickel particle is referred to as “magnetic core particle [A]”.
(2)導電性粒子の調製:
粉末メッキ装置の処理槽内に、磁性芯粒子[A]100gを投入し、さらに0.32Nの塩酸水溶液2Lを加えて攪拌し、磁性芯粒子[A]を含有するスラリーを得た。このスラリーを常温で30分間攪拌することにより、磁性芯粒子[A]の酸処理を行い、その後、1分間静置して磁性芯粒子[A]を沈殿させ上澄み液を除去した。
次いで、酸処理が施された磁性芯粒子[A]に純水2Lを加え、常温で2分間攪拌し、その後、1分間静置して磁性芯粒子[A]を沈殿させ上澄み液を除去した。この操作をさらに2回繰り返すことにより磁性芯粒子[A]の洗浄処理を行った。
そして、酸処理および洗浄処理が施された磁性芯粒子[A]に、金の含有割合が20g/Lの金メッキ液2Lを加え、処理層内の温度を90℃に昇温して攪拌することにより、スラリーを調製した。この状態でスラリーを攪拌しながら、磁性芯粒子[A]に対して金の置換メッキを行った。その後、スラリーを放冷しながら静置して粒子を沈殿させ、上澄み液を除去することにより導電性粒子を調製した。
このようにして得られた導電性粒子に純水2Lを加え、常温で2分間攪拌し、その後、1分間静置して導電性粒子を沈殿させ上澄み液を除去した。
この操作をさらに2回繰り返し、その後、90℃に加熱した純水2Lを加えて攪拌し、得られたスラリーを濾紙によって濾過して導電性粒子を回収した。そして、この導電性粒子を90℃に設定された乾燥機によって乾燥処理した。
得られた導電性粒子は、数平均粒子径7.3μm、BET比表面積0.38×103m2/kg、(被覆層を形成する金の質量)/(磁性芯粒子[A]の質量)の値0.3であった。
この導電性粒子を「導電性粒子(a)」とする。
(2) Preparation of conductive particles:
100 g of magnetic core particles [A] were put into a treatment tank of a powder plating apparatus, and further 2 L of a 0.32N hydrochloric acid aqueous solution was added and stirred to obtain a slurry containing magnetic core particles [A]. The slurry was stirred at room temperature for 30 minutes to perform acid treatment of the magnetic core particles [A], and then left to stand for 1 minute to precipitate the magnetic core particles [A] and remove the supernatant.
Next, 2 L of pure water was added to the acid-treated magnetic core particles [A], stirred at room temperature for 2 minutes, and then allowed to stand for 1 minute to precipitate the magnetic core particles [A] and remove the supernatant. . This operation was further repeated twice to wash the magnetic core particles [A].
Then, 2 L of a gold plating solution having a gold content of 20 g / L is added to the magnetic core particles [A] that have been subjected to acid treatment and washing treatment, and the temperature in the treatment layer is raised to 90 ° C. and stirred. Thus, a slurry was prepared. In this state, the magnetic core particles [A] were subjected to gold displacement plating while stirring the slurry. Thereafter, the slurry was left standing to cool to precipitate the particles, and the supernatant was removed to prepare conductive particles.
2 L of pure water was added to the conductive particles thus obtained, stirred for 2 minutes at room temperature, and then allowed to stand for 1 minute to precipitate the conductive particles and remove the supernatant.
This operation was further repeated twice, and then 2 L of pure water heated to 90 ° C. was added and stirred, and the resulting slurry was filtered through filter paper to collect conductive particles. And this electroconductive particle was dried with the dryer set to 90 degreeC.
The obtained conductive particles had a number average particle diameter of 7.3 μm, a BET specific surface area of 0.38 × 10 3 m 2 / kg, (mass of gold forming the coating layer) / (mass of magnetic core particles [A]). The value was 0.3.
This conductive particle is referred to as “conductive particle (a)”.
(3)フレーム板の作製:
図16に示す構成に従い、下記の条件により、試験用ウエハW1の各被検査電極領域に対応して形成された393個の開口(42)を有するフレーム板(41)を作製した。
このフレーム板(41)は、その材質はコバール(線熱膨張係数5×10-6/K)で、直径が8インチで、厚みが60μmであり、開口(42)の横方向の寸法が5400μmで縦方向の寸法が320μmである。
縦方向に隣接する開口の間の中央位置には、円形の空気流入孔が形成されており、その直径は1000μmである。
(3) Production of frame plate:
In accordance with the configuration shown in FIG. 16, a frame plate (41) having 393 openings (42) formed corresponding to each inspection electrode region of the test wafer W1 was manufactured under the following conditions.
The frame plate (41) is made of Kovar (linear
A circular air inflow hole is formed at the center position between the vertically adjacent openings, and the diameter thereof is 1000 μm.
(4)成形材料の調製:
付加型液状シリコンゴム100重量部に、導電性粒子[a]30重量部を添加して混合し、その後、減圧による脱泡処理を施すことにより、成形材料を調製した。
以上において、使用した付加型液状シリコンゴムは、それぞれ粘度が250Pa・sであるA液とB液よりなる二液型のものであって、その硬化物の圧縮永久歪みが5%、デュロメーターA硬度が32、引裂強度が25kN/mのものである。
なお、付加型液状シリコンゴムおよびその硬化物の特性は以下のようにして測定されたものである。
(a)付加型液状シリコンゴムの粘度は、B型粘度計により23±2℃における値を測定した。
(b)シリコンゴム硬化物の圧縮永久歪みは次のようにして測定した。
二液型の付加型液状シリコンゴムのA液とB液とを等量となる割合で攪拌混合した。次いで、この混合物を金型に流し込み、この混合物に対して減圧による脱泡処理を行った後、120℃、30分間の条件で硬化処理を行うことにより、厚さが12.7mm、直径が29mmのシリコンゴム硬化物よりなる円柱体を作製し、この円柱体に対して200℃、4時間の条件でポストキュアを行った。
このようにして得られた円柱体を試験片として用い、JIS K 6249に準拠して150±2℃における圧縮永久歪みを測定した。
(c)シリコンゴム硬化物の引裂強度は、次のようにして測定した。
上記(b)と同様の条件で付加型液状シリコンゴムの硬化処理とポストキュアを行うことにより、厚さが2.5mmのシートを作製した。このシートから打ち抜きによってクレセント形の試験片を作製し、JIS K 6249に準拠して23±2℃における引裂強度を測定した。
(d)デュロメーターA硬度は、上記(c)と同様にして作製されたシートを5枚重ね合わせ、得られた積重体を試験片として用い、JIS K 6249に準拠して23±2℃における値を測定した。
(4) Preparation of molding material:
30 parts by weight of conductive particles [a] were added to and mixed with 100 parts by weight of addition-type liquid silicone rubber, and then subjected to defoaming treatment under reduced pressure to prepare a molding material.
In the above, the addition-type liquid silicone rubber used is a two-component type composed of a liquid A and a liquid B each having a viscosity of 250 Pa · s. The cured product has a compression set of 5% and a durometer A hardness. Is 32 and the tear strength is 25 kN / m.
The characteristics of the addition-type liquid silicon rubber and its cured product were measured as follows.
(A) The viscosity of the addition-type liquid silicone rubber was measured at 23 ± 2 ° C. using a B-type viscometer.
(B) The compression set of the cured silicone rubber was measured as follows.
The liquid A and the liquid B of the two-pack type addition type liquid silicone rubber were stirred and mixed at an equal ratio. Next, this mixture is poured into a mold, and after the defoaming treatment is performed on the mixture under reduced pressure, a curing treatment is performed at 120 ° C. for 30 minutes, so that the thickness is 12.7 mm and the diameter is 29 mm. A cylindrical body made of a cured silicone rubber was prepared, and post-curing was performed on the cylindrical body at 200 ° C. for 4 hours.
The cylindrical body thus obtained was used as a test piece, and compression set at 150 ± 2 ° C. was measured in accordance with JIS K 6249.
(C) The tear strength of the cured silicone rubber was measured as follows.
A sheet having a thickness of 2.5 mm was prepared by performing a curing treatment and post-cure of the addition-type liquid silicon rubber under the same conditions as in (b) above. A crescent-shaped test piece was produced by punching from this sheet, and the tear strength at 23 ± 2 ° C. was measured according to JIS K 6249.
(D) The durometer A hardness is a value at 23 ± 2 ° C. in accordance with JIS K 6249 using five sheets prepared in the same manner as in (c) above and using the obtained stack as a test piece. Was measured.
上記(3)で作製したフレーム板と、上記(4)で調製した成形材料を用い、特開2002−324600号公報に記載された方法に従って、フレーム板に、その開口の各々に配置され、その開口縁部に固定されて支持された393個の弾性異方導電膜を形成することにより、異方導電性コネクターを製造した。
以上において、成形材料層の硬化処理は、電磁石によって厚さ方向に2Tの磁場を作用させながら100℃、1時間の条件で行った。
得られた弾性異方導電膜について具体的に説明すると、弾性異方導電膜の各々は横方向の寸法が6.0mm、縦方向の寸法が1.2mmであり、当該弾性異方導電膜における面方向の外形が、上記のシート状プローブにおけるフレーム板の開口(寸法が6.4mm×1.6mm)の各々に受容され得る大きさである。また、弾性異方導電膜には、40個の接続用導電部が絶縁部によって互いに絶縁された状態で120μmのピッチで横方向に一列に配列されている。
また、接続用導電部の各々は、横方向の寸法が40μm、縦方向の寸法が200μm、厚さが130μm、突出部38の突出高さが15μm、絶縁部の厚さが100μmである。
また、横方向において最も外側に位置する接続用導電部とフレーム板との間には、非接続用の導電部が配置されている。
非接続用の導電部の各々は、横方向の寸法が60μm、縦方向の寸法が200μm、厚さが130μmである。
また、弾性異方導電膜の各々の被支持部の厚み(二股部分の一方の厚み)は20μmである。
また、各弾性異方導電膜の接続用導電部中の導電性粒子の含有割合を調べたところ、全ての接続用導電部について体積分率で約25%であった。
また、この異方導電性コネクターにおけるフレーム板の表面のレベルと弾性異方導電膜の接続用導電部の表面側端面のレベルとのギャップhは35μmであり、このギャップhと、上記のシート状プローブにおけるフレーム板の裏面のレベルと裏面電極部の電極面のレベルとのギャップd(=15μm)との比h/dは、2.3である。
Using the frame plate produced in (3) above and the molding material prepared in (4) above, according to the method described in JP-A-2002-324600, the frame plate is disposed in each of its openings, An anisotropic conductive connector was manufactured by forming 393 elastic anisotropic conductive films fixed and supported at the opening edge.
In the above, the curing treatment of the molding material layer was performed under conditions of 100 ° C. and 1 hour while applying a 2T magnetic field in the thickness direction by an electromagnet.
The obtained elastic anisotropic conductive film will be described in detail. Each of the elastic anisotropic conductive films has a horizontal dimension of 6.0 mm and a vertical dimension of 1.2 mm. The outer shape in the plane direction is a size that can be received in each of the openings (size: 6.4 mm × 1.6 mm) of the frame plate in the sheet-like probe. In the elastic anisotropic conductive film, 40 connection conductive parts are arranged in a row in the horizontal direction at a pitch of 120 μm in a state of being insulated from each other by an insulating part.
Each of the connecting conductive portions has a horizontal dimension of 40 μm, a vertical dimension of 200 μm, a thickness of 130 μm, a protruding height of the protruding portion 38 of 15 μm, and an insulating portion thickness of 100 μm.
A non-connection conductive portion is disposed between the connection conductive portion located on the outermost side in the lateral direction and the frame plate.
Each of the non-connecting conductive portions has a horizontal dimension of 60 μm, a vertical dimension of 200 μm, and a thickness of 130 μm.
The thickness of each supported portion of the elastic anisotropic conductive film (one thickness of the bifurcated portion) is 20 μm.
Moreover, when the content rate of the electroconductive particle in the electroconductive part for a connection of each elastic anisotropic conductive film was investigated, it was about 25% in the volume fraction about all the electroconductive parts for a connection.
Further, the gap h between the level of the surface of the frame plate in the anisotropic conductive connector and the level of the end surface on the surface side of the connecting conductive portion of the elastic anisotropic conductive film is 35 μm. The ratio h / d of the gap d (= 15 μm) between the level of the back surface of the frame plate and the level of the electrode surface of the back surface electrode portion in the probe is 2.3.
〔検査用回路基板の作製〕
基板材料としてアルミナセラミックス(線熱膨張係数4.8×10-6/K)を用い、試験用ウエハW1の被検査電極のパターン従って、検査用電極が形成された検査用回路基板を作製した。この検査用回路基板は、全体の寸法が30cm×30cmの矩形であり、その検査用電極は横方向の寸法が60μmで縦方向の寸法が200μmである。この検査用回路基板を「検査用回路基板T1」とする。
[Production of circuit board for inspection]
Using a ceramic substrate (linear thermal expansion coefficient: 4.8 × 10 −6 / K) as a substrate material, an inspection circuit board on which an inspection electrode was formed according to the pattern of the inspection electrode on the test wafer W1 was produced. The inspection circuit board has a rectangular shape with a total dimension of 30 cm × 30 cm, and the inspection electrode has a horizontal dimension of 60 μm and a vertical dimension of 200 μm. This test circuit board is referred to as “test circuit board T1”.
〔試験1〕
室温(25℃)下において、試験用ウエハW1を試験台に配置しこの試験用ウエハW1の表面上にシート状プローブをその表面電極部の各々が試験用ウエハW1の被検査電極上に位置するよう位置合わせして配置し、このシート状プローブ上に異方導電性コネクターをその接続用導電部の各々がシート状プローブの裏面電極部上に位置するよう位置合わせして配置した。この異方導電性コネクター上に、検査用回路基板T1をその検査用電極の各々が、異方導電性コネクターの接続用導電部上に位置するよう位置合わせして配置した。さらに、検査用回路基板T1を、下方に160kgの荷重(電極構造体1個当たりに加わる荷重が平均で約10g)で加圧した。
そして、検査用回路基板T1の15720個の検査用電極の各々に、順次電圧を印加するとともに、電圧が印加された検査用電極と他の検査用電極との間の電気抵抗をシート状プローブの電極構造体の電気抵抗(以下、「絶縁抵抗」という。)として測定し、全測定点における絶縁抵抗が10MΩ以下である測定点の割合(以下、「絶縁不良割合」という。)を求めた。
ここで、絶縁抵抗が10MΩ以下である場合には、実際上、ウエハに形成された集積回路の電気的検査に使用することが困難である。
以上の結果を表1に示す。
[Test 1]
At room temperature (25 ° C.), the test wafer W1 is placed on a test stand, and a sheet-like probe is placed on the surface of the test wafer W1. The anisotropic conductive connector was positioned on the sheet probe so that each of the connecting conductive portions was positioned on the back electrode portion of the sheet probe. On this anisotropic conductive connector, the inspection circuit board T1 was positioned and aligned so that each of the inspection electrodes was positioned on the connection conductive portion of the anisotropic conductive connector. Further, the inspection circuit board T1 was pressed downward with a load of 160 kg (an average load applied to each electrode structure was about 10 g).
A voltage is sequentially applied to each of the 15720 test electrodes of the test circuit board T1, and the electrical resistance between the test electrode to which the voltage is applied and the other test electrodes is measured by the sheet-like probe. It was measured as the electrical resistance of the electrode structure (hereinafter referred to as “insulation resistance”), and the ratio of measurement points at which the insulation resistance at all measurement points was 10 MΩ or less (hereinafter referred to as “insulation failure ratio”) was determined.
Here, when the insulation resistance is 10 MΩ or less, it is practically difficult to use it for electrical inspection of an integrated circuit formed on a wafer.
The results are shown in Table 1.
〔試験2〕
室温(25℃)下において、試験用ウエハW2を電熱ヒーターを備えた試験台に配置し、この試験用ウエハW2の表面に、シート状プローブをその表面電極部の各々が試験用ウエハW2の被検査電極上に位置するように位置合わせして配置し、このシート状プローブ上に、異方導電性コネクターをその接続用導電部の各々がシート状プローブの裏面電極部上に位置するよう位置合わせして配置した。この異方導電性コネクター上に、検査用回路基板T1をその検査用電極の各々が異方導電性コネクターの接続用導電部上に位置するよう位置合わせして配置した。さらに、検査用回路基板T1を、下方に160kgの荷重(電極構造体1個当たりに加わる荷重が平均で約10g)で加圧した。
そして、検査用回路基板T1の15720個の検査用電極について、シート状プローブと、異方導電性コネクターと、試験用ウエハW2を介して互いに電気的に接続された2個の検査用電極間の電気抵抗を順次測定した。
そして、測定された電気抵抗値の2分の1の値を検査用回路基板T1の検査用電極と試験用ウエハW2の被検査電極との間の電気抵抗(以下、「導通抵抗」という。)として記録し、全測定点における導通抵抗が1Ω以上である測定点の割合(以下、「接続不良割合」という。)を求めた。
この操作を「操作(1)」とする。
次いで、検査用回路基板T1に対する加圧を解除し、その後、試験台を125℃に昇温した。さらに、その温度が安定するまで放置し、その後、検査用回路基板T1を下方に160kgの荷重(電極構造体171個当たりに加わる荷重が平均で約10g)で加圧し、上記操作(1)と同様にして接続不良割合を求めた。
この操作を「操作(2)」とする。
次いで、検査用回路基板T1に対する加圧を解除し、その後、試験台を室温(25℃)まで冷却した。
この操作を「操作(3)」とする。
そして、上記の操作(1)、操作(2)および操作(3)を1サイクルとして、合計で100サイクル連続して行った。1サイクルに要する時間は約1.5時間であった。
ここで、導通抵抗が1Ω以上である場合には、実際上、ウエハに形成された集積回路の電気的検査に使用することが困難である。
以上の結果を表2に示す。
[Test 2]
At room temperature (25 ° C.), the test wafer W2 is placed on a test table equipped with an electric heater, and a sheet-like probe is placed on the surface of the test wafer W2 so that each surface electrode portion of the test wafer W2 is covered with the test wafer W2. Align and arrange so that it is located on the inspection electrode, and align the anisotropic conductive connector on this sheet-like probe so that each of the conductive parts for connection is located on the back electrode part of the sheet-like probe Arranged. On this anisotropic conductive connector, the circuit board for inspection T1 is aligned and disposed so that each of the inspection electrodes is positioned on the conductive portion for connection of the anisotropic conductive connector. Further, the inspection circuit board T1 was pressed downward with a load of 160 kg (an average load applied to each electrode structure was about 10 g).
And about 15720 test electrodes of circuit board T1 for inspection, between a sheet-like probe, an anisotropic conductive connector, and two test electrodes electrically connected mutually via test wafer W2 Electrical resistance was measured sequentially.
Then, a half value of the measured electric resistance value is an electric resistance (hereinafter referred to as “conduction resistance”) between the inspection electrode of the inspection circuit board T1 and the inspection target electrode of the test wafer W2. As a result, the ratio of measurement points at which the conduction resistance at all measurement points was 1Ω or more (hereinafter referred to as “connection failure ratio”) was obtained.
This operation is referred to as “operation (1)”.
Next, the pressure on the inspection circuit board T1 was released, and then the temperature of the test stand was raised to 125 ° C. Further, the test circuit board T1 is left to stand until the temperature is stabilized, and then the test circuit board T1 is pressed downward with a load of 160 kg (an average load applied to 171 electrode structures is about 10 g), and the above operation (1) is performed. Similarly, the connection failure ratio was obtained.
This operation is referred to as “operation (2)”.
Next, the pressure on the inspection circuit board T1 was released, and then the test table was cooled to room temperature (25 ° C.).
This operation is referred to as “operation (3)”.
And said operation (1), operation (2), and operation (3) were made into 1 cycle, and it performed 100 cycles continuously in total. The time required for one cycle was about 1.5 hours.
Here, when the conduction resistance is 1Ω or more, it is practically difficult to use the integrated circuit formed on the wafer for electrical inspection.
The results are shown in Table 2.
〈比較例1〉
実施例1において、シート状プローブにおけるフレーム板として、各開口の寸法が6.4mm×0.32mmのものを用いたこと以外は同様にして、シート状プローブ、異方導電性コネクターおよび検査用回路基板を製造し、試験1および試験2を行った。この比較例1においては、異方導電性コネクターの弾性異方導電膜における面方向の外形(寸法が6.0mm×1.2mm)が、上記のシート状プローブにおけるフレーム板の開口の各々に受容されないものである。
<Comparative example 1>
In Example 1, the sheet-like probe, the anisotropic conductive connector, and the inspection circuit were similarly used except that the frame plate in the sheet-like probe had a size of each opening of 6.4 mm × 0.32 mm. Substrates were manufactured and
〈参考例1〉
実施例1において、シート状プローブにおけるフレーム板として、厚みが50μmのものを用いたこと以外は同様にして、シート状プローブ、異方導電性コネクターおよび検査用回路基板を製造し、試験1および試験2を行った。この参考例1においては、シート状プローブにおけるフレーム板の裏面のレベルと裏面電極部の電極面のレベルとのギャップdは40μm、異方導電性コネクターにおけるフレーム板の表面のレベルと弾性異方導電膜の接続用導電部の表面側端面のレベルとのギャップhは35μmであり、比h/dは、0.88である。
<Reference Example 1>
In Example 1, a sheet-like probe, an anisotropic conductive connector, and a circuit board for inspection were manufactured in the same manner except that a frame plate having a thickness of 50 μm was used as the frame plate in the sheet-like probe. 2 was performed. In Reference Example 1, the gap d between the level of the back surface of the frame plate in the sheet-like probe and the level of the electrode surface of the back electrode portion is 40 μm, and the level of the surface of the frame plate in the anisotropic conductive connector and the elastic anisotropic conductivity. The gap h from the level of the surface side end face of the conductive portion for connecting the film is 35 μm, and the ratio h / d is 0.88.
〈参考例2〉
実施例1において、シート状プローブにおけるフレーム板として、厚みが100μmのものを用いたこと以外は同様にして、シート状プローブ、異方導電性コネクターおよび検査用回路基板を製造し、試験1および試験2を行った。この参考例2においては、シート状プローブにおけるフレーム板の裏面のレベルと裏面電極部の電極面のレベルとのギャップdは90μm、異方導電性コネクターにおけるフレーム板の表面のレベルと弾性異方導電膜の接続用導電部の表面側端面のレベルとのギャップhは35μmであり、比h/dは、0.4である。
以上、結果を表1および表2に示す。
<Reference Example 2>
In Example 1, a sheet-like probe, an anisotropic conductive connector, and a circuit board for inspection were manufactured in the same manner except that a frame plate having a thickness of 100 μm was used as the frame plate in the sheet-like probe. 2 was performed. In Reference Example 2, the gap d between the level of the back surface of the frame plate in the sheet-like probe and the level of the electrode surface of the back electrode portion is 90 μm, and the level of the surface of the frame plate in the anisotropic conductive connector and the elastic anisotropic conductivity. The gap h from the level of the surface side end face of the conductive part for connecting the film is 35 μm, and the ratio h / d is 0.4.
The results are shown in Tables 1 and 2.
1 探針部材
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
5 ウエハ載置台
6 ウエハ
7 被検査電極
10 シート状プローブ
11 フレーム板
12 開口
14 保持部材
15 接点膜
15A 積層体
16 絶縁膜
16A 絶縁膜用樹脂シート
17 電極構造体
17H 貫通孔
17a 表面電極部
17b 裏面電極部
17c 短絡部
17d 保持部
18 金属膜
18A 裏面電極部用金属箔
18B 裏面電極部形成用金属箔
18K 開口
19 接着層
20 保護テープ
21 絶縁保護層
21A 絶縁保護層用樹脂シート
21B 積層体
21H 貫通孔
22 メッキ電極用金属箔
23 保持部形成用金属箔
23K 開口
30 プローブカード
31 検査用回路基板
32 第1の基板素子
33 リード電極
33R リード電極部
34 ホルダー
34K 開口
34S 段部
35 第2の基板素子
36 検査用電極
36R 検査用電極部
37 補強部材
40 異方導電性コネクター
41 フレーム板
42 開口
50 弾性異方導電膜
51 機能部
52 接続用導電部
53 絶縁部
54 突出部
55 被支持部
80 シート状プローブ
81 フレーム板
85 接点膜
86 電極構造体
87 裏面電極部
90 異方導電性コネクター
95 弾性異方導電膜
96 導電部
P 導電性粒子
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記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、およびこのフレーム板に、それぞれ一の開口を塞ぐよう配置されて支持された複数の弾性異方導電膜よりなり、前記シート状プローブの裏面に配置された異方導電性コネクターと
を有してなり、
前記シート状プローブにおけるフレーム板の開口の各々は、前記異方導電性コネクターの弾性異方導電膜における面方向の外形を受容し得る大きさとされていることを特徴とするウエハ検査用探針部材。 A frame plate made of metal in which a plurality of openings are formed corresponding to electrode regions where electrodes to be inspected are arranged in all or some of the integrated circuits formed on the wafer to be inspected, and the surface of the frame plate In addition, each of the contact films is arranged on and supported by an insulating film made of a flexible resin on the surface electrode portion and the back surface exposed on the surface of the insulating film. A plurality of electrode structures formed by connecting exposed back electrode portions by a short-circuit portion extending in the thickness direction of the insulating film, and a sheet-like probe arranged according to a pattern corresponding to the electrode to be inspected;
The sheet-like probe comprises: a frame plate having a plurality of openings formed corresponding to the electrode regions; and a plurality of elastic anisotropic conductive films arranged and supported on the frame plate so as to close one opening. An anisotropic conductive connector disposed on the back surface of
Each of the openings of the frame plate in the sheet-like probe has a size capable of receiving the outer shape in the surface direction of the elastic anisotropic conductive film of the anisotropic conductive connector. .
請求項6に記載のウエハ検査用プローブカードを具えてなることを特徴とするウエハ検査装置。
A wafer inspection apparatus that performs electrical inspection of a plurality of integrated circuits formed on a wafer in a wafer state,
A wafer inspection apparatus comprising the wafer inspection probe card according to claim 6.
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