KR100714327B1 - 이방 도전성 커넥터 및 도전성 페이스트 조성물, 프로우브부재 및 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법 - Google Patents

이방 도전성 커넥터 및 도전성 페이스트 조성물, 프로우브부재 및 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법 Download PDF

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Abstract

직경이 8 인치 이상의 대면적으로 피검사 전극의 피치가 작은 웨이퍼라도, 그에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정이 용이하면서 반복 사용해도 양호한 도전성이 유지되는 이방 도전성 커넥터 및 그 응용이 개시되어 있다. 상기 이방 도전성 커넥터는, 웨이퍼의 모든 또는 일부의 집적 회로의 전극 영역에 대응하여 복수의 이방 도전막 배치용 구멍이 형성된 프레임판과, 각 이방 도전막 배치용 구멍 내에 배치된 복수의 탄성 이방 도전막으로 이루어지고, 탄성 이방 도전막은 도전성 입자가 함유된 두께 방향으로 신장하는 복수의 접속용 도전부와 이들을 서로 절연하는 절연부를 갖고, 상기 도전성 입자는 자성을 나타내는 코어 입자에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지고, 코어 입자에 대한 고도전성 금속의 비율이 15 질량 ％ 이상이고, 하기 t가 50 ㎚ 이상이다. t = [1/(Swㆍρ)] × [N/(1 - N)][Sw는 코어 입자의 BET 비표면적(㎡/㎏), ρ는 도전성 금속의 비중(㎏/㎥), N는 (고도전성 금속의 질량/도전성 입자 전체의 질량)]
프레임판, 피지지부, 탄성 이방 도전막, 강자성체층, 비자성체층, 개구

Description

이방 도전성 커넥터 및 도전성 페이스트 조성물, 프로우브 부재 및 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법 {ANIS0TROPIC CONDUCTIVITY CONNECTOR, CONDUCTIVE PASTE COMPOSITION, PROBE MEMBER, WAFER INSPECTING DEVICE, AND WAFER INSPECTING METHOD}
본 발명은, 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위해 이용되는 이방 도전성 커넥터 및 이 이방 도전성 커넥터를 얻기 위한 도전성 페이스트 조성물, 이 이방 도전성 커넥터를 구비한 프로우브 부재 및 이 프로우브 부재를 구비한 웨이퍼 검사 장치 및 이 프로우브 부재를 사용한 웨이퍼 검사 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 예를 들어 직경이 8 인치 이상의 웨이퍼이며, 이에 형성된 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 총수가 5000점 이상인 것에 대해, 해당 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위해 적합하게 이용되는 이방 도전성 커넥터 및 이 이방 도전성 커넥터를 얻기 위한 도전성 페이스트 조성물, 이 이방 도전성 커넥터를 구비한 프로우브 부재 및 이 프로우브 부재를 구비한 웨이퍼 검사 장치 및 이 프로우브 부재를 사용한 웨이퍼 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 집적 회로 장치의 제조 공정에 있어서는, 예를 들어 실 리콘으로 이루어지는 웨이퍼에 다수의 집적 회로를 형성하고, 그 후 이러한 집적 회로 각각에 대해 기초적인 전기 특성을 검사함으로써, 결함을 갖는 집적 회로를 선별하는 프로우브 시험이 행해진다. 이어서, 이 웨이퍼를 절단함으로써 반도체 칩이 형성되고, 이 반도체 칩이 적절한 패키지 내에 수납되어 밀봉된다. 또한, 패키지화된 반도체 집적 회로 장치의 각각에 대해, 고온 환경 하에 있어서 전기 특성을 검사함으로써, 잠재적 결함을 갖는 반도체 집적 회로 장치를 선별하는 번인 시험이 행해진다.
이러한 프로우브 시험 또는 번인 시험 등의 집적 회로의 전기적 검사에 있어서는, 검사 대상물에 있어서의 피검사 전극 각각을 테스터에 전기적으로 접속하기 위해 프로우브 부재가 이용되고 있다. 이러한 프로우브 부재로서는, 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 검사 전극이 형성된 검사용 회로 기판과, 이 검사용 회로 기판 상에 배치된 이방 도전성 탄성 중합체 시트로 이루어지는 것이 알려져 있다.
이러한 이방 도전성 탄성 중합체 시트로서는, 종래 다양한 구조의 것이 알려져 있고, 예를 들어 일본 특허 공개 소51-93393호 공보 등에는, 금속 입자를 탄성 중합체 중에 균일하게 분산시켜 얻어지는 이방 도전성 탄성 중합체 시트(이하, 이를「분산형 이방 도전성 탄성 중합체 시트」라 함)가 개시되고, 또한 일본 특허 공개 소53-147772호 공보 등에는, 도전성 자성체 입자를 탄성 중합체 중에 불균일하게 분포시킴으로써, 두께 방향으로 신장하는 다수의 도전부와, 이들을 서로 절연하는 절연부가 형성되어 이루어지는 이방 도전성 탄성 중합체 시트(이하, 이를「편재 형 이방 도전성 탄성 중합체 시트」라 함)가 개시되고, 또한 일본 특허 공개 소61-250906호 공보 등에는, 도전부의 표면과 절연부 사이에 단차가 형성된 편재형 이방 도전성 탄성 중합체 시트가 개시되어 있다.
그리고, 편재형 이방 도전성 탄성 중합체 시트는 검사해야 할 집적 회로의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 도전부가 형성되어 있기 때문에, 분산형 이방 도전성 탄성 중합체 시트에 비해, 피검사 전극의 배열 피치 즉 인접하는 피검사 전극의 중심 사이 거리가 작은 집적 회로 등에 대해서도 전극 사이의 전기적 접속을 높은 신뢰성으로 달성할 수 있는 점에서 유리하다.
이러한 편재형 이방 도전성 탄성 중합체 시트에 있어서는, 검사용 회로 기판 및 검사 대상물과의 전기적 접속 작업에 있어서, 이들에 대해 특정한 위치 관계를 갖고 보유 지지 고정하는 것이 필요하다.
그런데, 이방 도전성 탄성 중합체 시트는 유연하면서 용이하게 변형되기 쉬움으로써, 그 취급성이 낮은 것이다. 게다가, 최근 전기 제품의 소형화 혹은 고밀도 배선화에 수반하여, 이에 사용되는 집적 회로 장치는 전극수가 증가되고, 전극의 배열 피치가 한층 작아져 고밀도화하는 경향이 있다. 그로 인해, 검사 대상물의 피검사 전극에 대한 전기적 접속을 행할 때에, 편재형 이방 도전성 탄성 중합체 시트의 위치 맞춤 및 보유 지지 고정이 곤란해지고 있다.
또한, 번인 시험에 있어서는, 일단 집적 회로 장치와 편재형 이방 도전성 탄성 중합체 시트와의 소요의 위치 맞춤 및 보유 지지 고정이 실현된 경우라도, 온도 변화에 의한 열 이방을 받으면, 열 팽창율이 검사 대상인 집적 회로 장치를 구성하 는 재료(예를 들어 실리콘)와 편재형 이방 도전성 탄성 중합체 시트를 구성하는 재료(예를 들어 실리콘 고무) 사이에서 크게 다르기 때문에, 편재형 이방 도전성 탄성 중합체 시트의 도전부와 집적 회로 장치의 피검사 전극 사이에 위치 어긋남이 생기는 결과, 전기적 접속 상태가 변화되어 안정된 접속 상태가 유지되지 않는다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 개구를 갖는 금속제의 프레임판과, 이 프레임판의 개구에 배치되고, 그 주연부가 해당 프레임판의 개구 모서리부에 지지된 이방 도전성 시트로 이루어지는 이방 도전성 커넥터가 제안되어 있다(일본 특허 공개 평11-40224호 공보 참조).
이 이방 도전성 커넥터는, 일반적으로 이하와 같이 하여 제조된다.
도23에 도시한 바와 같이, 상부형(80) 및 이와 쌍을 이루는 하부형(85)으로 이루어지는 이방 도전성 탄성 중합체 시트 성형용의 금형을 준비하고, 이 금형 내에 개구(91)를 갖는 프레임판(90)을 위치 맞춤하여 배치하는 동시에, 경화 처리에 의해 탄성 고분자 물질이 되는 고분자 물질 형성 재료 중에 자성을 나타내는 도전성 입자가 분산되어 이루어지는 성형 재료를, 프레임판(90)의 개구(91) 및 그 개구 모서리부를 포함하는 영역에 공급하여 성형 재료층(95)을 형성한다. 여기서, 성형 재료층(95)에 함유되어 있는 도전성 입자(P)는, 해당 성형 재료층(95) 중에 분산된 상태이다.
상기의 금형에 있어서의 상부형(80) 및 하부형(85) 각각은, 성형해야 할 이방 도전성 탄성 중합체 시트의 도전부의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 형성된 복 수의 강자성체층(81, 86)과, 이러한 강자성체층(81, 86)이 형성된 부위 이외의 부위로 형성된 비자성체층(82, 87)으로 이루어지는 성형면을 갖고, 대응하는 강자성체층(81, 86)이 서로 대향하도록 배치되어 있다.
그리고, 상부형(80)의 상면 및 하부형(85)의 하면에, 예를 들어 한 쌍의 전자석을 배치하여 이를 작동시킴으로써, 성형 재료층(95)에는 상부형(80)의 강자성체층(81)과 이에 대응하는 하부형(85)의 강자성체층(86) 사이의 부분 즉 도전부가 되는 부분에 있어서, 그 이외의 부분보다 큰 강도의 자기장이 해당 성형 재료층(95)의 두께 방향으로 작용된다. 그 결과, 성형 재료층(95) 중에 분산되어 있는 도전성 입자(P)는, 해당 성형 재료층(95)에 있어서의 큰 강도의 자기장이 작용되어 있는 부분, 즉 상부형(80)의 강자성체층(81)과 이에 대응하는 하부형(85)의 강자성체층(86) 사이의 부분에 집합하거나 또는 두께 방향으로 나열하도록 배향한다. 그리고, 이 상태로 성형 재료층(95)의 경화 처리를 행함으로써, 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 나열하도록 배향한 상태에서 함유된 복수의 도전부와, 이러한 도전부를 서로 절연하는 절연부로 이루어지는 이방 도전성 탄성 중합체 시트가, 그 주연부가 프레임판의 개구 모서리부에 지지된 상태로 성형되고, 또한 이방 도전성 커넥터가 제조된다.
이러한 이방 도전성 커넥터에 따르면, 이방 도전성 탄성 중합체 시트가 금속제의 프레임판에 지지되어 있기 때문에, 변형되기 어려워 취급하기 쉽고, 또한 미리 프레임판에 위치 결정용 마크(예를 들어 구멍)를 형성함으로써, 집적 회로 장치의 전기적 접속 작업에 있어서, 해당 집적 회로 장치에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행할 수 있고, 게다가 프레임판을 구성하는 재료로서 열 팽창율이 작은 것을 이용함으로써, 이방 도전성 시트의 열 팽창이 프레임판에 의해 규제되기 때문에, 온도 변화에 의한 열 이방을 받은 경우라도 편재형 이방 도전성 탄성 중합체 시트의 도전부와 집적 회로 장치의 피검사 전극과의 위치 어긋남이 방지되는 결과, 양호한 전기적 접속 상태가 안정적으로 유지된다.
그런데, 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 대해 행해지는 프로우브 시험에 있어서는, 종래 다수의 집적 회로 중 예를 들어 16개 또는 32개의 집적 회로가 형성된 복수의 영역에 웨이퍼를 분할하고, 이 영역으로 형성된 모든 집적 회로에 대해 일괄하여 프로우브 시험을 행하고, 차례로 그 밖의 영역으로 형성된 집적 회로에 대해 프로우브 시험을 행하는 방법이 채용되어 있다.
그리고, 최근 검사 효율을 향상시켜 검사 비용의 저감화를 도모하게 위해, 웨이퍼에 형성된 다수의 집적 회로 중 예를 들어 64개 혹은 124개 또는 전부의 집적 회로에 대해 일괄하여 프로우브 시험을 행하는 것이 요구되고 있다.
한편, 번인 시험에 있어서는 검사 대상인 집적 회로 장치는 미소한 것이며 그 취급이 불편한 것이기 때문에, 다수의 집적 회로 장치의 전기적 검사를 개별적으로 행하기 위해서는 긴 시간이 필요하고, 이에 의해 검사 비용이 매우 고가가 된다. 이러한 이유로부터, 웨이퍼 상으로 형성된 다수의 집적 회로에 대해, 이들의 번인 시험을 웨이퍼의 상태로 일괄하여 행하는 WLBI(Wafer Lebel Burn-in) 시험이 제안되어 있다.
그러나, 검사 대상인 웨이퍼가, 예를 들어 직경이 8 인치 이상의 대형인 것 이며, 그 피검사 전극의 수가 예를 들어 5000 이상, 특히 10000 이상인 것인 경우에는, 각 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 피치가 매우 작은 것이므로, 프로우브 시험 또는 WLBI 시험을 위한 프로우브 부재로서 상기의 이방 도전성 커넥터를 적용하면, 이하와 같은 문제가 있다.
즉, 직경이 예를 들어 8 인치(약 20 ㎝)의 웨이퍼를 검사하기 위해서는, 이방 도전성 커넥터로서 그 이방 도전성 탄성 중합체의 직경이 8 인치 정도의 것을 이용하는 것이 필요해진다. 그런데, 이러한 이방 도전성 탄성 중합체 시트는 전체의 면적이 큰 것이지만, 각 도전부는 미세하면서 해당 이방 도전성 탄성 중합체 시트 표면에 차지하는 도전부 표면의 면적의 비율이 작은 것이므로, 해당 이방 도전성 탄성 중합체 시트를 확실하게 제조하는 것은 매우 곤란하다. 따라서, 이방 도전성 탄성 중합체 시트의 제조에 있어서는, 수율이 극단적으로 저하되는 결과, 이방 도전성 탄성 중합체 시트의 제조 비용이 증대하고, 나아가서는 검사 비용이 증대된다.
또한, 프로우브 시험을 위한 프로우브 부재로서 상기의 이방 도전성 커넥터를 이용하는 경우에는, 이하와 같은 문제가 있다.
이방 도전성 탄성 중합체 시트에 있어서의 도전성 입자로서는, 일반적으로, 예를 들어 니켈 등의 강자성체로 이루어지는 코어 입자의 표면에, 예를 들어 금 등의 고도전성 금속으로 이루어지는 피복층이 형성되어 이루어지는 것이 사용되어 있다.
그리고, 프로우브 시험에 있어서는, 전술한 바와 같이 웨이퍼를 2 이상의 영역으로 분할하고, 분할된 영역마다 해당 영역으로 형성된 집적 회로에 대해 일괄하여 프로우브 시험을 행하는 방법이 이용되고 있지만, 직경이 8 인치 또는 12 인치의 웨이퍼에 높은 집적도로 형성된 집적 회로에 대해 프로우브 시험을 행하는 경우에는, 하나의 웨이퍼에 대해 복수회의 검사 처리 공정이 필요해진다. 따라서, 다수의 웨이퍼에 대해 프로우브 시험을 행하기 위해서는, 이렇게 이용되는 이방 도전성 탄성 중합체 시트로서 반복 사용에 있어서의 내구성이 높은 것이 요구된다. 그런데, 종래의 이방 도전성 탄성 중합체 시트에 있어서는, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우에는 도전성 입자에 있어서의 코어 입자가 표면에 노출되기 때문에, 해당 도전성 입자의 도전성이 현저히 저하되는 결과, 소요의 도전성을 유지하는 것이 곤란하다.
또한, WLBI 시험을 위한 프로우브 부재로서 상기의 이방 도전성 커넥터를 이용하는 경우에는, 이하와 같은 문제가 있다.
WLBI 시험에 있어서는, 이방 도전성 탄성 중합체 시트는 그 도전부가 검사 대상인 웨이퍼에 있어서의 피검사 전극과 검사용 회로 기판의 검사용 전극에 의해 협지 압박되고, 이 상태에서 장시간 고온 환경 하에 노출된다. 그런데, 이러한 가혹한 조건 하에서 이방 도전성 탄성 중합체 시트가 반복 사용된 경우에는, 도전성 입자에 있어서의 코어 입자를 구성하는 강자성체가 피복층을 형성하는 고도전성 금속 중으로 이행하기 때문에, 해당 도전성 입자의 도전성이 현저히 저하되는 결과, 소요의 도전성을 유지할 수 없다.
또한, 이방 도전성 탄성 중합체 시트는 그 도전부에 있어서, 웨이퍼에 있어서의 피검사 전극과 검사용 회로 기판의 검사용 전극에 의해 협지 압박됨으로써, 해당 도전부를 형성하는 기재가 두께 방향으로 압축되어 면 방향으로 신장하도록 변형된다. 그 결과, 도전성 입자가 기재의 변형에 추종하여 이동하기 때문에, 도전성 입자의 연쇄가 만곡된 상태가 된다. 또한, 이 상태에서 이방 도전성 탄성 중합체 시트가 고온 환경 하에 노출됨으로써, 도전부를 형성하는 기재가 크게 팽창되는 결과, 도전성 입자는 기재의 팽창에 추종하여 이동하기 때문에, 도전성 입자의 연쇄 상태가 변화된다. 그리고, 이러한 WLBI 시험에 이방 도전성 탄성 중합체 시트가 반복 사용된 경우에는, 도전부를 구성하는 기재에 영구 왜곡이 발생하고, 또한 이 영구 왜곡에 의해 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 생기는 결과, 소요의 도전성을 유지할 수 없다.
또한, 웨이퍼를 구성하는 재료 예를 들어 실리콘의 선열팽창 계수는 3.3 × 10-6/K 정도이며, 한편 이방 도전성 탄성 중합체 시트를 구성하는 재료, 예를 들어 실리콘 고무의 선열팽창 계수는 2.2 × 104/K 정도이다. 따라서, 예를 들어 25 ℃에 있어서, 각각 직경이 20 ㎝의 웨이퍼 및 이방 도전성 탄성 중합체 시트 각각을, 20 ℃로부터 120 ℃까지 가열한 경우에는, 이론상 웨이퍼 직경의 변화는 0.0066 ㎝에 지나지 않지만, 이방 도전성 탄성 중합체의 직경의 변화는 0.44 ㎝에 도달한다.
이와 같이, 웨이퍼와 이방 도전성 탄성 중합체 시트 사이에서, 면 방향에 있어서의 열 팽창의 절대량에 큰 차가 생기면, 이방 도전성 탄성 중합체 시트의 주변부를 웨이퍼의 선열팽창 계수와 동등한 선열팽창 계수를 갖는 프레임판에 의해 고 정해도, WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서 웨이퍼에 있어서의 피검사 전극과 이방 도전성 탄성 중합체 시트에 있어서의 도전부와의 위치 어긋남을 방지하는 것은 매우 곤란하다.
또한, WLBI 시험을 위한 프로우브 부재로서는, 예를 들어 웨이퍼의 선열팽창 계수와 동등한 선열팽창 계수를 갖는 세라믹스로 이루어지는 검사용 회로 기판 상에, 이방 도전성 탄성 중합체 시트가 고정되어 이루어지는 것이 알려져 있다(예를 들어 일본 특허 공개 평7-231019호 공보, 일본 특허 공개 평8-5666호 공보 등 참조). 이러한 프로우브 부재에 있어서, 검사용 회로 기판에 이방 도전성 탄성 중합체 시트를 고정하는 수단으로서는, 예를 들어 나사 등에 의해 이방 도전성 탄성 중합체 시트에 있어서의 주변부를 기계적으로 고정하는 수단, 접착제 등에 의해 고정하는 수단 등이 생각된다.
그러나, 나사 등에 의해 이방 도전성 탄성 중합체에 있어서의 주변부를 고정하는 수단에서는, 전술의 프레임판에 고정하는 수단과 마찬가지의 이유에 의해, 웨이퍼에 있어서의 피검사 전극과 이방 도전성 탄성 중합체 시트에 있어서의 도전부 사이의 위치 어긋남을 방지하는 것은 매우 곤란하다.
한편, 접착제에 의해 고정하는 수단에 있어서는, 검사용 회로 기판에 대한 전기적 접속을 확실하게 달성하기 위해서는, 이방 도전성 탄성 중합체 시트에 있어서의 절연부에만 접착제를 도포하는 것이 필요해지지만. WLBI 시험에 이용되는 이방 도전성 탄성 중합체 시트는 도전부의 배치 피치가 작고, 인접하는 도전부 사이의 이격 거리가 작은 것이므로, 그와 같은 것은 실제상 매우 곤란하다. 또한, 접착제에 의해 고정하는 수단에 있어서는 이방 도전성 탄성 중합체 시트가 고장난 경우에는, 해당 이방 도전성 탄성 중합체 시트만을 새로운 것으로 교환할 수 없어, 검사용 회로 기판을 포함하는 프로우브 부재 전체를 교환하는 것이 필요해지고, 그 결과 검사 비용의 증대를 초래한다.
본 발명은, 이상과 같은 사정을 기초로 하여 이루어진 것이고, 그 제1 목적은 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위해 이용되는 이방 도전성 커넥터에 있어서, 검사 대상인 웨이퍼가, 예를 들어 직경이 8 인치 이상의 대면적인 것이며, 이렇게 형성된 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 피치가 작은 것이라도, 해당 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행할 수 있고, 게다가 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우라도, 양호한 도전성이 유지되어 반복 사용에 의한 내구성이 높고 긴 사용 수명이 얻어지는 이방 도전성 커넥터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은, 상기의 제1 목적에다가, 또한 고온 환경 하에 있어서의 시험에 반복 사용한 경우라도, 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되어 열적 내구성이 높고 긴 사용 수명이 얻어지는 이방 도전성 커넥터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제3 목적은, 상기의 목적에다가, 또한 온도 변화에 의한 열 이방 등의 환경 변화에 대해서도 양호한 전기적 접속 상태가 안정적으로 유지되는 이방 도전성 커넥터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제4 목적은, 상기의 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도 전막을 형성하기 위해 적합한 도전성 페이스트 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제5 목적은, 검사 대상인 웨이퍼가, 예를 들어 직경이 8 인치 이상의 대면적인 것이며, 이렇게 형성된 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 피치가 작은 것이라도, 해당 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행하는 수 있고, 게다가 고온 환경 하에 있어서 반복 사용한 경우라도, 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되어 열적 내구성이 높고 긴 사용 수명이 얻어지는 프로우브 부재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제6 목적은, 상기의 프로우브 부재를 사용하여 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하는 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제7 목적은, 직경이 8 인치 또는 12 인치의 웨이퍼에 높은 집적도로 형성된 집적 회로에 대해 프로우브 시험을 행하는 경우에 있어서, 반복 사용에 있어서의 내구성이 높은 이방 도전성 커넥터 및 프로우브 부재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제8 목적은, 대면적의 웨이퍼에 높은 집적도로 형성된 돌기형 전극을 갖는 집적 회로에 대해 전기적 검사를 행하는 경우에 있어서, 반복 사용에 있어서의 내구성이 높은 이방 도전성 커넥터 및 프로우브 부재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 이방 도전성 커넥터는, 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해, 해당 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위해 이용되는 이방 도전성 커넥터에 있어서,
검사 대상인 웨이퍼에 형성된 모든 또는 일부의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 각각 두께 방향으로 신장하는 복수의 이방 도전막 배치용 구멍이 형성된 프레임판과, 이 프레임판의 각 이방 도전막 배치용 구멍 내에 배치되고, 해당 이방 도전막 배치용 구멍의 주변부에 지지된 복수의 탄성 이방 도전막으로 이루어지고,
상기 탄성 이방 도전막 각각은 탄성 고분자 물질에 의해 형성되고, 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 있어서의 피검사 전극에 대응하여 배치된 자성을 나타내는 도전성 입자가 밀하게 함유되어 이루어지는 두께 방향으로 신장하는 복수의 접속용 도전부 및 이러한 접속용 도전부를 서로 절연하는 절연부를 갖는 기능부와, 이 기능부의 주연부에 일체로 형성되고, 상기 프레임판에 있어서의 이방 도전막 배치용 구멍의 주변부에 고정된 피지지부로 이루어지고,
상기 탄성 이방 도전막에 있어서의 접속용 도전부에 함유된 도전성 입자는, 자성을 나타내는 코어 입자의 표면에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지고, 해당 코어 입자에 대한 고도전성 금속의 비율이 15 질량 ％ 이상이며, 또한 하기 수학식 (1)에 의해 산출되는 고도전성 금속에 의한 피복층의 두께(t)가 50 ㎚ 이상인 것을 특징으로 한다.
수학식 (1)
t = [1/(Swㆍρ)] × [N/(1 - N)]
[단, t는 고도전성 금속에 의한 피복층의 두께(m), Sw는 코어 입자의 BET 비표면적(㎡/㎏), ρ는 고도전성 금속의 비중(㎏/㎥), N는(고도전성 금속의 질량/도 전성 입자 전체의 질량)의 값을 나타냄]
본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 상기 도전성 입자는 하기에 나타내는 전기 저항치(R)의 값이 0.3 Ω 이하인 것이 바람직하다.
전기 저항치(R) : 도전성 입자 0.6 g과 액상 고무 0.8 g을 혼합함으로써 페이스트 조성물을 조제하고, 이 페이스트 조성물을 0.5 ㎜의 이격 거리에서 서로 대향하도록 배치된, 각각 직경이 1 ㎜의 한 쌍의 전극 사이에 배치하고, 이 한 쌍의 전극 사이에 0.3 T의 자기장을 작용시키고, 이 상태에서 해당 한 쌍의 전극 사이의 전기 저항치가 안정될 때까지 방치하였을 때의 해당 전기 저항치.
또한, 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 상기 도전성 입자는 BET 비표면적이 10 내지 500 ㎡/㎏인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 상기 프레임판의 선열팽창 계수가 3 × 105/K 이하인 것이 바람직하다.
또한, 탄성 이방 도전막을 형성하는 탄성 고분자 물질은 부가형 액상 실리콘 고무의 경화물이며, 그 150 ℃에 있어서의 압축 영구 왜곡이 10 ％ 이하이고, 또한 듀로미터 A 경도가 10 내지 60인 것이 바람직하고, 듀로미터 A 경도가 25 내지 40인 것이 특히 바람직하다.
또한, 탄성 이방 도전막을 형성하는 탄성 고분자 물질은 그 파열 강도가 8 kN/m 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 도전성 페이스트 조성물은 경화 가능한 액상 실리콘 고무와, 자성을 나타내는 코어 입자의 표면에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지는 도전성 입자를 함유하여 이루어지고, 상기 도전성 입자는 코어 입자에 대한 고도전성 금속의 비율이 15 질량 ％ 이상이며, 또한 상기 수학식에 의해 산출되는 고도전성 금속에 의한 피복층의 두께(t)가 50 ㎚ 이상인 것을 특징으로 한다.
이러한 도전성 페이스트 조성물은, 상기의 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 형성하기 위한 도전성 페이스트 조성물로서 적합하다.
본 발명의 프로우브 부재는 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해, 해당 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위해 이용되는 프로우브 부재이며,
검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 검사 전극이 표면으로 형성된 검사용 회로 기판과, 이 검사용 회로 기판의 표면에 배치된 상기의 이방 도전성 커넥터를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 프로우브 부재에 있어서는, 상기 이방 도전성 커넥터에 있어서의 프레임판의 선열팽창 계수가 3 × 105/K 이하이며, 상기 검사용 회로 기판을 구성하는 기판 재료의 선열팽창 계수가 3 × 105/K 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 이방 도전성 커넥터 상에 절연성 시트와, 이 절연성 시트를 그 두께 방향으로 관통하여 신장하고, 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 배치된 복수의 전극 구조체로 이루어지는 시트형 커넥터가 배치되어 있어도 좋다.
본 발명의 웨이퍼 검사 장치는 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해, 해당 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서,
상기의 프로우브 부재를 구비하여 이루어지고, 해당 프로우브 부재를 통해 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 대한 전기적 접속이 달성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 웨이퍼 검사 방법은 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각을, 상기의 프로우브 부재를 거쳐서 테스터에 전기적으로 접속하고, 해당 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전기적 검사를 실행하는 것을 특징으로 한다.
상기의 이방 도전성 커넥터에 따르면, 프레임판에는 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 모든 또는 일부의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 복수의 이방 도전막 배치용 구멍이 형성되어 있고, 해당 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 탄성 이방 도전막이 배치되어 있기 때문에, 변형되기 어려워 취급하기 쉽고, 웨이퍼와의 전기적 접속 작업에 있어서, 해당 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막에 있어서의 접속용 도전부에 함유된 도전성 입자는 그 고도전성 금속의 비율이 코어 입자에 대해 15 질량 ％ 이상이고, 해당 고도전성 금속에 의한 피복층의 두께(t)가 50 ㎚ 이상이기 때문에, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우에 있어서도, 도전성 입자에 있어서의 코어 입자가 표면에 노출되는 것이 억제되어, 그 결과 소요의 도전성이 확실하게 유지된다.
또한, 고온 환경 하에 있어서 반복 사용한 경우에 있어서, 도전성 입자에 있어서의 코어 입자를 구성하는 재료가 고도전성 금속 중으로 이행해도, 해당 도전성 입자의 표면에는 고도전성 금속이 높은 비율로 존재하기 때문에, 해당 도전성 입자의 도전성이 현저히 저하되는 것이 방지된다.
또한, 탄성 이방 도전막을 형성하는 탄성 고분자 물질로서, 부가형 액상 실리콘 고무의 경화물이며, 그 150 ℃에 있어서의 압축 영구 왜곡이 10 ％ 이하이고, 또한 듀로미터 A 경도가 10 내지 60인 것을 이용함으로써, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우에 있어서도, 접속용 도전부에 영구 왜곡이 발생하는 것이 억제되고, 이에 의해 접속용 도전부에 있어서의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 생기는 것이 억제되는 결과, 소요의 도전성이 한층 확실하게 유지된다.
게다가, 탄성 이방 도전막을 형성하는 탄성 고분자 물질로서, 듀로미터 A 경도가 25 내지 40인 것을 이용함으로써, 고온 환경 하에 있어서의 시험에 반복 사용한 경우라도, 접속용 도전부에 영구 왜곡이 발생하는 것이 억제되고, 이에 의해 접속용 도전부에 있어서의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 생기는 것이 억제되는 결과, 장기간에 걸쳐 소요의 도전성이 확실하게 유지된다.
또한, 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 배치되는 탄성 이방 도전막은 면적이 작은 것이 좋으므로, 각각의 탄성 이방 도전막의 형성이 용이하다. 게다가, 면적이 작은 탄성 이방 도전막은 열 이방을 받은 경우라도, 해당 탄성 이방 도전막의 면 방향에 있어서의 열 팽창의 절대량이 적기 때문에, 프레임판을 구성하는 재료로서 선열팽창 계수가 작은 것을 이용함으로써, 탄성 이방 도전막의 면 방향에 있어서의 열 팽창이 프레임판에 의해 확실하게 규제된다. 따라서, 대면적의 웨이퍼에 대해 WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서도, 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
도1은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 일예를 도시하는 평면도이다.
도2는 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터의 일부를 확대하여 도시하는 평면도이다.
도3은 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도4는 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.
도5는 전기 저항치(R)를 측정하기 위한 장치의 구성을 도시하는 설명용 단면도이다.
도6은 탄성 이방 도전막 성형용의 금형으로 성형 재료가 도포되어 성형 재료층이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.
도7은 탄성 이방 도전 성형용의 금형을 그 일부를 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.
도8은 도6에 도시한 금형의 상부형 및 하부형 사이에 스페이서를 통해 프레임판이 배치된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.
도9는 금형의 상부형과 하부형 사이에, 목적으로 하는 형태의 성형 재료층이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.
도10은 도9에 도시한 성형 재료층을 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.
도11은 도10에 도시한 성형 재료층에 그 두께 방향으로 강도 분포를 갖는 자기장이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.
도12는 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터를 사용한 웨이퍼 검사 장치의 일예에 있어서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도13은 본 발명에 관한 프로우브 부재의 일예에 있어서의 주요부의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도14는 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터를 사용한 웨이퍼 검사 장치의 다른 예에 있어서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도15는 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 다른 예에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도16은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 또 다른 예에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도17은 실시예로 사용한 시험용 웨이퍼의 상면도이다.
도18은 도17에 도시한 시험용 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 피검사 전극 영역의 위치를 도시하는 설명도이다.
도19는 도17에 도시한 시험용 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 피검사 전극을 도시하는 설명도이다.
도20은 실시예로 제작한 프레임판의 상면도이다.
도21은 도20에 도시한 프레임판의 일부를 확대하여 도시하는 설명도이다.
도22는 실시예로 제작한 금형의 성형면을 확대하여 도시하는 설명도이다.
도23은 종래의 이방 도전성 커넥터를 제조하는 공정에 있어서, 금형 내에 프레임판이 배치되는 동시에, 성형 재료층이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
1 : 프로우브 부재
2 : 이방 도전성 커넥터
3 : 가압판
4 : 웨이퍼 적재대
5 : 가열기
6 : 웨이퍼
7 : 피검사 전극
10 : 프레임판
11 : 이방 도전막 배치용 구멍
15 : 공기류 관통 구멍
16 : 위치 결정 구멍
20 : 탄성 이방 도전막
20A : 성형 재료층
21 : 기능부
22 : 접속용 도전부
23 : 절연부
24 : 돌출부
25 : 피지지부
26 : 비접속용 도전부
27 : 돌출부
30 : 검사용 회로 기판
31 : 검사 전극
40 : 시트형 커넥터
41 : 절연성 시트
42 : 전극 구조체
43 : 표면 전극부
44 : 이면 전극부
45 : 단락부
50 : 챔버
51 : 배기관
55 : O링
60 : 금형
61 : 상부형
62 : 기판
63 : 강자성체층
64 : 비자성체층
64a : 오목소
65 : 하부형
66 : 기판
67 : 강자성체층
68 : 비자성체층
68a : 오목소
69a, 69b : 스페이서
71 : 셀
72 : 측벽재
73 : 덮개재
73H : 관통 구멍
74 : 자석
75 : 전극부
76 : 전기 저항 측정기
80 : 상부형
81 : 강자성체층
82 : 비자성체층
85 : 하부형
86 : 강자성체층
87 : 비자성체층
90 : 프레임판
91 : 개구
95 : 성형 재료층
P : 도전성 입자
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 상세하게 설명한다.
[이방 도전성 커넥터]
도1은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 일예를 도시하는 평면도, 도2는 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터의 일부를 확대하여 도시하는 평면도, 도3은 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도, 도4는 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.
도1에 도시한 이방 도전성 커넥터는, 예를 들어 복수의 집적 회로가 형성된 웨이퍼에 대해 해당 집적 회로 각각의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위해서 이용되는 것이며, 도2에 도시한 바와 같이 각각 두께 방향으로 관통하여 신장하는 복수의 이방 도전막 배치용 구멍(11)(파선으로 나타냄)이 형성된 프레임판(10)을 갖는다. 이 프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11)은 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 모든 집적 회로에 있어서의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 형성되어 있다. 프레임판(10)의 각 이방 도전막 배치용 구멍(11) 내에는 두께 방향으로 도전성을 갖는 탄성 이방 도전막(20)이, 해당 프레임판(10)의 해당 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 지지된 상태로, 또한 인접하는 탄성 이방 도전막(20)과 서로 독립된 상태로 배치되어 있다. 또한, 이 예에 있어서의 프레임판(10)에는 후술하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서, 감압 방식의 가압 수단을 이용하는 경우에 해당 이방 도전성 커넥터와 이에 인접하는 부재 사이의 공기를 유통시키기 위한 공기류 관통 구멍(15)이 형성되고, 또한 검사 대상인 웨이퍼 및 검사용 회로 기판과의 위치 결정을 행하기 위한 위치 결정 구멍(16)이 형성되어 있다.
탄성 이방 도전막(20)은 탄성 고분자 물질에 의해 형성되어 있고, 도3에 도시한 바와 같이 두께 방향(도3에 있어서 지면과 솔직한 방향)으로 신장하는 복수의 접속용 도전부(22)와, 이 접속용 도전부(22) 각각의 주위에 형성되고, 해당 접속용 도전부(22) 각각을 서로 절연하는 절연부(23)로 이루어지는 기능부(21)를 갖고, 해당 기능부(21)는 프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11)에 위치하도록 배치되어 있다. 이 기능부(21)에 있어서의 접속용 도전부(22)는 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 배치되고, 해당 웨이퍼의 검사에 있어서 그 피검사 전극에 전기적으로 접속되는 것이다.
기능부(21)의 주연부에는, 프레임판(10)에 있어서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 고정 지지된 피지지부(25)가, 해당 기능부(21)에 일체로 연속하여 형성되어 있다. 구체적으로는, 이 예에 있어서의 피지지부(25)는 두 갈래형으로 형성되어 있고, 프레임판(10)에 있어서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부를 파지하도록 밀착한 상태로 고정 지지되어 있다.
탄성 이방 도전막(20)의 기능부(21)에 있어서의 접속용 도전부(22)에는, 도4에 도시한 바와 같이 자성을 나타내는 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 나열하도록 배향한 상태에서 밀하게 함유되어 있다. 이에 대해, 절연부(23)는 도전성 입자(P)가 완전히 혹은 거의 함유되어 있지 않은 것이다. 이 예에 있어서는, 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 피지지부(25)에는 도전성 입자(P)가 함유되어 있다.
또한, 도시의 예에서는 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 기능부(21)의 양면에는 접속용 도전부(22) 및 그 주변 부분이 위치하는 부위에, 그 이외의 표면으로부터 돌출하는 돌출부(24)가 형성되어 있다.
프레임판(10)의 두께는 그 재질에 의해 다르지만, 25 내지 600 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40 내지 400 ㎛이다.
이 두께가 25 ㎛ 미만인 경우에는, 이방 도전성 커넥터를 사용할 때에 필요한 강도가 얻어지지 않아 내구성이 낮아지기 쉽고, 또한 해당 프레임판(10)의 형상이 유지되는 정도의 강성이 얻어지지 않아 이방 도전성 커넥터의 취급 성이 낮아진다. 한편, 두께가 600 ㎛를 넘는 경우에는 이방 도전막 배치용 구멍(11)으로 형성되는 탄성 이방 도전막(20)은 그 두께가 과대한 것으로 되고, 접속용 도전부(22)에 있어서의 양호한 도전성 및 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에 있어서의 절연성을 얻기 곤란해질 경우가 있다.
프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11)에 있어서의 면 방향의 형상 및 치수는 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극의 치수, 피치 및 패턴에 대응하여 설계된다.
프레임판(10)을 구성하는 재료로서는 해당 프레임판(10)이 용이하게 변형되지 않고, 그 형상이 안정적으로 유지되는 정도의 강성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않아, 예를 들어 금속 재료, 세라믹스 재료, 수지 재료 등 여러 가지의 재료를 이용할 수 있고, 프레임판(10)을 예를 들어 금속 재료에 의해 구성하는 경우에는 해당 프레임판(10)의 표면에 절연성 피막이 형성되어 있어도 좋다.
프레임판(10)을 구성하는 금속 재료의 구체예로서는 철, 구리, 니켈, 크롬, 코발트, 마그네슘, 망간, 몰리브덴, 인듐, 납, 팔라듐, 티탄, 텅스텐, 알루미늄, 금, 백금, 은 등의 금속 또는 이들을 2 종류 이상 조합한 합금 혹은 합금강 등을 들 수 있다.
프레임판(10)을 구성하는 수지 재료의 구체예로서는, 액정 폴리머, 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다.
또한, 프레임판(10)은 후술하는 방법에 의해, 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 피지지부(25)에 도전성 입자(P)를 용이하게 함유시킬 수 있는 점에서 적어도 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부 즉 탄성 이방 도전막(20)을 지지하는 부분이 자성을 나타내는 것, 구체적으로는 그 포화 자화가 0.1 Wb/㎡ 이상인 것이 바람직하고, 특히 해당 프레임판(10)의 제작이 용이한 점으로, 프레임판(10) 전체가 자성체에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 프레임판(10)을 구성하는 자성체의 구체예로서는 철, 니켈, 코발트 혹은 이러한 자성 금속의 합금 또는 이러한 자성 금속과 다른 금속과의 합금 혹은 합금강 등을 들 수 있다.
또, 이방 도전성 커넥터를 WLBI 시험에 이용하는 경우에는, 프레임판(10)을 구성하는 재료로서는 선열팽창 계수가 3 × 105/K 이하의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 -1 × 107 내지 1 × 105/K, 특히 바람직하게는 1 × 106 내지 8 × 106/K이다.
이러한 재료의 구체예로서는, 인바 등의 인바형 합금, 에린버 등의 에린버형 합금, 슈퍼 인바, 코발트, 42 합금 등의 자성 금속의 합금 또는 합금강 등을 들 수 있다.
탄성 이방 도전막(20)의 전체 두께[도시의 예로서는 접속용 도전부(22)에 있어서의 두께]는 50 내지 2000 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 내지 1000 ㎛, 특히 바람직하게는 80 내지 500 ㎛이다. 이 두께가 50 ㎛ 이상이면, 충분한 강도를 갖는 탄성 이방 도전막(20)이 확실하게 얻어진다. 한편, 이 두께가 2000 ㎛ 이하이면, 소요의 도전성 특성을 갖는 접속용 도전부(22)가 확실하게 얻어진다.
돌출부(24)의 돌출 높이는 그 합계가 해당 돌출부(24)에 있어서의 두께의 10 ％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 ％ 이상이다. 이러한 돌출 높이를 갖는 돌출부(24)를 형성함으로써, 작은 가압력으로 접속용 도전부(22)가 충분히 압축되기 때문에, 양호한 도전성이 확실하게 얻어진다.
또, 돌출부(24)의 돌출 높이는 해당 돌출부(24)의 최단 폭 또는 직경의 100 ％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 ％ 이하이다. 이러한 돌출 높이를 갖는 돌출부(24)를 형성함으로써, 해당 돌출부(24)가 가압되었을 때에 좌굴 되는 일이 없으므로, 소기의 도전성이 확실하게 얻어진다.
또한, 피지지부(25)의 두께(도시의 예로서는 두 갈래 부분 중 한 쪽의 두께)는 5 내지 250 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 150 ㎛, 특히 바람직하게는 15 내지 100 ㎛이다.
또한, 피지지부(25)는 두 갈래 형상으로 형성되는 것은 필수적인 것이 아니라, 프레임판(10)의 일면으로만 고정되어 있어도 좋다.
탄성 이방 도전막(20)을 형성하는 탄성 고분자 물질로서는, 가교 구조를 갖는 내열성의 고분자 물질이 바람직하다. 이러한 가교 고분자 물질을 얻기 위해 이용할 수 있는 경화성의 고분자 물질 형성 재료로서는, 여러 가지의 것을 이용할 수 있지만, 액상 실리콘 고무가 바람직하다.
액상 실리콘 고무는 부가형의 것이라도 축합형의 것이라도 좋지만, 부가형 액상 실리콘 고무가 바람직하다. 이 부가형 액상 실리콘 고무는 비닐기와 Si-H 결합과의 반응에 의해 경화하는 것이며, 비닐기 및 Si-H 결합의 양쪽을 함유하는 폴리실록산으로 이루어지는 1액 형태(1 성분형)인 것과, 비닐기를 함유하는 폴리실록산 및 Si-H 결합을 함유하는 폴리실록산으로 이루어지는 2액 형태(2 성분형)인 것이 있지만, 본 발명에 있어서는 2액 형태의 부가형 액상 실리콘 고무를 이용하는 것이 바람직하다.
부가형 액상 실리콘 고무로서는, 그 23 ℃에 있어서의 점도가 100 내지 1,250 Paㆍs의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 150 내지 800 Paㆍs, 특히 바람직하게는 250 내지 500 Paㆍs인 것이다. 이 점도가 100 Paㆍs 미만인 경우에는, 후술하는 탄성 이방 도전막(20)을 얻기 위한 성형 재료에 있어서, 해당 부가형 액상 실리콘 고무 중에 있어서의 도전성 입자의 침강이 생기기 쉽고, 양호한 보존 안정성이 얻어지지 않으며, 또 성형 재료층에 평행 자기장을 작용시켜도, 도전성 입자가 두께 방향으로 나열되도록 배향하지 않고, 균일한 상태에서 도전성 입자의 연쇄를 형성하는 것이 곤란해질 경우가 있다. 한편, 이 점도가 1,250 Paㆍs를 넘는 경우에는, 이렇게 얻어지는 성형 재료가 점도가 높아지므로, 금형 내에 성형 재료층을 형성하기 어렵게 될 경우가 있고, 또한 성형 재료층에 평행 자기장을 작용시켜도 도전성 입자가 충분히 이동하지 않고, 그로 인해 도전성 입자를 두께 방향으로 나열하도록 배향시키는 것이 곤란해질 경우가 있다.
이러한 부가형 액상 실리콘 고무의 점도는 B형 점도계에 의해 측정할 수 있다.
탄성 이방 도전막(20)을 액상 실리콘 고무의 경화물(이하,「실리콘 고무 경화물」이라 함)에 의해 형성하는 경우에 있어서, 해당 실리콘 고무 경화물은 그 150 ℃에 있어서의 압축 영구 왜곡이 10 ％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 6 ％ 이하이다. 이 압축 영구 왜곡이 10 ％를 넘는 경우에는, 이렇게 얻어지는 이방 도전성 커넥터를 다수회에 걸쳐 반복 사용하였을 때 혹은 고온 환경 하에 있어서 반복 사용하였을 때에는 접속용 도전부(22)에 영구 왜곡이 발생하기 쉽고, 이에 의해 접속용 도전부(22)에 있어서의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 생기는 결과, 소요의 도전성을 유지하는 것이 곤란해진다.
여기서, 실리콘 고무 경화물의 압축 영구 왜곡은 JIS K 6249에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막(20)을 형성하는 실리콘 고무 경화물은 그 23 ℃에 있어서의 듀로미터 A 경도가 10 내지 60인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 60, 특히 바람직하게는 20 내지 60인 것이다. 이 듀로미터 A 경도가 10 미만인 경우에는, 가압되었을 때에 접속용 도전부(22)를 서로 절연하는 절연부(23)가 과도하게 왜곡되기 쉽고, 접속용 도전부(22) 사이의 소요의 절연성을 유지하는 것이 곤란해질 경우가 있다. 한편, 이 듀로미터 A 경도가(60)를 넘는 경우에는, 접속용 도전부(22)에 적정한 왜곡을 공급하기 위해 상당히 큰 하중에 의한 가압력이 필요해지기 때문에, 예를 들어 검사 대상인 웨이퍼에 큰 변형이나 파괴가 생기기 쉬워진다.
또, 실리콘 고무 경화물로서, 듀로미터 A 경도가 상기의 범위 외의 것을 이용하는 경우에는, 이렇게 얻어지는 이방 도전성 커넥터를 다수회에 걸쳐 반복 사용하였을 때에는, 접속용 도전부(22)에 영구 왜곡이 발생하기 쉽고, 이에 의해 접속용 도전부(22)에 있어서의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 생기는 결과, 소요의 도전성을 유지하는 것이 곤란해진다.
또한, 이방 도전성 커넥터를 고온 환경 하에 있어서의 시험, 예를 들어 WLBI 시험에 이용하는 경우에는, 탄성 이방 도전막(20)을 형성하는 실리콘 고무 경화물은 그 23 ℃에 있어서의 듀로미터 A 경도가 25 내지 40인 것이 바람직하다.
실리콘 고무 경화물로서, 듀로미터 A 경도가 상기의 범위 외의 것을 이용하는 경우에는, 이렇게 얻어지는 이방 도전성 커넥터를 고온도 환경 하에 있어서의 시험에 반복 사용하였을 때에는, 접속용 도전부(22)에 영구 왜곡이 발생하기 쉽고, 이에 의해 접속용 도전부(22)에 있어서의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 생기는 결과, 소요의 도전성을 유지하는 것이 곤란해진다.
여기서, 실리콘 고무 경화물의 듀로미터 A 경도는 JIS K 6249에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막(20)을 형성하는 실리콘 고무 경화물은 그 23 ℃에 있어서의 파열 강도가 8 kN/m 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 kN/m 이상, 보다 바람직하게는 15 kN/m 이상, 특히 바람직하게는 20 kN/m 이상인 것이다. 이 파열 강도가 8 kN/m 미만인 경우에는 탄성 이방 도전막(20)에 과도의 왜곡이 공급되었을 때에, 내구성의 저하를 일으키기 쉽다.
여기서, 실리콘 고무 경화물의 파열 강도는 JIS K 6249에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
이러한 특성을 갖는 부가형 액상 실리콘 고무로서는, 신에츠 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제의 액상 실리콘 고무「KE2000」시리즈,「KE1950」시리즈로서 시판되어 있는 것을 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 부가형 액상 실리콘 고무를 경화시키기 위해 적절한 경화 촉매를 이용할 수 있다. 이러한 경화 촉매로서는 백금계의 것을 이용할 수 있어, 그 구체예로서는 염화 백금산 및 그의 염, 백금-불포화기 함유 실록산콤플렉스, 비닐실록산과 백금과의 콤플렉스 백금과 1, 3-디비닐테트라메틸디실록산과의 콤플렉스, 트리오가노호스핀 혹은 호스파이트와 백금과의 콤플렉스, 아세틸아세테이트 백금 킬레이트, 환형 디엔과 백금과의 콤플렉스 등의 공지의 것을 들 수 있다.
경화 촉매의 사용량은 경화 촉매의 종류, 그 밖의 경화 처리조건을 고려하여 적절하게 선택되지만, 통상 부가형 액상 실리콘 고무 100 중량부에 대해 3 내지 15 중량부이다.
또한, 부가형 액상 실리콘 고무 중에는 부가형 액상 실리콘 고무의 틱소트로피(thixotropy)성의 향상, 점도 조정, 도전성 입자의 분산 안정성의 향상 혹은 높은 강도를 갖는 기재를 얻는 것 등을 목적으로 하여, 필요에 따라서 통상의 실리카분, 콜로이드 실리카, 에어로겔 실리카, 알루미나 등의 무기 충전재를 함유시킬 수 있다.
이러한 무기 충전재의 사용량은, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 다량으로 사용하면 자기장에 의한 도전성 입자의 배향을 충분히 달성할 수 없게 되므로, 바람직하지 못하다.
탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22) 및 피지지부(25)에 함유되는 도전성 입자(P)로서는, 자성을 나타내는 코어 입자(이하,「자성 코어 입자」라 함)의 표면에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지는 것이 이용된다.
도전성 입자(P)를 얻기 위한 자성 코어 입자는, 그 수 평균 입자경이 3 내지 40 ㎛의 것이 바람직하다.
여기서, 자성 코어 입자의 수 평균 입자경은 레이저 회절 산란법에 의해 측정된 것을 말한다.
상기 수 평균 입자경이 3 ㎛ 이상이면 가압 변형이 용이하면서 저항치가 낮고 접속 신뢰성이 높은 접속용 도전부(22)가 얻어지기 쉽다. 한편, 상기 수 평균 입자경이 40 ㎛ 이하이면, 미세한 접속용 도전부(22)를 용이하게 형성할 수 있고, 또한 이렇게 얻어지는 접속용 도전부(22)는 안정된 도전성을 갖게 되기 쉽다.
또한, 자성 코어 입자는 그 BET 비표면적이 10 내지 500 ㎡/㎏인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 500 ㎡/㎏, 특히 바람직하게는 50 내지 400 ㎡/㎏이다.
이 BET 비표면적이 10 ㎡/㎏ 이상이면, 해당 자성 코어 입자는 도금 가능한 영역이 충분히 큰 것이기 때문에, 해당 자성 코어 입자에 소요의 양의 도금을 확실하게 행할 수 있고, 따라서 도전성이 큰 도전성 입자(P)를 얻을 수 있는 동시에, 해당 도전성 입자(P) 사이에 있어서 접촉 면적이 충분히 크기 때문에, 안정되면서 높은 도전성이 얻어진다. 한편, 이 BET 비표면적이 500 ㎡/㎏ 이하이면, 해당 자성 코어 입자가 취약한 것으로 되지 않고, 물리적인 응력이 가해졌을 때에 파괴되는 경우가 적어 안정되면서 높은 도전성이 보유 지지된다.
또한, 자성 코어 입자는 그 입자경의 변동 계수가 50 ％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 30 ％ 이하, 특히 바람직 하게는 20 ％ 이하인 것이다.
여기서, 입자경의 변동 계수는 식 : (_/Dn) × 100(단,_는 입자경의 표준 편차의 값을 나타내고, Dn은 입자의 수 평균 입자경을 나타냄)에 의해 요구되는 것이다.
상기 입자경의 변동 계수가 50 ％ 이하이면, 입자경의 균일성이 크기 때문에, 도전성의 변동이 작은 접속용 도전부(22)를 형성할 수 있다.
자성 코어 입자를 구성하는 재료로서는 철, 니켈, 코발트, 이러한 금속을 구리, 수지에 의해 코팅한 것 등을 이용할 수 있지만, 그 포화 자화가 0.1 Wb/㎡ 이상인 것을 바람직하게 이용할 수 있고, 보다 바람직하게는 0.3 Wb/㎡ 이상, 특히 바람직하게는 0.5 Wb/㎡ 이상인 것이고, 구체적으로는 철, 니켈, 코발트 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다.
이 포화 자화가 0.1 Wb/㎡ 이상이면, 후술하는 방법에 의해 해당 탄성 이방 도전막(20)을 형성하기 위한 성형 재료층 중에 있어서 도전성 입자(P)를 용이하게 이동시킬 수 있고, 이에 의해 해당 성형 재료층에 있어서의 접속용 도전부가 되는 부분에, 도전성 입자(P)를 확실하게 이동시켜 도전성 입자(P)의 연쇄를 형성할 수 있다.
접속용 도전부(22)를 얻기 위해 이용되는 도전성 입자(P)는, 상기의 자성 코어 입자의 표면에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지는 것이다.
여기서,「고도전성 금속」이라 함은, 0 ℃에 있어서의 도전율이 5 × 106 Ω 이상인 것을 말한다.
이러한 고도전성 금속으로서는 금, 은, 라듐, 백금, 크롬 등을 이용할 수 있고, 이러한 속에서는 화학적으로 안정되면서 높은 도전율을 갖는 점에서 금을 이용하지만 바람직하다.
도전성 입자(P)는 코어 입자에 대한 고도전성 금속의 비율[(고도전성 금속의 질량/코어 입자의 질량)× 100]이 15 질량 ％ 이상이 되고, 바람직하게는 25 내지 35 질량 ％가 된다.
고도전성 금속의 비율이 15 질량 ％ 미만인 경우에는, 이렇게 얻어지는 이방 도전성 커넥터를 고온 환경 하에 반복 사용하였을 때, 해당 도전성 입자(P)의 도전성이 현저히 저하되는 결과, 소요의 도전성을 유지할 수 없다.
또한, 도전성 입자(P)는 하기의 수학식 (1)에 의해 산출되는 고도전성 금속에 의한 피복층의 두께(t)가 50 ㎚ 이상인 것이 되고, 바람직하게는 100 내지 200 ㎚의 것이 된다.
수학식 (1)
t = [1/(Swㆍρ)] × [N/(1 - N)]
[단, t는 고도전성 금속에 의한 피복층의 두께(m), Sw는 코어 입자의 BET 비표면적(㎡/㎏), ρ는 고도전성 금속의 비중(㎏/㎥), N는(고도전성 금속의 중량/도전성 입자 전체의 중량)의 값을 나타냄]
상기의 수학식은, 다음과 같이 하여 유도된 것이다.
(ⅰ) 자성 코어 입자의 중량을 Mp(㎏)라 하면, 자성 코어 입자의 표면적 S( ㎡)은,
수학식 (2)
S = SwㆍMp
에 의해 구해진다.
(ⅱ) 고도전성 금속에 의한 피복층의 중량을 m(㎏)이라 하면, 해당 피복층의 부피 V(㎥)는,
수학식 (3)
V = m/ρ
에 의해 구해진다.
(ⅲ) 여기서, 피복층의 두께가 도전성 입자의 표면 전체에 걸쳐 균일한 것이라 가정하면 t = V/S이며, 이에 상기 수학식 (2) 및 수학식 (3)을 대입하면, 피복층의 두께(t)는,
수학식 (4)
t = (m/ρ)/(SwㆍMp) = m/(SwㆍρㆍMp)
에 의해 구해진다.
(ⅳ) 또한, N는 도전성 입자 전체의 질량에 대한 피복층의 질량의 비이므로, 이 N의 값은,
수학식 (5)
N = m/(Mp + m)
에 의해 구해진다.
(ⅴ) 이 수학식 (5)의 우측변에 있어서의 분자ㆍ분모를 Mp로 나누면,
N = (m/Mp)/(1 + m/Mp)가 되고, 양변에 (1 + m/Mp)를 곱하면,
N(1 + m/Mp) = m/Mp, 또는,
N + N(m/Mp) = m/Mp가 되고, N(m/Mp)를 우측변으로 이행하면,
N = m/Mp - N(m/Mp) = (m/Mp)(1 - N)이 되고, 양변을 (1 - N)으로 나누면,
N/(1 - N) = m/Mp가 되고,
따라서, 자성 코어 입자의 중량(Mp)은
수학식 (6)
Mp = m/[N/(1 - N)] = m(1 - N)/N
에 의해 구해진다.
(ⅵ) 그리고, 수학식 (4)에 수학식 (6)을 대입하면,
t = 1/[Swㆍρㆍ(1 - N)/N] = [1/(Swㆍρ)] × [N/(1 - N)]
이 유도된다.
이 피복층의 두께(t)가 50 ㎚ 이상이면, 해당 이방 도전성 커넥터를 고온 환경 하에 반복 사용한 경우에 있어서, 자성 코어 입자를 구성하는 강자성체가 피복층을 구성하는 고도전성 금속 중으로 이행해도, 해당 도전성 입자(P)의 표면에는 고도전성 금속이 높은 비율로 존재하기 때문에, 해당 도전성 입자(P)의 도전성이 현저히 저하되지 않아 소기의 도전성이 유지된다.
또한, 도전성 입자(P)는 그 BET 비표면적이 10 내지 500 ㎡/㎏인 것이 바람직하다.
이 BET 비표면적이 10 ㎡/㎏ 이상이면, 피복층의 표면적이 충분히 큰 것이기 때문에, 고도전성 금속의 총 중량이 큰 피복층을 형성할 수 있고, 따라서 도전성이 큰 입자를 얻을 수 있는 동시에, 해당 도전성 입자(P) 사이에 있어서 접촉 면적이 충분히 크기 때문에, 안정되면서 높은 도전성이 얻어진다. 한편, 이 BET 비표면적이 500 ㎡/㎏ 이하이면, 해당 도전성 입자가 취약한 것으로 되지 않아 물리적인 응력이 가해졌을 때에 파괴되는 경우가 적고, 안정되면서 높은 도전성이 유지된다.
또한, 도전성 입자(P)의 수 평균 입자경은 3 내지 40 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6 내지 25 ㎛이다.
이러한 도전성 입자(P)를 이용함으로써, 이렇게 얻어지는 탄성 이방 도전막(20)은 가압 변형이 용이한 것으로 되고, 또한 해당 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22)에 있어서 도전성 입자(P) 사이에 충분한 전기적 접촉이 얻어진다.
또한, 도전성 입자(P)의 형상은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 고분자 물질 형성 재료 중에 용이하게 분산시킬 수 있는 점에서 구형의 것, 별 형상의 것 혹은 이들이 응집한 2차 입자에 의한 덩어리형의 것이 바람직하다.
또한, 도전성 입자(P)는 하기에 도시한 전기 저항치(R)가 0.3 Ω 이하가 되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 Ω 이하인 것이다.
전기 저항치(R) : 도전성 입자 0.6 g과 액상 고무 0.8 g을 혼합함으로써 페이스트 조성물을 조제하고, 이 페이스트 조성물을 0.5 ㎜의 이격 거리에서 서로 대향하도록 배치된, 각각 직경이 1 ㎜의 한 쌍의 전극 사이에 배치하고, 해당 한 쌍의 전극 사이에 0.3 T의 자기장을 작용시키고, 이 상태에서 해당 한 쌍의 전극 사이의 전기 저항치가 안정될 때까지 방치하였을 때의 해당 전기 저항치.
구체적으로는, 이 전기 저항치(R)는 이하와 같이 하여 측정된다.
도5는 전기 저항치(R)를 측정하기 위한 장치이고, 부호 71은 시료실(S)를 형성하는 세라믹제의 셀이며, 통형의 측벽재(72)와, 각각 중앙에 관통 구멍(73H)을 갖는 한 쌍의 덮개재(73)에 의해 구성되어 있다. 부호 74는 도전성을 갖는 한 쌍의 자석이며, 각각 표면으로부터 돌출하는 덮개재(73)의 관통 구멍(73H)에 적합한 형상의 전극부(75)를 갖고, 이 전극부(75)가 덮개재(73)의 관통 구멍(73H)에 적합된 상태에서, 해당 덮개재(73)에 고정되어 있다. 부호 76은 전기 저항 측정기이며, 한 쌍의 자석(74) 각각에 접속되어 있다. 셀(71)의 시료실(S)는 직경(d1)이 3 ㎜, 두께(d2)가 0.5 ㎜의 원판형이고, 덮개재(73)의 관통 구멍(73H)의 내경 즉 자석(74)의 전극부(75)의 직경(r)은 1 ㎜이다.
그리고, 셀(71)의 시료실(S)에 상기의 페이스트 조성물을 충전하고, 자석(74)의 전극부(75) 사이에 해당 시료실(S)의 두께 방향으로 0.3 T의 평행 자기장을 작용시키면서, 전기 저항 측정기(76)에 의해 자석(74)의 전극부(75) 사이의 전기 저항치를 측정한다. 그 결과, 페이스트 조성물 중에 분산되어 있었던 도전성 입자가 평행 자기장의 작용에 의해 자석(74)의 전극부(75) 사이에 집합하거나, 또는 두께 방향으로 나열하도록 배향하고, 이 도전성 입자의 이동에 수반하여 자석(74)의 전극부(75) 사이의 전기 저항치가 저하된 후 안정 상태가 되고, 이 때의 전기 저항치를 측정한다. 페이스트 조성물에 평행 자기장을 작용시키고 나서, 자석(74)의 전극부(75) 사이의 전기 저항치가 안정 상태에 도달하기까지의 시간은 도전성 입자의 종류에 의해 다르지만, 통상 페이스트 조성물에 평행 자기장을 작용시키고 나서 500초 사이 경과한 후에 있어서의 전기 저항치를 전기 저항치(R)로서 측정한다.
이 전기 저항치(R)가 0.3 Ω 이하이면, 높은 도전성을 갖는 접속용 도전부(22)가 확실하게 얻어진다.
도전성 입자(P)의 함수율은 5 질량 ％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 질량 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 2 질량 ％ 이하, 특히 바람직하게는 1 질량 ％ 이하이다. 이러한 조건을 만족함으로써, 성형 재료의 조제 또는 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서, 경화 처리할 때에 기포가 생기는 것이 방지 또는 억제된다.
또한, 도전성 입자(P)는 그 표면이 실란 커플링제 등의 커플링제로 처리된 것이라도 좋다. 도전성 입자(P)의 표면이 커플링제로 처리됨으로써, 해당 도전성 입자(P)와 탄성 고분자 물질과의 접착성이 높아지고, 그 결과 이렇게 얻어지는 탄성 이방 도전막(20)은 반복 사용에 있어서의 내구성이 높아진다.
커플링제의 사용량은 도전성 입자(P)의 도전성에 영향을 주지 않는 범위에서 적절하게 선택되지만, 도전성 입자(P)의 표면에 있어서의 커플링제의 피복 비율(도전성 입자의 표면적에 대한 커플링제의 피복 면적의 비율)이 5 ％ 이상이 되는 양인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 피복율이 7 내지 100 ％, 더욱 바람직하게는 10 내지 100 ％, 특히 바람직하게는 20 내지 100 ％가 되는 양이다.
이와 같은 도전성 입자(P)는, 예는 이하의 방법에 의해 얻을 수 있다.
우선, 강자성체 재료를 통상적인 방법에 의해 입자화하거나 혹은 시판되고 있는 강자성체 입자를 준비하여, 이 입자에 대해 분급 처리를 행함으로써, 소요의 입자경을 갖는 자성 코어 입자를 조제한다.
여기서, 입자의 분급 처리는, 예를 들어 공기 분급 장치 및 음파 진동 장치 등의 분급 장치에 의해 행할 수 있다.
또한, 분급 처리의 구체적인 조건은, 목적으로 하는 자성 코어 입자의 수 평균 입자경 및 분급 장치의 종류 등에 따라서 적절히 설정된다.
이어서, 자성 코어 입자의 표면을 산에 의해 처리하고, 또한 예를 들어 순수(純水)에 의해 세정함으로써, 자성 코어 입자의 표면에 존재하는 오염, 이물질, 산화막 등의 불순물을 제거하고, 그 후 해당 자성 코어 입자의 표면에 고도전성 금속을 피복함으로써, 도전성 입자가 얻어진다.
여기서, 자성 코어 입자의 표면을 처리하기 위해 이용되는 산으로서는, 염산 등을 들 수 있다.
고도전성 금속을 자성 코어 입자의 표면에 피복하는 방법으로서는, 무전해 도금법 및 치환 도금법 등을 이용할 수 있지만, 이러한 방법으로 한정되는 것이 아니다.
무전해 도금법 또는 치환 도금법에 의해 도전성 입자를 제조하는 방법에 대해 설명하면, 우선 도금액 중에 산 처리 및 세정 처리된 자성 코어 입자를 첨가하여 슬러리를 조제하고, 이 슬러리를 교반하면서 해당 자성 코어 입자의 무전해 도금 또는 치환 도금을 행한다. 이어서, 슬러리 중의 입자를 도금액으로부터 분리하고, 그 후 해당 입자를 예를 들어 순수에 의해 세정 처리함으로써, 자성 코어 입자의 표면에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지는 도전성 입자가 얻어진다.
또한, 자성 코어 입자의 표면에 기초 도금을 행하여 기초 도금층을 형성한 후, 해당 기초 도금층의 표면에 고도전성 금속으로 이루어지는 도금층을 형성해도 좋다. 기초 도금층 및 그 표면으로 형성되는 도금층을 형성하는 방법은, 특별히 한정되지 않지만 무전해 도금법에 의해, 자성 코어 입자의 표면에 기초 도금층을 형성하고, 그 후 치환 도금법에 의해 기초 도금층의 표면에 고도전성 금속으로 이루어지는 도금층을 형성하는 것이 바람직하다.
무전해 도금 또는 치환 도금에 이용되는 도금액으로서는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 시판되고 있는 것을 이용할 수 있다.
또한, 자성 코어 입자의 표면에 고도전성 금속을 피복할 때에 입자가 응집됨으로써, 입자경이 큰 도전성 입자가 발생하는 것이 있기 때문에, 필요에 따라서 도전성 입자의 분급 처리를 행하는 것이 바람직하고, 이에 의해 소기의 입자경을 갖는 도전성 입자가 확실하게 얻어진다.
도전성 입자의 분급 처리를 행하기 위한 분급 장치로서는, 전술의 자성 코어 입자를 조제하기 위한 분급 처리에 이용되는 분급 장치로서 예시한 것을 들 수 있다.
기능부(21)의 접속용 도전부(22)에 있어서의 도전성 입자(P)의 함유 비율은 체적분률로 10 내지 60 ％, 바람직하게는 15 내지 50 ％가 되는 비율로 이용되는 것이 바람직하다. 이 비율이 10 ％ 미만인 경우에는, 충분히 전기 저항치가 작은 접속용 도전부(22)가 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, 이 비율이 60 ％를 넘는 경우에는, 이렇게 얻어지는 접속용 도전부(22)는 취약한 것이 되기 쉽고, 접속용 도전부(22)로서 필요한 탄성이 얻어지지 않는 경우가 있다.
또한, 피지지부(25)에 있어서의 도전성 입자(P)의 함유 비율은 탄성 이방 도전막(20)을 형성하기 위한 성형 재료 중 도전성 입자의 함유 비율에 따라 다르지만, 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22) 중 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)에 지나친 양의 도전성 입자(P)가 함유되는 것이 확실하게 방지되는 점에서 성형 재료 중 도전성 입자의 함유 비율과 동등 혹은 그 이상인 것이 바람직하고, 또한 충분한 강도를 갖는 피지지부(25)가 얻어지는 점에서 체적분률로 30 ％ 이하인 것이 바람직하다.
상기의 이방 도전성 커넥터는, 예를 들어 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.
우선, 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 모든 집적 회로에 있어서의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 이방 도전막 배치용 구멍(11)이 형성된 자성 금속으로 이루어지는 프레임판(10)을 제작한다. 여기서, 프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11)을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 에칭법 등을 이용할 수 있다.
이어서, 경화되어 탄성 고분자 물질이 되는 고분자 물질 형성 재료 바람직하게는 부가형 액상 실리콘 고무 중에, 자성을 나타내는 도전성 입자가 분산되어 이루어지는 도전성 페이스트 조성물을 조제한다. 그리고, 도6에 도시한 바와 같이 탄성 이방 도전성막 성형용의 금형(60)을 준비하고, 이 금형(60)에 있어서의 상부형(61) 및 하부형(65) 각각의 성형면에 탄성 이방 도전막용의 성형 재료로서 상기의 도전성 페이스트 조성물을 소요의 패턴 즉 형성해야 할 탄성 이방 도전막의 배치 패턴에 따라서 도포함으로써 성형 재료층(20A)을 형성한다.
여기서, 금형(60)에 대해 구체적으로 설명하면, 이 금형(60)은 상부형(61) 및 이와 쌍을 이루는 하부형(65)이 서로 대향하도록 배치되어 구성되어 있다.
상부형(61)에 있어서는, 도7에 확대하여 도시한 바와 같이 기판(62)의 하면에 성형해야 할 탄성 이방 도전성막(20)의 접속용 도전부(22)의 배치 패턴에 따라서 강자성체층(63)이 형성되고, 이 강자성체층(63) 이외의 부위에는 비자성체층(64)이 형성되어 있고, 이러한 강자성체층(63) 및 비자성체층(64)에 의해 성형면이 형성되어 있다. 또한, 상부형(61)의 성형면에는 성형해야 할 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 돌출부(24)에 대응하여 오목소(64a)가 형성되어 있다.
한편, 하부형(65)에 있어서는 기판(66)의 상면에 성형해야 할 탄성 이방 도전막(20)의 접속용 도전부(22)의 배치 패턴과 동일한 패턴에 따라서 강자성체층(67)이 형성되고, 이 강자성체층(67) 이외의 부위에는 비자성체층(68)이 형성되어 있고, 이러한 강자성체층(67) 및 비자성체층(68)에 의해 성형면이 형성되어 있다. 또한, 하부형(65)의 성형면에는 성형해야 할 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 돌출부(24)에 대응하여 오목소(68a)가 형성되어 있다.
상부형(61) 및 하부형(65) 각각에 있어서의 기판(62, 66)은 강자성체에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하고, 이러한 강자성체의 구체예로서는 철, 철-니켈 합금, 철-코발트 합금, 니켈, 코발트 등의 강자성 금속을 들 수 있다. 이 기판(62, 66)은 그 두께가 0.1 내지 50 ㎜인 것이 바람직하고, 표면이 평활하면서 화학적으로 탈지 처리되고, 또한 기계적으로 연마 처리된 것인 것이 바람직하다.
또한, 상부형(61) 및 하부형(65) 각각에 있어서의 강자성체층(63, 67)을 구성하는 재료로서는 철, 철-니켈 합금, 철-코발트 합금, 니켈, 코발트 등의 강자성 금속을 이용할 수 있다. 이 강자성체층(63, 67)은 그 두께가 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이 두께가 10 ㎛ 이상이면, 성형 재료층(20A)에 대해, 충분한 강도 분포를 갖는 자기장을 작용시킬 수 있고, 이 결과 해당 성형 재료층(20A)에 있어서의 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 도전성 입자를 고밀도로 집합시킬 수 있어, 양호한 도전성을 갖는 접속용 도전부(22)가 얻어진다.
또한, 상부형(61) 및 하부형(65) 각각에 있어서의 비자성체층(64, 68)을 구성하는 재료로서는 구리 등의 비자성 금속 및 내열성을 갖는 고분자 물질 등을 이용할 수 있지만, 포토 리소그래피의 방법에 의해 용이하게 비자성체층(64, 68)을 형성 할 수 있는 점에서 방사선에 의해 경화된 고분자 물질을 바람직하게 이용할 수 있고, 그 재료로서는, 예를 들어 아크릴계의 드라이 필름 레지스트, 에폭시계의 액상 레지스트, 폴리이미드계의 액상 레지스트 등의 포토 레지스트를 이용할 수 있다.
상부형(61) 및 하부형(65)의 성형면에 성형 재료를 도포하는 방법으로서는, 스크린 인쇄법을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 방법에 따르면, 성형 재료를 소요의 패턴에 따라서 도포하는 것이 용이하고, 게다가 적절한 양의 성형 재료를 도포할 수 있다.
이어서, 도8에 도시한 바와 같이 성형 재료층(20A)이 형성된 하부형(65)의 성형면 상에, 스페이서(69a)를 통해 프레임판(10)을 위치 맞춤하여 배치하는 동시에, 이 프레임판(10) 상에 스페이서(69b)를 통해 성형 재료층(20A)이 형성된 상부형(61)을 위치 맞춤하여 배치하고, 또한 이들을 중합시킴으로써 도9에 도시한 바와 같이 상부형(61)과 하부형(65) 사이에 목적으로 하는 형태(형성해야 할 탄성 이방 도전막(20)의 형태)의 성형 재료층(20A)이 형성된다. 이 성형 재료층(20A)에 있어서는, 도10에 도시한 바와 같이 도전성 입자(P)는 성형 재료층(20A) 전체에 분산된 상태로 함유되어 있다.
이와 같이 프레임판(10)과 상부형(61) 및 하부형(65) 사이에 스페이서(69a, 69b)를 배치함으로써, 목적으로 하는 형태의 탄성 이방 도전막을 형성할 수 있는 동시에, 인접하는 탄성 이방 도전막끼리가 연결하는 것이 방지되기 때문에, 서로 독립된 다수의 탄성 이방 도전막을 확실하게 형성할 수 있다.
그 후, 상부형(61)에 있어서의 기판(62)의 상면 및 하부형(65)에 있어서의 기판(66)의 하면에 예를 들어 한 쌍의 전자석을 배치하여 이를 작동시킴으로써, 상부형(61) 및 하부형(65)이 강자성체층(63, 67)을 갖기 때문에, 상부형(61)의 강자성체층(63)과 이에 대응하는 하부형(65)의 강자성체층(67) 사이에서 그 주변 영역보다 큰 강도를 갖는 자기장이 형성된다. 그 결과, 성형 재료층(20A)에 있어서는 해당 성형 재료층(20A) 중에 분산되어 있던 도전성 입자(P)가 도11에 도시한 바와 같이, 상부형(61)의 강자성체층(63)과 이에 대응하는 하부형(65)의 강자성체층(67) 사이에 위치하는 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 집합하여 두께 방향으로 나열하도록 배향한다. 이상으로, 프레임판(10)이 자성 금속으로 이루어지기 때문에, 상부형(61) 및 하부형(65)의 각각 프레임판(10) 사이에 있어서 그 부근보다 큰 강도의 자기장이 형성되는 결과, 성형 재료층(20A)에 있어서의 프레임판(10)의 상측 및 하측에 있는 도전성 입자(P)는 상부형(61)의 강자성체층(63)과 하부형(65)의 강자성체층(67) 사이에 집합하지 않고, 프레임판(10)의 상측 및 하측으로 보유 지지된 상태가 된다.
그리고, 이 상태에 있어서 성형 재료층(20A)을 경화 처리함으로써, 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 나열하도록 배향한 상태로 함유되어 이루어지는 복수의 접속용 도전부(22)가, 도전성 입자(P)가 완전히 혹은 거의 존재하지 않는 고분자 탄성 물질로 이루어지는 절연부(23)에 의해 서로 절연된 상태로 배치되어 이루어지는 기능부(21)와, 이 기능부(21)의 주변에 연속하여 일체로 형성된 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자(P)가 함유되어 이루어지는 피지지부(25)로 이루어지는 탄성 이방 도전막(20)이 프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 해당 피지지부(25)가 고정된 상태로 형성되고, 또한 이방 도전성 커넥터가 제조된다.
이상으로, 성형 재료층(20A)에 있어서의 접속용 도전부(22)가 되는 부분 및 피지지부(25)가 되는 부분에 작용시키는 외부 자기장의 강도는 평균적으로 0.1 내지 2.5 테슬라(teslar)가 되는 크기가 바람직하다.
성형 재료층(20A)의 경화 처리는, 사용되는 재료에 의해 적절하게 선정되지만, 통상 가열 처리에 의해 행해진다. 가열에 의해 성형 재료층(20A)의 경화 처리 를 행하는 경우에는 전자석에 히터를 설치하면 좋다. 구체적인 가열 온도 및 가열 시간은 성형 재료층(20A)을 구성하는 고분자 물질 형성 재료 등의 종류, 도전성 입자(P)의 이동에 요하는 시간 등을 고려하여 적절하게 선정된다.
상기의 이방 도전성 커넥터에 따르면, 탄성 이방 도전막(20)에는 접속용 도전부(22)를 갖는 기능부(21)의 주연부에 피지지부(25)가 형성되어 있고, 이 피지지부(25)가 프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 고정되어 있기 때문에, 변형되기 어려워 취급이 쉽고, 검사 대상인 웨이퍼와의 전기적 접속 작업에 있어서, 해당 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22)에 함유된 도전성 입자(P)는, 그 고도전성 금속의 비율이 코어 입자에 대해 15 질량 ％ 이상이고, 해당 고도전성 금속에 의한 피복층의 두께(t)가 50 ㎚ 이상이므로, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우에 있어서도, 도전성 입자(P)에 있어서의 코어 입자가 표면에 노출되는 것이 억제되어, 그 결과 소요의 도전성을 확실하게 유지할 수 있다.
또, 고온 환경 하에 있어서 반복 사용한 경우에 있어서, 도전성 입자(P)에 있어서의 코어 입자를 구성하는 재료가 고도전성 금속 중으로 이행해도, 해당 도전성 입자의 표면에는 고도전성 금속이 높은 비율로 존재하기 때문에, 해당 도전성 입자의 도전성이 현저히 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막(20)을 형성하는 탄성 고분자 물질로서 부가형 액상 실리콘 고무의 경화물이며, 그 150 ℃에 있어서의 압축 영구 왜곡이 10 ％ 이하이고, 또한 듀로미터 A 경도가 10 내지 60인 것을 이용함으로써, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우에 있어서도, 접속용 도전부(22)에 영구 왜곡이 발생하는 것이 억제되고, 이에 의해 접속용 도전부(22)에 있어서의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 생기는 것이 억제되는 결과, 소요의 도전성을 한층 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막(20)을 형성하는 탄성 고분자 물질로서, 듀로미터 A 경도가 25 내지 40인 것을 이용함으로써, 고온 환경 하에 있어서의 시험, 예를 들어 WLBI 시험에 반복 사용한 경우라도, 접속용 도전부(22)에 영구 왜곡이 발생하는 것이 억제되고, 이에 의해 접속용 도전부(22)에 있어서의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 생기는 것이 억제되는 결과, 장기간에 걸쳐 소요의 도전성을 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11) 각각은, 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 모든 집적 회로의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 형성되어 있고, 해당 이방 도전막 배치용 구멍(11) 각각에 배치되는 탄성 이방 도전막(20)은 면적이 작은 것이 좋기 때문에, 각각의 탄성 이방 도전막(20)의 형성이 용이하다. 게다가, 면적이 작은 탄성 이방 도전막(20)은 열 이방을 받은 경우라도, 해당 탄성 이방 도전막(20)의 면 방향에 있어서의 열 팽창의 절대량이 적기 때문에, 프레임판(10)을 구성하는 재료로서 선열팽창 계수가 작은 것을 이용함으로써, 탄성 이방 도전막(20)의 면 방향에 있어서의 열 팽창이 프레임판에 의해 확실하게 규제된다. 따라서, 대면적의 웨이퍼에 대해 WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서도, 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 상기의 이방 도전성 커넥터는 그 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서, 성형 재료층(20A)에 있어서의 피지지부(25)가 되는 부분에 예를 들어 자기장을 작용시킴으로써 해당 부분에 도전성 입자(P)가 존재한 상태에서, 해당 성형 재료층(20A)의 경화 처리를 행함으로써 얻어지기 때문에, 성형 재료층(20A)에 있어서의 피지지부(25)가 되는 부분 즉 프레임판(10)에 있어서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부의 상측 및 하측에 위치하는 부분에 존재하는 도전성 입자(P)가, 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 집합하는 일이 없고, 그 결과 이렇게 얻어지는 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22) 중 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)에 지나친 양의 도전성 입자(P)가 함유되는 것이 방지된다. 따라서, 성형 재료층(20A) 중의 도전성 입자(P)의 함유량을 적게 할 필요도 없으므로, 탄성 이방 도전막(20)의 모든 접속용 도전부(22)에 대해, 양호한 도전성이 확실하게 얻어지는 동시에 인접하는 접속용 도전부(22)와의 절연성이 확실하게 얻어진다.
또한, 프레임판(10)에 위치 결정 구멍(16)이 형성되어 있기 때문에, 검사 대상인 웨이퍼 또는 검사용 회로 기판에 대한 위치 맞춤을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 프레임판(10)에 공기류 관통 구멍(15)이 형성되어 있기 때문에, 후술하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서 프로우브 부재를 압박하는 수단으로서 감압 방식에 의한 것을 이용한 경우에는, 챔버 내를 감압하였을 때에 이방 도전성 커넥터와 검사용 회로 기판 사이에 존재하는 공기가 프레임판(10)의 공기류 관통 구멍(15)을 통해 배출되고, 이에 의해 이방 도전성 커넥터와 검사용 회로 기판을 확실하게 밀착시킬 수 있으므로, 소요의 전기적 접속을 확실하게 달성할 수 있다.
[웨이퍼 검사 장치]
도12는, 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터를 이용한 웨이퍼 검사 장치의 일예에 있어서의 구성의 개략을 도시하는 설명용 단면도이다. 이 웨이퍼 검사 장치는 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해, 해당 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위한 것이다.
도12에 도시한 웨이퍼 검사 장치는, 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7) 각각과 테스터와의 전기적 접속을 행하는 프로우브 부재(1)를 갖는다. 이 프로우브 부재(1)에 있어서는, 도13에도 확대하여 도시한 바와 같이 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 복수의 검사 전극(31)이 표면(도면에 있어서 하면)으로 형성된 검사용 회로 기판(30)을 갖고, 이 검사용 회로 기판(30)의 표면에는 도1 내지 도4에 도시한 구성의 이방 도전성 커넥터(2)가 그 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22) 각각이 검사용 회로 기판(30)의 검사 전극(31) 각각에 서로 접하도록 설치되고, 이 이방 도전성 커넥터(2)의 표면(도면에 있어서 하면)에는 절연성 시트(41)에 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 복수의 전극 구조체(42)가 배치되어 이루어지는 시트형 커넥터(40)가 해당 전극 구조체(42) 각각이 이방 도전성 커넥터(2)의 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22) 각각에 서로 접하도록 설치되어 있다.
또, 프로우브 부재(1)에 있어서의 검사용 회로 기판(30)의 이면(도면에 있어서 상면)에는, 해당 프로우브 부재(1)를 하측에 가압하는 가압판(3)이 설치되고, 프로우브 부재(1)의 하측에는, 검사 대상인 웨이퍼(6)가 적재되는 웨이퍼 적재대(4)가 설치되어 있고, 가압판(3) 및 웨이퍼 적재대(4) 각각에는 가열기(5)가 접속되어 있다.
검사용 회로 기판(30)을 구성하는 기판 재료로서는, 종래 공지의 여러 가지의 기판 재료를 이용할 수 있고, 그 구체예로서는 유리 섬유 보강형 에폭시 수지, 유리 섬유 보강형 페놀 수지, 유리 섬유 보강형 폴리이미드 수지, 유리 섬유 보강형 비스말레이미드트리아딘 수지 등의 복합 수지 재료, 유리, 이산화 규소, 알루미나 등의 세라믹스 재료 등을 들 수 있다.
또한, WLBI 시험을 행하기 위한 웨이퍼 검사 장치를 구성하는 경우에는, 선열팽창 계수가 3 × 105/K 이하의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 × 107 내지 1 × 105/K, 특히 바람직하게는 1 × 106 내지 6 × 10 6/K이다.
이러한 기판 재료의 구체예로서는, 파이렉스(Pyrex)(등록 상표) 유리, 석영 유리, 알루미나, 벨리아, 탄화 규소, 질화 알루미늄, 질화 붕소 등을 들 수 있다.
프로우브 부재(1)에 있어서의 시트형 커넥터(40)에 대해 구체적으로 설명하면, 이 시트형 커넥터(40)는 유연한 절연성 시트(41)를 갖고, 이 절연성 시트(41)에는 해당 절연성 시트(41)의 두께 방향으로 신장하는 복수의 금속으로 이루어지는 전극 구조체(42)가 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서, 해당 절연성 시트(41)의 면 방향으로 서로 이격하여 배치되어 있다.
전극 구조체(42) 각각은, 절연성 시트(41)의 표면(도면에 있어서 하면)에 노 출되는 돌기형의 표면 전극부(43)와, 절연성 시트(41)의 이면에 노출되는 판형의 이면 전극부(44)가 절연성 시트(41)의 두께 방향으로 관통하여 신장하는 단락부(45)에 의해 서로 일체로 연결되어 구성되어 있다.
절연성 시트(41)로서는, 절연성을 갖는 유연한 것이면 특별히 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 폴리이미드 수지, 액정 폴리머, 폴리에스텔, 불소계 수지 등으로 이루어지는 수지 시트, 섬유를 짜낸 크로스에 상기의 수지를 함침한 시트 등을 이용할 수 있다.
또한, 절연성 시트(41)의 두께는 해당 절연성 시트(41)가 유연한 것이면 특별히 한정되지 않지만, 10 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 25 ㎛이다.
전극 구조체(42)를 구성하는 금속으로서는 니켈, 구리, 금, 은, 팔라듐, 철 등을 이용할 수 있고, 전극 구조체(42)로서는 전체가 단일의 금속으로 이루어지는 것이라도, 2 종류 이상의 금속의 합금으로 이루어지는 것 또는 2 종류 이상의 금속이 적층되어 이루어지는 것이라도 좋다.
또, 전극 구조체(42)에 있어서의 표면 전극부(43) 및 이면 전극부(44)의 표면에는, 해당 전극부의 산화가 방지되는 동시에, 접촉 저항이 작은 전극부가 얻어지는 점에서 금, 은, 팔라듐 등의 화학적으로 안정되면서 고도전성을 갖는 금속 피막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
전극 구조체(42)에 있어서의 표면 전극부(43)의 돌출 높이는 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)에 대해 안정된 전기적 접속을 달성할 수 있는 점에서 15 내지 50 ㎛ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15 내지 30 ㎛이다. 또, 표면 전극부(43)의 직경은 웨이퍼(6)의 피검사 전극의 치수 및 피치에 대응하여 설정되지만, 예를 들어 30 내지 80 ㎛이며, 바람직하게는 30 내지 50 ㎛이다.
전극 구조체(42)에 있어서의 이면 전극부(44)의 직경은 단락부(45)의 직경보다 크고, 또한 전극 구조체(42)의 배치 피치보다 작은 것이면 좋지만, 가능한 한 큰 것이 바람직하고, 이에 의해 이방 도전성 커넥터(2)의 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22)에 대해서도 안정된 전기적 접속을 확실하게 달성할 수 있다. 또, 이면 전극부(44)의 두께는 강도가 충분히 높아 우수한 반복 내구성이 얻어지는 점에서 20 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 35 내지 50 ㎛이다.
전극 구조체(42)에 있어서의 단락부(45)의 직경은 충분히 높은 강도가 얻어지는 점에서 30 내지 80 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 내지 50 ㎛이다.
시트형 커넥터(40)는, 예를 들어 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 즉, 절연성 시트(41) 상에 금속층이 적층되어 이루어지는 적층 재료를 준비하고, 이 적층 재료에 있어서의 절연성 시트(41)에 대해, 레이저 가공 및 드라이 에칭 가공 등에 의해, 해당 절연성 시트(41)의 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍을, 형성해야 할 전극 구조체(42)의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 형성한다. 이어서, 이 적층 재료에 대해 포토 리소그래피 및 도금 처리를 실시함으로써, 절연성 시트(41)의 관통 구멍 내에 금속층에 일체로 연결된 단락부(45)를 형성하는 동시에, 해당 절연성 시트(41)의 표면에 단락부(45)에 일체로 연결된 돌기형의 표면 전극부(43)를 형성한다. 그 후, 적층 재료에 있어서의 금속층에 대해 포토 에칭 처리를 실시하여 그 일부를 제거함으로써, 이면 전극부(44)를 형성하여 전극 구조체(42)를 형성함으로써 시트형 커넥터(40)가 얻어진다.
이러한 전기적 검사 장치에 있어서는, 웨이퍼 적재대(4) 상에 검사 대상인 웨이퍼(6)가 적재되고, 이어서 가압판(3)에 의해 프로우브 부재(1)가 하측으로 가압됨으로써, 그 시트형 커넥터(40)의 전극 구조체(42)에 있어서의 표면 전극부(4, 3) 각각이, 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7) 각각에 접촉하고, 또한 해당 표면 전극부(43) 각각에 의해, 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7) 각각이 가압된다. 이 상태에 있어서는, 이방 도전성 커넥터(2)의 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22) 각각은 검사용 회로 기판(30)의 검사 전극(31)과 시트형 커넥터(40)의 전극 구조체(42)의 표면 전극부(43)에 의해 협지 압박되어 두께 방향으로 압축되어 있고, 이에 의해 해당 접속용 도전부(22)에는 그 두께 방향으로 도전로가 형성되고, 그 결과 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)과 검사용 회로 기판(30)의 검사 전극(31)과의 전기적 접속이 달성된다. 그 후, 가열기(5)에 의해 웨이퍼 적재대(4) 및 가압판(3)을 통해 웨이퍼(6)가 소정의 온도로 가열되고, 이 상태에서 해당 웨이퍼(6)에 있어서의 복수의 집적 회로 각각에 대해 소요의 전기적 검사가 실행된다.
이러한 웨이퍼 검사 장치에 따르면, 전술의 이방 도전성 커넥터(2)를 갖는 프로우브 부재(1)를 통해, 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)에 대한 전기적 접속이 달성되므로, 피검사 전극(7)의 피치가 작은 것이라도 해당 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행할 수 있고, 게다가 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우나 고온 환경 하에 있어서의 시험, 예를 들어 WLBI 시험에 반복 사용한 경우라도, 소요의 전기적 검사를 장기간에 걸쳐 안정적으로 실행할 수 있다.
또한, 이방 도전성 커넥터(2)에 있어서의 탄성 이방 도전막(20)은 그 자체의 면적이 작은 것이고, 열 이방을 받은 경우라도, 해당 탄성 이방 도전막(20)의 면 방향에 있어서의 열 팽창의 절대량이 적기 때문에, 프레임판(10)을 구성하는 재료로서 선열팽창 계수가 작은 것을 이용함으로써, 탄성 이방 도전막(20)의 면 방향에 있어서의 열 팽창이 프레임판에 의해 확실하게 규제된다. 따라서, 대면적의 웨이퍼에 대해 WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서도, 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
도14는, 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터를 이용한 웨이퍼 검사 장치의 다른 예에 있어서의 구성의 개략을 도시하는 설명용 단면도이다.
이 웨이퍼 검사 장치는, 검사 대상인 웨이퍼(6)가 수납되는 상면이 개구된 상자형의 챔버(50)를 갖는다. 이 챔버(50)의 측벽에는, 해당 챔버(50)의 내부의 공기를 배기하기 위한 배기관(51)이 설치되어 있고, 이 배기관(1)에는, 예를 들어 진공 펌프 등의 배기 장치(도시 생략)가 접속되어 있다.
챔버(50) 상에는, 도12에 도시한 웨이퍼 검사 장치에 있어서의 프로우브 부재(1)와 마찬가지 구성의 프로우브 부재(1)가 해당 챔버(50)의 개구를 기밀하게 폐색되도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 챔버(50)에 있어서의 측벽의 상단부면 상에는, 탄성을 갖는 O링(55)이 밀착되어 배치되고, 프로우브 부재(1)는 그 이방 도전성 커넥터(2) 및 시트형 커넥터(40)가 챔버(50) 내에 수용되고, 또한 그 검사용 회로 기판(30)에 있어서의 주변부가 O링(55)에 밀착한 상태로 배치되어 있고, 또한 검사용 회로 기판(30)이 그 이면(도면에 있어서 상면)에는 설치된 가압판(3)에 의해 하측으로 가압된 상태가 되어 있다.
또, 챔버(50) 및 가압판(3)에는 가열기(5)가 접속되어 있다.
이러한 웨이퍼 검사 장치에 있어서는, 챔버(50)의 배기관(51)에 접속된 배기 장치를 구동시킴으로써, 챔버(50) 내가 예를 들어 1000 Pa 이하로 감압되는 결과, 대기압에 의해 프로우브 부재(1)가 하측으로 가압된다. 이에 의해, O링(55)이 탄성 변형되기 때문에, 프로우브 부재(1)가 하측으로 이동하는 결과, 시트형 커넥터(40)의 전극 구조체(42)에 있어서의 표면 전극부(43) 각각에 의해, 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7) 각각이 가압된다. 이 상태에서는, 이방 도전성 커넥터(2)의 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22) 각각은 검사용 회로 기판(30)의 검사 전극(31)과 시트형 커넥터(40)의 전극 구조체(42)의 표면 전극부(43)에 의해 협지 압박되어 두께 방향으로 압축되어 있고, 이에 의해 해당 접속용 도전부(22)에는 그 두께 방향으로 도전로가 형성되고, 그 결과 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)과 검사용 회로 기판(30)의 검사 전극(31)과의 전기적 접속이 달성된다. 그 후, 가열기(5)에 의해 챔버(50) 및 가압판(3)을 통해 웨이퍼(6)가 소정의 온도로 가열되고, 이 상태에서 해당 웨이퍼(6)에 있어서의 복수의 집적 회로 각각에 대해 소요의 전기적 검사가 실행된다.
이러한 웨이퍼 검사 장치에 따르면, 도12에 도시한 웨이퍼 검사 장치와 마찬가지의 효과가 얻어지고, 또한 대형의 가압 기구가 불필요하기 때문에, 검사 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있는 동시에, 검사 대상인 웨이퍼(6)가 예를 들어 직경이 8 인치 이상의 대면적인 것이라도, 해당 웨이퍼 6 전체를 균일한 힘으로 압박할 수 있다. 게다가, 이방 도전성 커넥터(2)에 있어서의 프레임판(10)에는 공기류 관통 구멍(15)이 형성되어 있기 때문에, 챔버(50) 내를 감압하였을 때 이방 도전성 커넥터(2)와 검사용 회로 기판(30) 사이에 존재하는 공기가 이방 도전성 커넥터(2)에 있어서의 프레임판(10)의 공기류 관통 구멍(15)을 통해 배출되고, 이에 의해 이방 도전성 커넥터(2)와 검사용 회로 기판(30)을 확실하게 밀착시킬 수 있으므로, 소요의 전기적 접속을 확실하게 달성할 수 있다.
[다른 실시의 형태]
본 발명은, 상기의 실시에 한정되지 않고, 다음과 같은 여러 가지의 변경을 가하는 것이 가능하다.
① 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 탄성 이방 도전막(20)에는 접속용 도전부(22) 이외로, 웨이퍼에 있어서의 피검사 전극에 전기적으로 접속되지 않는 비접속용 도전부가 형성되어 있어도 좋다. 이하, 비접속용 도전부가 형성된 탄성 이방 도전막을 갖는 이방 도전성 커넥터에 대해 설명한다.
도15는, 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 다른 예에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도이다. 이 이방 도전성 커넥터의 탄성 이방 도전막(20)에 있어서는, 그 기능부(21)에 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 전기적으로 접속되는 두께 방향(도15에 있어서 지면과 수직인 방향)으로 신장하는 복 수의 접속용 도전부(22)가 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 2열로 배열하도록 배치되고, 이러한 접속용 도전부(22) 각각은 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 나열되도록 배향한 상태에서 밀하게 함유되어 이루어지고, 도전성 입자가 완전히 혹은 거의 함유되어 있지 않은 절연부(23)에 의해 서로 절연되어 있다.
그리고, 접속용 도전부(22)가 나열되는 방향에 있어서, 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)와 프레임판(10) 사이에는, 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 전기적으로 접속되지 않은 두께 방향으로 신장하는 비접속용 도전부(26)가 형성되어 있다. 이 비접속용 도전부(26)는, 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 나열되도록 배향한 상태에서 밀하게 함유되어 이루어지고, 도전성 입자가 완전히 혹은 거의 함유되어 있지 않은 절연부(23)에 의해, 접속용 도전부(22)와 서로 절연되어 있다.
또한, 도시의 예에서는 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 기능부(21)의 양면에는, 접속용 도전부(22) 및 그 주변 부분이 위치하는 부위 및 비접속용 도전부(26) 및 그 주변 부분이 위치하는 부위에, 이들 이외의 표면으로부터 돌출하는 돌출부(24) 및 돌출부(27)가 형성되어 있다.
기능부(21)의 주연부에는, 프레임판(10)에 있어서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 고정 지지된 피지지부(25)가, 해당 기능부(21)에 일체로 연속하여 형성되어 있고, 이 피지지부(25)에는 도전성 입자가 함유되어 있다.
그 밖의 구성은, 기본적으로 도1 내지 도4에 도시한 이방 도전성 커넥터의 구성과 마찬가지이다.
도16은, 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 또 다른 예에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도이다. 이 이방 도전성 커넥터의 탄성 이방 도전막(20)에 있어서는, 그 기능부(21)에 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 전기적으로 접속되는 두께 방향(도16에 있어서 지면과 수직인 방향)으로 신장하는 복수의 접속용 도전부(22)가, 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 나열되도록 배치되고, 이러한 접속용 도전부(22) 각각은 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 나열되도록 배향한 상태에서 밀하게 함유되어 이루어지고, 도전성 입자가 완전히 혹은 거의 함유되어 있지 않은 절연부(23)에 의해 서로 절연되어 있다.
이러한 접속용 도전부(22) 중 중앙에 위치하는 서로 인접하는 2개의 접속용 도전부(22)는, 그 밖 서로 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에 있어서의 이격 거리보다 큰 이격 거리에서 배치되어 있다. 그리고, 중앙에 위치하는 서로 인접하는 2개의 접속용 도전부(22)의 사이에는, 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 전기적으로 접속되지 않은 두께 방향으로 신장하는 비접속용 도전부(26)가 형성되어 있다. 이 비접속용 도전부(26)는, 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 나열되도록 배향한 상태에서 밀하게 함유되어 이루어지고, 도전성 입자가 완전히 혹은 거의 함유되어 있지 않은 절연부(23)에 의해, 접속용 도전부(22)와 서로 절연되어 있다.
또한, 도시의 예에서는 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 기능부(21)의 양면 에는, 접속용 도전부(22) 및 그 주변 부분이 위치하는 부위 및 비접속용 도전부(26) 및 그 주변 부분이 위치하는 부위에, 이들 이외의 표면으로부터 돌출하는 돌출부(24) 및 돌출부(27)가 형성되어 있다.
기능부(21)의 주연부에는 프레임판(10)에 있어서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 고정 지지된 피지지부(25)가 해당 기능부(21)에 일체로 연속하여 형성되어 있고, 이 피지지부(25)에는 도전성 입자가 함유되어 있다.
그 밖의 구체적인 구성은, 기본적으로 도1 내지 도4에 도시한 이방 도전성 커넥터의 구성과 마찬가지이다.
도15에 도시한 이방 도전성 커넥터 및 도16에 도시한 이방 도전성 커넥터는, 도7에 도시한 금형 대신에 성형해야 할 탄성 이방 도전성막(20)의 접속용 도전부(22) 및 비접속용 도전부(26)의 배치 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 강자성체층이 형성되고, 이 강자성체층 이외의 부위에는 비자성체층이 형성된 상부형 및 하부형으로 이루어지는 금형을 이용함으로써, 전술의 도1 내지 도4에 도시한 이방 도전성 커넥터를 제조하는 방법과 마찬가지로 하여 제조할 수 있다.
즉, 이러한 금형에 따르면, 상부형에 있어서의 기판의 상면 및 하부형에 있어서의 기판의 하면에 예를 들어 한 쌍의 전자석을 배치하여 이를 작동시킴으로써, 해당 상부형 및 해당 하부형 사이에 형성된 성형 재료층에 있어서는, 해당 성형 재료층에 있어서의 기능부(21)가 되는 부분으로 분산되어 있었던 도전성 입자가 접속용 도전부(22)가 되는 부분 및 비접속용 도전부(26)가 되는 부분에 집합하여 두께 방향으로 나열되도록 배향하고, 한편 성형 재료층에 있어서의 프레임판(10)의 상측 및 하측에 있는 도전성 입자는 프레임판(10)의 상측 및 하측으로 보유 지지된 상태가 된다.
그리고, 이 상태에 있어서 성형 재료층을 경화 처리함으로써, 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 두께 방향으로 나열되도록 배향한 상태로 함유되어 이루어지는 복수의 접속용 도전부(22) 및 비접속용 도전부(26)가 도전성 입자가 완전히 혹은 거의 존재하지 않는 고분자 탄성 물질로 이루어지는 절연부(23)에 의해 서로 절연된 상태로 배치되어 이루어지는 기능부(21)와, 이 기능부(21)의 주변에 연속하여 일체로 형성된 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 함유되어 이루어지는 피지지부(25)로 이루어지는 탄성 이방 도전막(20)이 프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 해당 피지지부(25)가 고정된 상태로 형성됨으로써 이방 도전성 커넥터가 제조된다.
도15에 도시한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 비접속용 도전부(26)는 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서, 성형 재료층에 있어서의 비접속용 도전부(26)가 되는 부분에 자기장을 작용시킴으로써, 성형 재료층에 있어서의 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)가 되는 부분과 프레임판(10) 사이에 존재하는 도전성 입자를 비접속용 도전부(26)가 되는 부분에 집합시키고, 이 상태에서 해당 성형 재료층의 경화 처리를 행함으로써 얻어진다. 그로 인해, 해당 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서, 도전성 입자가 성형 재료층에 있어서의 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 지나치게 집합하는 일이 없다. 따라서, 형성해야 할 탄성 이방 도전막(20)이 비교적 다수의 접속용 도전부(22)를 갖는 것이라도, 해당 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)에, 지나친 양의 도전성 입자가 함유되는 것이 확실하게 방지된다.
또한, 도16에 도시한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 비접속용 도전부(26)는, 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서 성형 재료층에 있어서의 비접속용 도전부(26)가 되는 부분에 자기장을 작용시킴으로써, 성형 재료층에 있어서의 큰 이격 거리에서 배치된 인접하는 2개의 접속용 도전부(22)가 되는 부분 사이에 존재하는 도전성 입자를 비접속용 도전부(26)가 되는 부분에 집합시키고, 이 상태에서 해당 성형 재료층의 경화 처리를 행함으로써 얻어진다. 그로 인해, 해당 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서, 도전성 입자가 성형 재료층에 있어서의 큰 이격 거리에서 배치된 인접하는 2개의 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 지나치게 집합하는 일이 없다. 따라서, 형성해야 할 탄성 이방 도전막(20)이, 각각 큰 이격 거리에서 배치된 2개 이상의 접속용 도전부(22)를 갖는 것이라도, 이들의 접속용 도전부(22)에 지나친 양의 도전성 입자가 함유되는 것이 확실하게 방지된다.
② 이방 도전성 커넥터에 있어서는 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 돌출부(24)는 필수적인 것이 아니라, 일면 또는 양면이 평탄면의 것 혹은 오목소가 형성된 것이라도 좋다.
③ 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22)의 표면에는 금속층이 형성되어 있어도 좋다.
④ 이방 도전성 커넥터의 제조에 있어서, 프레임판(10)의 기재로서 비자석 성형 재료층(20A)에 있어서의 피지지부(25)가 되는 부분에 자기장을 작용시키는 방법으로서, 해당 프레임판(10)에 있어서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 자성체를 도금하거나 또는 자성 도료를 도포하여 자기장을 작용시키는 수단, 금형(60)에 탄성 이방 도전막(20)의 피지지부(25)에 대응하여 강자성체층을 형성하여 자기장을 작용시키는 수단을 이용할 수 있다.
⑤ 성형 재료층의 형성에 있어서, 스페이서를 이용하는 것은 필수적인 것이 아니라, 다른 수단에 의해 상부형 및 하부형과 프레임판 사이에 탄성 이방 도전막 성형용의 공간을 확보해도 좋다.
⑥ 프로우브 부재에 있어서는, 시트형 커넥터(40)는 필수적인 것이 아니라, 이방 도전성 커넥터(2)에 있어서의 탄성 이방 도전막(20)이 검사 대상인 웨이퍼에 접촉하여 전기적 접속을 달성하는 구성이라도 좋다.
⑦ 본 발명의 이방 도전성 커넥터는 그 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍이 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 일부의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 형성되고, 이러한 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 탄성 이방 도전막이 배치된 것이라도 좋다.
이러한 이방 도전성 커넥터에 따르면, 웨이퍼를 2 이상의 영역으로 분할하고, 분할된 영역마다 해당 영역으로 형성된 집적 회로에 대해 일괄하여 프로우브 시험을 행할 수 있다.
즉, 본 발명의 이방 도전성 커넥터 또는 본 발명의 프로우브 부재를 사용한 웨이퍼의 검사 방법에 있어서는, 웨이퍼에 형성된 모든 집적 회로에 대해 일괄하여 행하는 것은 필수적인 것이 아니다.
번인 시험에 있어서는, 집적 회로 각각에 필요한 검사 시간이 수시간으로 길기 때문에, 웨이퍼에 형성된 모든 집적 회로에 대해 일괄하여 검사를 행하면 높은 시간적 효율이 얻어지지만, 프로우브 시험에 있어서는 집적 회로 각각에 필요한 검사시간이 수분간으로 짧아지므로, 웨이퍼를 2 이상의 영역으로 분할하고, 분할된 영역마다 해당 영역으로 형성된 집적 회로에 대해 일괄하여 프로우브 시험을 행해도, 충분히 높은 시간적 효율이 얻어진다.
이와 같이, 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 대해, 분할된 영역마다 전기적 검사를 행하는 방법에 따르면, 직경이 8 인치 또는 12 인치의 웨이퍼에 높은 집적도로 형성된 집적 회로에 대해 전기적 검사를 행하는 경우에 있어서, 모든 집적 회로에 대해 일괄하여 검사를 행하는 방법과 비교하여, 이용되는 검사용 회로 기판의 검사 전극 수나 배선 수를 적게 할 수 있고, 이에 의해 검사 장치의 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있다.
그리고, 본 발명의 이방 도전성 커넥터 또는 본 발명의 프로우브 부재는 반복 사용에 있어서의 내구성이 높은 것이므로, 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 대해, 분할된 영역마다 전기적 검사를 행하는 방법에 이용하는 경우에는, 이방 도전성 커넥터에 고장이 생겨 새로운 것으로 교환하는 빈도가 작아지기 때문에, 검사 비용의 저감화를 도모할 수 있다.
⑧ 본 발명의 이방 도전성 커넥터 또는 본 발명의 프로우브 부재는, 알루미늄으로 이루어지는 평면형의 전극을 갖는 집적 회로가 형성된 웨이퍼의 검사 외에, 금 또는 땜납 등으로 이루어지는 돌기형 전극(범프)을 갖는 집적 회로가 형성된 웨 이퍼의 검사 외에 금이나 땜납 등으로 이루어지는 돌기형 전극(범프)을 갖는 집적 회로가 형성된 웨이퍼의 검사에 이용할 수 있다.
금이나 땜납 등으로 이루어지는 전극은, 알루미늄으로 이루어지는 전극에 비교하여, 표면에 산화막이 형성되기 어려운 것이므로, 이와 같은 돌기형 전극을 갖는 집적 회로가 형성된 웨이퍼의 검사에 있어서는, 산화막을 돌파하기 위해서 필요한 큰 하중으로 가압하는 것이 불필요해져 시트형 커넥터를 이용하지 않고, 이방 도전성 커넥터의 접속용 도전부를 피검사 전극에 직접 접촉시킨 상태에서 검사를 실행할 수 있다.
피검사 전극인 돌기형 전극에 이방 도전성 커넥터의 접속용 도전부를 직접 접촉시킨 상태에서 웨이퍼의 검사를 행하는 경우에 있어서는, 해당 이방 도전성 커넥터를 반복 사용하면, 그 접속용 도전부가 돌기형 전극에 의해 가압됨으로써 마모되거나 영구적으로 압축 변형되거나 하는 결과, 해당 접속용 도전부에는 전기 저항의 증가나 피검사 전극에 대한 접속 불량이 발생하기 때문에, 높은 빈도로 이방 도전성 커넥터를 새로운 것으로 교환하는 것이 필요하였다.
그렇게 하여, 본 발명의 이방 도전성 커넥터 또는 본 발명의 프로우브 부재에 따르면, 반복 사용에 있어서의 내구성이 높은 것이므로, 검사 대상인 웨이퍼가 직경이 8 인치 또는 12 인치이며 높은 집적도로 집적 회로가 형성된 것이라도, 장기간에 걸쳐 소요의 도전성이 유지되고, 이에 의해 이방 도전성 커넥터를 새로운 것으로 교환하는 빈도가 적어지기 때문에, 검사 비용의 저감화를 도모할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 설명하지만, 본 발명은 이하의 실 시예로 한정되는 것이 아니다.
[자성 코어 입자[A]의 조제]
시판되고 있는 니켈 입자(Westaim사제,「FC1000」)를 이용하고, 이하와 같이 하여 자성 코어 입자[A]를 조제하였다.
닛센 엔지니어링 가부시끼가이샤제의 공기 분급기「터보클래시파이어 TC-15N」에 의해, 니켈 입자 2 ㎏을 비중이 8.9, 풍량이 2.5 ㎥/min, 회전자 회전 수가 1,600 rpm, 분급점이 25 ㎛, 니켈 입자의 공급 속도가 16 g/min의 조건으로 분급 처리하고, 니켈 입자 1.8 ㎏을 수집하고, 또한 이 니켈 입자 1.8 ㎏을 비중이 8.9, 풍량이 2.5 ㎥/min, 회전자 회전 수가 3,000 rpm, 분급점이 10 ㎛, 니켈 입자의 공급 속도가 14 g/min의 조건으로 분급 처리하고, 니켈 입자 1.5 ㎏을 수집하였다.
이어서, 즈쯔이 리가가꾸 기기 가부시끼가이샤제의 음파 진동기「SW-20AT형」에 의해, 공기 분급기에 의해 분급된 니켈 입자 120 g을 또한 분급 처리하였다. 구체적으로는, 각각 직경이 200 ㎜이고, 개구경이 25 ㎛, 20 ㎛, 16 ㎛ 및 8 ㎛의 4개의 진동을 위로부터 이 차례로 4단으로 중합시키고, 진동 각각에 직경이 2 ㎜의 세라믹 볼 10 g을 투입하고, 최상단의 진동(개구경이 25 ㎛)에 니켈 입자 20 g을 투입하고, 55 ㎐에서 12 분간 및 125 ㎐에서 15 분간의 조건으로 분급 처리하고, 최하단의 진동(개구경이 8 ㎛)에 수집된 니켈 입자를 회수하였다. 이 조작을 합계로 25회 행함으로써, 자성 코어 입자[A] 110 g을 조제하였다.
이렇게 얻어진 자성 코어 입자[A]는, 수 평균 입자경이 10 ㎛, 입자경의 변동 계수가 10 ％, BET 비표면적이 0.2 × 103 ㎡/㎏, 포화 자화가 0.6 Wb/㎡였다.
[자성 코어 입자[B] 내지 자성 코어 입자[I]의 조제]
공기 분급기 및 음파 진동기의 조건을 변경한 이외는 자성 코어 입자[A]의 조제와 마찬가지로 하여, 하기의 자성 코어 입자[B] 내지 자성 코어 입자[I]를 조제하였다.
자성 코어 입자[B] :
수 평균 입자경이 12 ㎛, 입자경의 변동 계수가 40 ％, BET 비표면적이 0.1 × 103 ㎡/㎏, 포화 자화가 0.6 Wb/㎡인 니켈로 이루어지는 자성 코어 입자.
자성 코어 입자[C] :
수 평균 입자경이 10 ㎛, 입자경의 변동 계수가 10 ％, BET 비표면적이 0.038 × 103 ㎡/㎏, 포화 자화가 0.6 Wb/㎡인 니켈로 이루어지는 자성 코어 입자.
자성 코어 입자[D] :
수 평균 입자경이 10 ㎛, 입자경의 변동 계수가 15 ％, BET 비표면적이 0.15× 103 ㎡/㎏, 포화 자화가 0.6 Wb/㎡인 니켈로 이루어지는 자성 코어 입자.
자성 코어 입자[E] :
수 평균 입자경이 8 ㎛, 입자경의 변동 계수가 32 ％, BET 비표면적이 0.05 × 103 ㎡/㎏, 포화 자화가 0.6 Wb/㎡인 니켈로 이루어지는 자성 코어 입자.
자성 코어 입자[F](비교용) :
수 평균 입자경이 6 ㎛, 입자경의 변동 계수가 40 ％, BET 비표면적이 0.8 × 103 ㎡/㎏, 포화 자화가 0.6 Wb/㎡인 니켈로 이루어지는 자성 코어 입자.
자성 코어 입자[G] :
수 평균 입자경이 10 ㎛, 입자경의 변동 계수가 20 ％, BET 비표면적이 0.008 × 103 ㎡/㎏, 포화 자화가 0.6 Wb/㎡인 니켈로 이루어지는 자성 코어 입자.
자성 코어 입자[H](비교용) :
수 평균 입자경이 8 ㎛, 입자경의 변동 계수가 25 ％, BET 비표면적이 0 02 × 103 ㎡/㎏, 유황 원소 농도가 0.1 질량 ％, 산소 원소 농도가 0.6 질량 ％, 탄소 원소 농도가 0.12 질량 ％, 포화 자화가 0.6 Wb/㎡인 니켈로 이루어지는 자성 코어 입자.
자성 코어 입자[I] :
수 평균 입자경이 45 ㎛, 입자경의 변동 계수가 33％, BET 비표면적이 0.8 × 103 ㎡/㎏, 포화 자화가 0.6 Wb/㎡인 니켈로 이루어지는 자성 코어 입자.
[도전성 입자[a]의 조제]
분말 도금 장치의 처리조 내에, 자성 코어 입자[A] 100 g을 투입하고, 또한 0.32N의 염산 수용액 2L를 가하여 교반하고, 자성 코어 입자[A]를 함유하는 슬러리를 얻었다. 이 슬러리를 상온에서 30 분간 교반함으로써, 자성 코어 입자[A]의 산 처리를 행하고, 그 후 1 분간 정치(靜置)하여 자성 코어 입자[A]를 침전시켜 상징액을 제거하였다.
이어서, 산 처리가 실시된 자성 코어 입자[A]에 순수 2L를 가하여 상온에서 2 분간 교반하고, 그 후 1 분간 정치하여 자성 코어 입자[A]를 침전시켜 상징액을 제거하였다. 이 조작을 또한 2회 반복함으로써, 자성 코어 입자[A]의 세정 처리를 행하였다.
그리고, 산 처리 및 세정 처리가 실시된 자성 코어 입자[A]에 금의 함유 비율이 20 g/L의 금 도금액 2L를 가하고, 처리층 내의 온도를 90 ℃로 승온하여 교반함으로써, 슬러리를 조제하였다. 이 상태에서, 슬러리를 교반하면서 자성 코어 입자[A]에 대해 금의 치환 도금을 행하였다. 그 후, 슬러리를 방냉하면서 정치하여 입자를 침전시켜 상징액을 제거함으로써, 본 발명용의 도전성 입자[a]를 조제하였다.
이와 같이 하여 얻어진 도전성 입자[a]에 순수 2L를 가하여 상온에서 2 분간 교반하고, 그 후 1 분간 정치하여 도전성 입자[a]를 침전시켜 상징액을 제거하였다. 이 조작을 또한 2회 반복하고, 그 후 90 ℃로 가열한 순수 2L를 가하여 교반하고, 이렇게 얻어진 슬러리를 여과지에 의해 여과하여 도전성 입자[a]를 회수하였다. 그리고, 이 도전성 입자[a]를 90 ℃로 설정된 건조기에 의해 건조 처리하였다.
이렇게 얻어진 도전성 입자[a]는 수 평균 입자경이 12 ㎛, BET 비표면적이 0.15 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 111 ㎚, (피복층을 형성하는 금의 질량)/(도전성 입자[a] 전체의 질량)의 값(N)이 0.3, 전기 저항치(R)가 0.025 Ω였다.
[도전성 입자[a1]의 조제]
금 도금액 중 금의 함유 비율을 5 g/L로 변경한 것 이외는 도전성 입자[a]의 조제와 마찬가지로 하여, 비교용의 도전성 입자[a1]의 조제하였다.
이렇게 얻어진 도전성 입자[a1]는 수 평균 입자경이 12 ㎛, BET 비표면적이 0.17 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 35 ㎚, (피복층을 형성하는 금의 질량)/( 도전성 입자[a1] 전체의 질량)의 값(N)이 0.12, 전기 저항치(R)가 0.13 Ω였다.
[도전성 입자[b]의 조제]
자성 코어 입자[A] 대신에 자성 코어 입자[B]를 이용한 것 이외는 도전성 입자[a]의 조제와 마찬가지로 하여, 본 발명용의 도전성 입자[b]를 조제하였다.
이렇게 얻어진 도전성 입자[b]는 수 평균 입자경이 13 ㎛, BET 비표면적이 0.08 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 129 ㎚, (피복층을 형성하는 금의 질량)/(도전성 입자[b] 전체의 질량)의 값(N)이 0.2, 전기 저항치(R)가 0.1 Ω였다.
[도전성 입자[c] 및 도전성 입자[c1]의 조제]
자성 코어 입자[A] 대신에 자성 코어 입자[C]를 이용하고, 금 도금액 중 금의 함유 비율을 변경한 것 이외는 도전성 입자[a]의 조제와 마찬가지로 하여, 하기의 도전성 입자[c] 및 도전성 입자[c1]를 조제하였다.
도전성 입자[c](본 발명용) :
수 평균 입자경이 14 ㎛, BET 비표면적이 0.015 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 299 ㎚, (피복층을 형성하는 금의 질량)/(도전성 입자[c] 전체의 질량)의 값(N)이 0.18, 전기 저항치(R)가 0.12 Ω인 도전성 입자.
도전성 입자[c1](비교용) :
수 평균 입자경이 12 ㎛, BET 비표면적이 0.035 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 103 ㎚, (피복층을 형성하는 금의 질량)/(도전성 입자[c1] 전체의 질량)의 값(N)이 0.07, 전기 저항치(R)가 0.14 Ω인 도전성 입자.
[도전성 입자[d] 및 도전성 입자[d1]의 조제]
자성 코어 입자[A] 대신에 자성 코어 입자[D]를 이용하고, 금 도금액 중 금의 함유 비율을 변경한 것 이외는 도전성 입자[a]의 조제와 마찬가지로 하여, 하기의 도전성 입자[d] 및 도전성 입자[d1]를 조제하였다.
도전성 입자[d](본 발명용) :
수 평균 입자경이 12 ㎛, BET 비표면적이 0.12 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 134 ㎚, (피복층을 형성하는 금의 질량)/(도전성 입자[d] 전체의 질량)의 값(N)이 0.28, 전기 저항치(R)가 0.015 Ω인 도전성 입자.
도전성 입자[d1](비교용) :
수 평균 입자경이 14 ㎛, BET 비표면적이 0.14 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 43 ㎚,(피복층을 형성하는 금의 질량)/(도전성 입자[d1] 전체의 질량)의 값(N)이 0.11, 전기 저항치(R)가 0.1 Ω인 도전성 입자.
[도전성 입자[e1]의 조제]
자성 코어 입자[A] 대신에 자성 코어 입자[E]를 이용하고, 금 도금액 중 금의 함유 비율을 변경한 것 이외는 도전성 입자[a]의 조제와 마찬가지로 하여, 하기의 도전성 입자[e1]를 조제하였다.
도전성 입자[e1](비교용) :
수 평균 입자경이 10 ㎛, BET 비표면적이 0.03 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 54 ㎚, (피복층을 형성하는 금의 질량)/(도전성 입자[e1] 전체의 질량)의 값(N)이 0.05, 전기 저항치(R)가 0.15Ω인 도전성 입자.
[도전성 입자[f1]의 조제]
자성 코어 입자[A] 대신에 자성 코어 입자[F]를 이용하고, 금 도금액 중 금의 함유 비율을 변경한 것 이외는 도전성 입자[a]의 조제와 마찬가지로 하여, 하기의 도전성 입자[f1]를 조제하였다.
도전성 입자[f1](비교용) :
수 평균 입자경이 7 ㎛, BET 비표면적이 0.7 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 35 ㎚, (피복층을 형성하는 금의 질량)/(도전성 입자[f1] 전체의 질량)의 값(N)이 0.35, 전기 저항치(R)가 0.33 Ω인 도전성 입자.
[도전성 입자[g1]의 조제]
자성 코어 입자[A] 대신에 자성 코어 입자[G]를 이용하고, 금 도금액 중 금의 함유 비율을 변경한 것 이외는 도전성 입자[a]의 조제와 마찬가지로 하여, 하기의 도전성 입자[g1]를 조제하였다.
도전성 입자[g1](비교용) :
수 평균 입자경이 11 ㎛, BET 비표면적이 0.006 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 54 ㎚, (피복층을 형성하는 금의 질량)/(도전성 입자[g1] 전체의 질량)의 값(N)이 0.01, 전기 저항치(R)가 0.18 Ω인 도전성 입자.
[도전성 입자[h1]의 조제]
자성 코어 입자[A] 대신에 자성 코어 입자[H]를 이용하고, 금 도금액 중 금의 함유 비율을 변경한 것 이외는 도전성 입자[a]의 조제와 마찬가지로 하여, 하기의 도전성 입자[h1]를 조제하였다.
도전성 입자[h1](비교용) :
수 평균 입자경이 10 ㎛, BET 비표면적이 0.01 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 23 ㎚, (피복층을 형성하는 금의 질량)/(도전성 입자[h1] 전체의 질량)의 값(N)이 0.01, 전기 저항치(R)가 0.08 Ω인 도전성 입자.
[도전성 입자[i1]의 조제]
자성 코어 입자[A] 대신에 자성 코어 입자[I]를 이용하고, 금 도금액 중 금의 함유 비율을 변경한 것 이외는 도전성 입자[a]의 조제와 마찬가지로 하여, 하기의 도전성 입자[i1]를 조제하였다.
도전성 입자[i1](비교용) :
수 평균 입자경이 46 ㎛, BET 비표면적이 0.56 × 103 ㎡/㎏, 피복층의 두께(t)가 9.7 ㎚, (피복층을 형성하는 금의 질량)/(도전성 입자[i1] 전체의 질량)의 값(N)의 비율이 0.13, 전기 저항치(R)가 0.07 Ω인 도전성 입자.
이렇게 조제한 도전성 입자의 특성 및 해당 도전성 입자에 사용한 자성 코어 입자의 특성을, 하기 [표 1]에 통합하여 나타낸다.
[표 1]
Figure 112005003408958-pct00001

[고분자 물질 형성 재료]
이렇게 경화되어 탄성 고분자 물질이 되는 고분자 물질 형성 재료로서, 하기[표 2]에 나타내는 특성을 갖는 2액 형태의 부가형 액상 실리콘 고무를 준비하였다.
[표 2]
Figure 112005003408958-pct00002

상기 [표 2]에 나타낸 부가형 액상 실리콘 고무의 특성은, 다음과 같이 하여 측정한 것이다.
① 부가형 액상 실리콘 고무의 점도 :
B형 점도계에 의해, 23 ± 2 ℃에 있어서의 점도를 측정하였다.
② 실리콘 고무 경화물의 압축 영구 왜곡 :
2액 형태의 부가형 액상 실리콘 고무에 있어서의 A액과 B액이 등량이 되는 비율로 교반 혼합하였다. 이어서, 이 혼합물을 금형으로 유입하고, 해당 혼합물에 대해 감압에 의한 탈포 처리를 행한 후, 120 ℃, 30분간의 조건으로 경화 처리를 행함으로써, 두께가 12.7 ㎜, 직경이 29 ㎜의 실리콘 고무 경화물로 이루어지는 원기둥 부재를 제작하고, 이 원기둥 부재에 대해 200 ℃, 4 시간의 조건으로 포스트 경화를 행하였다. 이와 같이 하여 얻어진 원기둥 부재를 시험편으로서 이용하고, JIS K 6249에 준거하여 150 ± 2 ℃에 있어서의 압축 영구 왜곡을 측정하였다.
③ 실리콘 고무 경화물의 파열 강도 :
상기 ①과 마찬가지의 조건으로 부가형 액상 실리콘 고무의 경화 처리 및 포스트 경화를 행함으로써, 두께가 2.5 ㎜의 시트를 제작하였다. 이 시트로부터 펀칭에 의해 초승달형의 시험편을 제작하고, JIS K 6249에 준거하여 23 ± 2 ℃에 있어서의 파열 강도를 측정하였다.
④ 듀로미터 A 경도 :
상기 ③과 마찬가지로 하여 제작된 시트를 5매 중합시키고, 이렇게 얻어진 적중 부재를 시험편으로 하여 이용하고, JIS K 6249에 준거하여 23 ± 2 ℃에 있어 서의 듀로미터 A 경도를 측정하였다.
[시험용 웨이퍼의 제작]
도17에 도시한 바와 같이, 직경이 8 인치의 실리콘(선열팽창 계수 3.3 × 106/K)제의 웨이퍼(6) 상에, 각각 치수가 6.5 ㎜ × 6.5 ㎜의 정방형의 집적 회로(L)를 합계로 596개 형성하였다. 웨이퍼(6)로 형성된 집적 회로(L) 각각은, 도18에 도시한 바와 같이 그 중앙에 피검사 전극 영역(A)을 갖고, 이 피검사 전극 영역(A)에는, 도19에 도시한 바와 같이 각각 세로 방향(도19에 있어서 상하 방향)의 치수가 200 ㎛에서 가로 방향(도19에 있어서 좌우 방향)의 치수가 80 ㎛의 직사각형의 26개의 피검사 전극(7)이 120 ㎛의 피치에 의해 가로 방향으로 2열(1열의 피검사 전극(7)의 수가 13개)로 배열되어 있다. 세로 방향으로 인접하는 피검사 전극(7)의 사이의 이격 거리는, 450 ㎛이다. 또한, 26개의 피검사 전극(7) 중 2개씩이 서로 전기적으로 접속되어 있다. 이 웨이퍼(6) 전체의 피검사 전극(7)의 총수는 15496 개이다. 이하, 이 웨이퍼를「시험용 웨이퍼(W1)」라 한다.
또한, 직경이 6 인치의 실리콘제의 웨이퍼 상에, 각각 치수가 6.5 ㎜ × 6.5 ㎜의 정방형의 집적 회로(L)를 합계로 225개 형성하였다. 웨이퍼에 형성된 집적 회로 각각은 그 중앙에 피검사 전극 영역을 갖고, 이 피검사 전극 영역에는, 각각 세로 방향의 치수가 100 ㎛에서 가로 방향의 치수가 50 ㎛의 직사각형의 50개의 피검사 전극이 100 ㎛의 피치로 가로 방향으로 2열[1열의 피검사 전극의 수가 25개]로 배열되어 있다. 세로 방향으로 인접하는 피검사 전극의 사이의 이격 거리는 350 ㎛이다. 또한, 50개의 피검사 전극 중 2개씩이 서로 전기적으로 접속되어 있다. 이 웨이퍼 전체의 피검사 전극의 총수는 11250개이다. 이하, 이 웨이퍼를「시험용 웨이퍼(W2)」라 한다.
<제1 실시예>
① 프레임판 :
도20 및 도21에 도시한 구성에 따라, 하기의 조건에 의해 상기의 시험용 웨이퍼(W1)에 있어서의 각 피검사 전극 영역에 대응하여 형성된 596개의 이방 도전막 배치 구멍을 갖는 직경이 8 인치의 프레임판을 제작하였다.
이 프레임판(10)의 재질은 코발트(포화 자화 1.4 Wb/㎡, 선열팽창 계수 5 × 10-6/K)이고, 두께는 60 ㎛이다.
이방 도전막 배치용 구멍(11) 각각은, 그 가로 방향(도20 및 도21에 있어서 좌우 방향)의 치수가 1800 ㎛이고, 세로 방향(도20 및 도21에 있어서 상하 방향)의 치수가 600 ㎛이다.
세로 방향으로 인접하는 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 사이의 중앙 위치에는 원형의 공기 유입 구멍(15)이 형성되어 있고, 그 직경은 1000 ㎛이다.
② 스페이서 :
하기의 조건에 의해, 시험용 웨이퍼(W1)에 있어서의 피검사 전극 영역에 대응하여 형성된 복수의 관통 구멍을 갖는 탄성 이방 도전막 성형용의 스페이서를 2매 제작하였다.
이러한 스페이서의 재질은 스테인레스(SUS304)이고, 그 두께는 20 ㎛이다.
각 피검사 전극 영역에 대응하는 관통 구멍은, 그 가로 방향의 치수가 2500㎛이고 세로 방향의 치수가 1400 ㎛이다.
③ 금형 :
도7 및 도22에 도시한 구성에 따라 하기의 조건에 의해, 탄성 이방 도전막 성형용의 금형을 제작하였다.
이 금형에 있어서의 상부형(61) 및 하부형(65)은, 각각 두께가 6 ㎜의 철로 이루어지는 기판(62, 66)을 갖고, 이 기판(62, 66) 상에는 시험용 웨이퍼(W1)에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 니켈로 이루어지는 접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63, 67) 및 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63a, 67a)이 배치되어 있다. 구체적으로는, 접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63, 67) 각각의 치수는 60 ㎛(가로 방향) × 200 ㎛(세로 방향) × 100 ㎛(두께)이고, 26개의 강자성체층(63, 67)이 120 ㎛의 피치에 의해 가로 방향으로 2열[1열의 강자성체층(63, 67)의 수가 13개이고, 세로 방향으로 인접하는 강자성체층(63, 67) 사이의 이격 거리가 450 ㎛]로 배열되어 있다. 또한, 강자성체층(63, 67)이 나열되는 방향에 있어서, 가장 외측에 위치하는 강자성체층(63, 67)의 외측에는 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63a, 67a)이 배치되어 있다. 각 강자성체층(63a, 67a)의 치수는, 80 ㎛(가로 방향) × 300 ㎛(세로 방향) × 100 ㎛(두께)이다.
그리고, 26개의 접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63, 67) 및 2개의 비접 속용 도전부 형성용의 강자성체층(63a, 67a)이 형성된 영역이 시험용 웨이퍼(W1)에 있어서의 피검사 전극 영역에 대응하여 합계로 596개 형성되고, 기판 전체로 15496개의 접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63, 67) 및 1192개의 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63a, 67a)이 형성되어 있다.
또한, 비자성체층(64, 68)은 드라이 필름 레지스트를 경화 처리함으로써 형성되고, 접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63, 67)이 위치하는 오목소(64a, 68a) 각각의 치수는, 70 ㎛(가로 방향) × 210 ㎛(세로 방향) × 25 ㎛(깊이)이고, 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63a, 67a)이 위치하는 오목소(64b, 68b) 각각의 치수는 90 ㎛(가로 방향) × 260 ㎛(세로 방향) × 25 ㎛(깊이)이고, 오목소 이외의 부분의 두께는 125 ㎛(오목소 부분의 두께 100 ㎛)이다.
④ 탄성 이방 도전막 :
상기의 프레임판, 스페이서 및 금형을 이용하고, 이하와 같이 하여 프레임판에 탄성 이방 도전막을 형성하였다.
실리콘 고무(1) 100 중량부에 도전성 입자[a] 30 중량부를 첨가하여 혼합하고, 그 후 감압에 의한 탈포 처리를 실시함으로써, 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(1-a)」라 한다.
상기 금형의 상부형 및 하부형의 표면에 탄성 이방 도전막용의 성형 재료로서 조제한 페이스트(1-a)를 스크린 인쇄에 의해 도포함으로써, 형성해야 할 탄성 이방 도전막의 패턴에 따라서 성형 재료층을 형성하고, 하부형의 성형면 상에 하부형측의 스페이서를 통해 프레임판을 위치 맞춤하여 포개고, 또한 이 프레임판 상에 상부형측의 스페이서를 통해 상부형을 위치 맞춤하여 포개었다.
그리고, 상부형 및 하부형 사이에 형성된 성형 재료층에 대해, 강자성체층 사이에 위치하는 부분에 전자석에 의해 두께 방향으로 2 T의 자기장을 작용시키면서, 100 ℃, 1 시간의 조건으로 경화 처리를 실시함으로써, 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 탄성 이방 도전막을 형성함으로써, 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터(1)를「이방 도전성 커넥터(C1)」라 한다.
이렇게 얻어진 탄성 이방 도전막에 대해 구체적으로 설명하면, 탄성 이방 도전막 각각은 가로 방향의 치수가 2500 ㎛, 세로 방향의 치수가 1400 ㎛이다. 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 기능부에는 26개의 접속용 도전부가 120 ㎛의 피치에 의해 가로 방향으로 2열(1열의 접속용 도전부의 수가 13개이고, 세로 방향으로 인접하는 접속용 도전부 사이의 이격 거리가 450 ㎛)로 배열되어 있고, 접속용 도전부 각각은, 가로 방향의 치수가 60 ㎛, 세로 방향의 치수가 200 ㎛, 두께가 150 ㎛ 이며, 기능부에 있어서의 절연부의 두께가 100 ㎛이다. 또한, 가로 방향에 있어서 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부와 프레임판 사이에는, 비접속용 도전부가 배치되어 있다. 비접속용 도전부 각각은, 가로 방향의 치수가 80 ㎛, 세로 방향의 치수가 300 ㎛, 두께가 150 ㎛이다. 또한, 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 피지지부의 두께(두 갈래 부분 중 한 쪽의 두께)는 20 ㎛이다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C1)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대 해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
⑤ 검사용 회로 기판 :
기판 재료로서 알루미나 세라믹스(선열팽창 계수 4.8 × 10-6/K)를 이용하고, 시험용 웨이퍼(W1)에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 검사 전극이 형성된 검사용 회로 기판을 제작하였다. 이 검사용 회로 기판은 전체의 치수가 30 ㎝ × 30 ㎝의 직사각형이며, 그 검사 전극은 가로 방향의 치수가 60 ㎛이고 세로 방향의 치수가 200 ㎛이다. 이하, 이 검사용 회로 기판을「검사용 회로 기판(T1)」이라 한다.
⑥ 시트형 커넥터 :
두께가 20 ㎛의 폴리이미드로 이루어지는 절연성 시트의 1면에 두께가 15 ㎛의 구리층이 적층되어 이루어지는 적층 재료를 준비하고, 이 적층 재료에 있어서의 절연성 시트에 대해 레이저 가공을 실시함으로써, 해당 절연성 시트의 두께 방향으로 관통하는, 각각 직경이 30 ㎛의 15496개의 관통 구멍을, 시험용 웨이퍼(W1)에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 형성하였다. 이어서, 이 적층 재료에 대해 포토 리소그래피 및 니켈 도금 처리를 실시함으로써, 절연성 시트의 관통 구멍 내에 구리층에 일체로 연결된 단락부를 형성하는 동시에, 해당 절연성 시트의 표면에, 단락부에 일체로 연결된 돌기형의 표면 전극부를 형성하였다. 이 표면 전극부의 직경은 40 ㎛이며, 절연성 시트의 표면으로부터의 높이는 20 ㎛였다. 그 후, 적층 재료에 있어서의 구리층에 대해 포토 에칭 처리를 실시하여 그 일부를 제거함으로써, 70 ㎛ × 210 ㎛의 직사각형의 이면 전극부를 형성하고, 또한 표면 전극부 및 이면 전극부에 금 도금 처리를 실시함으로써 전극 구조체를 형성함으로써 시트형 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 시트형 커넥터를「시트형 커넥터(M1)」라 한다.
⑦ 시험 1 :
시험용 웨이퍼(W1)를, 전열 히터를 구비한 시험대에 배치하고, 이 시험용 웨이퍼(W1) 상에 이방 도전성 커넥터(C1)를 그 접속용 도전부 각각이 해당 시험용 웨이퍼(W1)의 피검사 전극 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 이 이방 도전제 커넥터(C1) 상에 검사용 회로 기판(T1)을 그 검사 전극 각각이 해당 이방 도전성 커넥터(C1)의 접속용 도전부 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 또한 검사용 회로 기판(T1)을 하방으로 32 ㎏의 하중(접속용 도전부 1개당에 가해지는 하중이 평균적으로 약 2 g으로 가압하였다. 그리고, 실온(25 ℃) 하에 있어서 검사용 회로 기판(T1)에 있어서의 15496개의 검사 전극에 대해, 이방 도전성 커넥터(C1) 및 시험용 웨이퍼(W1)를 통해 서로 전기적으로 접속된 2개의 검사 전극 사이의 전기 저항을 차례로 측정하고, 측정된 전기 저항치의 2분의 1의 값을 이방 도전성 커넥터(C1)에 있어서의 접속용 도전부의 전기 저항(이하,「도통 저항」이라 함)으로서 기록하고, 도통 저항이 1 Ω 이상인 접속용 도전부의 수를 구하였다. 이상의 조작을「조작(1)」이라 한다.
이어서, 검사용 회로 기판(T1)을 가압하는 하중을 126 ㎏으로 변경하고(접속용 도전부 1개당에 가해지는 하중이 평균적으로 약 8 g, 그 후 시험대를 125 ℃로 가열하여 시험대의 온도가 안정된 후, 상기의 조작(1)과 같이 하여 이방 도전성 커넥터(C1)에 있어서의 접속용 도전부의 도통 저항을 측정하고, 도통 저항이 1 Ω 이상인 접속용 도전부의 수를 구하였다. 그 후, 이 상태에서 1 시간 방치하였다. 이상의 조작을「조작(2)」이라 한다.
이어서, 시험대를 실온까지 냉각하고, 그 후 검사용 회로 기판에 대한 가압을 해제하였다. 이상의 조작을「조작(3)」이라 한다.
그리고, 상기의 조작(1), 조작(2) 및 조작(3)을 1 사이클로서 합계로 500 사이클 연속하여 행하였다.
이상에 있어서, 접속용 도전부의 도통 저항이 1 Ω 이상인 것에 대해서는, 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전기적 검사에 있어서, 이를 실제상 사용하는 것이 곤란하다.
이상의 결과를 하기 [표 3]에 나타낸다.
⑧ 시험 2 :
시험대에 배치된 시험용 웨이퍼(W1) 상에 시트형 커넥터(M1)를 그 표면 전극부가 해당 시험용 웨이퍼(W1)의 피검사 전극 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 이 시트형 커넥터(M1) 상에 이방 도전성 커넥터(C1)를 그 접속용 도전부가 시트형 커넥터(M1)에 있어서의 이면 전극부 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 또한 검사용 회로 기판(T1)을 하방으로 63 ㎏의 하중(접속용 도전부 1개당에 가해지는 하중이 평균적으로 약 4 g)으로 가압한 것 이외는, 상기 시험 1과 마찬가지로 하여 접속용 도전부의 도통 저항을 측정하고, 도통 저항이 1 Ω 이상인 접속용 도전부의 수를 구하였다.
이상의 결과를 하기 [표 4]에 나타낸다.
<제2 실시예>
도전성 입자[a] 대신에 도전성 입자[b]를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(1-b)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(1-b)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C2)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C2)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C2)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 결과를 하기 [ 표 3] 및 [표 4]에 나타낸다.
<제3 실시예>
도전성 입자[a] 대신에 도전성 입자[c]를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(1-c)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(1-c)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C3)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C3)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C3)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 결과를 하기 [표 3] 및 [표 4]에 나타낸다.
<제4 실시예>
도전성 입자[a] 대신에 도전성 입자[d]를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성 물을「페이스트(1-d)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(1 -d)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C4)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C4)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C4)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 결과를 하기 [표 3] 및 [표 4]에 나타낸다.
<제1 비교예>
도전성 입자[a] 대신에 도전성 입자[a1]를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(1-a1)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(1-a1)를 이용한 것 이외는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C11)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C11)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 결과를 하기 [표 3] 및 [표 4]에 나타낸다.
<제2 비교예>
도전성 입자[a] 대신에 도전성 입자[c1]를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(1-c1)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(1-c1)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C12)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C12)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C12)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 결과를 하기 [표 3] 및 [표 4]에 나타낸다.
<제3 비교예>
도전성 입자[a] 대신에 도전성 입자[d1]를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(1-d1)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(1-d1)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터(1)를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C13)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C13)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C13)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 결과를 하기 [ 표 3] 및 [표 4]에 나타낸다.
<제4 비교예>
도전성 입자[a] 대신에 도전성 입자[e1]를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(1-e1)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(1-e1)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C14)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C14)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C14)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 결과를 하기 [표 3] 및 [표 4]에 나타낸다.
<제5 비교예>
도전성 입자[a] 대신에 도전성 입자[f1]를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성 물을「페이스트(1-f1)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(1-f1)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C15)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C15)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C15)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 결과를 하기 [표 3] 및 [표 4]에 나타낸다.
<제6 비교예>
도전성 입자[a] 대신에 도전성 입자[g1]를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(1-g1)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(1-g1)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C16)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C16)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C16)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 결과를 하기 [표 3] 및 [표 4]에 나타낸다.
<제7 비교예>
도전성 입자[a] 대신에 도전성 입자[h1]를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(1-h1)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(1-h1)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C17)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C17)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C17)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 결과를 하기 [표 3] 및 [표 4]에 나타낸다.
<제8 비교예>
도전성 입자[a] 대신에 도전성 입자[i1]를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(1-i1)」라 한다.
페이스트(1 -a) 대신에 페이스트(1-i1)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C18)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C18)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C18)를 이용한 것 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1 및 시험 2를 행하였다. 결과를 하기 [ 표 3] 및 [표 4]에 나타낸다.
[표 3]
Figure 112005003408958-pct00003

[표 4]
Figure 112005003408958-pct00004

[표 3] 및 [표 4]의 결과로부터 명백한 바와 같이, 제1 실시예 내지 제4 실시예에 관한 이방 도전성 커넥터(C1) 내지 이방 도전성 커넥터(C4)에 따르면, 탄성 이방 도전막에 있어서의 접속용 도전부의 피치가 작은 것이라도, 해당 접속용 도전부에는 양호한 도전성이 얻어지고, 게다가 온도 변화에 의한 열 이방 등의 환경 변화에 대해서도 양호한 전기적 접속 상태가 안정적으로 유지되고, 또한 고온 환경 하에 있어서 반복 사용한 경우라도, 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되는 것이 확인되었다.
<제5 실시예>
① 프레임판 :
하기의 조건에 의해, 상기의 시험용 웨이퍼(W2)에 있어서의 각 피검사 전극 영역에 대응하여 형성된 225개의 이방 도전막 배치 구멍을 갖는 직경이 6 인치의 프레임판을 제작하였다.
이 프레임판의 재질은 코발트(포화 자화 1.4 Wb/㎡, 선열팽창 계수 5 × 106/K)이고, 그 두께는 80 ㎛이다.
이방 도전막 배치용 구멍 각각은, 그 가로 방향의 치수가 2740 ㎛이고 세로 방향의 치수가 600 ㎛이다.
세로 방향으로 인접하는 이방 도전막 배치용 구멍 사이의 중앙 위치에는 원형의 공기 유입 구멍이 형성되어 있고, 그 직경은 1000 ㎛이다.
② 스페이서 :
하기의 조건에 의해, 시험용 웨이퍼(W2)에 있어서의 피검사 전극 영역에 대응하여 형성된 복수의 관통 구멍을 갖는 탄성 이방 도전막 성형용의 스페이서를 2매 제작하였다.
이러한 스페이서의 재질은 스테인레스(SUS304)이고, 그 두께는 30 ㎛이다.
각 피검사 전극 영역에 대응하는 관통 구멍은, 그 가로 방향의 치수가 3500 ㎛이고 세로 방향의 치수가 1400 ㎛이다.
③ 금형 :
하기의 조건에 의해, 탄성 이방 도전막 성형용의 금형을 제작하였다.
이 금형에 있어서의 상부형 및 하부형은, 각각 두께가 6 ㎜의 철로 이루어지는 기판을 갖고, 이 기판 상에는 시험용 웨이퍼(W2)에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 니켈로 이루어지는 접속용 도전부 형성용의 강자성체층 및 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층이 배치되어 있다. 구체적으로는, 접속용 도전부 형성용의 강자성체층 각각의 치수는 50 ㎛(가로 방향) × 100 ㎛(세로 방향) × 100 ㎛(두께)이고, 50개의 강자성체층이 100 ㎛의 피치에 의해 가로 방향으로 2열(1열의 강자성체층의 수가 25개이고, 세로 방향으로 인접하는 강자성체층 사이의 이격 거리가 350 ㎛)로 배열되어 있다. 또한, 강자성체층이 나열되는 방향에 있어서, 가장 외측에 위치하는 강자성체층의 외측에는 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층이 배치되어 있다. 이 강자성체층의 치수는 50 ㎛(가로 방향) × 200 ㎛(세로 방향) × 100 ㎛(두께)이다.
그리고, 50개의 접속용 도전부 형성용의 강자성체층 및 2개의 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층이 형성된 영역이 시험용 웨이퍼(W2)에 있어서의 피검사 전극 영역에 대응하여 합계로 225개 형성되고, 기판 전체로 11250개의 접속용 도전부 형성용의 강자성체층 및 450개의 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층이 형성되어 있다.
또한, 비자성체층은 드라이 필름 레지스트를 경화 처리함으로써 형성되고, 접속용 도전부 형성용의 강자성체층이 위치하는 오목소 각각의 치수는 50 ㎛(가로 방향) × 100 ㎛(세로 방향) × 30 ㎛(깊이)이고, 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층이 위치하는 오목소 각각의 치수는 50 ㎛(가로 방향) × 200 ㎛(세로 방향) × 30 ㎛(깊이)이고, 오목소 이외의 부분의 두께는 130 ㎛(오목소 부분의 두께 100 ㎛)이다.
④ 탄성 이방 도전막 :
상기의 프레임판, 스페이서 및 금형을 이용하고, 이하와 같이 하여 프레임판에 탄성 이방 도전막을 형성하였다.
상기 금형의 상부형 및 하부형의 표면에 탄성 이방 도전막용의 성형 재료로서, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 조제한 페이스트(1-a)를 스크린 인쇄에 의해 도포함으로써, 형성해야 할 탄성 이방 도전막의 패턴에 따라서 성형 재료층을 형성하고, 하부형의 성형면 상에 하부형측의 스페이서를 통해 프레임판을 위치 맞추어 포개고, 또한 이 프레임판 상에 상부형측의 스페이서를 통해 상부형을 위치 맞춤하여 포개었다.
그리고, 상부형 및 하부형 사이로 형성된 성형 재료층에 대해, 강자성체층의 사이에 위치하는 부분에 전자석에 의해 두께 방향으로 2 T의 자기장을 작용시키면서, 100 ℃, 1 시간의 조건으로 경화 처리를 실시함으로써, 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 탄성 이방 도전막을 형성함으로써, 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C21)」라 한다.
이렇게 얻어진 탄성 이방 도전막에 대해 구체적으로 설명하면, 탄성 이방 도전막 각각은 가로 방향의 치수가 3500 ㎛, 세로 방향의 치수가 1400 ㎛이다. 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 기능부에는, 50개의 접속용 도전부가 100 ㎛의 피치에 의해 가로 방향으로 2열(1열의 접속용 도전부의 수가 25개이고, 세로 방향으로 인접하는 접속용 도전부 사이의 이격 거리가 350 ㎛)로 배열되어 있고, 접속용 도전부 각각은 가로 방향의 치수가 50 ㎛, 세로 방향의 치수가 100 ㎛, 두께가 200 ㎛이며, 기능부에 있어서의 절연부의 두께가 140 ㎛이다. 또한, 가로 방향에 있어서 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부와 프레임판 사이에는, 비접속용 도전부가 배치되어 있다. 비접속용 도전부 각각은 가로 방향의 치수가 50 ㎛, 세로 방향의 치수가 200 ㎛, 두께가 200 ㎛이다. 또한, 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 피지지부의 두께(두 갈래 부분 중 한 쪽의 두께)는 30 ㎛이다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C21)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
(5) 검사용 회로 기판 :
기판 재료로서 유리 섬유 보강형 에폭시 수지를 이용하고, 시험용 웨이퍼(W2)에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 검사 전극이 형성된 검사용 회로 기판을 제작하였다. 이 검사용 회로 기판은 전체의 치수가 16 ㎝ × 16 ㎝의 직사각형이며, 그 검사 전극은 가로 방향의 치수가 50 ㎛이고 세로 방향의 치수가 100 ㎛이다. 이하, 이 검사용 회로 기판을「검사용 회로 기판(T2)」이라 한다.
(6) 시트형 커넥터 :
두께가 20 ㎛의 폴리이미드로 이루어지는 절연성 시트의 일면에 두께가 15 ㎛의 구리층이 적층되어 이루어지는 적층 재료를 준비하고, 이 적층 재료에 있어서의 절연성 시트에 대해 레이저 가공을 실시함으로써, 해당 절연성 시트의 두께 방향으로 관통하는, 각각 직경이 30 ㎛의 11250개의 관통 구멍을 시험용 웨이퍼(W2)에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 형성하였다. 이어서, 이 적층 재료에 대해 포토 리소그래피 및 니켈 도금 처리를 실시함으로써, 절연성 시트의 관통 구멍 내에 구리층에 일체로 연결된 단락부를 형성하는 동시에, 해당 절연성 시트의 표면에, 단락부에 일체로 연결된 돌기형의 표면 전극부를 형성하였다. 이 표면 전극부의 직경은 40 ㎛이며, 절연성 시트의 표면으로부터의 높이는 20 ㎛였다. 그 후, 적층 재료에 있어서의 구리층에 대해 포토 에칭 처리를 실시하여 그 일부를 제거함으로써, 20 ㎛ × 60 ㎛의 직사각형의 이면 전극부를 형성하고, 또한 표면 전극부 및 이면 전극부에 금 도금 처리를 실시함으로써 전극 구조체를 형성함으로써 시트형 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 시트형 커넥터를「시트형 커넥터(M2)」라 한다.
(7) 시험 3 :
시험용 웨이퍼(W2)를 전열 히터를 구비한 시험대에 배치하고, 이 시험용 웨이퍼(W2) 상에 이방 도전성 커넥터(C21)를 그 접속용 도전부의 각각이 해당 시험용 웨이퍼(W2)의 피검사 전극 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 이 이방 도전제 커넥터(C21) 상에 검사용 회로 기판(T2)을 그 검사 전극 각각이 해당 이방 도전성 커넥터(C21)의 접속용 도전부 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 또한 검사용 회로 기판(T2)을 하방으로 90 ㎏의 하중(접속용 도전부 1개당에 가해지는 하중이 평균적으로 약 8 g으로 가압하였다. 그리고, 실온(25 ℃) 하에 있어서, 이방 도전성 커넥터(C21)에 있어서의 접속용 도전부의 도통 저항을 측정하고, 도통 저항이 1 Ω 이상인 접속용 도전부의 수를 구하였다. 이상의 조작을「조작(1)」이라 한다.
이어서, 검사용 회로 기판(T2)을 가압한 상태에서, 시험대의 온도를 85 ℃로 승온하여 1 분간 유지한 후, 이방 도전성 커넥터(C21)에 있어서의 접속용 도전부의 도통 저항을 측정하고, 도통 저항이 1 Ω 이상인 접속용 도전부의 수를 구하였다. 그리고, 검사용 회로 기판에 대한 가압을 해제하고, 그 후 시험대를 실온까지 냉각하였다. 이상의 조작을「조작(2)」이라 한다.
그리고, 상기의 조작(1) 및 조작(2)을 1 사이클로서, 합계로 50000 사이클 연속하여 행하였다.
이상에 있어서, 접속용 도전부의 도통 저항이 1 Ω 이상인 것에 대해서는, 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전기적 검사에 있어서, 이를 실제상 사용하는 것이 곤란하다.
이상의 결과를 하기 [표 5]에 나타낸다.
<제6 실시예>
페이스트(1-a) 대신에 제4 실시예와 마찬가지로 하여 조제한 페이스트(1-d)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하 였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C24)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C24)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C21) 대신에 이방 도전성 커넥터(C24)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 [표 5]에 나타낸다.
<제7 실시예>
실리콘 고무(1) 대신에 실리콘 고무(2)를 이용한 것 이외는, 제4 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(2-d)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(2-d)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C25)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C25)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C21) 대신에 이방 도전성 커넥터(C25)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 [표 5]에 나타낸다.
<제8 실시예>
실리콘 고무(1) 대신에 실리콘 고무(3)를 이용한 것 이외는, 제4 실시예와 마찬가지로 하여 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다. 이 도전성 페이스트 조성물을「페이스트(3-a)」라 한다.
페이스트(1-a) 대신에 페이스트(3-a)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C26)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C26)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C21) 대신에 이방 도전성 커넥터(C26)를 이용한 것 이외 는 제5 실시예와 마찬가지로 하여 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 [표 5]에 나타낸다.
<제9 비교예>
페이스트(1-a) 대신에 제1 비교예와 마찬가지로 하여 조제한 페이스트(1-a1)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C31)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C31)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C21) 대신에 이방 도전성 커넥터(C31)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 [표 5]에 나타낸다.
<제10 비교예>
페이스트(1-a) 대신에 제2 비교예와 마찬가지로 하여 조제한 페이스트(1-c1)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C32)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C32)의 탄성 이방 도전막의 각각에 있어 서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C21) 대신에 이방 도전성 커넥터(C32)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 [표 5]에 나타낸다.
<제11 비교예>
페이스트(1-a) 대신에 제3 비교예와 마찬가지로 하여 조제한 페이스트(1 -d1)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C33)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C33)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C21) 대신에 이방 도전성 커넥터(C33)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 [표 5]에 나 타낸다.
<제12 비교예>
페이스트(1-a) 대신에 제4 비교예와 마찬가지로 하여 조제한 페이스트(1-e1)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C34)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C34)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C21) 대신에 이방 도전성 커넥터(C34)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 [표 5]에 나타낸다.
<제13 비교예>
페이스트(1-a) 대신에 제5 비교예와 마찬가지로 하여 조제한 페이스트(1-f1)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C35)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C35)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C21) 대신에 이방 도전성 커넥터(C35)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 [표 5]에 나타낸다.
<제14 비교예>
페이스트(1-a) 대신에 제6 비교예와 마찬가지로 하여 조제한 페이스트(1 -g1)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C36)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C36)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C21) 대신에 이방 도전성 커넥터(C36)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 [표 5]에 나타낸다.
<제15 비교예>
페이스트(1-a) 대신에 제7 비교예와 마찬가지로 하여 조제한 페이스트(1-h1)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C37)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C37)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C21) 대신에 이방 도전성 커넥터(C37)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 [표 5]에 나타낸다.
<제16 비교예>
페이스트(1-a) 대신에 제8 실시예와 마찬가지로 하여 조제한 페이스트(1 -i1)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C38)」라 한다.
이렇게 얻어진 이방 도전성 커넥터(C38)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분률로 약 30 ％였다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에 있어서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하고 있는 것이 확인되고, 기능부에 있어서의 절연부에는 도전성 입자가 거의 존재하지 않는 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C21) 대신에 이방 도전성 커넥터(C38)를 이용한 것 이외는, 제5 실시예와 마찬가지로 하여 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 [표 5]에 나타낸다.
[표 5]
Figure 112005003408958-pct00005

[표 5]의 결과로부터 명백한 바와 같이, 제5 실시예 내지 제8 실시예에 관한 이방 도전성 커넥터(C21) 및 이방 도전성 커넥터(C24) 내지 이방 도전성 커넥터(C26)에 따르면, 탄성 이방 도전막에 있어서의 접속용 도전부의 피치가 작은 것이라도, 해당 접속용 도전부에는 양호한 도전성이 얻어지고, 게다가 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우라도, 양호한 도전성이 유지되는 것이 확인되었다.
본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터에 따르면, 탄성 이방 도전막에는 접속용 도전부를 갖는 기능부의 주연부에 피지지부가 형성되어 있고, 이 피지지부가 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍의 주변부에 고정되어 있기 때문에, 변형되기 어려워 취급이 쉽고, 검사 대상인 웨이퍼와의 전기적 접속 작업에 있어서, 해당 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막에 있어서의 접속용 도전부에 함유된 도전성 입자는 그 고도전성 금속의 비율이 코어 입자에 대해 15 질량 ％ 이상이고, 해당 고도전성 금속에 의한 피복층의 두께(t)가 50 ㎚ 이상이므로, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우에 있어서도, 도전성 입자에 있어서의 코어 입자가 표면에 노출되는 것이 억제되어, 그 결과 소요의 도전성을 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 고온 환경 하에 있어서 반복 사용한 경우에 있어서, 도전성 입자에 있어서의 코어 입자를 구성하는 재료가 고도전성 금속 중으로 이행해도, 해당 도전성 입자의 표면에는 고도전성 금속이 높은 비율로 존재하기 때문에, 해당 도전성 입자의 도전성이 현저히 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막을 형성하는 탄성 고분자 물질로서, 부가형 액상 실리콘 고무의 경화물이며, 그 150 ℃에 있어서의 압축 영구 왜곡이 10 ％ 이하이고, 또한 듀로미터 A 경도가 10 내지 60인 것을 이용함으로써, 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우에 있어서도, 접속용 도전부에 영구 왜곡이 발생하는 것이 억제되고, 이에 의해 접속용 도전부에 있어서의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 생기는 것이 억제되는 결과, 소요의 도전성을 한층 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막을 형성하는 탄성 고분자 물질로서, 듀로미터 A 경도가 25 내지 40인 것을 이용함으로써, 고온 환경 하에 있어서의 시험에 반복 사용한 경우라도, 접속용 도전부에 영구 왜곡이 발생하는 것이 억제되고, 이에 의해 접속용 도전부에 있어서의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 생기는 것이 억제되는 결과, 장기간에 걸쳐 소요의 도전성을 확실하게 유지할 수 있다.
또, 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍 각각은 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 형성되어 있고, 해당 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 배치되는 탄성 이방 도전막은 면적이 작은 것으로 좋으므로, 각각의 탄성 이방 도전막의 형성이 용이하다. 게다가, 면적이 작은 탄성 이방 도전막은 열 이방을 받은 경우라도, 해당 탄성 이방 도전막의 면 방향에 있어서의 열 팽창의 절대량이 적기 때문에, 프레임판을 달성하는 재료로서 선열팽창 계수가 작은 것을 이용함으로써, 탄성 이방 도전막의 면 방향에 있어서의 열 팽창이 프레임판에 의해 확실하게 규제된다. 따라서, 대면적의 웨이퍼에 대해 WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서도, 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명에 관한 도전성 페이스트 조성물에 따르면, 상기의 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 유리하게 형성할 수 있다.
본 발명에 관한 프로우브 부재에 따르면, 검사 대상인 웨이퍼와의 전기적 접속 작업에 있어서, 해당 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행할 수 있고, 게다가 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우라도 소요의 도전성을 유지할 수 있다.
또, 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 형성하는 탄성 고분자 물질로서 특정한 실리콘 고무를 이용함으로써, 고온 환경 하에 있어서의 시험에 반복 사용한 경우라도, 장기간에 걸쳐 소요의 도전성을 유지할 수 있다.
본 발명에 관한 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법에 따르면, 상기의 프로우브 부재를 통해 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 대한 전기적 접속이 달성되기 때문에, 피검사 전극의 피치가 작은 것이라도, 해당 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행할 수 있고, 게다가 다수회에 걸쳐 반복 사용한 경우나 고온 환경 하에 있어서의 시험에 반복 사용한 경우라도, 소요의 전기적 검사를 장기간에 걸쳐 안정적으로 실행할 수 있다.
본 발명에 관한 웨이퍼의 검사 방법에 따르면, 신뢰성이 높은 검사를 행할 수 있으므로, 웨이퍼에 형성된 다수의 집적 회로 중으로부터 결함 또는 잠재적 결함을 갖는 집적 회로를 높은 확률로 선별할 수 있고, 이에 의해 반도체 집적 회로 장치의 제조 프로세스에 있어서, 결함 또는 잠재적 결함을 갖는 반도체 집적 회로를 제외하여 양품만을 확실하게 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 웨이퍼의 검사 방법을, 반도체 집적 회로 장치의 제조 프로세스의 검사 공정에 적용함으로써, 반도체 집적 회로 장치의 생산성을 향상시킬 수 있고, 그와 같이 대량으로 생산된 반도체 집적 회로 장치 중에 결함 또는 잠재적 결함을 갖는 반도체 집적 회로 장치가 포함되는 확률을 저감화할 수 있다. 따라서, 이러한 제조 프로세스에 의해 얻어지는 반도체 집적 회로 장치에 따르면, 해당 반도체 집적 회로 장치가 조립되는 최종 제품인 전자 기기에 있어서, 높은 신뢰성이 얻어진다. 또한, 잠재적 결함을 갖는 반도체 집적 회로가 최종 제품인 전자 기기에 조립되는 것을 높은 확률로 방지할 수 있으므로, 이렇게 얻어지는 전자 기기에 있어서는 장기간의 사용에 의한 고장 발생의 빈도를 저감화할 수 있다.

Claims (16)

  1. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해, 해당 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위해, 검사용 회로 기판의 표면에 배치되어 해당 검사용 회로 기판과 웨이퍼를 전기적으로 접속하기 위한 이방 도전성 커넥터에 있어서,
    검사 대상인 웨이퍼에 형성된 모든 또는 일부의 집적 회로에 있어서의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 각각 두께 방향으로 신장되는 복수의 이방 도전막 배치용 구멍이 형성된 프레임판과, 이 프레임판의 각 이방 도전막 배치용 구멍 내에 배치되고, 해당 이방 도전막 배치용 구멍의 주변부에 지지된 복수의 탄성 이방 도전막으로 이루어지고,
    상기 탄성 이방 도전막의 각각은 탄성 고분자 물질에 의해 형성되고, 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 있어서의 피검사 전극에 대응하여 배치된 자성을 나타내는 도전성 입자가 밀하게 함유되어 이루어지는 두께 방향으로 신장되는 복수의 접속용 도전부 및 이들 접속용 도전부를 서로 절연하는 절연부를 갖는 기능부와, 이 기능부의 주연부에 일체적으로 형성되고, 상기 프레임판에 있어서의 이방 도전막 배치용 구멍의 주변부에 고정된 피지지부로 이루어지고,
    상기 탄성 이방 도전막에 있어서의 접속용 도전부에 함유된 도전성 입자는 자성을 나타내는 코어 입자의 표면에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지고, 해당 코어 입자에 대한 고도전성 금속의 비율이 15 질량 ％ 이상이며, 또한 하기 수학식 (1)에 의해 산출되는 고도전성 금속에 의한 피복층의 두께(t)가 50 ㎚ 이상이며,
    상기 탄성 이방 도전막을 형성하는 탄성 고분자 물질은 부가형 액상 실리콘 고무의 경화물이며, 그 150 ℃에 있어서의 압축 영구 왜곡이 10 ％ 이하이고, 또한 듀로미터 A 경도가 10 내지 60인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
    수학식 (1)
    t = [1/(Swㆍρ)] × [N/(1 - N)]]
    [단, t는 고도전성 금속에 의한 피복층의 두께(m), Sw는 코어 입자의 BET비 표면적(㎡/㎏), ρ는 고도전성 금속의 비중(㎏/㎥), N은(고도전성 금속의 질량/도전성 입자 전체의 질량)의 값을 나타냄]
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전성 입자는 하기에 나타낸 전기 저항치(R)의 값이 0.3 Ω 이하인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터이며,
    여기서, 전기 저항치(R)란 도전성 입자 0.6g과 액상 고무 0.8g을 혼련함으로써 페이스트 조성물을 조제하고, 이 페이스트 조성물을 0.5 ㎜의 이격 거리를 두고 서로 대향하도록 배치된, 각각 직경이 1 ㎜인 한 쌍의 전극 사이에 배치하고, 이 한 쌍의 전극 사이에 0.3T의 자기장을 작용시키고, 이 상태에서 해당 한 쌍의 전극 사이의 전기 저항치가 안정될 때까지 방치하였을 때의 해당 전기 저항치를 의미하는 이방 도전성 커넥터.
  3. 제1항에 있어서, 도전성 입자는 BET비 표면적이 10 내지 500 ㎡/㎏인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 탄성 이방 도전막을 형성하는 탄성 고분자 물질은 그 듀로미터 A 경도가 25 내지 40인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 탄성 이방 도전막을 형성하는 탄성 고분자 물질은 그 파열 강도가 8 kN/m 이상인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 프레임판의 선열팽창 계수는 3 × 10-5/K 이하인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  8. 제1항에 기재된 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 형성하기 위한 도전성 페이스트 조성물이며,
    경화 가능한 액상 실리콘 고무와, 자성을 나타내는 코어 입자의 표면에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지는 도전성 입자를 함유하여 이루어지고, 상기 도전성 입자는 코어 입자에 대한 고도전성 금속의 비율이 15 질량 ％ 이상이며, 또한 제1항에 기재된 수학식에 의해 산출되는 고도전성 금속에 의한 피복층의 두께(t)가 50 ㎚ 이상이며,
    상기 액상 실리콘 고무는, 그 경화물의 150 ℃에 있어서의 압축 영구 왜곡이 10 ％ 이하이고, 또한 듀로미터 A 경도가 10 내지 60인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.
  9. 삭제
  10. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해, 해당 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위해 이용되는 프로우브 부재이며,
    검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 검사 전극이 표면으로 형성된 검사용 회로 기판과, 이 검사용 회로 기판의 표면에 배치된, 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 이방 도전성 커넥터를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로우브 부재.
  11. 제10항에 있어서, 상기 이방 도전성 커넥터에 있어서의 상기 프레임판의 선열팽창 계수는 3 × 10-5/K 이하이며, 상기 검사용 회로 기판을 구성하는 기판 재료의 선열팽창 계수는 3 × 10-5/K 이하인 것을 특징으로 하는 프로우브 부재.
  12. 제10항에 있어서, 상기 이방 도전성 커넥터 상에 절연성 시트와, 이 절연성 시트를 그 두께 방향으로 관통하여 신장되고, 상기 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 배치된 복수의 전극 구조체로 이루어진 시트형 커넥터가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프로우브 부재.
  13. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해, 해당 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서,
    제10항에 기재된 프로우브 부재를 구비하여 이루어지고, 해당 프로우브 부재를 거쳐서 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 대한 전기적 접속이 달성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  14. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각을, 제10항에 기재된 프로우브 부재를 거쳐서 테스터에 전기적으로 접속하고, 해당 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전기적 검사를 실행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 방법.
  15. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해, 해당 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서,
    제11항에 기재된 프로우브 부재를 구비하여 이루어지고, 해당 프로우브 부재를 거쳐서 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 대한 전기적 접속이 달성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  16. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각을, 제11항에 기재된 프로우브 부재를 거쳐서 테스터에 전기적으로 접속하고, 해당 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전기적 검사를 실행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 방법.
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