KR100741228B1 - 이방 도전성 커넥터 및 프로브 부재 및 웨이퍼 검사 장치및 웨이퍼 검사 방법 - Google Patents

이방 도전성 커넥터 및 프로브 부재 및 웨이퍼 검사 장치및 웨이퍼 검사 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100741228B1
KR100741228B1 KR1020057014684A KR20057014684A KR100741228B1 KR 100741228 B1 KR100741228 B1 KR 100741228B1 KR 1020057014684 A KR1020057014684 A KR 1020057014684A KR 20057014684 A KR20057014684 A KR 20057014684A KR 100741228 B1 KR100741228 B1 KR 100741228B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
anisotropic conductive
conductive
connection
electrode
Prior art date
Application number
KR1020057014684A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050095649A (ko
Inventor
마사야 나오이
Original Assignee
제이에스알 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=32905192&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR100741228(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 제이에스알 가부시끼가이샤 filed Critical 제이에스알 가부시끼가이샤
Publication of KR20050095649A publication Critical patent/KR20050095649A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100741228B1 publication Critical patent/KR100741228B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/0735—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card arranged on a flexible frame or film
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07364—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch
    • G01R1/07378—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch using an intermediate adapter, e.g. space transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
    • G01R31/2889—Interfaces, e.g. between probe and tester
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/01—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the form or arrangement of the conductive interconnection between the connecting locations

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

검사 대상인 웨이퍼의 직경이 8인치 이상의 대면적으로 형성된 집적회로에서의 피검사 전극의 피치가 작은 것이라도, 해당 웨이퍼에 대한 위치 정렬 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있고, 게다가 모든 접속용 도전부에 대해 양호한 도전성을 확실히 얻을 수 있는 동시에 인접하는 접속용 도전부 사이의 절연성을 확실하게 얻을 수 있고, 또한 반복 사용한 경우에도 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되는 이방 도전성 커넥터 및 그 응용이 개시되어 있다. 본 발명의 이방 도전성 커넥터는 도전성 입자가 함유된 두께 방향으로 신장하는 복수의 접속용 도전부가 절연부에 의해 서로 절연된 상태로 배치된 기능부를 갖는 탄성 이방 도전막을 구비하여 이루어지며, 상기 탄성 이방 도전막의 기능부에서의 접속용 도전부의 두께를 T1이라 하고, 해당 기능부에서의 절연부의 두께를 T2라 하였을 때, 비(T2/T1)가 0.9 이상인 것을 특징으로 한다.
프로브 부재, 이방 도전성 커넥터, 웨이퍼, 프레임판, 접속용 도전부, 금형

Description

이방 도전성 커넥터 및 프로브 부재 및 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법{ANISOTROPIC CONDUCTIVE CONNECTOR AND PROBE MEMBER AND WAFER INSPECTING DEVICE AND WAFER INSPECTING METHOD}
본 발명은 웨이퍼에 형성된 복수의 집적회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태에서 행하기 위해 적합하게 이용되는 이방 도전성 커넥터 및 이 이방 도전성 커넥터를 구비한 프로브 부재 및 이 프로브 부재를 구비한 웨이퍼 검사 장치 및 이 프로브 부재를 사용한 웨이퍼 검사 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 예를 들어 직경이 8인치 이상인 웨이퍼로, 이에 형성된 집적회로에서의 피검사 전극의 총수가 5000점 이상인 것에 대하여, 해당 집적회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태에서 행하기 위해 적합하게 이용되는 이방 도전성 커넥터 및 이 이방 도전성 커넥터를 구비한 프로브 부재 및 이 프로브 부재를 구비한 웨이퍼 검사 장치 및 이 프로브 부재를 사용한 웨이퍼 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 집적회로 장치의 제조 공정에서는, 예를 들어 실리콘으로 이루어지는 웨이퍼에 다수의 집적회로를 형성하고, 그 후 이들의 집적회로 각각에 대하여 기초적인 전기 특성을 검사함으로써, 결함을 갖는 집적회로를 선별하는 프로브 시험이 행해진다. 이어서, 이 웨이퍼를 절단함으로써 반도체 칩이 형성되 고, 이 반도체 칩이 적절한 패키지 내에 수납되어 밀봉된다. 또한, 패키지화된 반도체 집적회로 장치 각각에 대하여, 고온 환경하에 있어서 전기 특성을 검사함으로써 잠재적 결함을 갖는 반도체 집적회로 장치를 선별하는 번인 시험이 행해진다.
이러한 프로브 시험 또는 번인 시험 등의 집적회로의 전기적 검사에 있어서는 검사 대상물에서의 피검사 전극 각각을 검사기에 전기적으로 접속하기 위해 프로브 부재가 이용되고 있다. 이러한 프로브 부재로서는, 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 검사 전극이 형성된 검사용 회로 기판과, 이 검사용 회로 기판 위에 배치된 이방 도전성 엘라스토머 시트로 이루어지는 것이 알려져 있다.
이러한 이방 도전성 엘라스토머 시트로서는, 종래 여러 가지 구조의 것이 알려지고 있고, 예를 들어 하기 선행 문헌 1에는 금속 입자를 엘라스토머 중에 균일하게 분산하여 얻을 수 있는 이방 도전성 엘라스토머 시트(이하, 이것을「분산형 이방 도전성 엘라스토머 시트」라 함)가 개시되고, 또한 하기 선행 문헌 2에는 도전성 자성체 입자를 엘라스토머 중에 불균일하게 분포시킴으로써, 두께 방향으로 신장하는 다수의 도전부와, 이들을 서로 절연하는 절연부가 형성되어 이루어지는 이방 도전성 엘라스토머 시트(이하, 이것을「편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트」라 함)가 개시되고, 또한 하기 선행 문헌 3에는 도전부의 표면과 절연부 사이에 단차가 형성된 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트가 개시되어 있다.
그리고 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트는 검사해야 할 집적회로의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 도전부가 형성되어 있으므로, 분산형 이방 도전성 엘라스토머 시트와 비교하여, 피검사 전극의 배열 피치 즉 인접하는 피검사 전극의 중심 간 거리가 작은 집적회로 등에 대해서도 전극 간의 전기적 접속을 높은 신뢰성으로 달성할 수 있는 점에서 유리하며, 편재형 이방 도전성 엘라스토머 중에서도, 절연부의 표면으로부터 돌출한 상태에 형성된 도전부를 갖는 것은, 작은 가압력으로 높은 도전성을 얻을 수 있는 점에서 유리하다.
이러한 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트에 있어서는, 검사용 회로 기판 및 검사 대상물과의 전기적 접속 작업에 있어서, 이들에 대하여 특정한 위치 관계를 갖고 보유 지지 고정하는 것이 필요하다.
그런데 이방 도전성 엘라스토머 시트는 유연하고 쉽게 변형하기 쉬운 것으로, 그 취급성이 낮다. 게다가 최근 전기 제품의 소형화나 고밀도 배선화에 따른, 이것에 사용되는 집적회로 장치는 전극 수가 증가하여 전극의 배열 피치가 한층 작아져 고밀도화되는 경향이 있다. 그로 인해, 검사 대상물의 피검사 전극에 대한 전기적 접속을 행할 때에, 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트의 위치 정렬 및 보유 지지 고정이 곤란해진다.
또한, 번인 시험에 있어서는 일단은 집적회로 장치와 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트와의 소요의 위치 정렬 및 보유 지지 고정이 실현된 경우라도, 온도 변화에 의한 열 이력을 받으면, 열팽창률이 검사 대상인 집적회로 장치를 구성하는 재료(예를 들어 실리콘)와 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트를 구성하는 재료(예를 들어 실리콘 고무) 사이에서 크게 다르기 때문에, 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트의 도전부와 집적회로 장치의 피검사 전극 사이에 위치 어긋남이 발생하는 결과, 전기적 접속 상태가 변화하여 안정된 접속 상태가 유지되지 않는다는 문 제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 개구를 갖는 금속제의 프레임판과, 이 프레임판의 개구에 배치되어, 그 주연부가 해당 프레임판의 개구 모서리부에 지지된 이방 도전성 시트로 이루어지는 이방 도전성 커넥터가 제안되어 있다(예를 들어 하기 선행 문헌 4 참조).
이 이방 도전성 커넥터는, 일반적으로 이하와 같이 하여 제조된다.
도31에 도시한 바와 같이, 상부형(81) 및 이것과 쌍을 이루는 하부형(85)으로 이루어지는 이방 도전성 엘라스토머 시트 성형용의 금형을 준비하여, 이 금형 내에 개구(91)를 갖는 프레임판(90)을 위치 정렬하여 배치하는 동시에, 경화 처리에 의해 탄성 고분자 물질이 되는 고분자 물질 형성 재료 중에 자성을 띠는 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.
상기 금형에서의 상부형(81) 및 하부형(85)의 각각은, 예를 들어 강자성체로 이루어지는 기판(82, 86) 위에 성형해야 할 이방 도전성 엘라스토머 시트의 도전부의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 복수의 강자성체층(83, 87)이 형성되고, 이들 강자성체층(83, 87)이 형성된 부위 이외의 부위에 비자성체층(84, 88)이 형성되어 있고, 강사성체층(83, 87) 및 비자성체층(84, 88)에 의해 성형면이 형성되어 있다. 또한, 상부형(81) 및 하부형(85)의 성형면에서의 강자성체층(83, 87)이 위치하는 부위에는, 이방 도전성 엘라스토머 시트에 돌출부를 형성하기 위한 오목부(84a, 88a)가 형성되어 있다. 그리고 상부형(81) 및 하부형(85)은 대응하는 강자성체층(83, 87)이 서로 대향하도록 배치되어 있다.
그리고 상부형(81)의 상면 및 하부형(85)의 하면에 예를 들어 한 쌍의 전자석을 배치하여 이것을 작동시킴으로써, 성형 재료층(95)에는 상부형(81)의 강자성체층(83)과 이에 대응하는 하부형(85)의 강자성체층(87) 사이의 부분, 즉 도전부가 되는 부분에 있어서, 그 이외의 부분보다 큰 강도의 자장이 해당 성형 재료층(95)의 두께 방향으로 작용한다. 그 결과, 성형 재료층(95) 중에 분산되어 있는 도전성 입자(P)는, 해당 성형 재료층(95)에서의 큰 강도의 자장이 작용하고 있는 부분, 즉 상부형(81)의 강자성체층(83)과 이에 대응하는 하부형(85)의 강자성체층(87) 사이의 부분에 집합하고, 또한 두께 방향으로 늘어서도록 배향한다. 그리고 이 상태에서 성형 재료층(95)의 경화 처리를 행함으로써, 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 늘어서도록 배향된 상태에서 함유된 복수의 도전부와, 이들의 도전부를 서로 절연하는 절연부로 이루어져, 도전부가 절연부의 표면으로부터 돌출하는 돌출부가 형성된 이방 도전성 엘라스토머 시트가, 그 주연부가 프레임판의 개구 모서리부에 지지된 상태에서 성형됨으로써 이방 도전성 커넥터가 제조된다.
이러한 이방 도전성 커넥터에 따르면, 이방 도전성 엘라스토머 시트가 금속제의 프레임판에 지지되어 있으므로 변형하기 어려워 취급하기 쉽고, 또한 미리 프레임판에 위치 결정용 마크(예를 들어 구멍)를 형성함으로써, 집적회로 장치의 전기적 접속 작업에 있어서, 해당 집적회로 장치에 대한 위치 정렬 및 보유 지지 고 정을 쉽게 행할 수 있고, 게다가 프레임판을 구성하는 재료로서 열팽창률이 작은 것을 이용함으로써, 이방 도전성 시트의 열팽창이 프레임판에 의해 규제되므로, 온도 변화에 의한 열 이력을 받은 경우에도 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트의 도전부와 집적회로 장치의 피검사 전극과의 위치 어긋남이 방지되는 결과, 양호한 전기적 접속 상태가 안정적으로 유지된다.
그런데 웨이퍼에 형성된 집적회로에 대하여 행해지는 프로브 시험에 있어서는, 종래 웨이퍼에 형성된 다수의 집적회로 중 예를 들어 16개 또는 32개의 집적회로로 이루어지는 집적회로군에 대하여 일괄적으로 프로브 시험을 행하고, 차례대로 그 밖의 집적회로군에 대하여 프로브 시험을 행하는 방법이 채용되어 있다.
그리고 최근 검사 효율을 향상시켜 검사 비용의 저감화를 도모하기 위해, 웨이퍼에 형성된 다수의 집적회로 중 예를 들어 64개 혹은 124개 또는 모든 집적회로에 대하여 일괄적으로 프로브 시험을 행하는 것이 요청되어 있다.
한편, 번인 시험에 있어서는 검사 대상인 집적회로 장치는 미소한 것으로 그 취급이 불편한 것이므로, 다수의 집적회로 장치의 전기적 검사를 개별적으로 행하기 위해서는 긴 시간을 필요로 해 검사 비용이 상당히 높아진다. 이러한 이유에서, 웨이퍼 위에 형성된 다수의 집적회로에 대하여, 이들의 번인 시험을 웨이퍼의 상태에서 일괄적으로 행하는 WLBI(Wafer Level Burn-in) 시험이 제안되어 있다.
그러나 검사 대상인 웨이퍼가, 예를 들어 직경이 8인치 이상의 대형인 것으로, 그 피검사 전극의 수가 예를 들어 5000 이상, 특히 10000 이상의 것인 경우에는 각 집적회로에서의 피검사 전극의 피치가 매우 작은 것이므로, 프로브 시험 또 는 WLBI 시험을 위한 프로브 부재로서 상기한 이방 도전성 커넥터를 적용하면, 이하와 같은 문제가 있다.
즉, 직경이 예를 들어 8인치(약 20 cm)인 웨이퍼를 검사하기 위해서는, 이방 도전성 커넥터로서, 그 이방 도전성 엘라스토머 시트의 직경이 8인치 정도인 것을 이용하는 것이 필요해진다. 그런데 이러한 이방 도전성 엘라스토머 시트는 전체 면적이 큰 것이지만, 각 도전부는 미세하고, 해당 이방 도전성 엘라스토머 시트의 표면에 차지하는 도전부 표면의 면적 비율이 낮은 것이므로, 해당 이방 도전성 엘라스토머 시트를 확실하게 제조하는 것은 매우 곤란하다.
또한, 형성해야 할 도전부가 미세하고 피치가 매우 작은 것이므로, 인접하는 도전부 사이에서 소요의 절연성을 갖는 이방 도전성 엘라스토머 시트를 확실하게 제조하는 것이 곤란하다. 이것은, 이하의 이유에 의한 것이라 생각된다.
상술한 바와 같이, 이방 도전성 엘라스토머 시트를 제조할 때에는 고분자 물질 형성 재료 중에 자성을 띠는 도전성 입자가 분산되어 이루어지는 성형 재료층에 대하여, 강도 분포를 갖는 자장을 두께 방향으로 작용시킴으로써, 도전성 입자가 집합하여 밀(密)해지는 부분과, 도전성 입자가 소(疎)해지는 부분을 형성하고, 해당 성형 재료층에 대하여 경화 처리를 함으로써, 도전성 입자가 밀하게 함유된 도전부와, 도전성 입자가 전혀 혹은 거의 함유되어 있지 않은 절연부를 형성한다.
그런데 직경이 8인치 이상으로, 검사 전극 수가 5000개 이상인 웨이퍼에 대응하는 이방 도전성 엘라스토머 시트를 제조하는 경우에는, 전술한 금형을 이용하여 성형 재료층에 강도 분포를 갖는 자장을 작용시켜도, 인접하는 강자성체층에 의 한 자장이 영향을 줘 도전성 입자를 소기의 부분에 집합시키기 어려워진다. 특히, 돌출부를 갖는 이방 도전성 엘라스토머 시트를 제조하는 경우에는 금형의 성형면에 형성된 오목부에 의해 도전성 입자의 횡 방향의 이동이 저해되므로, 도전성 입자를 소기의 부분에 한층 집합시키기 어려워진다.
따라서, 얻을 수 있는 이방 도전성 엘라스토머 시트에 있어서는 도전부에 소요량의 도전성 입자가 충전되지 않아 도전부의 도전성이 저하될 뿐만 아니라, 절연부에 도전성 입자가 잔존하므로, 인접하는 도전부 사이의 전기 저항치가 저하되어 인접하는 도전부 사이에 소요의 절연성을 확보하는 것이 곤란해진다.
또한, 최근에 있어서는 돌기형 전극(범프)을 갖는 집적회로가 형성된 웨이퍼가 제조되어 있고, 그 제조 공정에서 해당 웨이퍼에 형성된 집적회로의 전기적 검사가 행해지고 있다.
그러나 이러한 웨이퍼의 전기적 검사에 있어서 돌출부를 갖는 이방 도전성 엘라스토머 시트를 이용하는 경우에는, 해당 이방 도전성 엘라스토머 시트의 반복 사용에서의 내구성이 저하된다고 하는 문제가 있다.
즉, 검사 대상인 웨이퍼에서의 피검사 전극인 돌기형 전극을 이방 도전성 엘라스토머 시트의 도전부에 압접하는 동작이 반복됨으로써, 해당 도전부에서의 돌출부가 조기에 압괘하고, 해당 도전부에는 영구적인 변형이 발생하므로, 해당 도전부와 피검사 전극과의 안정된 전기적 접속을 얻을 수 없다.
또한, 직경이 8인치 또는 12인치인 웨이퍼에 높은 집적도로 형성된 집적회로에 대하여 프로브 시험을 행하는 방법으로서는, 웨이퍼에 형성된 모든 집적회로에 대하여 일괄적으로 프로브 시험을 행하는 방법 외에, 웨이퍼를 2 이상의 영역으로 분할하여, 분할된 영역마다 해당 영역에 형성된 집적회로에 대하여 일괄적으로 프로브 시험을 행하는 방법을 예로 들 수 있지만, 이러한 방법에 이용되는 이방 도전성 커넥터로서는 검사 비용의 저감화를 도모하기 위해 반복 사용에서의 내구성이 높은 것이 요망되고 있다.
선행 문헌 1 : 일본 특허 공개 소51-93393호 공보
선행 문헌 2 : 일본 특허 공개 소53-147772호 공보
선행 문헌 3 : 일본 특허 공개 소61-250906호 공보
선행 문헌 4 : 일본 특허 공개 평11-40224호 공보
본 발명은 이상과 같은 사정을 기초로 하여 이루어진 것으로, 그 제1 목적은 검사 대상인 웨이퍼가, 예를 들어 직경이 8인치 이상의 대면적인 것으로, 형성된 집적회로에서의 피검사 전극의 피치가 작은 것이라도, 해당 웨이퍼에 대한 위치 정렬 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있고, 게다가 모든 접속용 도전부에 대하여 양호한 도전성을 확실하게 얻을 수 있는 동시에 인접하는 접속용 도전부 사이의 절연성을 확실하게 얻을 수 있고, 또한 반복하여 사용한 경우에도 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되는 이방 도전성 커넥터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은 상기한 목적에다가, 또한 작은 하중으로 가압해도 접속용 도전부에 양호한 도전성을 얻을 수 있는 이방 도전성 커넥터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제3 목적은 상기한 목적에다가, 또한 온도 변화에 의한 열 이력 등의 환경 변화에 대해서도 양호한 전기적 접속 상태가 안정적으로 유지되는 이방 도전성 커넥터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제4 목적은 검사 대상인 웨이퍼가, 예를 들어 직경이 8인치 이상의 대면적인 것으로 형성된 집적회로에서의 피검사 전극의 피치가 작은 것이라도, 해당 웨이퍼에 대한 위치 정렬 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있고, 게다가 각 피검사 전극에 대한 접속 신뢰성이 높고, 반복하여 사용한 경우에도 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되는 프로브 부재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제5 목적은 직경이 8인치 또는 12인치인 웨이퍼에 높은 집적도로 형성된 집적회로에 대하여 프로브 시험을 행하는 경우에 있어서, 반복 사용에서의 내구성이 높은 이방 도전성 커넥터 및 프로브 부재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제6 목적은 대면적의 웨이퍼에 높은 집적도로 형성된, 돌기형 전극을 갖는 집적회로에 대하여 전기적 검사를 행하는 경우에 있어서, 반복 사용에서의 높은 이방 도전성 커넥터 및 프로브 부재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제7 목적은 상기한 프로브 부재를 사용하여, 웨이퍼에 형성된 복수의 집적회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태에서 행하는 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 이방 도전성 커넥터는 도전성 입자가 함유된 두께 방향으로 신장하는 복수의 접속용 도전부가 절연부에 의해 서로 절연된 상태에서 배치된 기능부를 갖는 탄성 이방 도전막을 구비하여 이루어지는 이방 도전성 커넥터에 있어서,
상기 탄성 이방 도전막의 기능부에서의 접속용 도전부의 두께를 T1이라 하고, 해당 기능부에서의 절연부의 두께를 T2라 했을 때, 비(T2/T1)가 0.9 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 이방 도전성 커넥터는 웨이퍼에 형성된 복수의 집적회로 각각에 대하여, 해당 집적회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태에서 행하기 위해 이용되는 이방 도전성 커넥터에 있어서,
검사 대상인 웨이퍼에 형성된 모든 또는 일부의 집적회로에서의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 각각 두께 방향으로 관통하는 복수의 이방 도전막 배치용 구멍이 형성된 프레임판과, 이 프레임판의 각 이방 도전막 배치용 구멍 내에 배치되어, 해당 이방 도전막 배치용 구멍의 주변부에 지지된 복수의 탄성 이방 도전막으로 이루어지고,
상기 탄성 이방 도전막의 각각은 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적회로에서의 피검사 전극에 대응하여 배치된 자성을 띠는 도전성 입자가 밀하게 함유되어 이루어지는 두께 방향으로 신장하는 복수의 접속용 도전부와, 이들의 접속용 도전부를 서로 절연하는 절연부를 갖는 기능부를 구비하여 이루어지며,
상기 탄성 이방 도전막의 기능부에서의 접속용 도전부의 두께를 T1이라 하고, 해당 기능부에서의 절연부의 두께를 T2라 했을 때, 비(T2/T1)가 0.9 이상인 것을 특징으로 한다.
이러한 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 탄성 이방 도전막 각각의 기능부 중 적어도 일면이 평탄면으로 되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 탄성 이방 도전막 각각의 기능부는, 적어도 평탄면이 된 일면이 다른 부분보다 돌출하도록 형성되어 있고,
모든 탄성 이방 도전막의 기능부 일면의 면적 총합을 S1이라 하고, 검사 대상인 웨이퍼에서의 피검사 전극이 형성된 측의 표면 면적을 S2라 했을 때, 비(S1/S2)가 0.001 내지 0.3인 것이 바람직하다.
또한, 프레임판의 선열팽창 계수가 3 × 10-5/K 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 프로브 부재는 웨이퍼에 형성된 복수의 집적회로 각각에 대하여, 해당 집적회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태에서 행하기 위해 이용되는 프로브 부재이며,
검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적회로에서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 검사 전극이 표면에 형성된 검사용 회로 기판과, 이 검사용 회로 기판의 표면에 배치된 상기 프레임판을 갖는 이방 도전성 커넥터를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 프로브 부재에 있어서는 상기 이방 도전성 커넥터에서의 프레임판의 선열팽창 계수가 3 × 10-5/K 이하이며, 상기 검사용 회로 기판을 구성하는 기판 재료의 선열팽창 계수가 3 × 10-5/K 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 이방 도전성 커넥터 위에 절연성 시트와, 이 절연성 시트를 그 두께 방향으로 관통하여 신장하고, 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 배치된 복수의 전극 구조체로 이루어지는 시트형 커넥터가 배치되어 있어도 좋다.
본 발명의 웨이퍼 검사 장치는, 웨이퍼에 형성된 복수의 집적회로 각각에 대하여, 해당 집적회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태에서 행하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서,
상기한 프로브 부재를 구비하여 이루어지며, 해당 프로브 부재를 거쳐서 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적회로에 대한 전기적 접속이 달성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 웨이퍼 검사 방법은 웨이퍼에 형성된 복수의 집적회로 각각을, 상기 프로브 부재를 거쳐서 검사기에 전기적으로 접속하고, 해당 웨이퍼에 형성된 집적회로의 전기적 검사를 실행하는 것을 특징으로 한다.
[발명의 효과]
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 있으므로 변형하기 어려워 취급하기 쉽고, 검사 대상인 웨이퍼와의 전기적 접속 작업에 있어서, 해당 웨이퍼에 대한 위치 정렬 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막의 기능부에서의 접속용 도전부의 두께와 절연부의 두께와의 차가 없거나 혹은 작기 때문에, 해당 탄성 이방 도전막의 형성에 있어서 이용되는 금형은 평탄한 성형면을 갖는 것이나 혹은 오목부의 깊이가 작은 성형면을 갖는 것으로, 성형 재료층에 자장을 작용시켰을 때에 도전성 입자의 이동이 저해되는 일이 없고, 도전성 입자가 성형 재료층에서의 절연부가 되는 부분에 거의 잔류하지 않아 도전성 입자를 쉽게 접속용 도전부가 되는 부분에 집합시킬 수 있다. 그 결과, 형성되는 모든 접속용 도전부에 대하여 양호한 도전성을 얻을 수 있는 동시에 인접하는 접속용 도전부 사이에 충분한 절연성을 확실히 얻을 수 있다.
또한, 이방 도전성막의 기능부 표면에서의 접속용 도전부의 높이 레벨과 절연부의 높이 레벨과의 차가 없거나 혹은 작기 때문에, 검사 대상인 웨이퍼가 돌기형의 피검사 전극을 갖는 것이라도, 접속용 도전부에 돌출부의 압괘에 의한 영구적인 변형이 발생하는 것이 회피 또는 억제되므로, 반복 사용에서의 높은 내구성을 얻을 수 있다.
또한, 평탄면이 된 기능부의 일면이 다른 부분보다 돌출하도록 형성되고, 해당 기능부의 일면의 면적과 검사 대상인 웨이퍼의 표면 면적과의 비가 특정한 범위에 있는 구성에 따르면, 해당 이방 도전성 커넥터를 두께 방향으로 가압했을 때에, 그 하중이 기능부에만 집중하여 작용하므로, 작은 하중으로 가압해도 접속용 도전부에 양호한 도전성을 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍 각각은 검사 대상인 웨이퍼에서의 집적회로의 피검사 전극이 형성된 전극 영역에 대응하여 형성되어 있고, 해당 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 배치되는 탄성 이방 도전막은 면적이 작은 것이 좋으므로, 개개의 탄성 이방 도전막의 형성이 용이하다. 게다가, 면적이 작은 탄성 이방 도전막은 열 이력을 받은 경우라도, 해당 탄성 이방 도전막의 면 방향에서의 열팽창의 절대량이 적기 때문에, 프레임판을 구성하는 재료로서 선열팽창 계수가 작은 것을 이용함으로써, 탄성 이방 도전막의 면 방향에서의 열팽창이 프레임판에 의해 확실하게 규제된다. 따라서, 대면적의 웨이퍼에 대하여 WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서도, 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지하는 것이 가능하다.
본 발명에 관한 프로브 부재에 따르면, 검사 대상인 웨이퍼와의 전기적 접속 작업에 있어서, 해당 웨이퍼에 대한 위치 정렬 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있고, 게다가 돌기형 전극을 갖는 집적회로가 형성된 웨이퍼의 검사에 있어서, 반복 사용한 경우에도 장기간에 걸쳐 소요의 도전성을 유지할 수 있다.
본 발명에 관한 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법에 따르면, 상기 프로브 부재를 거쳐서 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 대한 전기적 접속이 달성되므로, 피검사 전극의 피치가 작은 것이라도 해당 웨이퍼에 대한 위치 정렬 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있고, 게다가 돌기형 전극을 갖는 집적회로가 형성된 웨이퍼에 대하여, 반복 검사를 행한 경우에도 소요의 전기적 검사를 장기간에 걸쳐 안정적으로 실행할 수 있다.
도1은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 일례를 도시하는 평면도이다.
도2는 도1에 도시하는 이방 도전성 커넥터의 일부를 확대하여 도시하는 평면도이다.
도3은 도1에 도시하는 이방 도전성 커넥터에서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도4는 도1에 도시하는 이방 도전성 커넥터에서의 탄성 이방 도전막을 확대하 여 도시하는 설명용 단면도이다.
도5는 탄성 이방 도전막 성형용의 금형에 성형 재료가 도포되어 성형 재료층이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.
도6은 탄성 이방 도전 성형용의 금형을 그 일부를 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.
도7은 도5에 도시하는 금형의 상부형 및 하부형 사이에 스페이서를 거쳐서 프레임판이 배치된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.
도8은 금형의 상부형과 하부형 사이에, 목적으로 하는 형태의 성형 재료층이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.
도9는 도8에 도시하는 성형 재료층을 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.
도10은 도9에 도시하는 성형 재료층에 그 두께 방향으로 강도 분포를 갖는 자장이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.
도11은 본 발명에 관한 웨이퍼 검사 장치의 일례에서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도12는 도11에 도시하는 웨이퍼 검사 장치에서의 프로브 부재의 주요부의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도13은 본 발명에 관한 웨이퍼 검사 장치의 다른 예에서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도14는 도13에 도시하는 웨이퍼 검사 장치에서의 프로브 부재의 주요부의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도15는 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 다른 예에서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도16은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 다른 예에서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.
도17은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 또 다른 예에서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도18은 본 발명에 관한 웨이퍼 검사 장치의 또 다른 예에서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도19는 도18에 도시하는 웨이퍼 검사 장치에서의 프로브 부재의 주요부의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도20은 돌기형 전극을 갖는 웨이퍼를 검사하기 위한 웨이퍼 검사 장치의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도21은 도20에 도시하는 웨이퍼 검사 장치에서의 프로브 부재의 주요부의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.
도22는 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 또 다른 예에서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도23은 실시예에서 사용한 평가용 웨이퍼의 상면도이다.
도24는 도23에 도시하는 평가용 웨이퍼에 형성된 집적회로의 피검사 전극 영역의 위치를 도시하는 설명도이다.
도25는 도23에 도시하는 평가용 웨이퍼에 형성된 집적회로의 피검사 전극을 도시하는 설명도이다.
도26은 실시예에서 제작한 프레임판의 상면도이다.
도27은 도26에 도시하는 프레임판의 일부를 확대하여 도시하는 설명도이다.
도28은 실시예에서 제작한 금형의 성형면을 확대하여 도시하는 설명도이다.
도29는 비교용 이방 도전성 커넥터를 얻기 위해 사용한 탄성 이방 도전 성형용의 금형의 일부를 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.
도30은 비교용 이방 도전성 커넥터를 얻기 위해 사용한 탄성 이방 도전 성형용의 금형의 성형면을 확대하여 도시하는 설명도이다.
도31은 종래의 이방 도전성 커넥터를 제조하는 공정에서, 금형 내에 프레임판이 배치되는 동시에, 성형 재료층이 형성된 상태를 도시하는 설명용 단면도이다.
[부호의 설명]
1 : 프로브 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 : 공기 유통 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
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 55 : 배기관
55 : O링 60 : 금형
61 : 상부형 62 : 기판
63, 63a : 강자성체층 64 : 비자성체층
64a, 64b, 64c : 오목부 65 : 하부형
66 : 기판 67, 67a : 강자성체층
68 : 비자성체층 68a, 68b, 68c : 오목부
69a, 69b : 스페이서 81 : 상부형
82 : 기판 83 : 강자성체층
84 : 비자성체층 84a : 오목부
85 : 하부형 86 : 기판
87 : 강자성체층 88 : 비자성체층
88a : 오목부 90 : 프레임판
91 : 개구 95 : 성형 재료층
P : 도전성 입자
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
[이방 도전성 커넥터]
도1은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 일례를 도시하는 평면도, 도2는 도1에 도시하는 이방 도전성 커넥터의 일부를 확대하여 도시하는 평면도, 도3은 도1에 도시하는 이방 도전성 커넥터에서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도, 도4는 도1에 도시하는 이방 도전성 커넥터에서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다.
도1에 도시하는 이방 도전성 커넥터는, 예를 들어 복수의 집적회로가 형성된 웨이퍼에 대하여 해당 집적회로 각각의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태에서 행하기 위해 이용되는 것으로, 도2에 도시한 바와 같이 각각 두께 방향으로 관통하여 신장하는 복수의 이방 도전막 배치용 구멍(11)(파선으로 도시함)이 형성된 프레임판(10)을 갖는다. 이 프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11)은 검사 대상인 웨이퍼에서의 집적회로의 피검사 전극이 형성된 전극 영역의 패턴에 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 상태에서, 또한 인접하는 탄성 이방 도전막(20)과 서로 독립된 상태에서 배치되어 있다. 또한, 본 예에서의 프레임판(10)에는 후술하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서, 감압 방식의 가압 수단을 이용하는 경우에 해당 이력 도전성 커넥터와 이에 인접하는 부재 사이의 공기를 유통하기 위한 공기 유통 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 수직인 방향)으로 신장하는 복수의 접속용 도전부(22)와, 이 접속용 도전부(22) 각각의 주위에 형성되어, 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) 내에 위치하도록 배치되어 있다. 이 기능부(21)에서의 접속용 도전부(22)는 검사 대상인 웨이퍼에서의 집적회로의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 배치되고, 해당 웨이퍼의 검사에 있어서 그 피검사 전극에 전기적으로 접속되는 것이다.
기능부(21)의 주연부에는 프레임판(10)에서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 고정 지지된 피지지부(25)가 해당 기능부(21)에 일체로 연속하여 형성되어 있다. 구체적으로는, 본 예에서의 피지지부(25)는 두 갈래 형상으로 형성되어 있고, 프레임판(10)에서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부를 파지하도록 밀착한 상태에서 고정 지지되어 있다.
탄성 이방 도전막(20)의 기능부(21)에서의 접속용 도전부(22)에는, 도4에 도시한 바와 같이 자성을 띠는 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 늘어서도록 배향된 상태에서 밀하게 함유되어 있다. 이에 대하여, 절연부(23)는 도전성 입자(P)가 전혀 혹은 거의 함유되어 있지 않은 것이다. 본 예에 있어서는 탄성 이방 도전막(20)에서의 피지지부(25)에는 도전성 입자(P)가 함유되어 있다.
본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 탄성 이방 도전막(20)의 기능부(21)에서의 접속용 도전부(22)의 두께를 T1이라 하고, 해당 기능부(21)에서의 절연부(23)의 두께를 T2라 했을 때, 접속용 도전부(22)의 두께에 대한 절연부(23)의 두께의 비(T2/T1)가 0.9 이상이 되고, 바람직하게는 0.92 내지 1.2가 된다. 본 예에서는, 탄성 이방 도전막(20)의 기능부(21)는 그 양면이 평탄면으로 되어 있고, 접속용 도전부(22)의 두께에 대한 절연부(23)의 두께의 비(T2/T1)가 1이다. 이와 같이 비(T2/T1)가 1인 경우에는, 해당 이방 도전성 커넥터의 제조에 있어서 수율이 향상되어, 피검사 전극이 돌기형인 것이라도 접속용 도전부의 변형에 의해 해당 접속용 도전부의 전기 저항의 상승이 억제되어, 반복 사용에서의 내구성이 한층 양호해지므로, 특히 바람직하다.
이 비(T2/T1)가 과소인 경우에는, 이방 도전성막(20)의 형성에 있어서 성형 재료층에 강도 분포를 갖는 자장을 작용시켰을 때에, 해당 성형 재료층 중의 도전성 입자를 접속용 도전부(22)가 되어야 할 부분에 집합시키기 어려워져 얻을 수 있는 접속용 도전부(22)의 전기 저항이 높아지거나, 인접하는 접속용 도전부(22) 사이의 전기 저항이 낮아지거나 한다.
또한, 본 예의 이방 도전성 커넥터에 있어서는 탄성 이방 도전막(20) 각각의 기능부(21)는 피지지부(25)의 두께보다 큰 두께를 갖는 것이 되어, 각각의 기능부(21)의 일면 및 다른 면이 피지지부(25)보다 돌출하도록 형성되어 있다.
이러한 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 모든 탄성 이방 도전막(20)의 기능부(21) 일면의 면적 총합을 S1이라 하고, 검사 대상인 웨이퍼에서의 피검사 전극이 형성된 측의 표면 면적을 S2라 했을 때, 비(S1/S2)가 0.001 내지 0.3인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.002 내지 0.2이다.
이 비(S1/S2)의 값이 과소인 경우에는, 해당 이방 도전성 커넥터를 가압 상태에서 개방했을 때에, 탄성 이방 도전막(20) 각각의 기능부(21)가 검사용 회로 기판의 자중에 의해, 혹은 탄성 이방 도전막(20) 자체가 갖는 태크성에 의해, 해당 탄성 이방 도전막(20) 각각이 압축한 채로의 상태가 되어, 원래의 형상으로 복원하는 것이 곤란해질 가능성이 있어, 이에 의해 탄성 이방 도전막(20)의 반복 사용에 의한 내구성을 현저히 저하하는 경우가 있다. 한편, 이 비(S1/S2)의 값이 과대한 경우에는, 검사 대상인 웨이퍼에 대한 전기적 접속을 달성하기 위해, 해당 이방 도전성 커넥터를 상당히 큰 하중으로 가압해야만 한다. 그로 인해, 웨이퍼 검사 장치에 대형의 가압 기구를 구비하는 것이 필요해져, 그 결과 웨이퍼 검사 장치 전체가 대형이 되는 동시에, 웨이퍼 검사 장치의 제조 비용이 증대한다고 하는 문제가 발생한다. 또한, 이방 도전성 커넥터를 상당히 큰 하중으로 가압하기 때문에, 이방 도전성 커넥터, 검사용 회로 기판 및 검사 대상인 웨이퍼에 손상을 주기 쉽다고 하는 문제가 발생한다.
프레임판(10)의 두께는, 그 재질에 따라 다르지만 20 내지 600 ㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 40 내지 400 ㎛이다.
이 두께가 20 ㎛ 미만인 경우에는, 이방 도전성 커넥터를 사용할 때에 필요한 강도를 얻을 수 없어 내구성이 낮은 것이 되기 쉽고, 또한 해당 프레임판(10)의 형상이 유지될 정도의 강성을 얻을 수 없어, 이방 도전성 커넥터의 취급성이 낮아 진다. 한편, 이 두께가 600 ㎛를 넘는 경우에는, 이방 도전막 배치용 구멍(11)에 형성되는 탄성 이방 도전막(20)은, 그 두께가 과대해져 접속용 도전부(22)에서의 양호한 도전성 및 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에서의 절연성을 얻기 어려워지는 경우가 있다.
프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11)에서의 면 방향의 형상 및 치수는, 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극의 치수, 피치 및 패턴에 따라서 설계된다.
프레임판(10)을 구성하는 재료로서는, 해당 프레임판(10)이 쉽게 변형하지 않아, 그 형상이 안정적으로 유지될 정도의 강성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 금속 재료, 세라믹스 재료, 수지 재료 등의 여러 가지의 재료를 이용할 수 있다. 또한, 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 2종류 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)에서의 피지지부(25)에 도전성 입자(P)를 쉽게 함유시킬 수 있는 점에서, 적어도 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부, 즉 탄성 이방 도전막(20)을 지지하는 부분이 자성을 띠는 것, 구체적으로는 그 포화 자화가 0.1 Wb/㎡ 이상인 것이 바람직하고, 특히 해당 프레임판(10)의 제작이 용이한 점에서 프레임판(10) 전체가 자성체에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 프레임판(10)을 구성하는 자성체의 구체예로서는 철, 니켈, 코발트 혹은 이들의 자성 금속의 합금 또는 이들의 자성 금속과 다른 금속과의 합금 혹은 합금강 등을 들 수 있다.
또한, 이방 도전성 커넥터를 WLBI 시험에 이용하는 경우에는, 프레임판(10)을 구성하는 재료로서는 선열팽창 계수가 3 × 10-5/K 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 -1 × 10-7 내지 1 × 10-5/K, 특히 바람직하게는 1 × 10-6 내지 8 × 10-6/K이다.
이러한 재료의 구체예로서는, 인바 등의 인바형 합금, 에린버 등의 에린버형 합금, 슈퍼인바, 코발트, 42 합금 등의 자성 금속의 합금 또는 합금강 등을 들 수 있다.
탄성 이방 도전막(20)의 기능부(21)의 전 두께는 40 내지 3000 ㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 50 내지 2500 ㎛, 특히 바람직하게는 70 내지 2000 ㎛이다. 이 두께가 40 ㎛ 이상이면, 충분한 강도를 갖는 탄성 이방 도전막(20)을 확실하게 얻을 수 있다. 한편, 이 두께가 3 000 ㎛ 이하이면, 소요의 도전 특성을 갖는 접속용 도전부(22)를 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 피지지부(25)의 두께(도시한 예에서는 두 갈래 부분 중 한쪽 두께)는, 5 내지 600 ㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 500 ㎛이다.
또한, 피지지부(25)는 두 갈래 형상으로 형성되어 프레임판(10)의 양면에 고정되는 것은 필수적인 것은 아니며, 프레임판(10)의 일면에만 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 경화성 고분자 물질 형성 재료로서는, 다양한 것을 이용할 수 있지만 액상 실리콘 고무가 바람직하다.
액상 실리콘 고무는 부가형인 것이나 축합형인 것이라도 좋지만, 부가형 액상 실리콘 고무가 바람직하다. 이 부가형 액상 실리콘 고무는, 비닐기와 Si-H 결합과의 반응에 의해 경화하는 것으로, 비닐기 및 Si-H 결합의 양쪽을 함유하는 폴리실록산으로 이루어지는 1액형(1성분형)의 것과, 비닐기를 함유하는 폴리실록산 및 Si-H 결합을 함유하는 폴리실록산으로 이루어지는 2액형(2성분형)의 것이 있지만, 본 발명에 있어서는 2액형의 부가형 액상 실리콘 고무를 이용하는 것이 바람직하다.
부가형 액상 실리콘 고무로서는, 그 23 ℃에서의 점도가 100 내지 1,250 Pa·s인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 150 내지 800 Pa·s, 특히 바람직하게는 250 내지 500 Pa·s인 것이다. 이 점도가 100 Pa·s 미만인 경우에는 후술하는 탄성 이방 도전막(20)을 얻기 위한 성형 재료에 있어서, 해당 부가형 액상 실리콘 고무 중에서의 도전성 입자의 침강이 발생하기 쉬워 양호한 보존 안정성을 얻을 수 없고, 또한 성형 재료층에 평행 자장을 작용시켰을 때에 도전성 입자가 두께 방향으로 늘어서도록 배향하지 않아 균일한 상태에서 도전성 입자의 연쇄(連鎖)를 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 이 점도가 1,250 Pa·s를 넘는 경우에는 얻을 수 있는 성형 재료가 점도가 높아지므로, 금형 내에 성형 재료층을 형성하기 어려운 경우가 있으며, 또한 성형 재료층에 평행 자장을 작용시켜도 도전성 입자가 충분히 이동하지 않아, 그로 인해 도전성 입자를 두께 방향으로 늘어서도록 배향시키기 어려워지는 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 ℃에서의 압축 영구 왜곡이 10 % 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 8% 이하, 더욱 바람직하게는 6 % 이하이다. 이 압축 영구 왜곡이 10 %를 넘는 경우에는, 얻을 수 있는 이방 도전성 커넥터를 고온 환경하에 있어서 반복 사용했을 때에는 접속용 도전부(22)에서의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 발생한 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 ℃에서의 듀로미터 A 경도가 10 내지 60인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내 지 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 쉬워 접속용 도전부(22) 사이의 소요의 절연성을 유지하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 이 듀로미터 A 경도가 60을 넘는 경우에는, 접속용 도전부(22)에 적정한 왜곡을 부여하기 위해 상당히 큰 하중에 의한 가압력이 필요해지므로, 예를 들어 검사 대상인 웨이퍼에 큰 변형이나 파괴가 발생하기 쉬워진다.
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 ℃에서의 파열 강도가 8 kN/m 이상의 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 kN/m 이상, 더욱 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 과도한 왜곡이 부여되었을 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 가부시끼가이샤 제품인 액상 실리콘 고무「KE2000」시리즈,「KE1950」시리즈,「KE1990」시리즈로서 시판되고 있는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 부가형 액상 실리콘 고무를 경화시키기 위해 적절한 경 화 촉매를 이용할 수 있다. 이러한 경화 촉매로서는, 백금계의 것을 이용할 수 있고, 그 구체예로서는 염화 백금산 및 그 염, 백금-불포화기 함유 실록산 콤플렉스, 비닐실록산과 백금과의 콤플렉스, 백금과 1, 3-디비닐테트라메틸디실록산과의 콤플렉스, 트리올가노포스핀 혹은 포스파이트와 백금과의 콤플렉스, 아세틸아세테이트 백금 킬레이트, 환형디엔과 백금과의 콤플렉스 등의 공지의 것을 들 수 있다.
경화 촉매의 사용량은 경화 촉매의 종류, 그 밖의 경화 처리 조건을 고려하여 적절하게 선택되지만, 통상 부가형 액상 실리콘 고무 100 중량부에 대하여 3 내지 15 중량부이다.
또한, 부가형 액상 실리콘 고무 중에는 부가형 액상 실리콘 고무의 틱소트로피성의 향상, 점도 조정, 도전성 입자의 분산 안정성의 향상, 혹은 높은 강도를 갖는 기재를 얻는 것 등을 목적으로 하여, 필요에 따라서 통상의 실리카 가루, 콜로이달 실리카, 에어로겔 실리카, 알루미나 등의 무기 충전재를 함유시킬 수 있다.
이러한 무기 충전재의 사용량은, 특별히 한정되는 것이 아니지만 다량으로 사용하면, 자장에 의한 도전성 입자의 배향을 충분히 달성할 수 없으므로 바람직하지 않다.
도전성 입자(P)의 수 평균 입자 직경은 3 내지 30 ㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 6 내지 15 ㎛이다.
또한, 도전성 입자(P)로서는 그 수 평균 입자 직경을 Dn이라 하고, 그 중량 평균 입자 직경을 Dw라 했을 때, 수 평균 입자 직경에 대한 중량 평균 입자 직경의 비(Dw/Dn)(이하, 단지「비(Dw/Dn)」라 함)의 값이 5 이하인 것을 이용하는 것이 바 람직하고, 더욱 바람직하게는 비(Dw/Dn)의 값이 3 이하이다. 이러한 도전성 입자를 이용함으로써, 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에서의 소요의 절연성을 한층 확실하게 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 입자의 평균 입자 직경은 레이저 회절 산란법에 의해 측정된 것을 말한다.
또한, 도전성 입자(P)로서는 입자 직경의 변동 계수가 50 % 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 35 % 이하인 것이다.
여기서, 입자 직경의 변동 계수는 식 : (σ/Dn) × 100(단, σ는 입자 직경의 표준편차의 값을 나타냄)에 의해 구할 수 있는 것이다.
도전성 입자(P)의 입자 직경의 변동 계수가 50 %를 넘는 경우에는, 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에서의 소요의 절연성을 확실히 얻기 어려워진다.
또한, 도전성 입자(P)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 고분자 물질 형성 재료 중에 쉽게 분산시킬 수 있는 점에서, 직사각형의 것, 별 형상의 것 혹은 이들이 응집한 2차 입자에 의한 덩어리형의 것이 바람직하다.
도전성 입자(P)로서는, 자성을 띠는 코어 입자(이하,「자성 코어 입자」라고도 함)의 표면에, 고도전성 금속이 피복되어 이루어지는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
여기서,「고도전성 금속」이라 함은 0 ℃에서의 도전율이 5 × 106 Ω-1m-1 이상인 것을 말한다.
자성 코어 입자를 구성하는 재료로서는 철, 니켈, 코발트, 이들의 금속을 구리, 수지에 코팅한 것 등을 이용할 수 있지만, 그 포화 자화가 0.1 Wb/㎡ 이상인 것을 바람직하게 이용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.3 Wb/㎡ 이상, 특히 바람직하게는 0.5 Wb/㎡ 이상인 것으로, 구체적으로는 철, 니켈, 코발트 또는 이들의 합금을 들 수 있고, 이들 중에서는 니켈이 바람직하다.
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 쉽게 이동시킬 수 있어, 이에 의해 해당 성형 재료층에서의 접속용 도전부가 되는 부분으로 도전성 입자(P)를 확실하게 이동시켜 도전성 입자(P)의 연쇄를 형성할 수 있다.
자성 코어 입자를 피복하는 고도전성 금속으로서는 금, 은, 로듐, 백금, 크롬 등을 이용할 수 있고, 이들 중에서는 화학적으로 안정되고 또한 높은 도전율을 갖는 점에서 금을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 높은 도전성을 갖는 접속용 도전부(22)를 얻기 위해, 도전성 입자(P)로서는 코어 입자에 대한 고도전성 금속의 비율[(고도전성 금속의 질량/코어 입자의 질량) × 100]이 15 질량 % 이상인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 25 내지 35 질량 %이다.
또한, 도전성 입자(P)의 함수율은 5 % 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3 % 이하, 더욱 바람직하게는 2 % 이하, 특히 바람직하게는 1 % 이하이다. 이러한 조건을 만족하는 도전성 입자(P)를 이용함으로써, 후술하는 제조 방법에 있어서 성형 재료층을 경화 처리할 때에 해당 성형 재료층 내에 기포가 생기는 것이 방지 또는 억제된다.
이러한 도전성 입자(P)는, 예를 들어 이하의 방법에 의해 얻을 수 있다.
우선, 강자성체 재료를 통상적인 방법에 의해 입자화하거나 혹은 시판되고 있는 강자성체 입자를 준비하여, 이 입자에 대하여 필요에 따라서 등급 분류 처리를 행한다.
여기서, 입자의 등급 분류 처리는, 예를 들어 공기 등급 분류 장치, 음파 진동 장치 등의 등급 분류 장치에 의해 행할 수 있다.
또한, 등급 분류 처리의 구체적인 조건은, 목적으로 하는 자성 코어 입자의 수 평균 입자 직경, 등급 분류 장치의 종류 등에 따라서 적절하게 설정된다.
계속해서, 자성 코어 입자의 표면을 산에 의해 처리하고, 또한 예를 들어 순수(純水)에 의해 세정함으로써, 자성 코어 입자의 표면에 존재하는 오물, 이물질, 산화막 등의 불순물을 제거하여, 그 후 해당 자성 코어 입자의 표면에 고도전성 금속을 피복함으로써, 자성을 띠는 도전성 입자를 얻을 수 있다.
여기서, 자성 코어 입자의 표면을 처리하기 위해 이용되는 산으로서는, 염산 등을 예로 들 수 있다.
고도전성 금속을 자성 코어 입자의 표면에 피복하는 방법으로서는, 무전해 도금법, 치환 도금법 등을 이용할 수 있지만, 이들의 방법에 한정되는 것은 아니다.
무전해 도금법 또는 치환 도금법에 의해 도전성 입자를 제조하는 방법에 대하여 설명하면, 우선 도금액 중에, 산 처리 및 세정 처리된 자성 코어 입자를 첨가 하여 슬러리를 조제하고, 이 슬러리를 교반하면서 해당 자성 코어 입자에 대하여 무전해 도금 또는 치환 도금을 행한다. 이어서, 슬러리 속의 입자를 도금액으로부터 분리하여, 그 후 해당 입자를 예를 들어 순수에 의해 세정 처리함으로써, 자성 코어 입자의 표면에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지는 도전성 입자를 얻을 수 있다.
또한, 자성 코어 입자의 표면에 기초 도금을 행하여 기초 도금층을 형성한 후, 해당 기초 도금층의 표면에 고도전성 금속으로 이루어지는 도금층을 형성해도 된다. 기초 도금층 및 그 표면에 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 것은 아니며, 여러 가지의 시판되고 있는 것을 이용할 수 있다.
이와 같이 하여 얻을 수 있는 도전성 입자에 대하여, 상기 입자 직경 및 입자 직경 분포를 갖는 것으로 하기 위해, 등급 분류 처리가 행해진다.
도전성 입자의 등급 분류 처리를 행하기 위한 등급 분류 장치로서는, 전술한 자석 코어 입자의 등급 분류 처리에 이용되는 등급 분류 장치로서 예시한 것을 이용할 수 있지만, 적어도 공기 등급 분류 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 공기 등급 분류 장치에 의해 도전성 입자를 등급 분류 처리함으로써, 상기한 입자 직경 및 입자 직경 분포를 갖는 도전성 입자를 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 도전성 입자(P)는 필요에 따라서 실란커플링제 등의 커플링제에 의해 처리되어 있어도 좋다. 도전성 입자(P)의 표면이 커플링제로 처리됨으로써, 해당 도전성 입자(P)와 탄성 고분자 물질과의 접착성이 높아져, 그 결과 얻을 수 있는 탄성 이방 도전막(20)은 반복 사용에서의 내구성이 높아지게 된다.
커플링제의 사용량은 도전성 입자(P)의 도전성에 영향을 주지 않는 범위에서 적절하게 선택되지만, 도전성 입자(P)의 표면에서의 커플링제의 피복률(도전성 코어 입자의 표면적에 대한 커플링제의 피복 면적의 비율)이 5 % 이상이 되는 양인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 피복률이 7 내지 100 %, 더욱 바람직하게는 10 내지 100 %, 특히 바람직하게는 20 내지 100 %가 되는 양이다.
기능부(21)의 접속용 도전부(22)에서의 도전성 입자(P)의 함유 비율은, 체적분률이 10 내지 60 %, 바람직하게는 15 내지 50 %가 되는 비율인 것이 바람직하다. 이 비율이 10 % 미만인 경우에는 충분히 전기 저항치가 작은 접속용 도전부(22)를 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, 이 비율이 60 %를 넘는 경우에는 얻을 수 있는 접속용 도전부(22)는 취약한 것이 되기 쉬워, 접속용 도전부(22)로서 필요한 탄성을 얻을 수 없는 경우가 있다.
또한, 피지지부(25)에서의 도전성 입자(P)의 함유 비율은 탄성 이방 도전막(20)을 형성하기 위한 성형 재료 중의 도전성 입자의 함유 비율에 따라 다르지만, 탄성 이방 도전막(20)에서의 접속용 도전부(22) 중 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)에, 지나친 양의 도전성 입자(P)가 함유되는 것이 확실하게 방지되는 점에서, 성형 재료 중의 도전성 입자의 함유 비율과 동등 혹은 그 이상인 것이 바람 직하고, 또한 충분한 강도를 갖는 피지지부(25)를 얻을 수 있는 점에서, 체적분률이 30 % 이하인 것이 바람직하다.
상기한 이방 도전성 커넥터는, 예를 들어 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.
우선, 검사 대상인 웨이퍼에서의 집적회로의 피검사 전극이 형성된 전극 영역의 패턴에 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.
계속해서, 부가형 액상 실리콘 고무 중에 자성을 띠는 도전성 입자가 분산되어 이루어지는 탄성 이방 도전막용의 성형 재료를 조제한다. 그리고 도5에 도시한 바와 같이 탄성 이방 도전성막 성형용의 금형(60)을 준비하여, 이 금형(60)에서의 상부형(61) 및 하부형(65) 각각의 성형면에, 탄성 이방 도전막용의 성형 재료를, 소요의 패턴 즉 형성해야 할 탄성 이방 도전막의 배치 패턴을 따라 도포함으로써 성형 재료층(20A)을 형성한다.
여기서, 금형(60)에 대하여 구체적으로 설명하면, 이 금형(60)은 상부형(61) 및 이것과 쌍을 이루는 하부형(65)이 서로 대향하도록 배치되어 구성되어 있다.
상부형(61)에 있어서는, 도6에 확대하여 도시한 바와 같이 기판(62)의 하면에, 성형해야 할 탄성 이방 도전성막(20)의 접속용 도전부(22)의 배치 패턴에 대응한 패턴을 따라 강자성체층(63)이 형성되고, 이 강자성체층(63) 이외의 부위에는 비자성체층(64)이 형성되어 있고, 이들의 강자성체층(63) 및 비자성체층(64)에 의해 성형면이 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 패턴을 따라 강자성체층(67)이 형성되고, 이 강자성체층(67) 이외의 부위에는 비자성체층(68)이 형성되어 있고, 이들의 강자성체층(67) 및 비자성체층(68)에 의해 성형면이 형성되어 있다.
또한, 상부형(61) 및 하부형(65) 각각의 성형면에는 피지지부(25)의 두께보다 큰 두께를 갖는 기능부(21)를 형성하기 위해, 오목부(64a, 68a)가 형성되어 있다.
상부형(61) 및 하부형(65) 각각에서의 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 평활하고, 화학적으로 탈지 처리되고, 또한 기계적으로 연마 처리된 것이 바람직하다.
또한, 상부형(61) 및 하부형(65) 각각에서의 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 대하여, 충분한 강도 분포를 갖는 자장을 작용시킬 수 있어, 이 결과 해당 성형 재료층(20A)에서의 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 도전성 입자를 고밀도로 집합시킬 수 있어, 양호한 도전성을 갖는 접속용 도전부(22)를 얻을 수 있다.
또한, 상부형(61) 및 하부형(65) 각각에서의 비자성체층(64, 68)을 구성하는 재료로서는, 구리 등의 비자성 금속, 내열성을 갖는 고분자 물질 등을 이용할 수 있지만, 포토리소그래피의 방법에 의해 쉽게 비자성체층(64, 68)을 형성할 수 있는 점에서, 전자파에 의해 경화된 고분자 물질을 바람직하게 이용할 수 있고, 그 재료로서는 예를 들어 아크릴계의 드라이 필름 레지스트, 에폭시계의 액상 레지스트, 폴리이미드계의 액상 레지스트 등의 포토레지스트를 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 패턴을 따라 도포하는 것이 용이하고, 게다가 적량의 성형 재료를 도포할 수 있다.
이어서, 도7에 도시한 바와 같이 성형 재료층(20A)이 형성된 하부형(65)의 성형면 위에, 스페이서(69a)를 거쳐서 프레임판(10)을 위치 정렬하여 배치하는 동시에, 이 프레임판(10) 위에 스페이서(69b)를 거쳐서 성형 재료층(20A)이 형성된 상부형(61)을 위치 정렬하여 배치하고, 또한 이들을 중합함으로써, 도8에 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, 도9에 도시한 바와 같이 도전성 입자(P)는 성형 재료층(20A) 전체로 분산된 상태에서 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 도전막 끼리가 연결되는 것이 방지되므로, 서로 독립 된 다수의 탄성 이방 도전막을 확실하게 형성할 수 있다.
그 후, 상부형(61)에서의 기판(62)의 상면 및 하부형(65)에서의 기판(66)의 하면에 예를 들어 한 쌍의 전자석을 배치하여 이것을 작동시킴으로써, 상부형(61) 및 하부형(65)의 강자성체층(63, 67)이 자극으로서 기능을 하므로, 상부형(61)의 강자성체층(63)과 이에 대응하는 하부형(65)의 강자성체층(67) 사이에 있어서 그 주변 영역보다 큰 강도를 갖는 자장이 형성된다. 그 결과, 성형 재료층(20A)에 있어서는 해당 성형 재료층(20A) 중에 분산되어 있던 도전성 입자(P)가, 도10에 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 늘어서도록 배향된다. 이상에 있어서, 프레임판(10)이 자성 금속으로 이루어지므로 상부형(61) 및 하부형(65) 각각과 프레임판(10) 사이에서 그 부근보다 큰 강도의 자장이 형성되는 결과, 성형 재료층(20A)에서의 프레임판(10)의 위쪽 및 아래쪽에 있는 도전성 입자(P)는 상부형(61)의 강자성체층(63)과 하부형(65)의 강자성체층(67) 사이에 집합하지 않아 프레임판(10)의 위쪽 및 아래쪽에 보유 지지된 상태가 된다.
그리고 이 상태에서 성형 재료층(20A)을 경화 처리함으로써, 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 늘어서도록 배향된 상태에서 함유되어 이루어지는 복수의 접속용 도전부(22)가, 도전성 입자(P)가 전혀 혹은 거의 존재하지 않는 고분자 탄성 물질로 이루어지는 절연부(23)에 의해 서로 절연된 상태에서 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 상태에서 형성됨으로써 이방 도전성 커넥터가 제조된다.
이상에 있어서, 성형 재료층(20A)에서의 접속용 도전부(22)가 되는 부분 및 피지지부(25)가 되는 부분에 작용시키는 외부 자장의 강도는, 평균 0.1 내지 2.5 T가 되는 크기가 바람직하다.
성형 재료층(20A)의 경화 처리는, 사용되는 재료에 따라 적절하게 선정되지만, 통상 가열 처리에 의해 행해진다. 가열에 의해 성형 재료층(20A)의 경화 처리를 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.
상기한 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 있으므로 변형하기 어려워 취급하기 쉽고, 검사 대상인 웨이퍼와의 전기적 접속 작업에 있어서, 해당 웨이퍼에 대한 위치 정렬 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막(20)의 기능부(21)에서의 접속용 도전부(22)의 두께와 절연부(23)의 두께와의 차가 없으므로, 해당 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서 이용되는 금형은 평탄한 성형면을 갖는 것으로, 성형 재료층(20A)에 자장을 작용시켰을 때에, 도전성 입자(P)의 이동이 저해되는 일이 없어 도전성 입자(P)가 성형 재료층(20A)에서의 절연부(23)가 되는 부분에 거의 잔류하지 않아 도전성 입자(P)를 쉽게 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 집합시킬 수 있다. 그 결과, 형성되는 모든 접속용 도전부(22)에 대하여, 양호한 도전성을 얻을 수 있는 동시에 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에 충분한 절연성을 확실히 얻을 수 있다.
또한, 이방 도전성막(20)의 기능부(21)의 표면에서의 접속용 도전부(22)의 높이 레벨과 절연부(23)의 높이 레벨과의 차가 없으므로, 검사 대상인 웨이퍼가 돌기형의 피검사 전극을 갖는 것이라도, 접속용 도전부(22)에 돌출부의 압괘에 의한 영구적인 변형이 발생하는 것이 회피되므로, 반복 사용에서의 높은 내구성을 얻을 수 있다.
또한, 탄성 이방 도전막(20)에서의 평탄면이 된 기능부(21)의 일면이 피지지부(25)보다 돌출하도록 형성되어, 기능부(21)의 일면 면적과 검사 대상인 웨이퍼의 표면 면적과의 비가 특정한 범위에 있음으로써, 해당 이방 도전성 커넥터를 두께 방향으로 가압했을 때에, 그 하중이 기능부에만 집중하여 작용하므로, 작은 하중으로 가압해도 접속용 도전부(22)에 양호한 도전성을 확실히 얻을 수 있다.
또한, 프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11) 각각은, 검사 대상인 웨이퍼에서의 집적회로의 피검사 전극이 형성된 전극 영역에 대응하여 형성되어 있고, 해당 이방 도전막 배치용 구멍(11) 각각에 배치되는 탄성 이방 도전막(20)은 면적이 작은 것이 좋으므로, 개개의 탄성 이방 도전막(20)의 형성이 용이하다. 게다가 면적이 작은 탄성 이방 도전막(20)은 열 이력을 받은 경우라도, 해당 탄성 이 방 도전막(20)의 면 방향에서의 열팽창의 절대량이 적기 때문에, 프레임판(10)을 구성하는 재료로서 선열팽창 계수가 작은 것을 이용함으로써, 탄성 이방 도전막(20)의 면 방향에서의 열팽창이 프레임판에 의해 확실하게 규제된다. 따라서, 대면적의 웨이퍼에 대하여 WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서도, 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 강자성체로 이루어지는 프레임판(10)을 이용함으로써, 그 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서, 성형 재료층(20A)에서의 피지지부(25)가 되는 부분에 예를 들어 자장을 작용시킴으로써 해당 부분에 도전성 입자(P)가 존재한 상태에서, 해당 성형 재료층(20A)의 경화 처리를 행함으로써, 성형 재료층(20A)에서의 피지지부(25)가 되는 부분 즉 프레임판(10)에서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부의 위쪽 및 아래쪽에 위치하는 부분에 존재하는 도전성 입자(P)가, 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 집합하지 않아, 그 결과 얻을 수 있는 탄성 이방 도전막(20)에서의 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 대하여 양호한 도전성을 확실히 얻을 수 있는 동시에 인접하는 접속용 도전부(22)와의 절연성을 확실히 얻을 수 있다.
또한, 프레임판(10)에 위치 결정 구멍(16)이 형성되어 있으므로, 검사 대상인 웨이퍼 또는 검사용 회로 기판에 대한 위치 정렬을 쉽게 행할 수 있다.
또한, 프레임판(10)에는 공기 유통 구멍(15)을 형성함으로써, 후술하는 웨이 퍼 검사 장치에 있어서, 프로브 부재를 압박하는 수단으로서 감압 방식에 의한 것을 이용한 경우에는, 챔버 내를 감압했을 때에 이방 도전성 커넥터와 검사용 회로 기판 사이에 존재하는 공기가 프레임판(10)의 공기 유통 구멍(15)을 거쳐서 배출되어, 이로써 이방 도전성 커넥터와 검사용 회로 기판을 확실하게 밀착시킬 수 있으므로, 소요의 전기적 접속을 확실하게 달성할 수 있다.
[웨이퍼 검사 장치]
도11은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터를 이용한 웨이퍼 검사 장치의 일례에서의 구성의 개략을 도시하는 설명용 단면도이다. 이 웨이퍼 검사 장치는 웨이퍼에 형성된 복수의 집적회로 각각에 대하여, 해당 집적회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태에서 행하기 위한 것이다.
도11에 도시하는 웨이퍼 검사 장치는, 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7) 각각과 검사기와의 전기적 접속을 행하는 프로브 부재(1)를 갖는다. 이 프로브 부재(1)에 있어서는, 도12에도 확대하여 도시한 바와 같이 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 복수의 검사 전극(31)이 표면(도면에 있어서 하면)에 형성된 검사용 회로 기판(30)을 갖고, 이 검사용 회로 기판(30)의 표면에는 도1 내지 도4에 도시하는 구성의 이방 도전성 커넥터(2)가, 그 탄성 이방 도전막(20)에서의 접속용 도전부(22) 각각이 검사용 회로 기판(30)의 검사 전극(31) 각각에 대향 접촉하도록 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 패턴을 따라 복수의 전극 구조체(42)가 배치되어 이루 어지는 시트형 커넥터(40)가, 해당 전극 구조체(42) 각각이 이만 도전성 커넥터(2)의 탄성 이방 도전막(20)에서의 접속용 도전부(22) 각각에 대향 접촉하도록 설치되어 있다.
또한, 프로브 부재(1)에서의 검사용 회로 기판(30)의 이면(도면에 있어서 상면)에는, 해당 프로브 부재(1)를 아래쪽으로 가압하는 가압판(3)이 설치되고, 프로브 부재(1)의 아래쪽에는 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 다양한 기판 재료를 이용할 수 있고, 그 구체예로서는 유리섬유 보강형 에폭시 수지, 유리섬유 보강형 페놀 수지, 유리섬유 보강형 폴리이미드 수지, 유리섬유 보강형 비스말레이미드트리아진 수지 등의 복합 수지 재료, 유리, 이산화규소, 알루미나 등의 세라믹스 재료 등을 들 수 있다.
또한, WLBI 시험을 행하기 위한 웨이퍼 검사 장치를 구성하는 경우에는, 선열팽창 계수가 3 × 10-5/K 이하인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 × 10-7 내지 1 × 10-5/K, 특히 바람직하게는 1 × 10-6 내지 6 × 10-6/K이다.
이러한 기판 재료의 구체예로서는, 파이렉스(등록 상표) 유리, 석영 유리, 알루미나, 베릴리아(Berilia), 탄화 규소, 질화 알루미늄, 질화 붕소 등을 들 수 있다.
프로브 부재(1)에서의 시트형 커넥터(40)에 대하여 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 패턴을 따라, 해당 절연성 시트(41)의 면 방향으로 서로 떨어져 배치되어 있다.
전극 구조체(42) 각각은, 절연성 시트(41)의 표면(도면에 있어서 하면)으로 노출되는 돌기형의 표면 전극부(43)와, 절연성 시트(41)의 이면으로 노출되는 판형의 이면 전극부(44)가, 절연성 시트(41)의 두께 방향으로 관통하여 신장하는 단락부(45)에 의해 서로 일체로 연결 구성되어 있다.
절연성 시트(41)로서는, 절연성을 갖는 유연한 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 폴리이미드 수지, 액정 폴리머, 폴리에스테르, 불소계 수지 등으로 이루어지는 수지 시트, 섬유를 짠 크로스에 상기한 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, 더욱 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 단일 금속으로 이루어지는 것이라도, 2종류 이상의 금속 합금으로 이루어지는 것 또는 2종류 이상의 금속이 적 층되어 이루어지는 것이라도 좋다.
또한, 전극 구조체(42)에서의 표면 전극부(43) 및 이면 전극부(44)의 표면에는, 해당 전극부의 산화가 방지되는 동시에, 접촉 저항이 작은 전극부를 얻을 수 있는 점에서 금, 은, 팔라듐 등의 화학적으로 안정되고 고도전성을 갖는 금속 피막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
전극 구조체(42)에서의 표면 전극부(43)의 돌출 높이는, 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)에 대하여 안정된 전기적 접속을 달성할 수 있는 점에서, 15 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 30 ㎛이다. 또한, 표면 전극부(43)의 직경은 웨이퍼(6)의 피검사 전극의 치수 및 피치에 따라 설정되지만, 예를 들어 30 내지 80 ㎛이며, 바람직하게는 30 내지 50 ㎛이다.
전극 구조체(42)에서의 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)에서의 접속용 도전부(22)에 대해서도 안정된 전기적 접속을 확실하게 달성할 수 있다. 또, 이면 전극부(44)의 두께는 강도가 충분히 높아 우수한 반복 내구성을 얻을 수 있는 점에서 20 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 35 내지 50 ㎛이다.
전극 구조체(42)에서의 단락부(45)의 직경은 충분히 높은 강도를 얻을 수 있는 점에서 30 내지 80 ㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30 내지 50 ㎛이다.
시트형 커넥터(40)는, 예를 들어 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.
즉, 절연성 시트(41) 위에 금속층이 적층되어 이루어지는 적층 재료를 준비하고, 이 적층 재료에서의 절연성 시트(41)에 대하여, 레이저 가공, 습윤 에칭 가공, 드라이 에칭 가공 등에 의해 해당 절연성 시트(41)의 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍을, 형성해야 할 전극 구조체(42)의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 형성한다. 이어서, 이 적층 재료에 대하여 포토리소그래피 및 도금 처리를 함으로써, 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 재료에서의 금속층에 대하여 포토에칭 처리를 하여 그 일부를 제거함으로써, 이면 전극부(44)를 형성하여 전극 구조체(42)를 형성함으로써 시트형 커넥터(40)를 얻을 수 있다.
이러한 전기적 검사 장치에서는, 웨이퍼 적재대(4) 위에 검사 대상인 웨이퍼(6)가 적재되고, 이어서 가압판(3)에 의해 프로브 부재(1)가 아래쪽으로 가압됨으로써, 그 시트형 커넥터(40)의 전극 구조체(42)에서의 표면 전극부(43) 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)에서의 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, 이로써 해당 접속용 도전부(22)에는 그 두께 방향으로 도전로가 형성되어, 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 거쳐서 웨이퍼(6)가 소정의 온도로 가열되어, 이 상태에서 해당 웨이퍼(6)에서의 복수의 집적회로 각각에 대하여 소요의 전기적 검사가 실행된다.
이러한 웨이퍼 검사 장치에 따르면, 전술한 이방 도전성 커넥터(2)를 갖는 프로브 부재(1)를 거쳐서 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)에 대한 전기적 접속이 달성되므로, 피검사 전극(7)의 피치가 작은 것이라도, 해당 웨이퍼에 대한 위치 정렬 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있고, 게다가 이방 도전성 커넥터(2)에서의 탄성 이방 도전막(20)의 접속용 도전부(22)가 양호한 도전성을 갖는 동시에, 인접하는 접속용 도전부(22) 사이의 절연성이 충분히 확보되어 있으므로, 각 피검사 전극에 대한 높은 접속 신뢰성을 얻을 수 있고, 또한 반복하여 검사를 행한 경우에도 소요의 전기적 검사를 장기간에 걸쳐 안정적으로 실행할 수 있다.
또한, 이방 도전성 커넥터(2)에서의 탄성 이방 도전막(20)은, 그 자체의 면적이 작아 열 이력을 받은 경우라도 해당 탄성 이방 도전막(20)의 면 방향에서의 열팽창의 절대량이 적기 때문에, 프레임판(10)을 구성하는 재료로서 선열팽창 계수가 작은 것을 이용함으로써, 탄성 이방 도전막(20)의 면 방향에서의 열팽창이 프레임판에 의해 확실하게 규제된다. 따라서, 대면적의 웨이퍼에 대하여 WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서도, 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
도13은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터를 이용한 웨이퍼 검사 장치의 다른 예에서의 구성의 개략을 도시하는 설명용 단면도이며, 도14는 도13에 도시하는 웨이퍼 검사 장치에서의 프로브 부재를 확대하여 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 내부 공기를 배기하기 위한 배기관(51)이 설치되어 있고, 이 배기관(51)에는, 예를 들어 진공 펌프 등의 배기 장치(도시 생략)가 접속되어 있다.
챔버(50) 위에는, 도11에 도시하는 웨이퍼 검사 장치에서의 프로브 부재(1)와 마찬가지 구성의 프로브 부재(1)가, 해당 챔버(50)의 개구를 기밀하게 막도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 챔버(50)에서의 측벽의 상단부면 위에는, 탄성을 갖는 O링(55)이 밀착 배치되고, 프로브 부재(1)는 그 이방 도전성 커넥터(2) 및 시트형 커넥터(40)가 챔버(50) 내에 수용되고, 또한 그 검사용 회로 기판(30)에서의 주변부가 O링(55)에 밀착된 상태로 배치되어 있고, 또한 검사용 회로 기판(30)이 그 이면(도면에 있어서 상면)에 설치된 가압판(3)에 의해 아래쪽으로 가압된 상태로 되어 있다.
또한, 챔버(50) 및 가압판(3)에는 가열기(5)가 접속되어 있다.
이러한 웨이퍼 검사 장치에서는, 챔버(50)의 배기관(51)에 접속된 배기 장치(도시 생략)를 구동시킴으로써, 챔버(50) 내가 예를 들어 1000 Pa 이하로 감압되는 결과, 대기압에 의해 프로브 부재(1)가 아래쪽으로 가압된다. 이에 의해 O링(55)이 탄성 변형하므로, 프로브 부재(1)가 아래쪽으로 이동하는 결과, 시트형 커넥터(40)의 전극 구조체(42)에서의 표면 전극부(43) 각각에 의해 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7) 각각이 가압된다. 이 상태에서는, 이방 도전성 커넥터(2)의 탄성 이방 도 전막(20)에서의 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, 이로써 해당 접속용 도전부(22)에는 그 두께 방향으로 도전로가 형성되어, 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 거쳐서 웨이퍼(6)가 소정의 온도로 가열되고, 이 상태에서 해당 웨이퍼(6)에서의 복수의 집적회로 각각에 대하여 소요의 전기적 검사가 실행된다.
이러한 웨이퍼 검사 장치에 따르면, 도11에 도시하는 웨이퍼 검사 장치와 같은 효과를 얻을 수 있고, 또한 대형의 가압 기구가 불필요해지므로, 검사 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있는 동시에, 검사 대상인 웨이퍼(6)가 예를 들어 직경이 8인치 이상의 대면적인 것이라도, 해당 웨이퍼(6) 전체를 균일한 힘으로 가압할 수 있다. 게다가 이방 도전성 커넥터(2)에서의 프레임판(10)에는 공기 유통 구멍(15)이 형성되어 있으므로 챔버(50) 내를 감압했을 때에, 이방 도전성 커넥터(2)와 검사용 회로 기판(30) 사이에 존재하는 공기가 이방 도전성 커넥터(2)에서의 프레임판(10)의 공기 유통 구멍(15)을 거쳐서 배출되고, 이로써 이방 도전성 커넥터(2)와 검사용 회로 기판(30)을 확실하게 밀착시킬 수 있으므로, 소요의 전기적 접속을 확실하게 달성할 수 있다.
[다른 실시 형태]
본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않고, 다음과 같은 여러 가지의 변 경을 추가하는 것이 가능하다.
(1) 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 탄성 이방 도전막(20)에는 접속용 도전부(22) 이외에, 웨이퍼에서의 피검사 전극에 전기적으로 접속되지 않는 비접속용 도전부가 형성되어 있어도 좋다. 이하, 비접속용 도전부가 형성된 탄성 이방 도전막을 갖는 이방 도전성 커넥터에 대하여 설명한다.
도15는 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 또 다른 예에서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 평면도이며, 도16은 도15에 도시하는 이방 도전성 커넥터의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시하는 설명용 단면도이다. 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 복수의 접속용 도전부(22)가 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 한 줄로 늘어서도록 배치되고, 이들의 접속용 도전부(22) 각각은 자성을 띠는 도전성 입자가 두께 방향으로 늘어서도록 배향된 상태에서 밀하게 함유되어 이루어지고, 도전성 입자가 전혀 혹은 거의 함유되어 있지 않은 절연부(23)에 의해 서로 절연되어 있다.
이들의 접속용 도전부(22) 중 중앙에 위치하는 서로 인접하는 2개의 접속용 도전부(22)는 그 밖의 서로 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에서의 떨어진 거리보다 크게 떨어진 거리로 배치되어 있다. 그리고 중앙에 위치하는 서로 인접하는 2개의 접속용 도전부(22) 사이에는 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 전기적으로 접속되지 않는 두께 방향으로 신장하는 비접속용 도전부(26)가 형성되어 있다. 또 한, 접속용 도전부(22)가 늘어선 방향에 있어서, 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)와 프레임판(10) 사이에는 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 전기적으로 접속되지 않는 두께 방향으로 신장하는 비접속용 도전부(26)가 형성되어 있다. 이들의 비접속용 도전부(26)는 자성을 띠는 도전성 입자가 두께 방향으로 늘어서도록 배향된 상태에서 밀하게 함유되어 이루어지고, 도전성 입자가 전혀 혹은 거의 함유되어 있지 않은 절연부(23)에 의해 접속용 도전부(22)와 서로 절연되어 있다.
기능부(21)의 주연부에는 프레임판(10)에서의 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 도시하는 이방 도전성 커넥터의 구성과 마찬가지이다.
도15 및 도16에 도시하는 이방 도전성 커넥터는, 도6에 도시하는 금형 대신에 성형해야 할 탄성 이방 도전성막(20)의 접속용 도전부(22) 및 비접속용 도전부(26)의 배치 패턴에 대응하는 패턴을 따라 강자성체층이 형성되고, 이 강자성체층 이외의 부위에는 비자성체층이 형성된 상부형 및 하부형으로 이루어지는 금형을 이용함으로써, 전술한 도1 내지 도4에 도시하는 이방 도전성 커넥터를 제조하는 방법과 마찬가지로 하여 제조할 수 있다.
즉, 이러한 금형에 따르면 상부형에서의 기판의 상면 및 하부형에서의 기판의 하면에, 예를 들어 한 쌍의 전자석을 배치하여 이것을 작동시킴으로써, 해당 상부형 및 해당 하부형 사이에 형성된 성형 재료층에 있어서는 해당 성형 재료층에서 의 기능부(21)가 되는 부분에 분산되어 있던 도전성 입자가, 접속용 도전부(22)가 되는 부분 및 비접속용 도전부(26)가 되는 부분에 집합하여 두께 방향으로 늘어서도록 배향되고, 한편 성형 재료층에서의 프레임판(10)의 위쪽 및 아래쪽에 있는 도전성 입자는 프레임판(10)의 위쪽 및 아래쪽으로 보유 지지된 상태가 된다.
그리고 이 상태에서 성형 재료층을 경화 처리함으로써, 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 두께 방향으로 늘어서도록 배향된 상태에서 함유되어 이루어지는 복수의 접속용 도전부(22) 및 비접속용 도전부(26)가, 도전성 입자가 전혀 혹은 거의 존재하지 않는 고분자 탄성 물질로 이루어지는 절연부(23)에 의해 서로 절연된 상태에서 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 상태에서 형성됨으로써 이방 도전성 커넥터가 제조된다.
도15에 도시하는 이방 도전성 커넥터에서의 비접속용 도전부(26)는, 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서 성형 재료층에서의 비접속용 도전부(26)가 되는 부분에 자장을 작용시킴으로써, 성형 재료층에서의 크게 떨어진 거리로 배치된 인접하는 2개의 접속용 도전부(22)가 되는 부분의 사이에 존재하는 도전성 입자 및 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)가 되는 부분과 프레임판(10) 사이에 존재하는 도전성 입자를, 비접속용 도전부(26)가 되는 부분에 집합시켜, 이 상태에서 해당 성형 재료층의 경화 처리를 행함으로써 얻을 수 있다. 그로 인해, 해당 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서, 도전성 입자가 성형 재료층에서의 크게 떨어진 거리로 배치된 인접하는 2개의 접속용 도전부(22)가 되는 부분 및 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 지나치게 집합하지 않는다. 따라서, 형성해야 할 탄성 이방 도전막(20)이, 각각 크게 떨어진 거리로 배치된 2개 이상의 접속용 도전부(22)를 갖는 것이라도, 이들의 접속용 도전부(22)에 지나친 양의 도전성 입자가 함유되는 것이 확실하게 방지되고, 또한 비교적 다수의 접속용 도전부(22)를 갖는 것이라도, 해당 탄성 이방 도전막(20)에서의 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)에, 지나친 양의 도전성 입자가 함유되는 것이 확실하게 방지된다.
(2) 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는 탄성 이방 도전막(20)의 기능부(21)에서의 접속용 도전부(22)의 두께에 대한 절연부(23)의 두께의 비가 0.9 이상이면, 도17에 도시한 바와 같이 탄성 이방 도전막(20)의 기능부(21)의 일면에, 접속용 도전부(22) 및 그 주변 부분이 다른 부분의 표면으로부터 돌출하는 돌출부(24)가 형성되어 있어도 좋으며, 또한 탄성 이방 도전막(20)의 기능부(21)의 양면에, 접속용 도전부(22) 및 그 주변 부분이 다른 부분의 표면으로부터 돌출하는 돌출부(24)가 형성되어 있어도 좋다.
(3) 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서, 탄성 이방 도전막(20)에서의 접속용 도전부(22)의 표면에는 금속층이 형성되어 있어도 좋다.
(4) 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서, 탄성 이방 도전막(20)의 표면에는 DLC층이 형성되어 있어도 좋다.
(5) 본 발명의 이방 도전성 커넥터의 제조에 있어서, 프레임판(10)의 기재로 서 비자성인 것을 이용하는 경우에는, 성형 재료층(20A)에서의 피지지부(25)가 되는 부분에 자장을 작용시키는 방법으로서, 해당 프레임판(10)에서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 자성체를 도금하거나 또는 자성 도료를 도포하여 자장을 작용시키는 수단과, 금형(60)에, 탄성 이방 도전막(20)의 피지지부(25)에 대응하여 강자성체층을 형성하여 자장을 작용시키는 수단을 이용할 수 있다.
(6) 성형 재료층의 형성에 있어서, 스페이서를 이용하는 것은 필수적인 것은 아니며, 다른 수단에 의해 상부형 및 하부형과 프레임판 사이에 탄성 이방 도전막 성형용의 공간을 확보해도 좋다.
(7) 본 발명의 웨이퍼 검사 장치에서는, 프로브 부재에서의 시트형 커넥터는 필수적인 것은 아니며, 도18 및 도19에 도시한 바와 같이 이방 도전성 커넥터(2)에서의 탄성 이방 도전막(20)이 검사 대상인 웨이퍼에 접촉하여 전기적 접속을 달성하는 구성이라도 좋다.
(8) 본 발명의 이방 도전성 커넥터 또는 본 발명의 프로브 부재는, 알루미늄으로 이루어지는 평면형의 전극을 갖는 집적회로가 형성된 웨이퍼의 검사 외에, 도20 및 도21에 도시한 바와 같이 피검사 전극(7)으로서 금 또는 땜납 등으로 이루어지는 돌기형 전극(범프)을 갖는 집적회로가 형성된 웨이퍼(6)의 검사에 이용할 수도 있다.
금이나 땜납 등으로 이루어지는 전극은, 알루미늄으로 이루어지는 전극과 비교하여 표면에 산화막이 형성되기 어려운 것이므로, 이러한 돌기형 전극을 피검사 전극(7)으로서 갖는 집적회로가 형성된 웨이퍼(6)의 검사에 있어서는 산화막을 찢 기 위해 필요한 큰 하중으로 가압하는 것이 불필요해지고, 또한 시트형 커넥터를 이용하지 않고 이방 도전성 커넥터(2)의 접속용 도전부(22)를 피검사 전극(7)에 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 반복하여 사용하면, 그 접속용 도전부가 돌기형 전극에 의해 가압됨으로써 마모하거나 영구적으로 압축 변형하거나 하는 결과, 해당 접속용 도전부에는 전기 저항의 증가나 피검사 전극에 대한 접속 불량이 발생하므로, 높은 빈도로 이방 도전성 커넥터를 새로운 것으로 교환하는 것이 필요했다.
그렇게 하여, 본 발명의 이방 도전성 커넥터 또는 본 발명의 프로브 부재에 따르면, 반복 사용에서의 내구성이 높은 것이므로, 검사 대상인 웨이퍼(6)가 직경이 8인치 또는 12인치로, 높은 집적도로 집적회로가 형성되고, 또한 피검사 전극(7)이 돌기형 전극이라도 장기간에 걸쳐 소요의 도전성이 유지되어, 이로써 이방 도전성 커넥터를 새로운 것으로 교환하는 빈도가 적어지므로, 검사 비용의 저감화를 도모할 수 있다.
(9) 본 발명의 이방 도전성 커넥터는, 그 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍이, 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 일부의 집적회로에서의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 형성되고, 이들의 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 탄성 이방 도전막이 배치된 것이라도 좋다.
이러한 이방 도전성 커넥터에 따르면, 웨이퍼를 2 이상의 영역으로 분할하 여, 분할된 영역마다 해당 영역에 형성된 집적회로에 대하여 일괄적으로 프로브 시험을 행할 수 있다.
즉, 본 발명의 이방 도전성 커넥터 또는 본 발명의 프로브 부재를 사용한 웨이퍼의 검사 방법에 있어서는 웨이퍼에 형성된 모든 집적회로에 대하여 일괄적으로 행하는 것은 필수적인 것이 아니다.
번인 시험에 있어서는, 집적회로 각각에 필요한 검사 시간이 수 시간으로 길기 때문에, 웨이퍼에 형성된 모든 집적회로에 대하여 일괄적으로 검사를 행할 수 있으면 높은 시간적 효율을 얻을 수 있지만, 프로브 시험에 있어서는 집적회로 각각에 필요한 검사 시간이 수 분간으로 짧아지므로, 웨이퍼를 2 이상의 영역으로 분할하여, 분할된 영역마다 해당 영역에 형성된 집적회로에 대하여 일괄적으로 프로브 시험을 행해도 충분히 높은 시간적 효율을 얻을 수 있다.
이와 같이, 웨이퍼에 형성된 집적회로에 대하여, 분할된 영역마다 전기적 검사를 행하는 방법에 따르면, 직경이 8인치 또는 12인치인 웨이퍼에 높은 집적도로 형성된 집적회로에 대하여 전기적 검사를 행하는 경우에 있어서, 모든 집적회로에 대하여 일괄적으로 검사를 하는 방법과 비교하여, 이용되는 검사용 회로 기판의 검사 전극 수나 배선 수를 적게 할 수 있고, 이로써 검사 장치의 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있다.
그리고 본 발명의 이방 도전성 커넥터 또는 본 발명의 프로브 부재는 반복 사용에서의 내구성이 높은 것이므로, 웨이퍼에 형성된 집적회로에 대하여, 분할된 영역마다 전기적 검사를 행하는 방법에 이용하는 경우에는 이방 도전성 커넥터에 고장이 발생하여 새로운 것으로 교환하는 빈도가 낮아지므로, 검사 비용의 저감화를 도모할 수 있다.
(10) 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 도4에 도시한 바와 같은 프레임판(10)에 적층되는 피지지부(25)를 형성하는 것은 필수가 아니며, 도22에 도시한 바와 같이 탄성 이방 도전막(20)의 측면이 프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 내면에 접착됨으로써, 해당 탄성 이방 도전막(20)이 프레임판(10)에 지지되어 있어도 좋다.
이러한 이방 도전성 커넥터를 얻기 위해서는, 탄성 이방 도전막(20)의 형성 공정에서, 상부형 및 하부형과 프레임판 사이에 스페이서를 배치하지 않고 성형 재료층을 형성하면 좋다.
이 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 탄성 이방 도전막(20)을 형성할 때에, 상부형 및 하부형과 프레임판 사이에 스페이서를 배치하는 것이 불필요하며, 목적으로 하는 탄성 이방 도전막(20)의 두께는 프레임판(10)의 두께 및 금형의 성형면에 형성된 오목부의 깊이에 의해 정해지므로, 두께가 작은 예를 들어 100 ㎛ 이하의 탄성 이방 도전막(20)의 형성이 용이하다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[평가용 웨이퍼의 제작]
도23에 도시한 바와 같이, 직경이 8인치인 실리콘(선열팽창 계수 3.3 × 10- 6/K)제의 웨이퍼(6) 위에, 각각 치수가 8 ㎜ × 8 ㎜인 정사각형의 집적회로(L)를 합계 393개 형성하였다. 웨이퍼(6)에 형성된 집적회로(L)의 각각은, 도24에 도시한 바와 같이 그 중앙에 피검사 전극 영역(A)을 갖고, 이 피검사 전극 영역(A)에는 도25에 도시한 바와 같이 각각 세로 방향(도25에 있어서 상하 방향)의 치수가 200 ㎛이고 가로 방향(도25에 있어서 좌우 방향)의 치수가 50 ㎛인 직사각형의 50개의 피검사 전극(7)이 100 ㎛의 피치로 가로 방향으로 일렬로 배열되어 있다. 또한, 이 웨이퍼(6) 전체의 피검사 전극(7)의 총수는 19650개이며, 모든 피검사 전극은 해당 웨이퍼(6)의 주연부에 형성된 공통된 인출 전극(도시 생략)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 웨이퍼(6)에서의 피검사 전극(7)이 형성된 측의 표면 면적(S2)은, 3.14 × 104 ㎟이다. 이하, 이 웨이퍼를「평가용 웨이퍼 W1」이라 한다.
또한, 집적회로(L)에서의 50개의 피검사 전극(7)에 대하여, 인출 전극을 형성하지 않고, 피검사 전극 각각이 서로 전기적으로 절연되어 있는 것 이외는 평가용 웨이퍼 W1과 마찬가지 구성의 393개의 집적회로(L)를 웨이퍼(6) 위에 형성하였다. 이 웨이퍼 전체의 피검사 전극의 총수는 19650개이다. 이 웨이퍼(6)에서의 피검사 전극(7)이 형성된 측의 표면 면적(S2)은 3.14 × 104 ㎟이다. 이하, 이 웨이퍼를「평가용 웨이퍼 W2」라 한다.
[시험용 웨이퍼의 제작]
집적회로(L)에서의 50개의 피검사 전극(7) 중 가장 끝의 피검사 전극(7)으로부터 세어 1개 간격으로 2개씩 피검사 전극(7)을 서로 전기적으로 접속하여, 인출 전극을 형성하지 않은 것 이외는 평가용 웨이퍼 W1과 마찬가지 구성의 393개의 집적회로(L)를 웨이퍼(6) 위에 형성하였다. 이 웨이퍼 전체의 피검사 전극의 총수는 19650개이다. 이하, 이 웨이퍼 전체의 피검사 전극의 총수는 19650개이다. 이 웨이퍼(6)에서의 피검사 전극(7)이 형성된 측의 표면 면적(S2)은 3.14 × 104 ㎟이다. 이 웨이퍼를「시험용 웨이퍼 W3」이라 한다.
또한, 집적회로(L)에서의 50개의 피검사 전극(7) 중 가장 끝의 피검사 전극(7)으로부터 세어 1개 간격으로 2개씩 피검사 전극(7)을 서로 전기적으로 접속하여, 인출 전극을 형성하지 않은 것 및 피검사 전극을 직경 70 ㎛이고 높이 30 ㎛인 돌기형의 것으로 한 것 이외는, 평가용 웨이퍼 W1과 마찬가지 구성의 393개의 집적회로(L)를 웨이퍼(6) 위에 형성하였다. 이 웨이퍼 전체의 피검사 전극의 총수는 19650개이다. 이 웨이퍼(6)에서의 피검사 전극(7)이 형성된 측의 표면 면적(S2)은 3.14 × 104 ㎟이다. 이하, 이 웨이퍼를「시험용 웨이퍼 W4」라 한다.
(실시예 및 비교예)
(1) 도전성 입자의 조제 :
분말 도금 장치의 처리조 내에, 수 평균 입자 직경이 10 ㎛인 니켈(포화 자화가 0.6 Wb/㎡)로 이루어지는 입자 100 g을 투입하고, 또한 0.32N의 염산 수용액 2L를 첨가하여 교반하여, 코어 입자를 함유하는 슬러리를 얻었다. 이 슬러리를 상온에서 30분간 교반함으로써, 코어 입자의 산 처리를 행하고, 그 후, 1분간 정치(靜置)하여 코어 입자를 침전시켜 상징액(上澄液)을 제거하였다.
이어서, 산 처리가 실시된 코어 입자에 순수 2L를 첨가하여, 상온에서 2분간 교반하고, 그 후 1분간 정치하여 자성 코어 입자를 침전시켜, 상징액을 제거하였다. 이 조작을 다시 2회 반복함으로써 코어 입자의 세정 처리를 행하였다.
그리고 산 처리 및 세정 처리가 실시된 코어 입자에 금의 함유 비율이 20 g/L인 금 도금액 2L를 첨가하고, 처리조 내의 온도를 90 ℃로 승온하여 교반함으로써, 슬러리를 조제하였다. 이 상태에서, 슬러리를 교반하면서, 코어 입자에 대하여 금의 치환 도금을 행하였다. 그 후, 슬러리를 방냉하면서 정치하여 입자를 침전시켜 상징액을 제거함으로써, 니켈로 이루어지는 코어 입자의 표면에 금이 피복되어 이루어지는 도전성 입자를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 도전성 입자에 순수 2L를 첨가하여, 상온에서 2분간 교반하고, 그 후, 1분간 정치하여 도전성 입자를 침전시켜, 상징액을 제거하였다. 이 조작을 다시 2회 반복하고, 그 후 90 ℃로 가열한 순수 2L를 첨가하여 교반하여, 얻어진 슬러리를 여과지에 의해 여과하여 도전성 입자를 회수하였다. 그리고 이 도전성 입자를 90 ℃로 설정된 건조기에 의해 건조 처리하였다.
이어서, 닛신엔지니어링 가부시끼가이샤제의 공기 등급 분류기「터보클래시파이어 TC-15N」에 의해 도전성 입자 200 g을, 비중이 8.9, 풍량이 2.5 ㎥/분, 로터 회전수가 1,600 rpm, 등급 분류점이 25 ㎛, 도전성 입자의 공급 속도가 16 g/분인 조건으로 등급 분류 처리하여, 도전성 입자 180 g를 포집하고, 또한 이 도전성 입자 180 g을, 비중이 8.9, 풍량이 25 ㎥/분, 로터 회전 수가 3,000 rpm, 등급 분류점이 10 ㎛, 도전성 입자의 공급 속도가 14 g/분인 조건으로 등급 분류 처리하여 도전성 입자 150 g을 포집하였다.
이렇게 하여 얻어진 도전성 입자는, 수평균 입자 직경이 8.7 ㎛, 중량 평균 입자 직경이 9.9 ㎛, 비(Dw/Dn)의 값이 1.1, 입자 직경의 표준 편차가 2.0, 입자 직경의 변동 계수가 23 %이며, 코어 입자에 대한 금의 비율이 30 질량 %인 것이었다. 이 도전성 입자를「도전성 입자 (a)」라 한다.
(2) 프레임판의 제작 :
도26 및 도27에 도시하는 구성에 따라, 하기의 조건에 의해 평가용 웨이퍼 W1에서의 각 피검사 전극 영역에 대응하여 형성된 393개의 이방 도전막 배치 구멍을 갖는 직경이 8인치인 프레임판을 합계 20매 제작하였다.
이 프레임판(10)의 재질은 코발트(포화 자화 1.4 Wb/㎡, 선열팽창 계수 5 × 10 -6/K)이고, 그 두께는 50 ㎛이다.
이방 도전막 배치용 구멍(11) 각각은, 그 가로 방향(도26 및 도27에 있어서 좌우 방향)의 치수가 5500 ㎛이고, 세로 방향(도26 및 도27에 있어서 상하 방향)의 치수가 320 ㎛이다.
세로 방향에 인접하는 이방 도전막 배치용 구멍(11) 사이의 중앙 위치에는, 원형의 공기 유입 구멍(15)이 형성되어 있고, 그 직경은 1000 ㎛이다.
(3) 스페이서의 제작 :
하기의 조건에 의해, 평가용 웨이퍼 W1에서의 피검사 전극 영역에 대응하여 형성된 복수의 관통 구멍을 갖는 탄성 이방 도전막 성형용의 스페이서를 2매 제작 하였다. 이들 스페이서의 재질은 스테인레스(SUS304)로 그 두께는 10 ㎛이다.
각 피검사 전극 영역에 대응하는 관통 구멍은, 그 가로 방향의 치수가 6000 ㎛이고 세로 방향의 치수가 1200 ㎛이다.
(4) 금형의 제작 :
도7 및 도28에 도시하는 구성을 따라, 하기의 조건에 의해 탄성 이방 도전막 성형용의 금형(Kl)을 제작하였다.
이 금형(Kl)에서의 상부형(61) 및 하부형(65)은, 각각 두께가 6 ㎜인 철로 이루어지는 기판(62, 66)을 갖고, 이 기판(62, 66) 위에는 평가용 웨이퍼 Wl에서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 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 40 ㎛(가로 방향) × 200 ㎛(세로 방향) × 100 ㎛(두께)이고, 50개의 강사성체층(63)(67)이 100 ㎛의 피치로 가로 방향으로 일렬로 배열되어 있다. 또한, 강자성체층(63)(67)이 늘어선 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, 40 ㎛(가로 방향) × 200 ㎛(세로 방향) × 100 ㎛(두께)이다.
그리고 50개의 접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63)(67) 및 2개의 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63a)(67a)이 형성된 영역이, 평가용 웨이퍼 W1에서의 피검사 전극 영역에 대응하여 합계 393개 형성되고, 기판 전체가 19650개의 접 속용 도전부 형성용의 강자성체층(63)(67) 및 786개의 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63a)(67a)이 형성되어 있다. 또한, 비자성체층(64)(68)은 드라이 필름 레지스트를 경화 처리함으로써 형성되고, 기능부를 형성하기 위한 오목부(64a)(68a)의 치수는 5250 ㎛(가로 방향) × 210 ㎛(세로 방향) × 25 ㎛(깊이)로, 오목부 이외의 부분 두께는 125 ㎛(오목부 부분의 두께 100 ㎛)이다.
도29 및 도30에 도시하는 구성을 따라, 하기의 조건에 의해 탄성 이방 도전막 성형용의 금형(K2)을 제작하였다.
이 금형(K2)에서의 상부형(61) 및 하부형(65)은, 각각 두께가 6 ㎜인 철로 이루어지는 기판(62, 66)을 갖고, 이 기판(62, 66) 위에는 평가용 웨이퍼 W1에서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 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 40 ㎛(가로 방향) × 200 ㎛(세로 방향) × 100 ㎛(두께)로, 50개의 강자성체층(63)(67)이 100 ㎛의 피치로 가로 방향으로 일렬로 배열되어 있다. 또한, 강자성체층(63)(67)이 늘어선 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 40 ㎛(가로 방향) × 200 ㎛(세로 방향) × 100 ㎛(두께)이다.
그리고 50개의 접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63)(67) 및 2개의 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63a)(67a)이 형성된 영역이, 평가용 웨이퍼 W1에서 의 피검사 전극 영역에 대응하여 합계 393개 형성되고, 기판 전체가 19650개의 접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63)(67) 및 786개의 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63a)(67a)이 형성되어 있다. 또한, 비자성체층(64)(68)은 드라이 필름 레지스트를 경화 처리함으로써 형성되어, 접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63)(67)이 위치하는 영역 및 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63a)(67a)이 위치하는 영역에는, 탄성 이방 도전막에 돌출부를 형성하기 위한 오목부(64b)(68b), (64c)(68c)가 형성되어 있다. 접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63)(67)이 위치하는 오목부(64b)(68b) 각각의 치수는 60 ㎛(가로 방향) × 210 ㎛(세로 방향) × 25 ㎛(깊이)이고, 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층(63a)(67a)이 위치하는 오목부(64c)(68c) 각각의 치수는 90 ㎛(가로 방향) × 260 ㎛(세로 방향) × 25 ㎛(깊이)이고, 오목부 이외 부분의 두께는 125 ㎛(오목부 부분의 두께가 100 ㎛)이다.
(5) 이방 도전성 커넥터의 제작 :
[이방 도전성 커넥터(A1) 내지 (A10)의 제작]
상기한 프레임판, 스페이서 및 금형을 이용하여, 이하와 같이 하여 프레임판에 탄성 이방 도전막을 형성하였다.
부가형 액상 실리콘 고무 100 중량부에, 도전성 입자(a) 30 중량부를 첨가하여 혼합하고, 그 후 감압에 의한 탈포 처리를 함으로써, 탄성 이방 도전막 성형용의 성형 재료를 조제하였다.
이상에 있어서, 부가형 액상 실리콘 고무로서는, A액의 점도가 250 Pa·s이 고, B액의 점도가 250 Pa·s인 2액형의 것으로, 경화물 150 ℃에서의 영구 압축 왜곡이 5%, 경화물의 듀로미터 A 경도가 32, 경화물의 파열 강도가 25 kN/m인 것을 이용하였다.
또한, 상기한 부가형 액상 실리콘 고무의 특성은, 다음과 같이 하여 측정하였다.
(i) 부가형 액상 실리콘 고무의 점도 :
B형 점도계에 의해, 23 ± 2 ℃에서의 점도를 측정하였다.
(ii) 실리콘 고무 경화물의 압축 영구 왜곡 :
2액형의 부가형 액상 실리콘 고무에서의 A액과 B액을 등량이 되는 비율로 교반 혼합하였다. 이어서, 이 혼합물을 금형에 부어 넣어, 해당 혼합물에 대하여 감압에 의한 탈포 처리를 행한 후, 120 ℃, 30분간의 조건으로 경화 처리를 행함으로써, 두께가 12.7 ㎜, 직경이 29 ㎜인 실리콘 고무 경화물로 이루어지는 원주체를 제작하고, 이 원주체에 대하여 200 ℃, 4시간의 조건으로 포스트 경화를 행하였다. 이와 같이 하여 얻어진 원주체를 시험 부재로서 이용하여, JIS K 6249에 준거하여 150 ± 2℃에서의 압축 영구 왜곡을 측정하였다.
(iii) 실리콘 고무 경화물의 파열 강도 :
상기 (ii)와 마찬가지의 조건으로 부가형 액상 실리콘 고무의 경화 처리 및 포스트 경화를 행함으로써, 두께가 2.5 ㎜인 시트를 제작하였다. 이 시트로부터 펀칭에 의해 크레센트 모양의 시험 부재를 제작하여, JIS K 6249에 준거하여 23 ± 2 ℃에서의 파열 강도를 측정하였다.
(iv) 듀로미터 A 경도 :
상기 (iii)과 마찬가지로 하여 제작된 시트를 5매 포개어, 얻게 된 적층체를 시험 부재로서 이용하여 JIS K 6249에 준거하여 23 ± 2 ℃에서의 듀로미터 A 경도를 측정하였다.
상기한 금형의 상부형 및 하부형의 표면에, 조제한 성형 재료를 스크린 인쇄에 의해 도포함으로써, 형성해야 할 탄성 이방 도전막의 패턴을 따라 성형 재료층을 형성하고, 하부형의 성형면 위에 하부형측의 스페이서를 거쳐서 프레임판을 위치 정렬하여 포개고, 또한 이 프레임판 위에 상부형측의 스페이서를 거쳐서 상부형을 위치 정렬하여 포개었다.
그리고 상부형 및 하부형 사이에 형성된 성형 재료층에 대하여, 강자성체층 사이에 위치하는 부분에, 전자석에 의해 두께 방향으로 2T의 자장을 작용시키면서, 100 ℃, 1시간의 조건으로 경화 처리를 함으로써, 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 탄성 이방 도전막을 형성하였다.
이렇게 얻게 된 탄성 이방 도전막에 대하여 구체적으로 설명하면, 이방 도전성 커넥터에서의 탄성 이방 도전막의 총수는 393개이며, 탄성 이방 도전막 각각은 가로 방향의 치수가 6000 ㎛, 세로 방향의 치수가 1200 ㎛이다.
탄성 이방 도전막 각각에서의 기능부는 가로 방향의 치수가 5250 ㎛, 세로 방향의 치수가 210 ㎛, 그 일면의 면적이 1.1025 ㎟이다. 따라서, 모든 탄성 이방 도전막의 기능부 일면의 면적 총합(S1)은 4331 ㎟이며, 평가용 웨이퍼 W1에서의 피검사 전극이 형성된 측의 표면 면적(S2)에 대한 모든 탄성 이방 도전막의 기능부 일면의 면적 총합(S1)의 비(S1/S2)는 0.0138이다.
탄성 이방 도전막 각각에서의 기능부에는, 50개의 접속용 도전부가 100 ㎛의 피치로 가로 방향으로 일렬로 배열되어 있고, 접속용 도전부 각각은 두께가 120 ㎛, 가로 방향의 치수가 40 ㎛, 세로 방향의 치수가 200 ㎛이다. 또한, 기능부에는 가로 방향에 있어서 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부와 프레임판 사이에, 비접속용 도전부가 배치되어 있다. 비접속용 도전부 각각은 가로 방향의 치수가 40 ㎛, 세로 방향의 치수가 200 ㎛이다. 또한, 기능부에서의 절연부의 두께는 120 ㎛이며, 접속용 도전부의 두께에 대한 절연부 두께의 비(T2/T1)가 1이다. 따라서, 기능부 각각은 양면이 평탄면이고, 기능부 각각은 똑같은 두께를 갖는다. 또한, 기능부 각각은 그 양면이 피지지부보다 돌출하도록 형성되어 있고, 해당 기능부의 돌출 높이는 25 ㎛이다. 또한, 탄성 이방 도전막 각각에서의 피지지부의 전두께는 70 ㎛이며, 두 갈래 부분 중 한쪽 두께는 10 ㎛이다.
이상과 같이 하여, 10매의 프레임판 각각에 탄성 이방 도전막을 형성하여, 합계 10매의 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이들의 이방 도전성 커넥터를 이방 도전성 커넥터(A1) 내지 이방 도전성 커넥터(A10)로 한다.
또한, 탄성 이방 도전막의 피지지부 및 기능부에서의 절연부를 관찰한 바, 피지지부에는 도전성 입자가 존재하는 것이 확인되고, 기능부에서의 절연부에는 도전성 입자가 대부분 존재하지 않은 것이 확인되었다.
[이방 도전성 커넥터(B1) 내지 (B10)의 제작]
금형(Kl) 대신에 금형(K2)을 이용한 것 이외는, 상기한 이방 도전성 커넥터 (A1) 내지 (A10)와 마찬가지로 하여 합계 10매의 비교용 이방 도전성 커넥터를 제작하였다.
이렇게 하여 얻게 된 이방 도전성 커넥터의 탄성 이방 도전막에 대하여 구체적으로 설명하면, 이방 도전성 커넥터에서의 탄성 이방 도전막의 총수는 393개이며, 탄성 이방 도전막 각각은 가로 방향의 치수가 6000 ㎛, 세로 방향의 치수가 1200 ㎛이며, 50개의 접속용 도전부가 100 ㎛인 피치로 가로 방향으로 일렬로 배열되어 있고, 접속용 도전부 각각은 가로 방향의 치수가 40 ㎛, 세로 방향의 치수가 200 ㎛, 두께가 120 ㎛이다. 또한, 가로 방향에 있어서 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부와 프레임판 사이에는, 비접속용 도전부가 배치되어 있다. 비접속용 도전부 각각은 가로 방향의 치수가 40 ㎛, 세로 방향의 치수가 200 ㎛, 두께가 120 ㎛이다. 또한, 접속용 도전부에 형성된 돌출부는 돌출 높이가 각 면에 있어서 각각 25 ㎛이며, 가로 방향의 치수가 60 ㎛, 세로 방향의 치수가 210 ㎛이며, 비접속용 도전부에 형성된 돌출부는 돌출 높이가 각 면에 있어서 각각 25 ㎛이며, 가로 방향의 치수가 90 ㎛, 세로 방향의 치수가 260 ㎛이다. 따라서, 모든 탄성 이방 도전막에서의 돌출부의 단부면 면적의 총합은 266 ㎟이며, 평가용 웨이퍼 W1에서의 피검사 전극이 형성된 측의 표면 면적에 대한 모든 탄성 이방 도전막에서의 돌출부의 단부면 면적의 총합의 비는 0.0085이다. 또한, 절연부의 두께는 70 ㎛이며, 접속용 도전부의 두께에 대한 절연부 두께의 비(T2/T1)가 0.58이다. 또한, 탄성 이방 도전막 각각에서의 피지지부의 두께(두 갈래 부분 중 한쪽 두께)는 10 ㎛이다.
이하, 이들의 이방 도전성 커넥터를 이방 도전성 커넥터(Bl) 내지 이방 도전 성 커넥터(B10)로 한다.
(6) 검사용 회로 기판 :
기판 재료로서 알루미나 세라믹스(선열팽창 계수 4.8 × 10-6/K)를 이용하여, 평가용 웨이퍼 W1에서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 검사 전극이 형성된 검사용 회로 기판을 제작하였다. 이 검사용 회로 기판은 전체 치수가 30 cm × 30 cm인 직사각형이며, 그 검사 전극은 가로 방향의 치수가 60 ㎛이고 세로 방향의 치수가 200 ㎛이다. 이하, 이 검사용 회로 기판을「검사용 회로 기판 T」라 한다.
(7) 시트형 커넥터 :
두께가 20 ㎛인 폴리이미드로 이루어지는 절연성 시트의 일면에 두께가 15 ㎛인 구리층이 적층되어 이루어지는 정층 재료를 준비하고, 이 적층 재료에서의 절연성 시트에 대하여 레이저 가공을 실시함으로써, 해당 절연성 시트의 두께 방향으로 관통하는 각각 직경이 30 ㎛인 19650개의 관통 구멍을, 평가용 웨이퍼 W1에서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 형성하였다. 이어서, 이 적층 재료에 대하여 포토리소그래피 및 니켈 도금 처리를 함으로써, 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 표면에서의 높이는 20 ㎛였다. 그 후, 적층 재료에서의 구리층에 대하여 포토에칭 처리를 실시하여 그 일부를 제거함으로써, 60 ㎛ × 210 ㎛인 직사각형의 이면 전극부를 형성하고, 또한 표면 전극부 및 이면 전극부에 금도금 처리를 함으로써 전극 구조체를 형성하여 시트형 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 시트형 커넥터를「시트형 커넥터 M」이라 한다.
(8) 탄성 이방 도전막의 초기 특성 :
이하와 같이 하여, 이방 도전성 커넥터(A1) 내지 이방 도전성 커넥터(A10) 및 이방 도전성 커넥터(B1) 내지 이방 도전성 커넥터(B10)에서의 탄성 이방 도전막의 초기 특성을 측정하였다.
검사용 회로 기판 T 위에 이방 도전성 커넥터를 그 접속용 도전부 각각이 해당 검사용 회로 기판 T의 검사 전극 위에 위치하도록 위치 정렬하여 배치하고, RTV 실리콘 고무에 의해 이방 도전성 커넥터의 주변부를 검사용 회로 기판 T에 접착하여, 프로브 부재를 제작하였다. 그 후, 이 프로브 부재를 가압판에 고정하는 동시에, 평가용 웨이퍼 W1를 웨이퍼 적대대에 적재하였다. 이어서, 프로브 부재와 평가용 웨이퍼 W1 사이에 상하 양방향을 촬영 가능한 CCD 카메라를 진입시켜, 이 CCD 카메라의 화상을 기초로 하여 이방 도전성 커넥터의 접속용 도전부 각각이 평가용 웨이퍼 W1의 피검사 전극의 바로 위의 위치에 위치하도록 프로브 부재에 대한 평가용 웨이퍼 W1의 얼라이먼트를 행하였다. 이어서, 프로브 부재와 평가용 웨이퍼 W1 사이에서 CCD 카메라를 퇴피시키고, 그 후 프로브 부재를 아래쪽으로 58.95 kg의 하중(접속용 도전부 1개당 가해지는 하중이 평균 3 g)으로 가압함으로써, 이방 도전성 커넥터의 탄성 이방 도전막을 평가용 웨이퍼 W1에 압접시켰다. 그리고 실온(25 ℃) 하에 있어서 검사용 회로 기판 T에서의 19650개의 검사 전극과 평가용 웨 이퍼 W1의 인출 전극 사이의 전기 저항을, 접속용 도전부에서의 전기 저항(이하,「도통 저항」이라 함)으로서 차례로 측정하여, 도통 저항이 1Ω 미만인 접속용 도전부의 비율을 산출하였다.
또한, 평가용 웨이퍼 W1 대신에 평가용 웨이퍼 W2를 웨이퍼 적대대에 적재하고, 프로브 부재와 평가용 웨이퍼 W2 사이에 상하 양방향을 촬영 가능한CCD 카메라를 진입시켜, 이 CCD 카메라의 화상을 기초로 하여 이방 도전성 커넥터의 접속용 도전부 각각이 평가용 웨이퍼 W2의 피검사 전극의 바로 위의 위치에 위치하도록, 프로브 부재에 대한 평가용 웨이퍼 W2의 얼라이먼트를 행하였다. 이어서, 프로브 부재와 평가용 웨이퍼 W2 사이에서 CCD 카메라를 퇴피시켜, 그 후 프로브 부재를 아래쪽으로 58.95 kg의 하중(접속용 도전부 1개당 가해지는 하중이 평균 3 g)으로 가압함으로써, 이방 도전성 커넥터의 탄성 이방 도전막을 평가용 웨이퍼 W2에 압접시켰다. 그리고, 실온(25 ℃) 하에 있어서 검사용 회로 기판 T에서의 인접하는 2개의 검사 전극 사이의 전기 저항을, 인접하는 2개의 접속용 도전부(이하,「도전 부재」라 함) 사이의 전기 저항(이하,「절연 저항」이라 함)으로서 차례로 측정하여, 절연 저항이 10 MΩ 이상인 도전 부재의 비율을 산출하였다.
이하, 결과를 표 1에 나타낸다.
도통 저항이 1 Ω 미만인 접속용 도전부의 비율(%) 절연 저항이 10 MΩ이하인 도전 부재의 비율(%)
실 시 예 이방 도전성 커넥터(A1) 100 0
이방 도전성 커넥터(A2) 100 0
이방 도전성 커넥터(A3) 100 0
이방 도전성 커넥터(A4) 100 0
이방 도전성 커넥터(A5) 100 0
이방 도전성 커넥터(A6) 100 0
이방 도전성 커넥터(A7) 100 0
이방 도전성 커넥터(A8) 100 0
이방 도전성 커넥터(A9) 100 0
이방 도전성 커넥터(A10) 100 0
비 교 예 이방 도전성 커넥터(B1) 100 0
이방 도전성 커넥터(B2) 100 0
이방 도전성 커넥터(B3) 100 0
이방 도전성 커넥터(B4) 100 0
이방 도전성 커넥터(B5) 100 0
이방 도전성 커넥터(B6) 100 0
이방 도전성 커넥터(B7) 100 0.1
이방 도전성 커넥터(B8) 100 0.1
이방 도전성 커넥터(B9) 99.5 0.2
이방 도전성 커넥터(B10) 99.3 0.4
(9) 시험 1 :
이방 도전성 커넥터(A1), 이방 도전성 커넥터(A2), 이방 도전성 커넥터(B1) 및 이방 도전성 커넥터(B2)에 대하여, 이하와 같이 하여 고온 환경하에서의 내구성 시험을 행하였다.
검사용 회로 기판 T 위에 이방 도전성 커넥터를 그 접속용 도전부 각각이 해당 검사용 회로 기판 T의 검사 전극 위에 위치하도록 위치 정렬하여 배치하고, RTV 실리콘 고무에 의해 이방 도전성 커넥터의 주변부를 검사용 회로 기판 T에 접착하여, 프로브 부재를 제작하였다. 그 후, 이 프로브 부재를 가압판에 고정하는 동시에, 시험용 웨이퍼 W4를, 전열 히터를 구비한 웨이퍼 적대대에 적재하였다. 이어서, 프로브 부재와 시험용 웨이퍼 W4 사이에 상하 양방향을 촬영 가능한 CCD 카메라를 진입시켜, 이 CCD 카메라의 화상을 기초로 하여 이방 도전성 커넥터의 접속용 도전부 각각이 시험용 웨이퍼 W4의 피검사 전극의 바로 위의 위치에 위치하도록 프로브 부재에 대한 시험용 웨이퍼 W4의 얼라이먼트를 행하였다. 계속해서, 프로브 부재와 시험용 웨이퍼 W4 사이로부터 CCD 카메라를 퇴피시켜, 그 후 프로브 부재를 아래쪽으로 158 kg의 하중(접속용 도전부 1개당 가해지는 하중이 평균 8 g)으로 가압함으로써, 이만 도전성 커넥터의 탄성 이방 도전막을 시험용 웨이퍼 W4에 압접시켰다. 계속해서, 웨이퍼 적재대를 125 ℃로 가열하여, 웨이퍼 적재대의 온도가 안정된 후, 검사용 회로 기판 T에서의 19650개의 검사 전극에 대하여, 이방 도전성 커넥터 및 시험용 웨이퍼 W4를 거쳐서 서로 전기적으로 접속된 2개의 검사 전극 사이의 전기 저항을 차례로 측정하여, 측정된 전기 저항치의 2분의 1의 값을 이방 도전성 커넥터에서의 접속용 도전부의 도통 저항으로서 기록하고, 도통 저항이 1Ω 이상인 접속용 도전부의 수를 구하였다. 그 후, 이 상태에서 1시간 방치하고, 이어서 웨이퍼 적재대를 실온까지 냉각하여, 그 후 프로브 부재에 대한 가압을 해제하였다.
그리고 상기한 조작을 1 사이클로 하여, 합계 500 사이클 연속하여 행하였다.
이상에 있어서, 접속용 도전부의 도통 저항이 1Ω 이상인 것에 대해서는 웨이퍼에 형성된 집적회로의 전기적 검사에 있어서, 이것을 실제로 사용하는 것이 곤란하다.
이상, 결과를 표 2에 나타낸다.
도통 저항이 1 Ω 이상인 접속부 도전부의 수(개)
사이클 수 이방 도전성 커넥터 1 20 50 100 200 300 400 500
실 시 예 (A1) 0 0 0 0 0 0 0 22
(A2) 0 0 0 0 0 0 4 28
비 교 예 (B1) 0 0 0 0 0 6 36 122
(B2) 0 0 0 0 4 18 52 214
(10) 시험 2 :
이방 도전성 커넥터(A3), 이방 도전성 커넥터(A4), 이방 도전성 커넥터(B3) 및 이방 도전성 커넥터(B4)에 대하여, 이하와 같이하여 고온 환경하에서의 내구성 시험을 행하였다.
검사용 회로 기판 T 위에 이방 도전성 커넥터를 그 접속용 도전부 각각이 해당 검사용 회로 기판 T의 검사 전극 위에 위치하도록 위치 정렬하여 배치하고, RTV 실리콘 고무에 의해 이방 도전성 커넥터의 주변부를 검사용 회로 기판 T에 접착하고, 또한 이 이방 도전성 커넥터 위에 시트형 커넥터 M을 그 이면 전극부 각각이 해당 이방 도전성 커넥터의 접속용 도전부 위에 위치하도록 위치 정렬하여 배치하여, RTV 실리콘 고무에 의해 시트형 커넥터 M의 주변부를 검사용 회로 기판 T에 접착함으로써, 프로브 부재를 제작하였다. 그 후, 이 프로브 부재를 가압판에 고정하는 동시에, 시험용 웨이퍼 W3를, 전열 히터를 구비한 웨이퍼 적대대에 적재하였다. 이어서, 프로브 부재와 시험용 웨이퍼 W3 사이에 상하 양방향을 촬영 가능한 CCD 카메라를 진입시켜, 이 CCD 카메라의 화상을 기초로 하여 시트형 커넥터의 표면 전극부 각각이 시험용 웨이퍼 W3의 피검사 전극의 바로 위의 위치에 위치하도록 프로브 부재에 대한 시험용 웨이퍼 W3의 얼라이먼트를 행하였다. 계속해서, 프로브 부재와 시험용 웨이퍼 W3 사이에서 CCD 카메라를 퇴피시켜, 그 후 프로브 부재를 아래쪽으로 158 kg의 하중(접속용 도전부 1개당 가해지는 하중이 평균 8 g)으로 가압함으로써, 이방 도전성 커넥터의 탄성 이방 도전막을 시험용 웨이퍼 W3에 압접시켰다. 이어서, 웨이퍼 적재대를 125 ℃로 가열하여, 웨이퍼 적재대의 온도가 안정된 후, 검사용 회로 기판 T에서의 19650개의 검사 전극에 대하여, 이방 도전성 커넥터, 시트형 커넥터 M 및 시험용 웨이퍼 W3를 거쳐서 서로 전기적으로 접속된 2개의 검사 전극 사이의 전기 저항을 차례로 측정함으로써, 이방 도전성 커넥터에서의 접속용 도전부의 도통 저항을 기록하고, 도통 저항이 1Ω 이상인 접속용 도전부의 수를 구하였다. 그 후, 이 상태에서 1시간 방치하고, 이어서 웨이퍼 적재대를 실온까지 냉각하여, 그 후 프로브 부재에 대한 가압을 해제하였다.
그리고 상기한 조작을 1 사이클로 하여, 합계 500 사이클 연속하여 행하였다.
이상에 있어서, 접속용 도전부의 도통 저항이 1Ω 이상인 것에 대해서는 웨이퍼에 형성된 집적회로의 전기적 검사에 있어서, 이것을 실제로 사용하는 것이 곤란하다.
이상, 결과를 표 3에 나타낸다.
도통 저항이 1 Ω 이상인 접속부 도전부의 수(개)
사이클 수 이방 도전성 커넥터 1 20 50 100 200 300 400 500
실 시 예 (A3) 0 0 0 0 0 0 0 0
(A4) 0 0 0 0 0 0 0 0
비 교 예 (B3) 0 0 0 0 0 0 8 34
(B4) 0 0 0 0 0 0 4 44
표 1 내지 표 3의 결과로부터 명백한 바와 같이, 실시예에 관한 이방 도전성 커넥터에 따르면, 탄성 이방 도전막에서의 접속용 도전부의 피치가 작은 것이라도, 해당 접속용 도전부에는 양호한 도전성을 얻을 수 있고, 게다가 온도 변화에 의한 열 이력 등의 환경의 변화에 대해서도 양호한 전기적 접속 상태가 안정적으로 유지되고, 또한 고온 환경하에 있어서 반복 사용한 경우에도, 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되는 것이 확인되었다. 또, 실시예에 관한 이방 도전성 커넥터에 따르면 검사 대상인 웨이퍼가 다수의 피검사 전극을 갖고, 이들의 피검사 전극이 돌기형인 것이라도, 반복 사용에서의 높은 내구성을 얻을 수 있는 것이 확인되었다.

Claims (10)

  1. 도전성 입자가 함유된 두께 방향으로 신장하는 복수의 접속용 도전부가 절연부에 의해 서로 절연된 상태에서 배치된 기능부를 갖는 탄성 이방 도전막을 구비하여 이루어지는 이방 도전성 커넥터에 있어서,
    상기 탄성 이방 도전막의 기능부에서의 접속용 도전부의 두께를 T1이라 하고, 해당 기능부에서의 절연부의 두께를 T2라 했을 때, 비(T2/T1)가 0.9 이상 1.0 미만이고,
    상기 탄성 이방 도전막의 기능부의 일면이 평탄하고, 이 평탄한 일면이 검사 대상에 접촉되는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  2. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적회로 각각에 대하여, 해당 집적회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태에서 행하기 위해 이용되는 이방 도전성 커넥터에 있어서,
    검사 대상인 웨이퍼에 형성된 모든 또는 일부의 집적회로에서의 피검사 전극이 배치된 전극 영역에 대응하여 각각 두께 방향으로 관통하는 복수의 이방 도전막 배치용 구멍이 형성된 프레임판과, 이 프레임판의 각 이방 도전막 배치용 구멍 내에 배치되어, 해당 이방 도전막 배치용 구멍의 주변부에 지지된 복수의 탄성 이방 도전막으로 이루어지고,
    상기 탄성 이방 도전막 각각은 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적회로의 피검사 전극에 대응하여 배치된 자성을 띠는 도전성 입자가 밀하게 함유되어 이루어지는 두께 방향으로 신장하는 복수의 접속용 도전부와, 이들의 접속용 도전부를 서로 절연하는 절연부를 갖는 기능부를 구비하여 이루어지며,
    상기 탄성 이방 도전막의 기능부에서의 접속용 도전부의 두께를 T1이라 하고, 해당 기능부에서의 절연부의 두께를 T2라 했을 때, 비(T2/T1)가 0.9 이상 1.0 미만이고,
    상기 탄성 이방 도전막의 기능부의 일면이 평탄하고, 이 평탄한 일면이 검사 대상에 접촉되는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서, 상기 탄성 이방 도전막 각각의 기능부는, 적어도 평탄면으로 된 일면이 피지지부보다 돌출하도록 형성되어 있고,
    상기 모든 탄성 이방 도전막의 기능부 일면의 면적 총합을 S1이라 하고, 검사 대상인 웨이퍼에서의 피검사 전극이 형성된 측의 웨이퍼의 표면 면적을 S2라 했을 때, 비(S1/S2)이 0.001 내지 0.3인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 프레임판의 선열팽창 계수가 -1×10-7 내지 3 × 10-5/K 인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  6. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적회로 각각에 대하여, 해당 집적회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태에서 행하기 위해 이용되는 프로브 부재이며,
    검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적회로에서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 검사 전극이 표면에 형성된 검사용 회로 기판과, 이 검사용 회로 기판의 표면에 배치된 제5항에 기재된 이방 도전성 커넥터를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 부재.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이방 도전성 커넥터에서의 프레임판의 선열팽창 계수가 -1×10-7 내지 3 × 10-5/K이며, 검사용 회로 기판을 구성하는 기판 재료의 선열팽창 계수가 1×10-7 내지 3 × 10-5/K인 것을 특징으로 하는 프로브 부재.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이방 도전성 커넥터 위에, 절연성 시트와, 이 절연성 시트를 그 두께 방향으로 관통하여 신장하고, 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴을 따라 배치된 복수의 전극 구조체로 이루어지는 시트형 커넥터가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 부재.
  9. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적회로 각각에 대하여, 해당 집적회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태에서 행하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서,
    제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 프로브 부재를 구비하여 이루어지며, 해당 프로브 부재를 거쳐서 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적회로에 대한 전기적 접속이 달성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  10. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적회로 각각을, 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 프로브 부재를 거쳐서 검사기에 전기적으로 접속하고, 해당 웨이퍼에 형성된 집적회로의 전기적 검사를 실행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 방법.
KR1020057014684A 2003-02-18 2004-02-13 이방 도전성 커넥터 및 프로브 부재 및 웨이퍼 검사 장치및 웨이퍼 검사 방법 KR100741228B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003040026 2003-02-18
JPJP-P-2003-00040026 2003-02-18
PCT/JP2004/001550 WO2004075283A1 (ja) 2003-02-18 2004-02-13 異方導電性コネクターおよびプローブ部材並びにウエハ検査装置およびウエハ検査方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050095649A KR20050095649A (ko) 2005-09-29
KR100741228B1 true KR100741228B1 (ko) 2007-07-19

Family

ID=32905192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057014684A KR100741228B1 (ko) 2003-02-18 2004-02-13 이방 도전성 커넥터 및 프로브 부재 및 웨이퍼 검사 장치및 웨이퍼 검사 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20060148285A1 (ko)
EP (1) EP1596429A4 (ko)
KR (1) KR100741228B1 (ko)
CN (1) CN100359659C (ko)
TW (1) TW200511468A (ko)
WO (1) WO2004075283A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240051450A (ko) 2022-10-13 2024-04-22 (주)포인트엔지니어링 마이크로 금속 성형물 및 이의 제조방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007116826A1 (ja) * 2006-04-11 2007-10-18 Jsr Corporation 異方導電性コネクターおよび異方導電性コネクター装置
JP4952787B2 (ja) * 2007-03-30 2012-06-13 Ｊｓｒ株式会社 異方導電性コネクター、プローブ部材およびウエハ検査装置
DE102007032557B4 (de) 2007-07-12 2010-09-16 Multitest Elektronische Systeme Gmbh Vorrichtung zum Testen von elektronischen Bauelementen, insbesondere IC's, mit innerhalb einer Drucktestkammer angeordnetem Abdichtboard
CN102334239B (zh) * 2009-03-05 2014-06-18 保力马科技株式会社 弹性连接器以及弹性连接器的制造方法和导通连接器件
JP5353488B2 (ja) * 2009-06-30 2013-11-27 日産自動車株式会社 電気部品構造
US20130000964A1 (en) * 2010-04-22 2013-01-03 Hiroshi Kobayashi Anisotropic conductive material and connection structure
TWI567957B (zh) * 2014-05-30 2017-01-21 榮晶生物科技股份有限公司 晶圓級相機模組及其製造方法
JP6506653B2 (ja) * 2015-07-30 2019-04-24 日本メクトロン株式会社 伸縮性配線基板
JP6405334B2 (ja) 2016-04-18 2018-10-17 日本メクトロン株式会社 伸縮性配線基板、及び、伸縮性配線基板の製造方法
JP6918518B2 (ja) * 2017-02-27 2021-08-11 デクセリアルズ株式会社 電気特性の検査冶具
US20210359434A1 (en) * 2018-10-11 2021-11-18 Sekisui Polymatech Co., Ltd. Electrical connection sheet and terminal-equipped glass plate structure
KR20210017178A (ko) * 2019-08-07 2021-02-17 주식회사 엘지화학 내부 단락 유도를 위한 전기화학소자 및 이를 이용한 안전성 평가방법
CN112444688A (zh) * 2019-08-29 2021-03-05 三赢科技（深圳）有限公司 压合导电产品的检测装置及压合导电产品的检测方法
CN116840646A (zh) * 2023-07-05 2023-10-03 苏州联讯仪器股份有限公司 一种可靠性测试夹具

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324600A (ja) * 2001-02-09 2002-11-08 Jsr Corp 異方導電性コネクターおよびその応用製品

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3038859B2 (ja) * 1989-09-29 2000-05-08 ジェイエスアール株式会社 異方導電性シート
US5109320A (en) * 1990-12-24 1992-04-28 Westinghouse Electric Corp. System for connecting integrated circuit dies to a printed wiring board
EP0615131A1 (en) * 1993-03-10 1994-09-14 Co-Operative Facility For Aging Tester Development Prober for semiconductor integrated circuit element wafer
JPH1140224A (ja) * 1997-07-11 1999-02-12 Jsr Corp 異方導電性シート
JP3737899B2 (ja) * 1999-01-29 2006-01-25 日東電工株式会社 半導体素子の検査方法およびそのための異方導電性フィルム
JP2000331538A (ja) * 1999-05-17 2000-11-30 Nitto Denko Corp 異方導電性フィルムおよびその製造方法
TW498707B (en) * 1999-11-26 2002-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Wiring substrate and production method thereof
ATE284083T1 (de) * 2000-09-25 2004-12-15 Jsr Corp Anisotropisches leitfähiges verbindungsblatt, herstellungsverfahren dafür und produkt davon
AU2002221060A1 (en) * 2000-12-08 2002-06-18 Jsr Corporation Anisotropic conductive sheet and wafer inspection device
JP3573120B2 (ja) * 2001-08-31 2004-10-06 Ｊｓｒ株式会社 異方導電性コネクターおよびその製造方法並びにその応用製品
WO2004086565A1 (ja) * 2003-03-26 2004-10-07 Jsr Corporation 異方導電性コネクターおよび導電性ペースト組成物、プローブ部材並びにウエハ検査装置およびウエハ検査方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324600A (ja) * 2001-02-09 2002-11-08 Jsr Corp 異方導電性コネクターおよびその応用製品

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240051450A (ko) 2022-10-13 2024-04-22 (주)포인트엔지니어링 마이크로 금속 성형물 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN100359659C (zh) 2008-01-02
CN1762051A (zh) 2006-04-19
KR20050095649A (ko) 2005-09-29
EP1596429A1 (en) 2005-11-16
TW200511468A (en) 2005-03-16
EP1596429A4 (en) 2011-04-27
US20060148285A1 (en) 2006-07-06
WO2004075283A1 (ja) 2004-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100756707B1 (ko) 이방 도전성 커넥터 및 도전성 페이스트 조성물, 프로우브 부재 및 웨이퍼 검사 장치
KR100714327B1 (ko) 이방 도전성 커넥터 및 도전성 페이스트 조성물, 프로우브부재 및 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법
KR100756120B1 (ko) 이방 도전성 커넥터 및 도전성 페이스트 조성물, 프로브부재 및 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법
KR100715751B1 (ko) 이방 도전성 커넥터 및 프로우브 부재 및 웨이퍼 검사장치 및 웨이퍼 검사 방법
KR100577947B1 (ko) 이방 도전성 커넥터 및 그 제조 방법 및 프로우브 부재
KR100595787B1 (ko) 시트형 커넥터 및 그 제조 방법 및 그 응용
KR100741228B1 (ko) 이방 도전성 커넥터 및 프로브 부재 및 웨이퍼 검사 장치및 웨이퍼 검사 방법
KR101057517B1 (ko) 시트형 프로브, 및 그 제조 방법과 응용
KR101167750B1 (ko) 웨이퍼 검사용 탐침 부재, 웨이퍼 검사용 프로브 카드 및웨이퍼 검사 장치
KR20070046033A (ko) 웨이퍼 검사용 이방 도전성 커넥터 및 그의 제조 방법 및응용
KR101167748B1 (ko) 웨이퍼 검사용 탐침 부재, 웨이퍼 검사용 프로브 카드 및웨이퍼 검사 장치
KR100921268B1 (ko) 이방 도전성 시트, 그의 제조 방법 및 그의 응용 제품
JP5104265B2 (ja) プローブ部材およびその製造方法ならびにその応用
JP4423991B2 (ja) 異方導電性コネクターおよびプローブ部材並びにウエハ検査装置およびウエハ検査方法
JP2006351504A (ja) ウエハ検査用異方導電性コネクターおよびその製造方法、ウエハ検査用プローブカードおよびその製造方法並びにウエハ検査装置
JP3938117B2 (ja) 異方導電性コネクターおよびプローブ部材並びにウエハ検査装置およびウエハ検査方法
JP3685191B2 (ja) 異方導電性コネクターおよびプローブ部材並びにウエハ検査装置およびウエハ検査方法
JP3685190B2 (ja) 異方導電性コネクターおよび導電性ペースト組成物、プローブ部材並びにウエハ検査装置およびウエハ検査方法
JP2009098065A (ja) プローブ部材およびその製造方法ならびにその応用
JP2006098395A (ja) ウエハ検査用異方導電性コネクターおよびその製造方法並びにその応用
JP2004309465A (ja) 異方導電性コネクターおよび導電性ペースト組成物、プローブ部材並びにウエハ検査装置およびウエハ検査方法
JP2006100391A (ja) ウエハ検査用プローブカードおよびウエハ検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130621

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140630

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150707

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160629

Year of fee payment: 10

J204 Request for invalidation trial [patent]
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2016100001861; TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20160629

Effective date: 20161130

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170711

Year of fee payment: 11

J302 Written judgement (patent court)

Free format text: TRIAL NUMBER: 2017200000448; JUDGMENT (PATENT COURT) FOR INVALIDATION REQUESTED 20170120

Effective date: 20170825

J303 Written judgement (supreme court)

Free format text: TRIAL NUMBER: 2017300002321; JUDGMENT (SUPREME COURT) FOR INVALIDATION REQUESTED 20171012

Effective date: 20180111

J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2018130000012; TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20180130

Effective date: 20180423