KR20050033614A - 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

접속 대상 전극의 피치가 작은 것이라도, 모든 접속용 도전부의 도전성이 양호하여 인접하는 접속용 도전부 사이의 절연성을 확실하게 얻을 수 있고, 고온 환경 하에 있어서 반복하여 사용한 경우에도 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되는 이방 도전성 커넥터 및 그 응용이 개시되어 있다. 상기 커넥터는, 도전성 입자가 함유된 두께 방향으로 신장되는 복수의 접속용 도전부가 형성되어 이루어지는 탄성 이방 도전막을 갖는 이방 도전성 커넥터에 있어서, 상기 접속용 도전부의 최단 폭을 W라 하고, 상기 도전성 입자의 수평균 입자 직경을 Dn이라 하였을 때, 도전성 입자의 수평균 입자 직경에 대한 접속용 도전부의 최단 폭의 비(W/Dn)의 값이 3 내지 8의 범위에 있고, 상기 도전성 입자의 입자 직경의 변동 계수가 50 ％ 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

이방 도전성 커넥터 및 도전성 페이스트 조성물, 프로우브 부재 및 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법{ANISOTROPIC 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 8인치 이상인 웨이퍼이며, 이에 형성된 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 총 수가 5000개 이상인 것에 대해, 상기 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 실리콘으로 이루어지는 웨이퍼에 다수의 집적 회로를 형성하고, 그 후 이들 집적 회로 각각에 대해, 기초적인 전기 특성을 검사함으로써 결함을 갖는 집적 회로를 선별하는 프로우브 시험이 행해진다. 계속해서, 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(burn-in) 시험이 행해진다.
이러한 프로우브 시험 또는 번인 시험 등의 집적 회로의 전기적 검사에 있어서는, 검사 대상물에 있어서의 피검사 전극의 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 엘라스토머 시트로 이루어지는 것이 알려져 있다.
이러한 이방 도전성 엘라스토머 시트로서는, 종래 다양한 구조의 것이 알려져 있고, 예를 들어 일본 특허 공개 소51-93393호 공보 등에는, 금속 입자를 엘라스토머 중으로 균일하게 분산하여 얻을 수 있는 이방 도전성 엘라스토머 시트(이하, 이를「분산형 이방 도전성 엘라스토머 시트」라 함)가 개시되고, 또한 일본 특허 공개 소53-147772호 공보 등에는 도전성 자성체 입자를 엘라스토머 중으로 불균일하게 분포시킴으로써 두께 방향으로 신장되는 다수의 도전부와, 이들을 서로 절연하는 절연부가 형성되어 이루어지는 이방 도전성 엘라스토머 시트(이하, 이를「편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트」라 함)가 개시되고, 또한 일본 특허 공개 소61-250906호 공보 등에는 도전부의 표면과 절연부 사이에 단차가 형성된 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트가 개시되어 있다.
그리고, 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트는 검사해야 할 집적 회로의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 도전부가 형성되어 있으므로, 분산형 이방 도전성 엘라스토머 시트와 비교하여 피검사 전극의 배열 피치, 즉 인접하는 피검사 전극의 중심간 거리가 작은 집적 회로 등에 대해서도 전극간의 전기적 접속을 높은 신뢰성으로 달성할 수 있다는 점에서 유리하다.
이러한 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트에 있어서는, 검사용 회로 기판 및 검사 대상물과의 전기적 접속 작업에 있어서, 그들에 대해 특정한 위치 관계를 갖고 보유 지지 고정하는 것이 필요하다.
그런데, 이방 도전성 엘라스토머 시트는 유연하고 쉽게 변형되는 것이며, 그 취급성이 낮은 것이다. 게다가, 최근 전기 제품의 소형화 혹은 고밀도 배선화에 수반하여 이에 사용되는 집적 회로 장치는, 전극수가 증가하고 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 맞춤 및 보유 지지 고정이 곤란해지고 있다.
또한, 번인 시험에 있어서는 일단은 집적 회로 장치와 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트와의 소요의 위치 맞춤 및 보유 지지 고정이 실현된 경우라도, 온도 변화에 의한 열이력을 받으면 열팽창율이 검사 대상인 집적 회로 장치를 구성하는 재료(예를 들어, 실리콘)와 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트를 구성하는 재료(예를 들어, 실리콘 고무)의 사이에서 크게 다르기 때문에, 편재형 이방 도전성 엘라스토머 시트의 도전부와 집적 회로 장치의 피검사 전극과의 사이에 위치 어긋남이 발생되는 결과, 전기적 접속 상태가 변화하여 안정적인 접속 상태가 유지되지 않는다고 하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 개구를 갖는 금속제의 프레임판과 이 프레임판의 개구에 배치되고 그 주연부가 상기 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.
도22에 도시한 바와 같이, 상부형(80) 및 이와 쌍을 이루는 하부형(85)으로 이루어지는 이방 도전성 엘라스토머 시트 성형용 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 상기 성형 재료층(95) 중에 분산된 상태이다.
상기한 금형에 있어서의 상부형(80) 및 하부형(85)의 각각은, 성형해야 할 이방 도전성 엘라스토머 시트의 도전부의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 형성된 복수의 강자성체층(81, 86)과, 이들 강자성체층(81, 86)이 형성된 부위 이외의 부위에 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 상기 성형 재료층(95)의 두께 방향으로 작용된다. 그 결과, 성형 재료층(95) 중에 분산되어 있는 도전성 입자(P)는, 상기 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 집합하고, 또한 두께 방향으로 배열하도록 배향한다. 그리고, 이 상태에서 성형 재료층(95)의 경화 처리를 행함으로써, 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 배열되도록 배향한 상태에서 함유된 복수의 도전부와, 이들 도전부를 서로 절연하는 절연부로 이루어지는 이방 도전성 엘라스토머 시트가, 그 주연부가 프레임판의 개구 모서리부에 지지된 상태에서 성형되고 또한 이방 도전성 커넥터가 제조된다.
이러한 이방 도전성 커넥터에 따르면, 이방 도전성 엘라스토머 시트가 금속제 프레임판에 지지되어 있으므로 변형되기 어려워 취급이 쉽고, 또한 미리 프레임판에 위치 결정용 마크(예를 들어, 구멍)를 형성함으로써 집적 회로 장치의 전기적 접속 작업에 있어서, 상기 집적 회로 장치에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있고, 게다가 프레임판을 구성하는 재료로서 열팽창율이 작은 것을 이용함으로써 이방 도전성 시트의 열팽창이 프레임판에 의해 규제되므로, 온도 변화에 의한 열이력을 받은 경우에도 편재형 이방 도전성 엘라스토머 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 분할하여, 이 영역에 형성된 모든 집적 회로에 대해 일괄적으로 프로우브 시험을 행하고, 차례대로 그 밖의 영역에 형성된 집적 회로에 대해 프로우브 시험을 행하는 방법이 채용되어 있다.
그리고, 최근 검사 효율을 향상시켜 검사 비용의 저감화를 도모하기 위해, 웨이퍼에 형성된 다수의 집적 회로 중 예를 들어 64개 혹은 124개 또는 전부의 집적 회로에 대해 일괄적으로 프로우브 시험을 행하는 것이 요청되어 있다.
한편, 번인 시험에 있어서는 검사 대상인 집적 회로 장치는 미소한 것이며 취급이 불편한 것이므로, 다수의 집적 회로 장치의 전기적 검사를 개별적으로 행하기 위해서는 긴 시간을 필요로 하고, 이에 의해 검사 비용이 상당히 높은 것이 된다. 이러한 이유로부터, 웨이퍼 상에 형성된 다수의 집적 회로에 대해 그들의 번인 시험을 웨이퍼의 상태로 일괄적으로 행하는 WLBI(Wafer Lebel Burn-in) 시험이 제안되어 있다.
그러나, 검사 대상인 웨이퍼가 예를 들어 직경이 8인치 이상의 대형인 것이며, 그 피검사 전극의 수가 예를 들어 5000 이상, 특히 10000 이상의 것인 경우에는, 각 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 피치가 매우 작은 것이므로 프로우브 시험 또는 WLBI 시험을 위한 프로우브 부재로서 상기 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 전체의 면적이 큰 것이지만, 각 도전부는 미세하고 상기 이방 도전성 엘라스토머 시트 표면에 차지하는 도전부 표면의 면적의 비율이 작은 것이므로, 상기 이방 도전성 엘라스토머 시트를 확실하게 제조하는 것은 매우 곤란하다.
또한, 형성해야 할 도전부가 미세하고 피치가 매우 작은 것이므로, 인접하는 도전부 사이에 있어서 소요의 절연성을 갖는 이방 도전성 엘라스토머 시트를 확실하게 제조하는 것이 곤란하다. 이는, 이하의 이유에 의한 것이라 생각할 수 있다. 즉, 이방 도전성 엘라스토머 시트를 얻기 위해 이용되는 도전성 입자에는 그 평균 입자 직경보다 상당히 큰 입자 직경을 갖는 조대 입자가 혼재되어 있다. 그로 인해, 이방 도전성 엘라스토머 시트를 얻기 위한 성형 재료층에 자기장을 작용시켰을 때에는, 상기 조대 입자가 상기 성형 재료층에 있어서의 도전부가 되어야 할 부분 내에 확실하게 수용되지 않고, 도전부가 되어야 할 부분 및 절연부가 되어야 할 부분의 양방에 걸친 상태로 집합된다. 이에 의해, 얻을 수 있는 도전부와 이와 인접하는 도전부 사이의 전기 저항치가 저하되는 결과, 이들 도전부 사이의 절연성을 충분히 확보하는 것이 곤란해진다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 평균 입자 직경이 작은 도전성 입자를 이용하는 것도 생각할 수 있지만, 이러한 도전성 입자를 이용하는 경우에는 이하와 같은 문제가 있다.
이방 도전성 엘라스토머 시트의 두께가 동일하면, 이용되는 도전성 입자의 입자 직경이 작으면 작을수록 상기 이방 도전성 엘라스토머 시트의 두께 방향으로 배열하는 도전성 입자의 수, 즉 하나의 도전로를 형성하는 도전성 입자의 수가 많아지고, 이에 수반하여 1개의 도전로에 있어서 도전성 입자 사이의 접촉 저항의 총합이 증대되므로, 높은 도전성을 갖는 도전부를 형성하는 것이 곤란해진다.
또한, 이방 도전성 엘라스토머 시트를 얻기 위한 성형 재료층에 자기장을 작용시켰을 때에, 도전성 입자는 그 입자 직경이 작으면 작을수록 이동하기 어려워지므로, 상기 성형 재료층에 있어서의 절연부가 되어야 할 부분에 도전성 입자가 다량으로 잔류하여, 결국 도전부 사이의 절연성을 충분히 확보하는 것이 곤란해지는 동시에, 도전부가 되는 부분에 충분히 도전성 입자가 집합하지 않으므로 소기의 도전성을 갖는 도전부를 형성하는 것이 곤란해진다.
또한, 이방 도전성 엘라스토머 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, WLBI 시험에 있어서는 이방 도전성 엘라스토머 시트는 그 도전부가 검사 대상인 웨이퍼에 있어서의 피검사 전극과 검사용 회로 기판의 검사용 전극에 의해 협압되고, 이 상태에서 장시간 고온 환경 하에 노출된다. 그런데, 이러한 가혹한 조건 하에서 이방 도전성 엘라스토머 시트가 반복하여 사용된 경우에는, 도전성 입자에 있어서의 코어 입자를 구성하는 강자성체가 피복층을 형성하는 고도전성 금속 중으로 이행하기 때문에, 상기 도전성 입자의 표면에 있어서의 도전성이 저하되고, 그 결과 도전성 입자 사이의 접촉 저항이 증대된다. 이 현상은, 도전성 입자의 입자 직경이 작으면 작을수록 피복층의 두께도 작아지므로 현저하게 발생한다. 이와 같이, 입자 직경이 작은 도전성 입자를 이용하는 경우에는, 고온 환경 하에 있어서 반복하여 사용했을 때에 도전성 입자의 표면에 있어서의 도전성이 저하되고, 형성되는 도전로에 있어서의 도전성 입자 사이의 접촉 저항의 총합이 현저하게 증대되기 때문에 소요의 도전성을 유지할 수 없다.
또한, WLBI 시험을 위한 프로우브 부재로서 상기한 이방 도전성 커넥터를 이용하는 경우에는 이하와 같은 문제가 있다.
웨이퍼를 구성하는 재료, 예를 들어 실리콘의 선열팽창 계수는 3.3 × 10-6/K 정도이고, 한편 이방 도전성 엘라스토머 시트를 구성하는 재료 예를 들어 실리콘 고무의 선열팽창 계수는 2.2 × 104/K 정도이다. 따라서, 예를 들어 25 ℃에 있어서 각각 직경이 20 cm인 웨이퍼 및 이방 도전성 엘라스토머 시트 각각을 20 ℃로부터 120 ℃까지 가열한 경우에는, 이론상 웨이퍼의 직경의 변화는 0.0066 cm에 지나지 않지만 이방 도전성 엘라스토머 시트의 직경의 변화는 0.44 cm에 달한다.
이와 같이, 웨이퍼와 이방 도전성 엘라스토머 시트의 사이에서 면 방향에 있어서의 열팽창의 절대량에 큰 차가 발생되면 이방 도전성 엘라스토머 시트의 주변부를 웨이퍼의 선열팽창 계수와 동등한 선열팽창 계수를 갖는 프레임판에 의해 고정해도, WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서 웨이퍼에 있어서의 피검사 전극과 이방 도전성 엘라스토머 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 엘라스토머 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 엘라스토머 시트를 고정하는 수단으로서는, 예를 들어 나사 등에 의해 이방 도전성 엘라스토머 시트에 있어서의 주변부를 기계적으로 고정하는 수단 및 접착제 등에 의해 고정하는 수단 등을 생각할 수 있다.
그러나, 나사 등에 의해 이방 도전성 엘라스토머 시트에 있어서의 주변부를 고정하는 수단에서는, 전술한 프레임판에 고정하는 수단과 동일한 이유에 의해 웨이퍼에 있어서의 피검사 전극과 이방 도전성 엘라스토머 시트에 있어서의 도전부와의 사이의 위치 어긋남을 방지하는 것은 매우 곤란하다.
한편, 접착제에 의해 고정하는 수단에 있어서는 검사용 회로 기판에 대한 전기적 접속을 확실하게 달성하기 위해서는, 이방 도전성 엘라스토머 시트에 있어서의 절연부에만 접착제를 도포하는 것이 필요해지지만, WLBI 시험에 이용되는 이방 도전성 엘라스토머 시트는 도전부의 배치 피치가 작고, 인접하는 도전부 사이의 이격 거리가 작은 것이므로 그러한 것은 실제로 매우 곤란하다. 또한, 접착제에 의해 고정하는 수단에 있어서는 이방 도전성 엘라스토머 시트가 고장난 경우에는, 상기 이방 도전성 엘라스토머 시트만을 새로운 것으로 교환할 수 없어 검사용 회로 기판을 포함하는 프로우브 부재 전체를 교환하는 것이 필요해지고, 그 결과 검사 비용의 증대를 초래한다.
도1은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 일예를 도시한 평면도이다.
도2는 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터의 일부를 확대하여 도시한 평면도이다.
도3은 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시한 평면도이다.
도4는 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시한 설명용 단면도이다.
도5는 탄성 이방 도전막 성형용 금형에 성형 재료가 도포되어 성형 재료층이 형성된 상태를 도시한 설명용 단면도이다.
도6은 탄성 이방 도전 성형용의 금형을 그 일부를 확대하여 도시한 설명용 단면도이다.
도7은 도5에 도시한 금형의 상부형 및 하부형 사이에 스페이서를 거쳐서 프레임판이 배치된 상태를 도시한 설명용 단면도이다.
도8은 금형의 상부형과 하부형 사이에, 목적으로 하는 형태의 성형 재료층이 형성된 상태를 도시한 설명용 단면도이다.
도9는 도8에 도시한 성형 재료층을 확대하여 도시한 설명용 단면도이다.
도10은 도9에 도시한 성형 재료층에 그 두께 방향으로 강도 분포를 갖는 자기장이 형성된 상태를 도시한 설명용 단면도이다.
도11은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터를 사용한 웨이퍼 검사 장치의 일예에 있어서의 구성을 도시한 설명용 단면도이다.
도12는 본 발명에 관한 프로우브 부재의 일예에 있어서의 주요부의 구성을 도시한 설명용 단면도이다.
도13은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터를 사용한 웨이퍼 검사 장치의 다른 예에 있어서의 구성을 도시한 설명용 단면도이다.
도14는 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 다른 예에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시한 평면도이다.
도15는 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 또 다른 예에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시한 평면도이다.
도16은 실시예에서 사용한 시험용 웨이퍼의 상면도이다.
도17은 도16에 도시한 시험용 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 피검사 전극 영역의 위치를 도시한 설명도이다.
도18은 도16에 도시한 시험용 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 피검사 전극을 도시한 설명도이다.
도19는 실시예에서 제작한 프레임판의 상면도이다.
도20은 도19에 도시한 프레임판의 일부를 확대하여 도시한 설명도이다.
도21은 실시예에서 제작한 금형의 성형면을 확대하여 도시한 설명도이다.
도22는 종래의 이방 도전성 커넥터를 제조하는 공정에 있어서, 금형 내에 프레임판이 배치되는 동시에 성형 재료층이 형성된 상태를 도시한 설명용 단면도이다.
[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 : 공기 유통 구멍
16 : 위치 결정 구멍
20 : 탄성 이방 도전막
20A : 성형 재료층
21 : 기능부
22 : 접속용 도전부
23 : 절연부
24, 27 : 돌출부
25 : 피지지부
26 : 비접속용 도전부
30 : 검사용 회로 기판
31 : 검사 전극
41 : 절연성 시트
40 : 시트형 커넥터
42 : 전극 구조체
43 : 표면 전극부
44 : 이면 전극부
45 : 단락부
50 : 챔버
51 : 배기관
55 : O링
60 : 금형
61, 80 : 상부형
62, 66 : 기판
63, 64, 67, 81 : 강자성체층
64a, 68a : 오목부
65 : 하부형
68, 87 : 비자성체층
69a, 69b : 스페이서
90 : 프레임판
91 : 개구
95 : 성형 재료층
P : 도전성 입자
본 발명은 이상과 같은 사정에 비추어 이루어진 것이며, 그 제1 목적은 접속 대상 전극의 피치가 작은 것이라도 모든 접속용 도전부에 대해, 양호한 도전성을 확실하게 얻을 수 있는 동시에 인접하는 접속용 도전부 사이의 절연성을 확실하게 얻을 수 있고, 또한 고온 환경 하에 있어서 반복하여 사용한 경우에도 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되는 이방 도전성 커넥터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은, 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위해 이용되는 이방 도전성 커넥터에 있어서, 검사 대상인 웨이퍼가 예를 들어 직경이 8인치 이상인 대면적인 것이며, 형성된 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 피치가 작은 것이라도 상기 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있고, 게다가 모든 접속용 도전부에 대해 양호한 도전성을 확실하게 얻을 수 있는 동시에 인접하는 접속용 도전부 사이의 절연성을 확실하게 얻을 수 있고, 또한 고온 환경 하에 있어서 반복하여 사용한 경우에도 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되는 이방 도전성 커넥터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제3 목적은, 상기한 목적에다가 또한 온도 변화에 의한 열이력 등의 환경의 변화에 대해서도 양호한 전기적 접속 상태가 안정적으로 유지되는 이방 도전성 커넥터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제4 목적은, 상기 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 형성하기 위한 도전성 페이스트 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제5 목적은, 검사 대상인 웨이퍼가 예를 들어 직경이 8인치 이상의 대면적인 것이며 형성된 집적 회로에 있어서의 피검사 전극의 피치가 작은 것이라도, 상기 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있고, 게다가 각 피검사 전극에 대한 접속 신뢰성이 높고, 고온 환경하에 있어서 반복하여 사용한 경우에도 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되는 프로우브 부재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제6 목적은, 상기한 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 이방 도전성 커넥터는, 도전성 입자가 함유된 두께 방향으로 신장되는 복수의 접속용 도전부가 형성되어 이루어지는 탄성 이방 도전막을 갖는 이방 도전성 커넥터에 있어서,
상기 접속용 도전부의 최단 폭을 W라 하고, 상기 도전성 입자의 수평균 입자 직경을 Dn이라 하였을 때, 도전성 입자의 수평균 입자 직경에 대한 접속용 도전부의 최단 폭의 비(W/Dn)의 값이 3 내지 8의 범위에 있고, 상기 도전성 입자의 입자 직경의 변동 계수가 50 ％ 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 이방 도전성 커넥터는 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로의 각각에 대해, 상기 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 신장되는 복수의 이방 도전막 배치용 구멍이 형성된 프레임판과, 이 프레임판의 각 이방 도전막 배치용 구멍 내에 배치되고 상기 이방 도전막 배치용 구멍의 주변부에 지지된 복수의 탄성 이방 도전막으로 이루어지고,
상기 탄성 이방 도전막의 각각은, 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 접속용 도전부의 최단 폭을 W라 하고, 상기 도전성 입자의 수평균 입자 직경을 Dn이라 하였을 때 도전성 입자의 수평균 입자 직경에 대한 접속용 도전부의 최단 폭의 비(W/Dn)의 값이 3 내지 8의 범위에 있고, 상기 도전성 입자의 입자 직경의 변동 계수가 50 ％ 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 도전성 입자의 중량 평균 입자 직경을 Dw라 하였을 때 수평균 입자 직경에 대한 중량 평균 입자 직경의 비(Dw/Dn)의 값이 5 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는 도전성 입자의 수평균 입자 직경이 3 내지 30 ㎛인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는 도전성 입자는 공기 분급 장치에 의해 분급 처리된 것인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는 도전성 입자는 자성을 나타내는 코어 입자의 표면에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 이방 도전성 커넥터에 있어서는 프레임판의 선열팽창 계수가 3 × 10-5/K 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 도전성 페이스트 조성물은, 상기한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 형성하기 위한 도전성 페이스트 조성물이며,
경화 가능한 액형 실리콘 고무와 자성을 나타내는 도전성 입자를 함유하여 이루어지고, 상기 탄성 이방 도전막에 있어서의 접속용 도전부의 최단 폭을 W라 하고 상기 도전성 입자의 수평균 입자 직경을 Dn이라 하였을 때, 도전성 입자의 수평균 입자 직경에 대한 접속용 도전부의 최단 폭의 비(W/Dn)의 값이 3 내지 8의 범위에 있고, 상기 도전성 입자의 입자 직경의 변동 계수가 50 ％ 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 프로우브 부재는 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해, 상기 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 표면에 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 × 10-5/K 이하이고, 상기 검사용 회로 기판을 구성하는 기판 재료의 선열팽창 계수가 3 × 10-5/K 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 이방 도전성 커넥터 상에 절연성 시트와, 이 절연성 시트를 그 두께 방향으로 관통하여 신장되고 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 회로의 각각에 대해, 상기 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서, 상기한 프로우브 부재를 구비하여 이루어지고 상기 프로우브 부재를 거쳐서 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 대한 전기적 접속이 달성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 웨이퍼 검사 방법은, 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각을 상기한 프로우브 부재를 거쳐서 테스터에 전기적으로 접속하고, 상기 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전기적 검사를 실행하는 것을 특징으로 한다.
상기한 이방 도전성 커넥터에 따르면, 도전성 입자의 수평균 입자 직경이 접속용 도전부의 최단 폭과의 관계에 있어서 특정한 범위에 있고, 또한 입자 직경의 변동 계수가 50 ％ 이하이므로, 상기 도전성 입자는 접속용 도전부를 형성하기 위해 적정한 입자 직경을 갖는 것이다. 따라서, 탄성 이방 도전막의 형성에 있어서 성형 재료층에 자기장을 작용시켰을 때에, 도전성 입자가 상기 성형 재료층에 있어서의 절연부가 되어야 할 부분에 다량으로 잔류하는 일이 없고, 소요의 양의 도전성 입자를 접속용 도전부가 되어야 할 부분에 수용된 상태로 집합시킬 수 있고, 또한 두께 방향으로 배열되는 도전성 입자의 수를 적게 할 수 있다. 그 결과, 형성되는 모든 접속용 도전부에 대해 양호한 도전성을 얻을 수 있는 동시에 인접하는 접속용 도전부의 사이에 충분한 절연성을 확실하게 얻을 수 있다. 게다가, 도전성 입자에는 적합한 두께를 갖는 고도전성 금속으로 이루어지는 피복층을 형성할 수 있으므로, 고온 환경 하에 있어서 반복하여 사용한 경우에도 도전성 입자의 표면에 있어서의 도전성이 저하되는 것이 억제되고, 이에 의해 접속용 도전부에 형성되는 도전로에 있어서의 도전성 입자 사이의 접촉 저항의 총합이 현저하게 증대되는 일이 없어, 장기간에 걸쳐 소요의 도전성이 유지된다.
또한, 웨이퍼 검사용 이방 도전성 커넥터에 따르면 상기 프레임판에는 검사 대상인 웨이퍼에 있어서의 집적 회로의 피검사 전극이 형성된 전극 영역에 대응하여 복수의 이방 도전막 배치용 구멍이 형성되어 있고, 상기 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 탄성 이방 도전막이 배치되어 있으므로 변형되기 어려워 취급이 용이하고, 웨이퍼와의 전기적 접속 작업에 있어서 상기 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있다.
또한, 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 배치되는 탄성 이방 도전막은 면적이 작은 것이라도 상관 없으므로, 각각의 탄성 이방 도전막의 형성이 용이하다. 게다가, 면적이 작은 탄성 이방 도전막은 열이력을 받은 경우라도 상기 탄성 이방 도전막의 면 방향에 있어서의 열팽창의 절대량이 적으므로, 프레임판을 구성하는 재료로서 선열팽창 계수가 작은 것을 이용함으로써 탄성 이방 도전막의 면 방향에 있어서의 열팽창이 프레임판에 의해 확실하게 규제된다. 따라서, 대면적의 웨이퍼에 대해 WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서도, 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.
[이방 도전성 커넥터]
도1은 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 일예를 도시한 평면도, 도2는 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터의 일부를 확대하여 도시한 평면도, 도3은 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시한 평면도, 도4는 도1에 도시한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시한 설명용 단면도이다.
도1에 도시한 이방 도전성 커넥터는, 예를 들어 복수의 집적 회로가 형성된 웨이퍼에 대해 상기 집적 회로 각각의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위해 이용되는 것이며, 도2에 도시한 바와 같이 각각 두께 방향으로 관통하여 신장되는 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, 상기 프레임판(10)의 상기 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 지지된 상태로, 또한 인접하는 탄성 이방 도전막(20)과 서로 독립된 상태로 배치되어 있다. 또한, 본 예에 있어서의 프레임판(10)에는, 후술하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서, 감압 방식의 가압 수단을 이용하는 경우에 상기 이방 도전성 커넥터와 이에 인접하는 부재 사이의 공기를 유통시키기 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 종이면과 수직인 방향)으로 신장되는 복수의 접속용 도전부(22)와, 이 접속용 도전부(22) 각각의 주위에 형성되고 상기 접속용 도전부(22) 각각을 서로 절연하는 절연부(23)로 이루어지는 기능부(21)를 갖고, 상기 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, 상기 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 상기 기능부(21)에 일체적으로 연속하여 형성되어 있다. 구체적으로는, 본 예에 있어서의 피지지부(25)는 2갈래 형상으로 형성되어 있고, 프레임판(10)에 있어서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부를 파지하도록 밀착된 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 배열되도록 배향한 상태로 밀하게 함유되어 있다. 이에 대해, 절연부(23)는 도전성 입자(P)가 전혀 혹은 거의 함유되어 있지 않은 것이다. 본 예에 있어서는, 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 피지지부(25)에는 도전성 입자(P)가 함유되어 있다.
또한, 도시한 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 따라 다르지만 25 내지 600 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40 내지 400 ㎛이다.
이 두께가 25 ㎛ 미만인 경우에는, 이방 도전성 커넥터를 사용할 때에 필요한 강도를 얻을 수 없어 내구성이 낮아지기 쉽고, 또한 상기 프레임판(10)의 형상이 유지되는 정도의 강성을 얻을 수 없어 이방 도전성 커넥터의 취급성이 낮아진다. 한편, 두께가 600 ㎛를 넘는 경우에는 이방 도전막 배치용 구멍(11)에 형성되는 탄성 이방 도전막(20)은, 그 두께가 과대한 것이 되어 접속용 도전부(22)에 있어서의 양호한 도전성 및 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에 있어서의 절연성을 얻는 것이 곤란해지는 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 따라서 설계된다.
프레임판(10)을 구성하는 재료로서는, 상기 프레임판(10)이 쉽게 변형되지 않고 그 형상이 안정적으로 유지되는 정도의 강성을 갖는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 금속 재료, 세라믹스 재료, 수지 재료 등 다양한 재료를 이용할 수 있고, 프레임판(10)을 예를 들어 금속 재료에 의해 구성하는 경우에는, 상기 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 및 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 있다는 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 상기 프레임판(10)의 제작이 용이하다는 점에서 프레임판(10) 전체가 자성체에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 프레임판(10)을 구성하는 자성체의 구체예로서는 철, 니켈, 코발트 혹은 이들 자성 금속의 합금 또는 이들 자성 금속과 다른 금속의 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 이용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 -1 × 10-7 내지 1 × 10-5, 특히 바람직하게는 1 × 10-6 내지 8 × 10-6/K이다.
이러한 재료의 구체예로서는, 인바아 등의 인바아형 합금, 엘린바 등의 엘린바형 합금, 슈퍼 인바아, 코발트, 42합금 등의 자성 금속의 합금 또는 합금강 등을 들 수 있다.
탄성 이방 도전막(20)의 전체 두께[도시한 예에서는 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)을 확실하게 얻을 수 있다. 한편, 이 두께가 2000 ㎛ 이하이면, 소요의 도전성 특성을 갖는 접속용 도전부(22)를 확실하게 얻을 수 있다.
돌출부(24)의 돌출 높이는 그 합계가 상기 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 압축되므로 양호한 도전성을 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 돌출부(24)의 돌출 높이는 상기 돌출부(24)의 최단 폭 또는 직경의 100 ％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 ％ 이하이다. 이러한 돌출 높이를 갖는 돌출부(24)를 형성함으로써, 상기 돌출부(24)가 감압되었을 때에 좌굴되는 일이 없으므로 소기의 도전성을 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 피지지부(25)의 두께(도시한 예에서는 2갈래 부분 중 한 쪽 두께)는 5 내지 250 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 150 ㎛, 특히 바람직하게는 15 내지 100 ㎛이다.
또한, 피지지부(25)는 2갈래 형상으로 형성되는 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 경화성의 고분자 물질 형성 재료로서는 다양한 것을 이용할 수 있지만 액형 실리콘 고무가 바람직하다.
액형 실리콘 고무는 부가형인 것이라도 좋고 축합형인 것이라도 좋지만, 부가형 액형 실리콘 고무가 바람직하다. 이 부가형 액형 실리콘 고무는, 비닐기와 Si-H 결합의 반응에 의해 경화하는 것이며, 비닐기 및 Si-H 결합의 양방을 함유하는 폴리실록산으로 이루어지는 1액형(1성분형)인 것과, 비닐기를 함유하는 폴리실록산 및 Si-H 결합을 함유하는 폴리실록산으로 이루어지는 2액형(2성분형)인 것이 있지만, 본 발명에 있어서는 2액형의 부가형 액형 실리콘 고무를 이용하는 것이 바람직하다.
부가형 액형 실리콘 고무로서는, 그 23 ℃에 있어서의 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, 상기 부가형 액형 실리콘 고무 중에 있어서의 도전성 입자의 침강이 발생되기 쉬워 양호한 보존 안정성을 얻을 수 없고, 또한 성형 재료층에 평행 자기장을 작용시켰을 때에 도전성 입자가 두께 방향으로 배열되도록 배향하지 않아 균일한 상태로 도전성 입자의 연쇄를 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 이 점도가 1,250 Pa·s를 넘는 경우에는, 얻을 수 있는 성형 재료의 점도가 높아지기 때문에, 금형 내에 성형 재료층을 형성하기 어려워지는 경우가 있고, 또한 성형 재료층에 평행 자기장을 작용시켜도 도전성 입자가 충분히 이동하지 않아 그로 인해 도전성 입자를 두께 방향으로 배열하도록 배향시키는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
이러한 부가형 액형 실리콘 고무의 점도는, B형 점도계에 의해 측정할 수 있다.
탄성 이방 도전막(20)을 액형 실리콘 고무의 경화물(이하,「실리콘 고무 경화물」이라 함)에 의해 형성하는 경우에 있어서, 상기 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, 얻을 수 있는 이방 도전성 커넥터를 고온 환경 하에 있어서 반복하여 사용하였을 때에는, 접속용 도전부(22)에 있어서의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 발생되는 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 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 필요해지기 때문에, 예를 들어 검사 대상인 웨이퍼에 큰 변형이나 파괴가 발생되기 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 ℃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 과도한 왜곡이 부여되었을 때에 내구성의 저하를 일으키기 쉽다.
여기서, 실리콘 고무 경화물의 파열 강도는 JIS K 6249에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
이와 같은 특성을 갖는 부가형 액형 실리콘 고무로서는, 신에쯔 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제의 액형 실리콘 고무「KE 2000」시리즈 및「KE 1950」시리즈로서 시판되어 있는 것을 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 부가형 액형 실리콘 고무를 경화시키기 위해 적절한 경화 촉매를 이용할 수 있다. 이러한 경화 촉매로서는 백금계인 것을 이용할 수 있고, 그 구체예로서는 염화백금산 및 그 염화백금-불포화기 함유 실록산콤플렉스, 비닐실록산과 백금과의 콤플렉스, 백금과 1, 3-디비닐테트라메틸디실록산과의 콤플렉스, 트리오르가노포스핀 혹은 포스파이트와 백금과의 콤플렉스, 아세틸아세테이트백금킬레이트, 환형디엔과 백금과의 콤플렉스 등의 공지의 것을 들 수 있다.
경화 촉매의 사용량은 경화 촉매의 종류 및 그 밖의 경화 처리 조건을 고려하여 적절하게 선택되지만, 통상 부가형 액형 실리콘 고무 100 중량 ％에 대해 3 내지 15 중량 ％이다.
또한, 부가형 액형 실리콘 고무 중에는 부가형 액형 실리콘 고무의 틱소트로피성의 향상, 점도 조정, 도전성 입자의 분산 안정성의 향상, 혹은 높은 강도를 갖는 베이스 부재를 얻는 것 등을 목적으로 하여, 필요에 따라서 통상의 실리카 가루, 콜로이달실리카, 에어로겔실리카, 알루미나 등의 무기 충전재를 함유시킬 수 있다.
이러한 무기 충전재의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 다량으로 사용하면 자기장에 의한 도전성 입자의 배향을 충분히 달성할 수 없게 되므로 바람직하지 않다.
탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22) 및 피지지부(25)에 함유되는 도전성 입자(P)로서는, 그 수평균 입자 직경을 Dn이라 하고, 접속용 도전부(22)의 최단 폭을 W라 하였을 때 도전성 입자의 수평균 입자 직경에 대한 접속용 도전부의 최단 폭의 비(W/Dn)(이하, 단순히「비(W/Dn)」라 함)의 값이 3 내지 8, 바람직하게는 4 내지 7의 범위에 있는 것이 이용된다.
본 발명에 있어서, 입자의 평균 입자 직경은 레이저 회절 산란법에 의해 측정된 것을 말한다.
상기한 비(W/Dn)의 값이 3 미만인 경우에는, 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에 있어서의 소요의 절연성을 확실하게 얻는 것이 곤란해진다. 한편, 상기한 비(W/Dn)가 8을 넘는 경우에는, 도전성 입자(P)의 입자 직경이 지나치게 작음으로써 1개의 도전로를 형성하는 도전성 입자(P) 사이의 접촉 저항의 총합이 증대되기 때문에, 높은 도전성을 갖는 접속용 도전부(22)를 확실하게 형성하는 것이 곤란해지고, 또한 절연부(23)에 다량의 도전성 입자(P)가 잔존하기 때문에 인접하는 접속용 도전부(22)와의 소요의 절연성을 확실하게 얻는 것이 곤란해지고, 또한 도전성 입자(P)에 적절한 두께를 갖는 피복층을 형성할 수 없으므로, 고온 환경 하에 있어서 반복하여 사용한 경우에는 도전성 입자의 표면에 있어서의 도전성이 저하되는 결과, 소요의 도전성을 유지하는 것이 곤란해진다.
또한, 도전성 입자(P)로서는 입자 직경의 변동 계수가 50 ％ 이하, 바람직하게는 35 ％ 이하인 것이 이용된다.
여기서, 입자 직경의 변동 계수는 식 : (σ/Dn) × 100(단, σ는 입자 직경의 표준 편차의 값을 나타냄)에 의해 구해지는 것이다.
도전성 입자(P)의 입자 직경의 변동 계수가 50 ％를 넘는 경우에는, 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에 있어서의 소요의 절연성을 확실하게 얻는 것이 곤란해진다.
또한, 도전성 입자(P)로서는 그 중량 평균 입자 직경을 Dw라 하였을 때, 수평균 입자 직경에 대한 중량 평균 입자 직경의 비(Dw/Dn)(이하, 단순히「비(Dw/Dn)」라 함)의 값이 5 이하인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 비(Dw/Dn)의 값이 3 이하인 것이다. 이러한 도전성 입자를 이용함으로써, 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에 있어서의 소요의 절연성을 한층 더 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 도전성 입자(P)의 수평균 입자 직경은 3 내지 30 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6 내지 15 ㎛이다.
이 수평균 입자 직경이 3 ㎛ 미만인 경우에는, 높은 도전성을 갖는 접속용 도전부(22)를 확실하게 형성하는 것이 곤란해지고, 또한 인접하는 접속용 도전부(22)와의 소요의 절연성을 확실하게 얻는 것이 곤란해지고, 또한 고온 환경 하에 있어서 반복하여 사용한 경우에는 소요의 도전성을 유지하는 것이 곤란해진다. 한편, 이 수평균 입자 직경이 30 ㎛를 넘는 경우이거나 형성해야 할 접속용 도전부(22)의 최단 폭이 작은 경우에는, 비(W/Dn)의 값을 상기한 범위 내로 설계할 수 없다.
또한, 도전성 입자(P)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 고분자 물질 형성 재료 중으로 용이하게 분산시킬 수 있다는 점에서, 구형인 것, 별 형상인 것 혹은 이들이 응집한 2차 입자에 의한 덩어리형인 것이 바람직하다.
도전성 입자(P)로서는, 자성을 나타내는 코어 입자(이하,「자성 코어 입자」라고도 함)의 표면에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
여기서「고도전성 금속」이라 함은, O ℃에 있어서의 도전율이 5 × 106Ω1m-1 이상인 것을 말한다.
자성 코어 입자를 구성하는 재료로서는 철, 니켈, 코발트, 이들 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 이들 의 합금을 예로 들 수 있고 이들 중에서는 니켈이 바람직하다.
이 포화 자화가 0.1 Wb/㎡ 이상이면, 후술하는 방법에 의해 상기 탄성 이방 도전막(20)을 형성하기 위한 성형 재료층 중에 있어서 도전성 입자(P)를 쉽게 이동시킬 수 있고, 이에 의해 상기 성형 재료층에 있어서의 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 갖는다는 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, 보다 바람직하게는 25 내지 35 질량 ％이다.
또한, 도전성 입자(P)의 함수율은 5 ％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 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 상기 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 시판된 강자성체 입자를 준비하여, 이 입자에 대해 필요에 따라서 분급 처리를 행한다.
여기서, 입자의 분급 처리는 예를 들어 공기 분급 장치, 음파 진동 장치 등의 분급 장치에 의해 행할 수 있다.
또한 분급 처리의 구체적인 조건은, 목적으로 하는 자성 코어 입자의 수평균 입자 직경 및 분급 장치의 종류 등에 따라서 적절히 설정된다.
계속해서, 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 상기 자성 코어 입자의 표면에 고도전성 금속을 피복함으로써 자성을 나타내는 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 및 치환 도금법 등을 이용할 수 있지만, 이들 방법에 한정되는 것은 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 상기 자성 코어 입자의 무전해 도금 또는 치환 도금을 행한다. 계속해서, 슬러리 중의 입자를 도금액으로부터 분리하고, 그 후 상기 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, 상기 기초 도금층의 표면에 고도전성 금속으로 이루어지는 도금층을 형성해도 좋다. 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, 다양하게 시판된 것을 이용할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어지는 도전성 입자는, 상기한 입자 직경 및 입자 직경 분포를 갖는 것으로 하기 위해 분급 처리가 행해진다.
도전성 입자의 분급 처리를 행하기 위한 분급 장치로서는, 전술한 자성 코어 입자의 분급 처리에 이용되는 분급 장치로서 예시한 것을 이용할 수 있지만, 적어도 공기 분급 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 공기 분급 장치에 의해 도전성 입자를 분급 처리함으로써, 상기한 입자 직경 및 입자 직경 분포를 갖는 도전성 입자를 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 도전성 입자(P)는 필요에 따라서 실란 커플링제 등의 커플링제에 의해 처리되어도 좋다. 도전성 입자(P)의 표면이 커플링제로 처리됨으로써, 상기 도전성 입자(P)와 탄성 고분자 물질과의 접착성이 높아지고, 그 결과 얻을 수 있는 탄성 이방 도전막(20)은 반복된 사용에 있어서의 내구성이 높은 것이 된다.
커플링제의 사용량은, 도전성 입자(P)의 도전성에 영향을 미치지 않는 범위에서 적절하게 선택되지만, 도전성 입자(P)의 표면에 있어서의 커플링제의 피복율(도전성 코어 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.
기능부(21)의 접속용 도전부(22)에 있어서의 도전성 입자(P)의 함유 비율은, 체적분율로 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)를 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, 이 비율이 60 ％를 넘는 경우에는, 얻을 수 있는 접속용 도전부(22)는 취약해지기 쉬워 접속용 도전부(22)로서 필요한 탄성을 얻을 수 없는 경우가 있다.
또한, 피지지부(25)에 있어서의 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)에 있어서의 접속용 도전부(22) 중 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)에 지나친 양의 도전성 입자(P)가 함유되는 것이 확실하게 방지된다는 점에서, 성형 재료 중의 도전성 입자의 함유 비율과 동등하거나 혹은 그 이상인 것이 바람직하고, 또한 충분한 강도를 갖는 피지지부(25)를 얻을 수 있다는 점에서 체적분율로 30 ％ 이하인 것이 바람직하다.
상기한 이방 도전성 커넥터는, 예를 들어 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.
우선, 검사 대상인 웨이퍼에 있어서의 집적 회로의 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 액형 실리콘 고무 중에 자성을 나타내는 도전성 입자가 분산되어 이루어지는 도전성 페이스트 조성물을 조제한다. 그리고, 도5에 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 상기한 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, 도6에 확대하여 도시한 바와 같이 기판(62)의 하면에 성형해야 할 탄성 이방 도전성막(20)의 접속용 도전부(22)의 배치 패턴에 반대인 패턴에 따라서 강자성체층(63)이 형성되고, 이 강자성체층(63) 이외의 부위에는 비자성체층(64)이 형성되어 있고, 이들 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 오목부(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, 이들 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 오목부(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 평활하며 화학적으로 탈지 처리되고 또한 기계적으로 연마 처리된 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 상기 성형 재료층(20A)에 있어서의 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) 각각에 있어서의 비자성체층(64, 68)을 구성하는 재료로서는, 구리 등의 비자성 금속 및 내열성을 갖는 고분자 물질 등을 이용할 수 있지만, 포토리소그래피의 방법에 의해 쉽게 비자성체층(64, 68)을 형성할 수 있다는 점에서, 방사선에 의해 경화된 고분자 물질을 바람직하게 이용할 수 있고, 그 재료로서는 예를 들어 아크릴계의 드라이 필름 레지스트, 에폭시계의 액형 레지스트, 폴리이미드계의 액형 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 적량의 성형 재료를 도포할 수 있다.
계속해서, 도7에 도시한 바와 같이 성형 재료층(20A)이 형성된 하부형(65)의 성형면 상에, 스페이서(69a)를 거쳐서 프레임판(10)을 위치 맞춤하여 배치하는 동시에, 이 프레임판(10) 상에 스페이서(69b)를 거쳐서 성형 재료층(20A)이 형성된 상부형(61)을 위치 맞춤하여 배치하고, 또한 이를 포갬으로써 도8에 도시한 바와 같이 상부형(61)과 하부형(65)의 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) 전체에 분산된 상태로 함유되어 있다.
이와 같이 프레임판(10)과 상부형(61) 및 하부형(65)의 사이에 스페이서(69a, 69b)를 배치함으로써, 목적으로 하는 형태의 탄성 이방 도전막을 형성할 수 있는 동시에, 인접하는 탄성 이방 도전막끼리가 연결되는 것이 방지되므로 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 가지므로, 상부형(61)의 강자성체층(63)과 이에 대응하는 하부형(65)의 강자성체층(67)의 사이에 있어서 그 주변 영역보다 큰 강도를 갖는 자기장이 형성된다. 그 결과, 성형 재료층(20A)에 있어서는 상기 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 배열되도록 배향한다. 이상에 있어서, 프레임판(10)이 자성 금속으로 이루어지기 때문에, 상부형(61) 및 하부형(65) 각각과 프레임판(10) 사이에 있어서 그 부근보다 큰 강도의 자기장이 형성되는 결과, 성형 재료층(20A)에 있어서의 프레임판(10)의 상방 및 하방에 있는 도전성 입자(P)는 상부형(61)의 강자성체층(63)과 하부형(65)의 강자성체층(67) 사이에 집합하지 않고, 프레임판(10)의 상방 및 하방에 보유 지지된 상태가 된다.
그리고, 이 상태에 있어서 성형 재료층(20A)을 경화 처리함으로써, 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 배열되도록 배향한 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 상태로 배치되어 이루어지는 기능부(21)와, 이 기능부(21)의 주변에 연속하여 일체적으로 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 상기 피지지부(25)가 고정된 상태로 형성됨으로써 이방 도전성 커넥터가 제조된다.
이상에 있어서, 성형 재료층(20A)에 있어서의 접속용 도전부(22)가 되는 부분 및 피지지부(25)가 되는 부분에 작용시키는 외부 자기장의 강도는 평균 0.1 내지 2.5 테슬러가 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 및 도전성 입자(P)의 이동에 필요로 하는 시간 등을 고려하여 적절하게 선정된다.
상기한 이방 도전성 커넥터에 따르면, 도전성 입자(P)의 수평균 입자 직경이 접속용 도전부(22)의 최단 폭과의 관계에 있어서 특정한 범위에 있고, 또한 입자 직경의 변동 계수가 50 ％ 이하이기 때문에, 상기 도전성 입자(P)는 접속용 도전부(22)를 형성하기 위해 적정한 입자 직경을 갖는 것이다. 따라서, 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서 성형 재료층(20A)에 자기장을 작용시켰을 때에, 도전성 입자(P)가 상기 성형 재료층(20A)에 있어서의 절연부(23)가 되어야 할 부분에 다량으로 잔류하는 일이 없어, 소요의 양의 도전성 입자(P)를 접속용 도전부(22)가 되어야 할 부분에 수용된 상태로 집합시킬 수 있고, 또한 두께 방향으로 배열되는 도전성 입자(P)의 수를 적게 할 수 있다. 그 결과, 형성되는 모든 접속용 도전부(22)에 대해, 양호한 도전성을 얻을 수 있는 동시에 인접하는 접속용 도전부(22)와의 사이에 충분한 절연성을 확실하게 얻을 수 있다. 게다가, 도전성 입자(P)에는 적절한 두께를 갖는 고도전성 금속으로 이루어지는 피복층을 형성할 수 있으므로, 고온 환경 하에 있어서 반복하여 사용한 경우에도 도전성 입자(P)의 표면에 있어서의 도전성이 저하되는 것이 억제되고, 이에 의해 접속용 도전부(22)에 형성되는 도전로에 있어서의 도전성 입자(P) 사이의 접촉 저항의 총합이 현저하게 증대되는 일이 없어, 장기간에 걸쳐 소요의 도전성을 유지할 수 있다.
또한, 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 변형되기 어려워 취급하기 쉽고, 검사 대상인 웨이퍼와의 전기적 접속 작업에 있어서 상기 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있다.
또한, 프레임판(10)의 이방 도전막 배치용 구멍(11) 각각은, 검사 대상인 웨이퍼에 있어서의 집적 회로의 피검사 전극이 형성된 전극 영역에 대응하여 형성되어 있고, 상기 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 각각에 배치되는 탄성 이방 도전막(20)은 면적이 작아도 상관 없으므로, 개개의 탄성 이방 도전막(20)의 형성이 용이하다. 게다가, 면적이 작은 탄성 이방 도전막(20)은 열이력을 받은 경우라도, 상기 탄성 이방 도전막(20)의 면 방향에 있어서의 열팽창의 절대량이 적으므로, 프레임판(10)을 구성하는 재료로서 선열팽창 계수가 작은 것을 이용함으로써 탄성 이방 도전막(20)의 면 방향에 있어서의 열팽창이 프레임판에 의해 확실하게 규제된다. 따라서, 대면적의 웨이퍼에 대해 WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서도, 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 상기한 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 상기 부분에 도전성 입자(P)가 존재한 상태에서 상기 성형 재료층(20A)의 경화 처리를 행함으로써 얻어지므로, 성형 재료층(20A)에 있어서의 피지지부(25)가 되는 부분, 즉 프레임판(10)에 있어서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부의 상방 및 하방에 위치하는 부분에 존재하는 도전성 입자(P)가 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 집합하지 않고, 그 결과 얻을 수 있는 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 도전성을 확실하게 얻을 수 있는 동시에 인접하는 접속용 도전부(22)와의 절연성을 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 프레임판(10)에 위치 결정 구멍(16)이 형성되어 있으므로, 검사 대상인 웨이퍼 또는 검사용 회로 기판에 대한 위치 맞춤을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 프레임판(10)에 공기 유통 구멍(15)이 형성되어 있으므로, 후술하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서 프로우브 부재를 압박하는 수단으로서 감압 방식에 의한 것을 이용한 경우에는, 챔버 내를 감압하였을 때에 이방 도전성 커넥터와 검사용 회로 기판과의 사이에 존재하는 공기가 프레임판(10)의 공기 유통 구멍(15)을 거쳐서 배출되어, 이에 의해 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 일예에 있어서의 구성의 개략을 도시한 설명용 단면도이다. 이 웨이퍼 검사 장치는, 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해 상기 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하기 위한 것이다.
도11에 도시한 웨이퍼 검사 장치는 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7) 의 각각과 테스터와의 전기적 접속을 행하는 프로우브 부재(1)를 갖는다. 이 프로우브 부재(1)에 있어서는 도12에도 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)에 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 대향하여 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, 상기 전극 구조체(42) 각각이 이방 도전성 커넥터(2)의 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 접속용 도전부(22) 각각에 대향하여 접하도록 설치되어 있다.
또한, 프로우브 부재(1)에 있어서의 검사용 회로 기판(30)의 이면(도면에 있어서 상면)에는, 상기 프로우브 부재(1)를 하방으로 가압하는 가압판(3)이 설치되고, 프로우브 부재(1)의 하방에는 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 유리 섬유 보강형 에폭시 수지, 유리 섬유 보강형 페놀 수지, 유리 섬유 보강형 폴리이미드 수지, 유리 섬유 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, 보다 바람직하게는 1 × 107 내지 1 × 105/K, 특히 바람직하게는 1 × 106 내지 6 × 106/K이다.
이와 같은 기판 재료의 구체예로서는, 파이렉스(등록 상표) 유리, 석영 유리, 알루미나, 베릴리아, 탄화규소, 질화알루미늄, 질화붕소 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 상기 절연성 시트(41)의 두께 방향으로 신장되는 복수의 금속으로 이루어지는 전극 구조체(42)가 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서, 상기 절연성 시트(41)의 면 방향으로 서로 이격하여 배치되어 있다.
전극 구조체(42) 각각은 절연성 시트(41)의 표면(도면에 있어서 하면)에 노출되는 돌기형의 표면 전극부(43)와, 절연성 시트(41)의 이면에 노출되는 판형의 이면 전극부(44)가 절연성 시트(41)의 두께 방향으로 관통하여 신장되는 단락부(45)에 의해 서로 일체적으로 연결되어 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 상기 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 단일 금속으로 이루어지는 것이라도 좋고, 2 종류 이상의 금속의 합금으로 이루어지는 것 또는 2 종류 이상의 금속이 적층되어 이루어지는 것이라도 좋다.
또한, 전극 구조체(42)에 있어서의 표면 전극부(43) 및 이면 전극부(44)의 표면에는, 상기 전극부의 산화가 방지되는 동시에 접촉 저항이 작은 전극부를 얻을 수 있다는 점에서, 금, 은, 팔라듐 등의 화학적으로 안정되고 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 있다는 점에서 15 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15 내지 30 ㎛이다. 또한, 표면 전극부(43)의 직경은 웨이퍼(6)의 피검사 전극의 치수 및 피치에 따라서 설정되지만, 예를 들어 30 내지 80 ㎛ 이고, 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. 또한, 이면 전극부(44)의 두께는 강도가 충분히 높고 우수한 반복 내구성을 얻을 수 있다는 점에서 20 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 35 내지 50 ㎛이다.
전극 구조체(42)에 있어서의 단락부(45)의 직경은 충분히 높은 강도를 얻을 수 있다는 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, 드라이 에칭 가공 등에 의해 상기 절연성 시트(41)의 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍을 형성해야 할 전극 구조체(42)의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 형성한다. 계속해서, 이 적층 재료에 대해 포토리소그래피 및 도금 처리를 실시함으로써, 절연성 시트(41)의 관통 구멍 내에 금속층에 일체적으로 연결된 단락부(45)를 형성하는 동시에, 상기 절연성 시트(41)의 표면에 단락부(45)에 일체적으로 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)를 얻을 수 있다.
이러한 전기적 검사 장치에 있어서는 웨이퍼 적재대(4) 상에 검사 대상인 웨이퍼(6)가 적재되고, 계속해서 감압판(3)에 의해 프로우브 부재(1)가 하방으로 가압됨으로써 그 시트형 커넥터(40)의 전극 구조체(42)에 있어서의 표면 전극부(43) 각각이 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7) 각각에 접촉하고, 또한 상기 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 협압되어 두께 방향으로 압축되어 있고, 이에 의해 상기 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 거쳐서 웨이퍼(6)가 소정의 온도로 가열되고, 이 상태에서 상기 웨이퍼(6)에 있어서의 복수의 집적 회로 각각에 대해 소요의 전기적 검사가 실행된다.
이러한 웨이퍼 검사 장치에 따르면, 전술한 이방 도전성 커넥터(2)를 갖는 프로우브 부재(1)를 거쳐서, 검사 대상인 웨이퍼(6)의 피검사 전극(7)에 대한 전기적 접속이 달성되기 때문에, 피검사 전극(7)의 피치가 작은 것이라도 상기 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행할 수 있고, 게다가 이방 도전성 커넥터(2)에 있어서의 탄성 이방 도전막(20)의 접속용 도전부(22)가 양호한 전성을 갖는 동시에, 인접하는 접속용 도전부(22) 사이의 절연성이 충분히 확보되어 있으므로 각 피검사 전극에 대한 높은 접속 신뢰성을 얻을 수 있고, 또한 고온 환경 하에 있어서 반복하여 사용한 경우에도 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, 열이력을 받은 경우라도 상기 탄성 이방 도전막(20)의 면 방향에 있어서의 열팽창의 절대량이 적으므로, 프레임판(10)을 구성하는 재료로서 선열팽창 계수가 작은 것을 이용함으로써 탄성 이방 도전막(20)의 면 방향에 있어서의 열팽창이 프레임판에 의해 확실하게 규제된다. 따라서, 대면적의 웨이퍼에 대해 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 예에 있어서의 구성의 개략을 도시한 설명용 단면도이다.
이 웨이퍼 검사 장치는 검사 대상인 웨이퍼(6)가 수납되는, 상면이 개구된 상자형 챔버(50)를 갖는다. 이 챔버(50)의 측벽에는 상기 챔버(50)의 내부 공기를 배기시키기 위한 배기관(51)이 설치되어 있고, 이 배기관(51)에는 예를 들어 진공 펌프 등의 배기 장치(도시 생략)가 접속되어 있다.
챔버(50) 상에는, 도11에 도시한 웨이퍼 검사 장치에 있어서의 프로우브 부재(1)와 동일한 구성의 프로우브 부재(1)가 상기 챔버(50)의 개구를 기밀하게 폐색하도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 챔버(50)에 있어서의 측벽의 상단부면 상에는 탄성을 갖는 O링(55)이 밀착하여 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 밀착된 상태로 배치되어 있고, 또한 검사용 회로 기판(30)이 그 이면(도면에 있어서 상면)에는 설치된 가압판(3)에 의해 하방으로 가압된 상태로 되어 있다.
또한, 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 하방으로 감압된다. 이에 의해, O링(55)이 탄성 변형하기 때문에 프로우브 부재(1)가 하방으로 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 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 협압되어 두께 방향으로 압축되어 있고, 이에 의해 상기 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 거쳐서 웨이퍼(6)가 소정의 온도로 가열되고, 이 상태에서 상기 웨이퍼(6)에 있어서의 복수의 집적 회로 각각에 대해 소요의 전기적 검사가 실행된다.
이러한 웨이퍼 검사 장치에 따르면, 도11에 도시한 웨이퍼 검사 장치와 동일한 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 상기 웨이퍼(6) 전체를 균일한 힘으로 압박할 수 있다. 게다가, 이방 도전성 커넥터(2)에 있어서의 프레임판(10)에는 공기 유통 구멍(15)이 형성되어 있으므로, 챔버(50) 내를 감압하였을 때에 이방 도전성 커넥터(2)와 검사용 회로 기판(30)과의 사이에 존재하는 공기가 이방 도전성 커넥터(2)에 있어서의 프레임판(10)의 공기 유통 구멍(15)을 거쳐서 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 실시 형태]
본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않으며, 다음과 같은 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.
(1) 이방 도전성 커넥터에 있어서는, 탄성 이방 도전막(20)에는 접속용 도전부(22) 이외에 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.
도14는 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 다른 예에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시한 평면도이다. 이 이방 도전성 커넥터의 탄성 이방 도전막(20)에 있어서는, 그 기능부(21)에 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 전기적으로 접속되는 두께 방향(도14에 있어서 종이면과 수직인 방향)으로 신장되는 복수의 접속용 도전부(22)가, 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 2열로 배열되도록 배치되고, 이들 접속용 도전부(22)의 각각은 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 배열되도록 배향한 상태에서 밀하게 함유되어 이루어지고, 도전성 입자가 전혀 혹은 거의 함유되어 있지 않은 절연부(23)에 의해 서로 절연되어 있다.
그리고, 접속용 도전부(22)가 배열되는 방향에 있어서, 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)와 프레임판(10) 사이에는, 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 전기적으로 접속되지 않는 두께 방향으로 신장되는 비접속용 도전부(26)가 형성되어 있다. 이 비접속용 도전부(26)는 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 배열되도록 배향한 상태에서 밀하게 함유되어 이루어지고, 도전성 입자가 전혀 혹은 거의 함유되어 있지 않은 절연부(23)에 의해 접속용 도전부(22)와 서로 절연되어 있다.
또한, 도시한 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 그들 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 상기 기능부(21)에 일체적으로 연속하여 형성되어 있고, 이 피지지부(25)에는 도전성 입자가 함유되어 있다.
그 밖의 구성은, 기본적으로 도1 내지 도4에 도시한 이방 도전성 커넥터의 구성과 동일하다.
도15는 본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터의 또 다른 예에 있어서의 탄성 이방 도전막을 확대하여 도시한 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 종이면과 수직인 방향)으로 신장되는 복수의 접속용 도전부(22)가 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 배열되도록 배치되고, 이들 접속용 도전부(22)의 각각은 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 배열되도록 배향한 상태에서 밀하게 함유되어 이루어지고, 도전성 입자가 전혀 혹은 거의 함유되어 있지 않은 절연부(23)에 의해 서로 절연되어 있다.
이들 접속용 도전부(22) 중 중앙에 위치하는 서로 인접하는 2개의 접속용 도전부(22)는, 그 밖의 서로 인접하는 접속용 도전부(22) 사이에 있어서의 이격 거리보다 큰 이격 거리를 두고 배치되어 있다. 그리고, 중앙에 위치하는 서로 인접하는 2개의 접속용 도전부(22)의 사이에는, 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 전기적으로 접속되지 않는 두께 방향으로 신장되는 비접속용 도전부(26)가 형성되어 있다. 이 비접속용 도전부(26)는 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 배열되도록 배향한 상태에서 밀하게 함유되어 이루어지고, 도전성 입자가 전혀 혹은 거의 함유되어 있지 않은 절연부(23)에 의해 접속용 도전부(22)와 서로 절연되어 있다.
또한, 도시한 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 상기 기능부(21)에 일체적으로 연속하여 형성되어 있고, 이 피지지부(25)에는 도전성 입자가 함유되어 있다.
그 밖의 구체적인 구성은, 기본적으로 도1 내지 도4에 도시한 이방 도전성 커넥터의 구성와 동일하다.
도14에 도시한 이방 도전성 커넥터 및 도15에 도시한 이방 도전성 커넥터는, 도6에 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, 전술한 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, 상기 상부형 및 상기 하부형 사이에 형성된 성형 재료층에 있어서는, 상기 성형 재료층에 있어서의 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 배열되도록 배향하고, 한편 성형 재료층에 있어서의 프레임판(10)의 상방 및 하방에 있는 도전성 입자는 프레임판(10)의 상방 및 하방으로 보유 유지된 상태가 된다.
그리고, 이 상태에 있어서 성형 재료층을 경화 처리함으로써, 탄성 고분자 물질 중에 도전성 입자가 두께 방향으로 배열되도록 배향한 상태로 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 일체적으로 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 상기 피지지부(25)가 고정된 상태로 형성되고, 또한 이방 도전성 커넥터가 제조된다.
도14에 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)의 사이에 존재하는 도전성 입자를 비접속용 도전부(26)가 되는 부분에 집합시키고, 이 상태에서 상기 성형 재료층의 경화 처리를 행함으로써 얻을 수 있다. 그로 인해, 상기 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서, 도전성 입자가 성형 재료층에 있어서의 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 지나치게 집합되는 일이 없다. 따라서, 형성해야 할 탄성 이방 도전막(20)이 비교적 다수의 접속용 도전부(22)를 갖는 것이라도 좋고, 상기 탄성 이방 도전막(20)에 있어서의 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부(22)에 지나친 양의 도전성 입자가 함유되는 것이 확실하게 방지된다.
또한, 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 큰 이격 거리를 두고 배치된 인접하는 2개의 접속용 도전부(22)가 되는 부분의 사이에 존재하는 도전성 입자를 비접속용 도전부(26)가 되는 부분에 집합시키고, 이 상태로 상기 성형 재료층의 경화 처리를 행함으로써 얻을 수 있다. 그로 인해, 상기 탄성 이방 도전막(20)의 형성에 있어서, 도전성 입자가 성형 재료층에 있어서의 큰 이격 거리를 두고 배치된 인접하는 2개의 접속용 도전부(22)가 되는 부분에 지나치게 집합하는 일이 없다. 따라서, 형성해야 할 탄성 이방 도전막(20)이 각각 큰 이격 거리를 두고 배치된 2개 이상의 접속용 도전부(22)를 갖는 것이라도, 그들 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 것은 아니며, 일면 또는 양면이 평탄면인 것, 혹은 오목부가 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 베이스 부재로서 비자성인 것을 이용하는 경우에는, 성형 재료층(20A)에 있어서의 피지지부(25)가 되는 부분에 자기장을 작용시키는 방법으로서 상기 프레임판(10)에 있어서의 이방 도전막 배치용 구멍(11)의 주변부에 자성체를 도금하거나 또는 자성 도료를 도포하여 자기장을 작용시키는 수단 및 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 것은 아니며, 다른 수단에 의해 상부형 및 하부형과 프레임판의 사이에 탄성 이방 도전막 성형용 공간을 확보해도 좋다.
(6) 프로우브 부재에 있어서는, 시트형 커넥터(40)는 필수적인 것은 아니며, 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, 이들 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 탄성 이방 도전막이 배치된 것이라도 좋다.
이러한 이방 도전성 커넥터에 따르면, 웨이퍼를 2개 이상의 영역으로 분할하여, 분할된 영역마다 상기 영역에 형성된 집적 회로에 대해 일괄적으로 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 일괄적으로 행하는 것은 필수적인 것은 아니다.
번인 시험에 있어서는, 집적 회로 각각에 필요한 검사 시간이 수시간으로 길기 때문에, 웨이퍼에 형성된 모든 집적 회로에 대해 일괄적으로 검사를 행하면 높은 시간적 효율을 얻을 수 있지만, 프로우브 시험에 있어서는 집적 회로 각각에 필요한 검사 시간이 수분간으로 짧으므로, 웨이퍼를 2개 이상의 영역으로 분할하여 분할된 영역마다 상기 영역에 형성된 집적 회로에 대해 일괄적으로 프로우브 시험을 행하여도 충분히 높은 시간적 효율을 얻을 수 있다.
이와 같이, 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 대해 분할된 영역마다 전기적 검사를 행하는 방법에 따르면, 직경이 8인치 또는 12인치인 웨이퍼에 높은 집적도로 형성된 집적 회로에 대해 전기적 검사를 행하는 경우에 있어서, 모든 집적 회로에 대해 일괄적으로 검사를 행하는 방법과 비교하여, 이용되는 검사용 회로 기판의 검사 전극수나 배선수를 적게 할 수 있어, 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 발생하여 새로운 것으로 교환하는 빈도가 적어지기 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 웨이퍼의 검사에 이용할 수도 있다.
금이나 땜납 등으로 이루어지는 전극은, 알루미늄으로 이루어지는 전극과 비교하여 표면에 산화막이 형성되기 어려운 것이므로, 이러한 돌기형 전극을 갖는 집적 회로가 형성된 웨이퍼의 검사에 있어서는 산화막을 돌파하기 위해 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, 상기 이방 도전성 커넥터를 반복하여 사용하면 그 접속용 도전부가 돌기형 전극에 의해 가압됨으로써 마모되거나 영구적으로 압축 변형되거나 하는 결과, 상기 접속용 도전부에는 전기 저항의 증가나 피검사 전극에 대한 접속 불량이 발생되기 때문에, 높은 빈도로 이방 도전성 커넥터를 새로운 것으로 변환하는 것이 필요하였다.
게다가, 본 발명의 이방 도전성 커넥터 또는 본 발명의 프로우브 부재에 따르면, 반복 사용에 있어서의 내구성이 높은 것이므로, 검사 대상인 웨이퍼가 직경이 8인치 또는 12인치이며 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 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[도전성 입자의 조제]
분말 도금 장치의 처리조 내에 수평균 입자 직경이 10 ㎛인 니켈(포화 자화가 0.6 Wb/㎡)로 이루어지는 입자 100 g을 투입하고, 또한 0.32 N의 염산 수용액 2L를 가하여 교반하고 코어 입자를 함유하는 슬러리를 얻었다. 이 슬러리를 상온에서 30분간 교반함으로써 코어 입자의 산처리를 행하고, 그 후 1분간 정치(靜置)하여 코어 입자를 침전시키고 상징액(웃물)을 제거하였다.
계속해서, 산 처리가 실시된 코어 입자에 순수 2L를 가하여 상온에서 2분간 교반하고, 그 후 1분간 정치하여 자성 코어 입자를 침전시키고 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 가하고, 처리층 내의 온도를 90 ℃로 승온하고 교반함으로써 슬러리를 조제하였다. 이 상태에서 슬러리를 교반하면서 코어 입자에 대해 금의 치환 도금을 행하였다. 그 후, 슬러리를 방냉하면서 정치하여 입자를 침전시키고 상징액을 제거함으로써, 니켈로 이루어지는 코어 입자의 표면에 금이 피복되어 이루어지는 도전성 입자를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 도전성 입자에 순수 2L를 가하여 상온에서 2분간 교반하고, 그 후 1분간 정치하여 도전성 입자를 침전시키고 상징액을 제거하였다. 이 조작을 다시 2회 반복하고, 그 후 90 ℃로 가열한 순수 2L를 가하여 교반하고, 이와 같이 하여 얻어진 슬러리를 여과지에 의해 여과하여 도전성 입자를 회수하였다. 그리고, 이 도전성 입자를 90 ℃로 설정된 건조기에 의해 건조 처리하였다.
계속해서, 닛신 엔지니어링 가부시끼가이샤제의 공기 분급기「터보클래시파이어 TC-15N」에 의해, 도전성 입자 200 g을 비중이 8.9, 풍량이 2.5 ㎥/분, 회전자 회전수가 1,600 rpm, 분급점이 25 ㎛, 도전성 입자의 공급 속도가 16 g/분인 조건으로 분급 처리하여 도전성 입자 180 g을 수집하고, 또한 이 도전성 입자 180 g을 비중이 8.9, 풍량이 25 ㎥/분, 회전자 회전수가 3,000 rpm, 분급점이 10 ㎛, 도전성 입자의 공급 속도가 14 g/분인 조건으로 분급 처리하여 도전성 입자 150 g을 수집하였다.
이와 같이 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 ％이고, 코어 입자에 대한 금의 비율이 30 질량 ％인 것이었다. 이 도전성 입자를「도전성 입자(1)」이라 한다.
또한, 이용하는 자성 코어 입자의 수평균 입자 직경, 도금 조건 및 공기 분급기의 분급 조건을 적절하게 변경한 것 이외에는, 상기한 도전성 입자(1)의 조제와 마찬가지로 하여 13 종류의 도전성 입자를 조제하였다. 이들 도전성 입자를「도전성 입자(2)」내지「도전성 입자(14)」라 한다. 또한, 이들 도전성 입자의 수평균 입자 직경, 중량 평균 입자 직경, 비(Dw/Dn)의 값, 입자 직경의 표준 편차, 입자 직경의 변동 계수 및 자성 코어 입자에 대한 금의 비율을 하기 표 1에 나타낸다.
[시험용 웨이퍼의 제작]
도16에 도시한 바와 같이, 직경이 8인치인 실리콘(선열팽창 계수 3.3 × 10-6/K)제의 웨이퍼(6) 상에, 각각 치수가 6.5 ㎜ × 6.5 ㎜인 정방형의 집적 회로(L)를 합계 596개 형성하였다. 웨이퍼(6)에 형성된 집적 회로(L) 각각은, 도17에 도시한 바와 같이 그 중앙에 피검사 전극 영역(A)을 갖고, 이 피검사 전극 영역(A)에는 도18에 도시한 바와 같이 각각 종방향(도18에 있어서 상하 방향)의 치수가 200 ㎛이고 횡방향(도18에 있어서 좌우 방향)의 치수가 60 ㎛인 직사각형의 26개의 피검사 전극(7)이 100 ㎛의 피치로 횡방향으로 2열[1열의 피검사 전극(7)의 수가 13개]로 배열되어 있다. 종방향으로 인접하는 피검사 전극(7) 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 15496개이다. 이하, 이 웨이퍼를「시험용 웨이퍼(1)」라 한다.
또한, 모든 피검사 전극이 서로 전기적으로 절연되어 있는 것 이외에는 상기한 시험용 웨이퍼(1)와 동일한 구성의 집적 회로(L)를 웨이퍼 상에 합계 596개 형성하였다. 이하, 이 웨이퍼를「시험용 웨이퍼(2)」라 한다.
(제1 실시예)
(1) 프레임판 :
도19 및 도20에 도시한 구성에 따라서, 하기의 조건에 의해 상기한 시험용 웨이퍼(W)에 있어서의 각 피검사 전극 영역에 대응하여 형성된 596개의 이방 도전막 배치 구멍을 갖는 직경이 8인치인 프레임판을 제작하였다.
이 프레임판(10)의 재질은 코발트(포화 자화 1.4 Wb/㎡, 선열팽창 계수 5 × 106/K)이고, 그 두께는 60 ㎛이다.
이방 도전막 배치용 구멍(11)의 각각은 그 횡방향(도19 및 도20에 있어서 좌우 방향)의 치수가 1540 ㎛이고, 종방향(도19 및 도20에 있어서 상하 방향)의 치수가 600 ㎛이다.
종방향에 인접하는 이방 도전막 배치용 구멍(11) 사이의 중앙 위치에는, 원형의 공기 유입 구멍(15)이 형성되어 있고 그 직경은 1000 ㎛이다.
(2) 스페이서 :
하기의 조건에 의해, 시험용 웨이퍼(W)에 있어서의 피검사 전극 영역에 대응하여 형성된 복수의 관통 구멍을 갖는 탄성 이방 도전막 성형용의 스페이서를 2매 제작하였다.
이들 스페이서의 재질은 스테인레스(SUS 304)이고, 그 두께는 20 ㎛이다.
각 피검사 전극 영역에 대응하는 관통 구멍은 그 횡방향의 치수가 2200 ㎛이고, 종방향의 치수가 1400 ㎛이다.
(3) 금형 :
도6 및 도21에 도시한 구성에 따라서, 하기의 조건에 의해 탄성 이방 도전막 성형용 금형을 제작하였다.
이 금형에 있어서의 상부형(61) 및 하부형(65)은, 각각 두께가 6 ㎜인 철로 이루어지는 기판(62, 66)을 갖고, 이 기판(62, 66) 상에는 시험용 웨이퍼(W)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)]의 각각의 치수는 50 ㎛(횡방향) × 200 ㎛(종방향) × 100 ㎛(두께)이고 26개의 강자성체층[63(67)]이 100 ㎛의 피치로 횡방향으로 2열{1열의 강자성체층[63(67)]의 수가 13이고, 종방향에 인접하는 강자성체층[63(67)] 사이의 이격 거리가 450 ㎛}로 배열되어 있다. 또한, 강자성체층[63(67)]이 배열되는 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 ㎛(횡방향) × 300 ㎛(종방향) × 100 ㎛(두께)이다.
그리고, 26개의 접속용 도전부 형성용의 강자성체층[63(67)] 및 2개의 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층[63a(67a)]이 형성된 영역이 시험용 웨이퍼(W)에 있어서의 피검사 전극 영역에 대응하여 합계 596개 형성되고, 기판 전체적으로 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 오목부[64a(68a)]의 각각의 치수는 60 ㎛(횡방향) × 210 ㎛(종방향) × 25 ㎛(깊이)이고, 비접속용 도전부 형성용의 강자성체층[63a(67a)]이 위치하는 오목부[64b(68b)]의 각각의 치수는 90 ㎛(횡방향) × 260 ㎛(종방향) × 25 ㎛(깊이)이고, 오목부 이외의 부분의 두께는 125 ㎛(오목부 부분의 두께 100 ㎛)이다.
(4) 탄성 이방 도전막 :
상기한 프레임판, 스페이서 및 금형을 이용하여, 이하와 같이 하여 프레임판에 탄성 이방 도전막을 형성하였다.
부가형 액형 실리콘 고무(100) 중량 ％에 도전성 입자(1) 30 중량 ％를 첨가하여 혼합하고, 그 후 감압에 의한 탈포 처리를 실시함으로써 도전성 페이스트 조성물을 조제하였다.
이상에 있어서, 부가형 액형 실리콘 고무로서는 A액의 점도가 250 Pa·s이고, B액의 점도가 250 Pa·s 인 2액형의 것이며, 경화물의 150 ℃에 있어서의 영구 압축 왜곡이 5 ％, 경화물의 듀로미터 A 경도가 32, 경화물의 파열 강도 25 kN/m인 것을 이용하였다.
또한, 상기한 부가형 액형 실리콘 고무의 특성은 다음과 같이 하여 측정하였다.
(i) 부가형 액형 실리콘 고무의 점도 :
B형 점도계에 의해 23 ± 2 ℃에 있어서의 점도를 측정하였다.
(ii) 실리콘 고무 경화물의 압축 영구 왜곡 :
2액형의 부가형 액형 실리콘 고무에 있어서의 A액과 B액을 같은 양이 되는 비율로 교반 결합하였다. 계속해서, 이 혼합물을 금형에 흘려 넣고 상기 혼합물에 대해 감압에 의한 탈포 처리를 행한 후, 120 ℃, 30분간의 조건으로 경화 처리를 행함으로써, 두께가 12.7 ㎜, 직경이 29 mm인 실리콘 고무 경화물로 이루어지는 원기둥 부재를 제작하고, 이 원기둥 부재에 대해 200 ℃, 4시간의 조건으로 포스트 경화를 행하였다. 이와 같이 하여 얻어진 원기둥 부재를 시험편으로서 이용하고, JIS K 6249에 준거하여 150 ± 2 ℃에 있어서의 압축 영구 왜곡을 측정하였다.
(iii) 실리콘 고무 경화물의 파열 강도 :
상기 (ii)와 동일한 조건으로 부가형 액형 실리콘 고무의 경화 처리 및 포스트 경화를 행함으로써, 두께가 2.5 ㎜인 시트를 제작하였다. 이 시트로부터 펀칭에 의해 초승달형의 시험편을 제작하고, JIS K 6249에 준거하여 23 ± 2 ℃에 있어서의 파열 강도를 측정하였다.
(iv) 듀로미터 A 경도 :
상기 (iii)와 마찬가지로 하여 제작된 시트를 5매 포개어 얻어진 적층체를 시험편으로서 이용하고, JIS K 6249에 준거하여 23 ± 2 ℃에 있어서의 듀로미터 A 경도를 측정하였다.
상기한 금형의 상부형 및 하부형의 표면에 탄성 이방 도전막용의 성형 재료로서 조제한 도전성 페이스트 조성물을 스크린 인쇄에 의해 도포함으로써, 형성해야 할 탄성 이방 도전막의 패턴에 따라서 성형 재료층을 형성하고, 하부형의 성형면 상에 하부형측의 스페이서를 거쳐서 프레임판을 위치 맞춤하여 포개고, 또한 이 프레임판 상에 상부형측의 스페이서를 거쳐서 상부형을 위치 맞춤하여 포개었다.
그리고, 상부형 및 하부형 사이에 형성된 성형 재료층에 대해, 강자성체층의 사이에 위치하는 부분에 전자석에 의해 두께 방향으로 2T의 자기장을 작용시키면서, 100 ℃, 1시간의 조건으로 경화 처리를 실시함으로써, 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍의 각각에 탄성 이방 도전막을 형성함으로써 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C1)」라 한다.
이와 같이 하여 얻어진 탄성 이방 도전막에 대해 구체적으로 설명하면, 탄성 이방 도전막 각각은 횡방향의 치수가 2200 ㎛, 종방향의 치수가 1400 ㎛이다. 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 기능부에는, 26개의 접속용 도전부가 100 ㎛인 피치로 횡방향으로 2열(1열의 접속용 도전부의 수가 13개이고, 종방향에 인접하는 접속용 도전부 사이의 이격 거리가 450 ㎛)로 배열되어 있고, 접속용 도전부 각각은 횡방향의 치수가 50 ㎛, 종방향의 치수가 200 ㎛, 두께가 150 ㎛이고, 도전성 입자(1)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)(50 ㎛)의 비(W/Dn)의 값이 5.8이고, 기능부에 있어서의 절연부의 두께가 100 ㎛이다. 또한, 횡방향에 있어서 가장 외측에 위치하는 접속용 도전부와 프레임판의 사이에는 비접속용 도전부가 배치되어 있다. 비접속용 도전부 각각은 횡방향의 치수가 80 ㎛, 종방향의 치수가 300 ㎛, 두께가 150 ㎛이다. 또한, 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 피지지부의 두께(2갈래 부분 중 한 쪽 두께)는 20 ㎛이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C1)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율로 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 않은 것이 확인되었다.
(5) 검사용 회로 기판 :
기판 재료로서 알루미나 세라믹스(선열팽창 계수 4.8 × 106/K)를 이용하여, 시험용 웨이퍼(W)에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 검사 전극이 형성된 검사용 회로 기판을 제작하였다. 이 검사용 회로 기판은 전체의 치수가 30 cm × 30 cm의 직사각형이고, 그 검사 전극은 횡방향의 치수가 60 ㎛이고 종방향의 치수가 200 ㎛이다. 이하, 이 검사용 회로 기판을「검사용 회로 기판(T)」이라 한다.
(6) 시트형 커넥터 :
두께가 20 ㎛인 폴리이미드로 이루어지는 절연성 시트의 일면에 두께가 15 ㎛인 구리층이 적층되어 이루어지는 적층 재료를 준비하고, 이 적층 재료에 있어서의 절연성 시트에 대해 레이저 가공을 실시함으로써 상기 절연성 시트의 두께 방향으로 관통하는 각각 직경이 30 ㎛인 15496개의 관통 구멍을 시험용 웨이퍼(W)에 있어서의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 형성하였다. 계속해서, 이 적층 재료에 대해 포토리소그래피 및 니켈 도금 처리를 실시함으로써, 절연성 시트의 관통 구멍 내에 구리층에 일체적으로 연결된 단락부를 형성하는 동시에, 상기 절연성 시트의 표면에 단락부에 일체적으로 연결된 돌기형의 표면 전극부를 형성하였다. 이 표면 전극부의 직경은 40 ㎛이고, 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 형성하고, 또한 시트형 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 시트형 커넥터를「시트형 커넥터(M)」라 한다.
(7) 시험 1 :
시험용 웨이퍼(2)를 시험대에 배치하고, 이 시험용 웨이퍼(2) 상에 이방 도전성 커넥터(C1)를 그 접속용 도전부 각각이 시험용 웨이퍼(2)의 피검사 전극 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치히였다. 계속해서, 이 이방 도전제 커넥터(C1) 상에 검사용 회로 기판(T)을 그 검사 전극 각각이 상기 이방 도전성 커넥터(C1)의 접속용 도전부 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 고정하고, 또한 검사용 회로 기판(T)을 하방에 124 kg의 하중으로 가압하였다.
그리고, 실온(25 ℃) 하에 있어서, 검사용 회로 기판(T)에 있어서의 검사 전극 각각에 차례로 전압을 인가하는 동시에, 전압이 인가된 검사 전극과 다른 검사 전극과의 사이의 전기 저항을, 이방 도전성 커넥터(C1)에 있어서의 접속용 도전부 사이의 전기 저항(이하,「절연 저항」이라 함)으로서 측정하고, 절연 저항이 10 MΩ 이하인 접속용 도전부의 수를 구하였다. 여기서, 접속용 도전부 사이의 절연 저항이 10 MΩ 이하인 것에 대해서는, 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전기적 검사에 있어서 이를 실제로 사용하는 것이 곤란하다.
이상, 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
(8) 시험 2 :
시험용 웨이퍼(1)를 전열 히터를 구비한 시험대에 배치하고, 이 시험용 웨이퍼(1) 상에 이방 도전성 커넥터(C1)를 그 접속용 도전부 각각이 상기 시험용 웨이퍼(W)의 피검사 전극 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 이 이방 도전제 커넥터(C1) 상에 검사용 회로 기판(T)을 그 검사 전극 각각이 상기 이방 도전성 커넥터(C1)의 접속용 도전부 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 또한 검사용 회로 기판(T)을 하방으로 31 kg의 하중(접속용 도전부 1개당 가해지는 하중이 평균 약 2 g)으로 가압하였다. 그리고, 실온(25 ℃) 하에 있어서, 검사용 회로 기판(T)에 있어서의 15496개의 검사 전극에 대해, 이방 도전성 커넥터 및 시험용 웨이퍼(1)를 거쳐서 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 기록하여 도통 저항이 1 Ω 이상인 접속용 도전부의 수를 구하였다. 이상의 조작을「조작 1」이라 한다.
계속해서, 검사용 회로 기판을 가압하는 하중을 126 kg으로 변경하고(접속용 도전부 1개당 가해지는 하중이 평균 약 8 g), 그 후 시험대를 125 ℃로 가열하여 시험대의 온도가 안정된 후, 상기한 조작 1과 마찬가지로 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 1시간 방치하였다. 이상의 조작을「조작 2」라 한다.
계속해서, 시험대를 실온까지 냉각하고, 그 후 검사용 회로 기판에 대한 가압을 해제하였다. 이상의 조작을「조작 3」이라 한다.
그리고, 상기한 조작 1, 조작 2 및 조작 3을 1 사이클로 하여, 합계 500 사이클 연속하여 행하였다.
이상에 있어서, 접속용 도전부의 도통 저항이 1 Ω 이상인 것에 대해서는, 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전기적 검사에 있어서 이를 실제로 사용하는 것이 곤란하다.
이상의 결과를 하기 표 3에 나타낸다.
(9) 시험 3 :
시험대에 배치된 시험용 웨이퍼(1) 상에 시트형 커넥터(M)를 그 표면 전극부가 상기 시험용 웨이퍼(1)의 피검사 전극 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 이 시트형 커넥터 상에 이방 도전성 커넥터(C1)를 그 접속용 도전부가 시트형 커넥터(M)에 있어서의 이면 전극부 상에 위치하도록 위치 맞춤하여 배치하고, 또한 검사용 회로 기판(T)을 하방으로 62 kg의 하중(접속용 도전부 1개당 가해지는 하중이 평균 약 4 g)으로 가압한 것 이외에는, 상기 시험 2와 마찬가지로 하여 접속용 도전부의 도통 저항을 측정하여, 도통 저항이 1 Ω 이상인 접속용 도전부의 수를 구하였다.
이상의 결과를 하기 표 4에 나타낸다.
(제2 실시예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(2)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C2)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C2)에 있어서는, 도전성 입자(2)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 6.0이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C2)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율로 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 않은 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C2)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1, 시험 2 및 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 표 2, 표 3 및 표 4에 나타낸다.
(제3 실시예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(3)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C3)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C3)에 있어서는, 도전성 입자(3)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 6.5이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C3)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율로 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 않은 것이 확인되었다.
이방 도전성 커넥터(C1) 대신에 이방 도전성 커넥터(C3)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1, 시험 2 및 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 표 2, 표 3 및 표 4에 나타낸다.
(제4 실시예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(4)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C4)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C4)에 있어서는, 도전성 입자(4)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 5.8이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C4)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율로 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(C4)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1, 시험 2 및 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 표 2, 표 3 및 표 4에 나타낸다.
(제5 실시예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(5)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C5)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C5)에 있어서는, 도전성 입자(5)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 3.4이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C5)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율로 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(C5)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1, 시험 2 및 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 표 2, 표 3 및 표 4에 나타낸다.
(제1 비교예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(6)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C6)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C6)에 있어서는, 도전성 입자(6)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 2.6이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C6)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율로 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(C6)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1을 행하였다. 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
(제2 비교예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(7)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C7)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C7)에 있어서는, 도전성 입자(7)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 9.4이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C7)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율로 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(C7)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1, 시험 2 및 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 표 2, 표 3 및 표 4에 나타낸다.
(제3 비교예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(8)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C8)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C8)에 있어서는, 도전성 입자(8)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 11.9이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C8)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율이 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(C8)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1, 시험 2 및 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 표 2, 표 3 및 표 4에 나타낸다.
(제4 비교예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(9)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C9)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C9)에 있어서는, 도전성 입자(9)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 15.6이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C9)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율이 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(C9)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1, 시험 2 및 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 표 2, 표 3 및 표 4에 나타낸다.
(제5 비교예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(10)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C10)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C10)에 있어서는, 도전성 입자(10)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 5.2이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C10)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율이 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(C10)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1, 시험 2 및 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 표 2, 표 3 및 표 4에 나타낸다.
(제6 비교예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(11)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C11)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C11)에 있어서는, 도전성 입자(11)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 2.6이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C11)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율이 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(C11)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1을 행하였다. 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
(제7 비교예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(12)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C12)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C12)에 있어서는, 도전성 입자(12)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 8.8이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C12)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율이 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 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1, 시험 2 및 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 표 2, 표 3 및 표 4에 나타낸다.
(제8 비교예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(13)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C13)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C13)에 있어서는, 도전성 입자(13)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 8.9이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C13)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율로 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 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1, 시험 2 및 시험 3을 행하였다. 결과를 하기 표 2, 표 3 및 표 4에 나타낸다.
(제9 비교예)
도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(14)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 이방 도전성 커넥터를 제조하였다. 이하, 이 이방 도전성 커넥터를「이방 도전성 커넥터(C14)」라 한다. 이 이방 도전성 커넥터(C14)에 있어서는, 도전성 입자(14)의 수평균 입자 직경(Dn)에 대한 접속용 도전부의 최단 폭(W)의 비(W/Dn)의 값은 5.4이다.
이와 같이 하여 얻어진 이방 도전성 커넥터(C14)의 탄성 이방 도전막 각각에 있어서의 접속용 도전부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 바, 모든 접속용 도전부에 대해 체적분율이 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(C14)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 시험 1을 행하였다. 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
표 2 내지 표 4의 결과로부터 명백한 바와 같이, 제1 내지 제5 실시예예 관한 이방 도전성 커넥터(C1) 내지 이방 도전성 커넥터(C5)에 따르면, 탄성 이방 도전막에 있어서의 접속용 도전부의 피치가 작은 것이라도, 상기 접속용 도전부에는 양호한 도전성을 얻을 수 있는 동시에, 인접하는 접속용 도전부 사이에는 충분한 절연성을 얻을 수 있고, 게다가 온도 변화에 따른 열이력 등의 환경의 변화에 대해서도 양호한 전기적 접속 상태가 안정적으로 유지되고, 또한 고온 환경하에 있어서 반복 사용한 경우에도 장기간에 걸쳐 양호한 도전성이 유지되는 것이 확인되었다.
본 발명에 관한 이방 도전성 커넥터에 따르면, 도전성 입자의 수평균 입자 직경이 접속용 도전부의 최단 폭과의 관계에 있어서 특정한 범위에 있고, 또한 입자 직경의 변동 계수가 50 ％ 이하이기 때문에, 상기 도전성 입자는 접속용 도전부를 형성하기 위해 적정한 입자 직경을 갖는 것이다. 따라서, 탄성 이방 도전막의 형성에 있어서 성형 재료층에 자기장을 작용시켰을 때에, 도전성 입자가 상기 성형 재료층에 있어서의 절연부가 되어야 할 부분에 다량으로 잔류하는 일이 없고, 소요의 양의 도전성 입자를 접속용 도전부가 되어야 할 부분에 수용된 상태로 집합시킬 수 있어, 두께 방향으로 배열되는 도전성 입자의 수를 더욱 적게 할 수 있다. 그 결과, 형성되는 모든 접속용 도전부에 대해, 양호한 도전성을 얻을 수 있는 동시에 인접하는 접속용 도전부와의 사이에 충분한 절연성을 확실하게 얻을 수 있다. 게다가, 도전성 입자에는 적절한 두께를 갖는 고도전성 금속으로 이루어지는 피복층을 형성할 수 있으므로, 고온 환경 하에 있어서 반복하여 사용한 경우에도 도전성 입자의 표면에 있어서의 도전성이 저하되는 것이 억제되고, 이에 의해 접속용 도전부에 형성되는 도전로에 있어서의 도전성 입자 사이의 접촉 저항의 총합이 현저하게 증대되는 일이 없어 장기간에 걸쳐 소요의 도전성을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 웨이퍼 검사용의 이방 도전성 커넥터에 따르면, 상기한 효과에다가 또한 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
즉, 탄성 이방 도전막에는 접속용 도전부를 갖는 기능부의 주연부에 피지지부가 형성되어 있고, 이 피지지부가 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍의 주변부에 고정되어 있으므로 변형되기 어려워 취급이 쉽고, 검사 대상인 웨이퍼와의 전기적 접속 작업에 있어서, 상기 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 프레임판의 이방 도전막 배치용 구멍 각각은 검사 대상인 웨이퍼에 있어서의 집적 회로의 피검사 전극이 형성된 전극 영역에 대응하여 형성되어 있고, 상기 이방 도전막 배치용 구멍 각각에 배치되는 탄성 이방 도전막은 면적이 작은 것이라도 좋으므로, 각각의 탄성 이방 도전막의 형성이 용이하다. 게다가, 면적이 작은 탄성 이방 도전막은 열이력을 받은 경우라도, 상기 탄성 이방 도전막의 면 방향에 있어서의 열팽창의 절대량이 적으므로, 프레임판을 구성하는 재료로서 선열팽창 계수가 작은 것을 이용함으로써, 탄성 이방 도전막의 면 방향에 있어서의 열팽창이 프레임판에 의해 확실하게 규제된다. 따라서, 대면적의 웨이퍼에 대해 WLBI 시험을 행하는 경우에 있어서도, 양호한 전기적 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명의 도전성 페이스트 조성물에 따르면, 상기한 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 유리하게 형성할 수 있다.
본 발명에 관한 프로우브 부재에 따르면, 검사 대상인 웨이퍼와의 전기적 접속 작업에 있어서 상기 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 쉽게 행할 수 있고, 게다가 각 피검사 전극에 대한 접속 신뢰성이 높고, 고온 환경 하에 있어서 반복 사용한 경우에도 장기간에 걸쳐 소요의 도전성을 유지할 수 있다.
본 발명에 관한 웨이퍼 검사 장치 및 웨이퍼 검사 방법에 따르면, 상기한 프로우브 부재를 거쳐서 검사 대상인 웨이퍼의 피검사 전극에 대한 전기적 접속이 달성되기 때문에, 피검사 전극의 피치가 작은 것이라도 상기 웨이퍼에 대한 위치 맞춤 및 보유 지지 고정을 용이하게 행할 수 있고, 게다가 각 피검사 전극에 대한 접속 신뢰성이 높고, 고온 환경 하에 있어서 반복 사용한 경우에도 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, 게다가 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 얻을 수 있는 반도체 집적 회로 장치에 따르면, 상기 반도체 집적 회로 장치가 조립되는 최종 제품인 전자 기기에 있어서, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다. 또한, 잠재적 결함을 갖는 반도체 집적 회로가 최종 제품인 전자 기기에 조립되는 것을 높은 확률로 방지할 수 있으므로, 얻을 수 있는 전자 기기에 있어서는 장기간의 사용에 의한 고장의 발생 빈도를 저감화할 수 있다.

Claims (13)

  1. 도전성 입자가 함유된 두께 방향으로 신장되는 복수의 접속용 도전부가 형성되어 이루어지는 탄성 이방 도전막을 갖는 이방 도전성 커넥터에 있어서,
    상기 접속용 도전부의 최단 폭을 W라 하고, 상기 도전성 입자의 수평균 입자 직경을 Dn이라 하였을 때, 도전성 입자의 수평균 입자 직경에 대한 접속용 도전부의 최단 폭의 비(W/Dn)의 값이 3 내지 8의 범위에 있고, 상기 도전성 입자의 입자 직경의 변동 계수가 50 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  2. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해, 상기 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 신장되는 복수의 이방 도전막 배치용 구멍이 형성된 프레임판과, 이 프레임판의 각 이방 도전막 배치용 구멍 내에 배치되고, 상기 이방 도전막 배치용 구멍의 주변부에 지지된 복수의 탄성 이방 도전막으로 이루어지고,
    상기 탄성 이방 도전막의 각각은 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 접속용 도전부의 최단 폭을 W라 하고, 상기 도전성 입자의 수평균 입자 직경을 Dn이라 하였을 때, 도전성 입자의 수평균 입자 직경에 대한 접속용 도전부의 최단 폭의 비(W/Dn)의 값이 3 내지 8의 범위에 있고, 상기 도전성 입자의 입자 직경의 변동 계수가 50 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 도전성 입자의 중량 평균 입자 직경을 Dw라 하였을 때, 수평균 입자 직경에 대한 중량 평균 입자 직경의 비(Dw/Dn)의 값이 5 이하인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 도전성 입자의 수평균 입자 직경이 3 내지 30 ㎛인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 도전성 입자는 공기 분급 장치에 의해 분급 처리된 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 도전성 입자는 자성을 나타내는 코어 입자의 표면에 고도전성 금속이 피복되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 프레임판의 선열팽창 계수가 3 × 10-5/K 이하인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 이방 도전성 커넥터에 있어서의 탄성 이방 도전막을 형성하기 위한 도전성 페이스트 조성물이며,
    경화 가능한 액형 실리콘 고무와 자성을 나타내는 도전성 입자를 함유하여 이루어지고, 상기 탄성 이방 도전막에 있어서의 접속용 도전부의 최단 폭을 W라 하고, 상기 도전성 입자의 수평균 입자 직경을 Dn이라 하였을 때, 도전성 입자의 수평균 입자 직경에 대한 접속용 도전부의 최단 폭의 비(W/Dn)의 값이 3 내지 8의 범위에 있고, 상기 도전성 입자의 입자 직경의 변동 계수가 50 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.
  9. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로 각각에 대해 상기 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 표면에 형성된 검사용 회로 기판과, 이 검사용 회로 기판의 표면에 배치된 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 이방 도전성 커넥터를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로우브 부재.
  10. 제9항에 있어서, 이방 도전성 커넥터에 있어서의 프레임판의 선열팽창 계수가 3 × 105/K 이하이고, 검사용 회로 기판을 구성하는 기판 재료의 선열팽창 계수가 3 × 105/K 이하인 것을 특징으로 하는 프로우브 부재.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 이방 도전성 커넥터 상에 절연성 시트와, 이 절연성 시트를 그 두께 방향으로 관통하여 신장되고 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 배치된 복수의 전극 구조체로 이루어지는 시트형 커넥터가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프로우브 부재.
  12. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로의 각각에 대해 상기 집적 회로의 전기적 검사를 웨이퍼의 상태로 행하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서,
    제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 프로우브 부재를 구비하여 이루어지고, 상기 프로우브 부재를 거쳐서 검사 대상인 웨이퍼에 형성된 집적 회로에 대한 전기적 접속이 달성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  13. 웨이퍼에 형성된 복수의 집적 회로의 각각을 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 프로우브 부재를 거쳐서 테스터에 전기적으로 접속하고, 상기 웨이퍼에 형성된 집적 회로의 전기적 검사를 실행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 방법.
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