TWI388843B - Flaky probe and its manufacturing method, and its application - Google Patents

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TWI388843B
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Kazuo Inoue
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Hitoshi Fujiyama
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Description

薄片狀探針及其製造方法,以及其應用
本發明是關於一種例如在積體電路等的電路的電性檢查中,為了進行該電路的電性連接的薄片狀探針及其製造方法以及其應用。
例如,在形成有多數積體電路的晶圓或半導體元件等的電子零件等的電路裝置的電性檢查,使用著具有隨著對應於被檢查電路裝置的被檢查電極的圖案的圖案所配置的多數檢查電極的探針卡。作為該探針卡,習知使用著針腳或擋片所成的檢查電極排列所構成者。
然而,在被檢查電路裝置為形成有多數積體電路的晶圓時,擬製作為了檢查該晶圓的探針卡時,成為必須排列極多的檢查電極,因此,若檢查對象的晶圓具有以小間距所配置的多數被檢查電極者時,則要製作探針卡本身記很困難。又,在晶圓,一般產生彎曲,而其彎曲狀態也成品(晶圓)別地不相同之故,因而對於該晶圓的多數被檢查電極,實際上很難穩定地且確實地接觸探針卡的各該檢查電極。
由以上理由,近年來,作為為了檢查形成於晶圓的積體電路的探針卡,提案一種薄片狀探針,具備複數檢查電極隨著被檢查電極的圖案的圖案形成於一面的檢查用電路基板;配置於該檢查用電路基板的一面上的各向異性導電性薄片;以及在配置於該各向異性導電性薄片上的柔軟絕緣膜排列有朝其厚度方向貫通並延伸的複數電極構造體所構成者(例如參照專利文獻1)。
第39圖是表示具有檢查用電路基板,各向異性導電性薄片及薄片狀探針所成的習知探針卡的一例的構成的說明用斷面圖。在該探針卡,具有隨著對應於被檢查電路裝置的被檢查電極的圖案的圖案所形成的多數檢查電極86的檢查用電路基板85設於一面,而薄片狀探針90經由各向異性導電性薄片80配置於該檢查用電路基板85的一面上。
各向異性導電性薄片80是具有僅在厚度方向表示導電性者,或是朝厚度方向被加壓時僅在厚度方向表示導電性的加壓導電性導電部者,作為該各向異性導電性薄片,眾知有各種構造者。例如在專利文獻2等,揭示著將金屬粒子均勻地分散於彈性體中所得到的各向異性導電性薄片1以下,將此稱為「分散型各向異性導電性薄片」);又在專利文獻3等,揭示著藉由將導電性磁性體粒子不均勻地分布在彈性體中,形成有朝厚度方向延伸的多數導電部,及互相地絕緣此些的絕緣部所成的各向異性導電性薄片(以下,將此稱為「偏在型各向異性導電性薄片」);又在專利文獻4等,揭示著在導電部的表面與絕緣部之間形成有階段差的偏在型各向異性導電性薄片。
薄片狀探針90是有如樹脂所成的柔軟絕緣膜91,朝其厚度方向延伸的複數電極構造體95隨著對應於被檢查電路裝置的被檢查電極的圖案的圖案配置於該絕緣膜91所構成。各該電極構造體95是露出於絕緣膜91表面的突起狀表面電極部96,及露出於絕緣膜91背面的板狀背面電極部97,經由朝其厚度方向貫通絕緣膜91並延伸的短路部98一體地連結所構成。
一般此種薄片狀探針90是如以下所述地板製造。首先,如第40(a)圖所示地,準備金屬層92形成於薄片狀探針91的一面所成的層積體90A,如第40(b)圖所示地,在絕緣膜91形成朝其厚度方向貫通的貫通孔98H。
之後,如第40(a)圖所示地,在絕緣膜91的金屬層92上形成光阻膜93,藉由將金屬層92作為共通電極施以電解電鍍處理,俾在絕緣膜91的貫通孔98H內部填充有金屬堆積體而形成有一體地被連結於金屬層92的短路部98,同時在該絕緣膜91表面,形成有一體地被連結於短路部98的突起狀表面電極部96。
然後,從金屬層92除去光阻膜93,又,如第40(d)圖所示地,在包括表面電極部96的絕緣膜91表面形成光阻膜94A,同時在金屬層92上,隨著對應於須形成的背面電極部的圖案的圖案形成光阻膜94B,藉由對於該金屬層92施以蝕刻處理,如第40(e)圖所示地,在金屬層92所露出的部分被除去而形成背面電極部97,如此形成電極構造體95。
如此,藉由除去形成於絕緣膜91及表面電極部96上的光阻膜94A,同時除去形成於背面電極部97上的光阻膜94B,而得到薄片狀探針90。
在上述探針卡中,薄片狀探針90的電極構造體95的表面電極部96配置在被檢查電路裝置如晶圓的表面成為位於該晶圓的被檢查電極上,各向異性導電性薄片80藉由薄片狀探針90的電極構造體95的背面電極部97被推壓,由此,在該各向異性導電性薄片80,於該背面電極部97與檢查用電路基板85的檢查電極86之間朝其厚度形成有導電路,結果,達成晶圓的被檢查電極與檢查用電路基板85的檢查電極86的電性連接。如此,在該狀態下,針對於該晶圓實行所需要的電性檢查。
如此,依照此種探針卡,晶圓藉由探針卡施以推壓時,因應於該晶圓的彎曲大小使得各向異性導電性薄片變形,因此對於晶圓的多數被檢查電極分別可確實地達成良好的電性連接。
然而,在上述探針卡的薄片狀探針中,有如下的問題。
在上述的薄片狀探針的製造方法的形成短路部98及表面電極部96的工程中,電解電鍍所致的電鍍層等方地成長,因此如第41圖所示地,在所得到的表面電極部96中,從該表面電極部96的周緣至短路部98的周緣的距離w,是成為與該表面電極部96的突出高度h同等的大小。因此,所得到的表面電極部96的徑R,是超過突出高度h的兩倍成為相當大者。所以,被檢查電路裝置的被檢查電極微小而以極小間距配置所成者時,無法充分地確保鄰接的電極構造體95間的隔間距離,結果,在所得到的薄片狀探針中,喪失掉絕緣膜91所致的柔軟性,成為對於被檢查電路裝置很難達成穩定的電性連接。
又,在電解電鍍處理中,實際上很難對於金屬層92全面供給電流密度分佈均勻的電流,藉由該電流密度分佈的不均勻性,絕緣膜91的貫通孔98H別地使得電鍍層的成長速度不相同,因此在所形成的表面電極部96的突出高度h,或是從表面電極部96的周緣至短路部98的周緣的距離w,亦即在徑R產生很大的參差不齊。如此,在表面電極部96的突出高度h有很大的參差不齊時,對於被檢查電路裝置很難成為穩定的電性連接,一方面,若在表面電極部96的徑有很大參差不齊時,則有鄰接的表面電極部96彼此間產生短路之虞。
在以上中,作為減小所得到的表面電極部96的徑的手段,有減小該表面電極部96的突出高度h的手段,減小短路部98的徑(在斷面形狀不是圓形時,表示最短的長度)r的,亦即減小子絕緣膜91的貫通孔98H的徑的手段,惟在藉由前者手段所得到的薄片狀探針,成為對於被檢查電極很難確實地達成穩定的電性連接,一方面,在後者的手段,成為藉由電解電鍍處理很難形成短路部98及表面電極部96本體。
為了解決此種問題,在專利文獻5及專利文獻6中,提案著配置具有分別從基端朝前端成為小徑的推拔狀的表面電極部的多數電極構造體所成的薄片狀探針。
專利文獻5所述的薄片狀探針是如以下地被製造。
如第42(a)圖所示地,準備光阻膜93A及表面側金屬層92A依次地形成於絕緣膜91的表面,於該絕緣膜91的背面層積有背面側金屬層92B所成的層積體90B,如第42(b)圖所示地,藉由在該層積體90B的背面側金屬層92B,絕緣膜91及光阻膜93A形成分別朝互相地連通的厚度方向延伸的貫通孔,在該層積體90B的背面,形成具有適合於須形成的電極構造體的短路部及表面電極部的推拔狀形態的電極構造體形成用凹所90K。然後,如第42(c)圖所示地,藉由將該層積體90B的表面側金屬層92A作為電極施以電鍍處理,而在電極構造體形成用凹所90K填充金屬以形成表面電極部96及短路部98。之後,在該層積體的背面側金屬層施以蝕刻處理而藉由除去其一部分,如第42(d)圖所示地,形成背面電極部97。如此得到薄片狀探針。
又,專利文獻6所述的薄片狀探針是如以下地被製造。
如第43(a)圖所示地,準備在具有比須形成的薄片狀探針的絕緣膜還厚的絕緣膜材91A表面形成有表面側金屬層92A,而在該絕緣膜材91A背面層積有背面側金屬層92B所成的層積體90C;如第43(b)圖所示地,藉由在該層積體90C的背面側金屬面92B及絕緣膜材91A形成分別朝互相地連通的厚度方向延伸的貫通孔,在該層積體90C的背面,形成具有適合於須形成的電極構造體的短路部及表面電極部的推拔狀形態的電極構造體形成用凹所90K。然後,藉由將該層積體90C的表面側金屬層92A作為電極施以電鍍處理,如第43(c)圖所示地,在電極構造體形成用凹所90K填充金屬以形成表面電極部96及短路部98。之後藉由除去該層積體90C的表面側金屬層92A,同時蝕刻絕緣膜材91A,以除去該絕緣膜的表面側部分,如第43(d)圖所示地,形成所需厚度的絕緣膜91,同時露出表面電極部96。之後,藉由蝕刻背面側金屬層92B,如第43(e)圖所示地,形成背面電極部97,如此得到薄片狀探針。
依照此種的薄片狀探針,表面電極部為推拔狀者,因此可將徑小而突出高度較高的表面電極部,在充分地確保與鄰接的電極構造體的表面電極部的隔間距離的狀態下可形成,同時該電極構造體的各該表面電極部,是將形成於層積體的電極構造體形成用凹所成形作為鑄孔之故,因而得到表面電極部的突出高度的參差不齊較小的電極構造體。
然而,在此些薄片狀探針中,電極構造體的表面電極部的徑與短路部的徑亦即與形成絕緣膜的貫通孔的徑同等或是比其還小者之故,因而電極構造體會從絕緣膜的背面脫落,而實際上很難使用該薄片狀探針。
又,在習知的探針卡的薄片狀探針中,有如下的問題。
例如在直徑8英吋以上的晶圓,形成有5000個或10000個以上的被檢查電極,而該被檢查電極的間距是160μm以下。作為進行此種晶圓的檢查所用的薄片狀探針,為對應於該晶圓的大面積者,成為必須使用5000個或10000個以上的電極構造體以160μm以下的間距配置所成者。
然而,構成晶圓的材料例如矽的線熱脹常數是大約3.3×10 6 /K,一方面,構成薄片狀探針的絕緣膜的材料例如聚醯亞胺的線熱脹常數是約4.5×10 6 /K。因此,在如25℃,將各該直徑為30 cm的晶圓及薄片狀探針,分別從20℃加熱至120℃時,理論上,晶圓的直徑變化是僅99μm,惟薄片狀探針的絕緣膜的直徑變化達到1350μm,兩者的熱脹的相差是成為1251μm。
如此地,在晶圓與薄片狀探針的絕緣膜之間,而在面方向的熱脹的絕對量產生很大相差,即使將絕緣膜的周緣部藉由具有與晶圓的線熱脹常數同等的線熱脹常數的支持構件加以固定,在強化試驗中,也很難確實地防止溫度變化所致的電極構造體與被檢查電極的偏位之故,因而無法穩定地維持良好的電性連接狀態。
又,即使檢查對象為小型電路裝置,其被檢查電極的間距為50μm以下者時,在強化試驗中,很難確實地防止溫度變化所致的電極構造體與被檢查電極的偏位之故,因而無法穩定地維持良好的電性連接狀態。
對於此些問題點,在專利文獻7,提案著藉由在絕緣膜作用拉力的狀態下固定於保持構件,緩和該絕緣膜的熱脹的手段。
然而,在此種手段中,很難對於絕緣膜針對於其面方向的所有方向均勻地作用拉力,又,藉由形成電極構造體使得作用於絕緣膜的拉力平衡會變化。結果,該絕緣膜是針對於熱脹成為具有各向異性者之故,因而即使可抑制面方向的一方向的熱脹,也無法抑制與該一方向交叉的另一方向的熱脹,結果,無法防止溫度變化所致的電極構造體與被檢查電極的偏位。
專利文獻1:日本特開平7-231019號公報專利文獻2:日本特開昭51-93393號公報專利文獻3:日本特開昭53-147772號公報專利文獻4:日本特開昭61-250906號公報專利文獻5:日本特開平11-326378號公報專利文獻6:日本特開2002-196018號公報專利文獻7:日本特開2001-15565號公報
本發明是依據如上事項所創作者,其第一項目的是在於提供一種可形成徑小的表面電極部的電極構造體,且對於以小間距形成電極的電路裝置也可確實地達成穩定的電性連接狀態,而且電極構造體不會從絕緣膜脫落而可得到高耐久性,又,即使檢查對象為直徑8英吋以上的大面積晶圓或被檢查電極的間距極小的電路裝置,在強化試驗中,也可確實地防止溫度變化所致的電極構造體與被檢查電極的偏位,因此,可穩定地維持良好的電性連接狀態的薄片狀探針。
本發明的第二項目的是在於提供一種可形成具有徑小而突出高度的參差不齊較小的表面電極部的電極構造體,且對於以小間距形成電極的電路裝置也可確實地達成穩定的電性連接狀態,而且電極構造體不會從絕緣膜脫落而可得到高耐久性,又,即使檢查對象為直徑8英吋以上的大面積晶圓或被檢查電極的間距極小的電路裝置,在強化試驗中,也可確實地防止溫度變化所致的電極構造體與被檢查電極的偏位,因此,可製造可穩定地維持良好的電性連接狀態的薄片狀探針的方法。
本發明的第三項目的,是在於提供一種具有上述薄片狀探針的探針卡。
本發明的第四項目的是在於提供一種具有上述探針卡的電路裝置的檢查裝置及晶圓檢查裝置。
本發明的薄片狀探針,其特徵為具有在柔軟樹脂所成的絕緣膜,隨著分別對應於須連接的電極的圖案配置有貫通於該絕緣膜的厚度方向所延伸的複數電極構造體所成的接點膜,及支持該接點膜的金屬所成的支持膜所構成;各該上述電極構造體是由:露出於上述絕緣膜的表面,且從該絕緣膜的表面突出的表面電極部;露出於上述絕緣膜背面的背面電極部;從上述表面電極部基端連續而將上述絕緣膜貫通於其厚度方向並延伸,且被連結於上述背面電極部的短路部;以及從上述表面電極部的基端部分連續而沿著上述絕緣膜的表面朝外方延伸的保持部所構成。
又,本發明的薄片狀探針,屬於使用於電路裝置的電性檢查的薄片狀探針,其特徵為:具有對應於檢查對象的電路裝置的被檢查電極所形成的電極領域形成有複數開口的金屬所成的支持膜,及配置於該支持膜的表面上並加以支持的接點膜所構成;上述接點膜是具有柔軟樹脂所成的絕緣膜,及於該絕緣膜隨著對應於上述被檢查電極的圖案的圖案所配置的貫通於該絕緣膜的厚度方向延伸的複數電極構造體所構成;各該電極構造體配置成位於上述支持膜的各開口內;各該上述電極構造體是由:露出於上述絕緣膜的表面,且從該絕緣膜的表面突出的表面電極部;露出於上述絕緣膜背面的背面電極部,從上述表面電極部基端連續而將上述絕緣膜貫通於其厚度方向並延伸,且被連結於上述背面電極部的短路部;以及從上述表面電極部的基端部分連續而沿著上述絕緣膜的表面朝外方延伸的保持部所構成。
在此種薄片狀探針中,互相地獨立的複數接點膜,是配置成沿著支持膜的表面並排也可以。
又,本發明的薄片狀探針,屬於使用於電路裝置的電性檢查的薄片狀探針,其特徵為:具有對應於檢查對象的電路裝置的被檢查電極所形成的電極領域形成有複數開口的金屬所成的支持膜,及配置成塞住該支持膜的各該開口,而被支持於該開口緣部的複數接點膜所構成;各該上述接點膜是具有柔軟樹脂所成的絕緣膜,及於該絕緣膜隨著對應於上述電路裝置的電極領域的被檢查電極的圖案的圖案所配置的貫通於該絕緣膜的厚度方向延伸的複數電極構造體所構成;各該電極構造體配置成位於上述支持膜的各開口內;各該上述電極構造體是由:露出於上述絕緣膜的表面,且從該絕緣膜的表面突出的表面電極部;露出於上述絕緣膜背面的背面電極部;從上述表面電極部基端連續而將上述絕緣膜貫通於其厚度方向並延伸,且被連結於上述背面電極部的短路部;以及從上述表面電極部的基端部分連續而沿著上述絕緣膜的表面朝外方延伸的保持部所構成。
本發明的薄片狀探針是針對於形成於晶圓的複數各該積體電路,為了在晶圓的狀態下進行該積體電路的電性檢查可適用。
在本發明的薄片狀探針中,電極構造體的表面電極部,是隨著從其基端朝前端成為小徑的形狀者較理想。
又,對於電極構造體的表面電極部的基端的徑R1 的表面電極部的前端的徑R2 的比率R2 /R1 的值為0.11至0.55較理想。
又,對於電極構造體的表面電極部的基端的徑R1 的表面電極部的突出高度h的比率h/R1 的值為0.2至3較理想。
又,電極構造體的短路部,是隨著從絕緣膜的背面朝表面成為小徑的形狀者較理想。
又,絕緣膜是由可蝕刻的高分子材料所構成較理想,尤其是由聚醯亞胺所構成較理想。
又,支持膜的線熱脹常數是3×10-5 /K以下較理想。
本發明的薄片狀探針的製造方法,是製造上述薄片狀探針的方法,其特徵為具有:準備具有:金屬所成的支持膜形成用層;一體地層積於該支持膜形成用層的表面的絕緣層;一體地層積於該絕緣膜的表面的金屬所成的保持部形成用層;一體地層積於該保持部形成用層的表面的絕緣性電極部成形用層;以及一體地層積於該電極部成形用層的表面的金屬所成的電鍍電極用層的層積體;藉由形成該層積體的支持膜形成用層,絕緣膜、保持部形成用層及電極部成形用層的朝互相地連通的厚度分向分別延伸的貫通孔,於該層積體的背面,隨著對應於須形成的電極構造體的圖案的圖案形成複數電極構造體形成用凹所;藉由將該層積體的電鍍電極用層作為電極而施以電鍍處理俾將金屬填充於各該電極構造體形成用凹所,形成從絕緣膜表面突出的表面電極部;從該表面電極部基端連續而將該絕緣膜貫通於其厚度方向並延伸的短路部;以及露出於被連結在該短路部的該絕緣膜的背面的背面電極部;藉由蝕刻處理該層積體的支持膜形成用層,形成開口所形成的支持膜;藉由從該層積體除去上述電鍍電極用層及上述電極部成形用層,露出上述表面電極部及上述保持部形成用層,然後,藉由在該保持部形成用層施以蝕刻處理,形成從上述表面電極部的基端部分連續而沿著上述絕緣膜的表面朝 外方延伸的保持的工程。
本發明的薄片狀探針的製造方法中,電極構造體形成用凹所的保持部成形用層的貫通孔,形成隨著從該保持部成形用層的背面朝表面成為小徑的形狀較理想。
又,作為層積體其保持部成形用層使用可蝕刻的高分子材料所成者;電極構造體形成用凹所的保持部成形用層的貫通孔藉由蝕刻所形成較理想。
又,電極構造體形成用凹所的絕緣膜的貫通孔,形成隨著從該絕緣膜的背面朝表面成為小徑的形狀較理想。
又,作為層積體其絕緣膜使用可蝕刻的高分子材料所成者;電極構造體形成用凹所的絕緣膜的貫通孔藉由蝕刻所形成較理想。
本發明的探針卡,其特徵為具備:上述的薄片狀探針所構成。
又,本發明的探針卡,其特徵為具備:藉由上述方法所製造的薄片狀探針所構成。
又,本發明的探針卡,針對於形成在晶圓的複數各該積體電路,為了在晶圓的狀態下進行該積體電路的電性檢查所使用的探針卡,其特徵為具備:檢查電極隨著對應於形成在檢查對象的晶圓的全部或一部分的積體電路的被檢查電路的圖案的圖案形成於表面的檢查用電路基板;配置於該檢查用電路基板的表面上的各向異性導電性連結器;以及配置於該各向異性導電性連結器上的上述薄片狀探針所構成。
又,本發明的探針卡,針對於形成在晶圓的複數各該積體電路,為了在晶圓的狀態下進行該積體電路的電性檢查所使用的探針卡,其特徵為具備:檢查電極隨著對應於形成在檢查對象的晶圓的全部或一部分的積體電路的被檢查電路的圖案的圖案形成於表面的檢查用電路基板;配置於該檢查用電路基板的表面上的各向異性導電性連結器;以及配置於該各向異性導電性連結器上的藉由上述方法所製造的薄片狀探針所構成。
本發明的電路裝置的檢查裝置,其特徵為具備:上述的探針卡所構成。
本發明的晶圓檢查裝置,針對於形成在晶圓的複數各該積體電路,為了在晶圓狀態下進行該積體電路的電性檢查的晶圓檢查裝置,其特徵為具備:上述的探針卡所構成。在電極構造體,形成有從表面電極部的基端部分連續而沿著絕緣膜的表面朝外方延伸的保持部,因此即使該表面電極部的徑較小者,也不會使該表面電極部從絕緣膜脫落而得到高耐久性。
又,藉由可形成較小徑的表面電極部,充分地確保鄰接的表面電極部之間的隔間距離,因此充分地發揮絕緣膜所致的柔軟性,結果,對於以小間距形成有電極的電路也可確實地達成穩定的電性連接狀態。
又,依照本發明的薄片狀探針,即使檢查對象為直徑8英吋以上的大面積的晶圓或被檢查電極的間距極小的電路裝置,在強化試驗中,也可確實地防止溫度變化所致的電極構造體與被檢查電極的偏位,因此可穩定地維持良好的電性連接狀態。
依照本發明的薄片狀探針的製造方法,於具有絕緣膜的層積體事先形成電極構造體形成用凹所,以該電極構造體形成用凹所作為鑄孔而形成表面電極部,因此可得到徑小而突出高度參差較小的表面電極部。
又,藉由蝕刻處理形成於絕緣膜表面的保持部形成用層,可確實地形成從表面電極部的基端部分連續而沿著絕緣膜的表面朝外方延伸的保持部,因此即使該表面電極部的徑較小者,也不會使該電極構造體從絕緣膜脫落而可製造具有高耐久性的薄片狀探針。
又,依照本發明的薄片狀探針的製造方法,即使檢查對象為直徑8英吋以上的大面積的晶圓或被檢查電極的間距極小的電路裝置,在強化試驗中,也可確實地防止溫度變化所致的電極構造體與被檢查電極的偏位,因此可製造穩定性維持良好的電性連接狀態的薄片狀探針。
依照本發明的探針卡,具有上述的薄片狀探針所構成,因此即使對於以小間距形成電極的電路裝置,也可確實地達成穩定地電性連接狀態,而且不會有薄片狀探針的電極構造體脫落的情形之故,因而可得到高耐久性,即使檢查對象為直徑8英吋以上的大面積的晶圓或被檢查電極的間距極小的電路裝置,在強化試驗中,也可穩定地維持良好的電性連接狀態。
依照本發明的電路裝置的檢查裝置及晶圓檢查裝置,具備上述探針卡所構成。因此即使對於以小間距形成電極的電路裝置,也可確定地達成穩定地電性連接狀態,而且即使進行多數電路裝置的檢查情形,也可長期間地實行高可靠性的檢查。
以下,詳細本發明的實施形態。
(薄片狀探針)
第1圖是表示將本發明的薄片狀探針的第一例的切割一部分的俯視圖;第2圖是擴大表示第一例的薄片狀探針的接點膜的俯視圖;第3圖是擴大表示第一例的薄片狀探針的接點膜的說明用斷面圖。
該第一例的薄片狀探針10是如針對於形成有複數積體電路的晶圓使用在晶圓狀態用於各該積體電路的電性檢查所用者,具有形成複數開口11H的金屬所構成的支持膜11。該支持膜11的開口11H是對應於形成有檢查對象的晶圓的積體電路的被檢查電極的電極領域的圖案所形成。又,在該例的支持膜11,形成有用以實行下述的探針卡的各向異性導電性連接器及檢查用電路基板的定位的定位孔11K。
作為構成支持膜11的金屬,可使用鐵、銅、鎳、鈦、或此些合金或是合金鑭,惟在下述的製法中,藉由蝕刻處理可容易地形成開口11H之處,以42合金,恒範鋼、科瓦鑄鎳鈷合金等的鐵-鎳合金鋼較理想。
又,作為支持膜11,使用其熱脹常數3×10 5 /K以下者較理想,更理想為-1×10 7 ~1×10 5 /K,最理想為-1×10 6 ~8×10 6 /K。
作為構成此些支持膜11的材料的具體例,有恒範鋼等的恒範鋼型合金,恒彈性鎳鉻彈性鋼等的恒彈性鎳鉻彈性鋼型合金、超級恒範鋼、科瓦鐵鎳鉻合金、42合金等的合金或合金鋼。
又,支持膜11的厚度是3至100μm較理想,更理想是5~50μm。
該厚度是不足3μm時,無法得到作為支持接點膜12的支持膜。一方面,在該厚度超過100μm時,在下述的製造方法中,成為很難藉由蝕刻處理容易地形成開口11H的情形。
在該支持膜11的表面(在第3圖中的上面)上,比該支持膜11的徑還小徑的單一接點膜12一體地設於該支持膜11並被支持。
該接點膜12是具有柔軟絕緣膜13,在該絕緣膜13,朝該絕緣膜13的厚度方向延伸的複數電極構造體15,隨著對應於形成在檢查對象的晶圓的所有積體電路的被檢查電極的圖案的圖案,配置成朝該絕緣膜13的面方向互相隔開的狀態,該接點膜12是各該電極構造體15配置成位於支持膜11的各開口11H內。
各該電極構造體15是由:露出於絕緣膜13的表面,且從該絕緣膜13的表面突出的突起狀表面電極部16;露出於絕緣膜13的背面的矩形平板狀的背面電極部17;從表面電極部16基端連續而將上述絕緣膜13朝其厚度方向貫通並延伸而被連結於背面電極部17的短路部18;以及從表面電極部16的基端部分周面連續而沿著絕緣膜13表面朝外方放射狀地延伸的圓形環板狀保持部19所構成。該例的電極構造體15中,表面電極部16作成連續於短路部18而隨著從基端朝前端成為小徑的推拔狀而全體形成為圓錐台狀;連續於該表面電極部16的基端的短路部18,作成隨著從絕緣膜13背面朝表面成為小徑的推拔狀而全體形成圓錐台狀,表面電極部16的基端的徑R1 作成與連續於該基端的短路部18的一端的徑R3 相同。
作為絕緣膜13,若具有絕緣性的柔軟性者,並沒有特別加以限定者,例如可使用如聚醯亞胺樹脂、液晶聚合物、聚酯、氟系樹脂等所成的樹脂薄片,在編織纖維的布上浸泡上述樹脂的薄片等,惟將形成短路部18所用的貫通孔藉由蝕刻可容易地形成之處,以可蝕刻的材料所成者較理想,尤其是聚醯亞胺較理想。
又,絕緣膜13的厚度d是若該絕緣膜13為柔軟者並未特別加以限定,惟10~50μm較理想,更理想為10~25μm。
作為構成電極構造體15的金屬,可使用鎳、銅、金、銀、鈀、鐵等;作為電極構造體15,全體以單一金屬所成者,或是兩種以上的金屬合金所成者或是層積兩種以上的金屬所成者也可以。又,在電極構造體15的表面電極部16及背面電極部17的表面,為了防止該電極部的氧化,同時得到接觸電阻較小的電極部,形成有金、銀、鈀等化學上穩定而具有高導電性的金屬保護膜也可以。
在電極構造體15中,對於表面電極部16基端的徑R1 的前端的徑R2 的比率(R2 /R1 )是0.11~0.55較理想,更理想是0.15~0.4。藉由滿足此種條件,須連接的電路裝置具有間距小而微小電極者,也對於該電路裝置確實地得到穩定的電性連接狀態。
又,表面電極部16基端的徑R1 是該電極構造體15的間距的30~70%較理想,更理想是35~60%。
又,對於表面電極部16基端的徑R1 的突出高度h的比率h/R1 是0.2~3較理想,更理想是0.25~0.6。藉由滿足此種條牛,即使檢查對象的晶圓為間距較小而具有微小的被檢查電極者,也可容易地形成對應於該被檢查電極的圖案的圖案的電極構造體15,而對於該晶圓更確實地得到穩定的電性連接狀態。
表面電極部16基端的徑R1 是考慮上述條件或檢查對象的晶圓的被檢查電極的直徑等而加以設定,惟例如30~80μm,較理想是30~50μm。
表面電極部16的突出高度h的高度,是對於檢查電極可達成穩定的電性連接之處,以15~50μm較理想,更理想是15~30μm。
又,背面電極部17的外徑R5 是比連結於該背面電極部17的短路部18的另一端的徑R4 還大,且比電極構造體15的間距還小者就可以,惟儘可能較大者較理想。由此,例如對於各向異性導電性薄片也可確實地達成穩定的電性連接。
又,背面電極部17的厚度D2 ,是在得到強度充分地高而優異重複耐久性上,以10~40μm較理想,更理想為15~35μm。
又,對於短路部18的另一端的徑R4 的一端的徑R3 的比率R3 /R4 是0.45~1較理想,更理想是0.7~0.9。
又,短路部18的一端的徑R3 ,是該電極構造體15的間距30~70%較理想,更理想是35~60%。
又,保持部19的徑R6 ,是該電極構造體15的間距的30~70%較理想,更理想是40~60%。
又,保持部19的厚度D1 是3~12μm較理想,更理想是5~9μm。
依照此種第一例的薄片狀探針10,在接點膜12的電極構造體15,形成有從表面電極部16的基端部分連續而沿著絕緣膜13的表面朝外方延伸的保持部19,因此即使該表面電極部16的徑較小者,也不會使該電極構造體15從絕緣膜13的背面脫落而得到高耐久性。
又,藉由具有徑小的表面電極部16,充分地確保鄰接的表面電極部16之間的隔開距離,因此充分地發揮絕緣膜13的柔軟性,結果,即使對於以小間距形成有被檢查電極的晶圓也可確實地達成穩定的電性連接狀態。
又,在支持膜11,對應於形成有檢查對象的晶圓的被檢查電極的電極領域形成有複數開口11H,而在該支持膜11上,藉由電極構造體15分別位於支持膜11的各開口11內地配置有接點膜12,該接點膜12是其全面地被持於支持膜11,因此該接點膜12為大面積者,也藉由支持膜11確實地規制該絕緣膜13的面方向的熱脹。因此,即使檢查對象的晶圓為如直徑8英吋以上的大面積而被檢查電極的間距極小者,在強化試驗中,也可確定地防止溫度變化所致的電極構造體15與被檢查電極的偏位,結果,可穩定地維持對於晶圓的良好電性連接狀態。
上述的第一例的薄片狀探針10是如以下地可進行製造。
首先,如第4圖所示地,製作具有:金屬所成的圓形支持膜形成用層11A;一體地層積於該支持膜形成用層11A的表面上的具有比該支持膜形成用層11A的徑還小徑的圓形絕緣膜13,及一體地層積於該絕緣膜13的表面上的金屬所成的保持部形成用層19A;一體地層積於該保持部形成用層16B的表面上的絕緣性電極部成形用層16B;及一體地層積於該電極用層16B的表面上的電鍍電極用層16A的層積體10A。在圖示例的層積體10A中,於支持膜形成用層11A的表面沿著其周緣部設有保護帶11T。
在該層積體10A中,保持部形成用層19A,是作成與須形成的電極構造體15的保持部19的厚度具有同等厚度者。又,電極部成形用層16B,是該電極部形成用層16B的厚度與保持部形成用層19A的厚度的合計厚度,是作成與須形成的電極構造體15的電極構造體15的表面電極部16的突出高度作成同等者。又,支持膜形成用層11A是與作成與須形成的支持膜11的厚度具有同等厚度者。
作為構成絕緣膜13的材料,使用可蝕刻的高分子材料較理想,更理想是聚醯亞胺。
又,作為構成電極部成形用層16B的絕緣性材料,使用可蝕刻的高分子材料較理想,更理想是聚醯亞胺。
如第5圖所示地,對於此種層積體10A,在其電鍍電極用層16A表面的全面形成蝕刻用光阻膜14A,同時在支持膜形成用層11A的背面,隨著對應於須形成的電極構造體15的圖案的圖案形成複數圖案孔K1所形成的蝕刻用光阻膜14B。
在此,作為形成光阻膜14A、14B的材料,可使用作為蝕刻用的光阻所使用的各種者。
然後,對於支持膜形成用層11A,藉由在經由光阻膜14B的圖案孔K1所露出部分施以蝕刻處理以除去該部分,如第6圖所示地,在支持膜形成用層11A,形成有分別連通於光阻膜14B的圖案孔K1的複數貫通孔17H。然後,對於絕緣膜13,藉由在經由光阻膜14B的各圖案孔K1及支持膜形成用層11A的各貫通孔17H所露出的部分施以蝕刻處理以除去該部分,如第7圖所示地,於絕緣膜13,形成有分別連通於支持膜形成用層11A的貫通孔17H的隨著從該絕緣膜13背面朝表面成為小徑的推拔狀的複數貫通孔13H。然後,對於保持部形成用層19A,藉由在經由光阻膜14B的各圖案孔K1,支持膜形成用層11A的各貫通孔17H及絕緣膜13的各貫通孔13H所露出的部分施以蝕刻處理以除去該部分,如第8圖所示地,在保持部形成用層19A,形成有分別連通於絕緣膜13的貫通孔13H的複數貫通孔19H。又,對於電極部成形用層16B,藉由在經由光阻膜14B的各圖案孔K1。支持膜形成用層11A的各貫通孔17H,絕緣膜13的各貫通孔13H及保持部形成用層19A的各貫通孔19H所露出的部分施以蝕刻處理以除去該部分,如第9圖所示地,在電極部成形用層16B,形成有分別連通於保持部形成用層19A的貫通孔19H的隨著從電極部成形用層16B背面朝表面成為小徑的推拔狀複數貫通孔16H,由此,在層積體10A的背面,形成有分別連通有支持膜形成用層11A的貫通孔17H,絕緣膜13的貫通孔13H,保持部形成用層19A的貫通孔19H及電極部成形用層16B的貫通孔16H所成的複數電極構造體形成用凹所10K。
在以上中作為用以蝕刻處理支持膜形成用層11A及保持部形成用層的蝕刻劑,因應於構成此些金屬層的材料被適當地選擇,若此些金屬層為如42合金或銅所成者時,則可使用氯化第二鐵水溶液等。
又,用以蝕刻處理絕緣膜13及電極部形成用層16B的蝕刻液,可使用聯氨系水溶液、氫氧化鉀水溶液、胺系蝕刻液等,藉由選擇蝕刻處理條件,在絕緣膜13及電極部成形用層16B,可分別形成隨著從背面朝表面成為小徑的推拔狀貫通孔13H、16H。
如此地從形成有電極構造體形成用凹所10K的層積體10A除去光阻膜14A、14B,然後,如第10圖所示地,在該層積體10A,形成電鍍用光阻膜14C成為覆蓋該電鍍電極用層16A的表面全面,同時在支持膜形成用層11A的背面,形成隨著對應於須形成的電極構造體15的背面電極部17的圖案的圖案形成有複數圖案孔K2的電鍍用的光阻膜14D。
在此,作為形成光阻膜14C、14D的材料,可使用電鍍用的光阻所使用的各種者。
然後,對於層積體10A,作為電鍍電極用層16A,藉由施以電解電鍍處理將金屬填充於各電極構造體形成用凹所10K及光阻膜14D的各圖案孔K2內。如第11圖所示地,形成有連續於從絕緣膜13表面突出的突起狀複數表面電極部16,連續於該表面電極部16的各該基端而將絕緣膜13朝其厚度方向貫通並延伸的短路部18及被連結於該短路部18的各該另一端的背面電極部17。在此,各該背面電極部17,經由支持膜形成用層11A成為互相地連結的狀態。
如此地從形成有表面電極部16、短路部18及背面電極部17的層積體16A除去光阻膜14D,如第12圖所示地,露出支持膜形成用層11A的背面,然後,如第13圖所示地,形成被圖案化的蝕刻用光阻膜14E成為覆蓋背面電極部17及支持膜形成用層11A的支持膜11的部分,又,藉由從層積體10A除去光阻膜14C,如第14圖所示地,露出電鍍電極用層16A。又,藉由在電鍍電極用層16A及支持膜形成用層11A的露出部分施以蝕刻處理,除去全部電解電極用層16A,同時除去支持膜形成用層11A的露出部分,由此,如第15圖所示地,形成有互相地分離的複數背面電極部17,同時形成具有對應於形成在檢查對象的晶圓的積體電路的電極領域的複數開口11H的支持膜11。
之後,從背面電極部17及支持膜11除去光阻膜,然後,如第16圖所示地,形成光阻膜14F成為覆蓋支持膜11的背面,絕緣膜13的背面及背面電極部17。
又,藉由對於電極部成形用層16B施以蝕刻處理以除去其全部,如第17圖所示地,露出表面電極部16及保持部形成用層17A,然後,如第18圖所示地,形成被圖案化的蝕刻用光阻膜14G,作成覆蓋成為表面電極部16及保持部形成用層17A的部分。然後,藉由在保持部形成用層17A施以蝕刻處理以除去所露出的部分,如第19圖所示地,形成有從表面電極部16的基端部分的周面連續而沿著該絕緣膜11的表面朝外方放射狀地延伸的保持部19,如此地形成電極構造體15。
之後,藉由從表面電極部16及保持部19除去光阻膜14G,同時從支持膜11的背面,絕緣膜13的背面及背面電極部17除去光阻膜14F,再從支持膜11的表面除去保護帶11T(參照第4圖),得到表示於第1圖至第3圖的第一例的薄片狀探針10。
依照此種製造方法,在具有絕緣膜13的層積體10A事先形成電極構造體形成用凹所10K,並將該電極構造體形成用凹所10K作為鑄孔以形成表面電極部16,因此可得到徑小又突出高度的參差不齊較小的表面電極部16。
又,藉由蝕刻處理形成於絕緣膜13的表面的保持部形成用層19A,可確實地形成從表面電極部16的基端部分連續而沿著絕緣膜13的表面朝外方延伸的保持部19,因此即使該表面電極部16的徑較小者,也可製造出該電極構造體15不會從絕緣膜13脫落且具有高耐久性的薄片狀探針10。
又,在層積體10A,絕緣膜13一體地層積於支持膜形成用層11A,而在該絕緣膜13形成電極構造體15之狀態下,蝕刻處理支持膜形成用層11以形成開口11H,因此可將接點膜12以高位置精度一體地形成於支持膜11上。
第20圖是表示本發明的薄片狀探針的第二例的俯視圖;第21圖是擴大表示第二例的薄片狀探針的接點膜的主要部分的俯視圖;第22圖是擴大表示第二例的薄片狀探針的主要部分的說明用斷面圖。
第二例的薄片狀探針10,是使用於針對於如形成有複數積體電路的晶圓以晶圓狀態進行各該積體電路的電性檢查所用者;具有與第一例的薄片狀探針10同樣的構成的支持膜11。
在該支持膜11的表面(第22圖中為上面)上,沿著其表面排列地以互相獨立的狀態所配置的複數(圖示例為9個)的接點膜12a,一體地設於該支持膜11並被支持。
各該接點膜12a是具有柔軟絕緣膜13a,在該絕緣膜13a,朝該絕緣膜13a的厚度方向延伸的複數電極構造體15,隨著對應於形成在檢查對象的晶圓的一部分積體電路的被檢查電極的圖案的圖案,配置成朝該絕緣膜13a的面方向互相隔開的狀態,該接點膜12a是各該電極構造體15配置成位於支持膜11的各開口11H內。
各該電極構造體15是由:露出於絕緣膜13a的表面,且從該絕緣膜13a的表面突出的突起狀表面電極部16;露出於絕緣膜13a的背面的矩形平板狀的背面電極部17;從表面電極部16基端連續而將上述絕緣膜13a朝其厚度方向貫通並延伸而被連結於背面電極部17的短路部18;以及從表面電極部16的基端部分周面連續而沿著絕緣膜13a表面朝外方放射狀地延伸的圓形環板狀保持部19所構成。該例的電極構造體15中,表面電極部16作成連續於短路部18而隨著從基端朝前端成為小徑的推拔狀而全體形成為圓錐台狀;連續於該表面電極部16的基端的短路部18,作成隨著從絕緣膜13a背面朝表面成為小徑的推拔狀而全體形成圓錐台狀;表面電極部16的基端的徑R1 作成與連續於該基端的短路部18的一端的徑R3 相同。
在該第二例的薄片狀探針10中,絕緣膜13a的材質,電極構造體15的材質及尺寸等,是與第一例的薄片狀探針的絕緣膜13及電極構造體15同樣。
該第二例的薄片狀探針10,是如以下地可進行製造。
首先,與上述的第一例的薄片狀探針10的製造方法同樣,從表示於第4圖的構成的層積體10A形成支持膜11及電極構造體15(參照第5圖至第19圖)。
然後,從表面電極部16及保持部19除去光阻膜14G之後,如第23圖所示地,在絕緣膜13的表面,表面電極部16及保持部19,隨著對應於須形成的接點膜12a的圖案的圖案形成光阻膜14H,藉由對於絕緣膜13施以蝕刻處理而除去露出部分,絕緣膜13被分割,如第24圖所示地,形成互相地獨立的複數絕緣膜13a,由此,在絕緣膜13a分別形成有配置朝其厚度方向貫通並延伸的複數電極構造體15所成的複數接點膜12a。
又,藉由從支持膜11的背面,絕緣膜13a的背面及背面電極部17除去光阻膜14F,同時從絕緣膜13a的表面,表面電極部16及保持部19除去光阻膜14H,又從支持膜11的表面除去保護帶,得到表示於第20圖至第22圖的第二例的薄片狀探針10。
依照此種第二例的薄片狀探針10在各該接點膜12a的電極構造體15,形成有從表面電極部16的基端部分連續而沿著絕緣膜13表面朝外方延伸的保持部19,因此而使該表面電極部16的徑較小者,也不會使該表面電極部16從絕緣膜13a的背面脫落而得到高耐久性。
又,藉由具有徑小的表面電極部16,鄰接的表面電極部16之間的隔開距離能充分地確保,因此絕緣膜13a所致的柔軟性充分地被發揮,結果,對於以小間距形成有被檢查電極的晶圓也可確實地達成穩定的電性連接狀態。
又,在支持膜11,對應於檢查對象的電路裝置的被檢查電極所形成的電極領域形成有複數開口11H,在該支持膜11的表面上,藉由互相獨立的複數接點膜12a,各該電極構造體15配置成位於支持膜11的各開口11H內,各該接點膜12a是其全面地被支持於支持膜11,因此即使該接點膜12a為大面積者,藉由支持膜11可確實地規制朝該絕緣膜13a的面方向的熱脹。因此即使檢查對象的晶圓為如直徑8英吋以上的大面積且被檢查電極的間距極小者,在強化試驗中,也可確實地防止溫度變化所致的電極構造體15與被檢查電極的定位,結果,可穩定地維持對於晶圓的良好電性連接狀態。
第25圖是表示本發明的薄片狀探針的第三例的俯視圖;第26圖是擴大表示第三例的薄片狀探針的接點膜的主要部分的俯視圖;第27圖是擴大表示第三例的薄片狀探針的主要部分的說明用斷面圖。
第三例的薄片狀探針10,是使用於針對於如形成有複數積體電路的晶圓以晶圓狀態進行各該積體電路的電性檢查所用者;具有與第一例的薄片狀探針10同樣的構成的支持膜11。
在該支持膜11的表面上,以分別塞住支持膜11的各該開口11H地被支持於該開口緣部的狀態,且與鄰接的接點膜12b互相獨立的狀態下配置有複數接點膜12b。
各該接點膜12b是具有柔軟絕緣膜13b,在該絕緣膜13b,朝該絕緣膜13b的厚度方向延伸的金屬所成的複數電極構造體15,隨著對應於形成在檢查對象的晶圓的一積體電路的電極領域的被檢查電極的圖案的圖案,配置成朝該絕緣膜13b的面方向互相隔開的狀態,該接點膜12b是各電極構造體15分別配置成位於支持膜11的各開口11H內。
各該電極構造體15是由:露出於絕緣膜13b的表面,且從該絕緣膜13b的表面突出的突起狀表面電極部16;露出於絕緣膜13b的背面的矩形平板狀的背面電極部17;從表面電極部16基端連續而將上述絕緣膜13b朝其厚度方向貫通並延伸而被連結於背面電極部17的短路部18;以及從表面電極部16的基端部分周面連續而沿著絕緣膜13b表面朝外方放射狀地延伸的圓形環板狀保持部19所構成。該例的電極構造體15中,表面電極部16作成連續於短路部18而隨著從基端朝前端成為小徑的推拔狀而全體形成為圓錐台狀;連續於該表面電極部16的基端的短路部18,作成隨著從絕緣膜13b背面朝表面成為小徑的推拔狀而全體形成圓錐台狀;表面電極部16的基端的徑R1 作成與連續於該基端的短路部18的一端的徑R3 相同。
在該第二例的薄片狀探針10中,絕緣膜13b的材質,電極構造體15的材質及尺寸等,是與第一例的薄片狀探針的絕緣膜13及電極構造體15同樣。
該第三例的薄片狀探針10,是如以下地可進行製造。
首先,與上述的第一例的薄片狀探針10的製造方法同樣,從表示於第4圖的構成的層積體10A形成支持膜11及電極構造體15(參照第5圖至第19圖)。
然後,從表面電極部16及保持部19除去光阻膜14G之後,如第28圖所示地,在絕緣膜13的表面,表面電極部16及保持部19,隨著對應於須形成的接點膜12b的圖案的圖案形成光阻膜14H,藉由對於絕緣膜13施以蝕刻處理而除去露出部分,如第29圖所示地,形成有互相獨立的複數絕緣膜13b,由此,在絕緣膜13b分別形成有配置朝其厚度方向貫通並延伸的複數電極構造體15所成的複數接點膜12b。
又,藉由從支持膜11的背面,絕緣膜13b的背面及背面電極部17除去光阻膜14F,同時從絕緣膜13b的表面,表面電極部16及保持部19除去光阻膜14H,又從支持膜11的表面除去保護帶,得到表示於第25圖至第27圖的第三例的薄片狀探針10。
依照此種第三例的薄片狀探針10在各該接點膜12b的電極構造體15,形成有從表面電極部16的基端部分連續而沿著絕緣膜13表面朝外方延伸的保持部19,因此而使該表面電極部16的徑較小者,也不會使該表面電極部16從絕緣膜13b的背面脫落而得到高耐久性。
又,藉由具有徑小的表面電極部16,鄰接的表面電極部16之間的隔開距離能充分地確保,因此絕緣膜13b所致的柔軟性充分地被發揮,結果,對於以小間距形成有被檢查電極的晶圓也可確實地達成穩定的電性連接狀態。
又,在支持膜11,對應於檢查對象的電路裝置的被檢查電極所形成的電極領域形成有複數開口11H,分別被配置於此些開口11H的接點膜12b是小面積者也可以,而小面積的接點膜12b是在其絕緣膜13b的面方向的熱脹的絕對量較小,因此成為藉由支持膜11可確實地規制絕緣膜13b的熱脹。因此即使檢查對象的晶圓為如直徑8英吋以上的大面積且被檢查電極的間距極小者,在強化試驗中,也可確實地防止溫度變化所致的電極構造體15與被檢查電極的定位,結果,可穩定地維持對於晶圓的良好電性連接狀態。
(探針卡及電路裝置的檢查裝置)
第30圖是表示本發明的電路裝置的檢查裝置的一例的構成的說明用斷面圖;該電路裝置的檢查裝置是針對於形成在晶圓的複數積體電路,以晶圓狀態分別進行該積體電路的電性檢查所用的晶圓檢查裝置。
該檢查裝置是具有進行被檢查電路裝置的晶圓6的各該被檢查電極7與測試器的電性連接的探針卡1。在該探針卡1的背面(在圖中為上面),設有朝下方加壓該探針卡1的加壓板3;在探針卡1的下方,設有載置晶圓的晶圓載置台4;在加壓板3及晶圓載置台4分別連接有加熱器5。
如在第31圖擴大所示地,探針卡1是由:複數檢查電極21隨著對應於形成在晶圓6的所有積體電路的被檢查電極7的圖案的圖案形成於表面(圖中為下面)的檢查用電路基板20;配置於該檢查用電路基板20的表面上的各向異性導電性連結器30;以及配置於該各向異性導電性連接器30的表面(在圖中為下面)上的表示於第1圖的構成的薄片狀探針10所構成。
薄片狀探針10的電極構造體15,是配置有隨著對應於形成在晶圓6的所有積體電路的被檢查電極7的圖案的圖案配置有複數電極構造體15的表示於第1圖的構成的薄片狀探針10。
如第32圖所示地,各向異性導電性連接器30是由:對應於配置有形成於晶圓6的所有積體電路的被檢查電極7的電極領域形成有複數開口32的框板31,及配置成塞住各該一開口32,且被固定於該框板31的開口緣部並被支持的複數各向異性導電性薄片35所構成。各該各向異性導電性薄片35是由:藉由彈性高分子物質所形成,且隨著對應於形成在被檢查電路電路的晶圓6的一電極領域的被檢查電極7的圖案的圖案所形成的分別朝厚度方向延伸的複數導電部36,及分別互相地絕緣此些導電部36的絕緣部37所構成。又,在圖示例中,在各向異性導電性薄片35的兩面,於導電部36及位於其周邊部分的部位,形成有由其以外的表面所突出的突出部38。在各向異性導電性薄片35的各該導電部36,以朝厚度方向排列地配向的狀態細密地含有表示磁性的導電性粒子P。對於此,絕緣部37是完全或幾乎未含有導電性粒子P者。
又,各向異性導電性連接器30是於檢查用電路基板20的表面上,配置有各該導電部36位於檢查電極21上,而薄片狀探針10是於各向異性導電性連接器30的表面上,配置有電極構造體15的背面電極部17分別位於導電部36上。在圖示例中,導銷2分別插通於形成在薄片狀探針10的支持膜11的定位孔(省略圖示)及形成於各向異性導電性連接器30的框板31的定,位孔(省略圖示),而在該狀態下互相地固定有薄片狀探針10及各向異性導電性連接器30。
作為構成檢查用電路基板20的基板材料,可使用以往公知的各種基板材料,作為具體例,列舉玻璃纖維增強型環氧樹脂、玻璃纖維增強型苯酚樹脂、玻璃纖維增強型聚醯亞胺樹脂、玻璃纖維增強型雙馬來酸酐縮亞胺三嗪樹脂等的複合樹脂材料、玻璃、二氧化矽、氧化鋁等陶瓷材料等。
又,在構成用以進行WLBI試驗的檢查裝置時,使用線熱脹常數為3×10 5 /K以下者較理想,更理想是1×10 7 ~1×10 5 /K,最理想是1×10 6 ~6×10 6 /K。
作為此種基板材料的具體例,列舉有培以雷克斯(登錄商標)玻璃、石英玻璃、氧化鋁、貝里利(Beryllia)耐火材料、碳化矽、氮化鋁、氮化硼等。
作為構成各向異性導電性連接器30的框板31的材料,若該框板31不容易地變形,其形狀穩定地維持程度的剛性者並未特別地加以限定,例如可使用金屬材料、陶瓷材料、樹脂材料等各種材料,若由如金屬材料來構成框板31時,則在框板31的表面形成有絕緣性保護膜也可以。
作為構成框板31的金屬材料的具體例,列舉有鐵、銅、鎳、鉻、鈷、鎂、錳、鉬、銦、鉛、鈀、鈦、鎢、鋁、金、白金、銀等金屬或將此些組合兩種以上的合金或是合金鋼等。
作為構成框板31的樹脂材料的具體例,列舉有液晶聚合物、聚醯亞胺樹脂等。
又,若該檢查裝置用以進行WLBI(Wafer Lebel Burn-in)試驗者時,作為構成框板31的材料,使用線熱脹常數為3×10 5 /K以下者較理想,更理想為-1×10 7 ~-×10 5 /K,最理想是1×10 6 ~8×10 6 /K。
作為此種材料的具體例,有恒範鋼等的恒範鋼型合金、恒彈性鎳鉻彈性鋼等的恒彈性鎳鉻彈性鋼型合金、超級恒範鋼、科瓦鐵鎳鉻合金、42合金等的合金或合金鋼。
框板31的厚度是若可維持其形狀,同時可支持各向異性導電性薄片35,並未特別加以限定者,具體性厚度是藉由材質有所不同,例如25~600μm較理想,更理想是40~400μm。
各向異性導電性連接器30的各向異性導電性薄片35的全厚度(在圖示例中為導電部36的厚度),是50~2000μm較理想,更理想是70~1000μm,最理想是80~500μm。若該厚度為50μm以上,則在該各向異性導電性片35得到充分的強度。一方面,若該厚度為2000μm以下,則確實地得到具有所需要的導電性特性的導電部36。
突出部38的突出高度,是其合計為該突出部38的厚度的10%以上較理想,更理想為15%以上。藉由形成具有此種突出高度的突出部38,以小加壓力就可充分地壓縮導電部36,因此確實地得到良好的導電性。
又,突出部38的突出高度是該突出部38的最短寬度或是直徑的100%以下較理想。更理想是70%以下。藉由形成具有此種突出高度的突出部38,當該突出部38被加壓時不會被壓曲,因此確實地得到所期望的導電性。
作為形成各向異性導電性薄片35的彈性高分子物質,具有交聯構造的耐熱性高分子物質較理想。作為可使用於為了得到該交聯高分子物質的硬化性高分子物質形成材料,可使用各種者,惟液狀矽酮橡膠較理想。
液狀矽酮橡膠是附加型者或是縮合型者都可以,惟附加型液狀矽酮橡膠較理想。該附加型液狀矽酮橡膠,是藉由乙烯基與Si-H結合的反應加以硬化者,有含有乙烯基及Si-H結合的雙方的聚矽氧烷所構成的一液型(一成分型)者,及含有乙烯基的聚矽氧烷及含有Si-H結合的聚矽氧烷所構成的二液型(二成分型)者,惟在本發明中,使用二液型的附加型液狀矽酮橡膠較理想。
在藉由液狀矽酮橡膠的矽化物(以下稱為「矽酮橡膠硬化物」)形成各向異性導電性薄片35時,該矽酮橡膠硬化物是其150℃的壓縮永久變形為10%以下較理想,更理想是8%以下,最理想是6%以下。若該壓縮永久變形超過10%時,多數次重複使用所得的各向異性導電性連接器時或是在高溫環境下重複使用時,則在導電部36容易發生永久變形,由此在導電部36的導電性粒子P的連鎖上發生湍動之結果,成為很難維持所需要的導電性。
在此,矽酮橡膠硬化物的壓縮永久變形,是藉由依據JIS K 6249的方法可進行測定。
又,矽酮硬化物是在其23℃的硬度計A硬度為10~60者較理想,更理想是15~55,最理想是20~50者。
若該硬度計A硬度為不足10時,則在被加壓時,互相地絕緣導電部36的絕緣部37,而會成為很難維持導電部36間的所需要的絕緣性。一方面,若該硬度計A硬度超過60時,則為了將適當變形給於導電部36而成為需要相當大的荷重所致的加壓力,因此,在被檢查電路裝置的晶圓上容易產生大變形或破壞。
又,作為矽酮橡膠硬化物,若硬度計A硬度使用上述範圍外者時,當多數次重複使用所得到的各向異性導電性連接器時,則在導電部36容易發生永久變形,由此,在導電部36的導電性粒子的連鎖上產生湍動之結果,很難維持所需要的導電性。
又,在構成用以進行WLBI試驗的檢查裝置時,形成各向異性導電性薄片35的矽酮橡膠硬化物,是其23℃的硬度計A硬度25~40者較理想。
作為矽酮橡膠硬化物,若硬度計A硬度使用上述範圍外者時,當重複進行WLBI試驗時,則在導電部36容易發生永久變形,由此在導電部36的導電性粒子的連鎖上產生湍動之結果,很難維持所需要的導電性。
在此,矽酮橡膠硬化物的硬度計A硬度是藉由依據JIS K 6249的方法可進行測定。
又,矽酮橡膠硬化物是其23℃的扯裂強度為8 kN/m以上者較理想,更理想是10 kN/m以上,更具理想是15 kN/m以上,最理想是20 kN/m以上者。該扯裂強度不足8 kN/m時,當在各向異性導電性薄片35上給予過度變形時,則容易產生降低耐久性。
在此,矽酮橡膠硬化物的扯裂強度是藉由依據JIS K 6249的方法可進行測定。
在本發明中,為了硬化附加型液狀矽酮橡膠,可使用適當的硬化觸媒。作為此種硬化觸媒,可使用白金系者;作為其具體例,例舉有氯化白金酸及其鹽,白金一含有不飽和基基矽氧烷絡合物、乙烯基矽氧烷與白金的絡合物。白金與1,3-二乙烯基四甲基二矽氧烷的絡合物、三烴基膦或磷酸酯與白金的絡合物、乙醯基乙酸鹽白金螯合物、環狀二烯烴與白金的絡合物等公知者。
硬化觸媒的使用量是考慮硬化觸媒的種類,其他的硬化處理條件被適當選擇,惟通常,對於附加型液狀矽酮橡膠100重量部為3~15重量部。
又,在附加型液狀矽酮橡膠中,以提高附加型液狀矽酮橡膠的觸變性、調整黏度,提高導電性粒子的分散穩定性,或得到具有高強度的基材等作為目的。視需要,可含有通常的二氧化矽粉、膠質二氧化矽、氣凝膠二氧化矽、氧化鋁等的無機填充材。
作為含有導電部36的導電性粒子P,使用在表示磁性的芯粒子(以下,稱為「磁性芯粒子」)的表面覆蓋高導電性金屬所成者也可以。
在此,所謂「高導電性金屬」,是指0℃的導電率為5×106 Ω 1 m 1 以上者。
用以得到導電性粒子P的磁性芯粒子,是其數平均粒子徑為3~40μm者較理想。
在此,磁性芯粒子的數平均粒子徑是指藉由電射衍射散射法所測定者。
若上述數平均粒子徑為3μm以上,容易得到加壓變形容易,低電阻值又連接可靠性高的導電部36。一方面,若上述數平均粒子徑為40μm以下,則可容易地形成微細的導電部36,又,所得到的導電部36是成為具有穩定的導電性者。
又,磁性芯粒子是其BET比表面積為10~500 m2 /kg較理想,更理想是20~500 m2 /kg,最理想是50~400 m2 /kg。
若該BET比表面積為10 m2 /kg以上,則該磁性芯粒子是可電鍍的領域充分地大者,因此在該磁性芯粒子可確實地進行所需要量的電鍍,因此,可得到大導電性的導電性粒子P,同時在該導電性粒子P間,接觸面積充分大,因此得到穩定又高的導電性。一方面,若該BET比表面積為500 m2 /kg以下,則該磁性芯粒子不會成為脆弱者,在施加物理性應力之際破壞的情形較少,而保持穩定又高的導電性。
又,磁性芯粒子是其粒子的變動係數為50%以下者較理想,更理想是40%以下,更加理想是30%以下,最理想是20%以下者。
在此,粒子徑的變動係數是藉由式:(σ/Dn)×100(式中,σ是表示粒子徑的標準偏差值,Dn是表示粒子約數平均粒子徑)所求得者。
若上述粒子徑的變動係數為50%以下,則粒子徑的均勻性較大之故,因而可形成導電性的參差不齊較小的導電部36。
作為構成磁性芯粒子的材料,可使用鐵、鎳、鈷,將此些金屬藉由銅、樹脂施以塗敷者等,惟其飽和磁化為使用0.1 Wd/m2 以上者較理想,更理想是0.3 Wd/m2 以上,最理想是0.5 Wd/m2 以上者,具體上,列舉有鐵、鎳、鈷或此些的合金等。
作為覆蓋於磁性芯粒子表面的高導電性金屬,可使用金、銀、銠、白金、鉻等,在此些中,以化學上穩定且具有高導電率上使用金較理想。
導電性粒子P是對於芯粒子的高導電性金屬的比率〔(高導電性金屬的質量/芯粒子的質量)×100〕作成15質量%以上較理想是作成25~35質量%。
若高導電性金屬的比率不足15質量%時,在高溫環境下重複使用所得到的各向異性導電性連接器時,該導電性粒子P的導電性顯著地降低之結果,無法維持所需要的導電性。
又,導電性粒子P是其BET比表面積為10~500 m2 /kg較理想。
若該BET比表面積為10 m2 /kg以上,則覆蓋層的表面積充分大者之故,因而可形成高導電性金屬的總重量較大的覆蓋層,因此,可得到導電性較大的粒子,同時在該導電性粒子P間,接觸面積充分大之故,因而得到穩定又高的導電性。一方面,若該BET比表面積為500 m2 /kg以下,則該導電性粒子不成為脆弱者,在施加物理性應力之際破壞的情形較少,而保持穩定又高的導電性。
又,導電性粒子P的數平均粒子徑是3~40μm較理想,更理想是6~25μm。
藉由使用此種導電性粒子P,所得到的各向異性導電性薄片35是成為加壓變形容易者,又,在導電部36於導電性粒子P間可得到充分的電性連接。
又,導電性粒子P的形狀是並未特別加以限定者,惟可容易地分散在高分子物質形成材料中,以球狀者、星形狀者或此些經凝集的二次粒子所致的塊狀者較理想。
導電性粒子P的含水率是5質量%以上較理想,更理想是3質量%以下,更加理想是2質量%以下,最理想是1質量%以下。藉由滿足此種條牛,在形成各向異性導電性薄片中,硬化處理之際能防止或抑制產生氣泡。
又,導電性粒子P是其表面經矽氧烷耦合劑等的耦合劑加以處理者也可以。導電性粒子P的表面以耦合劑加以處理,使得該導電性粒子P與彈性高分子物質的黏接性變高,結果所得到的各向異性導電性薄片35,是成為重複比使用的耐久性較高者。
耦合劑的使用量是在不含對導電性粒子P的導電性有影響的範圍內可適當地選擇,惟導電性粒子P的表面的耦合劑的覆蓋比率(對於導電性粒子的表面積的耦合劑覆蓋面積的比率)成為5%以上的量較理想,更理想為上述覆蓋率是7~100%,更加理想是10~100%,最理想是成為20~100%的量。
此種導電性粒子P是藉由如以下方法可得到。
首先,準備將強磁性體材料藉由常法使之粒子化或是市售的強磁性體粒子,對於該粒子藉由進行分級處理,調配具有所需要的粒子徑的磁性芯粒子。
在此,粒子分級處理是藉由如空氣分級裝置,音波篩選裝置等的分級裝置可進行。
又,分級處理的具體性條件,是因應於作為目的的磁性芯粒子的數平均粒子徑,分級裝置的種類而被適當設定。
然後,藉由酸來處理磁性芯粒子的表面,又,藉由如純水進行洗淨,以除去存在於磁性芯粒子表面的污垢、異物、氧化膜等的雜質,之後,在該磁性芯粒子表面覆蓋高導電性金屬,以得到導電性粒子。
在此,作為為了處理磁性芯粒子表面所使用的酸,可列舉鹽酸等。
作為將高導電性金屬覆蓋於磁性芯粒子表面的方法,可使用無電解電鍍法、置換電鍍法等,惟並不被限定於此些方法者。
針對於藉由無電解電鍍法或是置換電鍍法來製造導電性粒子的方法加以明;首先,在電鍍液中,添加經酸處理及洗淨處理的磁性芯粒子而調配漿料,一面攪拌該漿料一面進行該磁性芯粒子的無電解電鍍或置換電鍍。然後,從電鍍液分離漿料中的粒子,然後,如藉由純水來洗淨處理該粒子。以得到在磁性芯粒子表面覆蓋有高導電性金屬所成的導電性粒子。
又,在磁性芯粒子表面進行底子電鍍,以形成底子電鍍層之後,在該底子電鍍層表面形成高導電性金屬所構成的電鍍層也可以。形成底子電鍍層及形成於其表面的電鍍層的方法,是並未特別加以限定,惟藉由無電解電鍍法,在磁性芯粒子表面形成底子電鍍層,之後,藉由置換電鍍法,在底子電鍍層表面形成高導電性金屬所成的電鍍層較理想。
作為使用於無電解電鍍或置換電鍍的電鍍液,並未特別加以限定者,而可使用各種市售者。
又,在磁性芯粒子表面覆蓋高導電性金屬之際,藉由粒子被凝集,有發生大粒子徑的導電性粒子的情形,因此視需要,進行導電性粒子的分級處理較理想,由此,確實地得到具有所期望的粒子徑的導電性粒子。
作為為了進行導電性粒子的分級處理的分級裝置,可列舉作為使用於為了調配上述磁性芯粒子的分級處理的分級裝置所例示者。
導電部36的導電性粒子P的含有比率,是以體積分率10~60%,較理想為以成為15~50%的比率被使用。該比率不足10%時,則無法充分地得到電阻值小的導電部36。一方面,該比率超過60%時,則所得到的導電部36容易成為脆弱者,有無法得到作為導電部36所需要的彈性。
如以上的各向異性導電性連接器,是藉由記載於日本特開2002-324600號公報的方法可進行製造。
在上述檢查裝置中,在晶圓載置台4上載置有檢查對象的晶圓6,然後,藉由加壓板3使得探針卡1朝下方加壓,其薄片狀探針10的電極構造體15的各該表面電極部16,分別接觸於晶圓6的被檢查電極,又藉由各該表面電極部16,分別加壓晶圓的被檢查電極7。在該狀態下,各向異性導電性連接器30的各向異性導電性薄片35的各該導電部36,是藉由檢查用電路基板20的檢查電極21與薄片狀探針10的電極構造體15的背面電路部17被夾壓而朝度方向被壓縮,由此,在該導電部36朝其厚度方向形成有導電部,結果,達成晶圓6的檢查電極7與檢查用電路基板20的檢查電極21的電性接觸。然後藉由加熱器5,經由晶圓載置台4及加壓板3使得晶圓6被加熱成所定溫度,在該狀態下,針對於該晶圓6的複數積體電路分別實行所需要的電性檢查。
依照上述的探針卡1,可發揮以下效果。
(1)具備表示於第1圖的薄片狀探針10所成之故,因而即使對於以小間距形成有被檢查電極7的晶圓6也可確實地達成穩定的電性連接狀態,而且不會有薄片狀探針10的電極構造體15脫落的情形,因此可得到高耐久性。
(2)薄片狀探針10的整體接點膜12被支持在支持膜11,因此可確實地防止溫度變化所致的電極構造體15與被檢查電極7的偏位。
又,各向異性導電性連接器30的框板31的各該開口32,對應於形成有檢查對象的晶圓6的所有積體電路的被檢查電極領域所形成,而配置於各該開口32的各向異性導電性薄片30是面積小者就可以,面積的各向異性導電性薄片30是其面方向的熱脹的絕對面較少,因此各向異性導電性薄片30的面方向的熱脹藉由框板31確實地被規制之結果,可確實地防止溫度變化所致的導電部36與電極構造體15及檢查電極21的偏位。
因此,即使檢查對象的晶圓6為直徑8英吋以上的大面積而被檢查電極的間距極小者,在強化試驗中,也可穩定地維持對於晶圓的良好的電性連接狀態。
又,依照具有此種探針卡1的檢查裝置,對於以小間距形成有被檢查電極7的晶圓6也可確實地達成穩定的電性連接狀態,而且探針卡1具有高耐久性,因此即使進行多數晶圓的檢查時,在長期間內也可實行高可靠性的檢查,又,即使晶圓6為直徑8英吋以上的大面積而被檢查電極7的間距極小者,在強化試驗中,也可穩定地維持對於晶圓6的良好的電性連接狀態,而針對於晶圓6的複數各該積體電路,可確實地實行所需要的電性檢查。
本發明的電路裝置的檢查裝置是並未限定於上述例的晶圓檢查裝置,如以下所述地可施加各種變更。
(1)表示於第30圖及第31圖的探針卡1,是對於形成於晶圓6的所有積體電路的被檢查電極7總括地達成電性連接者,惟電性地連接於從形成於晶圓6的所有積體電路中所選擇的複數積體電路的被檢查電極7者也可以。被選擇的積體電路數,是考慮晶圓6的尺寸,形成於晶圓6的積體電路的數,各積體電路的被檢查電極的數等被適當地選擇,例如16個、32個、64個、128個。
在具有此種探針卡1的檢查裝置中,在從形成於晶圓6的所有積體電路中所選擇的複數積體電路的被檢查電極7,電性地連接探針卡1而進行檢查,然後,在從其他積體電路中所選擇的複數積體電路的被檢查電極7,藉由電性地連接探針卡1而重複進行檢查的工程,可進行形成於晶圓6的所有積體電路的電性檢查。
又,依照此種檢查裝置,對於在直徑8英吋或12英吋晶圓以高積體度所形成的積體電路進行電性檢查時,與針對於有積體電路總括進行檢查的方法相比較,可減少所使用的檢查用電路基板的檢查電極數或配線數,由此,可謀求檢查裝置的製造成本的減低化。
(2)如第33圖所示地,在薄片狀探針10中,於支持膜13的周緣部設有環狀的保持構件40也可以。
作為構成此些保持構件40的材料,可使用恒範鋼、超級恒範鋼等的恒範鋼型合金、恒彈性鎳鉻彈性鋼等的恒彈性鎳鉻彈性鋼型合金、科瓦鐵鎳鉻合金、42合金等的低熱脹金屬材料、或是氧化鋁、碳化矽、氮化矽等的陶瓷材料等。
(3)在各向異性導電性連接器30的各向異性導電性薄片35,除了隨著對應於被檢查電極7的圖案的圖案所形成的導電部36之外,也可形成有電性地未連接於被檢查電極7的非連接用的導電部。
(4)本發明的檢查裝置是並不被限定於晶圓、檢查裝置者,可構成作為形成於半導體晶圓、或是BGA、CSP等的封裝LSI、CMC等的半導體積體電路裝置等的電路的檢查裝置。
(實施例)
以下,針對於本發明的具體性實施例,惟本發明是並不被限定於此些實施例者。
(製作試驗用晶圓)
如第34圖所示地,在直徑8英吋的矽(線熱脹常數3.3×10 6 /K)製的晶圓6上,分別形成有尺寸為8 mm×8 mm正方形的合計393個積體電路L。如第35圖所示地,形成晶圓6的各該積體電路L,是於其中央具有被檢查電極領域A;如第36圖所示地,在該被檢查電極領域A,分別以100μm間距朝橫方向一列地排列有縱方向(第36圖中上下方向)的尺寸為200μm而橫方向(第36圖中左右方向)的尺寸為50μm的矩形60個的被檢查電極7。該晶圓6整體的被檢查電極7的總數是23580個,所有被檢查電極7是互相電性地被絕緣。以下,將該晶圓稱為「試驗用晶圓W1」。
又,代替互相電性地被絕緣所有被檢查電極7,除了從積體電路L的60個被檢查電路中最外側的被檢查電極7算起隔著一個互相電性地連接兩個之外,將與上述試驗用晶圓W1同樣的構成的393個積體電路L形成在晶圓6上。以下,將該晶圓稱為「試驗用晶圓W2」。
(實施例1)
準備在直徑20 cm厚度17.5μm的聚醯亞胺薄片的兩面分別層積直徑20 cm厚度5μm的銅所構成的金屬層的層積在聚醯亞胺薄片(以下,稱為「層積薄片A」),及在直徑22 cm厚度10μm的42合金所構成的金屬層的一面層積有直徑20.4 cm厚度12.5μm的聚醯亞胺薄片的層積聚醯亞胺薄片(以下,稱為「層積薄片B」)。然後,在層積薄片B的聚醯亞胺薄片的表面,形成厚約1μm的熱可塑性聚醯胺所構成的黏接層,而在該黏接層上配置層積薄片A,同時在層積層的周緣部分的一面配置內徑20.4 cm,外徑22 cm的聚對苯二甲酸乙二醇酯所構成的保護帶,在該狀態下藉由熱壓接處理,製作表示於第4圖的構成的層積體10A。
所得到的層積體10A,是在厚度10μm的42合金所構成的支持膜形成用層11A的表面上,依次地層積有厚度12.5μm的聚醯亞胺所構成的絕緣膜13,厚度5μm的銅所構成的保持部形成用層19A,厚度17.5μm的聚醯亞胺所構成的電極部形成用層16B及厚度5μm的銅所構成的電鍍電極用層16A;又在支持膜形成用層11A的表面的周緣領域層積有保護帶11T所成者。
對於上述的層積體10A,藉由厚度25μm的乾薄膜光阻,在電鍍電極用層16A的表面全面形成光阻膜14A,同時在支持膜形成用層11A的背面全面,形成隨著對應於形成在試驗用晶圓W1的被檢查電極的圖案的圖案形成有直徑60μm的圓形23580個的圖案孔K1的光阻膜14B(參照第5圖)。在此,在形成光阻膜14B中,曝光處理是藉由高壓水銀燈利用照射80 mJ的紫外線所進行,顯像處理是藉由重覆兩次浸漬40秒鐘於1%氫氧化鈉水溶液所成的顯像劑的操作所進行。
然後,對於支持膜形成用層11A,使用氯化第二鐵系蝕刻液,利用在50℃,30秒鐘的條件下施以蝕刻處理,在支持膜形成用層11A,形成分別連通於光阻膜14B的圖案孔K1的23580個貫通孔17H(參照第6圖)。然後,對於絕緣膜13,使用胺系聚醯亞胺蝕刻液(日本東麗技術股份有限公司所製,「TPE-3000」),藉由在80℃,10分鐘的條件下施以蝕刻處理,在絕緣膜13,形成分別連通於支持膜形成用層11A的貫通孔17H的23580個貫通孔13H(參照第7圖)。各該貫通孔13H是隨著從絕緣膜13的背面朝表面成為小徑的推拔狀者,為背面側開口徑60μm,表面側開口徑47μm者。
然後,對於保持部形成用層19A,使用氟化第二鐵系蝕刻液,利用以50%,30秒鐘的條件施以蝕刻處理,在保持部形成用層19A,形成分別連通於絕緣膜13的貫通孔13H的23580個貫通孔19H(參照第8圖)。又,對於電極部形成用層16B,使用胺系聚醯亞胺蝕刻液(日本東麗技術股份有限公司所製,「TPE-3000」),藉由以80℃,10分鐘的條件施以蝕刻處理,在電極部成形用層16B,形成分別連通於保持部形成用層19A的貫通孔19H的23580個貫通孔16H(參照第9圖)。各該貫通孔16H是隨著從電極部成形用層16B的背面朝表面成為小徑的推拔狀者,背面側的開口徑為47μm者;表面側的開口徑為18μm者。
作成如此,在層積體10A的背面,形成分別連通有支持膜形成用層11A的貫通孔17H,絕緣膜13的貫通孔13H,保持部形成用層19A的貫通孔19H及電極部形成用層16B的貫通孔16H所成的23580個的電極構造體形成用凹所10K。
然後,藉由將形成有電極構造體形成用凹所10K的層積體10A浸漬兩分鐘於45℃的氫氧化鈉溶液,從該層積體10A除去光阻膜14A、14B,之後,對於層積體10A,藉由厚度25μm的乾薄膜光阻,形成光阻膜14C成為覆蓋電鍍電極用層16A的所有表面,同時在支持膜形成用層11A的背面,形成連通於該支持膜形成用層11A的貫通孔17H的尺寸為150μm×60μm的矩形23580個圖案孔K2所形成的光阻膜14D(參照第10圖)。在此,在形成光阻膜14D中,曝光處理是藉由高壓水銀燈利用照射80 mJ的紫外線所進行;顯像處理是藉由重覆兩次浸漬40秒鐘於1%氫氧化鈉水溶液所成的顯像劑的操作所進行。
之後,將層積體10A浸漬在含有氨基磺酸鎳的電鍍浴中,對於該層積體10A,將電鍍電極用層16A作為電極,施以電解電鍍處理而藉由在各電極構造體形成用凹所10K及光阻膜14D的各圖案孔K2內填充金屬,形成藉由表面電極部16,短路部18及支持膜形成用層11A互相地被連接的背面電極部17(參照第11圖)。
然後,藉由厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯所成的保護密封體覆蓋形成於層積體10A的光阻膜14C的所有全面,藉由將該層積體10A浸漬兩分鐘於45℃的氫氧化鈉溶液,從該層積體10A除去光阻膜14D(參照第12圖)。之後,藉由厚度25μm的乾薄膜光阻,形成經圖案化的蝕刻用光阻膜14E成為覆蓋形成支持膜形成用層11A的支持膜的部及背面電極部17(參照第13圖)。在此,在形成光阻膜14B中,曝光處理是藉由高壓水銀燈利用照射80 mJ的紫外線所進行;顯像處理是藉由重覆兩次浸漬40秒鐘於1%氫氧化鈉水溶液所成的顯像劑的操作所進行。
然後,從形成於層積體10A的光阻膜14C除去保護密封體,之後,藉由厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯所成的保護密封體覆蓋光阻膜14E及支持膜形成用層11A的露出部分,藉由將該層積體10A浸漬兩分鐘於45℃的氫氧化鈉水溶液,而從該層積體10A除去光阻膜14C(參照第14圖)。
然後,從光阻膜14E及支持膜形成用層11A除去保護密封體,之後,對於電鍍電極用層16A及支持膜形成用層11A,使用氯系蝕刻液,藉由在30秒鐘的條件下施以蝕刻處理,除去全部電鍍電極用層16A,同時除去支持膜形成用層11A所露出的部分,由此,互相地分離各該背面電極部17,同時形成隨著對應於試驗用晶圓W1的積體電路的電極領域的圖案的圖案所形成的分別具有縱橫尺寸為2 mm×6.5 mm的複數開口11H的支持膜11(參照第15圖)。
然後,藉由將層積體10A浸漬兩分鐘於45℃的氫氧化鈉水溶液,從支持膜11的背面及背面電極部17除去光阻膜14E。然後,藉由厚度25μm的乾薄膜光阻,形成光阻膜14F成為覆蓋絕緣膜13背面及背面電極部17(參照第16圖)。藉由厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯所成的保護密封體覆蓋該光阻膜14F,然後,對於電極部成形用層16B,使用胺系聚醯亞胺蝕刻液(日本東麗技術股份有限公司所製,「TPE-3000」),利用以10分鐘的條件施以蝕刻處理,除去電極部成形用層16B(參照第17圖)。
然後,藉由厚度25μm的乾薄膜光阻,形成經圖案化的光阻膜14G,成為覆蓋形成為表面電極部16及第一表面側金屬層17A的保持部19的部分(參照第18圖)。在此,在形成光阻膜14G中,曝光處理是藉由高壓水銀燈利用照射80 mJ的紫外線所進行;顯像處理是藉由兩次浸漬40秒鐘於1%氫氧化鈉水溶液所成的顯像劑的操作所進行。然後,對於保持部形成用層19A,使用氯化第二鐵系蝕刻液,利用以50℃,30秒鐘的條件施以蝕刻處理,形成從表面電極部16基端部分的周面連續而沿著絕緣膜13表面朝外方放射狀地延伸的圓板環狀保持部19,由此形成電極構造體15(參照第19圖)。
之後,從光阻膜14F除去保護密封體之後,利用浸漬兩分鐘於45℃的氫氧化鈉水溶液,從表面電極部16及保持部19除去光阻膜14G,同時從支持膜11的背面及絕緣膜13的背面及背面電極部17除去光阻膜14F,及從支持膜11的表面除去保護帶11T。然後,在支持膜11的周緣部分的表面,配置外徑22 cm,內俓20.5 cm,厚度2 mm的環狀氮化矽所成的保持構件40之後,加壓保持構件40與支持膜11,利用在180℃保持兩小時,俾將保持構件40接合於支持膜11,俾製造本發明的薄片狀探針10(參照第33圖)。
所得到的薄片狀探針10是接點膜12的絕緣膜13的厚度d為12.5μm;電極構造體15的表面電極部16的形狀為圓錐台狀,其基端的徑R1 為47μm,其前端的徑R2 為18μm,其突出高度h為22μm;短路部18的形狀為圓錐台狀,其表面側一端的徑R3 為47μm,背面側另一端的徑R4 為60μm;背面電極部17的形狀為矩形平板狀,其橫寬(徑R5 )為60μm,縱寬為200μm,厚度D2 為35μm;保持部19的形狀為圓形環板狀,其外徑R6 為50μm,其厚度D1 為5μm;支持膜11的厚度為10μm;支持膜11的開口的縱橫尺寸為2mm×6.5mm者。
如此地,製造合計4枚的薄片狀探針。將此些的薄片狀探針作為「薄片狀探針M1」~「薄片狀探針M4」。
(實施例2)
與實施例1同樣,從層積體10A形成支持膜11及電極構造體15(參照第4圖至第19圖),利用浸漬兩分鐘於45℃的氫氧化鈉水溶液,從表面電極部16及保持部19除去光阻膜14G。
然後,在絕緣膜13的表面,表面電極部16及保持部19,隨著對應於須形成的接點膜的圖案的圖案,分別形成縱橫尺寸4000μm×7000μm的光阻膜14H,然後對於絕緣膜13施以蝕刻處理,而藉由除去所露出的部分,形成互相獨立的複數絕緣膜13b,由此,在絕緣膜13b分別形成配置有貫通於其厚度方向並延伸的複數電極構造體15所成的複數接點膜12b(參照第28圖及第29圖)。
又,從支持膜11的背面,絕緣膜13b的背面及背面電極部17除去光阻膜14F,同時從絕緣膜13b的表面,表面電極部16及保持部19除去光阻膜14H,又從支持膜11除去保護帶。然後,在支持膜11的周緣部分表面,配置外徑22 cm,內徑20.5 cm,厚度2 mm的環狀氮化矽所成的保持構件40之後,加壓保持構件40與支持膜11,利用以180℃保持兩分鐘,藉由將保持構件40接合於支持膜11,俾製造本發明的薄片狀探針10。
所得到的薄片狀探針10是接點膜12b的絕緣膜13b的縱橫尺寸為4000μm×7000μm;絕緣膜13b的厚度d為12.5μm;電極構造體15的表面電極部16的形狀為圓錐台狀,其基端的徑R1 為47μm,其前端的徑R2 為18μm,其突出高度h為22μm;短路部18的形狀為圓錐台狀,其表面側一端的徑R3 為47μm,背面側另一端的徑R4 為60μm;背面電極部17的形狀為矩形平板狀,其橫寬(徑R5 )為60μm,縱寬為200μm,厚度D2 為35μm;保持部19的形狀為圓形環板狀,其外徑R6 為50μm,其厚度D1 為5μm;支持膜11的厚度為10μm;支持膜11的開口的縱橫尺寸為2 mm×6.5 mm者。
如此地,製造合計4枚的薄片狀探針。將此些的薄片狀探針作為「薄片狀探針L1」~「薄片狀探針L4」。
(比較例1)
在製作薄片狀探針中,除了藉由蝕刻處理除去支持膜形成用層全部而未形成支持膜,藉由蝕刻處理除去保持部形成用層全部而未形成保持部,以及將保持部設於絕緣膜的周緣部分表面之外,與實施例1同樣地製作薄片狀探針。
所得到的薄片狀探針是絕緣膜的厚度d為12.5μm;電極構造體的表面電極部的形狀為圓錐台狀,其基端的徑為47μm,其前端的徑為18μm,其突出高度為25μm;短路部的形狀為圓錐台狀,其表面側一端的徑為47μm,背面側另一端的徑為60μm;背面電極部的形狀為矩形平板狀,其橫寬為60μm,縱寬為150μm,厚度為30μm者。
如此地,製造合計4枚的薄片狀探針。將此些的薄片狀探針作為「薄片狀探針N1」~「薄片狀探針N4」。
(製作各向異性導電性連接器)
(1)調配磁性芯粒子:使用市售的鎳粒子(Westaim公司所製,「FC1000」),如以下地調配磁性芯粒子。
藉由日本日淸技術股份有限公司所製的空氣分級機「輪機分級機TC-15N」,以比重8.9,風量2.5 m3 /min,轉子旋轉數2,250 rpm,分級點15μm,鎳粒子的供給速度60 g/min的條件下分級處理鎳粒子2 kg,而捕集到粒子徑為15μm以下的鎳粒子0.8 kg,又以比重8.9,風量2.5 m3 /min,轉子旋轉數2930 rpm,分級點10μm,鎳粒子的供給速度30 g/min的條牛下分級處理該鎳粒子0.8 kg,而捕集到鎳粒子0.5 kg。
所得到的鎳粒子是數平均粒子7.4μm,粒子徑的變動係數27%,BET比表面積0.46×103 m2 /kg,飽和磁化為0.6 Wb/m2
將該鎳粒子作為「磁性芯粒子〔A〕」。
(2)調配導電性粒子:在粉末電鍍裝置的處理槽內,投入磁性芯粒子〔A〕100 g,又添加0.32 N的鹽酸水溶液2 L後加以攪拌,得到含有磁性芯粒子〔A〕的漿料。藉由將該漿料在常溫下攪拌30分鐘,進行磁性芯粒子〔A〕的酸處理,之後,靜放1分鐘使磁性芯粒子〔A〕沉澱,除掉上溢液。
之後,在施以酸處理的磁性芯粒子〔A〕添加純水2 L,在常溫下攪拌兩分鐘,然後,靜放1分鐘使磁性芯粒子〔A〕沉澱,除掉上澄液。藉由再重複兩次該操作,進行磁性芯粒子〔A〕的洗淨處理。
之後,在施以酸處理及洗淨處理的磁性芯粒子〔A〕,添加金的含有比率為20 g/L的鍍金液2 L,藉由將處理層內的溫度昇溫至90℃並加以攪拌,俾調配漿料。在該狀態下,一面攪拌漿料,一面對於磁性芯粒子〔A〕進行金的置換電鍍。然後,一面放冷漿料一面靜放使粒子沉澱,藉由除掉上澄液,來調配導電性粒子。
在如此地所得到的導電性粒子添加純水2 L,命在常溫下攪拌兩分鐘,然後靜放1分鐘使導電性粒子沉澱,除掉上澄液。再重複兩次該操作,然後,添加加熱成90℃的純水2 L並加以攪拌,藉由濾紙過濾所得到的漿料而回收導電性粒子。之後,藉由設定在90℃的乾燥機乾燥處理該導電性粒子。
所得到的導電性粒子是數平均粒子徑為7.3μm,BET比表面積為0.38×103 m2 /kg,(形成覆蓋層的金質量)/(磁性芯粒子〔A〕的質量)的值為0.3。
將該導電性粒子作為「導電性粒子(a)」。
(3)製作框板:依照表示於第37圖及第38圖的構成,藉由下述條件,製作對應於上述試驗用晶圓W1的各被檢查電極領域所形成的具有393個開口32的直徑8英吋的框板31。
該框板31的材質是科瓦鐵鎳鉻合金(線熱脹常數5×10 6 /K),而其厚度為60μm。
各該開口32,是其橫方向(在第37圖及第38圖中為左右方向)的尺寸為6400μm,而縱方向(在第37圖及第38圖中為上下方向)的尺寸為320μm。
在鄰接於縱方向的開口32之間的中央位置,形成有圓形的空氣流入孔33,其直徑是1000μm。
(4)調配各向異性導電性薄片用成形材料:在附加型液狀矽酮橡膠100重量部,添加導電性粒子〔a〕30重量部並加以混合,然後,藉由施以減壓所致的脫泡處理,俾調配各向異性導電性薄片用的成形材料。
在以上中,所使用的附加型液狀矽酮橡膠,是各該黏度為250 Pa.S的A液及B液所成的二液型者,其硬化物的壓縮永久變形為5%,硬度計A硬度為32,扯裂強度為25 kN/m者。
在此,附加型液狀矽酮橡膠及其硬化物的特性是如以下地所測定者。
(i)附加型液狀矽酮的黏度,是藉由B型黏度計,測定在23±2℃的值。
(ii)矽酮橡膠硬化物的壓縮永久變形,是如下地進行測定。
以成為等量的比率來攪拌混合二液型的附加型液狀矽酮橡膠的A液與B液。然後,將該混合物注入金屬模,對於該混合物進行減壓所致的脫泡處理之後,利用以120℃,30分鐘的條牛進行硬化處理,製作厚度12.7 mm,直徑29 mm的矽酮橡膠硬化物所成的圓柱體,對於該圓柱體,以200℃,4小時的條件下進行後硬化。將如此地所得到的圓柱體使用作為試驗片,依據JIS K 6249測定150±2℃的壓縮永久變形。
(iii)矽酮橡膠硬化物的扯裂強度是如下地進行測定。
與以上述(ii)同樣的條件下藉由進行附加型液狀矽酮橡膠的硬化處理及後處理,製作厚度2.5 mm的薄片。從該薄片藉由冲切製作新月形狀的試驗片,依據JIS K 6249測定23±2℃的扯裂強度。
(iv)硬度計A硬度是重疊五枚與上述(iii)同樣所製作的薄片,將所得到的層積體使用作為試驗片,依據JIS K 6249測定在23±2℃的值。
(5)製作各向異性導電性連接器:使用以上述(3)所製作的框板31及以上述(4)所調配的成形材料,依照日本特開2002-324600號公報所述的方法,配置於框板31成為分別塞住-開口32,藉由形成被固定於該框板31的開口緣部並加以支持的表示於第31圖的構成的393個各向異性導電性薄片35,俾製作各向異性導電性連接器。在此,成形材料層的硬化處理,是藉由電磁鐵一面朝厚度方向作用2 T的磁場,一面以100℃,1小時的條件進行。
具體地說明所得到的各向異性導電性薄片35;各該各向異性導電性薄片35是橫方向的尺寸為700μm,縱方向的尺寸為1200μm,600個的導電部36以100μm間距朝橫方向一列地排列;各該導電部36是橫方向的尺寸為40μm,縱方向的尺寸為200μm,厚度為150μm,突出部38的突出高度為25μm,絕緣部37的厚度為100μm。又,在橫方向中位於最外側的導電部36與框板的開口緣之間,配置有非連接用的導電部。非連接用的各該導電部,是橫方向的尺寸為60μm,縱方向的尺寸為200μm,厚度為150μm。
又,調查各向異性導電性薄片35的導電部36中的導電性粒子的含有比率,獲得對於所有導電部36以體積分率為大約25%。
如此地,製造合計12枚的各向異性導電性連接器。將此此各向異性導電性連接器作為「各向異性導電性連接器C1」~「各向異性導電性連接器C12」。
(製作檢查用電路基板)
作為基板材料使用氧化鋁陶瓷(線熱脹常數4.8×10 6 /K),隨著對應於試驗用晶圓W1的被檢查電極的圖案的圖案製作形成有檢查電極21的檢查用電路基板20,該檢查用電路基板20是整體尺寸為30 cm×30 cm的矩形;其檢查電極是橫方向的尺寸為60μm,而縱方向的尺寸為200μm。將所得到的檢查用電路基板作為「檢查用電路基板T1」。
(評價薄片狀探針)
(1)試驗1(鄰接的導電性粒子間的絕緣性):針對於薄片狀探針M1、薄片狀探針M2、薄片狀探針L1、薄片狀探針L2、薄片狀探針N1及薄片狀探針N2,分別進行如下述地評價鄰接的導電性粒子間的絕緣性。
在室溫25℃下,將試驗用晶圓W1配置在試驗台上,於該試驗用晶圓W2的表面上,配置將薄片狀探針對位成其表面電極部分別位於該試驗用晶圓W1的被檢查電極上,而於該薄片狀探針上,配置將各向異性導電性連接器對位於成其導電部分別位於該薄片狀探針的背面電極部上;於該各向異性導電性連接器上,配置將檢查用電路基板T1對位成其檢查電極分別位於該各向異性導電性的導電部上;又朝下方以118 kg的荷重(施以於每一電極構造體的荷重為平均約5 g)加壓於檢查用電路基板T1。在此,作為各向異性導電性連接器使用表示於下述表1者。
又,在檢查用電路基板T1的23580個的檢查電極分別依次施加電壓,同時將施加有電壓的檢查電極與其他檢查電極之間的電阻測定作為薄片狀探針的電極構造體間的電電阻(以下,稱為「絕緣電阻」),求出全測定點的絕緣電阻為10 MΩ以下的測定點的比率(以下,稱為「絕緣不良比率」)。
在此,在絕緣電阻為10 MΩ以下時,實際上,很難使用於形成在晶圓的積體電路的電性檢查。
將以上結果表示於表1。
(2)試驗2(電極構造體的連接穩定性):針對於薄片狀探針M3、薄片狀探針M4、薄片狀探針L3、薄片狀探針L4、薄片狀探針N3及薄片狀探針N4,作成如下述地分別進行對於被檢查電極的電極構造體的連接穩定性的評價。
在室溫(25℃)下,將試驗用晶圓W2,配置於具備電熱加熱的試驗台,於該試驗用晶圓W2的表面上,配置將薄片狀探針對位成其表面電極部分別位於該試驗用晶圓W1的被檢查電極上,而於該薄片狀探針上,配置將各向異性導電性連接器對位成其導電部分別位於該薄片狀探針的背面電極部上;於該各向異性導電性連接器上,配置將檢查用電路基板T1對位成其檢查電極分別位於該各向異性導電性的導電部上;又朝下方以118 kg的荷重(施加於每一電極構造體的荷重為平均約5 g)加壓於檢查用電路基板T1。在此,作為各向異性導電性連接器使用表示於下述表2者。
又,針對於檢查用電路基板T1的23580個的檢查電極,經由薄片狀探針,各向異性導電性連接器及試驗用晶圓W2依次測定互相電性地連接的兩個檢查電極之間的電阻,將所測定的電阻值的二分之一的值,記錄作為檢查用電路基板T1的檢查電極與試驗用晶圓W2的被檢查電極之間的電阻(以下,稱為「導通電阻」),求出全測定點的導通電阻1Ω以上的測定點的比率(以下,稱為「連接不良比率」)。將該操作作為「操作(1)」。
之後,解除對於檢查用電路基板T1的加壓,然後,將試驗台昇溫至150℃而放置至其溫度安定為止,之後,朝下方以118 kg的荷重(施加於每一電極構造體的荷重為平均約5 g)加壓於檢查用電路基板T1,作成與上述操作(1)同樣而求出連接不良比率。將該操作作為「操作(2)」。
然後將試驗台冷卻至室溫(25℃),解除對於檢查用電路基板T1的加壓。將該操作作為「操作(3)」。
又,將上述操作(1)、操作(2)及操作(3)作為一循環而連續進行合計300循環。
在此,導通電阻為1Ω以上時,實際上,很難使用於形成在晶圓的積體電路的電性檢查。
將以上的結果表示於表2。
又,終了試驗2之後,分別觀察薄片狀探針M3、薄片狀探針M4、薄片狀探針L3及薄片狀探針L4,確認了各該電極構造體都不會從絕緣膜脫落,而具有高耐久性。
對於此,針對於薄片狀探針N3,23850個的電極構造體中有48個電極構造體從絕緣膜脫落,又,針對於薄片狀探針N4,23850個的電極構造體中有27個電極構造體從絕緣膜脫落。
1...探針卡
2...導針
3...加壓板
4...晶圓載置台
5...加熱器
6...晶圓
7...被檢查電極
10...薄片狀探針
10A...層積體
10K...電極構造體形成用凹所
11...支持膜
11A...支持膜形成用層
11H...開口
11K...定位孔
11T...保護帶
12,12a,12b...接點膜
13,13a,13b...絕緣膜
13H...貫通孔
14A,14B,14C,14D,14E,14F,14G,14H...光阻膜
15...電極構造體
16...表面電極部
16A...電鍍電極用層
16B...電極部形成用層
16H...貫通孔
17...背面電極部
17H...貫通孔
18...短路部
19...保持部
19A...保持部形成用層
19H...貫通孔
20...檢查用電路基板
21...檢查電極
30...各向異性導電性連接器
31...框板
32...開口
33...空氣流入孔
35...各向異性導電性薄片
36...導電部
37...絕緣部
38...突出部
40...保持構件
80...各向異性導電性薄片
85...檢查用電路基板
86...檢查電極
90...薄片狀探針
90A,90B,90C...層積體
90K...電極構造體形成用凹所
91...絕緣膜
91A...絕緣膜材
92,92A,92B...金屬層
93,93A...光阻膜
94A,94B...光阻膜
95...電極構造體
96...表面電極部
97...背面電極部
98...短路部
98H...貫通孔
K1,K2...圖案孔
L...積體電路
P...導電性粒子
第1圖是表示本發明的薄片狀探針的第1例的俯視圖。
第2圖是擴大表示第1例的薄片狀探針的接點膜的一部分的俯視圖。
第3圖是擴大表示第1例的薄片狀探針的接點膜的一部分的說明用斷面圖。
第4圖是表示用以製造第1例的薄片狀探針的層積體的構成的說明用斷面圖。
第5圖是表示在圖示於第4圖的層積體的兩面形成有蝕刻用的光阻膜的狀態的說明用斷面圖。
第6圖是表示在層積體的支持膜形成用層形成有貫通孔的狀態的說明用斷面圖。
第7圖是表示在層積體的絕緣膜形成有貫通孔的狀態的說明用斷面圖。
第8圖是表示在層積體的保持部形成用層形成有貫通孔的狀態的說明用斷面圖。
第9圖是表示在層積體的電極部成形用層形成有貫通孔而形成有電極構造體形成用凹所的狀態的說明用斷面圖。
第10圖是表示在形成有電極構造體形成用凹所的層積體的兩面形成有電鍍用光阻膜的狀態的說明用斷面圖。
第11圖是表示在電極構造體形成用凹所填充有金屬而形成有表面電極部及短路部的狀態的說明用斷面圖。
第12圖是表示從支持膜形成用層背面除去光阻膜的狀態的說明用斷面圖。
第13圖是表示在支持膜形成用層背面形成有蝕刻用光阻膜的狀態的說明用斷面圖。
第14圖是表示從電鍍電極用層表面除去光阻膜的狀態的說明用斷面圖。
第15圖是表示支持膜形成層的一部分被除去而形成有互相地分離的背面電極部之同時,形成有支持膜的狀態的說明用斷面圖。
第16圖是表示覆蓋支持膜的背面,絕緣膜的背面及背面電極部地形成有光阻膜的狀態的說明用斷面圖。
第17圖是表示從層積體除去電極部成形用層的狀態的說明用斷面圖。
第18圖是表示覆蓋表面電極部及保持膜形成用層的一部分地形成有光阻膜的狀態的說明用斷面圖。
第19圖是表示保持部形成用層被蝕刻處理而形成有保持部的狀態的說明用斷面圖。
第20圖是表示本發明的薄片狀探針的第2例的俯視圖。
第21圖是擴大表示第2例薄片狀探針的接點膜的一部分的俯視圖。
第22圖是表示第2例薄片狀探針的接點膜的一部分的說明用斷面圖。
第23圖是表示覆蓋絕緣膜的一部分,表面電極部及保持部地形成有光阻膜的狀態的說明用斷面圖。
第24圖是表示絕緣膜的一部分被除去而形成有被分割的複數絕緣膜的狀態的說明用斷面圖。
第25圖是表示本發明的薄片狀探針的第3例的俯視圖。
第26圖是擴大表示第3例的薄片狀探針的接點膜的一部分的俯視圖。
第27圖是擴大表示第3例的薄片狀探針的接點膜的說明用斷面圖。
第28圖是表示覆蓋絕緣膜的一部分,表面電極部及保持部地形成有光阻膜的狀態的說明用斷面圖。
第29圖是表示絕緣膜的一部分被除去而形成有被分割的複數絕緣膜的狀態的說明用斷面圖。
第30圖是表示本發明的電路裝置的檢查裝置的一例的構成的說明用斷面圖。
第31圖是擴大表示圖示於第30圖的檢查裝置的探針卡的說明用斷面圖。
第32圖是表示探針卡的各向異性導電性連接器的俯視圖。
第33圖是表示本發明的薄片狀探針的其他例的俯視圖。
第34圖是表示在實施例所製作的試驗用晶圖的俯視圖。
第35圖是表示形成於圖示於第34圖的試驗用晶圓的積體電路的被檢查電極領域的位置的說明圖。
第36圖是表示形成於圖示於第34圖的試驗用晶圓的積體電路的被檢查電極的配置圖案的說明圖。
第37圖是表示在實施例所製作的各向異性導電性連接器的框板的俯視圖。
第38圖是擴大表示圖示於第37圖的框板的一部分的說明圖。
第39圖是表示習知的探針卡的一例的構成的說明用斷面圖。
第40圖是表示習知的薄片狀探針的製造例的說明用斷妡面圖。
第41圖是擴大表示圖示於第39圖的探針卡的薄片狀探針的說明用斷面圖。
第42圖是表示習知的薄片狀探針的其他製造例的說明用斷面圖。
第43圖是表示習知的薄片狀探針的另一製造例的說明用斷面圖。
11...支持膜
12...接點膜
13...絕緣膜
15...電極構造體
16...表面電極部
17...背面電極部
18...短路部
19...保持部

Claims (18)

  1. 一種薄片狀探針,屬於使用於電路裝置的電性檢查的薄片狀探針,其特徵為:具有對應於檢查對象的電路裝置的被檢查電極所形成的電極領域形成有複數開口的金屬所成的支持膜,及配置於該支持膜的表面上並加以支持的接點膜所構成;上述接點膜是具有柔軟樹脂所成的絕緣膜,及於該絕緣膜隨著對應於上述被檢查電極的圖案的圖案所配置的貫通於該絕緣膜的厚度方向延伸的複數電極構造體所構成;各該電極構造體配置成位於上述支持膜的各開口內;各該上述電極構造體是由:露出於上述絕緣膜的表面,且從該絕緣膜的表面突出的表面電極部;露出於上述絕緣膜背面的背面電極部;從上述表面電極部基端連續而將上述絕緣膜貫通於其厚度方向並延伸,且被連接於上述背面電極部的短路部;以及從上述表面電極部的基端部分連續而沿著上述絕緣膜的表面朝外方延伸的保持部所構成;上述電極構造體的上述表面電極部,是隨著從其基端朝前端成為小徑的形狀者;對於上述電極構造體的上述表面電極部的基端的徑R1 的上述表面電極部的前端的徑R2 的比率R2 /R1 的值為0.11至0.55;對於上述電極構造體的上述表面電極部的基端的徑R1 的上述表面電極部的突出高度h的比率h/R1 的值為0.2至3。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的薄片狀探針,其中,互相地獨立的複數接點膜,是配置成沿著支持膜的表面並排。
  3. 一種薄片狀探針,屬於使用於電路裝置的電性檢查的薄片狀探針,其特徵為:具有對應於檢查對象的電路裝置的被檢查電極所形成的電極領域形成有複數開口的金屬所成的支持膜,及配置成塞住該支持膜的各該開口,而被支持於該開口緣部的複數接點膜所構成;各該上述接點膜是具有柔軟樹脂所成的絕緣膜,及於該絕緣膜隨著對應於上述電路裝置的電極領域的被檢查電極的圖案的圖案所配置的貫通於該絕緣膜的厚度方向延伸的複數電極構造體所構成;各該電極構造體配置成位於上述支持膜的各開口內;各該上述電極構造體是由:露出於上述絕緣膜的表面,且從該絕緣膜的表面突出的表面電極部;露出於上述絕緣膜背面的背面電極部;從上述表面電極部基端連續而將上述絕緣膜貫通於其厚度方向並延伸,且被連接於上述背面電極部的短路部;以及從上述表面電極部的基端部分連續而沿著上述絕緣膜的表面朝外方延伸的保持部所構成;上述電極構造體的上述表面電極部,是隨著從其基端朝前端成為小徑的形狀者; 對於上述電極構造體的上述表面電極部的基端的徑R1 的上述表面電極部的前端的徑R2 的比率R2 /R1 的值為0.11至0.55;對於上述電極構造體的上述表面電極部的基端的徑R1 的上述表面電極部的突出高度h的比率h/R1 的值為0.2至3。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的薄片狀探針,其中,針對於形成於晶圓的複數各該積體電路,為了在晶圓的狀態下進行該積體電路的電性檢查所使用者。
  5. 如申請專利範圍第1項或第3項所述的薄片狀探針,其中,電極構造體的短路部,是隨著從絕緣膜的背面朝表面成為小徑的形狀者。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的薄片狀探針,其中,絕緣膜是由可蝕刻的高分子材料所構成。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的薄片狀探針,其中,絕緣膜是由聚醯亞胺所構成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的薄片狀探針,其中,支持膜的線熱脹常數是3×10-5 /K以下。
  9. 一種薄片狀探針的製造方法,屬於製造申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的薄片狀探針的方法,其特徵為具有:準備具有:金屬所成的支持膜形成用層;一體地層積於該支持膜形成用層的表面的絕緣膜;一體地層積於該絕 緣膜的表面的金屬所成的保持部形成用層;一體地層積於該保持部形成用層的表面的絕緣性電極部成形用層;以及一體地層積於該電極部成形用層的表面的金屬所成的電鍍電極用層的層積體;藉由形成該層積體的支持膜形成用層、絕緣膜、保持部形成用層及電極部成形用層的朝互相地連通的厚度方向分別延伸的貫通孔,於該層積體的背面,隨著對應於須形成的電極構造體的圖案的圖案形成複數電極構造體形成用凹所;藉由將該層積體的電鍍電極用層作為電極而施以電鍍處理俾將金屬填充於各該電極構造體形成用凹所,形成從絕緣膜表面突出的表面電極部;從該表面電極部基端連續而將該絕緣膜貫通於其厚度方向並延伸的短路部;以及露出於被連結在該短路部的該絕緣膜的背面的背面電極部;藉由蝕刻處理該層積體的支持膜形成用層,形成開口所形成的支持膜;藉由從該層積體除去上述電鍍電極用層及上述電極部成形用層,露出上述表面電極部及上述保持部形成用層,然後,藉由在該保持部形成用層施以蝕刻處理,形成從上述表面電極部的基端部分連續而沿著上述絕緣膜的表面朝外方延伸的保持部的工程。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的薄片狀探針的製造方法,其中,電極構造體形成用凹所的保持部成形用層的貫通孔,形成隨著從該保持部成形用層的背面朝表面成為 小徑的形狀。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的薄片狀探針的製造方法,其中,作為層積體其保持部成形用層使用可蝕刻的高分子材料所成者;電極構造體形成用凹所的保持部成形用層的貫通孔藉由蝕刻所形成。
  12. 如申請專利範圍第9項至第11項中任一項所述的薄片狀探針的製造方法,其中,電極構造體形成用凹所的絕緣膜的貫通孔,形成隨著從該絕緣膜的背面朝表面成為小徑的形狀。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的薄片狀探針的製造方法,其中,作為層積體其絕緣膜使用可蝕刻的高分子材料所成者;電極構造體形成用凹所的絕緣膜的貫通孔藉由蝕刻所形成。
  14. 一種探針卡,其特徵為具備:申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的薄片狀探針所構成。
  15. 一種探針卡,針對於形成在晶圓的複數各該積體電路,為了在晶圓的狀態下進行該積體電路的電性檢查所使用的探針卡,其特徵為具備:檢查電極隨著對應於形成在檢查對象的晶圓的全部或一部分的積體電路的被檢查電極的圖案的圖案形成於表面的檢查用電路基板;配置於該檢查用電路基板的表面上的各向異性導電性連結器;以及配置於該各向異性導電性連結器上的申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的薄片狀探針所構成。
  16. 一種探針卡,針對於形成在晶圓的複數各該積體電路,為了在晶圓的狀態下進行該積體電路的電性檢查所使用的探針卡,其特徵為具備:檢查電極隨著對應於形成在檢查對象的晶圓的全部或一部分的積體電路的被檢查電極的圖案的圖案形成於表面的檢查用電路基板;配置於該檢查用電路基板的表面上的各向異性導電性連結器;以及配置於該各向異性導電性連結器上的藉由申請專利範圍第9項至第13項中任一項所述的方法所製造的薄片狀探針所構成。
  17. 一種電路裝置的檢查裝置,其特徵為具備:申請專利範圍第14項所述的探針卡所構成。
  18. 一種晶圓檢查裝置,針對於形成在晶圓的複數各該積體電路,為了在晶圓狀態下進行該積體電路的電性檢查的晶圓檢查裝置,其特徵為具備:申請專利範圍第15項或第16項所述的探針卡所構成。
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