JP2001013207A - 半導体素子検査用ソケット、半導体装置の検査方法及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の外部突起電極の高さバラツキを適切に吸
収できる半導体素子検査用ソケットを実現する。 【解決手段】テープ回路２はＩＣ５のはんだバンプ６の
配置に対応した位置に電極パッド７が形成される。テー
プ回路２の電極パッド７が形成されたＩＣ搭載部分には
マザーソケット部４に形成された凹部にエラストマシー
ト１が収容される。エラストマシート１の上面はマザー
ソケット部４の上面位置より高くなる構成にする。テー
プ回路２とエラストマシート１との接触面をテープ回路
２が支持されている面より０．１ｍｍ程度高くし半導体
素子側から押圧すると、一旦、テープ回路２が弛む方向
に変形し、ある荷重範囲まで弛んだ状態が維持されテー
プ回路２の張力を増加させることなく荷重を加えること
ができ、パッド７の局所的な変形を許容でき、半導体素
子の外部突起電極６間の高さばらつきを吸収できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、素子の下面及び周
囲にエリアアレイ状に電極を有するＢＧＡ（Ｂａｌｌ
Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）型半導体装置に係わり、特に電
極間のピッチが０．５ｍｍ以下のファインピッチのＢＧ
Ａ型半導体装置の検査に適した半導体素子検査用ソケッ
トと、半導体装置の検査方法と、半導体装置の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣパッケージの小型化を図るた
め、外部接続電極として半田バンプ等の突起電極を用い
た構造のＩＣ（例えば、ＢＧＡ）が提供されるようにな
ってきている。また、更なる小型化を図るため、この突
起電極を有する半導体装置についても高密度化、高速化
が要求されており、これに伴い電極間ピッチは更に小さ
くなる傾向にある。

【０００３】一方、製造されたＩＣに対しては、所定の
特性を奏するか否かを試験するバーンイン試験等の特性
試験が実施されるが、この試験時においてＩＣはＩＣ検
査用ソケットに装着された状態で試験が実施される。従
って、ＩＣ検査用ソケットもＩＣの高密度、微細化に対
応させる必要がある。また、突起電極単体の強度は高密
度、微細化に伴い極端に減少してきているため、ＩＣ検
査用ソケットに設けられたコンタクトピンを接触させて
も突起電極にダメージを与えないような構成にする必要
がある。

【０００４】このようなＩＣ検査用ソケットのニーズに
対応して、例えば特開平９−２８９０２８号公報に記載
されている発明においては、有機材料から成るフローテ
ィング部材によって支持された金属製の弓型コンタクト
ピンを用いている。このコンタクトピンを用いることに
より、コンタクトピンの弓型形状部分がフローティング
部材とのストッパーとなって、はんだボール端子が耐熱
試験等において軟化した場合でも、コンタクトピンの押
し込み量を制御することではんだボールの変形を押える
構造となっている。

【０００５】また、特開平１０−６９９５５号公報に記
載されている発明においては、弾性部材によって支持さ
れた金属製の複数のコンタクトピンの径寸法を半田バン
プに突き刺し可能な径寸法とし、その端部が半田バンプ
に突き刺されることにより電気的に接続することで半田
バンプの変形を抑え、かつ良好なコンタクトが得られる
構造となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＩＣパッケ
ージの小型化への急速な進展に伴い、近い将来、ＩＣ検
査用ソケットの電極ピッチは０．５ｍｍ以下に対応でき
るようにする必要がある。しかしながら、上述したＩＣ
検査用ソケットにあっては、金属製のコンタクトピンを
用いることが前提であるため、ＩＣのファインピッチ化
に対してさらに微細なコンタクトピンを形成、設置する
必要があり、コスト的にも技術的にも限界がある。

【０００７】さらに、コンタクトピンを用いたソケット
構造の場合、コンタクトピンが狭ピッチで配置されてい
ると、直接検査用のベース基板へ取り付けることが困難
であるため、一旦、中間基板で配線の再引き回しをした
上で、さらにベース基板との接続用のピンを形成する必
要があり、さらなるコスト増加の要因となる。

【０００８】これに対して、図７に示すように、金属製
のコンタクトピンを廃して、ＩＣの外部電極配置に対応
した電極パッドを有するテープ回路２と、テープ回路２
及びマザーソケット４との間にエラストマシート１を配
置したシートコンタクト方式のＩＣ検査用ソケット構造
が考案されており、その実用化に向けた検討が進められ
ている。

【０００９】ＩＣ検査用ソケット構造の概略を図７を用
いて説明すると、ＩＣソケット本体８とマザーソケット
４との間にＩＣの外部電極配置に対応した電極パッドを
有するテープ回路２と、テープ回路２とマザーソケット
４との間のＩＣ搭載部分にエラストマシート１を配置し
た構成になっている。このエラストマシート１は、マザ
ーソケット４の中央部に形成された凹部に収容される構
造となっている。

【００１０】検査対象となるＩＣ５は、ＩＣソケット本
体８のガイドにしたがって挿入され、機械的な押し圧機
構により、テープ回路２に形成された電極パッドにＩＣ
５の外部電極を押し当てることによって検査を行う。テ
ープ回路２を用いたソケット構造の場合、電極パッドの
狭ピッチ化、微細化が比較的容易である点、金属製のコ
ンタクトピンに比べてコスト的にかなり安価である点、
テープ回路２の部分以外の共通化が図れる点で、ファイ
ンピッチタイプＩＣの検査用ソケット構造として有効で
ある。

【００１１】金属製のコンタクトピンを用いたソケット
構造においては、各ピン位置が検査対象であるＩＣの外
部突起電極（例えば、半田バンプ）からの押し圧に対し
て独立に上下方向に変形できるため、ＩＣの隣接する外
部突起電極間の高さばらつきを吸収しやすい。

【００１２】これに対して、テープ回路２を用いたシー
トコンタクト方式のソケット構造においては、検査対象
であるＩＣ５の外部突起電極からの押し圧に対してテー
プ回路面が連続的に変形するため、ＩＣ５の隣接する外
部突起電極間の高さばらつきを吸収しにくい。

【００１３】そこで、テープ回路２のＩＣ５搭載（挿
入）部分に対応する部分にエラストマシート１を凹部に
収容して配置し、ＩＣ５の外部突起電極からの押し圧に
よって生じたエラストマシート１の局所的な変形が、外
部突起電極の高さが低く、押し圧を受けていないテープ
回路２上の電極パッド領域へ逃げることで高さばらつき
を吸収できるようにしている。

【００１４】しかしながら、テープ回路２に比べてエラ
ストマシート１の剛性が低いために、押し圧によって生
じたエラストマシート１の変形がほとんど面外方向に逃
げてしまい、かつ押し圧を受けていない領域についても
テープ回路２の張力によってつられてエラストマシート
１も、外部突起電極に対して凹状に変形し、結果として
検査対象であるＩＣの外部突起電極間の高さばらつきを
あまり吸収できないという問題がある。

【００１５】このような問題に対して、特開平７−２６
３５０４号公報に記載されている発明においては、テー
プ回路上に形成された電極（接触）パッド面に、検査対
象であるＩＣの外部電極の高さバラツキに対して均一に
コンタクトできるように、検査装置全体を外界の気圧に
対して減圧された雰囲気にし、大気圧によってテープ回
路面を均一に押し圧できる方法を提供している。

【００１６】しかしながら、外気圧に対して減圧された
雰囲気を維持するには大規模な新規設備が必要となり、
検査コストが上昇するという問題がある。

【００１７】また、特開平９−１５３５２８号公報に記
載されている発明にあっては、ウエハレベルでテスティ
ングを行うプローブカードデバイスにおいて、メンブレ
ンタイプといわれる膜部材のプローブカード裏面に配置
されたエラストマシートに切り込みを形成することによ
り区画された接触バンプ群に対応する独立した押し圧エ
リアに構成しても、エラストマシートの上面に配置され
たプローブカードは連続体として変形するため、その独
立変形効果は小さい。このため、本発明の課題であるは
んだバンプのような３０μｍを超える高さバラツキを吸
収する観点からその効果は十分ではない。

【００１８】したがって、ＩＣの外部電極のファインピ
ッチ化に対して検査コストを安く抑えるためには、上記
した従来の機械的な押し圧機構を採用したシートコンタ
クト方式のソケット構造において、ＩＣの外部電極の高
さバラツキを十分に吸収できる方法（構造）を開発する
必要がある。

【００１９】なお、特開昭６１−２５９４７０号公報に
は、半導体チップの電気的テストを行うための電気ソケ
ットが開示されている。この公報に記載されたものは、
マザーソケットに対応する剛性基板と半導体チップとの
間に可撓性のリード台及び弾性変形層が配置されている
が、この弾性変形層は、平面状の剛性基板に単に配置さ
れている。このため、上述した検査用ソケット構造のよ
うに、凹部にエラストマシートが収容される構造とはな
っておらず、上述のような課題は生じないものである。

【００２０】本発明の目的は、複数の外部突起電極の高
さバラツキを適切に吸収できる半導体素子検査用ソケッ
ト、この検査用ソケットを用いた半導体装置の検査方法
及び製造方法を実現することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成される。 （１）半導体素子本体の下面側に複数の外部突起電極を
有する半導体素子の検査に用いられ、上記複数の外部突
起電極に接触する複数の電極パッドを有するテープ回路
と、このテープ回路を支持し、その上面に凹部を有する
マザーソケットと、このマザーソケットの凹部に収容さ
れ、上記テープ回路と上記マザーソケットとの間に配置
されるエラストマシートとを備え、上記テープ回路上の
電極パッドと上記外部突起電極とが対向するように半導
体素子を上記テープ回路に搭載し、半導体素子を押圧す
ることによって、上記半導体素子の検査を行う半導体素
子検査用ソケットにおいて、上記テープ回路と上記エラ
ストマシートとの接触面の位置と上記半導体素子本体の
下面との第１の距離が、上記テープ回路と上記マザーソ
ケットとの接触面の位置と上記半導体素子本体の下面と
の第２の距離より小である。

【００２２】（２）好ましくは、上記（２）において、
上記第２の距離は、上記第１の距離より、上記半導体素
子の検査状態での押圧力に対するテープ回路面の平均的
な沈み込み量の相当量分大である。

【００２３】（３）半導体素子本体の下面側に複数の外
部突起電極を有する半導体素子の検査に用いられ、上記
複数の外部突起電極に接触する複数の電極パッドを有す
るテープ回路と、このテープ回路を支持し、その上面に
凹部を有するマザーソケットと、このマザーソケットの
凹部に収容され、上記テープ回路と上記マザーソケット
との間に配置されるエラストマシートとを備え、上記テ
ープ回路上の電極パッドと上記外部突起電極とが対向す
るように半導体素子を上記テープ回路に搭載し、半導体
素子を押圧することによって、上記半導体素子の検査を
行う半導体素子検査用ソケットにおいて、半導体素子が
押圧され検査状態にある上記テープ回路と上記エラスト
マシートとの接触面の位置と上記半導体素子本体の下面
との距離が、上記テープ回路と上記マザーソケットとの
接触面の位置と上記半導体素子本体の下面との距離より
小である。

【００２４】（４）半導体素子本体の下面側に複数の外
部突起電極を有する半導体素子の検査に用いられ、上記
複数の外部突起電極に接触する複数の電極パッドを有す
るテープ回路と、このテープ回路を支持し、その上面に
凹部を有するマザーソケットと、このマザーソケットの
凹部に収容され、上記テープ回路と上記マザーソケット
との間に配置されるエラストマシートとを備え、上記テ
ープ回路上の電極パッドと上記外部突起電極とが対向す
るように半導体素子を上記テープ回路に搭載し、半導体
素子を押圧することによって、上記半導体素子の検査を
行う半導体素子検査用ソケットにおいて、上記テープ回
路と上記エラストマシートとの接触面の位置と上記半導
体素子本体の下面との第１の距離が、上記テープ回路と
上記マザーソケットとの接触面の位置と上記半導体素子
本体の下面との第２の距離より小であり、かつ上記エラ
ストマシートに穴または溝が形成されている。

【００２５】（５）好ましくは、上記（４）において、
エラストマシートに形成された穴は、テープ回路上に形
成された電極パッド位置に対向して形成されている。

【００２６】（６）また、好ましくは、上記（４）にお
いて、エラストマシートには同一ピッチで格子状に溝が
形成されており、上記格子状に形成された溝の交点位置
が上記テープ回路上に形成された各々の電極パッド領域
の範囲内にある。

【００２７】（７）半導体装置の検査方法において、半
導体素子本体の下面側に複数の外部突起電極を有する半
導体素子の検査に用いられ、上記複数の外部突起電極に
接触する複数の電極パッドを有するテープ回路と、この
テープ回路を支持し、その上面に凹部を有するマザーソ
ケットと、このマザーソケットの凹部に収容され、上記
テープ回路と上記マザーソケットとの間に配置されるエ
ラストマシートとを備え、上記テープ回路と上記エラス
トマシートとの接触面の位置と上記半導体素子本体の下
面との第１の距離が、上記テープ回路と上記マザーソケ
ットとの接触面の位置と上記半導体素子本体の下面との
第２の距離より小である半導体検査用ソケットを用い、
上記テープ回路上の電極パッドと上記外部突起電極とが
対向するように半導体素子を上記テープ回路に搭載し、
半導体素子を押圧することによって、上記テープ回路上
の電極パッドと上記外部突起電極とを接触させて、上記
半導体素子のバーンイン検査を行う。

【００２８】（８）半導体装置の製造方法において、半
導体素子本体の下面側に形成された複数の外部突起電極
に接触する複数の電極パッドを有するテープ回路と、こ
のテープ回路を支持し、その上面に凹部を有するマザー
ソケットと、このマザーソケットの凹部に収容され、上
記テープ回路と上記マザーソケットとの間に配置される
エラストマシートとを有し、上記テープ回路と上記エラ
ストマシートとの接触面の位置と上記半導体素子本体の
下面との第１の距離が、上記テープ回路と上記マザーソ
ケットとの接触面の位置と上記半導体素子本体の下面と
の第２の距離より小である半導体検査用ソケットを用い
て、上記テープ回路上の電極パッドと上記外部突起電極
とが対向するように半導体素子を上記テープ回路に搭載
し、半導体素子を押圧することによって、上記テープ回
路上の電極パッドと上記外部突起電極とを接触させて、
半導体素子本体の下面側に複数の外部突起電極が形成さ
れた半導体装置を、上記半導体素子のバーンイン検査を
行うバーイン検査工程を備える。

【００２９】つまり、本発明では、金属製のコンタクト
ピンを廃して、ＩＣの外部突起電極配置に対応した電極
（接触）パッドを有するテープ回路と、テープ回路とマ
ザーソケットとの間にエラストマシートを配置したＩＣ
検査用ソケット構造において、 半導体側からの機械
的な押し圧機構により検査を行う場合に、テープ回路が
マザーソケットに固定されている面より、テープ回路が
エラストマシートと接触している面を高くする。

【００３０】上記との組み合わせにおいて、エラス
トマシート上に穴（孔）または格子状の溝を形成し、テ
ープ回路上に形成された電極（接触）パッド位置と穴
（孔）位置を対応させる。または格子状に形成された溝
の交点位置を、各々の電極（接触）パッド領域の範囲内
に対応させる。

【００３１】エラストマシートとの接触面を、テープ回
路が支持されている面より０．１ｍｍ程度高くし、半導
体素子側から押し圧をかけると、一旦テープ回路が弛む
（圧縮ひずみ）方向に変形して、ある荷重範囲まで弛ん
だ状態が維持される。

【００３２】したがって、上述したによれば、テープ
回路の張力を増加させることなく荷重を加えていくこと
が可能となるため、テープ回路上に形成された電極（接
触）パッドの局所的な変形を許容でき、半導体素子の外
部突起電極間の高さばらつきを吸収するのに有効であ
る。

【００３３】さらに、上述したによれば、エラストマ
シートの、テープ回路上に形成された電極（接触）パッ
ドに対応する位置に穴（孔）を形成、又は、格子状の溝
を形成してその交点位置を上記パッドと対応させること
により、各電極（接触）パッド位置における局所的な剛
性が大幅に低下するため、上記と組み合わせることに
より、テープ回路上の電極（接触）パッド部分の局所的
な変形がより低荷重で許容され、従来よりも低荷重で高
さバラツキ吸収量の改善が可能となる。

【００３４】ただし、テープ回路の沈み込みによってテ
ープ回路の張力が増加し、電極（接触）パッド部分の局
所的な変形が許容されにくくなると、エラストマシート
の形状効果がでにくくなるため、と組み合わせて行う
ことが必要である。この際、エラストマシートに形成す
る穴（孔）は、その目的から必然ではあるが、テープ回
路上に形成された各々の電極（接触）パッドと同位置に
形成する。あるいは、エラストマシートに形成する溝
は、少なくともテープ回路上に形成された電極（接触）
パッドピッチと同一ピッチで格子状に形成され、その各
々の交点位置がテープ回路上の各々の電極（接触）パッ
ド形成領域の範囲内に収まるよう、テープ回路とエラス
トマシートの位置関係を設定する。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態に
関わる半導体素子検査用ソケットを示す図であり、図１
の（Ａ）はＩＣ挿入部の概略断面図であり、図１の
（Ｂ）はテープ回路２の平面図である。なお、この第１
の実施形態において、図示していない他の構成部分は、
図７に示した例と同様であるため、図示及び詳細な説明
は省略する。

【００３６】図１において、テープ回路２は、検査対象
であるＩＣ５の外部電極であるはんだバンプ６（半導体
素子本体の下面側に複数の外部突起電極）の配置位置に
対応した位置に電極（接触）パッド７が形成される。テ
ープ回路２は耐熱性に優れたポリイミド系の材料を基材
とし、テープ上に形成された電極（接触）パッド７の表
面には、検査対象であるＩＣ５の外部電極である半田バ
ンプ６との接触抵抗を安定に保つため、種々の凹凸形状
がめっき等により形成され、酸化膜を擦り取る役割を果
たしている。

【００３７】テープ回路２上の電極（接触）パッド７を
含む配線パターンはエッチングプロセスかメッキプロセ
スを用いて形成され、配線材料には電解銅箔か圧延銅箔
が用いられる。図１中のテープ回路２は周辺２列配置の
はんだバンプ構成のＩＣを想定したテープ回路を示して
おり、外周側の電極パッドは表層から引き出され、内周
側の電極（接触）パッドはスルーホール１２を介してテ
ープ回路裏面から引き出された２層配線構造である。

【００３８】１層配線構造の場合、電極（接触）パッド
間に配線が引き回されるため、狭ピッチ構造ではパッド
／配線間でのショートが懸念される。テープ回路２の電
極（接触）パッド７が形成されたＩＣ搭載（挿入）部分
には、マザーソケット部４に形成された凹部にエラスト
マシート１が収容され、配置される。エラストマシート
１の材質としては、バーンイン試験を想定して、耐熱性
に優れたシリコンゴムをベースとした絶縁性の材料であ
ることが望ましい。

【００３９】また、エラストマシート１の厚さは、被検
査対象であるＩＣ５のはんだバンプ６の搭載領域のマク
ロな反りを吸収できる厚さが必要であるが、逆に厚すぎ
てＩＣ押し付け時の、マクロな沈み込み量が多くなる
と、テープ回路２とエラストマシート１の干渉によって
高さバラツキ吸収量に位置依存性がでてしまう。そのた
め、その両方のバランスを考慮すると、０．３ｍ程度の
厚さにするのが望ましいといえる。

【００４０】配置されたエラストマシート１の上面は、
テープ回路２が支持されるマザーソケット４の上面より
高く、テープ回路２を取り付けた際、テープ回路２とエ
ラストマシート１との接触面が、マザーソケット部４の
上面位置より高く、テープ回路２とエラストマシート１
との接触面以外のその周囲の部分より高くなる構成にす
る。つまり、テープ回路２とエラストマシート１との接
触面の位置と半導体素子本体の下面との第１の距離が、
テープ回路２とマザーソケット４との接触面の位置と半
導体素子本体の下面との第２の距離より小である。

【００４１】または、上記第２の距離は、上記第１の距
離より、上記半導体素子の検査状態での押圧力に対する
テープ回路面の平均的な沈み込み量の相当量分大となる
ように構成される。

【００４２】上記周囲に対する高さの設定値は、テープ
回路２の下面に配置するエラストマシート１の厚さや硬
さ、および検査対象であるＩＣ５の外部電極数により異
なってくるが、例えば２００〜３００ピン程度のＩＣを
検査する場合には、０．１〜０．１５ｍｍ程度高くする
のがよい。

【００４３】外部電極（ここでは半田バンプ６）を有す
るＩＣ５は、テープ回路２上に形成された電極（接触）
パッド７の位置に外形ガイド部３に沿って挿入され、Ｉ
Ｃ５側から押し圧（荷重）を受けることによって検査が
実施される。なお、本発明の実施の形態においては一個
のＩＣ５に対して一個のソケットという構成となってい
るが、テープ回路２をマトリックス上に形成することに
より、一個のソケットに対し十数個のＩＣ５を一括で検
査することも可能である。

【００４４】図２は、本発明と従来技術とを比較するた
めの図であり、図２の（Ａ）は、検査により荷重を受け
たとき、テープ回路２とエラストマシート１との接触面
がマザーソケット部４の上面位置より低くなる場合の例
の断面図である。また、図２の（Ｂ）は、テープ回路２
上に形成された電極（接触）パッド位置のテープ回路裏
面に歪みゲージを添付し、半導体素子をテープ回路２に
押し付けた時の荷重とテープ回路２の歪み（張力）変化
を測定した結果の一例の図である。

【００４５】図２に示すように、荷重を受けていない状
態で、テープ回路２がマザーソケット部４に固定されて
いる面と、テープ回路２がエラストマシート１と接触し
ている面とが同一高さである場合、搭載された半導体素
子側から押し圧をかけると、テープ回路２の部分が沈み
込み、荷重が高くなるほどテープ回路２の歪み（張力）
が増加するのがわかる。

【００４６】これに対して、本発明の実施形態のよう
に、テープ回路２とエラストマシート１との接触面を、
テープ回路２が支持されている面より０．１ｍｍ程度高
くし、半導体素子側から押し圧をかけると、一旦、テー
プ回路２が弛む（圧縮ひずみ）方向に変形して、ある荷
重範囲まで弛んだ状態が維持されるのがわかる。

【００４７】したがって、図１に示した本発明の一実施
形態によれば、テープ回路２の張力を増加させることな
く荷重を加えていくことが可能となるため、テープ回路
２上に形成された電極（接触）パッド７の局所的な変形
を許容でき、半導体素子の外部突起電極６間の高さばら
つきを吸収するのに有効である。

【００４８】図３は、外部電極が２００ピンクラスのＩ
Ｃを用いて、エラストマシート１の各仕様における、テ
ープ回路２上のパッド面の荷重に対する沈み込み量を測
定した結果を示すグラフである。高温におけるバーンイ
ン試験では、外部電極であるはんだバンプ６の軟化によ
る潰れの問題があるため、１バンプ当たり２０ｇ以下に
荷重を抑える必要がある。

【００４９】その際の電極（接触）パッド面の沈み込み
量はエラストマシート１の仕様によって若干異なるもの
の、おおよそ０．１〜０．１５ｍｍの範囲内にあること
がわかる。テープ回路２上の電極（接触）パッド面が押
し付け荷重によって周囲の高さとほぼ面一になるか若干
高い位置にあるように設計してやれば、テープ回路２の
張力増加を抑えることができるため、エラストマシート
１の初期の高さを０．１〜０．１５ｍｍにするのが適当
である。

【００５０】したがって、基本的な設計思想としては、
所定の押し付け荷重に対するマクロ（平均的）な沈み込
み量の相当量分だけテープ回路２が支持されている面よ
り、テープ回路２とエラストマシート１との接触面位置
を高くすればよい。

【００５１】以上のように、本発明の第１の実施形態に
よれば、エラストマシート１の上面が、テープ回路２が
支持されるマザーソケット４の上面より高く、テープ回
路２を取り付けた際、テープ回路２とエラストマシート
１との接触面がマザーソケット部４の上面位置より高
く、テープ回路２とエラストマシート１との接触面の周
囲の部分より高くなるように構成されているので、複数
の外部突起電極の高さバラツキを適切に吸収できる半導
体素子検査用ソケットを実現することができるととも
に、この検査用ソケットを用いた半導体装置の検査方法
を実現することができる。

【００５２】図４は、本発明の第２の実施形態に関わる
半導体素子検査用ソケットを示す図であり、図４の
（Ａ）はＩＣ挿入部の要部断面を示し、図４の（Ｂ）は
エラストマシート１の概略構成を示す。この第２の実施
形態の基本的な構成は、上述した第１の実施形態と同様
であり、エラストマシート１の上面は、テープ回路２が
支持されるマザーソケット４の上面より高くして、テー
プ回路２を取り付けた際、テープ回路２とエラストマシ
ート１との接触面が周囲に対して高くなる構成にする。
この第２の実施形態においては、エラストマシート１の
高さについても、第１の実施形態に準ずるものとする。

【００５３】エラストマシート１にはテープ回路１に形
成された電極（接触）パッド７に対応する位置に穴
（孔）９が形成され、テープ回路２に形成された電極
（接触）パッド７の直下にエラストマシート１に形成さ
れた穴（孔）９が対応するようにエラストマシート１を
配置する。

【００５４】テープ回路２に接触する部分の穴（孔）９
の大きさは、テープ回路２に形成された電極（接触）パ
ッド７の直径より若干小さくするのが望ましい。穴
（孔）径が電極（接触）パッド７より大きいと、電極
（接触）パッド７から引き出された配線部が穴（孔）９
との境界となるため、テープ回路２に検査用ＩＣ５を押
し付けた際のテープ回路２の局所的な変形で配線部を断
線させる可能性があるからである。

【００５５】エラストマシート１の穴（孔）９は、レー
ザ（炭酸ガスレーザ）加工により各種ＩＣの外部電極配
置に対応したエラストマシート１を容易に形成すること
ができる。外形ガイド３には、テープ回路２上の電極
（接触）パッド７領域の初期の平坦度を確保するため、
エラストマシート１の端部に外形ガイド３の逃げ部分１
０を形成し、エラストマシート１の端部における外径ガ
イド３によるテープ回路２の拘束を防止する。

【００５６】外部電極（ここでは半田バンプ６）を有す
るＩＣ５はテープ回路２上に形成された電極（接触）パ
ッド７の位置に外形ガイド３に沿って挿入され、ＩＣ５
側から押し圧を受けることによって検査が実施される。

【００５７】この第２の実施形態においても、上述した
第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。

【００５８】図５は、本発明の第３の実施形態に関わる
半導体素子検査用ソケットを示す図であり、図５の
（Ａ）はＩＣ挿入部の要部断面を示し、図５の（Ｂ）は
エラストマシート１の概略構成を示す。この第３の実施
形態の基本的な構成は、上述した第１の実施形態と同様
であり、エラストマシート１の上面は、テープ回路２が
支持されるマザーソケット４の上面より高くして、テー
プ回路２を取り付けた際、テープ回路２とエラストマシ
ート１との接触面が周囲に対して高くなる構成にする。
この第３の実施形態においても、エラストマシート１の
高さについても、第１の実施形態に準ずるものとする。

【００５９】エラストマシート１にはテープ回路２に形
成された電極（接触）パッド７のピッチと少なくとも同
一ピッチで格子状に溝１１が形成され、テープ回路２に
形成された電極（接触）パッド７の領域内の直下にエラ
ストマシート１に形成された格子状の溝１１の交点が対
応するようにエラストマシート１を配置する。

【００６０】エラストマシート１上に形成された溝１１
は、テープ回路２と接触する側に形成するものとし、溝
１１の幅は、先に示したテープ回路２上の電極（接触）
パッド７面のマクロな沈み込み量が０．１〜０．１５ｍ
ｍであることと、エラストマシート１のポアソン比が
０．５に近いことを勘案して、エラストマシート１の分
割された各々の部分が変形によって干渉しないためには
最低でも０．０５ｍｍ程度は必要である。

【００６１】エラストマシート１の溝１１も、レーザ
（炭酸ガスレーザ）加工により行うのが望ましい。外形
ガイド８には、テープ回路２上の電極（接触）パッド７
の領域の初期の平坦度を確保するため、エラストマシー
ト１の端部に外径ガイド３の逃げ部分１０を形成し、エ
ラストマシート１の端部におけるテープ回路２の拘束を
防止する。

【００６２】外部電極（ここでは半田バンプ６）を有し
たＩＣ５はテープ回路２上に形成された電極（接触）パ
ッド７の位置に外形ガイド８に沿って挿入され、ＩＣ５
側から押し圧を受けることによって検査が実施される。

【００６３】この第３の実施形態においても、上述した
第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。

【００６４】なお、本発明の第３の実施形態において
は、格子状に形成した溝１１の交点位置を、テープ回路
２上の電極（接触）パッド７の領域内に対応させること
としたが、その交点位置が電極（接触）パッド７の領域
内から外れた構成であっても、その効果が減少するだけ
であって本発明の形態に含まれるものである。

【００６５】さらに、上述した第２及び第３の実施形態
において、テープ回路２上の電極（接触）パッド７の部
分の局所的な剛性低下を目的として、穴（孔）または格
子状の溝を形成することとしたが、その目的が電極（接
触）パッド７の部分の局所的な剛性を低下させる目的に
おいて同等であるならば、その形状が如何であっても本
発明の形態に含まれるものである。

【００６６】本発明の第３の実施形態においては、その
量産性、加工性およびコストを勘案して、穴（孔）ある
いは溝形状を採用している。

【００６７】図６は、本発明によるＩＣ検査用ソケット
を用いて検査され、出荷される半導体装置の製造方法を
示すフローチャートである。図６において、前工程にお
いて製造された製品ウエハはＰ検（Ｐｅｌｌｅｔ検査）
により初期の不良選別工程１００が行われる。

【００６８】この不良選別工程１００に続いて、ウエハ
のダイシング工程１０１を行い、良品チップのみをＣＳ
Ｐ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）やＢＧＡ
（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等、外部電極には
んだボールを二次元配置したパッケージング構造に製造
する製造工程１０２が行われる。あるいは、工程１００
に続いてウエハ上で一括で配線パターンや保護膜の形
成、はんだボール付けまでを行う工程１０３を実行し、
最後にダイシング工程１０４により分割されたパージ構
造に製造される。

【００６９】個々に分割された最終形状の製品は、本発
明によるＩＣ検査用ソケットによりバーンイン検査にか
けられ最終選別がなされる工程１０５が行われる。ＩＣ
検査用ソケットは、マザーソケット部分がメインボード
に複数個取り付けられる。これが一単位の検査用ボード
となり、個々のＩＣ検査用ソケットのガイドに沿って検
査対象であるＩＣが一括で複数個挿入される。弾性バネ
を内蔵した押し圧部により、ＩＣの外部電極（はんだバ
ンプ等）がテープ回路上の接触パッドに押し付けられ、
１２５℃〜１５０℃の環境下でバーンイン検査（高温動
作試験）が実施される。

【００７０】本発明の第１〜第３の実施形態に関わるＩ
Ｃ検査用ソケットによれば、１ピン当たりの押し付け荷
重が０．２Ｎ以下であっても３０μｍ以上の外部電極
（はんだバンプ等）の高さバラツキ吸収が可能である。
したがって、狭ピッチ化に対応した例えば直径０．３ｍ
ｍ以下の微小なはんだバンプにおいても、バーンイン検
査環境下ではんだバンプの潰れを小さく抑えることがで
きる。

【００７１】さらに、検査対象であるＩＣの設計におい
て、はんだバンプの高さバラツキの要因となるはんだボ
ール自体の直径許容差やはんだが濡れる部分のパッド径
の許容差を緩和することができ、検査対象であるＩＣの
低コスト化にも寄与できる。１〜３の実施の形態に関わ
るＩＣ検査用ソケットにより行われたバーンイン検査に
より、動作特性がＮＧとなったものが選別され、良品と
して残ったものが製品として出荷される。

【００７２】最終選別された製品の外部電極がはんだバ
ンプである場合、金属製のコンタクトピンによるバンプ
下面の差込痕や側面の削れ等は発生せず、テープ回路上
の電極パッドに形成された接触端子による０．０１ｍｍ
以下の接触端子形状にならった圧痕が残るだけである。

【００７３】以上のように、本発明によれば、複数の外
部突起電極の高さバラツキを適切に吸収できる半導体素
子検査用ソケットを用いた半導体装置の製造方法を実現
することができる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るＩＣ
検査用ソケットによれば、テープ回路を用いた低コスト
なソケット構造において、ＩＣの隣接する外部突起電極
の高さばらつき吸収に優れ、それに伴い更なる低荷重で
の検査が可能となり、今後のＩＣの更なる微細化、高密
度化に対応しうる検査技術を確立できる。

【００７５】つまり、複数の外部突起電極の高さバラツ
キを適切に吸収できる半導体素子検査用ソケットを実現
することができる。

【００７６】また、上記検査用ソケットを用いた半導体
装置の検査方法及び製造方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に関わる半導体素子検
査用ソケットの断面図である。

【図２】本発明と従来技術とを比較するための図であ
る。

【図３】エラストマシートの各仕様におけるテープ回路
上のパッド面の荷重に対する沈み込み量を測定した結果
を示すグラフである。

【図４】本発明の第２の実施形態に関わる半導体素子検
査用ソケットを示す図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に関わる半導体素子検
査用ソケットを示す図である。

【図６】本発明によるＩＣ検査用ソケットを用いて検査
され、出荷される半導体装置の製造方法を示すフローチ
ャートである。

【図７】シートコンタクト方式のＩＣ検査用ソケット構
造の分解斜視図である。

【符号の説明】

１ エラストマシート ２ テープ回路 ３ 外形ガイド部 ４ マザーソケット ５ ＩＣ ６ 半田バンプ ７ 電極パッド ８ ＩＣソケット本体 ９ 穴（孔） １０ 外形ガイド逃げ部 １１ 溝 １２ スルーホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 英生 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 安生 一郎 東京都小平市上水本町五丁目20番地１号 株式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 有馬 英夫 東京都小平市上水本町五丁目20番地１号 株式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 長谷部 昭男 東京都小平市上水本町五丁目20番地１号 株式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 山本 健一 東京都小平市上水本町五丁目20番地１号 株式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 森永 賢一郎 東京都小平市上水本町五丁目20番地１号 株式会社日立製作所半導体グループ内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体素子本体の下面側に複数の外部突起
   電極を有する半導体素子の検査に用いられ、上記複数の
   外部突起電極に接触する複数の電極パッドを有するテー
   プ回路と、このテープ回路を支持し、その上面に凹部を
   有するマザーソケットと、このマザーソケットの凹部に
   収容され、上記テープ回路と上記マザーソケットとの間
   に配置されるエラストマシートとを備え、上記テープ回
   路上の電極パッドと上記外部突起電極とが対向するよう
   に半導体素子を上記テープ回路に搭載し、半導体素子を
   押圧することによって、上記半導体素子の検査を行う半
   導体素子検査用ソケットにおいて、 上記テープ回路と上記エラストマシートとの接触面の位
   置と上記半導体素子本体の下面との第１の距離が、上記
   テープ回路と上記マザーソケットとの接触面の位置と上
   記半導体素子本体の下面との第２の距離より小であるこ
   とを特徴とする半導体素子検査用ソケット。
2. 【請求項２】請求項１記載の半導体素子検査用ソケット
   において、上記第２の距離は、上記第１の距離より、上
   記半導体素子の検査状態での押圧力に対するテープ回路
   面の平均的な沈み込み量の相当量分大であることを特徴
   とする半導体素子検査用ソケット。
3. 【請求項３】半導体素子本体の下面側に複数の外部突起
   電極を有する半導体素子の検査に用いられ、上記複数の
   外部突起電極に接触する複数の電極パッドを有するテー
   プ回路と、このテープ回路を支持し、その上面に凹部を
   有するマザーソケットと、このマザーソケットの凹部に
   収容され、上記テープ回路と上記マザーソケットとの間
   に配置されるエラストマシートとを備え、上記テープ回
   路上の電極パッドと上記外部突起電極とが対向するよう
   に半導体素子を上記テープ回路に搭載し、半導体素子を
   押圧することによって、上記半導体素子の検査を行う半
   導体素子検査用ソケットにおいて、 半導体素子が押圧され検査状態にある上記テープ回路と
   上記エラストマシートとの接触面の位置と上記半導体素
   子本体の下面との距離が、上記テープ回路と上記マザー
   ソケットとの接触面の位置と上記半導体素子本体の下面
   との距離より小であることを特徴とする半導体素子検査
   用ソケット。
4. 【請求項４】半導体素子本体の下面側に複数の外部突起
   電極を有する半導体素子の検査に用いられ、上記複数の
   外部突起電極に接触する複数の電極パッドを有するテー
   プ回路と、このテープ回路を支持し、その上面に凹部を
   有するマザーソケットと、このマザーソケットの凹部に
   収容され、上記テープ回路と上記マザーソケットとの間
   に配置されるエラストマシートとを備え、上記テープ回
   路上の電極パッドと上記外部突起電極とが対向するよう
   に半導体素子を上記テープ回路に搭載し、半導体素子を
   押圧することによって、上記半導体素子の検査を行う半
   導体素子検査用ソケットにおいて、 上記テープ回路と上記エラストマシートとの接触面の位
   置と上記半導体素子本体の下面との第１の距離が、上記
   テープ回路と上記マザーソケットとの接触面の位置と上
   記半導体素子本体の下面との第２の距離より小であり、
   かつ上記エラストマシートに穴または溝が形成されてい
   ることを特徴とする半導体素子検査用ソケット。
5. 【請求項５】請求項４記載の半導体素子検査用ソケット
   において、エラストマシートに形成された穴は、テープ
   回路上に形成された電極パッド位置に対向して形成され
   ていることを特徴とする半導体素子検査用ソケット。
6. 【請求項６】請求項４記載の半導体素子検査用ソケット
   において、エラストマシートには同一ピッチで格子状に
   溝が形成されており、上記格子状に形成された溝の交点
   位置が上記テープ回路上に形成された各々の電極パッド
   領域の範囲内にあることを特徴とする半導体素子検査用
   ソケット。
7. 【請求項７】半導体装置の検査方法において、 半導体素子本体の下面側に複数の外部突起電極を有する
   半導体素子の検査に用いられ、上記複数の外部突起電極
   に接触する複数の電極パッドを有するテープ回路と、こ
   のテープ回路を支持し、その上面に凹部を有するマザー
   ソケットと、このマザーソケットの凹部に収容され、上
   記テープ回路と上記マザーソケットとの間に配置される
   エラストマシートとを備え、上記テープ回路と上記エラ
   ストマシートとの接触面の位置と上記半導体素子本体の
   下面との第１の距離が、上記テープ回路と上記マザーソ
   ケットとの接触面の位置と上記半導体素子本体の下面と
   の第２の距離より小である半導体検査用ソケットを用
   い、 上記テープ回路上の電極パッドと上記外部突起電極とが
   対向するように半導体素子を上記テープ回路に搭載し、 半導体素子を押圧することによって、上記テープ回路上
   の電極パッドと上記外部突起電極とを接触させて、上記
   半導体素子のバーンイン検査を行うことを特徴とする半
   導体装置の検査方法。
8. 【請求項８】半導体装置の製造方法において、 半導体素子本体の下面側に形成された複数の外部突起電
   極に接触する複数の電極パッドを有するテープ回路と、
   このテープ回路を支持し、その上面に凹部を有するマザ
   ーソケットと、このマザーソケットの凹部に収容され、
   上記テープ回路と上記マザーソケットとの間に配置され
   るエラストマシートとを有し、上記テープ回路と上記エ
   ラストマシートとの接触面の位置と上記半導体素子本体
   の下面との第１の距離が、上記テープ回路と上記マザー
   ソケットとの接触面の位置と上記半導体素子本体の下面
   との第２の距離より小である半導体検査用ソケットを用
   いて、上記テープ回路上の電極パッドと上記外部突起電
   極とが対向するように半導体素子を上記テープ回路に搭
   載し、半導体素子を押圧することによって、上記テープ
   回路上の電極パッドと上記外部突起電極とを接触させ
   て、半導体素子本体の下面側に複数の外部突起電極が形
   成された半導体装置を、上記半導体素子のバーンイン検
   査を行うバーイン検査工程を備えることを特徴とする半
   導体装置の製造方法。