JP2004294144A - 試験用モジュール及び半導体装置の試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置の電極パッドへの損傷を与えず、且つ、試験コストを抑える試験用モジュール及び半導体装置の試験方法を提供すること。
【解決手段】ボンディングパッドを有する試験基板と、前記試験基板の上に配置された半導体装置と、前記半導体装置の電極に接触して厚さ方向にのみ導電性を有する異方性導電シートと、前記ボンディングパッドに一端が接続され、前記電極を覆う領域において前記異方性導電シートと他端が接続された金属ワイヤとを有することを特徴とする試験用モジュールによって解決する。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験用モジュール及び半導体装置の試験方法に関し、より詳しくは、半導体チップの電気特性を試験する際に用いる試験用モジュールとこれを用いた半導体チップの試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップは種々の試験を経て、良品を選別した後に出荷される。
【０００３】
図１（ａ）は半導体チップの出荷までの試験フローの一例である。
【０００４】
半導体前工程（回路形成工程）を終了した後、ウエハの状態で半導体チップのリーク特性試験を行う。この後、半導体ウエハから個々の半導体チップへと切り出すチップ化を行い、これら個々の半導体チップについて直流（ＤＣ）試験、交流（ＡＣ）試験、動作周波数試験及びファンクション試験を試験装置にて行う。以上のような試験を行い、回路中の電流及び電圧、回路の周波数特性及び論理計算の良否を判定し、良品の半導体チップを選別して出荷する。
【０００５】
半導体チップの試験は、半導体チップの電極パッドに対応した位置にプローブが設けられたプローブカードを用い、このプローブカードを介して半導体チップと試験装置との間で信号を授受して行う。
【０００６】
また、半導体チップの電極パッドと試験基板のボンディングパッドを金属ワイヤによって接続して試験基板から引き出された配線を試験装置に接続して試験をする方法も用いられる。この方法では、試験を終了した後に、試験基板と金属ワイヤを取り除いて半導体チップを出荷する。
【０００７】
【特許文献１】
実開平０５−１８０３２号公報
【特許文献２】
特開平０５−５５３１４号公報
【特許文献３】
特開平０６−２４４２４１号公報
【特許文献４】
特開平０６−３０２６５７号公報
【特許文献５】
特開昭５７−９５６４３号公報
【特許文献６】
特開昭５９−１４８３４５号公報
【特許文献７】
特開昭６２−１９３１３７号公報
【特許文献８】
特開平０１−１５６９４４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した試験方法では、半導体チップの電極パッドに生じる試験痕が問題になっていた。
【０００９】
即ち、プローブを用いて試験を行う場合、プローブを電極パッドに接触させる際に、電極パッドにプローブ痕を生じていた。また、金属ワイヤを用いて試験を行う場合、試験後に不要になった金属ワイヤを取り除く際にワイヤ痕を生じていた。このような試験痕によって、半導体チップの出荷前に電極パッドを損傷していた。この試験痕が原因となって、後の半導体チップをパッケージングする工程において、金属ワイヤにより電極パッドを外部と接続する際、金属ワイヤと電極パッドとの間に接続不良が生じたり、接続信頼度が劣化するおそれがあった。
【００１０】
このような試験痕を改善する試験方法として、以下のように種々の提案がなされている。
【００１１】
特許文献１では、プローブに圧力センサーを取り付けることによって、電極パッドへのプローブの接触圧を制御し、電極パッドへの損傷を低減している。しかしながら、圧力センサーを設ける分、試験装置が高価になってしまう。しかも、従来のプローブを用いた試験方法と同じようにプローブを電極パッドに接触させる方法であるため、電極パッドへの損傷を低減することはできるが、根本的な解決にはならない。
【００１２】
また、特許文献２では、プローブをゴム状の材料によって形成し、プローブ接触時のパッドの損傷を低減している。この場合、ゴム状の材料を電極パッドと同程度に微細加工することが必須となるが、ゴム状の材料の微細加工は容易ではなく、低コストでプローブを作製することは難しい。
【００１３】
また、特許文献３では、半導体モジュールに対してリード線を介してフィルムキャリアと接続し、フィルムキャリアにおいてプローブを接触させて半導体チップの電極パッドに直接プローブを接触させずに試験を行っている。また、試験終了後にリード線を金型で切断し、これを実装端子としている。つまり、この方法は、試験で使用するリード線を残した状態で出荷することを前提とした試験方法であり、半導体チップの試験方法としては適用できない。
【００１４】
また、特許文献４では、半導体パッケージのリードを異方性導電シートで覆い、異方性導電シートを介してリードとプローブカードとの電気的接続を行って試験している。特許文献５では、プローブカードに異方性導電シートを貼付した後、プローブカードを半導体チップの電極パッドに接触させて試験を行っている。しかしながら、プローブカード上には多数のプローブが設けられており、これらのブローブを同一の高さに揃えることは難しい。従って、プローブ間である程度の高さバラツキを生じている。このバラツキによって、プローブから異方性導電シートにかかる圧力も各々のリードや電極パッドで異なるため、電気的な接続状態の良いプローブと悪いプローブが存在して良好な状態で試験を行えない。
【００１５】
また、特許文献７では、電極パッドにプローブを接触させて試験を行った後に、これらの電極パッドとは別にパッケージングの工程の際に使用するボンディング用の電極パッドを形成してボンディング不良を防止している。特許文献８では、パッケージングの工程の際に使用するボンディング用の電極パッドとは別に試験用の電極パッドを予め形成することによって、ボンディング不良を防止している。これらの場合、パッケージングの工程の際に使用する電極パッドとは異なる電極パッドを用いて試験を行うので、試験の際の電気特性とパッケージング後の電気特性とは厳密には異なる。また、試験用の電極パッドを形成する工程を新たに追加しなければならないため、半導体チップが高価になってしまう。
【００１６】
また、試験基板の上にスタッドバンプと呼ばれる突起電極を形成し、これを介して半導体チップの電極パッドと試験基板とを電気的に接続して試験する方法もある。この場合、半導体チップの電極パッドの配置と同様にスタッドバンプを試験基板上に配置しなければならない。従って、試験基板に微細な配線パターンを形成しなければならないため、試験基板が高価になってしまう。さらに、半導体チップは品種ごとに外形寸法や電極パッドの配置が異なるので、多種多様な半導体チップの試験に対応するためには、これら各々の半導体チップの電極パッドの配置に対応した試験基板を用意しなければならない。このようにして、試験コストを要してしまう。
【００１７】
ところで、近年、複数の半導体チップを組み込んだ半導体パッケージが製品化されている。図２は、このような半導体パッケージの断面構造の一例である。
【００１８】
この半導体パッケージ９は、中継基板３と、中継基板３の上面に固定された第一の半導体チップ１ａと、第一の半導体チップ１ａの上に固定された第二の半導体チップ１ｂと、第一の半導体チップ１ａ、第二の半導体チップ１ｂ及び中継基板３の相互間に接続される金属ワイヤ５と、中継基板３の上面側に形成されて第一及び第二の半導体チップ１ｂと金属ワイヤ５を保護する封止樹脂６と、中継基板３の下面で接続される半田ボール７から構成されている。
【００１９】
このような半導体パッケージ９に組み込まれる半導体チップ１ａ，１ｂは、製品状態に近い試験データを得るために、半導体パッケージ９内での金属ワイヤ５の接続状態と同じ接続状態で試験することが望ましい。しかしながら、上述したように、従来の半導体チップの試験方法では電極パッドに試験痕を生じてしまうために、図１（ｂ）に示すように、パッケージ化した後に試験を行っていた。従って、第一及び第二の半導体チップ１ａ，１ｂのいずれか一方のみが不良品であった場合、封止樹脂の中から半導体チップ１ａ，１ｂを取り出すことは困難であるため、良品である他方の半導体チップも半導体パッケージ９ごと廃棄せざるを得なかった。このような理由から、上記の半導体パッケージ９は高価になっていた。
【００２０】
さらに、以上述べた問題点に加えて、近年、半導体の試験に要求される機能の多様化と、試験装置が高価格化していることが問題となっている。このような試験装置の機能を補うために、半導体チップ内に予め試験用の回路を組み込む方法もあるが、試験用の回路の占める面積分、半導体チップが大きくなってしまう。
【００２１】
本発明は、上述の点を鑑みて、半導体チップの電極パッドへの試験痕を与えず、且つ、試験コストを抑える試験用モジュール及び半導体チップの試験方法を提供することを目的とする。また、本発明は、複数の半導体チップを組み込んだ半導体パッケージのコストを抑える試験用モジュール及び半導体チップの試験方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、半導体チップの大型化を回避しつつ試験装置の機能を補う試験用モジュール及び半導体チップの試験方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、ボンディングパッドを有する試験基板と、前記試験基板の上に配置された半導体装置と、前記半導体装置の電極に接触して厚さ方向にのみ導電性を有する異方性導電シートと、前記ボンディングパッドに一端が接続され、前記電極を覆う領域において前記異方性導電シートと他端が接続された金属ワイヤとを有することを特徴とする試験用モジュールによって解決する。
【００２３】
または、ボンディングパッドを有する試験基板の上に半導体装置を配置する工程と、前記半導体装置の電極に厚さ方向にのみ導電性を有する異方性導電シートを接触させる工程と、前記ボンディングパッドと前記電極を覆う領域内の前記異方性導電シートとを金属ワイヤにより接続する工程と、前記試験基板と試験装置を電気的に接続して半導体装置を試験する工程とを有することを特徴とする半導体装置の試験方法により解決する。
【００２４】
このような試験用モジュール及び半導体装置の試験方法によれば、半導体装置の電極に直接プローブを接触させたり、金属ワイヤを接続させることなく、厚さ方向にのみ導電性を有する異方性導電シートを介して試験基板と半導体装置とを電気的に接続するので、この試験基板と試験に用いる試験装置とを電気的に接続すれば、半導体装置の電極にプローブ痕やワイヤ痕を生じることはない。従って、ワイヤボンディングにより電極を外部と接続する際に金属ワイヤと電極パッドとの間に接続不良を生じたり、接続信頼度を劣化させることはない。
【００２５】
さらに、試験基板を半導体装置と金属ワイヤにより半導体装置と接続するので、ワイヤボンディング装置のプログラムを変更するだけで半導体装置の電極と試験基板のボンディングパッドとの間を自在に接続できる。つまり、多種多様な半導体装置に対して各々の電極位置や外形寸法に対応する試験基板を用意する必要はないので、試験コストを抑えることができる。
【００２６】
又は、上記した試験用モジュールにおいて、前記異方性導電シートは絶縁性シートと前記絶縁性シートの厚さ方向に貫通して埋め込まれた金属線よりなることを特徴とする。
【００２７】
このような試験用モジュールによれば、異方性導電シートは埋め込まれた金属線によって厚さ方向に対して導電性を有し、面内方向に対しては絶縁性を有することができる。従って、このような異方性導電シートによって、半導体装置の電極と金属ワイヤとの間を電気的に接続し、半導体装置の隣接する電極の間は絶縁することができるので、試験の際に半導体装置の電極間で短絡することはない。
【００２８】
又は、上記した試験用モジュールにおいて、半導体装置は前記試験基板の表面に対して垂直な方向に複数個重ねられていることを特徴とする。
【００２９】
このような試験用モジュールによれば、複数個の半導体装置の試験を同時並行して行うことができる。従って、半導体装置１個当たりの試験時間を短縮することができる。
【００３０】
又は、上記した試験用モジュールにおいて、前記半導体装置のうち、少なくとも一つは試験装置の機能を補う回路が内部に形成された試験容易化用部品よりなることを特徴とする。
【００３１】
このような試験用モジュールによれば、試験容易化部品によって試験装置に備わっていない機能を補うことができるので、高価な多機能の試験装置を用いずに多種多様な試験を行うことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明では、半導体チップの試験をする際に、電極パッドに直接プローブを接触させたり金属ワイヤを接続しなくとも試験を行えるように、図３（ａ），（ｂ）に示す試験フローのように、リーク試験を終えた半導体ウエハをチップ化した後、半導体チップを組み込んだ試験用モジュールを作製する。この試験用モジュールを試験することによって良品の半導体チップを選別する。このような試験用モジュール及びその試験方法の詳細を以下の実施の形態にて説明する。
【００３３】
（第一の実施の形態）
図４は本実施の形態に係る試験に使用する試験装置の構成図である。
【００３４】
試験装置１００は、試験用モジュール１０と電気的に接続されるプローバー１１０と、電流電圧をプローバー１１０に授受して試験を行うテスター１２０より構成される。
【００３５】
プローバー１１０は、試験用モジュール１０を載置する支持台１１１と、表面に設けられた多数のプローブ１１６により試験用モジュール１０と接触するプローブカード１１５と、プローバー１１０の内外を電気的に接続する入出力ドライブ部１１３と、プローブカード１１５が取り付けられてその位置を移動させる駆動部１１２と、駆動部１１２の動作を制御するプローブ位置コントローラ１１３とより構成されている。
【００３６】
テスター１２０は、各試験条件に応じた電源電圧と試験信号を発生させる出力パラメータ設定コントローラ１２１と、試験結果を測定する電流電圧測定回路１２２とより構成される。
【００３７】
プローブ位置コントローラ１１４は駆動部１１２に接続されて、駆動部１１２に取り付けられたプローブカード１１５を水平及び上下方向に移動させる。プローブカード１１５はその裏面では入出力ドライブ部１１３と電気的に接続され、その表面ではプローブ１１６と後述する試験用モジュールのボンディングパッドと接触して試験用モジュール１０と電気的に接続される。入出力ドライブ部１１３は出力パラメータ設定コントローラ１２１及び電流電圧測定回路１２２に接続されて、出力パラメータ設定コントローラ１２１から送られる電源電圧及び試験信号をプローブカード１１５を介して試験用モジュール１０に伝達し、試験用モジュール１０から出力される応答信号をプローブカード１１５を介して入力し電流電圧測定回路１２２に伝達する。
【００３８】
図５は、試験用モジュールを示し、図５（ａ）は斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
試験用モジュール１０は、複数のボンディングパッド１６が設けられた試験基板１５と、試験基板１５の上に配置された半導体チップ１１と、半導体チップ１１及びその近傍の試験基板１５を覆う異方性導電シート１３と、半導体チップ１１の電極パッド１２の上方で異方性導電シート１３と一端を接続され、試験基板１５のボンディングパッド１６と他端を接続された金などの導電性のよい金属よりなる金属ワイヤ１４とから構成されている。半導体チップ１１の電極パッド１２の大きさや間隔は品種によって異なる。
【００３９】
異方性導電シート１３は、図６に示すように、シリコーンよりなり粘着性、絶縁性及び弾力性を有する絶縁性シート２１と、シートの厚さ方向に貫通して埋め込まれた金属細線２２より構成されている。また、絶縁性シート２１の粘着性により、異方性導電シート１３は半導体チップ１１に着脱可能な程度に固定されている。また、金属細線２２は半導体チップ１１の電極パッド１２と金属ワイヤ１４とに接続されている。異方性導電シート１３の寸法は半導体チップ１１の大きさによって変更されるが、例えば縦横共に２５ｍｍ、厚さ０．３ｍｍである。金属細線２２は例えば直径０．０３ｍｍであり、面内方向に対して０．２５ｍｍ間隔で埋め込まれている。この金属細線２２により、異方性導電シート１３はシートの厚さ方向のみに導電性を有し、面内方向には導電性を有さない特性を有する。このような異方性導電シート１３によって、電極パッド１２と金属ワイヤ１４が電気的に接続され、隣接する電極パッド１２や金属ワイヤ１４とは短絡しない。
【００４０】
尚、異方性導電シートは上述した構造のものに限定するものではなく、例えば、圧力を加えた部分にのみ導電性が発現するようなシートを用いてもよい。
【００４１】
試験基板１５は半導体チップ１１の外形寸法や電極パッド１２の配置に応じて新たに作製する必要はない。例えば、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、四方に多数のボンディングパッド１６が設けられた試験基板１５ａを用いれば、外形寸法や電極パッド１２の配置が異なる半導体チップ１１，１１ａ，１１ｂに対しても、金属ワイヤ１４の接続位置を変更するだけで、同じ試験基板１５ａを用いて試験用モジュール１０，１０ａ，１０ｂを作製することができる。このように、試験基板を新たに作製するためのコストを省くことができるので、試験用モジュールのコストを抑えることができる。
【００４２】
上記した試験装置１００及び試験用モジュール１０を用い、図３（ａ）に示すフローチャートに基づいて試験する。この試験方法について、図８に沿って説明する。
【００４３】
まず、図３（ａ）に示すように、従来の試験方法と同様に半導体前工程を終えた半導体ウエハをウエハ状態でリーク試験し、半導体ウエハを半導体チップに分割する。
【００４４】
次に、図４に示す半導体チップ１１を組み込む試験用モジュール１０に作製する工程に移る。
【００４５】
まず、図８（ａ）のように、試験基板１５の上に半導体チップ１１を配置する。この際、半導体チップ１１を試験基板１５に精度良く配置するために、装置内の試験基板１５の載置位置を認識するためのＣＣＤカメラが備えられたダイボンダー（チップ装着装置、図示せず）を用いても良い。この場合、図９に示すように、試験基板１５に円形、三角形又は十字形等の形状の位置認識マークＭを設けておけば、ダイボンダーがＣＣＤカメラにより位置認識マークＭの位置を検出することによって試験基板１５上の所望の半導体チップ１１の配置位置を算出し、半導体チップ１１を試験基板１５上に精度よく配置することができる。
【００４６】
また、半導体チップ１１を試験基板１５に配置した後の位置ズレが懸念される場合には、図１０（ａ）に示すように、試験基板１５上の半導体チップ１１の配置位置に粘着シート１７を予め貼付しておき、これにより半導体チップ１１を試験基板１５に固定し、半導体チップ１１と試験基板１５との間の位置ズレを防ぐことが望ましい。また、図１０（ｂ）に示すように、試験基板１５の半導体チップ１１の配置位置に半導体チップ１１によって覆われる程度の大きさの貫通穴Ｈを設けておき、真空引きによって半導体チップ１１を試験基板１５に固定しても良い。
【００４７】
次に、図８（ｂ）に示すように、異方性導電シート１３を半導体チップ１１と試験基板１５に貼付して固定する。ここで、上述したように金属細線２２の間隔を電極パッド１２の大きさや電極パッド１２の間隔よりも充分に狭くすることにより、電極パッド１２の配置に依らず、半導体チップ１１の電極パッド１２と異方性導電シート１３の金属細線２２との位置合わせを行わなくても、単に半導体チップ１１の上に貼付するだけで、金属細線２２を電極パッド１２に確実に接触させることができる。
【００４８】
最後に、図８（ｃ）に示すように、予め金属ワイヤ１４の接続位置をプログラムに入力しておいたワイヤボンディング装置を用いて、電極パッド１２の上方の領域の異方性導電シート１３とボンディングパッド１６とを金属ワイヤ１４で接続する。この際、金属ワイヤ１４と電極パッド１２との間の金属細線２２によって試験基板１５と半導体チップ１１が電気的に接続される。これにより試験用モジュール１０が完成する。
【００４９】
通常、金属ワイヤ１４は、図１１（ａ）に示すように接続される。この場合、金属ワイヤ１４の張力によって、異方性導電シート１３に１Ｎ／ｍｍ^２程度の圧力がかかり、異方性導電シート１３は厚さ方向に約２５μｍ圧縮される。これにより、金属ワイヤ１４と電極パッド１２との間に２０ｍΩ程度の良好な接触抵抗を得ることができる。さらに低い接触抵抗を得るためには、図１１（ｂ）に示すように、金属ワイヤ１４を撓ませて「く」の字状に接続するとよい。
【００５０】
上記した試験用モジュールの作製方法では、異方性導電シート１３を半導体チップ１１と試験基板１５に貼付して固定したが、半導体チップ１１の電極パッド１２と金属ワイヤ１４との間に異方性導電シートが介在していればよい。つまり、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、異方性導電シート１３の節約のために、半導体チップ１１の上面にだけ、又は半導体チップ１１の電極パッド１２の周辺部のみに異方性導電シート１３を貼付してもよい。
【００５１】
作製を終えた試験用モジュール１０は、順次、図１３に示すトレイ６０に保管する。このトレイ６０の表面には、試験用モジュール１０の大きさに応じた凹部Ｄが複数箇所に設けられている。この凹部Ｄに試験用モジュール１０を載置して保管する。
【００５２】
次に、試験用モジュールを試験する工程に移る。
【００５３】
図８（ｄ）に示すように、前述した試験装置１００の支持台１１１に試験用モジュール１０を載置し、プローブ位置コントローラ１１４の操作により、プローブカード１１５を駆動部１１２により水平方向に移動させて各々のプローブ１１６を試験用モジュール１０の所望のボンディングパッド１６に対向させた後、下降させてプローブ１１６をボンディングパッド１６に接触させる。次に、予め設定した試験条件に応じた電源電圧及び試験信号を出力パラメータ設定コントローラ１２１で発生させて、直流試験、交流試験、周波数試験及びファンクション試験等を行う。試験用モジュール１０からの応答信号は電流電圧測定回路１２２で各々の試験毎の規定範囲と応答信号との比較を行い、規定範囲内であれば良品、規定範囲外であれば不良品と判定して試験用モジュール１０を選別する。最後に、プローブカード１１５を上昇させて試験装置から試験用モジュール１０を取り出して試験を終了する。
【００５４】
ここで、半導体チップ１１の品種によらず、同種の試験基板１５を用いて試験用モジュール１０を作製しておけば、試験基板１５のボンディングパッドの位置が変わらないので、この試験基板１５のボンディングパッド１６の配置に対応するプローブカード１１５のみで多種多様な半導体チップ１１の試験を行うことができる。従って、半導体チップ１１の品種毎に新たなプローブカード１１５を作製しなくて済む。また、試験の際に、金属ワイヤ１４がプローブ１１６との接触によって変形しないように、ボンディングパッド１６より試験基板１５の縁部寄りにプローブ接触用パッドを設けておいてもよい。
【００５５】
最後に、試験用モジュール１０を分解し、半導体チップ１１を取り出す工程に移る。
【００５６】
図８（ｅ）に示すように、試験用モジュール１０を異方性導電シート１３と金属ワイヤ１４、半導体チップ１１、試験基板１５に分解し、先の試験工程において良品と判定した試験用モジュール１０より取り出した半導体チップ１１を出荷し、不良品と判定した試験用モジュール１０より取り出した半導体チップ１１を廃棄する。異方性導電シート１３が粘着性を有する場合は、紫外線照射や加熱によって粘着性を低下させた後に試験用モジュール１０から分離し、異方性導電シート１３を剥がす際に半導体チップ１１が損傷しないようにすることが好ましい。
【００５７】
試験基板１５は新たな半導体チップ１１を試験するための試験用モジュール１０を作製するために再利用する。このような試験基板は、試験基板１５から金属ワイヤ１４を取り除く際に、図１４（ａ）に示すように、ワイヤ痕Ｔをボンディングパッド１６ａに生じる。このワイヤ痕Ｔ上に金属ワイヤ１４を接続すると、金属ワイヤ１４と電極パッド１２との間に接続不良を生じるおそれがある。そこで、図１４（ｂ）に示すように、ワイヤ痕Ｔと比較して大きいボンディングパッド１６ｂを形成しておけば、ワイヤ痕Ｔが生じた箇所を避けて複数回ワイヤボンディングできる。
【００５８】
以上述べた試験方法によれば、金属細線２２の間隔が半導体チップ１１の電極パッド１２の大きさよりも充分に狭く埋め込まれた異方性導電シート１３を使用することによって、電極パッド１２と金属細線２２とを接触させることができる。また、品種毎にこれらの電極パッド１２の配置に対応した新たに異方性導電シート１３を用意する必要はなく、同種の異方性導電シート１３を用いて試験用モジュール１０を作製することができる。
【００５９】
異方性導電シート１３を介して半導体チップ１１の電極パッド１２に金属ワイヤ１４が接続されるので、試験終了後に電極パッド１２にブローブ痕やワイヤ痕Ｔを生じることはなく、電極パッド１２に損傷のない半導体チップ１１を出荷することができる。また、半導体チップ１１の品種によらず同種の試験基板１５を用いて試験用モジュール１０を作製すれば、プローブカード１１５を品種毎に新たに作製する必要はなく、試験コストを抑えることができる。
【００６０】
また、試験用モジュール１０を作製してから試験終了するまで、半導体チップ１１の状態ではなく試験用モジュール１０の状態で取り扱うことができるので、ハンドリングが容易になり、ハンドリングの際の半導体チップ１１の欠け等の不良を未然に防ぐことができる。また、ボンディングパッド１６を予めワイヤ痕Ｔと比較して大きく形成すると、試験基板１５を繰り返し使用することができるので、試験コストを抑えることができる。
【００６１】
（第二の実施の形態）
第一の実施の形態では、異方性導電シートの粘着性を利用して試験用モジュールを作製した。本実施の形態では、熱圧着シートを利用して試験用モジュールを作製する方法について説明する。
【００６２】
図１５は、本実施の形態に係る試験用モジュールを示し、図１５（ａ）は斜視図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【００６３】
本実施の形態の試験用モジュール１０ｄは、図５に示す第一の実施の形態の試験用モジュールと比較して、熱圧着シート１８が異方性導電シート１３の外縁部を覆って試験基板１５上に固定されている点が異なる。
【００６４】
このような、試験用モジュールの製造方法について図１６を用いて説明する。
【００６５】
図１６（ａ）に示すように、ヒートクランパー（熱圧着装置）３０のステージ３１の上の所定位置に試験基板１５と、半導体チップ１１と、異方性導電シート１３と、異方性導電シート１３の外縁部のみを覆う形状のシリコーンよりなる熱圧着シート１８とを下からこの順に配置する。異方性導電シート１３及び熱圧着シート１８は両方とも熱可塑性を有している。次に、図１６（ｂ）に示すように、半導体チップ１１に対向する領域に半導体チップ１１の外形に応じて窪みを設けた上型３２を所定温度に加熱してから上型３２を下降させ、上型３２を熱圧着シート１８と異方性導電シート１３とに接触させて所定時間、熱圧着し、半導体チップ１１を試験基板１５に固定する。所定時間が経過した後、図１６（ｃ）に示すように、上型３２を上昇させて、ヒートクランパーから試験用モジュール１０ｄを取り出す。最後に、ワイヤボンディング装置を用いて金属ワイヤ１４を試験基板１５と異方性導電シート１３の所定位置との間に接続することによって、図１６（ｄ）に示す試験用モジュール１０ｄが完成する。
【００６６】
この場合、異方性導電性シート１３を熱圧着により半導体チップ１１の上面に固定させたので、異方性導電性シート１３と電極パッド１２と確実に接触させることができる。さらに、異方性導電シート１３の外縁部を覆うように熱圧着シート１８が固定したので、異方性導電シート１３が試験基板１５から剥がれにくくなり、半導体チップ１１を試験基板１５に確実に固定できる。
【００６７】
上記した試験用モジュール１０ｄでは、熱圧着シート１８を試験基板１５上で固定したが、図１７（ａ）に斜視図、図１７（ｂ）に図１７（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図を示すように、半導体チップ１１の外縁部において固定して試験用モジュール１０ｅを作製してもよい。
【００６８】
また、熱圧着シート１８と異方性導電シート１３の両方を熱圧着したが、ヒートクランパーの上型が異方性導電シート１３に接触しないように上述したものより大きな窪みを設けて熱圧着シート１８のみを熱圧着してもよい。この場合、異方性導電シート１３がその張力によって電極パッド１２に接触した状態を保持するように熱圧着シート１８を熱圧着することが必要である。この際、異方性導電シート１３は熱可塑性である必要はない。
【００６９】
以上のように試験用モジュール１０ｄ，１０ｅを作製してから試験を行い、第一の実施の形態で述べたように試験を行って良品の試験用モジュール１０ｄ，１０ｅを選別する。次に、異方性導電シート１３と熱圧着シート１８の熱可塑性を利用して再加熱によりこれらの接着力を弱めた後、異方性導電シート１３、熱圧着シート１８及び金属ワイヤ１４を試験用モジュール１０ｄ，１０ｅから剥がした後、半導体チップ１１を取り出す。
【００７０】
本実施の形態においても、第一の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
（第三の実施の形態）
本実施の形態では、一つの試験用モジュールで複数の半導体チップに対して試験を行う方法について説明する。
【００７２】
本実施の形態の試験用モジュール１０ｆは、図１８に示すように、第一及び第二の実施の形態の試験用モジュールと比較して、一枚の試験基板１５ｂの上に複数個の半導体チップ１１が配置されている点が異なる。
【００７３】
この試験用モジュールの作製には第一及び第二の実施の形態で説明した試験用モジュールの作製方法を個々の半導体チップ１１について適用すればよく、ここでは試験用モジュール１０ｆの作製方法の説明を省略する。
【００７４】
試験用モジュール１０ｆを作製した後、各々の半導体チップ１１はプローブカード１１５を介してテスター１２０に並列に接続することによって、複数の半導体チップ１１の試験を同時並行して行い、個々の半導体チップ１１について良否を判定した後、試験用モジュール１０ｆから半導体チップ１１を取り出す。
【００７５】
本実施の形態の試験用モジュール１０ｆは、同時に複数個の半導体チップ１１を試験することができるので、半導体チップ１個当たりに要する試験時間を短縮することができる。
【００７６】
（第四の実施の形態）
本実施の形態では、試験装置を補助する付加的な機能を有する試験用モジュールを作製して試験する方法について説明する。
【００７７】
図１９は、本実施の形態に係る試験用モジュールを示し、図１９（ａ）は斜視図であり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【００７８】
この試験用モジュール１０ｇは、試験基板１５と、試験基板１５の上に配置されたＤＦＴ（Ｄｅｓｉｇｎ Ｆｏｒ Ｔｅｓｔ、テスト容易化設計）用チップ５０と、ＤＦＴ用チップ５０の上に貼付された粘着性を有する第一の異方性導電シート１３ａと、第一の異方性導電シート１３ａの上に固定された半導体チップ１１と、半導体チップ１１の上に貼付された粘着性を有する第二の異方性導電シート１３ｂと、試験基板１５のボンディングパッド１６とＤＦＴ用チップ５０と半導体チップ１１の間に接続される金属ワイヤ１４より構成される。また、試験基板１５とＤＦＴ用チップ５０との間には、必要に応じて粘着シート（図示せず）が貼付される。
【００７９】
ＤＦＴ用チップ５０は、試験装置にない機能を補う役割を果たす試験回路を内蔵したものであり、例えばＡＤコンバータ及びドライバ等が挙げられる。
【００８０】
例えば、ＡＤコンバータ５０を組み込んだ試験用モジュール１０ｇの場合、出力パラメータ設定コントローラ１２１から送られる試験信号を半導体チップ１１にＡＤコンバータ５０を介して入力することによって、高周波試験を行うことができる。
【００８１】
このような試験用モジュール１０ｇは、特に図示しないが、試験基板１５の上に、ＤＦＴ用チップ５０、第一の異方性導電シート１３ａ、半導体チップ１１及び第二の異方性導電シート１３ｂを下からこの順に積み上げた後、試験基板１５、第一の異方性導電シート１３ａ及び第二の異方性導電シート１３ｂ上の所望の位置にワイヤボンディング装置を用いて金属ワイヤ１４を接続して作製する。
【００８２】
試験用モジュール１０ｇを作製した後、第一乃至第三の実施の形態で用いた試験装置により試験し、良品の半導体チップ１１を選別する。この後、図２１（ａ）に示すように、ＤＦＴ用チップ５０と試験基板１５は試験用モジュール１０ｆから分離せずに残しておき、半導体チップ１１、第一及び第二の異方性導電シート１３ａ，１３ｂ、金属ワイヤ１４を取り替えることによって新たな半導体チップ１１を試験する試験用モジュール１０ｇを作製する。また、金属ワイヤ１４の張り替えで生じるワイヤ痕Ｔによってボンディングパッド１６に金属ワイヤ１４を接続する場所がなくなった場合には、ＤＦＴ用チップ５０を取り出して、他の試験基板１５よりなる試験用モジュール１０ｇに組み込むことによって、ＤＦＴ用チップ５０を再利用する。
【００８３】
このように、ＤＦＴ用チップ５０を組み込んだ試験用モジュール１０ｇを作製すれば、試験装置にない機能の試験も行うことができるので、高価な多機能の試験装置を用いたり、予め半導体チップ１１に試験用の回路を形成したりすることなく種々の試験を行うことができる。また、ＤＦＴ用チップ５０は試験基板１５から取り外して再度利用することができるので、試験コストを抑えることができる。
【００８４】
（第五の実施の形態）
本実施の形態では、図２に示す半導体パッケージに配置する半導体チップを試験する方法について説明する。
【００８５】
本実施の形態の試験用モジュール１０ｈは、図２０（ａ）にその斜視図、図２０（ｂ）に図２０（ａ）のＶ−Ｖ線による断面図を示すように、図１９に示す第四の実施の形態の試験用モジュール１０ｇと同じ構造であるが、ＤＦＴ用チップ５０が半導体チップ１１ａに置き換えられている点が異なる。
【００８６】
本実施の形態では、図３（ｂ）に示す試験フローのように、第四の実施の形態と同様の手法で試験用モジュール１０ｇを作製して試験を行い、良品の半導体チップ１１ａ，１１ｂに選別した後、これらの半導体チップ１１ａ，１１ｂをパッケージ化して出荷する。
【００８７】
試験によって第一及び第二の半導体チップ１１ａ，１１ｂのいずれかが不良品であると判明した場合、不良品の半導体チップ１１ａ，１１ｂを試験用モジュール１０ｆより分離して廃棄し、新たな半導体チップ１１ａ，１１ｂに変えて試験を行い、半導体チップ１１ａ，１１ｂの良否を判定する。試験終了後、図２１（ｂ）に示すように、第一及び第二の半導体チップ１１ａ，１１ｂの両方を試験用モジュール１０ｆから分離した後、良品の半導体チップ１１ａ，１１ｂのみを用いて、図２に示す半導体パッケージ９に組み上げる。
【００８８】
本実施の形態によれば、複数個の半導体チップ１１ａ，１１ｂから半導体パッケージ９に作製する前に、良品の半導体チップ１１ａ，１１ｂを選別するので、不良品の半導体チップ１１ａ，１１ｂが混入した状態でパッケージ化することはない。従って、不良品の半導体チップ１１ａ，１１ｂのために良品の半導体チップ１１ａ，１１ｂも半導体パッケージ９ごと廃棄するといった事態を回避することができる。従って、半導体パッケージ９の歩留まりを向上させることができるので、パッケージングを低コストで行うことができる。また、半導体チップ１１ａ，１１ｂを半導体パッケージ９内の金属ワイヤ５の接続状態と同じ接続状態で試験するので、製品状態に近い試験データを得ることができる。
【００８９】
（その他の実施の形態）
以上説明した実施の形態では、試験用モジュール１０を分解して半導体チップ１１を取り出して出荷したが、半導体チップ１１の保護のために、試験用モジュール１０の状態で出荷しても良い。この場合、良品と判定した試験用モジュールを図１４に示すトレイに詰めて出荷する。
【００９０】
また、以上説明した実施の形態では、プローブカード１１５と入出力ドライブ部１１３を介して試験用モジュール１０とテスター１２０を電気的に接続して試験を行ったが、本発明の試験方法はこれに限定するものではない。
【００９１】
例えば、試験用マザーボードを介して試験用モジュールとテスターを電気的に接続して試験してもよい。この場合、試験基板にボンディングパッドとは別に試験用モジュールと外部とを電気的に接続する外部接続用パッドを設けておく。また、試験用マザーボードには外部接続用パッドの配置に対応する接触部が設けられたソケット若しくはコネクタを設けておき、試験用モジュールが試験用マザーボードと電気的に接続できるようにしておく。試験の際には、試験用モジュールを試験用マザーボードにソケット若しくはコネクタを介して接続し、試験用マザーボードをテスターに接続して試験を行う。
【００９２】
また、試験用マザーボードに設けるソケットやコネクタは複数個でもよく、この場合、複数個の試験用モジュールを試験用マザーボードに接続することによって同時並行して試験することができる。
【００９３】
さらに、試験用マザーボードを用いずにソケットやコネクタをテスターに接続して試験してもよい。
【００９４】
また、以上説明した実施の形態で用いた異方性導電シートは、絶縁性シートの厚さ方向に貫通する金属細線を埋め込んだものであったが、本発明はこれに限定するものではなく、厚さ方向に対して導電性を有し、面内方向に対して絶縁性を有するシートであればよい。
【００９５】
（付記１）ボンディングパッドを有する試験基板と、
前記試験基板の上に配置された半導体装置と、
前記半導体装置の電極に接触して厚さ方向にのみ導電性を有する異方性導電シートと、
前記ボンディングパッドに一端が接続され、前記電極を覆う領域において前記異方性導電シートと他端が接続された金属ワイヤと
を有することを特徴とする試験用モジュール。
【００９６】
（付記２）前記異方性導電シートは絶縁性シートと前記絶縁性シートの厚さ方向に貫通して埋め込まれた金属線よりなることを特徴とする付記１に記載の試験用モジュール。
【００９７】
（付記３）前記試験基板の上に複数の前記半導体装置が間隔をおいて載置されていることを特徴とする付記１に記載の試験用モジュール。
【００９８】
（付記４）前記半導体装置は前記試験基板の表面に対して垂直な方向に複数個重ねられていることを特徴とする付記１に記載の試験用モジュール。
【００９９】
（付記５）前記半導体装置のうち、少なくとも一つは試験装置の機能を補う回路が内部に形成された試験容易化用部品よりなることを特徴とする付記４に記載の試験用モジュール。
【０１００】
（付記６）前記試験基板と前記半導体装置は粘着シートを挟んで着脱可能に固定されていることを特徴とする付記１，３及び４のいずれか一項に記載の試験用モジュール。
【０１０１】
（付記７）前記試験基板と前記異方性導電シートは圧着シートにより着脱可能に固定されていることを特徴とする付記１に記載の試験用モジュール。
【０１０２】
（付記８）前記試験基板の前記半導体装置の配置又は固定位置に前記半導体装置により覆われる貫通孔が設けられていることを特徴とする付記１，３，４及び６のいずれか一項に記載の試験用モジュール。
【０１０３】
（付記９）前記試験基板の表面に位置認識マークが形成されていることを特徴とする付記１，３，４，６，７及び８のいずれか一項に記載の試験用モジュール。
【０１０４】
（付記１０）前記ボンディングパッドは前記金属ワイヤと前記ボンディングパッドの接触面よりも大きいことを特徴とする付記１に記載の試験用モジュール。
【０１０５】
（付記１１）ボンディングパッドを有する試験基板の上に半導体装置を配置する工程と、
前記半導体装置の電極に厚さ方向にのみ導電性を有する異方性導電シートを接触させる工程と、
前記ボンディングパッドと前記電極を覆う領域内の前記異方性導電シートとを金属ワイヤにより接続する工程と、
前記試験基板と試験装置を電気的に接続して前記半導体装置を試験する工程とを有することを特徴とする半導体装置の試験方法。
【０１０６】
（付記１２）前記半導体装置を試験する工程の後に、前記金属ワイヤ及び前記異方性導電シートを分離して前記半導体装置を取り出す工程をさらに有することを特徴とする付記１１に記載の半導体装置の試験方法。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の試験用モジュール及び半導体チップの試験方法によれば、異方性導電シートを介して金属ワイヤを半導体チップの電極パッドに接続するので、電極パッド上にプローブ痕やワイヤ痕を生じずに試験を行うことができる。また、金属ワイヤを介して試験基板と電気的に接続するので、多種多様な半導体チップを試験する場合に各々に対応した新たな試験基板を作成する必要はなく、ワイヤボンディング装置のプログラムを変更するだけで済む。また、異方性導電シートの金属細線の間隔が電極パッドの間隔より充分に狭ければ、電極パッドの配置に関わらず金属細線が電極パッドと金属ワイヤとに確実に接触し、電極パッドと金属ワイヤとが電気的に接続されるので、半導体チップの品種毎に新たに異方性導電シートを作製する必要はない。
【０１０８】
以上のように、試験用モジュールを作製して試験を行うことによって半導体チップの試験コストが抑えることができるので、半導体チップ及び半導体パッケージの低コスト化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来の試験フローを示すフローチャートであり、図１（ａ）は半導体チップを出荷する場合であり、図１（ｂ）は半導体パッケージを出荷する場合である。
【図２】図２は、複数の半導体チップを配置した半導体パッケージの断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る試験フローを示すフローチャートであり、図３（ａ）は半導体チップを出荷する場合であり、図３（ｂ）は半導体パッケージを出荷する場合である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る試験に用いる試験装置を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の第一の実施の形態に係る試験用モジュール（その１）を示し、図５（ａ）は斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る異方性導電シートの断面図である。
【図７】図７は、本発明の第一の実施の形態に係る試験用モジュール（その１，その２及びその３）を示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第一の実施の形態に係る試験方法を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る試験基板上に形成した位置認識マークを示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係る試験基板と半導体チップとを固定する方法を示す斜視図であり、図１０（ａ）は粘着シートを用いる場合であり、図１０（ｂ）は真空引きを用いる場合である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ）は、本発明に係る異方性導電シートに接続する金属ワイヤの形状を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第一の実施の形態に係る試験用モジュール（その５、その６）を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態に係る試験用モジュールを保管するトレイを示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態に係る試験基板に設けるボンディングパッドを示す平面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第二の実施の形態に係る試験用モジュール（その１）を示し、図１５（ａ）は斜視図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第三の実施の形態に係る試験用モジュール（その２）の作成方法を示す断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第二の実施の形態に係る試験用モジュール（その２）を示し、図１７（ａ）は斜視図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第三の実施の形態に係る試験用モジュールを示す斜視図である。
【図１９】図１９は、本発明の第四の実施の形態に係る試験用モジュールを示し、図１９（ａ）は斜視図であり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の第五の実施の形態に係る試験用モジュールを示し、図２０（ａ）は斜視図であり、図２０（ｂ）は図２０（ａ）におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図２１】図２１は本発明の第四の実施の形態と第五の実施の形態に係る試験用モジュールを分解する工程の違いを示す断面図であり、図２１（ａ）は、本発明の第四の実施の形態に係り、図２１（ｂ）は、本発明の第五の実施の形態に係る。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ・・・半導体チップ、２ａ，２ｂ・・・電極パッド、
３・・・中継基板、４・・・ボンディングパッド、５・・・金属ワイヤ、
６・・・封止樹脂、７・・・半田ボール、
１０，１０ａ〜１０ｈ・・・試験用モジュール、
１１，１１ａ，１１ｂ・・・半導体チップ（半導体装置）、
１２，１２ａ，１２ｂ・・・電極パッド（電極）、
１３・・・異方性導電シート、１４・・・金属ワイヤ、
１５，１５ａ，１５ｂ・・・試験基板、
１６，１６ａ，１６ｂ・・・ボンディングパッド、１７・・・粘着シート、
１８・・・熱圧着シート、２１・・・絶縁性シート、２２・・・金属細線、
３０・・・ヒートクランパー、３１・・・ステージ、３２・・・上型、
５０・・・ＤＦＴ用チップ（ＡＤコンバータ）、
６０・・・トレイ、１００・・・試験装置、１１０・・・プローバー、
１１１・・・支持台、１１２・・・駆動部、１１３・・・入出力ドライブ部、
１１４・・・プローブ位置コントローラ、１１５・・・プローブカード、
１１６・・・プローブ、１２０・・・テスター、
１２１・・・出力パラメータ設定コントローラ、１２２・・・電流電圧測定回路、
Ｄ・・・凹部、Ｈ・・・貫通穴、Ｍ・・・位置認識マーク

Claims (5)

1. ボンディングパッドを有する試験基板と、
   前記試験基板の上に配置された半導体装置と、
   前記半導体装置の電極に接触して厚さ方向にのみ導電性を有する異方性導電シートと、
   前記ボンディングパッドに一端が接続され、前記電極を覆う領域において前記異方性導電シートと他端が接続された金属ワイヤと
   を有することを特徴とする試験用モジュール。
2. 前記異方性導電シートは絶縁性シートと前記絶縁性シートの厚さ方向に貫通して埋め込まれた金属線よりなることを特徴とする請求項１に記載の試験用モジュール。
3. 前記半導体装置は前記試験基板の表面に対して垂直な方向に複数個重ねられていることを特徴とする請求項１に記載の試験用モジュール。
4. 前記半導体装置のうち、少なくとも一つは試験装置の機能を補う回路が内部に形成された試験容易化用部品よりなることを特徴とする請求項３に記載の試験用モジュール。
5. ボンディングパッドを有する試験基板の上に半導体装置を配置する工程と、
   前記半導体装置の電極に、厚さ方向にのみ導電性を有する異方性導電シートを接触させる工程と、
   前記ボンディングパッドと前記電極を覆う領域内の前記異方性導電シートとを金属ワイヤにより接続する工程と、
   前記試験基板と試験装置を電気的に接続して前記半導体装置を試験する工程とを有することを特徴とする半導体装置の試験方法。

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