JP2008076402A

JP2008076402A - 検査用基板

Info

Publication number: JP2008076402A
Application number: JP2007264119A
Authority: JP
Inventors: Tateo Sanemori; 健郎實盛; Kenji Furumoto; 建二古本; Shoichi Tanaka; 彰一田中; Tomoyuki Nakayama; 知之中山; Mikiya Mai; 幹也真井; Tsugio Murayama; 次雄村山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】配線基板の配線層と検査用基板のプローブ端子との間の抵抗値の低減及び抵抗値のばらつきを低減すると共に、配線層とプローブ端子との導通の安定化及び半導体ウェハの検査用電極とプローブ端子との良好な接触を確保する。
【解決手段】配線層４０ａを有する配線基板４０の半導体ウエハ１の検査用電極２と対応する部位にプローブ端子４２が設けられ、プローブ端子４２は、配線層４０ａと電気的に接続されている。プローブ端子４２の少なくとも先端面に、導電性を有する粒子４５が付着している。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体集積回路素子の検査用電極に電圧を印加して、半導体集積回路素子の電気的特性を検査するための検査用基板に関する。

従来、半導体集積回路装置は、半導体集積回路素子とリードフレームとがボンディングワイヤによって電気的に接続された後、半導体集積回路素子とリードフレームのリードとが樹脂又はセラミックにより封止された状態で供給され、プリント基板に実装されていた。

ところが、電子機器の小型化及び低価格化の要求から、半導体集積回路素子を半導体ウェハから切り出したままのベアチップ状態で回路基板に実装する方法が開発されており、品質が保証されたベアチップを低価格で供給することが望まれている。

半導体集積回路素子の検査用電極と接続されるプローブ端子を有する検査用基板を用いて、半導体集積回路素子に対してバーインを行なう検査方法が知られており、該検査方法に用いるために、図５及び図６に示すような検査用基板が提案されている。

尚、本発明が対象とする検査用基板としては、半導体ウェハ上に形成された複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一括して検査するものと、半導体ウェハから切り出された半導体集積回路素子（半導体チップ）が樹脂パッケージにより覆われてなる半導体パッケージの電気的特性を検査するものとが挙げられるが、図５は半導体ウェハ上に形成された複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一括して検査するための検査用基板の断面構造を示している。この場合、図６は図５において一点鎖線で示す部分の拡大断面構造を示している。

図５及び図６に示すように、複数の半導体集積回路素子が形成された半導体ウェハ１の表面には多数の検査用電極２が設けられており、該検査用電極２の周縁部はパッシベーション膜３によって覆われている。

図５に示すように、半導体ウェハ１を載置部４ａにおいて保持するウェハトレイ４の載置部４ａの周囲には弾性体からなる環状のシール部材５が設けられ、ウェハトレイ４の側面の適所には図示しない減圧手段に接続される開閉弁６が設けられ、ウェハトレイ１１の載置部４ａとシール部材５との間には、開閉弁６と連通する環状の減圧用凹状溝７が形成されている。

ウェハトレイ４に保持された半導体ウェハ１と対向するように検査用基板Ｅが設けられている。検査用基板Ｅは、配線層５０ａを有する配線基板５０と、剛性リング５１によって配線基板５０に固定された例えばポリイミドシートからなる弾性シート５２と、弾性シート５２における半導体ウェハ１上の検査用電極２と対応する部位に設けられた半球状のプローブ端子５３と、配線基板５０と弾性シート５２との間に設けられ、配線基板５０の配線層５０ａの一端部とプローブ端子５３とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート５４とを備えている。図６に示すように、異方導電性ゴムシート５４の内部には、多数の導電性粒子５５が互いに接続するように設けられており、これによって、配線基板５０の配線層５０ａとプローブ端子５３とは電気的に接続される。

尚、配線基板５０の配線層５０ａの他端部は、電源電圧、接地電圧又は信号電圧等の検査用電圧を供給する図示しない検査装置に接続される。

前述したように、半導体ウェハ１上の複数の半導体集積回路素子に対してウェハレベルで一括して検査を行なう場合には、図５に示すように、ウェハトレイ４と配線基板５０とを接近させると、ウェハトレイ４、シール部材５及び弾性シート５２によって密封空間５６が形成され、開閉弁６を図示しない減圧手段に接続して密封空間５６を減圧すると、ウェハトレイ４と弾性シート５２とが一層接近して、半導体ウェハ１上の各検査用電極２とプローブ端子５３とが電気的に接続する。その後、検査装置から検査用電圧を半導体ウェハ１上の各検査用電極２に印加すると共に、各検査用電極２からの出力信号を検査装置に入力して、検査装置により半導体ウェハ１上に形成されている各半導体集積回路素子の電気特性を評価する。

ところで、密封空間５６を減圧して半導体ウェハ１上の各検査用電極２と各プローブ端子５３とを接触させる際に問題となる検査用電極２又はプローブ端子５３の高さのばらつきは、配線基板５０の配線層５０ａとプローブ端子５３との間に介在する異方導電性ゴムシート５４の弾性変形によって吸収できるので、半導体ウェハ１上の各検査用電極２と検査用基板Ｅの各のプローブ端子５３とを確実に電気的に接続することができる。

ところが、前述したように、配線基板５０の配線層５０ａとプローブ端子５３とは、異方導電性ゴムシート５４の内部に配置されている多数の導電性粒子５５によって導通するため、異方導電性ゴムシート５４の抵抗値は導電性粒子５５の充填率によって決定されるが、導電性粒子５５の充填率のばらつきに起因して異方導電性ゴムシート５４の抵抗値がばらつくと共に、導電性粒子５５の充填率の管理に困難な作業が必要になるという問題がある。

また、導電性粒子５５同士の接触面積が小さいため、異方導電性ゴムシート５４の抵抗値、ひいては配線基板５０の配線層５０ａとプローブ端子５３との接触抵抗を低減することが困難であるという問題もある。

前述したように、半導体ウェハ１の各検査用電極２と検査用基板Ｅの各プローブ端子５３とを確実に接触させる必要があるため、密封空間５６を大きな減圧力で減圧しなければならない。また、密封空間５６に対する減圧は半導体ウェハ１に対する検査毎に繰り返し行なわれるが、この際、異方導電性ゴムシート５４には繰り返し荷重が付加される。このため、異方導電性ゴムシート５４が塑性変形して、検査用電極２とプローブ端子５３との良好な接触が確保できなくなったり、又は異方導電性ゴムシート５４の内部に設けられている多数の導電性粒子５５の配列が乱れて、配線層５０ａとプローブ端子５３との間の抵抗値がばらついたりするという問題がある。

また、半導体ウェハ１の上に形成されている半導体集積回路素子の高集積化に伴って、検査用電極２同士の間隔ひいては異方導電性ゴムシート５４の内部に設けられている導電性粒子５５の配列同士の間隔が小さくなるので、異方導電性ゴムシート５４が弾性変形する際に、導電性粒子５５の配列が乱れて、互いに隣接する導電性粒子５５の配列同士が近接又は接触してしまい、配線層５０ａとプローブ端子５３との導通が乱れてしまうという問題がある。

さらに、図６に示すように、プローブ端子５３の表面の形状が球面状であるためプローブ端子５３と検査用電極２との接触面積が大きいと共に、プローブ端子５３の表面が滑らかであるので、プローブ端子５３が所定の圧力で検査用電極２に対して押圧されても、検査用電極２の表面に自然酸化膜又は汚染物膜からなる被膜が付着していると、プローブ端子５３と検査用電極２との確実な接触が得られないという問題もある。

前記に鑑み、本発明は、配線基板の配線層と検査用基板のプローブ端子との間の抵抗値の低減及び抵抗値のばらつきを低減すると共に配線層とプローブ端子との導通の安定化を図ることを第１の目的とし、検査用電極の表面に被膜が形成されていても、プローブ端子と検査用電極との確実な接触が得られるようにすることを第２の目的とする。

前記の第１の目的を達成するため、本発明に係る第１の検査用基板は、半導体集積回路素子の検査用電極に電圧を印加して、半導体集積回路素子の電気的特性を検査するための検査用基板を対象とし、半導体集積回路素子と対向する対向面に配線層を有する配線基板と、配線基板の対向面と間隔をおくように設けられた弾性シートと、弾性シートの半導体集積回路素子と対向する面における検査用電極と対応する部位に設けられたプローブ端子と、両端部が配線基板の配線層に接合されていると共に中央部が配線基板の対向面と間隔をおくように設けられた導電性ワイヤと、配線基板と導電性ワイヤとの間に設けられ、導電性ワイヤを該導電性ワイヤの中央部がプローブ端子に接するように付勢する弾性部材とを備えている。

第１の検査用基板によると、両端部が配線基板の配線層に接合されていると共に中央部が配線基板と間隔をおくように設けられた導電性ワイヤと、該導電性ワイヤの中央部がプローブ端子に接するように付勢する弾性部材とを備えているため、配線基板の配線層とプローブ端子とは導電性ワイヤを介して電気的に接続されているので、配線基板の配線層とプローブ端子とを電気的に接続させるべく導電性ゴム部材の内部に配置される導電性粒子は不必要になる。

前記の第１の目的を達成するため、本発明に係る第２の検査用基板は、半導体集積回路素子の各検査用電極に電圧を印加して、半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一括に検査するための検査用基板を対象とし、基板本体と、該基板本体における半導体ウェハと対向する側に設けられ、内部に配線層が形成されていると共に弾性を有する配線シートと、該配線シートの半導体ウェハと対向する面における検査用電極と対応する部位に設けられ、配線シートの配線層と電気的に接続されたプローブ端子とを備えている。

第２の検査用基板によると、弾性を有する配線シートの内部に配線層が設けられていると共に、プローブ端子は配線シートの配線層に直接に接続されているため、配線基板の配線層とプローブ端子とを電気的に接続させる導電性ゴム部材の内部に配置される導電性粒子は不必要になる。

第２の検査用基板は、基板と配線シートとの間に弾性体を備えていることが好ましい。

前記の第１の目的を達成するため、本発明に係る第３の検査用基板は、半導体集積回路素子の検査用電極に電圧を印加して、半導体集積回路素子の電気的特性を検査するための検査用基板を対象とし、半導体集積回路素子と反対側の面に配線層を有する配線基板と、該配線基板における半導体集積回路素子と対向する側に設けられた弾性シートと、弾性シートの半導体集積回路素子と対向する面における検査用電極と対応する部位に設けられたプローブ端子と、配線基板を貫通するように設けられ、配線基板の配線層とプローブ端子とを接続する導電性ワイヤとを備えている。

第３の検査用基板によると、配線基板を貫通するように設けられ、配線基板の配線層とプローブ端子とを接続する導電性ワイヤを備えているため、配線基板の配線層とプローブ端子とを電気的に接続させるべく導電性ゴム部材の内部に配置される導電性粒子は不必要になる。

第３の検査用基板は、配線基板と弾性シートとの間に弾性体を備えていることが好ましい。

前記の第２の目的を達成するため、本発明に係る第４の検査用基板は、半導体集積回路素子の検査用電極に電圧を印加して、前記半導体集積回路素子の電気的特性を検査するための検査用基板を対象とし、配線層を有する配線基板又は配線シートと、配線基板又は配線シートの半導体集積回路素子と対向する面における検査用電極と対応する部位に設けられ、配線層と電気的に接続されたプローブ端子とを備え、プローブ端子の少なくとも先端面には、導電性を有する粒子が付着している。

第４の検査用基板によると、プローブ端子の少なくとも先端面には、導電性を有する粒子が付着しているため、検査用電極の表面に形成されている自然酸化膜又は汚染物膜からなる被膜は粒子によって破られる。

第４の検査用基板において、導電性を有する粒子は、プローブ端子の内部にも設けられていることが好ましい。

第１〜第３の検査用基板によると、配線基板の配線層とプローブ端子とを電気的に接続するべく異方導電性ゴムシートの内部に配置される導電性粒子が不必要になるため、導電性粒子の充填率のばらつき又は導電性粒子の配列の乱れに起因する異方導電性ゴムシートの抵抗値のばらつきが低減すると共に、導電性粒子の充填率を管理する作業が不要になる。

特に、第１の検査用基板によると、配線基板の配線層とプローブ端子とは導電性ワイヤを介して電気的に接続されているため、配線層とプローブ端子との接触抵抗を安定的に低減することができると共に、導電性ワイヤの中央部はプローブ端子に接するように弾性部材によって付勢されているため、プローブ端子を保持している弾性シートが半導体ウェハに対して接近又は離反しても、導電性ワイヤとプローブ端子とは電気的に確実に接続されている。

特に、第２の検査用基板によると、弾性を有する配線シートの内部に配線層が設けられていると共に、プローブ端子は配線シートの配線層に直接に接続されているため、配線層とプローブ端子との接触抵抗を安定的に低減することができると共に、半導体ウェハの高集積化に伴ってプローブ端子同士の間隔が小さくなっても隣接するプローブ端子同士が電気的に導通する恐れはない。

第２の検査用基板が基板と配線シートとの間に弾性体を備えていると、基板とプローブ端子との間の寸法のばらつきを弾性体が吸収するので、プローブ端子と検査用電極との電気的な接続がより一層確実になる。

特に、第３の検査用基板によると、配線基板の配線層とプローブ端子とは配線基板を貫通して延びる導電性ワイヤによって電気的に接続されているため、配線層とプローブ端子との接触抵抗を安定的に低減することができると共に、半導体ウェハの高集積化に伴ってプローブ端子同士の間隔が小さくなっても隣接するプローブ端子同士が電気的に導通する恐れはない。

第３の検査用基板が配線基板と弾性シートとの間に弾性体を備えていると、配線基板とプローブ端子との間の寸法のばらつきを弾性体が吸収するので、プローブ端子と検査用電極との電気的な接続がより一層確実になる。

従って、第１〜第３の検査用基板によると、配線層とプローブ端子との間の抵抗値及び抵抗値のばらつきを低減できると共に、配線層とプローブ端子との導通の安定化及びプローブ端子と半導体ウェハの検査用電極との良好な接触を確保することができる。

また、第４の検査用基板によると、検査用電極の表面に形成されている自然酸化膜又は汚染物からなる被膜は、プローブ端子の先端面に付着している粒子によって破られるため、プローブ端子と検査用電極との確実な接触を確保することができる。

第４の検査用基板において、導電性を有する粒子がプローブ端子の内部にも設けられていると、プローブ端子の先端面が摩耗して先端面に付着している粒子が脱落しても、プローブ端子の内部に設けられている粒子が露出してくるので、プローブ端子と検査用電極との確実な接触を長期間に亘って確保することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る検査用基板について図１を参照しながら説明する。

図１（ａ）及び（ｂ）は第１の実施形態に係る検査用基板Ａの要部の断面構造を示しており、図１（ａ）は図５における一点鎖線の部分と対応し、図１（ｂ）は図１（ａ）における１ｂ−１ｂ線の断面構造を示している。尚、図５と同様、複数の半導体集積回路素子が形成された半導体ウェハ１の表面には多数の検査用電極２が設けられており、該検査用電極２の周縁部はパッシベーション膜３によって覆われている。尚、検査用電極２の周縁部がパッシベーション膜３によって覆われていない場合もある。半導体ウェハ１は図５に示した構造を有するウェハトレイに保持されている。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、絶縁性の配線基板１０の内部及び表面には例えば銅からなる配線層１０ａが形成されている。尚、図１（ａ）に示すように、配線基板１０の表面に形成されている配線層１０ａは、半導体ウェハ１の検査用電極２と対向する部分において左右に分かれて配置されている。

配線基板１０の表面における半導体ウェハ１の検査用電極２と対向する部位には例えばゴムからなる弾性部材１１が固定されていると共に、配線基板１０の表面に形成された左右の配線層１０ａ同士には弾性部材１１を跨ぐように例えば２本の導電性ワイヤ１２が架設されている。この場合、導電性ワイヤ１２は、弾性部材１１に沈み込むように左右の配線層１０ａに接続されているため、半導体ウェハ１側に付勢されている（つまり配線基板１０から離れるように付勢されている）と共に、導電性ワイヤ１２の側方方向（図１（ｂ）の左右方向）への揺動が阻止されている。尚、導電性ワイヤ１２の各端部の左右の配線層１０ａへの固定方法としては、例えばワイヤボンデング法等を用いることができる。

配線基板１０と間隔をおいて例えばポリイミドシートからなる弾性シート１３が設けられており、該弾性シート１３の周縁部は図５に示した弾性シート５２と同様の方法で配線基板１０に固定されている。

弾性シート１３の半導体ウェハ１側（表側）における検査用電極２と対向する部位にはメッキ法により半球状のプローブ端子１４が形成されていると共に、プローブ端子１４は、弾性シート１３を貫通して延びた後に拡がる裏面部１４ａを有している。プローブ端子１４が裏面部１４ａと共に弾性シート１３を挟持することによってプローブ端子１４は弾性シート１３に保持されている。また、プローブ端子１４の裏面部１４ａが導電性ワイヤ１２に接していることによって、プローブ端子１４は導電性ワイヤ１２ひいては配線基板１０の配線層１０ａと電気的に導通している。

以上説明した、配線層１０ａを有する配線基板１０と、弾性部材１１と、導電性ワイヤ１２と、弾性シート１３と、プローブ端子１４とによって検査用基板Ａが構成されている。

従って、図５に基づき説明したと同様に、半導体ウェハ１を保持するウェハトレイと検査用基板Ａの配線基板１０とを接近すると、ウェハトレイ、ウェハトレイに設けられたシール部材及び検査用基板Ａの弾性シート１３によって密封空間が形成され、該密封空間が減圧されると、ウェハトレイと弾性シート１３とが一層接近するので、ウェハトレイに保持されている半導体ウェハ１の検査用電極２と検査用基板Ａのプローブ端子１４とが接続する。この場合、導電性ワイヤ１２は半導体ウェハ１側に付勢されているため、導電性ワイヤ１２とプローブ端子１４の裏面部１４ａとの接続が確保されているので、プローブ端子１４は配線基板１０の配線層１０ａにも電気的に接続されている。

このような状態で、検査用電圧を検査装置から、配線基板１０の配線層１０ａ、導電性ワイヤ１２及びプローブ端子１４を介して半導体ウェハ１の各検査用電極２に印加して、半導体ウェハ１に形成されている各半導体集積回路素子の電気特性を評価する。

半導体ウェハ１に形成されている各半導体集積回路素子の電気特性の評価が終了したときに、ウェハトレイ、シール部材及び弾性シート１３によって形成されている密封空間の減圧状態を解放すると、弾性シート１３は配線基板１０側に移動して元の状態に戻るが、この場合には、弾性部材１１が弾性変形するので、導電性ワイヤ１２はプローブ端子１４の裏面部１４ａに接触したまま元の状態に戻る。

尚、第１の実施形態においては、２本の導電性ワイヤ１２が設けられていたが、確実な電気的導通が確保できる範囲内で導電性ワイヤ１２の数を増減してもよい。

また、ここでは、半導体ウェハ１の上に形成された複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一括して検査する場合を示したが、第１の実施形態は、半導体ウェハ１から切り出された半導体集積回路素子（半導体チップ）が樹脂パッケージにより覆われてなる半導体パッケージにおける半導体集積回路素子の電気的特性を検査する検査用基板にも適用することができる。この場合には、図１（ａ）、（ｂ）における符号１は樹脂パッケージを示し、検査用電極２は樹脂パッケージ１の表面とほぼ面一であるか又は樹脂パッケージ１の表面から若干突出していると共に、パッシベーション膜３は存在しない。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る検査用基板Ｂについて図２を参照しながら説明する。

図２は第２の実施形態に係る検査用基板Ｂの要部の断面構造を示しており、図２は図５における一点鎖線の部分と対応する。尚、図５と同様、複数の半導体集積回路素子が形成された半導体ウェハ１の表面には多数の検査用電極２が設けられており、該検査用電極２の周縁部はパッシベーション膜３によって覆われている。尚、検査用電極２の周縁部がパッシベーション膜３によって覆われていない場合もある。半導体ウェハ１は図５に示した構造を有するウェハトレイに保持されている。

図２に示すように、ガラス板等からなる絶縁性基板２０の表面には例えばゴムシート等からなる弾性体２１が貼着されていると共に、弾性体２１における絶縁性基板２０の反対側には、内部に例えば銅からなる３層の配線層２２ａを有する例えばポリイミドシートからなる多層配線シート２２が貼着されている。尚、図２においては、多層配線シート２２の内部に３層の配線層２２ａが形成されている場合を示しているが、配線の引き回し状態又は半導体ウェハ１の検査用電極２の集積度等によって、配線層２２ａの数を変更することができる。

多層配線シート２２の半導体ウェハ１側（表側）における検査用電極２と対向する部位には、メッキ法により形成され、短柱状の基部と半球状のバンプとからなるプローブ端子２３が多層配線シート２２の表面側の配線層２２ａと接続するように設けられている。

以上説明した、絶縁性基板２０と、弾性体２１と、多層配線シート２２と、プローブ端子２３とによって検査用基板Ｂが構成されている。

従って、図５に基づき説明したと同様、半導体ウェハ１を保持するウェハトレイと検査用基板Ｂの絶縁性基板２０とを接近すると、ウェハトレイ、ウェハトレイに設けられたシール部材及び多層配線シート２２によって密封空間が形成され、該密封空間が減圧されると、ウェハトレイと多層配線シート２２とが一層接近するので、ウェハトレイに保持されている半導体ウェハ１の検査用電極２と検査用基板Ｂのプローブ端子２３とが接続する。尚、ウェハトレイ、シール部材及び多層配線シート２２によって形成される密封空間の減圧及び減圧の解放によって生じるプローブ端子２３の垂直方向（図２における上下方向）の移動量は、弾性体２１の弾性変形によって吸収することができる。

このような状態で、検査用電圧を検査装置から、多層配線シート２２の配線層２２ａ及びプローブ端子２３を介して半導体ウェハ１の各検査用電極２に印加して、半導体ウェハ１に形成されている各半導体集積回路素子の電気特性を評価する。

尚、ここでは、半導体ウェハ１の上に形成された複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一括して検査する場合を示したが、第２の実施形態は、半導体ウェハ１から切り出された半導体集積回路素子（半導体チップ）が樹脂パッケージにより覆われてなる半導体パッケージにおける半導体集積回路素子の電気的特性を検査する検査用基板にも適用することができる。この場合には、図２における符号１は樹脂パッケージを示し、検査用電極２は樹脂パッケージ１の表面とほぼ面一であるか又は樹脂パッケージ１の表面から若干突出していると共に、パッシベーション膜３は存在しない。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る検査用基板Ｃについて図３を参照しながら説明する。

図３は第３の実施形態に係る検査用基板Ｃの要部の断面構造を示しており、図３は図５における一点鎖線の部分と対応する。尚、図５と同様、複数の半導体集積回路素子が形成された半導体ウェハ１の表面には多数の検査用電極２が設けられており、該検査用電極２の周縁部はパッシベーション膜３によって覆われている。尚、検査用電極２の周縁部がパッシベーション膜３によって覆われていない場合もある。半導体ウェハ１は図５に示した構造を有するウェハトレイに保持されている。

図３に示すように、ガラス板等からなる絶縁性基板３０の表面（下面）には例えばゴムシート等からなる弾性体３１が貼着されていると共に、絶縁性基板３０の裏面（上面）には例えば銅からなる配線層３０ａが形成されている。

弾性体３１における絶縁性基板３０の反対側には例えばポリイミドシート等からなる弾性シート３２が貼着されており、該弾性シート３２はプローブ端子３３を保持している。この場合、弾性シート３２の半導体ウェハ１側（表側）における検査用電極２と対向する部位にはメッキ法により半球状のプローブ端子３３が形成されていると共に、プローブ端子３３は、弾性シート３２を裏面側に貫通して延びた後に拡がる裏面部３３ａを有しており、プローブ端子３３が裏面部３３ａと共に弾性シート３２を挟持することによってプローブ端子３３は弾性シート３２に保持されている。

絶縁性基板３０及び弾性体３１におけるプローブ端子３３の裏面部３３ａと対向する部位には、それぞれ第１の開口部３０ｂ及び第２の開口部３１ｂが形成されており、絶縁性基板３０の配線層３０ａとプローブ端子３３の裏面部３３ａとは、第１の開口部３０ｂ及び第２の開口部３１ｂを貫通して延びる導電性ワイヤ３４によって接続されている。尚、導電性ワイヤ３４の各端部と、絶縁性基板３０の配線層３０ａ又はプローブ端子３３の裏面部３３ａとの固定方法としては、例えばワイヤボンデング法等を用いることができる。

以上説明した、配線層３０ａを有する絶縁性基板３０と、弾性体３１と、弾性シート３２と、プローブ端子３３とによって検査用基板Ｃが構成されている。

従って、図５に基づき説明したと同様、半導体ウェハ１を保持するウェハトレイと絶縁性基板３０とを接近すると、ウェハトレイ、ウェハトレイに設けられたシール部材及び弾性シート３２によって密封空間が形成され、該密封空間が減圧されると、ウェハトレイと弾性シート３２とが一層接近するので、ウェハトレイに保持されている半導体ウェハ１の検査用電極２と検査用基板Ｃのプローブ端子３３とが接続する。尚、ウェハトレイ、シール部材及び弾性シート３２によって形成される密封空間の減圧及び減圧の解放によって生じるプローブ端子３３の垂直方向（図３における上下方向）の移動量は、弾性体３１の弾性変形によって吸収することができる。

尚、ここでは、半導体ウェハ１の上に形成された複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一括して検査する場合を示したが、第３の実施形態は、半導体ウェハ１から切り出された半導体集積回路素子（半導体チップ）が樹脂パッケージにより覆われてなる半導体パッケージにおける半導体集積回路素子の電気的特性を検査する検査用基板にも適用することができる。この場合には、図２における符号１は樹脂パッケージを示し、検査用電極２は樹脂パッケージ１の表面とほぼ面一であるか又は樹脂パッケージ１の表面から若干突出していると共に、パッシベーション膜３は存在しない。

（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る検査用基板Ｄについて図４を参照しながら説明する。

図４は第４の実施形態に係る検査用基板Ｄの要部の断面構造を示しており、図４は図５における一点鎖線の部分と対応する。尚、図５と同様、複数の半導体集積回路素子が形成された半導体ウェハ１の表面には多数の検査用電極２が設けられており、該検査用電極２の周縁部はパッシベーション膜３によって覆われている。尚、検査用電極２の周縁部がパッシベーション膜３によって覆われていない場合もある。半導体ウェハ１は図５に示した構造を有するウェハトレイに保持されている。

検査用基板Ｄは、配線層４０ａを有する配線基板４０と、配線基板４０に固定された例えばポリイミドシートからなる弾性シート４１と、弾性シート４１における半導体ウェハ１上の検査用電極２と対応する部位に設けられた半球状のプローブ端子４２と、配線基板４０と弾性シート４１との間に設けられ、配線基板４０の配線層４０ａとプローブ端子４２とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート４３とを備えている。異方導電性ゴムシート４３の内部には、多数の導電性粒子４４が互いに接続するように設けられており、これによって、配線基板４０の配線層４０ａとプローブ端子４２とは電気的に接続される。

プローブ端子４２の表面に導電性を有する多数の粒子４５が付着していると共に、プローブ端子４２の内部にも導電性を有する粒子４５が混入している。プローブ端子４２を構成する材料としては、ニッケル又は銅等のように電解メッキ法により成長可能なものが好ましく、導電性を有する粒子４５としては、例えばシリコンカーバイト、ニッケル、工業用ダイヤモンド片又はアルミナ粒子等のように比較的高い硬度を有すると共にプローブ端子４２を構成する材料との密着性に優れたものが好ましい。また、導電性を有する粒子４５の形状としては鋭利な表面形状を有するものが好ましい。

第４の実施形態によると、プローブ端子４２の先端面には導電性を有する粒子４５が付着しているため、検査用電極２の表面に形成されている自然酸化膜又は汚染物膜からなる被膜２ａは粒子４５によって破られるので、プローブ端子４２と検査用電極２との確実な接触を確保することができる。

また、プローブ端子４２の内部にも導電性を有する粒子４５が埋め込まれているため、プローブ端子４２の先端面が摩耗して粒子４５が脱落しても、プローブ端子４２の内部に埋め込まれている粒子４５が順次露出してくるので、プローブ端子４２と検査用電極２との確実な接触を長期間に亘って確保することができる。

尚、第４の実施形態は、従来のように異方導電性ゴムシート４３を有する検査用基板のプローブ端子４２の表面部及び内部に導電性を有する粒子４５を設けたが、これに代えて、第１〜第３の実施形態に係る検査用基板のプローブ端子１４、２３、３３の表面部及び内部に導電性を有する粒子４５を設けてもよいし、プローブ端子１４、２３、３３の少なくとも先端面に導電性を有する粒子４５を付着してもよい。

本発明の検査用基板は、半導体集積回路素子の電気的特性の検査に有用である。

（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る検査用基板の要部を示す断面図であって、（ｂ）は（ａ）における１ｂ−１ｂ線の断面図である。本発明の第２の実施形態に係る検査用基板の要部を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る検査用基板の要部を示す断面図である。本発明の第４の実施形態に係る検査用基板の要部を示す断面図である。半導体ウェハに形成されている半導体集積回路素子の電気的特性を従来の検査用基板を用いて検査する方法を示す断面図である。従来の検査用基板の要部を示す断面図である。

符号の説明

１半導体ウェハ
２検査用電極
２ａ被膜
３パッシベーション膜
１０配線基板
１０ａ配線層
１１弾性部材
１２導電性ワイヤ
１３弾性シート
１４プローブ端子
１４ａ裏面部
２０絶縁性基板
２１弾性体
２２多層配線シート
２２ａ配線層
２３プローブ端子
３０絶縁性基板
３０ａ配線層
３０ｂ第１の開口部
３１弾性体
３１ｂ第２の開口部
３２弾性シート
３３プローブ端子
３３ａ裏面部
３４導電性ワイヤ
４０配線基板
４０ａ配線層
４１弾性シート
４２プローブ端子
４３異方導電性ゴム
４４導電性粒子
４５導電性を有する粒子

Claims

半導体集積回路素子の検査用電極に電圧を印加して、前記半導体集積回路素子の電気的特性を検査するための検査用基板であって、
配線層を有する配線基板又は配線シートと、
前記配線基板又は配線シートの前記半導体集積回路素子と対向する面における前記検査用電極と対応する部位に設けられ、前記配線層と電気的に接続されたプローブ端子とを備え、
前記プローブ端子の少なくとも先端面には、導電性を有する粒子が付着していることを特徴とする検査用基板。
前記導電性を有する粒子は、前記プローブ端子の内部にも設けられていることを特徴とする請求項１に記載の検査用基板。