JP2010127894A - 半導体装置の検査用プローブおよびその製造方法、検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクト性が良好で耐久性も向上することのできる半導体装置の検査用プローブおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】複数の端子を有する半導体装置の検査用プローブ１であって、基板２と、基板２に設けられ半導体装置の複数の端子のそれぞれの配列に応じて設けられた接続部３を備え、接続部３が、貫通孔７内に配置された下地樹脂９と、基板２の表面２Ａから突出した下地樹脂９の表面に形成された導電膜１５からなる複数のコンタクト端子１３，２３を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置の検査用プローブ及びその製造方法、検査装置に関するものである。

電子部品の検査方法として、電子部品の電極にプローブと呼ばれる検査端子（コンタクト端子）を接触させて電気的に接続し、電子部品に検査用の信号を供給するプローブ検査が知られている。

近年、液晶表示装置を中心とした電気光学装置の高精細化が求められる中、駆動信号を供給する半導体装置における電極の狭ピッチ化が要求されている。そこで、このような電極の狭ピッチ化に対応した検査用プローブが必要となる。

従来の検査用プローブの構成は、特許文献１〜３に示すようなカレンチレバー型の検査プローブが一般的であった。この場合、半導体装置の電極の狭ピッチ化には対応困難であり、製造コストの上昇が予測される。そこで、半導体基板上に設けられた樹脂突起をコアとしてその表面を覆う複数の導電膜を電極とした樹脂コアバンプ構造の検査用プローブが提案されている（特許文献４，５）。
特開２００４−２６２２７３号公報 特開２００１−２８９８７４号公報 特開２００４−２９４０６３号公報 特開２００６−３２２８７６号公報 特開２００８−１５９９９２号公報

特許文献４，５では、シリコン基板を用いているため狭ピッチ配線化が可能であり、樹脂突起によるコンタクト性も良好となった。しかしながら、シリコン基板の表面上からのみの樹脂突起の変形だけでは、条件によってはコンタクト性が十分ではなく、また耐久性が低いという問題もある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、コンタクト性が良好で耐久性も向上することのできる半導体装置の検査用プローブおよびその製造方法、検査装置を提供することを目的としている。

本発明の半導体装置の検査用プローブは、上記課題を解決するために、複数の端子を有する半導体装置の検査用プローブであって、貫通孔を有する基板と、前記基板に設けられ前記半導体装置の前記複数の端子のそれぞれの配列に応じて設けられた接続部を備え、前記接続部が、前記貫通孔内に配置された下地樹脂と、前記基板の第１面から突出した前記下地樹脂の表面に形成された導電膜と、からなる複数のコンタクト端子を有していることを特徴とする。

本発明の半導体装置の検査用プローブは、複数のコンタクト端子を有した接続部が基板の第１面から突出した構造となっている。このため、検査用プローブを半導体装置に接続する場合には、コンタクト端子を構成している導電膜の内側にある下地樹脂の樹脂変形を利用した接続となり、後に接続される半導体装置側の端子に対するコンタクト端子の接触面積が広がって接続信頼性が良好となる。さらに、本発明の下地樹脂は貫通孔内に配置されたものであり、従来、基板上に設けられた樹脂突起を有してなる端子構造よりも半導体装置側の端子との接続部分におけるコンタクト性が良好で耐久性も向上させることができる。また、本発明の検査用プローブでは、ハンダなど低融点金属のはみ出しによる基板とのショートや端子間のショートも回避できるようになるので、従来に比べて接続信頼性が向上する。

また、前記コンタクト端子の先端が、外方に向かって凸になる曲面状になっていることが好ましい。
本発明によれば、半導体装置側の端子との接続時におけるコンタクト端子の変形が容易になる。

また、前記コンタクト端子が、先端に向かって細くなっていることが好ましい。
本発明によれば、半導体装置側の端子との接続時における応力を緩和することができるので、接続信頼性が向上したものとなる。

また、前記複数の導電膜間で前記下地樹脂の一部が露出していることが好ましい。
本発明によれば、端子間のショートを回避することができる。

また、前記複数の導電膜間において露出している前記下地樹脂の前記第１面からの突出高さが、前記複数の導電膜の前記突出高さよりも低いことが好ましい。
本発明によれば、接続部における各コンタクト端子が、半導体装置側の各端子と確実且つ良好に接続されるようになる。

また、前記導電膜が、展延性を有する単体または複数の金属膜により形成されていることが好ましい。
本発明によれば、延展性を有する単体または複数の金属膜により形成された導電膜であれば、下地樹脂とともに変形しやすい。

また、前記貫通孔内に設けられるとともに前記基板の第１面から突出する下地樹脂によって、前記コンタクト端子の基部側の側面が覆われていることが好ましい。
本発明によれば、変形したコンタクト端子と基板との間のショートを回避することができる。

また、前記導電膜が、前記貫通孔を経由して前記基板の前記第２面上に引き廻されていることが好ましい。
本発明によれば、コンタクト端子を構成する導電膜によって、基板の表裏導通が得られる。

また、前記半導体装置との接続時における応力を緩和する応力緩和部を有し、前記応力緩和部が、前記基板の前記第１面上に配置された樹脂突起を有してなることが好ましい。
本発明によれば、応力緩和部によって、半導体装置側の端子との接続時にコンタクト端子にかかる応力を緩和することで、良好な接続状態を得ることができる。

また、前記半導体装置の端子に対応して設けられた第２接続部を有し、前記第２接続部が、前記基板の前記第１面上に配置された樹脂突起と、前記樹脂突起の表面を覆う導電膜と、を有してなることが好ましい。
本発明によれば、半導体装置に設けられる複数の端子のうち、例えばＧＮＤ用の端子などに接続されることで例えば検査中にノイズの除去などを行うことができ、より信頼性の高いプローブ検査を行うことが可能である。

本発明の検査用プローブの製造方法は、上記課題を解決するために、入力端子および出力端子を有する半導体装置の検査用プローブの製造方法であって、基板に前記入力端子および出力端子のそれぞれの配列に応じて形成された複数の接続部を形成する工程を備え、前記複数の接続部を形成する工程が、基板の第２面側からビアを形成する工程と、前記ビアの内面に下地層を形成する工程と、前記下地層上に導電膜を形成する工程と、前記導電膜を複数の領域にパターニングする工程と、前記ビア内に樹脂を充填する工程と、前記基板を薄くして前記ビアを貫通させる工程と、前記基板の第１面から突出した前記下地層を除去して導電膜を露出させる工程と、を有することを特徴とする。

基板の第１面から突出する樹脂コアバンプ構造の検査用プローブを得ることができる。本発明では、貫通孔内に配置した樹脂とその表面を覆う導電膜とによってコンタクト端子が構成されている。半導体装置に接続する際は、接続部におけるコンタクト端子が半導体装置の端子と接触して変形することによって接続される。本発明のコンタクト端子は導電膜とともに貫通孔内に配置された樹脂が変形することから、基板上に設けられた樹脂突起とその表面を覆う導電膜とからなる従来のコンタクト端子の変形よりも、十分なコンタクト性を得ることができる。これにより、半導体装置に対して信頼性の高いプローブ検査が可能な検査用プローブを提供することができる。

また、前記ビアの底面を曲面状に形成することが好ましい。
本発明によれば、コンタクト端子の先端を曲面状に形成することができるので、接続時に変形し且つ接続強度も確実に得られるようになる。

また、前記ビアの内面をテーパ形状に形成することが好ましい。
本発明によれば、先端に向かって細くなるコンタクト端子を形成することができるので、半導体装置側の端子とのコンタクト性が良好な端子とすることができる。

また、パターニングされた複数の前記導電膜間で露出する前記樹脂の表面が、前記複数の前記導電膜の表面よりも低くなるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、半導体装置側の端子に対する各コンタクト端子の接続が良好に行える。

また、前記下地層を除去する工程において、前記コンタクト端子の基部側に前記下地層が部分的に残るようにすることが好ましい。
本発明によれば、コンタクト端子の基部側が下地層によって覆われた状態となるので、半導体装置側との接続時に変形したコンタクト端子が基板とショートしてしまうのを回避することができる。

また、前記基板上に、半導体装置との接続時における応力を緩和する応力緩和部を形成する工程を有することが好ましい。
本発明によれば、応力緩和部によって半導体装置との接続時における応力を緩和することができるので、コンタクト端子と半導体装置の端子との良好な接続が行える

また、前記半導体装置の端子に対応して設けられた第２接続部を形成する工程を有することが好ましい。
本発明によれば、半導体装置に設けられる複数の端子のうち、コンタクト端子とは異なる端子に接続されることで、検査中にノイズの除去などを行うことができるので、より信頼性のプローブ検査を行うことが可能となる。

また、半導体装置の検査用プローブを同一の基板に複数同時に形成した後、前記基板を前記検査用プローブ毎に切断することが好ましい。
本発明によれば、半導体装置の検査用プローブを効率よく製造することが可能となる。

本発明の検査装置は、先に記載の半導体装置の検査用プローブを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、上記した検査用プローブにより半導体装置との接続不具合が解消されるので、半導体装置のプローブ検査の検査精度を向上させることが可能である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１実施形態）
本発明に係る半導体装置の検査用プローブの第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、検査対象である半導体装置１００として一例を示すとともに、半導体装置１００が複数形成されたシリコンウェハＷを検査用プローブ１により検査している状態を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る半導体装置１００の検査用プローブ１を示す図であって、（ａ）は表面側から見た斜視図、（ｂ）は裏面側から見た斜視図である。また、図３は、検査用プローブの概略構成を示す断面図である。

検査用プローブ１は、入力端子１０１および出力端子１０２を有する半導体装置１００を検査するもので、入力端子１０１から検査信号などを入力し、出力端子１０２から検査信号などを取り出して、半導体装置１００の短絡や断線、特性などの検査が可能である。ここで、半導体装置１００の入力端子１０１は、図１に示すように端面１００ａに沿って複数設けられ、出力端子１０２は、端面１００ａに対向する隣り合う半導体装置１００の端面１００ｂに沿って複数設けられている。

検査用プローブ１は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、シリコン基板からなる平面視矩形状の検査用プローブ基板２と、検査用プローブ基板２の表面（第１面）２Ａから突出する入力側接続部１１および出力側接続部２１と、検査用プローブ基板２の裏面（第２面）２Ｂ側に設けられた入力側配線部１２および出力側配線部２２と、を備えている。入力側接続部１１および出力側接続部２１は、半導体装置１００側の入力端子１０１および出力端子１０２のそれぞれの配列に応じて設けられている。また、入力側配線部１２および出力側配線部２２は、表面２Ａ側の入力側接続部１１および出力側接続部２１のそれぞれと電気的に接続されている。

検査用プローブ基板２としては、上述したシリコン基板の他にも、例えばセラミックス基板や樹脂基板などを用いることができる。検査用プローブ基板２には、表面２Ａおよび裏面２Ｂを貫通する平面視矩形状の貫通孔７，７が互いの長手方向を平行にして形成されている。これら貫通孔７，７は、図３に示すように、裏面２Ｂから表面２Ａにかけてその幅が漸次狭くなるテーパ形状とされている。

図２（ａ）に示すように、入力側接続部１１は、半導体装置１００の入力端子１０１と接触する入力側コンタクト端子１３を複数有し、出力側接続部２１は、半導体装置１００の出力端子１０２と接触する出力側コンタクト端子２３を複数有している。これら入力側コンタクト端子１３および出力側コンタクト端子２３は、検査用プローブ基板２の貫通孔７，７内に配置された下地樹脂９，９と、検査用プローブ基板２の表面２Ａから突出した下地樹脂９，９の表面を部分的に被覆している複数の帯状の導電膜１５と、から構成されるもので、導電膜１５とその内側の下地樹脂９をコアとする、所謂樹脂コアバンプ電極である。実質的には、突出（露出）している各導電膜１５の一部が電極として機能する。

入力側接続部１１および出力側接続部２１の間の距離（ピッチ）は、半導体装置１００の複数の入力端子１０１の配列位置と複数の出力端子１０２の配列位置との間の距離に対応している。また、入力側コンタクト端子１３および出力側コンタクト端子２３は、半導体装置１００の入力端子１０１および出力端子１０２の配列方向に複数並んで設けられており、それぞれの配置ピッチが対応する入力端子１０１および出力端子１０２の配置ピッチに対応している。

また、入力側コンタクト端子１３および出力側コンタクト端子２３同士の間、すなわち導電膜１５同士の間からは下地樹脂９が部分的に露出している。これら導電膜１５間において露出している下地樹脂９の表面２Ａからの突出高さは、同じく表面２Ａから突出している各導電膜１５の突出高さよりも低くなっている。これにより、検査用プローブ基板２のコンタクト端子１３，２３と半導体装置１００の端子１０１，１０２との接続を確実且つ良好に行える。これら入力側コンタクト端子１３および出力側コンタクト端子２３における各導電膜１５は、図３に示すように、貫通孔７，７を経由して検査用プローブ基板２の裏面２Ｂ上にそれぞれ引き廻されており、これによって検査用プローブ基板２の表裏導通が得られた構成となっている。

検査用プローブ基板２の裏面２Ｂ上には、図２（ｂ）に示すように、半導体装置１００を検査する際の検査信号などを入力する入力側裏面端子５５および検査信号などを取り出す出力側裏面端子５６がそれぞれ複数配置されている。さらに裏面２Ｂ上には、これら入力側裏面端子５５および出力側裏面端子５６と貫通孔７，７との間の領域に入力側配線部１２および出力側配線部２２が形成されている。

入力側配線部１２および出力側配線部２２は、入力側配線１２ａおよび出力側配線２２ａをそれぞれ複数本ずつ有しており、これら配線１２ａ，２２ａの一端側が入力側裏面端子５５および出力側裏面端子５６のそれぞれに接続され、各配線１２ａ，２２ａの他端側が貫通孔７，７内の導電膜１５のそれぞれに接続されている（図３）。

すなわち、入力側裏面端子５５および出力側裏面端子５６と、入力側コンタクト端子１３および出力側コンタクト端子２３とが各配線１２ａ，２２ａを介して電気的に接続された状態とされており、これによって、入力側コンタクト端子１３および出力側コンタクト端子２３のそれぞれが独立して樹脂コアバンプ電極として機能するようになっている。

なお、検査用プローブ基板２の裏面２ＢにはＳｉＯ_２（酸化シリコン）からなる下地層１０が設けられており、この下地層１０によって、検査用プローブ基板２と、入力側裏面端子５５、出力側裏面端子５６、入力側配線部１２および出力側配線部２２との絶縁性が確保されている。

また、図３に示すように、貫通孔７内に配置された各導電膜１５においても、内面７ａを覆う下地層１０によって検査用プローブ基板２との絶縁性が確保されている。貫通孔７の内面を覆う下地層１０の端部１０ｂは、検査用プローブ基板２の表面２Ａから所定の突出量で突出してコンタクト端子１３，２３の突出長さの途中まで延出している。この下地層１０の端部１０ｂによって、各コンタクト端子１３，２３の裏面２Ｂ側の基部の側面が覆われた状態となっている。これにより、例えば接続時に変形したコンタクト端子１３，２３と検査用プローブ基板２との間のショートが回避される。

下地層１０として、本実施形態ではＳｉＯ_２（酸化シリコン）を採用しているが、これに限らず、窒化膜、エポキシなどの樹脂系材料からからなるものでもよい。下地層１０は、導電膜１５、入力側配線部１２、出力側配線部２２、入力側裏面端子５５および出力側裏面端子５６などと検査用プローブ基板２との電流リークの発生、および酸素や水分などによる検査用プローブ基板２の浸食などを防止するために設けられるものであることから、これらを実現できる材料であればよい。

下地層１０と、これら導電膜１５、入力側配線部１２、出力側配線部２２、入力側裏面端子５５および出力側裏面端子５６との間には、各部材と同時にパターン形成された金属層１４が介在している。

金属層１４は、チタンタングステンなどの金属材料からなり、下地層１０と、導電膜１５、入力側配線部１２、出力側配線部２２、入力側裏面端子５５および出力側裏面端子５６との密着性を確保してそれぞれを良好に接着させるように機能するものである。このような金属層１４は、各導電膜１５、入力側配線部１２、出力側配線部２２、入力側裏面端子５５および出力側裏面端子５６と同時にパターン形成されるものであって、少なくとも下地層１０と、導電膜１５、入力側配線部１２、出力側配線部２２、入力側裏面端子５５および出力側裏面端子５６のそれぞれとが平面視で重なる領域を含むように設けられている。

導電膜１５、入力側配線部１２、出力側配線部２２、入力側裏面端子５５および出力側裏面端子５６は、例えば、例えばＡｕ、ＴｉＷ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＶ、Ａｌ、Ｐｄ、鉛フリーハンダなどの展延性を有する金属膜の単層あるいは複数種を積層したものからなる。ここで、導電膜１５は、半導体装置１００側の端子１０１，１０２に接合することで下地樹脂９とともに弾性変形することから、特に展延性に優れたＡｕを用いるのが好ましい。

下地樹脂９は、貫通孔７，７内を埋め込むようにしてその中心に配置され、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂などからなる。下地樹脂９の材質（硬度）や形状については、コンタクト端子１３，２３の形状などによって適宜選択、設計される。

本実施形態におけるコンタクト端子１３，２３は、図３に示すように貫通孔７，７の直上、すなわち各貫通孔７，７の延長上に形成されている。コンタクト端子１３，２３の先端は半球状とされており、半導体装置１００に接続する際に、入力側接続部１１および出力側接続部２１におけるコンタクト端子１３，２３が半導体装置１００側の端子１０１，１０２と接触して変形することで双方が電気的且つ良好に接続される。また、本実施形態の検査用プローブ基板２の裏面２Ｂ側には補強部材１６が設けられている。

補強部材１６は、貫通孔７，７の開口７Ｂ，７Ｂおよび入力側配線部１２および出力側配線部２２を被覆するようにして設けられる。この補強部材１６は、裏面２Ｂ上の入力側裏面端子５５および出力側裏面端子５６を露出させることが可能な大きさで形成された板状部材からなり、接着材１８などを介して裏面２Ｂ上に貼り付けておく。
なお、補強部材１６は必要に応じて設ければよく、必須の構成要件ではないが、例えばコンタクト端子１３，２３にかかる接続時の荷重によって下地樹脂９が裏面２Ｂ側へ突出してしまうのを防止するためにも設けておいた方が好ましい。このような補強部材１６によって検査用プローブ１の機械的強度が高められる。

＜検査装置＞
図４は上述した検査用プローブ１を備えた検査装置７０の一例を示す概略図である。
図４において、検査装置７０は、検査対象機器である半導体装置１００（シリコンウェハＷ）を載置する載置台７１と、検査用プローブ１を保持するキャリッジ７２と、キャリッジ７２の位置および姿勢を調整可能な調整機構７３とを備えている。キャリッジ７２は、検査用プローブ１の入力側接続部１１および出力側接続部２１を半導体装置１００側に向けた状態で検査用プローブ基板２の裏面２Ｂ側を保持している。
そして、検査用プローブ１の入力側裏面端子５５及び出力側裏面端子５６（図２（ｂ））と検査装置７０側の配線とを接続する。

検査装置７０においては、半導体装置１００の各端子１０１，１０２と検査用プローブ１の入力側接続部１１および出力側接続部２１における入力側コンタクト端子１３および出力側コンタクト端子２３とが位置合わせされた状態で、キャリッジ７２が下降することによって、半導体装置１００に対して検査用プローブ１が押圧される。これにより、コンタクト端子１３，２３と端子１０１，１０２とが密着され、電気的な接続が得られる。

そして、検査用プローブ１のコンタクト端子１３，２３には、検査装置７０側から入力側裏面端子５５を介して駆動信号が供給される。検査用プローブ１は、コンタクト端子１３，２３から各端子１０１，１０２へ所定の電圧を印加することにより各半導体装置１００の導通試験などの電気的検査を行うことが可能である。

次に、以上の構成からなる本実施形態の検査用プローブ１を備えた検査装置７０を用いて、半導体装置１００の検査を行う方法について説明する。図５（ａ），（ｂ）は、本実施形態の検査用プローブ１を備えた検査装置７０による半導体装置１００の検査状態を示す断面図である。

まず、半導体装置１００の入力端子１０１及び出力端子１０２に対して、検査用プローブ１の入力側コンタクト端子１３及び出力側コンタクト端子２３の位置合わせを行う。この状態で、図５（ａ）に示すように、半導体装置１００の入力端子１０１及び出力端子１０２に対して、検査用プローブ１の入力側コンタクト端子１３および出力側コンタクト端子２３を同時に接触させる。

そして、半導体装置１００に対して検査用プローブ１の検査用プローブ基板２を押圧する。すると、図５（ｂ）に示すように、コンタクト端子１３，２３が半導体装置１００側の基板２に圧迫されて圧縮変形する。ここで、コンタクト端子１３，２３は、その先端が曲面状とされていることから容易に変形する。変形したテーパ形状のコンタクト端子１３，２３は、端子１０１，１０２に対する接触面積が広がった状態となるので、双方の電気的な接続が確保され、さらに、変形した下地樹脂９の弾性復元力（反発力）によって、その表面の導電膜１５が端子１０１，１０２に対して高い強度で接続されることになる。これにより、入力端子１０１および出力端子１０２と、入力側コンタクト端子１３および出力側コンタクト端子２３とが密着されて良好な接続状態となる。この状態で半導体装置１００のプローブ検査を行う。

本実施形態に係る半導体装置１００の検査用プローブ１は、検査用プローブ基板２の表裏に貫通孔７を介して導通が得られたコンタクト端子１３，２３を有した構造体となっている。これらコンタクト端子１３，２３（入力側接続部１１および出力側接続部２１）は検査用プローブ基板２の表面２Ａから突出しており、コンタクト端子１３，２３が変形することによって半導体装置側の端子１０１，１０２と接続する。すなわち、導電膜１５の内側にある下地樹脂９の樹脂変形を利用した接続であるため、後に接続される半導体装置１００側の端子１０１，１０２に対するコンタクト端子１３，２３の接触面積が広がって接続信頼性が良好となる。また、ハンダなど低融点金属のはみ出しによる基板とのショートや端子間のショートも回避することができるので、良好な接続を容易に行えるものとなる。

本実施形態では、コンタクト端子１３，２３を構成している下地樹脂９が貫通孔７内に配置されている。このため、従来、基板上に設けられた樹脂突起を有してなる端子の変形よりも、接続部分におけるコンタクト性も良好となり、接続部分における耐久性を向上させることが可能である。したがって、接続信頼性に優れた半導体装置の検査用プローブとなる。

（検査用プローブの製造方法）
次に、検査用プローブ１の製造方法について図６〜図８を用いて説明する。図６は、検査用プローブ１の製造方法のフローチャート図、図７および図８は、検査用プローブ１の製造方法の工程図である。ここで、本実施形態においては、検査用プローブ１は一つのシリコンウェハ上に複数同時に一括して形成されるものとする。なお、検査用プローブ１を製造する途中工程を示す図７および図８においては、図を簡略化し、シリコンウェハＷ上に形成した１つの検査用プローブ１を示している。なお、以下の製造工程の説明に用いるシリコンウェハＷと検査用プローブ基板２とは同じものとする。

まず、図７（ａ）に示すように、検査用プローブ基板２の裏面２Ｂ側からビア７ｂ，７ｂを形成する（Ｓ１）。本実施形態では、板厚が６２５μｍのシリコン基材の所定の位置に、直径５０μｍ、深さ１００μｍのビア７ｂ，７ｂをドライエッチングにより形成した。この際、ビア７ｂ，７ｂの底面が曲面となるように調整した。また、エッチングには、フォトレジストマスクや、ハードマスクとしてＳｉＯ_２膜を用いても良く、フォトレジストマスク及びハードマスクを併用しても良い。また、エッチング方法としてはドライエッチングに限らず、ウェットエッチング、レーザ加工、あるいはこれらを併用しても良い。

次に、検査用プローブ基板２の裏面２Ｂおよびビア７ｂ，７ｂの内面を覆う下地層１０を形成する（Ｓ２）。ここでは、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ_２膜を３０００Å以上の膜厚となるように成膜する。なお、本実施形態ではＳｉＯ_２を用いたが、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）を用いて形成した正珪酸四エチル（Tetra Ethyl Ortho Silicate：Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４：以下、ＴＥＯＳという）、すなわちＰＥ−ＴＥＯＳ、及びオゾンＣＶＤを用いて形成したＴＥＯＳ（Ｏ_３−ＴＥＯＳ）を用いることもできる。

次に、下地層１０上にＴｉＷ膜１４Ａを形成する（Ｓ３）。ここでは、検査用プローブ基板２の裏面２Ｂおよびビア７ｂ，７ｂ内に、スパッタ法を用いてＴｉＷ膜１４Ａを１０００Åの膜厚で成膜する。
続けて、図７（ｂ）に示すように、金属層１４上にＡｕ膜１５Ａを形成する（Ｓ４）。ここでは、検査用プローブ基板２の裏面２Ｂおよびビア７ｂ，７ｂ内に、スパッタ法を用いてＡｕ膜１５Ａを５０００Åの膜厚で成膜する。

その後、図７（ｃ）に示すように、周知のフォトリソグラフィおよびエッチング法によりＡｕ膜１５ＡとＴｉＷ膜１４Ａとを同時にパターニングする（Ｓ５）。これにより、ビア７ｂ，７ｂの内側に導電膜１５が形成され、裏面２Ｂ側に入力側裏面端子５５、出力側裏面端子５６、入力側配線部１２および出力側配線部２２がパターン形成される。また、これら導電膜１５、入力側配線部１２、出力側配線部２２、入力側裏面端子５５、出力側裏面端子５６のそれぞれの下層には、これらと同じ形状の金属層１４が同時にパターン形成される。

ここで、ＴｉＷのスパッタ膜上にＡｕのスパッタ膜が密着して形成されることから、金属層１４によって、下地層１０と、導電膜１５、入力側配線部１２、出力側配線部２２、入力側裏面端子５５、および出力側裏面端子５６との密着性が確保されたものとなる。なお、必要であれば、Ａｕめっきなどで抵抗値を下げる手立てをしても良い。また、後の工程においてビア７ｂ，７ｂ内に充填される樹脂材料との密着性を確保するためにさらに別の金属層を形成してもよい。

次に、図７（ｄ）に示すように、ビア７ｂ，７ｂの内部に樹脂材料を充填し、下地樹脂９を形成する（Ｓ６）。ここでは、ポリイミドを用いた。本実施形態では、ビア７ｂ，７ｂの底面が曲面状になっているので気泡などを樹脂内に混入させることなく充填できる。

次に、図７（ｅ）に示すように、基板２の表面２Ａ側を、接着材１２１を介して設けたガラス基板などからなる支持部材１２０によって支持する。そして、支持部材１２０に基板２を貼り付けた状態で、基板２の表面２Ａ側から例えばＣＭＰ（化学的機械的研磨）を行うことにより、図８（ｆ）に示すように、基板２を所定の厚さになるまで研磨して基板２の厚みを薄くする（Ｓ７）。具体的には、下地層１０が露出する直前まで加工する。支持部材１２０によって補強しておくことにより、基板２の反りを矯正し、且つ加工またはハンドリング時に発生するクラックを防止することができる。

次に、図８（ｇ）に示すように、ドライエッチングあるいはウェットエッチングなどにより（Ｓ８）、基板２を選択的に薄くすることで貫通孔７を形成し、表面２Ａ側から下地層１０を所定の突出量で突出させる。エッチングには、シリコンに対する下地層１０のエッチング速度が十分遅いものを使用することが望ましい。ドライエッチングの場合には誘導結合プラズマエッチング（ＩＣＰ）などが利用でき、ウェットエッチングの場合には、エッチャントとしてＨＦ、ＨＮＯ３やそれらの混合液およびＫＯＨなどを使用することによって下地層１０の突出が可能となる。下地層１０の突出量Ｌ１としては、ポスト長さＬの２％〜２０％程度とした。なお、この工程により、基板２の厚さ方向を貫通する貫通孔７が形成される。

次に、図８（ｈ）に示すように、下地層１０の露出部分を除去して下層の金属層１４を露出させる（Ｓ９）。下地層１０の除去には、ドライエッチングあるいはウェットエッチングなどを用いて行う。ドライエッチングの場合には、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）が利用でき、その場合のガスとしてはＣＦ_４、Ｏ_２などを使用する。ウェットエッチングの場合、ＴｉＷ層を侵さずに下地層１０を除去できるエッチャントを選定する必要がある。下地層１０がＳｉＯ_２の場合には、希フッ酸を使用する。

また、前工程において下地層１０をシリコン基材から突出させる際、ウェットエッチングによって金属層１４が露出するまで下地層１０を除去してもよい。この場合、一つの工程で、下地層１０の除去および金属層１４の露出を行うことが可能である。

次に、図８（ｉ）に示すように、再度シリコンエッチングを行って（Ｓ１０）、基板２を選択的に薄くすることにより下地層１０の端部１０ｂを所定量突出させる。ドライエッチングの場合には、ＩＣＰ、ＲＩＥを用いて行う。この際、下地層１０の突出量Ｌ２としては、ポスト長さＬの２％〜２０％程度とした。

次に、図８（ｊ）に示すように、金属層１４の露出部分を除去して下層の導電膜１５を露出させる（Ｓ１１）。金属層１４がＴｉＷからなることからウェットエッチングを用いて除去する。Ａｕは酸化膜が形成されないため、使用時（液晶表示装置に接続する）まで露出させた状態であっても、半導体装置１００側の端子１０１，１０２との接続信頼性を確保できる。これにより、基板２の表面２Ａに突出するコンタクト端子１３，２３が形成され、ひいては図２（ａ）に示したような入力側接続部１１および出力側接続部２１が構成される。

次に、基板２を支持している支持部材１２０を剥離した後、基板２の裏面２Ｂ上に接着材１８により補強部材１６を貼着させる（Ｓ１２）。

次に、その後、ダイシングラインＤに沿ってシリコンウェハＷを切断することで、複数の検査用プローブ１に個片化する。
このようにして、本実施形態の検査用プローブ１が得られる。

本実施形態に係る半導体装置１００の検査用プローブ１によると、各貫通孔７，７の直上、延長上にコンタクト端子１３，２３を形成することから、これによって基板２の表裏導通が得られる。このように、樹脂コアバンプであるコンタクト端子１３，２３を形成する工程と、基板２の表裏導通を得る工程とが同時に行なえるので、製造コストを低減することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の検査用プローブの第２実施形態について図９を用いて説明する。図９（ａ）は第２実施形態の検査用プローブの表面側から見た模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図９（ａ）においては、検査用プローブ６０の構成を模式化して示している。

以下に示す本実施形態の検査用プローブの基本的な構造は先の第１実施形態と略同様であるが、検査用プローブ基板２の表面２Ａ上の入力側接続部１１および出力側接続部２１が設けられていない領域に一対の応力緩和部６６，６６が設けられている点において先の実施形態と異なる。よって、以下の説明では、先の実施形態と異なる構成について詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図１〜図３と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。

本実施形態の検査用プローブ６０は、図９（ａ）に示すように検査用プローブ基板２の表面２Ａ上に設けられている入力側接続部１１および出力側接続部２１の両端側に、これらの延在方向と直交する方向に延在する応力緩和部６６，６６がそれぞれ配置されている。これら応力緩和部６６，６６は、図９（ｃ）に示すように表面２Ａ上に配置された樹脂突起からなるもので先端に向かって細くなっている。これら応力緩和部６６の表面２Ａからの突出高さは、図９（ｂ）に示すコンタクト端子１３，２３の表面２Ａからの突出高さと略等しい。

応力緩和部６６，６６は、検査用プローブ６０を半導体装置１００に接続させる際に、各々の先端が半導体装置１００の入力端子１０１および出力端子１０２が形成されていない領域に当接することで、接続時にコンタクト端子１３，２３にかかる応力を緩和するよう機能する。

本実施形態の検査用プローブ６０によれば、一対の応力緩和部６６，６６によって半導体装置１００との接続時における応力を緩和することができるので、コンタクト端子１３，２３と端子１０１，１０２とのコンタクト性を向上させることが可能となる。これにより、半導体装置１００の良好なプローブ検査が行える。

（第３実施形態）
次に、本発明の検査用プローブの第３実施形態について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は第３実施形態の検査用プローブの表面側から見た模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図１０（ａ）においては、検査用プローブ８０の構成を模式化して示している。

本実施形態の検査用プローブ８０は、図１０（ａ）に示すように入力側接続部１１および出力側接続部２１の他に、ＧＮＤ側接続部８１（第２接続部）、電源側接続部８２（第２接続部）を有している。ＧＮＤ側接続部８１および電源側接続部８２は、半導体装置１００側のＧＮＤ端子および電源端子（いずれも不図示）にそれぞれ接続されるもので、検査用プローブ基板２の表面２Ａ上に設けられている入力側接続部１１および出力側接続部２１の両端側にこれら入力側接続部１１および出力側接続部２１の延在方向と直交する方向に延在するようにして設けられている。

ＧＮＤ側接続部８１および電源側接続部８２は、図９（ｃ）に示すように、表面２Ａ上に設けられた樹脂突起８３と、樹脂突起８３の表面を覆う複数の導電膜８４とにより構成される接触端子８５，８６を有している。接触端子８５は、導電膜８４に接続する配線８５ａおよび貫通電極８７を介して裏面２Ｂ側のＧＮＤ側端子８８と電気的に接続され、接触端子８６は、導電膜８４に接続する配線８５ｂおよび貫通電極８７を介して裏面２Ｂ側の電源側端子８９と電気的に接続されている。

また、検査用プローブ基板２の表面２Ａは絶縁層６１によって被覆されている。絶縁層６１は、表面２Ａにおける入力側接続部１１および出力側接続部２１以外の領域を被覆しており、導電膜８４および配線８５ａ，８５ｂと検査用プローブ基板２との絶縁性を確保している。

また、貫通電極８７が配置される貫通孔１７の内側にも下地層１０および金属層１４が設けられていて、これらは図９（ｂ）に示す貫通孔７の内側に存在する下地層１０および金属層１４と同時にパターン形成されたものである。

本実施形態の検査用プローブ８０によれば、半導体装置１００のＧＮＤ端子および電源端子に対する接触端子８５，８６のコンタクト性が向上するため、ノイズなどの影響を受けることなく精度の良いプローブ検査を行うことができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の検査用プローブの第４実施形態について図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は第４実施形態の検査用プローブの表面側から見た模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図１１（ａ）においては、検査用プローブ９０の構成を模式化して示している。

本実施形態の検査用プローブ９０は、入力側接続部１１および出力側接続部２１の他に、ＧＮＤ側接続部９１、電源側接続部９２を有している。これらＧＮＤ側接続部９１および電源側接続部９２は、入力側接続部１１および出力側接続部２１と略共通した構造となっていて、半導体装置１００側のＧＮＤ端子および電源端子（いずれも不図示）のそれぞれに接続する接触端子９３，９４を有している。

接触端子９３，９４は、断面視テーパ形状の貫通孔７内に配置される下地樹脂９と表面２Ａから突出する下地樹脂９の表面を覆う導電膜１５とから構成され、貫通孔７を経由して裏面２Ｂ上に設けられた入力側端子９８および出力側端子９９と電気的に接続されている。これら入力側端子９８および出力側端子９９には上記検査装置７０の配線が接続される。

本実施形態の検査用プローブ９０によれば、貫通孔７内に配置された下地樹脂９とその表面を覆う導電膜１５とからなる樹脂コアバンプ構造の接触端子９３，９４によって、半導体装置１００のＧＮＤ端子および電源端子に対するコンタクト性がより向上する。

（第５実施形態）
次に、本発明の検査用プローブの第５実施形態について図１２を用いて説明する。図１２（ａ）は第４実施形態の検査用プローブの表面側から見た模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図１２（ａ）においては、検査用プローブ１１０の構成を模式化して示している。

本実施形態の検査用プローブ１１０は、入力側接続部１１および出力側接続部２１の他に、一対の応力緩和部１１１，１１２を有している。これら応力緩和部１１１，１１２は、入力側接続部１１および出力側接続部１２と略共通した構成となっているが電極としての機能は有しておらず、半導体装置１００との接続時にコンタクト端子１３，２３にかかる応力を緩和するよう機能するものである。

本実施形態によれば、入力側接続部１１および出力側接続部１２と同時に応力緩和部１１１，１１２を形成することができるので製造効率がよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

第１実施形態の検査用プローブと検査対象の半導体装置を示す斜視図。 第１実施形態の検査用プローブを示す斜視図。 第１実施形態の検査用プローブの概略構成を示す断面図。 検査用プローブを備えた検査装置の一例を示す概略図。 検査装置による半導体装置の検査状態を示す断面図。 検査用プローブの製造工程を示す断面図。 検査用プローブの製造工程を示す断面図。 検査用プローブの製造工程を示す断面図。 第２実施形態の検査用プローブの概略構成図。 第３実施形態の検査用プローブの概略構成図。 第４実施形態の検査用プローブの概略構成図。 第５実施形態の検査用プローブの概略構成図。

符号の説明

１，６０，８０，９０，１１０…検査用プローブ、２…基板、２Ａ…表面（第１面）、２Ｂ…裏面（第２面）、７…貫通孔、７ｂ…ビア、９…下地樹脂、１０…下地層、１１…入力側接続部（接続部）、２１…出力側接続部（接続部）、１４…金属層、１５…導電膜、１３，２３…コンタクト端子、６６…応力緩和部（樹脂突起）、８１…ＧＮＤ側接続部（第２接続部）、８２…電源側接続部（第２接続部）、１００…半導体装置、１０１…入力端子，１０２…出力端子

Claims (19)

1. 複数の端子を有する半導体装置の検査用プローブであって、
   貫通孔を有する基板と、
   前記基板に設けられ前記半導体装置の前記複数の端子のそれぞれの配列に応じて設けられた接続部を備え、
   前記接続部が、前記貫通孔内に配置された下地樹脂と、前記基板の第１面から突出した前記下地樹脂の表面に形成された導電膜と、からなる複数のコンタクト端子を有している
   ことを特徴とする半導体装置の検査用プローブ。
2. 前記コンタクト端子の先端が、外方に向かって凸になる曲面状になっている
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の検査用プローブ。
3. 前記コンタクト端子が、先端に向かって細くなっている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の検査用プローブ。
4. 前記複数の導電膜間で前記下地樹脂の一部が露出している
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブ。
5. 前記複数の導電膜間において露出している前記下地樹脂の前記第１面からの突出高さが、前記複数の導電膜の前記突出高さよりも低い
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブ。
6. 前記導電膜が、展延性を有する単体または複数の金属膜により形成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブ。
7. 前記貫通孔内に設けられるとともに前記基板の前記第１面から突出する下地樹脂によって、前記コンタクト端子の基部側の側面が覆われている
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブ。
8. 前記導電膜が、前記貫通孔を経由して前記基板の前記第２面上に引き廻されている
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブ。
9. 前記半導体装置との接続時における応力を緩和する応力緩和部を有し、
   前記応力緩和部が、前記基板の前記第１面上に配置された樹脂突起を有してなる
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブ。
10. 前記半導体装置の端子に対応して設けられた第２接続部を有し、
    前記第２接続部が、前記基板の前記第１面上に配置された樹脂突起と、前記樹脂突起の表面を覆う導電膜と、を有してなる
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブ。
11. 入力端子および出力端子を有する半導体装置の検査用プローブの製造方法であって、
    基板に前記入力端子および出力端子のそれぞれの配列に応じて形成された複数の接続部を形成する工程を備え、
    前記複数の接続部を形成する工程が、
    基板の第２面側からビアを形成する工程と、
    前記ビアの内面に下地層を形成する工程と、
    前記下地層上に導電膜を形成する工程と、
    前記導電膜を複数の領域にパターニングする工程と、
    前記ビア内に樹脂を充填する工程と、
    前記基板を薄くして前記ビアを貫通させる工程と、
    前記基板の第１面から突出した前記下地層を除去して導電膜を露出させる工程と、
    を有する
    ことを特徴とする半導体装置の検査用プローブの製造方法。
12. 前記ビアの底面を曲面状に形成する
    ことを特徴とする請求項１１記載の半導体装置の検査用プローブの製造方法。
13. 前記ビアの内面をテーパ形状に形成する
    ことを特徴とする請求項１１または１２記載の半導体装置の検査用プローブの製造方法。
14. パターニングされた複数の前記導電膜間で露出する前記樹脂の表面が、前記複数の前記導電膜の表面よりも低くなるように形成されている
    ことを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブの製造方法。
15. 前記下地層を除去する工程において、
    前記コンタクト端子の基部側に前記下地層が部分的に残るようにする
    ことを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブの製造方法。
16. 前記基板上に、半導体装置との接続時における応力を緩和する応力緩和部を形成する工程を有する
    ことを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブの製造方法。
17. 前記半導体装置の端子に対応して設けられた第２接続部を形成する工程を有する
    ことを特徴とする請求項１１ないし１６のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブの製造方法。
18. 半導体装置の検査用プローブを同一の基板に複数同時に形成した後、前記基板を前記検査用プローブ毎に切断する
    ことを特徴とする請求項１１ないし１７のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブの製造方法。
19. 請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の半導体装置の検査用プローブを備えたことを特徴とする検査装置。

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