JP2012028471A - 半導体ウェハの検査装置及びウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェハ及び検査ボード間に介装する部材点数が少なく、半導体ウェハの検査を簡易に行なうことができる半導体ウェハの検査装置を提供する。
【解決手段】ウェハ検査装置１０１は、樹脂微粒子の表面に導電層が形成されている複数の導電性ボール１が絶縁シート１１の表裏面からそれぞれ突出して貫装されるウェハ検査用シート１０と、ウェハ検査用シート１０を保持し、半導体ウェハ２００に複数配設されたダイの表面にそれぞれ露出される接続端子２０１にウェハ検査用シート１０の各導電性ボール１をそれぞれ接触させるシート保持部４０と、ダイの電気的試験のための試験信号を、各導電性ボールを介して、ダイの接続端子に入力し、当該ダイからの出力特性を評価するダイ評価部３０と、を備えている。
【選択図】図７

Description

この発明は、半導体ウェハの状態（Wafer Level）で一括して検査可能な半導体ウェハの検査装置に関し、特に、外形寸法がチップサイズと略同等な大きさのパッケージの総称であるチップサイズパッケージ（Chip Size Package：以下、ＣＳＰと称す）のうち、チップ自身の大きさで実現したリアルチップサイズのＣＳＰであるウェハレベルＣＳＰの製造装置に関する。

ウェハレベルＣＳＰは、通常のウェハ処理工程（前工程）の終了後に、引き続き、再配置配線のためのメタル成膜を行ない、再配置配線や接続端子（はんだボールと接続するための端子）を形成する。そして、半導体ウェハに対して樹脂により封止した後に、接続端子に合わせてはんだボールを半導体ウェハ上に搭載する。そして、ダイシングにより複数のダイに切断して完成させる。

このように、ウェハレベルＣＳＰは、ダイシングにより複数のダイに切断される時点で、前工程及び後工程が全て完了しているものであり、半導体ウェハの状態で一括してバーンイン（burn-in）検査が行なわれるものである。

例えば、従来の半導体装置検査用コンタクト装置は、半導体装置の外部端子を構成する各々のパッドに対応した位置にバンプを有する両面コンタクトシートと、両面コンタクトシートと前記半導体装置とを安定，確実に接触させるために、弾性を有する材料中に金属細線が埋込まれた金属線埋設シートとを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１８０５０６号公報

従来の半導体装置検査用コンタクト装置は、半導体装置の外部端子と両面コンタクトシートのバンプとの良好な接触を得るために、バンプ高さばらつき及び半導体装置の非平坦性を吸収する必要がある。これに対し、従来の半導体装置検査用コンタクト装置は、両面コンタクトシートのバンプ、スルーホール導体及びパッドが弾性を有しないため、両面コンタクトシートとは別部材である、金属線埋設シートを必要とする。

すなわち、従来の半導体装置検査用コンタクト装置は、半導体装置及び検査用の拡張基板（テスト，バーイン用基板）間に介装する部材点数が多く、製造コストが掛かるうえに、両面コンタクトシート及び金属線埋設シートの位置合わせも必要となり、検査工程が複雑になるという課題がある。

また、従来の半導体装置検査用コンタクト装置は、繰り返し、複数の半導体装置の検査に使用され、バンプが半導体装置の外部端子に所定の押圧力で接触されるために、バンプに変形や傷が発生し、バンプ（両面コンタクトシート）の寿命が短いという課題があった。

特に、従来の半導体装置検査用コンタクト装置は、バンプの一部が半導体装置の外部端
子に転写されることにより、バンプが酸化して汚染される（バンプの洗浄が必要になる）ことや、隣接する外部端子間の電気的短絡の原因となり正確な検査ができなくなるという課題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、従来の半導体装置検査用コンタクト装置と比較して、半導体ウェハ及び検査ボード間に介装する部材点数が少なく、半導体ウェハの検査を簡易に行なうことができる半導体ウェハの検査装置及びウェハレベルＣＳＰの製造装置を提供するものである。

この発明に係る半導体ウェハの検査装置においては、樹脂微粒子の表面に導電層が形成されている複数の導電性ボールが絶縁シートの表裏面からそれぞれ突出して貫装されるウェハ検査用シートと、ウェハ検査用シートを保持し、半導体ウェハに複数配設されたダイの表面にそれぞれ露出される接続端子にウェハ検査用シートの各導電性ボールをそれぞれ接触させるシート保持部と、ダイの電気的試験のための試験信号を、各導電性ボールを介して、ダイの接続端子に入力し、当該ダイからの出力特性を評価するダイ評価部と、を備えているものである。

また、この発明に係るウェハレベルＣＳＰの製造装置においては、樹脂微粒子の表面に導電層が形成されている複数の導電性ボールが絶縁シートの表裏面からそれぞれ突出して貫装されるウェハ検査用シートと、ウェハ検査用シートを保持し、半導体ウェハに複数配設されたダイの表面にそれぞれ露出される接続端子にウェハ検査用シートの各導電性ボールをそれぞれ接触させるシート保持部と、ダイの電気的試験のための試験信号を、各導電性ボールを介して、ダイの接続端子に入力し、当該ダイからの出力特性を評価するダイ評価部と、ウェハ検査用シートの絶縁シートを除去するシート除去部と、を備え、ダイ評価部によるダイの電気的試験が良である場合に、シート保持部がウェハ検査用シートの保持を解除し、シート除去部がウェハ検査用シートの絶縁シートを除去するものである。

開示の半導体ウェハの検査装置は、弾力性を有する導電性ボールをダイ及びダイ評価部間の導通部材とするウェハ検査用シートに使用することで、ダイとダイ評価部との間隙のばらつきを吸収してダイ及びダイ評価部間の良好な接触を得ることができるという効果を奏する。また、開示の半導体ウェハの検査装置は、従来の半導体装置検査用コンタクト装置と比較して、半導体ウェハ及び検査ボード間に介装する部材点数が少なく、半導体ウェハの検査を簡易に行なうことができるという効果を奏する。

また、開示のウェハレベルＣＳＰの製造装置は、ウェハ検査工程と実装（ボール搭載）工程とを連続して行なうことができ、電気的試験対象とするダイの評価結果に基づき、当該ダイの接続端子に接触する導電性ボールを、ウェハレベルＣＳＰの外部電極として利用又は他の半導体ウェハに再利用することができるという効果を奏する。

第１の実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置の概略構成を示す概念図である。 （ａ）は図１（ａ）に示すＷＬＣＳＰ製造装置のシート除去部による浸漬工程を説明するための説明図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示すＷＬＣＳＰ製造装置のシート除去部による露光工程を説明するための説明図であり、（ｃ）はＷＬＣＳＰ製造装置の他のシート除去部による溶断工程を説明するための説明図である。 （ａ）は図１に示すウェハ検査用シートの表面及び裏面を示す平面図であり、（ｂ）は導電性ボールの形状の一例を説明するための説明図である。 図１に示すウェハ検査用シートの製造方法を説明するための説明図である。 図４に示すウェハ検査用シートの製造方法の続きを説明するための説明図である。 第１の実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置の処理動作を示すフローチャートである。 （ａ）は第２の実施形態に係るウェハ検査装置の概略構成を示す概念図であり、（ｂ）は図７（ａ）に示すウェハ検査用シートの表面及び裏面を示す平面図である。

（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係るウェハレベルＣＳＰの製造装置（以下、ＷＬＣＳＰ製造装置１００と称す）は、ウェハ検査工程と実装（ボール搭載）工程とを連続して行なうことができる装置であり、本実施形態に係る半導体ウェハ２００の検査装置を兼ね備えた装置である。

ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、図１及び図２に示すように、主要な構成として、後述する、ウェハ検査用シート１０、載置部２０、ダイ評価部３０、シート保持部４０及びシート除去部５０、並びに、半導体ウェハ２００の接続端子２０１に導電性ボール１を固着させるボール固着部（不図示）を備えている。

なお、本実施形態に係るウェハレベルＣＳＰは、従来のはんだボールの替わりに、弾力性のある導電球体からなる導電性ボール１を外部電極として使用する点を除き、既存のウェハレベルＣＳＰの構造と同様の構造である。このため、通常のウェハ処理工程（前工程）で形成される半導体素子、絶縁膜及び多層配線等、当該多層配線と接続端子２０１とを接続する再配置配線等、並びに半導体ウェハ２００を封止する樹脂等については、詳細な説明及び図示を省略する。また、以下の説明においては、一枚の半導体ウェハ２００からダイシングにより切り出されるダイ（チップ、ペレット）を、半導体ウェハ２００から切り出される前の状態においてもダイと称す。

導電性ボール１は、適度な弾性率、弾性変形及び復元性を有しつつ、対向する電極（接続端子２０１）に対して良好な導通が可能で有れば、特に限定されるものではなく、例えば、金属被覆微粒子、金属ナノ粒子内包微粒子、又は、有機金属ハイブリット微粒子等が挙げられる。

また、導電性ボール１の形状は、接続端子２０１との間隔を維持できる形状であれば、特に限定されるものではなく、例えば、真球状、扁平状、だるま状、金平糖状、ゴルフボール状、ラグビーボール状（楕円体）、赤血球状、又は、土星状等が挙げられる。なお、図３（ｂ）に示すように、半導体ウェハ２００上の接続端子２０１の周囲に保護膜２０２が形成され、障壁になる場合には、導電性ボール１の形状を楕円体とし、長軸方向を接続端子２０１の接続面に略垂直になるように、導電性ボール１と接続端子２０１とを接触させることで導通を図ることができる。

また、導電性ボール１の表面は、平滑であってもよいし、突起等を有していてもよい。特に、接続端子２０１の表面に金属酸化物が存在する場合には、この金属酸化物を突き破り、接続端子２０１との導通性を確保しやすいことから、導電性ボール１の表面に突起を有していることが好ましい。

なお、本実施形態に係る導電性ボール１は、樹脂により形成されている基材微粒子（以下、樹脂微粒子１ａと称す）の表面が１層以上の導電層１ｂに覆われてなる導電性微粒子を用いており、ハンダにより形成されるはんだボールよりも弾力性が実質的に高い。また、導電性ボール１は、上記導電層１ｂが上記樹脂微粒子１ａの表面に直接形成されてもよく、上記導電層１ｂと上記樹脂微粒子１ａとの間に金属下地層が形成されていてもよい。

また、基材微粒子の材質は、特に限定されるものではなく、適度な弾性率、弾性変形及び復元性を有するものであれば、無機材料であっても有機材料であってもよいが、適度な弾性率、弾性変形性及び復元性を制御しやすいため、樹脂からなる樹脂微粒子１ａであることが好ましい。

なお、導電性ボール１の樹脂微粒子１ａを構成する樹脂は、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリスチレン、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリビニルエステル、ポリビニルエーテル、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、フェノール樹脂、アリル樹脂、フラン樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリル／スチレン樹脂、スチレン／ブタジエン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、有機−無機ハイブリッド重合体等が挙げられる。なお、これらの樹脂は、単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

特に、樹脂微粒子１ａは、後述する１０％Ｋ値が１０００ＭＰａ未満である樹脂微粒子１ａであれば、圧縮変形させた場合に、樹脂微粒子１ａが破壊されることがある。このため、樹脂微粒子１ａは、１０％Ｋ値の下限値として、１０００ＭＰａにすることが好ましい。

また、樹脂微粒子１ａは、後述する１０％Ｋ値が１５０００ＭＰａを超える樹脂微粒子１ａであれば、この樹脂微粒子１ａを含む導電性微粒子を電極に当接させて圧縮変形させた場合に、導電性微粒子が電極を傷つけることがある。このため、樹脂微粒子１ａは、１０％Ｋ値の上限値として、１５０００ＭＰａにすることが好ましい。
さらに、樹脂微粒子１ａは、後述する１０％Ｋ値の下限値が２０００ＭＰａであることが好ましく、上限値が１００００ＭＰａであることが好ましい。

なお、上記１０％Ｋ値は、微小圧縮試験機（例えば、株式会社島津製作所製「型名：ＰＣＴ−２００」）を用い、直径５０μｍのダイヤモンド製円柱の平滑圧子端面で、圧縮速度２．６ｍＮ／秒であり、最大試験荷重１０ｇの条件下において、樹脂微粒子１ａを圧縮した場合の圧縮変位（ｍｍ）を測定し、下記式（１）により求めることができる。
〔式１〕
Ｋ値（Ｎ／ｍｍ²）＝（３／√２）・Ｆ・Ｓ^-3/2・Ｒ^-1/2 ・・・（１）
Ｆ：樹脂微粒子１ａの１０％圧縮変形における荷重値（Ｎ）
Ｓ：樹脂微粒子１ａの１０％圧縮変形における圧縮変位（ｍｍ）
Ｒ：樹脂微粒子１ａの半径（ｍｍ）

また、導電性ボール１の導電層１ｂを構成する金属は、例えば、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、鉛、錫、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、カドミウム、珪素、錫−鉛合金、錫−銅合金、錫−銀合金等が挙げられる。特に、導電層１ｂとしては、ニッケル、銅、金、錫−鉛合金、錫−銅合金、錫−銀合金が好ましい。なお、これらの金属は、単独で用いてもよく、２種類
以上を併用してもよい。特に、これらの金属のうち２種類以上を併用する場合には、１層毎に単独の金属を用いた多層構造を形成してもよく、合金として用いてもよい。

また、導電性ボール１の導電層１ｂを形成する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、無電解メッキ、電気メッキ、スパッタリング、又は、ハイブリタイゼーションのような物理形成等の方法が挙げられる。

なお、本実施形態に係る導電性ボール１は、樹脂微粒子１ａが、ジビニルベンゼンを主成分とする架橋共重合樹脂の真球形のプラスチック微粒子であり、樹脂微粒子１ａに錫メッキを施した導電性微粒子（積水化学工業株式会社製「ミクロパールＳＯＬ」：登録商標）を用いている。

ウェハ検査用シート１０は、複数の導電性ボール１が絶縁シート１１の表裏面からそれぞれ突出して貫装される。

絶縁シート１１は、絶縁性素材から構成され、特に、絶縁性樹脂が好ましい。また、絶縁性樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ＡＢＳ（acrylonitrile butadiene styrene）樹脂、又は、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂と、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコン系樹脂、又は、フェノール系樹脂などの熱硬化性樹脂とが挙げられる。

絶縁シート１１の厚みは、導電性ボール１が絶縁シート１１の表裏面から突出する厚みであれば、特に限定されるものではなく、例えば、導電性ボール１の直径が５０μｍの場合に、絶縁シート１１の厚みを１０μｍとすることが考えられる。

また、本実施形態に係るウェハ検査用シート１０は、図３（ａ）に示すように、表面及び裏面が略矩形形状である絶縁シート１１を用いているが、導電性ボール１を所定の位置及び個数で配設できるのであれば、この形状に限られるものではない。

絶縁シート１１の表面には、ダイ評価部３０の検査ボード３２の各端子３２ａにそれぞれ接触させる複数の導電性ボール１が、図３（ａ）に示すように、各ダイに対応する領域における隣接する導電性ボール１の中心間の間隔（ｄ₁）を等間隔として備えられている。

なお、ウェハ検査用シート１０は、図３（ａ）に示すように、複数の導電性ボール１を格子状に配置しているが、検査ボード３２の各端子３２ａ及び半導体ウェハ２００の各接続端子２０１に接触させることができるのであれば、この配置に限られるものではなく、検査ボード３２の各端子３２ａ及び半導体ウェハ２００の各接続端子２０１の配置を考慮して、適宜、各導電性ボール１の配置を設定する。

ここで、本実施形態に係るウェハ検査用シート１０の製造方法の一例について、図４及び図５を用いて説明する。
まず、検査ボード３２の各端子３２ａ及び／又は半導体ウェハ２００の各接続端子２０１に対応する間隔（以下、所定の間隔と称す）で複数の凹部３０１ａが底面３０１ｂに配設された金属製の下側成形型３０１を準備する（図４（ａ））。

なお、所定の間隔は、半導体ウェハ２００の接続端子２０１の配置位置に関するマスクデータに基づいて設定することが考えられる。また、本実施形態に係る下側成形型３０１の底面３０１ｂの平面形状（内壁３０１ｃで囲まれた平面形状）は、略矩形形状のウェハ
検査用シート１０に対応して略矩形形状であるが、この形状に限られるものではない。また、凹部３０１ａは、導電性ボール１の直径未満の深さを有し、特に、ウェハ検査用シート１０の表裏面からの導電性ボール１の突出量が均等になるように、ウェハ検査用シート１０の厚みを考慮して凹部３０１ａの深さを適宜設定することが好ましい。また、凹部３０１ａは、導電性ボール１の表面への樹脂１１ａの回り込みを無くすために、導電性ボール１を嵌入した状態で、凹部３０１ａの内壁と導電性ボール１の表面とが接触する形状であることが好ましい。

所定の間隔で各導電性ボール１を吸引孔３０２ａから真空吸引で吸着するボール保持装置３０２は、下側成形型３０１の各凹部３０１ａに各導電性ボール１が対応するように移動して（図４（ｂ））、各凹部３０１ａに各導電性ボール１を嵌入し、吸引を解除して、下側成形型３０１の各凹部３０１ａに各導電性ボール１を装填する（図４（ｃ））。

そして、下側成形型３０１内に、絶縁シート１１の原料である熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などの液体状の樹脂１１ａを塗布し（図４（ｄ））、樹脂１１ａが未硬化の状態で、下側成形型３０１内に上側成形型３０３を嵌合して、鉛直上方から上側成形型３０３（各導電性ボール１）を押圧する（図５（ａ））。なお、本実施形態に係る上側成形型３０３は、下側成形型３０１の底面３０１ｂの平面形状に対応して略矩形形状の金属製の基板であるが、この形状に限られるものではない。

また、上側成形型３０３で各導電性ボール１を押圧した状態で、昇温及び降温により、樹脂１１ａを硬化させ、絶縁シート１１及び導電性ボール１を一体として成形したうえで、下側成形型３０１から上側成形型３０３を離間して、下側成形型３０１内から上側成形型３０３を取り外す（図５（ｂ））。
そして、下側成形型３０１内から絶縁シート１１及び導電性ボール１を一体に剥離して、ウェハ検査用シート１０を得ることができる（図５（ｃ））。

なお、各導電性ボール１は、下側成形型３０１の凹部３０１ａ及び上側成形型３０３に接触した状態で、樹脂１１ａを硬化させるため、導電性ボール１の表面への樹脂１１ａの回り込みがなく、各導電性ボール１が絶縁シート１１の表裏面からそれぞれ突出して貫装されたウェハ検査用シート１０を得ることができる。

載置部２０は、ウェハレベルＣＳＰとなるダイが複数備えられる半導体ウェハ２００を載置して保持するための既存のステージである。

ダイ評価部３０は、半導体ウェハ２００に備えられるダイの電気的試験のための試験信号を、シート保持部４０に保持されたウェハ検査用シート１０の各導電性ボール１を介して、ダイの接続端子２０１に入力し、当該ダイからの出力特性を評価する。

特に、ダイ評価部３０は、被測定デバイスであるダイに印加する、図示しない試料用電源、タイミングジュネレータ出力部及びパターンジェネレータ出力部、並びにデバイス出力を測定部に取込むための入力部から構成され、ダイの評価を行なうテスティング装置３１と、半導体ウェハ２００及びテスティング装置３１間に介在して試験信号を伝達する既存の検査ボード３２とを有する。

シート保持部４０は、ウェハ検査用シート１０を保持し、半導体ウェハ２００に複数配設されたダイの表面にそれぞれ露出される接続端子２０１に対して、ウェハ検査用シート１０の各導電性ボール１をそれぞれ対向させ、各導電性ボール１を接続端子２０１にそれぞれ接触させる。また、シート保持部４０は、ダイ評価部３０によるダイの電気的試験が良である場合に、テスティング装置３１による制御信号に基づき、半導体ウェハ２００の
各接続端子２０１上にウェハ検査用シート１０の各導電性ボール１を当接させたまま、ウェハ検査用シート１０の保持を解除し、半導体ウェハ２００上にウェハ検査用シート１０を自立させる。

なお、本実施形態に係るシート保持部４０は、ウェハ検査用シート１０の縁部を把持する把持部４１と、ウェハ検査用シート１０及び半導体ウェハ２００間の相対距離を変化させる移動機構４２とを備えている。また、把持部４１は、ウェハ検査用シート１０が可撓性を有するため、略矩形形状のウェハ検査用シート１０であれば、少なくとも四隅を把持する必要があり、ウェハ検査用シート１０の周縁部の全周に亘り把持することが好ましい。

シート除去部５０は、半導体ウェハ２００のダイにおける電気的試験の評価結果が良である場合に、テスティング装置３１による制御信号に基づき、ウェハ検査用シート１０の導電性ボール１を半導体ウェハ２００上に搭載したまま、絶縁シート１１を除去する。

シート除去部５０による絶縁シート１１の除去は、絶縁シート１１が樹脂シートであれば、図２（ａ）に示すように、樹脂１１ａを溶解させる溶剤５１（例えば、アセトンなどの有機溶剤）で満たされた溶剤槽５２に、真空吸着式チャック５３で保持された半導体ウェハ２００を介してウェハ検査用シート１０を浸漬させることで、ウェハ検査用シート１０の絶縁シート１１を溶解して除去することが考えられる。

また、シート除去部５０による絶縁シート１１の除去は、絶縁シート１１が、露光部分が現像液に対して可溶性となるポジ型感光性樹脂を原料とする樹脂シートであれば、図２（ｂ）に示すように、紫外線照射部５４から紫外線をウェハ検査用シート１０に照射する。そして、図示しない現像液をウェハ検査用シート１０に滴下又は噴霧することや、現像液が満たされた溶剤槽に真空吸着式チャックで保持された半導体ウェハ２００を介してウェハ検査用シート１０を浸漬させることにより、ポジ型感光性樹脂の絶縁シート１１を溶解して除去することも考えられる。なお、絶縁シート１１が、未露光部分が現像液に対して可溶性となるネガ型感光性樹脂を原料とする樹脂シートであれば、図示しない現像液をウェハ検査用シート１０に滴下又は噴霧することや、現像液が満たされた溶剤槽に真空吸着式チャックで保持された半導体ウェハ２００を介してウェハ検査用シート１０を浸漬させることにより、ネガ型感光性樹脂の絶縁シート１１を溶解して除去することも考えられる。

また、シート除去部５０による絶縁シート１１の除去は、図２（ｃ）に示すように、ウェハ検査用シート１０の各導電性ボール１間の絶縁シート１１に対して、レーザ光照射部５５からレーザ光を照射して、絶縁シート１１を溶断して除去することも考えられる。

つぎに、本実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置１００によるウェハレベルＣＳＰの製造方法について、図６を用いて説明する。なお、本実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置１００は、ウェハレベルＣＳＰの製造工程のうち、ウェハ検査工程と実装（ボール搭載）工程における処理動作を特徴とするものであり、他の製造工程については、従来の製造工程と同様であるために、説明を省略する。

まず、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、シート保持部４０の把持部４１によりウェハ検査用シート１０の縁部を把持し、移動機構４２により平面内（Ｘ，Ｙ）及び縦方向（Ｚ）にウェハ検査用シート１０を移動して、載置部２０上の半導体ウェハ２００の各接続端子２０１とウェハ検査用シート１０の各導電性ボール１との位置合わせを行ない、接続端子２０１と導電性ボール１とを接触させる（ステップＳ１）。

また、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、平面内（Ｘ，Ｙ）及び縦方向（Ｚ）に検査ボード３２を移動して、検査ボード３２の各端子３２ａとウェハ検査用シート１０の各導電性ボール１との位置合わせを行ない、端子３２ａと導電性ボール１とを接触させる（ステップＳ２）。

これにより、半導体ウェハ２００の各接続端子２０１は、導電性ボール１を介して、検査ボード３２の各端子３２ａに電気的に接続することになる。なお、導電性ボール１は、弾力性があるために、高さを吸収して、必要な接触圧を得ることができ、検査ボード３２と半導体ウェハ２００との間隙を精確に維持することができる。

そして、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、テスティング装置３１で発生させたダイの電気的試験のための電圧及び試験信号を、検査ボード３２及び導電性ボール１を介して、半導体ウェハ２００のダイの接続端子２０１に入力し、ダイからの出力特性を評価するウェハ検査を行なう（ステップＳ３）。

また、テスティング装置３１は、ウェハ検査が終了すると、検査ボード３２に制御信号を出力して、検査ボード３２を上昇させ、半導体ウェハ２００から検査ボード３２を離間させる（ステップＳ４）。
そして、テスティング装置３１は、ウェハ検査の結果が、半導体ウェハ２００の全てのダイにおいて、不良であるか否かを判断する（ステップＳ５）。

ステップＳ５において、半導体ウェハ２００の全てのダイが不良であると判断した場合には、テスティング装置３１は、シート保持部４０に制御信号を出力して、シート保持部４０の把持部４１を上昇させ、半導体ウェハ２００からウェハ検査用シート１０（導電性ボール１、絶縁シート１１）を離間させる（ステップＳ６）。そして、載置部２０上の半導体ウェハ２００に対してボール搭載工程を行なうことなく、ウェハ検査工程を終了する。なお、この半導体ウェハ２００は、不良品として処理（破棄）されることになる。また、ボール搭載工程に使用されなかったウェハ検査用シート１０は、他の半導体ウェハ２００のウェハ検査工程及びボール搭載工程に再利用してもよいし、１回だけの使い捨てにしてもよい。

ステップＳ５において、半導体ウェハ２００の全てのダイが不良でない（少なくとも１個のダイに良がある）と判断した場合には、ＷＬＣＳＰ製造装置１００のボール固着部は、半導体ウェハ２００の接続端子２０１に搭載された導電性ボール１をリフローして溶融させ、冷却固化させてバンプを形成する（ステップＳ７）。

また、テスティング装置３１は、シート保持部４０に制御信号を出力して、シート保持部４０の把持部４１によるウェハ検査用シート１０の把持を解除して、ウェハ検査用シート１０の導電性ボール１（バンプ）を半導体ウェハ２００の接続端子２０１上に自立させる（ステップＳ８）。

そして、テスティング装置３１は、シート除去部５０に制御信号を出力すると、シート除去部５０は、ウェハ検査用シート１０の導電性ボール１（バンプ）を半導体ウェハ２００の接続端子２０１上に搭載したまま、絶縁シート１１のみを除去することで（ステップＳ９）、ウェハ検査工程及びボール搭載工程を終了する。なお、半導体ウェハ２００は、ステップＳ５の判断において、少なくとも１個のダイに良があれば、この半導体ウェハ２００の全てのダイに対してボール搭載工程が行われるため、ステップＳ３のウェハ検査の結果に基づいて、良品のダイと不良品のダイとを選別して、以降の製造工程（ダイシング等）を行なうことになる。

以上のように、本実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置１００は、ウェハ検査工程と実装（ボール搭載）工程とを連続して行なうことができ、工程作業時間を短縮できるという作用効果を奏する。

特に、本実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置１００は、電気的試験対象とするダイの評価結果が良であれば、当該ダイの接続端子２０１に接触する導電性ボール１を、ウェハレベルＣＳＰの外部電極として利用することができるという作用効果を奏する。

なお、本実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置１００は、ウェハ検査工程と実装（ボール搭載）工程とを連続して行なうことができる装置であるが、半導体ウェハ２００の検査装置のみに用いてもよい。この場合に、ウェハ検査用シート１０は、プローブカードに相当するものであるが、プローブカードと比較して安価に製造できるため、１回又は数回の使い捨てにすることができ、数百万回の使用を予定するプローブカードの触針と比較して、導電性ボール１のフレッシュな金属表面を使用できるという作用効果を奏する。

（本発明の第２の実施形態）
図７（ａ）は第２の実施形態に係るウェハ検査装置の概略構成を示す概念図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すウェハ検査用シートの表面及び裏面を示す平面図である。図７において、図１乃至図６と同じ符号は、同一または相当部分を示し、その説明を省略する。

前述した第１の実施形態においては、ウェハ検査工程と実装（ボール搭載）工程とを連続して行なうことができる装置としてＷＬＣＳＰ製造装置１００を説明したが、本実施形態においては、半導体ウェハ２００の検査装置（以下、ウェハ検査装置１０１と称す）に特化したＷＬＣＳＰ製造装置１００を説明する。

ウェハ検査用シート１０は、図７（ｂ）に示すように、図３（ａ）に示す１枚の半導体ウェハ２００に対応する領域（半導体ウェハ２００のウェハ検査に使用する検査領域１０ａ）が長手方向に複数配設される長尺状のシートであり、例えば、円筒状の芯に巻かれたロールとして供給される。

シート保持部４０は、各半導体ウェハ２００のウェハ検査が終了する度に、ウェハ検査用シート１０を長手方向の一方向にスライドして、ウェハ検査用シート１０における、一の半導体ウェハ２００の検査領域１０ａと、他の半導体ウェハ２００の検査領域１０ａとを異ならせる。

なお、本実施形態に係るシート保持部４０は、図７（ａ）に示すように、載置部２０（半導体ウェハ２００）上にウェハ検査用シート１０を架設させ、ウェハ検査用シート１０のロールを軸支するロール軸支部４３を備えている。また、ロール軸支部４３は、各半導体ウェハ２００のウェハ検査が終了する度に、テスティング装置３１からの制御信号に基づき、ウェハ検査用シート１０のロールを所定の回転量（ウェハ検査に使用する領域１０ａ分）だけ回転させて、新たな半導体ウェハ２００の各接続端子２０１とウェハ検査用シート１０の新たな各導電性ボール１とを対向させる。

なお、この第２の実施形態においては、ウェハ検査用シート１０が長尺状であり、シート保持部４０の構成が異なるところのみが第１の実施形態と異なるところであり、長尺状のウェハ検査用シート１０及びシート保持部４０による作用効果以外は、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。

本実施形態に係るウェハ検査装置１０１は、導電性ボール１のフレッシュな金属表面を
使用できると共に、１枚の半導体ウェハ２００に対応する領域のみを有するウェハ検査用シート１０と比較して、ウェハ検査用シート１０の交換に要する工程作業時間を短縮することができるという作用効果を奏する。

１ 導電性ボール
１ａ 樹脂微粒子
１ｂ 導電層
１０ ウェハ検査用シート
１０ａ 領域
１０ｇ 最大試験荷重
１１ 絶縁シート
１１ａ 樹脂
２０ 載置部
３０ ダイ評価部
３１ テスティング装置
３２ 検査ボード
３２ａ 端子
４０ シート保持部
４１ 把持部
４２ 移動機構
４３ ロール軸支部
５０ シート除去部
５１ 溶剤
５２ 溶剤槽
５３ 真空吸着式チャック
５４ 紫外線照射部
５５ レーザ光照射部
１００ ＷＬＣＳＰ製造装置
１０１ ウェハ検査装置
２００ 半導体ウェハ
２０１ 接続端子
２０２ 保護膜
３０１ 下側成形型
３０１ａ 凹部
３０１ｂ 底面
３０１ｃ 内壁
３０２ ボール保持装置
３０２ａ 吸引孔
３０３ 上側成形型

Claims (7)

1. 樹脂微粒子の表面に導電層が形成されている複数の導電性ボールが絶縁シートの表裏面からそれぞれ突出して貫装されるウェハ検査用シートと、
   前記ウェハ検査用シートを保持し、半導体ウェハに複数配設されたダイの表面にそれぞれ露出される接続端子に前記ウェハ検査用シートの各導電性ボールをそれぞれ接触させるシート保持部と、
   前記ダイの電気的試験のための試験信号を、前記各導電性ボールを介して、前記ダイの接続端子に入力し、当該ダイからの出力特性を評価するダイ評価部と、
   を備えていることを特徴とする半導体ウェハの検査装置。
2. 前記請求項１に記載の半導体ウェハの検査装置において、
   前記ウェハ検査用シートが、長尺状シートで形成され、前記半導体ウェハのウェハ検査に使用する検査領域が長手方向に複数配設され、
   前記シート保持部が、各半導体ウェハのウェハ検査が終了する度に、前記ウェハ検査用シートを長手方向の一方向にスライドして、当該ウェハ検査用シートにおける、一の半導体ウェハの検査領域と、他の半導体ウェハの検査領域とを異ならせることを特徴とする半導体ウェハの検査装置。
3. 樹脂微粒子の表面に導電層が形成されている複数の導電性ボールが絶縁シートの表裏面からそれぞれ突出して貫装されるウェハ検査用シートと、
   前記ウェハ検査用シートを保持し、半導体ウェハに複数配設されたダイの表面にそれぞれ露出される接続端子に前記ウェハ検査用シートの各導電性ボールをそれぞれ接触させるシート保持部と、
   前記ダイの電気的試験のための試験信号を、前記各導電性ボールを介して、前記ダイの接続端子に入力し、当該ダイからの出力特性を評価するダイ評価部と、
   前記半導体ウェハの接続端子に前記導電性ボールを固着させるボール固着部と、
   前記ウェハ検査用シートの絶縁シートを除去するシート除去部と、
   を備えていることを特徴とするウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置。
4. 前記請求項３に記載のウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置において、
   前記ダイ評価部による少なくとも一のダイの電気的試験が良である場合に、前記ボール固着部が前記半導体ウェハの接続端子に前記導電性ボールを固着させ、前記シート保持部が前記ウェハ検査用シートの保持を解除し、シート除去部が前記ウェハ検査用シートの絶縁シートを除去することを特徴とするウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置。
5. 前記請求項３又は４に記載のウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置において、
   前記ダイ評価部による全てのダイの電気的試験が不良である場合に、前記ボール固着部が前記半導体ウェハの接続端子に前記導電性ボールを固着させることなく、前記シート保持部が前記ウェハ検査用シートを前記半導体ウェハから離間させることを特徴とするウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置。
6. 前記請求項３乃至５のいずれかに記載のウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置において、
   前記シート除去部が、前記ウェハ検査用シートの絶縁シートを溶剤により溶解して除去することを特徴とするウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置。
7. 前記請求項３乃至５のいずれかに記載のウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置において、
   前記シート除去部が、前記ウェハ検査用シートの絶縁シートにレーザ光を照射して、当該絶縁シートを溶断して除去することを特徴とするウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置。

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