JP2018185175A - 検査冶具の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】電気特性の検査時に検査対象物を傷つけることがなく、ファインピッチへの対応が可能な検査冶具の製造方法を提供する。【解決手段】所定のパターンで配置された導電粒子を重畳させて位置合わせし、複数の接着フィルム１０、２０を積層させる。これにより、積層体３０において、導電粒子が厚み方向に連鎖した導電部３１が形成され、電気特性の検査時に検査対象物を傷つけることがなく、ファインピッチ化に対応することができる。【選択図】図１

Description

本技術は、ウェハ、チップ、パッケージ等の電子部品の検査冶具の製造方法に関する。
現在、ウェハレベルでの半導体装置の電気特性評価は、プローブカードを用いて、ウェハの表面や裏面に形成された導電パッドやバンプに、直接プローブを接触させて実施している（例えば、特許文献１参照。）。
この方法によれば、パッケージ前や三次元実装前の検査が可能となる。
しかしながら、ウェハのパッド表面の酸化膜を除去するために、表面に傷を付けてプローブ検査を実施するため、検査合格品を実装した後になって、検査に起因する損傷により不合格品を発生させる場合がある。またパッドサイズが小さくなるにつれて、バンプ形成や実装時の不具合の原因となる検査時の傷の影響が大きくなる。特に近年では、半導体チップのファインピッチ化がますます進行していることから、検査時の傷はますます大きな問題となる。
ベアチップやパッケージについては、ラバーコネクターを用いたハンドラーテストが行われている。検査プローブシートとなるラバーコネクターとしては、例えば、磁場配向させた導電性粒子を、エラストマーシートの厚み方向に貫通するよう配置した異方導電性シートが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特許文献２に記載された検査プローブシートは、ゴム弾性エラストマー樹脂中に導電性粒子を磁場配向させる際に面内方向に導電性粒子が連結してしまうため、ファインピッチへの対応が困難である。また、耐久性を向上させる目的で周囲を取り囲むようにフレームが付いているものの、フレーム内側のエラストマー樹脂は熱膨張により伸縮しやすい物質であるため、耐久性の低下の問題や、接点ズレに（位置ズレ）よる検査不具合の原因となる。特に、ヒートサイクル試験などにおける位置ズレは致命的であり、今後のさらなるファインピッチ化においては、対応が困難となる。
また、一般にエラストマー樹脂中に導電性物質を配置するラバーコネクターは、ファインピッチとなるコネクターの製造は困難であり、例えば、２００μｍＰ以下レベルの検査用コネクターは製造困難な状況にある。このため、組立て後のパッケージに対して検査を実施しているのが実情であり、結果として歩留まりが極端に悪化し、価格を低減できない要因ともなっている。
特開２００９−０４２００８号公報 特開２００６−０２４５８０号公報
本技術は、前述した課題を解決するものであり、電気特性の検査時に検査対象物を傷つけることがなく、ファインピッチへの対応が可能な検査冶具の製造方法を提供する。
本技術の発明者らは、鋭意検討を行った結果、所定のパターンで配置された導電粒子を重畳させて位置合わせし、複数の接着フィルムを積層させることにより、電気特性の検査時に検査対象物を傷つけることがなく、ファインピッチへの対応が可能な検査冶具を製造可能であることを見出した。
すなわち、本技術に係る検査冶具の製造方法は、導電粒子が所定のパターンで配置された接着フィルムを作製する作製工程と、前記所定のパターンで配置された導電粒子を重畳させて位置合わせし、複数の接着フィルムを積層させる積層工程とを有する。
また、本技術に係る検査冶具は、導電粒子が所定のパターンで配置された複数の接着フィルムが積層された積層体と、前記所定のパターンで配置された導電粒子が前記積層体の厚み方向に連鎖した複数の導電部とを備える。
本技術によれば、導電粒子が所定のパターンで配置された複数の接着フィルムを積層させることにより、電気特性の検査時に検査対象物を傷つけることがなく、ファインピッチへの対応が可能な検査冶具を製造することができる。
図１は、検査冶具の製造方法における積層工程の一例を説明するための斜視図であり、図１（Ａ）は接着フィルムを位置合わせした状態を示し、図１（Ｂ）は接着フィルムを貼り合わせた状態を示す。 図２は、検査冶具の構成例を示す断面図である。
以下、本技術の実施の形態について、下記順序にて詳細に説明する。
１．検査冶具の製造方法
２．検査冶具
＜１．検査冶具の製造方法＞
本技術に係る検査冶具の製造方法は、導電粒子が所定のパターンで配置された接着フィルムを作製する作製工程（Ａ）と、所定のパターンで配置された導電粒子を重畳させて位置合わせし、複数の接着フィルムを積層させる積層工程（Ｂ）とを有する。これにより、導電粒子が厚み方向に連鎖した導電部が形成されるため、電気特性の検査時に検査対象物を傷つけることがなく、ファインピッチへの対応が可能な検査冶具を製造することができる。
［作製工程（Ａ）］
作製工程（Ａ）では、導電粒子が所定のパターンで配置された接着フィルムを作製する。例えば、導電粒子の配置パターンで開口部が形成された基板を用い、基板の複数の開口部に溶媒及び導電粒子を充填し、導電粒子が充填された基板表面に絶縁性樹脂フィルムを貼着し、基板を加熱しながら、絶縁性樹脂フィルムを基板の表面より剥離し、導電粒子を絶縁性樹脂フィルムに転着することにより、導電粒子が所定のパターンで配置された接着フィルムを得ることができる。
また、前述のように導電粒子の配置パターンで開口部が形成された基板を用いて、基板の開口部に導電粒子を充填し、基板の導電粒子を絶縁性樹脂フィルムに転着させて、接着フィルムを作製する場合、導電粒子の平均粒子径に対する開口径の比（＝開口の径／導電粒子の粒径）は、導電粒子の収容のしやすさ、絶縁性樹脂の押し込みやすさ等のバランスから、１．２〜２．５であることが好ましい。これにより、開口部に導電粒子が入らない確率を低下させ、導電粒子が厚み方向に連鎖した導電部の導通性を向上させることができる。また、開口の深さに対する導電粒子の粒径の比（＝導電粒子の粒径／開口の深さ）は、転写性向上と導電粒子保持性とのバランスから、０．４〜３．０であることが好ましく、０．５〜１．５であることがより好ましい。
接着フィルムは、可撓性及び絶縁性を有し、熱膨張係数が低く、耐熱性が高いことが好ましい。接着フィルムとしては、耐熱性の観点からポリイミドを含むことが好ましい。
接着フィルムに平面視で配置される導電粒子の位置は、特定の形状を有して規則性を持っていることが好ましく、格子状、千鳥状等の規則的な配列とすることが好ましい。格子状としては、斜方格子、六方格子、正方格子、矩形格子、平行体格子等が挙げられる。また、フィルムの長手方向に対して所定の配列形状で規則性を持っていてもよい。
導電粒子は、異方性導電フィルムで使用される一般的なものを用いることができる。例えば、ニッケル、コバルト、鉄などの金属粒子、樹脂コア粒子や無機コア粒子の表面に導電性金属がメッキされた粒子を用いることができる。また、導電性金属メッキとしては、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキなどが挙げられる。これら中でも、検査対象へのダメージ軽減やシートの耐久性の観点から、樹脂コア粒子の表面に導電性金属がメッキされた粒子を用いることが好ましい。
また、導電粒子の平均粒子径は、小さいほど微小なパッドやバンプに対応することができるため、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下である。
［積層工程（Ｂ）］
図１は、検査冶具の製造方法における積層工程の一例を説明するための斜視図であり、図１（Ａ）は接着フィルムを位置合わせした状態を示し、図１（Ｂ）は接着フィルムを貼り合わせた状態を示す。図１（Ａ）に示すように、積層工程（Ｂ）では、所定のパターンで配置された導電粒子１１、２１を重畳させて位置合わせし、図１（Ｂ）に示すように、複数の接着フィルム１０、２０を貼り合わせる。具体的には、カメラにより導電粒子のパターンを撮影し、第１の接着フィルム１０の導電粒子１１と第２の接着フィルム２０の導電粒子２１とを重ね合わせて積層させ、積層体３０を得る。これにより、導電粒子が厚み方向に連鎖した導電部３１が形成される。
また、前述の作製工程（Ａ）において、接着フィルムの周縁部に位置合わせ用マーク（アライメントマーク）１２、２２を印字し、積層工程（Ｂ）において、位置合わせ用マーク１２、２２を重畳させることが好ましい。これにより、カメラによりアライメントマークを認識し、接着フィルムの積層位置を容易に調整することができる。
アライメントマーク１２、２２の形状としては、例えば、十字、丸、四角、八角形などの通常使用されるものや、これらを組み合わせたものを使用することができる。また、アライメントマーク１２、２２のサイズは、検査冶具の使用領域に影響を与えないために、１００μｍ以下であることが好ましい。また、アライメントマーク１２、２２は、Ｘ方向及びＹ方向に加えて、装置により回転θの補正を行うために、接着フィルムの周縁部に２箇所以上印字することが好ましい。
複数の接着フィルムが積層された積層体３０の厚みは、薄過ぎると耐久性が劣るため、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上である。また、積層体３０の厚みは、厚過ぎると導電部３１の導通が困難となるため、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。
また、積層体３０における導電部３１の径は、１〜１００μｍであることが好ましく、導電部間の距離は、１０〜１００μｍであることが好ましい。
このような検査冶具の製造方法によれば、電気特性の検査時に検査対象物を傷つけることがなく、ファインピッチへの対応が可能な検査冶具を得ることができる。
＜２．検査冶具＞
図２は、検査冶具の構成例を示す断面図である。図２に示すように、検査冶具は、導電粒子が所定のパターンで配置された複数の接着フィルムが積層された積層体４０と、所定のパターンで配置された導電粒子が前記積層体の厚み方向に連鎖した複数の導電部４１とを備える。このような検査冶具は、例えば前述した検査冶具の製造方法により得ることができる。
積層体４０は、可撓性及び絶縁性を有し、熱膨張係数が低く、耐熱性が高いことが好ましい。積層体４０としては、耐熱性の観点からポリイミドを含むことが好ましい。また、積層体４０の厚みは、前述の積層体３０と同様、薄過ぎると耐久性が劣るため、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上である。また、積層体４０の厚みは、厚過ぎると導通部４１の導通が困難となるため、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。このような積層体４０の厚みに設定することにより、電気特性の検査時に半導体チップの段差を吸収することが可能となる。
導電部４１は、積層体４０の厚み方向に導通しており、積層体４０の少なくとも一方の面から突出していてもよい。導電部４１の径は、１〜１００μｍであることが好ましく、導電部間の距離は、１０〜１００μｍであることが好ましい。
導電部４１を形成する導電粒子は、前述の導電粒子と同様であり、検査対象へのダメージ軽減やシートの耐久性の観点から、樹脂コア粒子の表面に導電性金属がメッキされた粒子を用いることが好ましい。また、導電粒子の平均粒子径は、小さいほど微小なパッドやバンプに対応することができるため、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下である。
また、複数の接着フィルムは、周縁部に位置合わせ用マークを有し、積層体４０は、周縁部に位置合わせ用マークが積層体４０の厚み方向に重畳した位置合わせ部をさらに備えることが好ましい。これにより、位置合わせ部により、積層体の重畳の精度を判別することができる。
このような検査冶具によれば、電気特性の検査時に半導体ウェハのパッドやバンプを傷つけることがなく、ファインピッチ化に対応することができる。
１０ 第１の接着フィルム、１１ 導電粒子、１２ アライメントマーク、２０ 第２の接着フィルム、２１ 導電粒子、２２ アライメントマーク、３０ 積層体、３１ 導電部、４０ 積層体、４１ 導電部

Claims (7)

  1. 導電粒子が所定のパターンで配置された接着フィルムを作製する作製工程と、
    前記所定のパターンで配置された導電粒子を重畳させて位置合わせし、複数の接着フィルムを積層させる積層工程と
    を有する検査冶具の製造方法。
  2. 前記作製工程では、前記接着フィルムの周縁部に位置合わせ用マークを印字し、
    前記積層工程では、前記位置合わせ用マークを重畳させる請求項１記載の検査冶具の製造方法。
  3. 前記導電粒子が、樹脂コア粒子の表面に導電性金属がメッキされた粒子である請求項１又は２記載の検査冶具の製造方法。
  4. 前記作製工程では、導電粒子の配置パターンで開口部が形成された基板を用いて、基板の開口部に導電粒子を充填し、基板の導電粒子を絶縁性樹脂フィルムに転着させて、接着フィルムを作製し、
    前記導電粒子の平均粒子径に対する開口径の比が、１．２〜２．５である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査冶具の製造方法。
  5. 導電粒子が所定のパターンで配置された複数の接着フィルムが積層された積層体と、
    前記所定のパターンで配置された導電粒子が前記積層体の厚み方向に連鎖した複数の導電部と
    を備える検査冶具。
  6. 前記接着フィルムは、周縁部に位置合わせ用マークを有し、
    周縁部に前記位置合わせ用マークが前記積層体の厚み方向に重畳した位置合わせ部をさらに備える請求項５記載の検査冶具。
  7. 前記導電粒子が、樹脂コア粒子の表面に導電性金属がメッキされた粒子である請求項５又は６記載の検査冶具。

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