JP3897498B2 - 検査用基板及び検査方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ上に形成されている複数の半導体集積回路素子の各外部電極に電圧を印加して、複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウエハレベルで一括して検査するために用いられる検査用基板及び該検査用基板を用いて行なう検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路装置は、半導体集積回路素子（半導体チップ）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。
【０００３】
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エ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。
【０００４】
ベアチップに対して品質保証を行なうためには、半導体集積回路素子の電気的特性をウエハ状態で（ウエハレベルで）一括してバーインを行なうことが低コスト化の点で望ましい。
【０００５】
そこで、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体集積回路素子の各外部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、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体集積回路素子に対してウエハ状態で一括してバーインを行なう検査方法が知られている。この場合、半導体ウエハの全面に亘って分散している多数の外部電極にプローブカードの各プローブ端子を確実に接触させる必要があるので、図６に示すような検査用基板が提案されている。
【０００６】
以下、従来の検査用基板について、図６を参照しながら説明する。
【０００７】
図６に示すように、半導体ウエハ１上に形成された複数の半導体集積回路素子の各表面にはそれぞれ多数の外部電極２Ａが形成されており、各外部電極２Ａ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。
【０００８】
半導体ウエハ１と対向するように検査用基板４が配置されており、該検査用基板４は、配線層５ａを有する配線基板５と、周縁部が剛性リング６によって配線基板５に固定された例えばポリイミドシートからなるフレキシブル基板７と、該フレキシブル基板７における半導体ウエハ１の外部電極２Ａと対応する部位に設けられた半球状のプローブ端子８と、配線基板５とフレキシブル基板７との間に設けられ、配線基板５の配線層５ａの一端部とプローブ端子８とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート９とを備えている。尚、配線基板５の配線層５ａ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。
【０００９】
ウエハトレイ１０における半導体ウエハ１を保持するウエハ保持部１０ａの周囲には、リップ状の断面を有する弾性体からなる環状のシール部材１１が設けられている。ウエハトレイ１０におけるウエハ保持部１０ａとシール部材１１との間には環状の減圧用凹状溝１２が形成されており、該減圧用凹状溝１２はウエハ保持部１０ａの下側に形成されている連通路１３によっても互いに連通している。ウエハトレイ１０の一側部には減圧バルブ１４が設けられており、該減圧バルブ１４は減圧供給路１５を介して真空ポンプ（図示は省略している。）に接続される。
【００１０】
以下、前述の検査用基板４を用いて行なう検査方法について説明する。
【００１１】
半導体ウエハ１を保持しているウエハトレイ１０の上に検査用基板４を配置した後、半導体ウエハ１と検査用基板４との位置合わせを行ない、その後、ウエハトレイ１０と検査用基板４とを互いに接近させる。
【００１２】
次に、真空ポンプを駆動して減圧供給路１５を介して減圧用凹状溝１２の内部を減圧すると、フレキシブル基板７とシール部材１１の先端部とが接触するため、ウエハトレイ１０、シール部材１１及びフレキシブル基板７によって密封空間１６が形成される。その後、減圧用凹状溝１２の内部を更に減圧して密封空間１６を減圧すると、フレキシブル基板７に設けられている各プローブ端子８と半導体ウエハ１の各外部電極２Ａとが互いに接触する。
【００１３】
次に、配線基板５の配線層５ａに、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と、プローブ端子８を介して外部電極２Ａに検査用電圧が印加されるので、半導体ウエハ１の上に形成されている複数の半導体集積回路素子の電気的特性を一括して検査することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の検査用基板を用いて行なう検査方法は、検査の対象となる半導体ウエハ１上に形成されている外部電極２Ａの表面が平坦であるから、前述のように、ウエハトレイ１０、シール部材１１及びフレキシブル基板７によって形成される密封空間１６を減圧すると、各プローブ端子８と各外部電極２Ａとは互いに接触する。
【００１５】
しかしながら、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、検査の対象となる半導体ウエハ１上に形成されている外部電極が、はんだ等のように比較的柔らかい金属からなる半球状のバンプ２Ｂである場合には以下に説明するような問題が発生する。
【００１６】
まず、図７（ａ）において矢印で示すように、検査用基板のフレキシブル基板７に形成されているプローブ端子８と、半導体ウエハ１上に形成されているバンプ２Ｂとを接近させて、図７（ｂ）に示すように、プローブ端子８とバンプ２Ｂとを接触させると、バンプ２Ｂが柔らかい金属からなるため、プローブ端子８がバンプ２Ｂの先端部にめり込んでしまう。
【００１７】
このため、検査終了後に、プローブ端子８とバンプ２Ｂとを離反させようとしても、両者が離反し難いという問題がある。
【００１８】
また、プローブ端子８をバンプ２Ｂから離反させると、図７（ｃ）に示すように、バンプ２Ｂの表面に凹状部２ａが形成されてしまう。バンプ２Ｂの表面に凹状部２ａが形成されると、半導体ウエハ１のダイシングによって互いに分離された半導体集積回路素子（半導体チップ）をプリント基板に実装したときに、半導体集積回路素子のバンプ２Ｂとプリント基板の電極との間に隙間ができてしまうため、バンプ２Ｂとプリント基板の電極との電気的接続が不安定になるので、信頼性が確保できないという問題がある。
【００１９】
前記に鑑み、本発明は、半導体ウエハ上に形成されている外部電極がバンプであっても、検査終了後にプローブ端子をバンプから容易に離反させることができるようにすると共に、プローブ端子を離反させた後にバンプの表面に凹状部が形成されないようにすることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る検査用基板は、半導体ウエハに形成されている複数の半導体集積回路素子のバンプに電圧を印加して、複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウエハレベルで一括して検査するための検査用基板を対象とし、半導体ウエハと対向する面に配線層を有する配線基板と、配線基板における配線層が形成されている面と間隔をおくように設けられたフレキシブル基板と、フレキシブル基板の半導体ウエハと対向する面におけるバンプと対応する部位に設けられ、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有するプローブ端子と、配線基板とフレキシブル基板との間に設けられ、配線層とプローブ端子とを電気的に接続する異方導電性ゴムシートとを備えている。
【００２１】
前記の目的を達成するため、本発明に係る検査方法は、それぞれがバンプを有する複数の半導体集積回路素子が形成されている半導体ウエハをウエハトレイに保持させる工程と、配線層を有する配線基板と、配線基板における配線層が形成されている面と間隔をおくように設けられたフレキシブル基板と、フレキシブル基板に設けられ全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有するプローブ端子と、配線基板とフレキシブル基板との間に設けられ配線層とプローブ端子とを電気的に接続する異方導電性ゴムシートとを有する検査用基板を、検査用基板のプローブ端子とウエハトレイに保持されている半導体ウエハのバンプとが対向するように配置する工程と、検査用基板とウエハトレイとを互いに接近させて、プローブ端子とバンプとを接触させる工程と、配線基板の配線層、異方導電性ゴムシート及びプローブ端子を介してバンプに検査用電圧を印加して、複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウエハレベルで一括して検査する工程とを備えている。
【００２２】
本発明に係る検査用基板又は検査方法によると、フレキシブル基板に設けられているプローブ端子は、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有しているため、検査用基板とウエハトレイとを互いに接近させてプローブ端子とバンプとを接触させても、プローブ端子はバンプの表面にめり込まない。
【００２３】
このため、検査終了後に、プローブ端子をバンプから容易に離反させることができると共に、プローブ端子をバンプから離反させたときに、バンプの表面に凹状部が形成されない。
【００２４】
本発明に係る検査用基板又は検査方法において、フレキシブル基板は、メッシュ状のシートであることが好ましい。
【００２５】
このようにすると、減圧力により検査用基板と半導体ウエハを保持しているウエハトレイとを接近させる際に、フレキシブル基板の両側の空間部の圧力が等しくなるため、フレキシブル基板に設けられているプローブ端子と半導体ウエハのバンプとの間の良好なコンタクトを得ることができる。また、プローブ端子の接触面に小さい高さを持つ凹凸部が形成されるため、プローブ端子とバンプとを接触させる際に、両者の間に良好なコンタクトが得られる。さらに、プローブ端子がフレキシブル基板のメッシュの繊維に絡まっているので、プローブ端子の保持強度が向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（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。
【００２７】
半導体ウエハ１上に形成された複数の半導体集積回路素子の各表面には、Ｐｂ／Ｓｎ合金、Ｉｎ等のはんだ又はＡｕからなる半球状のバンプ２Ｂがそれぞれ形成されている。
【００２８】
従来と同様、ウエハトレイ１０における半導体ウエハ１を保持するウエハ保持部１０ａの周囲には、リップ状の断面を有する弾性体からなる環状のシール部材１１が設けられている。ウエハトレイ１０におけるウエハ保持部１０ａとシール部材１１との間には環状の減圧用凹状溝１２が形成されており、該減圧用凹状溝１２はウエハ保持部１０ａの下側に形成されている連通路１３によっても互いに連通している。ウエハトレイ１０の一側部には減圧バルブ１４が設けられており、該減圧バルブ１４は減圧供給路１５を介して真空ポンプ（図示は省略している。）に接続される。
【００２９】
ウエハトレイ１０のウエハ保持部１０ａに保持されている半導体ウエハ１と対向するように検査用基板１００が配置されている。
【００３０】
検査用基板１００は、配線層１０１ａを有する配線基板１０１と、周縁部が剛性リング１０２によって配線基板１０１に固定された例えばポリイミドシートからなるフレキシブル基板１０３と、該フレキシブル基板１０３における半導体ウエハ１のバンプ２Ｂと対応する部位に設けられ、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有するプローブ端子１０４と、配線基板１０１とフレキシブル基板１０３との間に設けられ、配線基板１０１の配線層１０１ａの一端部とプローブ端子１０４とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート１０５とを備えている。配線基板１０１の配線層１０１ａ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。
【００３１】
異方導電性ゴムシート１０５としては、所定の部位（配線層１０１ａの一端部とプローブ端子１０４とを電気的に接続させる部位）にのみ導電粒子又は導電性ワイヤーが偏在している偏在型のものを用いることが好ましいが、配線基板１０１の配線層１０１ａの一端部とプローブ端子１０４とを所定の部位以外の箇所で導通させない絶縁膜を設けるときには、分散型のものを用いてもよい。
【００３２】
配線基板１０１及び剛性リング１０２を構成する材料としては、半導体ウエハ１がシリコンからなる場合には、ムライト系セラミックス（熱膨張率：３．５×１０-6／℃）、シリコン（熱膨張率：３．５×１０-6／℃）、ガラスセラミックス（熱膨張率：３．０〜４．２×１０-6／℃）、窒化アルミニウム（熱膨張率：４．３〜４．５×１０-6／℃）又はアルミナ（熱膨張率：７．３×１０-6／℃）等のように、熱膨張率がシリコンの熱膨張率に近いものを用いることが好ましい。
【００３３】
また、フレキシブル基板１０３の熱膨張率が配線基板１０１の熱膨張率よりも大きい場合には、フレキシブル基板１０３は一様な張力歪みを持った状態で剛性リング１０２により配線基板１０１に固定されていることが好ましい。このようにすると、バーインにおいて配線基板１０１が熱膨張しても、フレキシブル基板１０３は弛むことなくピンと張った状態を維持できるので、フレキシブル基板１０３のプローブ端子１０４と半導体ウエハ１のバンプ２Ｂとが位置ずれするおそれはない。
【００３４】
以下、第１の実施形態に係る検査用基板１００を用いて行なう検査方法について説明する。
【００３５】
半導体ウエハ１を保持しているウエハトレイ１０の上に検査用基板１００を配置した後、半導体ウエハ１と検査用基板１００との位置合わせを行ない、その後、ウエハトレイ１０と検査用基板１００とを互いに接近させる。
【００３６】
次に、真空ポンプを駆動してウエハトレイ１０の減圧供給路１５を介して減圧用凹状溝１２の内部を減圧すると、検査用基板１００のフレキシブル基板１０３とウエハトレイ１０のシール部材１１の先端部とが接触するため、ウエハトレイ１０、シール部材１１及びフレキシブル基板１０３によって密封空間１６が形成される。その後、減圧用凹状溝１２の内部を更に減圧して密封空間１６を減圧すると、フレキシブル基板１０３に設けられている各プローブ端子１０４と半導体ウエハ１の各バンプ２Ｂとが互いに接触する。
【００３７】
次に、配線基板１０１の配線層１０１ａに、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と、プローブ端子１０４を介してバンプ２Ｂに検査用電圧が印加されるので、半導体ウエハ１の上に形成されている複数の半導体集積回路素子の電気的特性を一括して検査することができる。
【００３８】
第１の実施形態によると、フレキシブル基板１０３に設けられたプローブ端子１０４は全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有しているため、検査用基板１００とウエハトレイ１０とを互いに接近させて、検査用基板１００のプローブ端子１０４と半導体ウエハ１のバンプ２Ｂとを接触させても、プローブ端子１０４はバンプ２Ｂの表面にめり込まない。
【００３９】
このため、検査終了後に、プローブ端子１０４をバンプ２Ｂから容易に離反させることができると共に、プローブ端子１０４をバンプ２Ｂから離反させたときに、バンプ２Ｂの表面に凹状部が形成されない。従って、半導体ウエハ１をダイシングして得られる半導体集積回路素子（半導体チップ）をプリント基板に実装したときに、半導体集積回路素子のバンプ２Ｂとプリント基板の電極との間に隙間ができないので、バンプ２Ｂとプリント基板の電極との電気的接続が安定する。
【００４０】
以下、第１の実施形態に係る検査用基板１００におけるプローブ端子１０４の製造方法について、図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００４１】
まず、例えば厚さが約１８μｍの銅箔１０６の一方の面にポリイミド（又はポリイミド前駆体）をキャスティングした後、該ポリイミドを加熱して乾燥及び硬化させることにより、図２（ａ）に示すように、ポリイミドからなり約２５μｍの膜厚を持つフレキシブル基板１０３を形成する。この場合、ポリイミドの熱膨張率は銅の熱膨張率（１６×１０-6／℃）とほぼ等しいので、銅箔１０６とフレキシブル基板１０３とからなる積層体には熱履歴に伴う反りは殆ど発生しない。その後、フレキシブル基板１０３におけるプローブ端子１０４を形成する部分に例えば２００μｍの直径を持つスルーホール１０３ａを形成する。
【００４２】
次に、銅箔１０６におけるフレキシブル基板１０３と反対側の面に全面に亘ってレジスト膜を塗布した後、銅箔１０６にめっき用電極の一方を接続して銅の電解めっきを行なう。このようにすると、銅からなるめっき層は、スルーホール１０３ａを埋めるよう成長した後、フレキシブル基板１０３の表面に達すると等方的に拡がるように成長する。このため、周縁部が球面状でその他の部分（中央部）がほぼ全面に亘って平坦である、つまり全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有するプローブ端子１０４が形成される。このプローブ端子１０４の大きさとしては、直径が例えば２５０μｍであり、高さが例えば２５μｍである。尚、プローブ端子１０４としては、銅めっき層に代えて、ニッケルめっき層又は金めっき層であってもよい。
【００４３】
次に、レジスト膜を除去した後、銅箔１０６をパターニングして、図２（ｃ）に示すように、例えば２５０μｍの直径を持つ孤立パターン１０６Ａを形成する。
【００４４】
尚、プローブ端子１０４が銅めっき層又は金めっき層からなる場合には、電解めっきによりプローブ端子１０４の表面に例えば約２μｍの厚さを持つニッケル層１０７を形成することが好ましい。プローブ端子１０４の表面にニッケル層１０７を形成すると、バーインによりプローブ端子１０４及びバンプ２Ｂが加熱されても、プローブ端子１０４はバンプ２Ｂから離反し易くなる。
【００４５】
（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について、図３、図４（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。尚、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面構造を示している。
【００４６】
半導体ウエハ１上に形成された複数の半導体集積回路素子の各表面には、Ｐｂ／Ｓｎ合金、Ｉｎ等のはんだ又はＡｕからなる半球状のバンプ２Ｂがそれぞれ形成されている。
【００４７】
第１の実施形態と同様、ウエハトレイ１０には、ウエハ保持部１０ａ、弾性体からなる環状のシール部材１１、環状の減圧用凹状溝１２、連通路１３及び減圧バルブ１４が設けられている。
【００４８】
半導体ウエハ１と対向するように検査用基板２００が配置されており、該検査用基板２００は、配線層２０１ａを有する配線基板２０１と、周縁部が剛性リング２０２によって配線基板２０１に固定された例えばメッシュ状のシートからなるフレキシブル基板２０３と、該フレキシブル基板２０３における半導体ウエハ１のバンプ２Ｂと対応する部位に設けられ、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有するプローブ端子２０４と、配線基板２０１とフレキシブル基板２０３との間に設けられ、配線基板２０１の配線層２０１ａの一端部とプローブ端子２０４とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート２０５とを備えている。尚、配線基板２０１の配線層２０１ａ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。
【００４９】
フレキシブル基板２０３としては、例えば１７μｍの線径を持つ液晶ポリマー繊維が例えば６０μｍの間隔（７７μｍのピッチ）で織られてなるメッシュ状のシートを用いることができる。
【００５０】
フレキシブル基板２０３の周縁部、つまりシール部材１１と対向する部分の近傍部には、表面が鏡面に仕上げられたシリコーンゴムからなるシール用ゴム部材２０７（図３においては、点々で示している。）がメッシュ状のシートに絡むように設けられており、これによって、配線基板２０１とシール部材１１との間のシール性が向上している。
【００５１】
プローブ端子２０４は、例えば銅めっき層、ニッケルめっき層又は金めっき層からなり、例えば２５０μｍの直径と例えば５０μｍの高さ（メッシュ状シートの両側部分及び内部部分の合計高さ）とを有している。尚、プローブ端子２０４が銅めっき層又は金めっき層からなる場合には、電解めっきによりプローブ端子２０４の表面に例えば約２μｍの厚さを持つニッケル層を形成することが好ましい。
【００５２】
異方導電性ゴムシート２０５としては、第１の実施形態と同様、所定の部位にのみ導電粒子が偏在している偏在型のものを用いることが好ましいが、配線基板２０１の配線層２０１ａの一端部とプローブ端子２０４とを所定の部位以外の箇所で導通させない絶縁膜を設けるときには、分散型のものを用いてもよい。
【００５３】
半導体ウエハ１がシリコンからなる場合には、配線基板２０１及び剛性リング２０２を構成する材料としては、第１の実施形態と同様、ムライト系セラミックス、シリコン、ガラスセラミックス、窒化アルミニウム又はアルミナ等を用いることが好ましい。この場合、液晶ポリマー繊維からなるフレキシブル基板２０３の熱膨張率は配線基板１０１の熱膨張率よりも小さいので、フレキシブル基板２０３をそのままの状態（張力歪みを持たない状態）で配線基板２０１に固定することができる。このようにすると、バーインにおいて配線基板２０１が熱膨張すると、フレキシブル基板２０３は配線基板２０１に引っ張られて配線基板２０１と同程度に熱膨張するため、フレキシブル基板２０３のプローブ端子２０４と半導体ウエハ１のバンプ２Ｂとは位置ずれするおそれがない。尚、フレキシブル基板２０３の熱膨張率が配線基板２０１の熱膨張率よりも大きい場合には、第１の実施形態と同様、フレキシブル基板２０３は一様な張力歪みを持った状態で配線基板２０１に固定されていることが好ましい。
【００５４】
尚、第２の実施形態に係る検査用基板２００を用いて行なう検査方法については、第１の実施形態に係る検査用基板１００を用いて行なう検査方法と同様であるので、説明を省略する。
【００５５】
第２の実施形態によると、第１の実施形態と同様、フレキシブル基板２０３に設けられたプローブ端子２０４は全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有しているため、検査用基板２００とウエハトレイ１０とを互いに接近させて、検査用基板２００のプローブ端子２０４と半導体ウエハ１のバンプ２Ｂとを接触させても、プローブ端子２０４はバンプ２Ｂの表面にめり込まない。
【００５６】
このため、検査終了後に、プローブ端子２０４をバンプ２Ｂから容易に離反させることができると共に、プローブ端子２０４をバンプ２Ｂから離反させたときに、バンプ２Ｂの表面に凹状部が形成されない。
【００５７】
また、第２の実施形態によると、フレキシブル基板２０３がメッシュ状のシートからなるため、真空ポンプを駆動して減圧用凹状溝１２の内部を減圧することによって、ウエハトレイ１０、シール部材１１及びフレキシブル基板２０３により密封空間１６を形成する際に、フレキシブル基板２０３の両側の空間部の圧力が等しくなるので、プローブ端子２０４とバンプ２Ｂとの間の良好なコンタクトが得られる。
【００５８】
また、フレキシブル基板２０３におけるシール部材１１と対向する部分の近傍には、表面が鏡面に仕上げられたシール用ゴム部材２０７が設けられているため、フレキシブル基板２０３を構成するメッシュの繊維同士の隙間から空気が流入することなく、減圧された密封空間１６の圧力を保持することができる。
【００５９】
また、プローブ端子２０４の接触面には、フレキシブル基板２０３の凹凸状の断面形状が若干反映された小さい高さを持つ凹凸部が形成されるので、検査用基板２００とウエハトレイ１０とを互いに接近させて、検査用基板２００のプローブ端子２０４と半導体ウエハ１のバンプ２Ｂとを接触させる際に、プローブ端子２０４とバンプ２Ｂとの間の良好なコンタクトが得られる。
【００６０】
さらに、プローブ端子２０４がフレキシブル基板２００の液晶ポリマー繊維に絡まっているので、プローブ端子２０４の保持強度が向上している。
【００６１】
以下、第２の実施形態に係る検査用基板２００の製造方法について、図５を参照しながら説明する。
【００６２】
まず、メッシュ状のシートからなるフレキシブル基板２０３の周縁部を接着剤を介してフレーム２０８に保持させた後、該フレキシブル基板２０３を例えば８μｍの厚さを持つ銅箔の上に押しつけ、その後、銅箔をめっき用電極の一方とする銅の電解めっきを行なって、フレキシブル基板２０３における銅箔の反対側に例えば８μｍの厚さを持つ銅めっき層を形成する。次に、銅箔及び銅めっき層に対してレジストパターンをマスクとするエッチングを行なって、直径が例えば２５０μｍで、高さが例えば５０μｍであるプローブ端子２０４を形成する。
【００６３】
このようにすると、プローブ端子２０４はフレキシブル基板２０３の液晶ポリマー繊維に絡まるので、プローブ端子２０４の保持強度が向上する。また、メッシュ状のシートからなるフレキシブル基板２０３には、該フレキシブル基板２０３がフレーム２０８に保持された状態で、プローブ端子２０４の形成が行なわれるため、該プローブ端子２０４の位置精度は良好になる。
【００６４】
次に、図５に示すように、配線層２０１ａを有する配線基板２０１に異方導電性ゴムシート２０５を貼着した後、該異方導電性ゴムシート２０５の上に、プローブ端子２０４を有するフレキシブル基板２０３を載置する。その後、ヒーターが内蔵されたローラ２０６を例えば５００℃に加熱した状態でフレキシブル基板２０３の周縁部に押しつけることにより、フレキシブル基板２０３を所定の形状に切断すると共にフレキシブル基板２０３の周縁部を配線基板２０１に融着すると、第２の実施形態に係る検査用基板２００が得られる。この場合、フレキシブル基板２０３の周縁部を保持していたフレーム２０７は余分なメッシュ状のシートと共に取り除かれる。
【００６５】
尚、フレキシブル基板２０３を配線基板２０１に固定する方法としては、熱による融着に代えて、レーザービームによる融着を行なってもよいし、融着に代えて、シリコンゴム等の接着剤により接着してもよい。、
【００６６】
【発明の効果】
本発明に係る検査用基板又は検査方法によると、プローブ端子は、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有しているため、プローブ端子とバンプとを接触させたときにプローブ端子がバンプの表面にめり込まないので、検査終了後に、プローブ端子をバンプから容易に離反させることができると共に、プローブ端子をバンプから離反させたときに、バンプの表面に凹状部が形成されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る検査用基板及び検査方法を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る検査用基板におけるプローブ端子の製造方法を説明する断面図である。
【図３】第２の実施形態に係る検査用基板及び検査方法を示す断面図である。
【図４】（ａ）は第２の実施形態に係る検査用基板におけるフレキシブル基板及びプローブ端子を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る検査用基板の製造方法を示す断面図である。
【図６】従来の検査用基板及び検査方法を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、従来の検査用基板及び検査方法の問題点を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ 半導体ウエハ
２Ｂ バンプ
１０ ウエハトレイ
１０ａ ウエハ保持部
１１ シール部材
１２ 減圧用凹状溝
１３ 連通路
１４ 減圧バルブ
１５ 減圧供給路
１６ 密封空間
１００ 検査用基板
１０１ 配線基板
１０１ａ 配線層
１０２ 剛性リング
１０３ フレキシブル基板
１０３ａ スルーホール
１０４ プローブ端子
１０５ 異方導電性ゴムシート
１０６ 銅箔
１０６Ａ 孤立パターン
２００ 検査用基板
２０１ 配線基板
２０１ａ 配線層
２０２ 剛性リング
２０３ フレキシブル基板
２０４ プローブ端子
２０５ 異方導電性ゴムシート
２０６ ローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ上に形成されている複数の半導体集積回路素子の各外部電極に電圧を印加して、複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウエハレベルで一括して検査するために用いられる検査用基板及び該検査用基板を用いて行なう検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路装置は、半導体集積回路素子（半導体チップ）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。
【０００３】
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エ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。
【０００４】
ベアチップに対して品質保証を行なうためには、半導体集積回路素子の電気的特性をウエハ状態で（ウエハレベルで）一括してバーインを行なうことが低コスト化の点で望ましい。
【０００５】
そこで、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体集積回路素子の各外部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、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体集積回路素子に対してウエハ状態で一括してバーインを行なう検査方法が知られている。この場合、半導体ウエハの全面に亘って分散している多数の外部電極にプローブカードの各プローブ端子を確実に接触させる必要があるので、図６に示すような検査用基板が提案されている。
【０００６】
以下、従来の検査用基板について、図６を参照しながら説明する。
【０００７】
図６に示すように、半導体ウエハ１上に形成された複数の半導体集積回路素子の各表面にはそれぞれ多数の外部電極２Ａが形成されており、各外部電極２Ａ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。
【０００８】
半導体ウエハ１と対向するように検査用基板４が配置されており、該検査用基板４は、配線層５ａを有する配線基板５と、周縁部が剛性リング６によって配線基板５に固定された例えばポリイミドシートからなるフレキシブル基板７と、該フレキシブル基板７における半導体ウエハ１の外部電極２Ａと対応する部位に設けられた半球状のプローブ端子８と、配線基板５とフレキシブル基板７との間に設けられ、配線基板５の配線層５ａの一端部とプローブ端子８とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート９とを備えている。尚、配線基板５の配線層５ａ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。
【０００９】
ウエハトレイ１０における半導体ウエハ１を保持するウエハ保持部１０ａの周囲には、リップ状の断面を有する弾性体からなる環状のシール部材１１が設けられている。ウエハトレイ１０におけるウエハ保持部１０ａとシール部材１１との間には環状の減圧用凹状溝１２が形成されており、該減圧用凹状溝１２はウエハ保持部１０ａの下側に形成されている連通路１３によっても互いに連通している。ウエハトレイ１０の一側部には減圧バルブ１４が設けられており、該減圧バルブ１４は減圧供給路１５を介して真空ポンプ（図示は省略している。）に接続される。
【００１０】
以下、前述の検査用基板４を用いて行なう検査方法について説明する。
【００１１】
半導体ウエハ１を保持しているウエハトレイ１０の上に検査用基板４を配置した後、半導体ウエハ１と検査用基板４との位置合わせを行ない、その後、ウエハトレイ１０と検査用基板４とを互いに接近させる。
【００１２】
次に、真空ポンプを駆動して減圧供給路１５を介して減圧用凹状溝１２の内部を減圧すると、フレキシブル基板７とシール部材１１の先端部とが接触するため、ウエハトレイ１０、シール部材１１及びフレキシブル基板７によって密封空間１６が形成される。その後、減圧用凹状溝１２の内部を更に減圧して密封空間１６を減圧すると、フレキシブル基板７に設けられている各プローブ端子８と半導体ウエハ１の各外部電極２Ａとが互いに接触する。
【００１３】
次に、配線基板５の配線層５ａに、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と、プローブ端子８を介して外部電極２Ａに検査用電圧が印加されるので、半導体ウエハ１の上に形成されている複数の半導体集積回路素子の電気的特性を一括して検査することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の検査用基板を用いて行なう検査方法は、検査の対象となる半導体ウエハ１上に形成されている外部電極２Ａの表面が平坦であるから、前述のように、ウエハトレイ１０、シール部材１１及びフレキシブル基板７によって形成される密封空間１６を減圧すると、各プローブ端子８と各外部電極２Ａとは互いに接触する。
【００１５】
しかしながら、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、検査の対象となる半導体ウエハ１上に形成されている外部電極が、はんだ等のように比較的柔らかい金属からなる半球状のバンプ２Ｂである場合には以下に説明するような問題が発生する。
【００１６】
まず、図７（ａ）において矢印で示すように、検査用基板のフレキシブル基板７に形成されているプローブ端子８と、半導体ウエハ１上に形成されているバンプ２Ｂとを接近させて、図７（ｂ）に示すように、プローブ端子８とバンプ２Ｂとを接触させると、バンプ２Ｂが柔らかい金属からなるため、プローブ端子８がバンプ２Ｂの先端部にめり込んでしまう。
【００１７】
このため、検査終了後に、プローブ端子８とバンプ２Ｂとを離反させようとしても、両者が離反し難いという問題がある。
【００１８】
また、プローブ端子８をバンプ２Ｂから離反させると、図７（ｃ）に示すように、バンプ２Ｂの表面に凹状部２ａが形成されてしまう。バンプ２Ｂの表面に凹状部２ａが形成されると、半導体ウエハ１のダイシングによって互いに分離された半導体集積回路素子（半導体チップ）をプリント基板に実装したときに、半導体集積回路素子のバンプ２Ｂとプリント基板の電極との間に隙間ができてしまうため、バンプ２Ｂとプリント基板の電極との電気的接続が不安定になるので、信頼性が確保できないという問題がある。
【００１９】
前記に鑑み、本発明は、半導体ウエハ上に形成されている外部電極がバンプであっても、検査終了後にプローブ端子をバンプから容易に離反させることができるようにすると共に、プローブ端子を離反させた後にバンプの表面に凹状部が形成されないようにすることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る検査用基板は、半導体ウエハに形成されている複数の半導体集積回路素子のバンプに電圧を印加して、複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウエハレベルで一括して検査するための検査用基板を対象とし、半導体ウエハと対向する面に配線層を有する配線基板と、配線基板における配線層が形成されている面と間隔をおくように設けられたフレキシブル基板と、フレキシブル基板の半導体ウエハと対向する面におけるバンプと対応する部位に設けられ、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有するプローブ端子と、配線基板とフレキシブル基板との間に設けられ、配線層とプローブ端子とを電気的に接続する異方導電性ゴムシートとを備えている。
【００２１】
前記の目的を達成するため、本発明に係る検査方法は、それぞれがバンプを有する複数の半導体集積回路素子が形成されている半導体ウエハをウエハトレイに保持させる工程と、配線層を有する配線基板と、配線基板における配線層が形成されている面と間隔をおくように設けられたフレキシブル基板と、フレキシブル基板に設けられ全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有するプローブ端子と、配線基板とフレキシブル基板との間に設けられ配線層とプローブ端子とを電気的に接続する異方導電性ゴムシートとを有する検査用基板を、検査用基板のプローブ端子とウエハトレイに保持されている半導体ウエハのバンプとが対向するように配置する工程と、検査用基板とウエハトレイとを互いに接近させて、プローブ端子とバンプとを接触させる工程と、配線基板の配線層、異方導電性ゴムシート及びプローブ端子を介してバンプに検査用電圧を印加して、複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウエハレベルで一括して検査する工程とを備えている。
【００２２】
本発明に係る検査用基板又は検査方法によると、フレキシブル基板に設けられているプローブ端子は、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有しているため、検査用基板とウエハトレイとを互いに接近させてプローブ端子とバンプとを接触させても、プローブ端子はバンプの表面にめり込まない。
【００２３】
このため、検査終了後に、プローブ端子をバンプから容易に離反させることができると共に、プローブ端子をバンプから離反させたときに、バンプの表面に凹状部が形成されない。
【００２４】
本発明に係る検査用基板又は検査方法において、フレキシブル基板は、メッシュ状のシートであることが好ましい。
【００２５】
このようにすると、減圧力により検査用基板と半導体ウエハを保持しているウエハトレイとを接近させる際に、フレキシブル基板の両側の空間部の圧力が等しくなるため、フレキシブル基板に設けられているプローブ端子と半導体ウエハのバンプとの間の良好なコンタクトを得ることができる。また、プローブ端子の接触面に小さい高さを持つ凹凸部が形成されるため、プローブ端子とバンプとを接触させる際に、両者の間に良好なコンタクトが得られる。さらに、プローブ端子がフレキシブル基板のメッシュの繊維に絡まっているので、プローブ端子の保持強度が向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（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。
【００２７】
半導体ウエハ１上に形成された複数の半導体集積回路素子の各表面には、Ｐｂ／Ｓｎ合金、Ｉｎ等のはんだ又はＡｕからなる半球状のバンプ２Ｂがそれぞれ形成されている。
【００２８】
従来と同様、ウエハトレイ１０における半導体ウエハ１を保持するウエハ保持部１０ａの周囲には、リップ状の断面を有する弾性体からなる環状のシール部材１１が設けられている。ウエハトレイ１０におけるウエハ保持部１０ａとシール部材１１との間には環状の減圧用凹状溝１２が形成されており、該減圧用凹状溝１２はウエハ保持部１０ａの下側に形成されている連通路１３によっても互いに連通している。ウエハトレイ１０の一側部には減圧バルブ１４が設けられており、該減圧バルブ１４は減圧供給路１５を介して真空ポンプ（図示は省略している。）に接続される。
【００２９】
ウエハトレイ１０のウエハ保持部１０ａに保持されている半導体ウエハ１と対向するように検査用基板１００が配置されている。
【００３０】
検査用基板１００は、配線層１０１ａを有する配線基板１０１と、周縁部が剛性リング１０２によって配線基板１０１に固定された例えばポリイミドシートからなるフレキシブル基板１０３と、該フレキシブル基板１０３における半導体ウエハ１のバンプ２Ｂと対応する部位に設けられ、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有するプローブ端子１０４と、配線基板１０１とフレキシブル基板１０３との間に設けられ、配線基板１０１の配線層１０１ａの一端部とプローブ端子１０４とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート１０５とを備えている。配線基板１０１の配線層１０１ａ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。
【００３１】
異方導電性ゴムシート１０５としては、所定の部位（配線層１０１ａの一端部とプローブ端子１０４とを電気的に接続させる部位）にのみ導電粒子又は導電性ワイヤーが偏在している偏在型のものを用いることが好ましいが、配線基板１０１の配線層１０１ａの一端部とプローブ端子１０４とを所定の部位以外の箇所で導通させない絶縁膜を設けるときには、分散型のものを用いてもよい。
【００３２】
配線基板１０１及び剛性リング１０２を構成する材料としては、半導体ウエハ１がシリコンからなる場合には、ムライト系セラミックス（熱膨張率：３．５×１０-6／℃）、シリコン（熱膨張率：３．５×１０-6／℃）、ガラスセラミックス（熱膨張率：３．０〜４．２×１０-6／℃）、窒化アルミニウム（熱膨張率：４．３〜４．５×１０-6／℃）又はアルミナ（熱膨張率：７．３×１０-6／℃）等のように、熱膨張率がシリコンの熱膨張率に近いものを用いることが好ましい。
【００３３】
また、フレキシブル基板１０３の熱膨張率が配線基板１０１の熱膨張率よりも大きい場合には、フレキシブル基板１０３は一様な張力歪みを持った状態で剛性リング１０２により配線基板１０１に固定されていることが好ましい。このようにすると、バーインにおいて配線基板１０１が熱膨張しても、フレキシブル基板１０３は弛むことなくピンと張った状態を維持できるので、フレキシブル基板１０３のプローブ端子１０４と半導体ウエハ１のバンプ２Ｂとが位置ずれするおそれはない。
【００３４】
以下、第１の実施形態に係る検査用基板１００を用いて行なう検査方法について説明する。
【００３５】
半導体ウエハ１を保持しているウエハトレイ１０の上に検査用基板１００を配置した後、半導体ウエハ１と検査用基板１００との位置合わせを行ない、その後、ウエハトレイ１０と検査用基板１００とを互いに接近させる。
【００３６】
次に、真空ポンプを駆動してウエハトレイ１０の減圧供給路１５を介して減圧用凹状溝１２の内部を減圧すると、検査用基板１００のフレキシブル基板１０３とウエハトレイ１０のシール部材１１の先端部とが接触するため、ウエハトレイ１０、シール部材１１及びフレキシブル基板１０３によって密封空間１６が形成される。その後、減圧用凹状溝１２の内部を更に減圧して密封空間１６を減圧すると、フレキシブル基板１０３に設けられている各プローブ端子１０４と半導体ウエハ１の各バンプ２Ｂとが互いに接触する。
【００３７】
次に、配線基板１０１の配線層１０１ａに、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と、プローブ端子１０４を介してバンプ２Ｂに検査用電圧が印加されるので、半導体ウエハ１の上に形成されている複数の半導体集積回路素子の電気的特性を一括して検査することができる。
【００３８】
第１の実施形態によると、フレキシブル基板１０３に設けられたプローブ端子１０４は全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有しているため、検査用基板１００とウエハトレイ１０とを互いに接近させて、検査用基板１００のプローブ端子１０４と半導体ウエハ１のバンプ２Ｂとを接触させても、プローブ端子１０４はバンプ２Ｂの表面にめり込まない。
【００３９】
このため、検査終了後に、プローブ端子１０４をバンプ２Ｂから容易に離反させることができると共に、プローブ端子１０４をバンプ２Ｂから離反させたときに、バンプ２Ｂの表面に凹状部が形成されない。従って、半導体ウエハ１をダイシングして得られる半導体集積回路素子（半導体チップ）をプリント基板に実装したときに、半導体集積回路素子のバンプ２Ｂとプリント基板の電極との間に隙間ができないので、バンプ２Ｂとプリント基板の電極との電気的接続が安定する。
【００４０】
以下、第１の実施形態に係る検査用基板１００におけるプローブ端子１０４の製造方法について、図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００４１】
まず、例えば厚さが約１８μｍの銅箔１０６の一方の面にポリイミド（又はポリイミド前駆体）をキャスティングした後、該ポリイミドを加熱して乾燥及び硬化させることにより、図２（ａ）に示すように、ポリイミドからなり約２５μｍの膜厚を持つフレキシブル基板１０３を形成する。この場合、ポリイミドの熱膨張率は銅の熱膨張率（１６×１０-6／℃）とほぼ等しいので、銅箔１０６とフレキシブル基板１０３とからなる積層体には熱履歴に伴う反りは殆ど発生しない。その後、フレキシブル基板１０３におけるプローブ端子１０４を形成する部分に例えば２００μｍの直径を持つスルーホール１０３ａを形成する。
【００４２】
次に、銅箔１０６におけるフレキシブル基板１０３と反対側の面に全面に亘ってレジスト膜を塗布した後、銅箔１０６にめっき用電極の一方を接続して銅の電解めっきを行なう。このようにすると、銅からなるめっき層は、スルーホール１０３ａを埋めるよう成長した後、フレキシブル基板１０３の表面に達すると等方的に拡がるように成長する。このため、周縁部が球面状でその他の部分（中央部）がほぼ全面に亘って平坦である、つまり全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有するプローブ端子１０４が形成される。このプローブ端子１０４の大きさとしては、直径が例えば２５０μｍであり、高さが例えば２５μｍである。尚、プローブ端子１０４としては、銅めっき層に代えて、ニッケルめっき層又は金めっき層であってもよい。
【００４３】
次に、レジスト膜を除去した後、銅箔１０６をパターニングして、図２（ｃ）に示すように、例えば２５０μｍの直径を持つ孤立パターン１０６Ａを形成する。
【００４４】
尚、プローブ端子１０４が銅めっき層又は金めっき層からなる場合には、電解めっきによりプローブ端子１０４の表面に例えば約２μｍの厚さを持つニッケル層１０７を形成することが好ましい。プローブ端子１０４の表面にニッケル層１０７を形成すると、バーインによりプローブ端子１０４及びバンプ２Ｂが加熱されても、プローブ端子１０４はバンプ２Ｂから離反し易くなる。
【００４５】
（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について、図３、図４（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。尚、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面構造を示している。
【００４６】
半導体ウエハ１上に形成された複数の半導体集積回路素子の各表面には、Ｐｂ／Ｓｎ合金、Ｉｎ等のはんだ又はＡｕからなる半球状のバンプ２Ｂがそれぞれ形成されている。
【００４７】
第１の実施形態と同様、ウエハトレイ１０には、ウエハ保持部１０ａ、弾性体からなる環状のシール部材１１、環状の減圧用凹状溝１２、連通路１３及び減圧バルブ１４が設けられている。
【００４８】
半導体ウエハ１と対向するように検査用基板２００が配置されており、該検査用基板２００は、配線層２０１ａを有する配線基板２０１と、周縁部が剛性リング２０２によって配線基板２０１に固定された例えばメッシュ状のシートからなるフレキシブル基板２０３と、該フレキシブル基板２０３における半導体ウエハ１のバンプ２Ｂと対応する部位に設けられ、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有するプローブ端子２０４と、配線基板２０１とフレキシブル基板２０３との間に設けられ、配線基板２０１の配線層２０１ａの一端部とプローブ端子２０４とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート２０５とを備えている。尚、配線基板２０１の配線層２０１ａ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。
【００４９】
フレキシブル基板２０３としては、例えば１７μｍの線径を持つ液晶ポリマー繊維が例えば６０μｍの間隔（７７μｍのピッチ）で織られてなるメッシュ状のシートを用いることができる。
【００５０】
フレキシブル基板２０３の周縁部、つまりシール部材１１と対向する部分の近傍部には、表面が鏡面に仕上げられたシリコーンゴムからなるシール用ゴム部材２０７（図３においては、点々で示している。）がメッシュ状のシートに絡むように設けられており、これによって、配線基板２０１とシール部材１１との間のシール性が向上している。
【００５１】
プローブ端子２０４は、例えば銅めっき層、ニッケルめっき層又は金めっき層からなり、例えば２５０μｍの直径と例えば５０μｍの高さ（メッシュ状シートの両側部分及び内部部分の合計高さ）とを有している。尚、プローブ端子２０４が銅めっき層又は金めっき層からなる場合には、電解めっきによりプローブ端子２０４の表面に例えば約２μｍの厚さを持つニッケル層を形成することが好ましい。
【００５２】
異方導電性ゴムシート２０５としては、第１の実施形態と同様、所定の部位にのみ導電粒子が偏在している偏在型のものを用いることが好ましいが、配線基板２０１の配線層２０１ａの一端部とプローブ端子２０４とを所定の部位以外の箇所で導通させない絶縁膜を設けるときには、分散型のものを用いてもよい。
【００５３】
半導体ウエハ１がシリコンからなる場合には、配線基板２０１及び剛性リング２０２を構成する材料としては、第１の実施形態と同様、ムライト系セラミックス、シリコン、ガラスセラミックス、窒化アルミニウム又はアルミナ等を用いることが好ましい。この場合、液晶ポリマー繊維からなるフレキシブル基板２０３の熱膨張率は配線基板１０１の熱膨張率よりも小さいので、フレキシブル基板２０３をそのままの状態（張力歪みを持たない状態）で配線基板２０１に固定することができる。このようにすると、バーインにおいて配線基板２０１が熱膨張すると、フレキシブル基板２０３は配線基板２０１に引っ張られて配線基板２０１と同程度に熱膨張するため、フレキシブル基板２０３のプローブ端子２０４と半導体ウエハ１のバンプ２Ｂとは位置ずれするおそれがない。尚、フレキシブル基板２０３の熱膨張率が配線基板２０１の熱膨張率よりも大きい場合には、第１の実施形態と同様、フレキシブル基板２０３は一様な張力歪みを持った状態で配線基板２０１に固定されていることが好ましい。
【００５４】
尚、第２の実施形態に係る検査用基板２００を用いて行なう検査方法については、第１の実施形態に係る検査用基板１００を用いて行なう検査方法と同様であるので、説明を省略する。
【００５５】
第２の実施形態によると、第１の実施形態と同様、フレキシブル基板２０３に設けられたプローブ端子２０４は全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有しているため、検査用基板２００とウエハトレイ１０とを互いに接近させて、検査用基板２００のプローブ端子２０４と半導体ウエハ１のバンプ２Ｂとを接触させても、プローブ端子２０４はバンプ２Ｂの表面にめり込まない。
【００５６】
このため、検査終了後に、プローブ端子２０４をバンプ２Ｂから容易に離反させることができると共に、プローブ端子２０４をバンプ２Ｂから離反させたときに、バンプ２Ｂの表面に凹状部が形成されない。
【００５７】
また、第２の実施形態によると、フレキシブル基板２０３がメッシュ状のシートからなるため、真空ポンプを駆動して減圧用凹状溝１２の内部を減圧することによって、ウエハトレイ１０、シール部材１１及びフレキシブル基板２０３により密封空間１６を形成する際に、フレキシブル基板２０３の両側の空間部の圧力が等しくなるので、プローブ端子２０４とバンプ２Ｂとの間の良好なコンタクトが得られる。
【００５８】
また、フレキシブル基板２０３におけるシール部材１１と対向する部分の近傍には、表面が鏡面に仕上げられたシール用ゴム部材２０７が設けられているため、フレキシブル基板２０３を構成するメッシュの繊維同士の隙間から空気が流入することなく、減圧された密封空間１６の圧力を保持することができる。
【００５９】
また、プローブ端子２０４の接触面には、フレキシブル基板２０３の凹凸状の断面形状が若干反映された小さい高さを持つ凹凸部が形成されるので、検査用基板２００とウエハトレイ１０とを互いに接近させて、検査用基板２００のプローブ端子２０４と半導体ウエハ１のバンプ２Ｂとを接触させる際に、プローブ端子２０４とバンプ２Ｂとの間の良好なコンタクトが得られる。
【００６０】
さらに、プローブ端子２０４がフレキシブル基板２００の液晶ポリマー繊維に絡まっているので、プローブ端子２０４の保持強度が向上している。
【００６１】
以下、第２の実施形態に係る検査用基板２００の製造方法について、図５を参照しながら説明する。
【００６２】
まず、メッシュ状のシートからなるフレキシブル基板２０３の周縁部を接着剤を介してフレーム２０８に保持させた後、該フレキシブル基板２０３を例えば８μｍの厚さを持つ銅箔の上に押しつけ、その後、銅箔をめっき用電極の一方とする銅の電解めっきを行なって、フレキシブル基板２０３における銅箔の反対側に例えば８μｍの厚さを持つ銅めっき層を形成する。次に、銅箔及び銅めっき層に対してレジストパターンをマスクとするエッチングを行なって、直径が例えば２５０μｍで、高さが例えば５０μｍであるプローブ端子２０４を形成する。
【００６３】
このようにすると、プローブ端子２０４はフレキシブル基板２０３の液晶ポリマー繊維に絡まるので、プローブ端子２０４の保持強度が向上する。また、メッシュ状のシートからなるフレキシブル基板２０３には、該フレキシブル基板２０３がフレーム２０８に保持された状態で、プローブ端子２０４の形成が行なわれるため、該プローブ端子２０４の位置精度は良好になる。
【００６４】
次に、図５に示すように、配線層２０１ａを有する配線基板２０１に異方導電性ゴムシート２０５を貼着した後、該異方導電性ゴムシート２０５の上に、プローブ端子２０４を有するフレキシブル基板２０３を載置する。その後、ヒーターが内蔵されたローラ２０６を例えば５００℃に加熱した状態でフレキシブル基板２０３の周縁部に押しつけることにより、フレキシブル基板２０３を所定の形状に切断すると共にフレキシブル基板２０３の周縁部を配線基板２０１に融着すると、第２の実施形態に係る検査用基板２００が得られる。この場合、フレキシブル基板２０３の周縁部を保持していたフレーム２０７は余分なメッシュ状のシートと共に取り除かれる。
【００６５】
尚、フレキシブル基板２０３を配線基板２０１に固定する方法としては、熱による融着に代えて、レーザービームによる融着を行なってもよいし、融着に代えて、シリコンゴム等の接着剤により接着してもよい。、
【００６６】
【発明の効果】
本発明に係る検査用基板又は検査方法によると、プローブ端子は、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有しているため、プローブ端子とバンプとを接触させたときにプローブ端子がバンプの表面にめり込まないので、検査終了後に、プローブ端子をバンプから容易に離反させることができると共に、プローブ端子をバンプから離反させたときに、バンプの表面に凹状部が形成されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る検査用基板及び検査方法を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る検査用基板におけるプローブ端子の製造方法を説明する断面図である。
【図３】第２の実施形態に係る検査用基板及び検査方法を示す断面図である。
【図４】（ａ）は第２の実施形態に係る検査用基板におけるフレキシブル基板及びプローブ端子を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る検査用基板の製造方法を示す断面図である。
【図６】従来の検査用基板及び検査方法を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、従来の検査用基板及び検査方法の問題点を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ 半導体ウエハ
２Ｂ バンプ
１０ ウエハトレイ
１０ａ ウエハ保持部
１１ シール部材
１２ 減圧用凹状溝
１３ 連通路
１４ 減圧バルブ
１５ 減圧供給路
１６ 密封空間
１００ 検査用基板
１０１ 配線基板
１０１ａ 配線層
１０２ 剛性リング
１０３ フレキシブル基板
１０３ａ スルーホール
１０４ プローブ端子
１０５ 異方導電性ゴムシート
１０６ 銅箔
１０６Ａ 孤立パターン
２００ 検査用基板
２０１ 配線基板
２０１ａ 配線層
２０２ 剛性リング
２０３ フレキシブル基板
２０４ プローブ端子
２０５ 異方導電性ゴムシート
２０６ ローラ
Claims (4)
- 半導体ウエハに形成されている複数の半導体集積回路素子の外部電極に電圧を印加して、前記複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウエハレベルで一括して検査するための検査用基板であって、
前記半導体ウエハと対向する面に配線層を有する配線基板と、
前記配線基板における前記配線層が形成されている面と間隔をおくように設けられたフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の前記半導体ウエハと対向する面における前記外部電極と対応する部位に設けられたプローブ端子と、
前記配線基板と前記フレキシブル基板との間に設けられ、前記配線層と前記プローブ端子とを電気的に接続する異方導電性ゴムシートとを備え、
前記外部電極は、前記プローブ端子に比較してやわらかい金属を材料とする、表面が半球状のバンプからなり、
前記プローブ端子は、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有することを特徴とする検査用基板。 - 前記フレキシブル基板は、メッシュ状のシートであることを特徴とする請求項１に記載の検査用基板。
- プローブ端子に比較してやわらかい金属を材料とする、表面が半球状のバンプからなる外部電極を有する複数の半導体集積回路素子が形成されている半導体ウエハをウエハトレイに保持させる工程と、
配線層を有する配線基板と、前記配線基板における前記配線層が形成されている面と間隔をおくように設けられたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に設けられ、全面に亘ってほぼ平坦な接触面を有するプローブ端子と、前記配線基板と前記フレキシブル基板との間に設けられ、前記配線層と前記プローブ端子とを電気的に接続する異方導電性ゴムシートとを有する検査用基板を、前記検査用基板のプローブ端子と前記ウエハトレイに保持されている前記半導体ウエハの外部電極とが対向するように配置する工程と、
前記検査用基板と前記ウエハトレイとを互いに接近させて、前記プローブ端子と前記外部電極とを接触させる工程と、
前記配線基板の配線層、前記異方導電性ゴムシート及びプローブ端子を介して前記外部電極に検査用電圧を印加して、前記複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウエハレベルで一括して検査する工程とを備えていることを特徴とする検査方法。 - 前記フレキシブル基板は、メッシュ状のシートであることを特徴とする請求項３に記載の検査方法。
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