JP4640738B2 - Contact component for wafer batch contact board and manufacturing method thereof - Google Patents

Contact component for wafer batch contact board and manufacturing method thereof Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの検査(試験)をウエハの状態で一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの構成部品であるコンタクト部品及びその製造方法等に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスの検査は、プローブカードによる製品検査(電気的特性試験)と、その後に行われる信頼性試験であるバーンイン試験に大別される。
バーンイン試験は、固有欠陥のある半導体ディバイス、あるいは製造上のばらつきから、時間とストレスに依存する故障を起こすディバイスを除くために行われるスクリーニング試験の一つである。プローブカードによる検査が製造したディバイスの電気的特性試験であるのに対し、バーンイン試験は熱加速試験と言える。
【0003】
バーンイン試験は、プローブカードによって1チップ毎に行われる電気的特性試験の後に、ウエハをダイシングによりチップに切断し、パッケージングしたものについて一つずつバーンイン試験を行う通常の方法(1チップバーンインシステム)ではコスト的に実現性に乏しい。そこで、ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスのバーンイン試験を一括して一度に行うためのウエハ一括コンタクトボード(バーンインボード)の開発及び実用化が進められている(特開平7−231019号公報)。ウエハ一括コンタクトボードを用いたウエハ・一括バーンインシステムは、コスト的に実現可能性が高い他に、ベアチップ出荷及びベアチップ搭載といった最新の技術的な流れを実現可能にするためにも重要な技術である。
【0004】
バーンイン試験の内容を細分して以下に示す。
スタティックバーンイン(static burn-in)は、高温下において、定格もしくはそれを超える電源電圧を印加し、ディバイスに電流を流して温度及び電圧ストレスをディバイスに加えるバーンイン試験であり、高温バイアステストとも言われる。
ダイナミックバーンイン(dynamic burn-in)は、高温下において、定格もしくはそれを超える電源電圧を印加し、ディバイスの入力回路に実動作に近い信号を印加しながら行うバーンイン試験である。
モニタードバーンイン(monitored burn-in)は、ダイナミックバーンインにおいて、ディバイスの入力回路に信号を印加するだけでなく、出力回路の特性もモニターできる機能を持ったバーンイン試験である。
テストバーンイン(test burn-in)は、バーンインにおいて、被試験ディバイスの良否判定、評価を行えるバーンイン試験である。
【0005】
ウエハ一括コンタクトボードは、ウエハ一括で検査する点、及び加熱試験に用いる点で、従来プローブカードとは要求特性が異なり、要求レベルが高い。ウエハ一括コンタクトボードが実用化されると、上述したバーンイン試験(電気的特性試験を行う場合を含む)の他に、従来プローブカードによって行われていた製品検査(電気的特性試験)の一部を、ウエハ一括で行うことも可能となる。
【0006】
図11にウエハ一括コンタクトボードの一具体例を示す。
ウエハ一括コンタクトボードは、図11に示すように、ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板(以下、多層配線基板という)10上に、異方性導電ゴムシート20を介して、コンタクト部品30を固定した構造を有する。
コンタクト部品30は、被検査素子と直接接触するコンタクト部分を受け持つ。コンタクト部品30においては、絶縁性フィルム32の一方の面には孤立バンプ33が形成され、他方の面には孤立バンプ33と一対一で対応して孤立パッド34が形成されている。絶縁性フィルム32は、熱膨張による位置ずれを回避するため低熱膨張率のリング31に張り渡されている。孤立バンプ33は、ウエハ40上の各半導体ディバイス(チップ)の周縁又はセンターライン上に形成された電極(1チップ約600〜1000ピン程度で、この数にチップ数を乗じた数の電極がウエハ上にある)に対応して、この電極と同じ数だけ対応する位置に形成されている。
多層配線基板10は絶縁性フィルム32上に孤立する各バンプ33に孤立パッド34を介して所定のバーンイン試験信号等を付与するための配線及びパッド電極を絶縁性基板の上に有する。多層配線基板10は配線が複雑であるため多層配線構造を有する。また、多層配線基板10では、熱膨張による絶縁性フィルム32上の孤立パッド34との位置ずれによる接続不良を回避するため低熱膨張率の絶縁性基板を使用している。
異方性導電ゴムシート20は、多層配線基板10上のパッド電極(図示せず)と絶縁性フィルム32上の孤立パッド34とを電気的に接続する接続部品であって、主面と垂直な方向にのみ導電性を有する弾性体(シリコン樹脂からなり、金属粒子が前記孤立パッド34及び前記パッド電極に対応する部分に埋め込まれた異方性導電ゴム)を有するシート状の接続部品である。異方性導電ゴムシート20は、シートの表面に突出して形成された異方性導電ゴムの凸部(図示せず)で絶縁性フィルム32上の孤立パッド34に当接することで、ゴムの弾性、可撓性と絶縁性フィルム32の可撓性との両者が相まって、半導体ウエハ40表面の凹凸及び孤立バンプ33の高さのバラツキ等を吸収し、半導体ウエハ上の電極と絶縁性フィルム32上の孤立バンプ33とを確実に接続する。
【0007】
各半導体ディバイス(チップ)には集積回路の電源端子、グランド端子及び信号の入出力端子(I/O端子)となる電極がそれぞれ形成され(電源電極、グランド電極、I/O電極)、半導体チップの全ての電極に対応してウエハ一括コンタクトボードの孤立バンプ33が一対一の関係で形成され、接続されるようになっている。また、ウエハ一括コンタクトボードにおける多層配線においては、配線の数を減らす目的で、電源配線、グランド配線及び信号の入出力配線(I/O配線)をそれぞれ共通化している。
【0008】
コンタクト部品の製造方法を以下に示す。
図4は、コンタクト部品の製造工程の一部を示す断面図である。
まず、図4(1)に示すように、厚さ約18μmの銅箔104にポリイミド前駆体を約25μmの厚みにキャスティングした後、ポリイミド前駆体を加熱して乾燥及び硬化させて、銅箔104とポリイミドフィルム105を貼りあわせた構造の積層フィルム103を用意する。
次いで、図4(1)に示すように、平坦度の高いアルミニウム板101上に厚さ5mmの均一の厚さのシリコンゴムシート102を置き。このシリコンゴムシート102上に、積層フィルム103を銅箔104側を下にして均一に展開した状態で吸着させる。
次に、図4(1)に示すように、直径約8インチ、厚さ約2mmの円形のSiCリング(セラミックリング)106の接着面に熱硬化性接着剤107を薄く均一に(50〜100μm)塗布しする。ここで、熱硬化性接着剤としては、バーンイン試験の設定温度(80〜150℃)よりも0〜50℃高い温度で硬化するものを使用する。
【0009】
次に、図4(2)に示すように、接着面に熱硬化性接着剤107を塗布したSiCリング106を積層フィルム103上に置き、このSiCリング106上に平坦度の高いアルミニウム板(重さ約2.5kg)を重石板112として載せる。
【0010】
上記準備工程を終えたものをバーンイン試験の設定温度(80〜150℃)以上の温度(例えば200℃、2.5時間)で加熱して前記積層フィルム103と前記SiCリング106を接着する(図4(3))。
【0011】
次に、図5(1)に示すように、上記加熱接着工程を終えたものを常温まで冷却し、加熱前の状態まで収縮させる。カッターでSiCリング106の外周に沿ってSiCリング106の外側の積層フィルム103を切断除去する。
【0012】
次に、図5(2)に示すように、積層フィルム103におけるポリイミドフィルム105の所定の位置に、エキシマレーザーを用いて、直径約30μmφのバンプホール108を形成する。
【0013】
次に、銅箔104の表面がメッキされないように保護した後、銅箔104にメッキ用電極の一方を接続してNiの電気メッキを行う。図5(3)に示すように、メッキはバンプホール108を埋めるようにして成長した後、ポリイミドフィルム105の表面に達すると、等方的に広がってほぼ半球状に成長し、硬質Ni合金からなるバンプ109が形成される。
【0014】
次に、銅箔104上にレジストを塗布し、露光、現像によりレジストパターンを形成し(図示せず)、このレジストパターンをマスクにして、銅箔104をエッチングして、図12に示すように孤立パッド110を形成する。図13に平面図を示す。なお、図13については図12と同一番号を付して説明を省略する。
以上の工程を経てコンタクト部品が製造される。
このように、ウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品は、張力を持たせたまま熱膨張率がシリコンに近いセラミックリングに張り付けることにより、バーンイン温度(例えば120℃程度)でもポリイミドフィルムの熱膨張に左右されず、セラミックリングの熱膨張及び収縮に追従できるように設計されたものである。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法では、銅箔104とポリイミドフィルム105を貼りあわせた構造の積層フィルム103を熱膨張させた状態で張力を持たせてSiCリング106に加熱接着しているので、接着後、常温に戻した際に、銅箔104の収縮張力がSiCリング106の中心方向にかかる状態になる。このとき、SiCリング106は、銅箔104の張力によりリング径8インチ(200mm)に対し径方向に50〜100μm程度収縮する。
その後、銅箔104をエッチングして孤立パッド110を形成するときに、ほとんどの銅箔104がエッチングにより除去されてしまうので(図13参照)、銅箔104によって中心方向にかかっていた収縮張力が開放され、SiCリング106は元の寸法に戻ろうとする。このとき、ポリイミドフィルム105の張力が残るが、銅箔104の張力に比べはるかに小さいので、SiCリング106はほぼ元の寸法に戻ってしまう。その結果として、柔軟なポリイミドフィルム105は、SiCリング106が元の寸法に戻る動きに追従するため、ポリイミドフィルム105上の孤立パッド110及び孤立バンプ109の位置がリングが膨張した分だけ外側にずれ、孤立パッド110及び孤立バンプ109の位置精度が悪化するという問題があった。
特に、近年においてはウエハ上の半導体ディバイス(チップ)の狭ピッチ化(160μm以下)が進んでおり、孤立バンプの位置精度の要求が厳しくなってきており(±10μm以内)、その要求に応えることが困難であった。具体的には、孤立バンプとウエハー上の電極との位置ずれによってバーンイン試験時にショートが発生してウェハー上のチップにダメージを与える障害が起きるおそれがあった。
また、孤立パッドの位置ずれにより、多層配線基板と接続するための異方性導電ゴムとの位置ずれが起こり、ウエハ一括コンタクトボードとしての製品不良が発生するおそれがあった。
【0016】
上記問題を解消するため、銅箔104をエッチングする前後のSiCリング106による位置ずれを予め予想し、孤立パッド及び孤立バンプの位置を縮小した寸法の孤立パッド形成用露光マスク及びバンプホール形成用のレーザー加工データを作製し、これらを利用してコンタクト部品を作製する方法が考えられる。
しかし、この方法の場合、積層フィルム103をSiCリング106に張り付けた時点で、積層フィルム103の張力が均一でなかったりする場合があるので(この原因は貼り方の不均一等、銅箔の厚みの不均一等が部分部分の張力の不均一を招くためである)、銅箔をエッチングする前後のセラミックリングによる位置ずれを正確に予想することができない。孤立パッド及び孤立バンプの形成位置はデバイス毎に異なり、孤立パッド及び孤立バンプの形成位置によって位置ずれ量が異なるので、この位置ずれを正確に予想して、孤立パッド形成用露光マスク及びバンプホール形成用のレーザー加工データを作製することは困難であり、事実上不可能である。
【0017】
また、孤立パッド及び孤立バンプは、ウエハ上各チップ上の電極に一対一で対応して形成しなくてはならず、ウエハ上の電極の挟ピッチ化に対応するためには、場合により、図14(1)に示すように、ポリイミドフィルム105上に形成した孤立パッド110間のポリイミドフィルム105に切り込み120を入れないと、ウエハ上の電極、孤立パッド及び孤立バンプの高さのバラツキに対応するためのフレキシブル性が損なわれる場合がある。
しかし、この場合、図14(2)に示すように、銅箔をエッチングして孤立パッド110を形成したときに、切れ込み120が広がり、孤立パッド及び孤立バンプの位置精度がさらに悪くなる。
【0018】
さらに、上述したウエハ一括コンタクトボードを用いてウエハ一括バーンイン試験を行う場合、ウェハ上の全チップを同時に測定するため、各チップのスイッチングの際に発生するノイズが非常に多く、このノイズ波形が入力パルス信号と重なることが原因で誤動作(エラー)等が生じ、問題があることが判明した。このため、従来のウエハ一括コンタクトボードにおいては、10MHz程度までしか電源電圧を付与できず、高周波特性が十分でないという問題がある。
【0019】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、孤立パッド及び孤立バンプの位置精度をより向上させたウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品及びその製造方法等の提供を第一の目的とする。
また、上記孤立パッド及び孤立バンプの位置精度をより向上させたウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品を、コスト増や工程増なく簡単に製造できるウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品及びその製造方法等の提供を第二の目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下に示す構成としてある。
【0021】
(構成1) ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードにおけるコンタクト部分を受け持つコンタクト部品であって、
リングに張り渡された絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの一方の面に形成された孤立パッドと、該孤立パッドと一対一で対応して前記絶縁性フィルム他方の面に形成されかつ前記孤立パッドと接続された孤立バンプと、を有するウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品において、
前記絶縁性フィルムの表面及び/又は裏面に、少なくとも一つの前記孤立パッド及び/又は前記孤立バンプを避けて、残しパターンを形成したことを特徴とするウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品。
【0022】
(構成2) 前記孤立パッド及び/又は前記孤立バンプの位置ずれが、5ppm%以下となるように前記残しパターンを形成したことを特徴とする構成1記載のウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品。
【0023】
(構成3) ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードであって、
構成1又は2に記載のウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品と、
絶縁層を介して配線を積層し、絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して上下の配線を接続した構造を有するウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板と、
前記多層配線基板と前記コンタクト部品とを電気的に接続する異方性導電ゴムシートとを有することを特徴とするウエハ一括コンタクトボード。
【0024】
(構成4) リングに張り渡された絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの一方の面に形成された孤立パッドと、該孤立パッドと一対一で対応して前記絶縁性フィルム他方の面に形成されかつ前記孤立パッドと接続された孤立バンプと、を有するウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の製造方法であって、
前記絶縁性フィルムの一方の面及び/又は他方の面に、少なくとも一つの孤立パッド及び/又は孤立バンプを避けて、残しパターンを形成する工程を有することを特徴とするウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の製造方法。
【0025】
(構成5) 絶縁性フィルムと導電層とを積層した構造の積層フィルムを用意する工程と、
所定の温度でリング上に前記積層フィルムを張り付ける際に、常温に戻した時に導電層によって前記積層フィルムが収縮する張力を持たせて張り付ける工程と、
前記前記積層フィルムにおける絶縁性フィルムの所定の位置にバンプホールを形成する工程と、
導電層にメッキ用電極の一方を接続して電気メッキを行い、少なくとも前記バンプホール内にメッキを成長させて孤立バンプを形成する工程と、
前記導電層を選択的にエッチングして、前記絶縁性フィルム上の前記バンプに対応する位置に孤立パッドを形成するとともに、前記絶縁性フィルム上に少なくとも一つの前記孤立パッドを避けて、残しパターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする構成4記載のコンタクト部品の製造方法。
【0026】
(構成6) 前記絶縁性フィルムの前記孤立バンプを形成する側の面に導電層を形成する工程と、
前記絶縁性フィルムの孤立バンプを形成する側の面に少なくとも一つの前記孤立バンプを避けて、残しパターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする構成5記載のコンタクト部品の製造方法。
【0027】
【作用】
構成1にあるように、本発明のコンタクト部品の製遠方法においては、絶縁性フィルム上に残しパターンを形成しているので、銅箔などの導電層をエッチングして孤立パッドを形成した際に、導電層のエッチングによる張力解除が極めて小さいため、絶縁性フィルムの外周部方向への伸びは極めて小さく、導電層の張力解除によって発生する孤立パッド及び孤立バンプの位置精度の悪化は極めて小さい。したがって、孤立パッド及び孤立バンプの位置精度が高く、高精度のコンタクト部品が得られる。
つまり、本発明では、SiCリングの元に戻ろうとする復元力に比べ、ポリイミドフィルムの張力が非常に弱いことが原因であるので、ポリイミドフィルム上に残しパターンを形成しておき、この残しパターンによって、セラミックリングの復元力に対抗させている。
なお、本発明においては、絶縁性フィルムの孤立バンプ形成側の面にも残しパターンを形成することができる。この場合、絶縁性フィルムにおける孤立バンプ形成側の面上の残しパターンの厚さは孤立バンプの高さを超えない厚さとすることが好ましく、孤立バンプの高さに比べ十分低い厚さとすることがさらに好ましい。このように絶縁性フィルムの表裏に残しパターンを形成することによって、孤立パッド及び孤立バンプの位置精度をより高めることができる。
【0028】
構成2にあるように、孤立パッド及び/又は孤立バンプの位置ずれが、5ppm以下となるように前記残しパターンを形成することが好ましい。具体的には、例えば、孤立パッド及び/又は孤立バンプの位置ずれがリング径8インチ(約200mm)に対し10μm以下となるように前記残しパターンを形成することが好ましい。8μm以下がさらに好ましく、5μm以下がより好ましい。
【0029】
残しパターンの態様は、レイアウト上許されるならば、図1に示すように、絶縁性フィルム32上の全面に形成した導電層のうち各孤立パッド34の周囲だけをエッチングし、その他の部分は残しパターン35とすると、リングの復元力による伸びは最小に抑えられる。
図1の場合、なるべく残しパターン35の面積が大きくなるようにすることが好ましい。
【0030】
残しパターンの態様が、図2(1)に示すようなリング状である場合、リング31の復元力に対し、リング状の残しパターン35が均等に対抗するので、リング状の残しパターン35より内側の絶縁性フィルム32の伸びが抑えられ、孤立パッド34及び孤立バンプ(図示せず)の位置精度を維持できる。さらに、図2(1)に示すようなリング状の残しパターン35の場合、孤立パッド34及び孤立バンプのレイアウト上の制約が最も少なく、挟ピッチ化の進行に対応できる点で、好ましい。
リング状の残しパターンは、図2(2)又は(3)に示すようにリング状の残しパターン35の一部が途切れた態様としてもリング31の復元力に対抗する効果がある。
図2(1)〜(3)の場合、リング状の残しパターン35は太いほど位置精度は良くなる。また、特に(1)、(3)の場合、リングの径方向に対してほぼ均等に引張張力に抗することができるためより好ましい。
【0031】
残しパターンの態様が、図3(1)に示すような格子状である場合、リング31の復元力に対し、格子状の残しパターン35が均等に対抗するので、絶縁性フィルム32の伸びが抑えられ、孤立パッド34及び孤立バンプ(図示せず)の位置精度を維持できる。さらに、図3(1)に示すような格子状の残しパターン35の場合、ディバイスのチップの配列に対応させやすいので好ましい。
格子状の残しパターンの場合、図3(2)に示すように、格子状パターン35の端部がリング31と重なるようにしてもよい。この場合、リング自体の伸びを抑制することもでき好ましい。
格子状の残しパターンの場合、図3(3)に示すような複数の孤立パッド34をブロック単位で囲む態様や、図3(4)に示すような各孤立パッド34単位で囲む態様などが挙げられる。
なお、図3(3)の場合、挟ピッチ対応のため、各孤立パッド34間の絶縁性フィルム32に切り込み38を入れ、高さ方向のフレキシブル性を持たせることもできる。
【0032】
残しパターンの他の態様としては、レイアウト上許されるならば、放射状などの態様が挙げられる。
【0033】
構成3によれば、本発明では、上述したように孤立パッド及び孤立バンプの位置精度が高く、高精度のコンタクト部品が得られる。このため、例えば、コンタクトボード組立の際に孤立パッドと異方性導電ゴムシートとの位置ずれによる製品不良が生じることがなく、また、バーンイン試験において、孤立バンプとウエハ上の電極との位置ずれによってバーンイン試験時にショートが発生してウェハー上のチップにダメージを与える障害が起きることがない。したがって、高歩留まりでウエハ一括コンタクトボードが得られる。
【0034】
本発明では、コンタクト部品における絶縁性フィルム上の残しパターンに、多層配線基板におけるGND配線又は電源配線を接続することによって、高周波に対するノイズを低減し、高周波特性を向上させることができる。また、残しパターンを利用することによって、コスト増や工程増なく簡単に高周波特性の向上を図ることができる。特に、この残しパターンに、多層配線基板における電源共通配線又はGND共通配線を接続することによって、絶縁性フィルム上の孤立GNDパッド又は孤立電源パッドをすべて残しパターンに接続でき、したがって、GND共通配線又は電源共通配線を低抵抗化でき、GND又は電源を強化できるので好ましい。
多層配線基板におけるGND配線又は電源配線を残しパターンに接続する方法は特に制限されないが、例えば、図9に示すように、ウエハ一括コンタクトボードの周辺部において、絶縁性フィルム32上の残しパターン36を、異方性導電ゴムシート20及び多層配線基板10におけるGND、I/O及び電源接続用の異方性導電ゴム21及びパッド電極12とは別途に設けた異方性導電ゴム21’及びGNDパッド12’を介して、多層配線基板10におけるGND配線(グランドトレース)15と接続することができる。
なお、残しパターンの態様が、図1に示すような態様である場合、高周波特性が最も良くなる。
また、絶縁性フィルムの表裏に残しパターンを形成する場合は、表裏の残しパターンの双方を多層配線基板におけるGND配線又は電源配線のどちらか一方に接続することができる。この場合、高周波特性がより良くなる。
【0035】
構成4又は構成5によれば、上述した孤立パッド及び孤立バンプの位置精度が高いウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品を、コスト増や工程増なく簡単に製造できる。
【0036】
なお、本発明においては、絶縁性フィルムの孤立バンプを形成する側の面に前記孤立バンプを避けて、残しパターンを形成することもできる(構成6)。残しパターンの態様に関しては上述した態様と同様である。この場合、残しパターンは導電性を有しない材料で形成されたものであっても良い。
また、本発明においては、導電層をエッチングして孤立パッド及び残しパターンを形成する前に、導電層上に導電性を有しない材料で形成された残しパターンを形成しておくことも可能である。
【0037】
【発明の実施の形態】
本発明のウエハ一括コンタクトボードにおけるコンタクト部品について説明する。
コンタクト部品において、絶縁性フィルムは、電気絶縁性を有するものであればその材質は特に限定されないが、絶縁性と共に可撓性を有するものが好ましく、具体的にはポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、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共重合体樹脂、ポリカーボネート系樹脂、フッ素系樹脂などの熱硬化性樹脂、又は熱可塑性樹脂が挙げられ、目的に応じて適宜選択することができる。これらの樹脂のうち、耐熱性、耐薬品性及び機械的強度に優れ、加工性等に優れるポリイミド系樹脂が特に好適に使用される。ポリイミドは紫外領域に大きな吸収をもつため、レーザアブレーション加工に適している。ポリイミドフィルムは柔軟性が高いので、コンタクト部品上の孤立バンプや被検査体上の電極(接点)の高さのバラツキを吸収できる。
絶縁性フィルムの厚さは任意に選択することができる。ポリイミドフィルムの場合、後述するバンプホールの形成性の点からは通常5〜200μm程度が好ましく、10〜50μmがより好ましい。
【0038】
コンタクト部品の絶縁性フィルム上における孤立パッド及び残しパターンを形成するための導電層の材料としては、導電性を有するものであればよいが、残しパターンを形成したときにリングの復元力に対抗する力の強い材料が好ましい。このような材料としては、例えば銅、ニッケル、クロム、アルミニウム、金、白金、コバルト、銀、鉛、錫、インジウム、ロジウム、タングステン、ルテニウム、鉄などの単独金属、又はこれらを成分とする各種合金(例えば、ハンダ、ニッケル−錫、金−コバルト)などが挙げられる。後述するように、孤立バンプ等を電解メッキで形成する場合は、電解メッキにおいて電極(陰極)となるような導電層を選択する。導電層は、上記各金属の層からなる単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。例えば、絶縁性フィルム側から、CrやNiなどの下地膜、Cu膜、Ni膜、Au膜を順次積層した積層構造とすることができる。この場合、Cr下地膜又はNi下地膜は、ポリイミドフィルムなどの絶縁性フィルムとの付着性を向上させるので、好適である。Cu膜は導電層の主体となる。Ni膜は、Cuの酸化防止の役割、導電層の機械的強度を向上させる役割、及び導電層の最表面にAu層を形成するための中間層としての役割がある。Au膜は、導電層表面の酸化防止及び、接触抵抗を下げる目的で形成される。なお、Au膜の代わりに、金−コバルト合金、ロジウム、パラジウムなどを用いることができ、特に金−コバルト合金を用いると孤立パッドの機械的強度が大きくなる。
【0039】
これらの導電層の形成方法としては、スパッタ法や蒸着法などの成膜方法や、無電解メッキ、電解メッキなどのメッキ法、あるいは銅箔などの金属箔を利用する方法などを使用することができる。また、スパッタ法とメッキ法との組合せて導電層を形成することができる。例えば、スパッタ法で薄く膜を付けた後、メッキにより厚く膜をつけることができる。
なお、Cu膜上のNi膜やAu膜などは、機械的強度が要求され、比較的厚膜である必要性から、メッキ法(無電解メッキ、電解メッキ)で形成することが望ましい。
導電層の厚さは特に限定されず、適宜設定することができる。
【0040】
絶縁性フィルム上の孤立パッド及び残しパターンは、例えば、絶縁性フィルムの全面に形成した導電層をパターニングすることによって同一工程で同時に形成できる。具体的には例えば、絶縁性フィルムの全面に形成した導電層上にレジストパターンを形成した後、露出している導電層をエッチングして、所望の孤立パッド及び残しパターンを得る。
【0041】
コンタクト部品における孤立バンプの構成材料としては、導電性を有する金属であれば特に限定されないが、上述した導電層と同じ材質が挙げられる。これらのうち、Ni、Au、Ag、Cu、Sn、Co、In、Rh、Cr、W、Ruまたはこれらの金属成分を主とする合金等が好ましい。
【0042】
孤立バンプの形成方法としては、電解メッキ法、無電解メッキ法、CVD法などが挙げられるが、なかでも、形状の制御性がよく、高精度の孤立バンプを形成できるため、電解メッキ法が好ましい。
電解メッキ法で孤立バンプを形成する方法においては、絶縁性フィルムに導電層及びバンプホール(バンプを形成するための穴であり、孤立バンプと孤立パッドとを接続するための穴)を形成した後、メッキ浴に浸漬して導電層を陰極として導通し、少なくともバンプホール内にメッキを成長させて孤立バンプを形成する。ここで、絶縁性フィルム面から突出した孤立バンプを形成する場合にあっては、バンプホール内の部分は孤立バンプの根本に相当し、孤立バンプと孤立パッドとを接続する接続部に相当する。バンプホール内にのみ孤立バンプを形成する場合にあっては、孤立パッド側の部分が前記接続部に相当し、ウエハ上の電極との接触部分が孤立バンプに相当する。なお、絶縁性フィルム面から突出した孤立バンプを形成する場合にあっては、バンプホール内の接続部と、絶縁性フィルム面から突出した孤立バンプとは、別の材料で形成することもできる。
【0043】
孤立バンプ表面には、必要に応じて、種々の金属被膜を形成してもよい。例えば、孤立バンプ表面の硬度向上や、バーンインテストにおけるマイグレーションによる孤立バンプの汚染の防止等の目的で、孤立バンプ表面にAu、Au−Co、Rh、Pt、Pd、Ag等またはこれらの金属成分を主とする合金等の金属被膜を形成してもよい。この金属被膜は単層であっても多層であってもよい。
【0044】
本発明において孤立バンプは、電気的な接触、接続を意図して絶縁性フィルムの表面に設けられる接点部である。孤立バンプは絶縁性フィルムの表面からの突出の有無を問わない。また、孤立バンプの三次元形状は限定されるものではなく、あらゆる立体的形状とすることが可能であり、例えば孤立バンプの断面形状は、接触対象の部材の形状等に応じて凸状、平面状、凹状のいずれであってもよい。ウエハ上の平坦電極と接触させる場合は、パンプはマッシュルーム状の形状とすることが、電気的接続信頼性の点から好ましい。孤立バンプの高さ、大きさは目的等に応じて自由に設定することができる。
【0045】
絶縁性フィルムにバンプホールを形成する方法としては、例えば、レーザ加工、リソグラフイー法(エッチング法を含む)、プラズマ加工、光加工、機械加工等が挙げられるが、微細加工性、加工形状の自由度、加工精度のなどの点からレーザー加工が好ましい。
レーザ加工の場合、照射するレーザ光としては、照射出力の大きなエキシマレーザ、CO2レーザ、YAGレーザ等が好ましく、なかでもエキシマレーザを用いたレーザアブレーションによる加工法は、熱による絶縁性フィルムの溶融等が少なく、高アスペクト比が得られ、精緻微細な穿孔加工ができるので特に好ましい。レーザ加工の場合、スポットを絞ったレーザ光を絶縁性フィルムの表面に照射してバンプホールを形成する。
他の場合、レジストパターン等をマスクとして、酸素やフッ化物ガスを含有する雰囲気中のプラズマエッチングや、RIE(反応性イオンエッチング)等のドライエッチング、あるいはスパッタエッチングなどを施して、バンプホールを形成することができる。
また、所望の孔形状(丸形、四角形、菱形など)の孔が形成されたマスクを絶縁性フィルムの表面に密着させ、マスクの上からエッチング処理して、バンプホールを形成することもできる。
バンプホールの孔径は、通常の場合5〜200μm、好ましくは20〜50μm程度がよい。ハンダボール対応のバンプを形成する場合は、バンプホールの孔径は、ハンダボールの径と同程度(300〜1000μm程度)がよい。
【0046】
コンタクト部品におけるリングは、絶縁性フィルムを張り渡した状態で支持できる支持枠であればよく、円形、正方形など任意の形状の支持枠を含む。コンタクト部品におけるリングは、例えばSiC、SiN、SiCN、インバーニッケルや、Siに近い熱膨張率を有し強度の高い材料(例えば、セラミクス、低膨張ガラス、金属など)等の低熱膨張率の材料で形成されていることが好ましい。
【0047】
次に、ウエハ一括コンタクトボードにおける多層配線基板について説明する。
多層配線基板において、絶縁層(絶縁膜)の材料としては、樹脂材料が好ましく、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられるが、なかでも低膨張率を有し、耐熱性や耐薬品性に優れるポリイミド系樹脂が特に好ましい。
絶縁層は、例えば、スピンコート、ロールコート、カーテンコート、スプレイコート、印刷法等により、ガラス基板上や配線層上に形成することができる。
【0048】
多層配線基板において、配線は、例えば、スパッタリング法などの薄膜形成方法によってガラス基板上又は絶縁層上に導電性薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法(レジスト塗布、露光、現像、エッチングなど)で所望のパターンをもった配線を形成することができる。
配線における配線材料や配線の層構成等は特に制限されないが、例えば、Cuを主配線材料とした、下方からCr/Cu/Ni多層構造や、下方からCu/Ni/Au多層構造や、下方からCr/Cu/Ni/Au多層構造を有する配線とすることができる。
ここで、Cr、Niは、酸化しやすいCuの酸化を防止でき(特にNiにより耐腐食性が良くなる)、また、Cr、NiはCuとの密着性が良くCu以外の隣接層(例えば、Niの場合Au層、Crの場合ガラス基板や絶縁層)との密着性も良いので層間の密着性を向上できる。
主配線材料であるCuの代替え材料としては、Al、Mo等が挙げられる。主配線材料であるCuの膜厚は、0.5〜15μmの範囲が好ましく、1.0〜7.0μmの範囲がより好ましく、2.5〜6μmの範囲がさらに好ましい。
下地膜であるCrの代替え材料としては、W、Ti、Al、Mo、Ta、CrSi等の金属等が挙げられる。
Niの代替え材料としては、上下層を形成するそれぞれの材料との関係で密着性の高い金属等が挙げられる。
Auの代替え材料としては、Au、Ag、Pt、Ir、Os、Pd、Rh、Ru等が挙げられる。
多層配線基板の場合、最上層(最表面)の配線表面には、配線表面の酸化を防止し保護するため及びコンタクト抵抗を低減するため、金等をコートするが、それより下層(内層)の表面には金等をコートしなくてもよい。ただし、コンタクト抵抗の面を考えると内層の配線層に金コートをさらにしてもコストの上昇以外は問題はない。
金等は配線表面に後付けするか、もしくは、金等を最表面全面に形成した多層構造の導電層(配線層)をあらかじめ形成しておきこれを順次ウェットエッチングして配線パターンを形成してもよい。また、コンタクトホール形成後、コンタクトホールの底部(内層の配線表面の一部)にのみ金等をコートすることもできる。
下方からCr/Cu/Niの多層構造の導電層を形成する際に、Cr及びCuはスパッタ法により形成し、Niは電解めっき法により形成することで、特に電解めっき法によるNiは厚く成膜できるので、コストの低減を図ることができる。また、Niの表面が粗いので、Ni上に付ける膜の付着を良くすることができる。Ni上にAu膜等を成膜する場合、Niを酸化させないように、連続めっき等を施すことが好ましい。
多層配線基板は、絶縁性基板の片面に多層配線を形成したものであっても、絶縁性基板の両面に多層配線を形成したものであってもよい。
【0049】
本発明の多層配線基板における絶縁性基板としては、ガラス基板、セラミクス基板(SiC、SiN、アルミナなど)、ガラスセラミクス基板、シリコン基板などの基板が好ましい。絶縁性基板の熱膨張係数は10ppm/℃以下であることが好ましい。
これらのうち、以下に示す観点からは、ガラス基板が好ましい。ガラス基板は、セラミクス基板に比べ、安価で、加工しやすく、高精度研磨によってフラットネス等が良く、透明であるのでアライメントしやすいとともに、熱膨張を材質によってコントロールすることができ、電気絶縁性にも優れる。また、応力による反りが発生せず、成形も容易である。さらに、無アルカリガラスであればアルカリの表面溶出等による悪影響がない。
熱膨張係数が10ppm/℃以下であるガラス基板としては、例えば、以下に示す組成のものが挙げられる。
SiO2:1〜85wt%、Al23:0〜40wt%、B23:0〜50wt%、RO:0〜50wt%(但し、Rはアルカリ土類金属元素;Mg、Ca、Sr、Ba)、R’2O:0〜20wt%(但し、R’はアルカリ金属元素;Li、Na、K、Rb、Cs)、その他の成分:0〜5wt%(例えば、As23、Sb23、ZrO、ZnO、P25、La23、PbO、F、Cl等)、である組成のガラスが挙げられる。
【0050】
【実施例】
以下、実施例及び比較例をもって本発明を詳細に述べるが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【0051】
(実施例1)
実施例1では、ウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品、ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板、異方性導電ゴムシートを作製し、これらを組み立ててウエハ一括コンタクトボードを作製した。
【0052】
ウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の作製
ウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の作製方法について、図4及び図5を用いて説明する。
まず、図4(1)に示すように、平坦度の高いアルミニウム板101上に厚さ5mmの均一の厚さのシリコンゴムシート102を置く。
その一方で、例えば、銅箔104上にポリイミド前駆体をキャスティングした後、ポリイミド前駆体を加熱して乾燥及び硬化させて、銅箔104(厚さ18μm)とポリイミドフィルム105(厚さ25μm)とを貼り合せた構造の積層フィルム103を準備する。
なお、積層フィルム103の構成材料、形成方法、厚さ等は適宜選択できる。
例えば、12〜50μm程度のポリイミドフィルムや、エポキシ樹脂フィルム、厚さ0.1〜0.5mm程度のシリコンゴムシートを使用できる。また、例えば、厚さ25μmのポリイミドフィルム上に、スパッタ法又はメッキ法で銅を厚さ18μmで成膜して積層フィルム103を形成することもできる。さらに、フィルムの一方の面に複数の導電性金属を順次成膜して、フィルムの一方の面に積層構造を有する導電性金属層を形成した構造のものを使用することもできる。
また、ポリイミドとCuの間には、両者の接着性を向上させること、及び膜汚染を防止することを目的として、特に図示しないが薄いNi膜を形成してもよい。
【0053】
次いで、図4(1)に示すように、上記シリコンゴムシート102上に、銅箔とポリイミドフィルムを貼り合せた構造の積層フィルム103を銅箔側を下にして均一に展開した状態で吸着させる。この際、シリコンゴムシート102に積層フィルム103が吸着する性質を利用し、しわやたわみが生じないように、空気層を追い出しつつ吸着させることで、均一に展開した状態で吸着させる。
【0054】
次に、図4(1)に示すように、直径約8インチ、厚さ約2mmの円形のSiCリング106の接着面に熱硬化性接着剤107を薄く均一に、50〜100μm程度の厚さで塗布し、積層フィルム103上に置く。ここで、熱硬化性接着剤107としては、バーンイン試験の設定温度80〜150℃よりも0〜50℃高い温度で硬化するものを使用する。本実施例では、ボンドハイチップHT−100L(主剤:硬化剤=4:1)(コニシ(株)社製)を使用した。
【0055】
次に、図4(2)に示すように、平坦性の高いアルミニウム板(重さ約2.5kg)を重石板112として、SiCリング106上に載せる。
【0056】
次に、図4(3)に示すように、上記準備工程を終えたものをバーンイン試験の設定温度(80〜150℃)以上の温度(例えば200℃、2.5時間)で加熱して前記積層フィルム103と前記SiCリング106を接着する。
この際、シリコンゴムシート102の熱膨張率は積層フィルム103の熱膨張率よりも大きいので、シリコンゴムシート102に吸着した積層フィルム103はシリコンゴムシート102と同じだけ熱膨張する。すなわち、積層フィルム103を単にバーンイン試験の設定温度(80〜150℃)以上の温度で加熱した場合に比べ、シリコンゴムシートの熱膨張が大きいのでこのストレスによりポリイミドフィルムがより膨張する。このテンションが大きい状態で、熱硬化性接着剤107が硬化し、積層フィルム103とSiCリング106が接着される。また、シリコンゴムシート102上の積層フィルム103は、しわやたわみ、ゆるみなく均一に展開した状態で吸着されているので、積層フィルム103にしわやたわみ、ゆるみなく、SiCリング106に積層フィルム103を接着することができる。さらに、シリコンゴムシート102は平坦性が高く、弾力性を有するので、SiCリング106の接着面に、均一にむらなく積層フィルム103を接着することができる。積層フィルム103の張力は0.5kg/cm2 とした。
なお、熱硬化性接着剤を使用しない場合、フィルムが収縮し、張力が弱まる他に、接着剤の硬化時期が場所によってばらつくため、SiCリングの接着面に均一にむらなく接着ができない。
【0057】
次に、上記加熱接着工程を終えたものを常温まで冷却し、加熱前の状態まで収縮させる。その後、図5(1)に示すように、カッターでSiCリング106の外周に沿ってSiCリング106の外側の積層フィルム103を切断除去する。
次に、上記で作製した銅箔104とポリイミドフィルム105を貼り合せた構造の積層フィルム103の銅箔104上に、電解メッキ法により、Ni膜(図示せず)を0.2〜0.5μmの厚さで形成する。
【0058】
次に、図5(2)に示すように、ポリイミドフィルム105の所定位置に、エキシマレーザを用いて、直径が約30μmのバンプホール108を形成する。
次いで、パンプホール108内及びポリイミドフィルム105の表面にプラズマ処理を施し、レーザ加工により生じバンプホール及びその周辺に付着していたカーボンを主成分とするポリイミド分解物質を除去する。
【0059】
次に、銅箔104側がメッキされないようにするために、レジストなどの保護膜等を、電極として使用する一部を除く銅箔104側の全面に約2〜3μmの厚さで塗布して、保護する(図示せず)。
直ちに、銅箔104に電極の一方を接続し、ポリイミドフィルム105側にNiあるいはNi合金の電解メッキ(電流密度:0.1〜60A/dm2)を行う。なお、メッキ条件は適宜選択することができ、例えばメッキ液中に光沢剤、ホウ酸、臭化ニッケル、PH調整剤等を添加することができる。また、メッキ液中の光沢剤の含有量を調節することにより、孤立バンプの硬度や表面状態を変化させることができる。電解メッキにより、メッキは図5(3)に示すバンプホール108を埋めるようにして成長した後、ポリイミドフィルム105の表面に達すると、等方的に広がってほぼ半球状に成長し、硬度600Hv以上のNi又はNi−Co合金等のNi合金からなる孤立バンプ109が形成される。
続いて、電解メッキ法によって孤立バンプ109の表面に膜厚1〜2μmのAu膜を形成する(図示せず)。その後、銅箔104側の保護膜を剥離する。
【0060】
次に、銅箔104側に新たにレジストを全面に塗布し、孤立パッド及び残しパターン(残しパターン)を形成する部分にレジストパターン(図示せず)を形成する。
次いで、薄いNi膜及びCu膜を塩化第二鉄水溶液等にてエッチングを行い、よくリンスした後、前記レジストを剥離して、図6(1)に示すように、孤立パッド110、残しパターン111を同時に形成する。この際、この残しパターン111は、図6(2)に示すように孤立パッド110の周囲だけを除去した態様とした。この際、残しパターン111はなるべく面積が大きくなるように配慮した。また、挟ピッチ対応のため、各孤立パッド110間のポリイミドフィルム105に切り込み120を入れ、高さ方向のフレキシブル性を持たせたが、切れ込み120はほとんど広がることはなかった。
さらに、残しパターン111は、図9に示すように、絶縁性フィルム32上のすべての孤立GNDパッド34’と残しパターン36(111)を接続し(接続部分は図示断面以外の部分である)、異方性導電ゴム21’及びGNDパッド12’を介して、多層配線基板10におけるGND共通配線15と接続する構造とした。
【0061】
以上の工程を経て、ウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品が完成する。
【0062】
(実施例2)
図7(1)及び(2)に示すように、残しパターン111をリング状としたこと以外は実施例1と同様にしてウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品を作製した。図7の他の部分については図6と同一番号を付して説明を省略する。
図8についても同様とする。
【0063】
(実施例3)
図8(1)及び(2)に示すように、残しパターン111を格子状としたこと以外は実施例1と同様にしてウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品を作製した。
【0064】
(比較例1)
残しパターン111を形成しなかったこと以外は実施例1と同様にしてウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品を作製した。
【0065】
(評価)
比較例1の場合、孤立パッド110を形成した際に8インチ(約200mm)のリング径に対しSiCリングが約50〜100μm伸び、それに伴って孤立パッドも約50〜100μmずれたのに対し、実施例で孤立パッド110の位置ずれは、実施例1では5μm程度、実施例2では8μm程度、実施例3では10μm程度となり、実施例1〜3では10μm以下に収まった。
【0066】
多層配線基板の作製
図10は、多層配線基板の製造工程の一例を示す要部断面図である。
図10の工程(1)に示すように、表面を平らに研磨した大きさ320mm角、厚さ3mmのガラス基板201(SiO2:60.0mol%、Al23:9.0mol%、CaO:9.4mol%、MgO:9.3mol%、ZnO:9.3mol%、PbO:3.0mol%、である組成のガラス)の片面に、スパッタ法にて、Cr膜を約300オングストローム、Cu膜を約2.5μm、Ni膜を約0.3μmの膜厚で順次成膜して、Cr/Cu/Ni配線層202を形成する。
ここで、CrはガラスとCuに対する密着力を強化する目的で設けている。また、NiはCuの酸化を防止する目的、レジストに対する密着力を強化する目的(Cuとレジストとは密着性が悪い)、及び、Cuとポリイミドとの反応によってコンタクトホール(ビア)底部にポリイミドが残留するのを防止する目的で設けている。
なお、Niの形成方法はスパッタ法に限定されず、電解メッキ法で形成してもよい。また、Ni膜上にAu膜等をスパッタ法、電解メッキ法又は無電解メッキ法で形成して、コンタクト抵抗の低減を図ることも可能である。
【0067】
次に、図10の工程(2)に示すように、所定のフォトリソグラフィー工程(レジストコート、露光、現像、エッチング)を行い、Cr/Cu/Ni配線層202をパターニングして、1層目の配線パターン202aを形成する。
詳しくは、まず、レジスト(クラリアント社製:AZ350)を3μmの厚みにコートし、90℃で30分間ベークし、所定のマスクを用いてレジストを露光、現像して、所望のレジストパターン(図示せず)を形成する。このレジストパターンをマスクとして、塩化第2鉄水溶液等のエッチング液を使用して、Cr/Cu/Ni配線層202をエッチングし、その後レジスト剥離液を用いてレジストを剥離し、水洗して乾燥させて、1層目の配線パターン202aを形成する。
【0068】
次に、図10の工程(3)に示すように、1層目の配線パターン202a上に感光性ポリイミド前駆体をスピンナー等を用いて10μmの厚みで塗布して、ポリイミド絶縁膜203を形成し、このポリイミド絶縁膜203に、コンタクトホール204を形成する。
詳しくは、塗布した感光性ポリイミド前駆体を80℃で30分間ベークし、所定のマスクを用いて露光、現像して、コンタクトホール204を形成する。窒素雰囲気中にて350℃で4時間キュアを行い感光性ポリイミド前駆体を完全にポリイミド化する。キュア後のポリイミド絶縁膜203の膜厚は、塗布後の膜厚の半分(5μm)に減少した。その後、プラズマ処理によって、ポリイミド表面を粗面化して次工程にて形成する2層目の配線層との密着力を高めるとともに、コンタクトホール204内のレーザー照射によって生じるポリイミド分解物、現像液等の残さ等の有機物を酸化し除去する。
【0069】
次に、図10の工程(4)に示すように、上記工程(a)と同様にしてCr/Cu/Ni配線層205を形成する。
次に、図10の工程(5)に示すように、上記工程(b)と同様にしてCr/Cu/Ni配線層205をパターニングして、2層目の配線パターン205aを形成する。
【0070】
次に、上記工程(3)〜(5)を同様に繰り返して、2層目のポリイミド絶縁膜及びコンタクトホール、3層目の配線パターンを順次形成して、3層構造のガラス多層配線基板を得た(図示せず)。
次いで、3層目の配線パターンにおけるコンタクト端子部分(電源パッド、グランドパッド及びI/Oパッド部分)にだけ、酸化を防止する目的及び異方性導電ゴムとの電気的コンタクト性を良くする等の目的で、1μm厚のNi膜上に0.3μm厚のAu膜を無電解メッキ法で形成した(図示せず)。
【0071】
最後に、基板上に絶縁膜としてのポリイミドを塗布し(図示せず)、コンタクト端子部分のポリイミドを除去して保護用絶縁膜を形成して、ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板を得た。
【0072】
組立工程
図11に示すように、上記で製作したウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板10の所定の位置に、異方性導電ゴムシート20を貼り合わせ、さらに、コンタクト部品30を貼り合わせて、ウエハ一括コンタクトボードを完成した。
【0073】
バーンイン試験
ウエハ上の電極とコンタクト部品の孤立バンプとを位置を合わせした後チャックで固定し、その状態でバーンイン装置に入れ125℃の動作環境にて試験した。評価対象は、64MDRAMが400チップ形成してある8インチウェハとした。
その結果、比較例1のコンタクト部品を使用した場合、孤立パッドと異方性導電ゴムとの位置ずれによるウエハ一括コンタクトボードとしての製品不良や、孤立バンプとウエハー上の電極との位置ずれによってテストバーンイン試験時にショートが発生してウェハー上のチップにダメージを与える障害が起きることがあった。一方、実施例1〜3の基板を用いた湯合、このような製品不良や、障害はなかった。
【0074】
(実施例4)
実施例1において、ポリイミドフィルム105の孤立バンプ109側の面にも残しパターンを形成したこと以外は実施例1と同様にして、ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板を作製し、バーンイン試験を行った。
その結果、孤立パッド110及び残しパターン111を同時に形成した際のSiCリングの伸び(孤立パッド110の位置ずれ)は、4μm程度であった。
【0075】
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、適宜変形実施できる。
【0076】
例えば、本発明のウエハ一括コンタクトボードは、従来技術の欄で説明したバーンイン試験の他に、従来プローブカードによって行われていた製品検査(電気的特性試験)の一部や、ウエハレベル一括CSP検査用、にも利用できる。
また、多層配線基板における配線層は、2〜10層あるいはそれ以上としてもよい。バーンインボードに使用される多層配線基板としては、メモリ用では3〜4層、ロジック用では5〜6層、ハイブリッド用では10層程度となる。
【0077】
【発明の効果】
本発明によれば、孤立パッド及び孤立バンプの位置精度をより向上させたウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品が得られる。
また、上記孤立パッド及び孤立バンプの位置精度をより向上させたウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品を、コスト増や工程増なく簡単に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の一具体例を模式的に示す要部の平面図である。
【図2】本発明にかかるウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の他の具体例を模式的に示す平面図である。
【図3】本発明にかかるウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の他の具体例を模式的に示す平面図であり、(1)及び(2)は全体の平面図、(3)及び(4)は要部の平面図である。
【図4】本発明の一実施例にかかるコンタクト部品の製造工程の一部を示す断面図である。
【図5】本発明の一実施例にかかるコンタクト部品の製造工程の一部を示す要部断面図である。
【図6】本発明の一実施例にかかるコンタクト部品を模式的に示す図であり、(1)は断面図、(2)は平面図である。
【図7】本発明の他の実施例にかかるコンタクト部品を模式的に示す図であり、(1)は断面図、(2)は平面図である。
【図8】本発明の他の実施例にかかるコンタクト部品を模式的に示す図であり、(1)は断面図、(2)は平面図である。
【図9】ウエハ一括コンタクトボードの要部を模式的に示す断面図である。
【図10】本発明の一実施例にかかるウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板の製造工程を説明するための要部断面図である。
【図11】ウエハ一括コンタクトボードを模式的に示す断面図である。
【図12】従来のウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品を模式的に示す断面図である。
【図13】従来のウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品を模式的に示す平面図である。
【図14】従来のウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の要部を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
10 多層配線基板
20 異方性導電ゴムシート
21 異方性導電ゴム
30 コンタクト部品
31 リング
32 絶縁性フィルム
33 孤立バンプ
34 孤立パッド
35 残しパターン
38 切り込み
40 シリコンウエハ
101 アルミニウム板
102 シリコンゴムシート
103 積層フィルム
104 銅箔
105 ポリイミドフィルム
106 SiCリング
107 熱硬化性接着剤
108 バンプホール
109 孤立バンプ
110 孤立パッド
111 残しパターン
112 重石板
120 切り込み
201 ガラス基板
202 配線層
202a 1層目の配線パターン
203 絶縁膜
204 コンタクトホール
205 配線層
205a 2層目の配線パターン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a contact part which is a component part of a wafer batch contact board used for collectively inspecting (testing) semiconductor devices formed on a wafer in the state of a wafer, a manufacturing method thereof, and the like.
[0002]
[Prior art]
Inspection of many semiconductor devices formed on a wafer is roughly classified into product inspection (electrical characteristic test) using a probe card and burn-in test which is a reliability test performed thereafter.
The burn-in test is one of screening tests performed to remove a semiconductor device having an inherent defect or a device causing a failure depending on time and stress from manufacturing variations. While the probe card inspection is an electrical characteristic test of the manufactured device, the burn-in test is a thermal acceleration test.
[0003]
The burn-in test is a normal method (one-chip burn-in system) in which a wafer is cut into chips by dicing and packaged one by one after an electrical characteristic test performed for each chip by a probe card. Then, cost is not feasible. Therefore, development and practical application of a wafer batch contact board (burn-in board) for performing a burn-in test on a plurality of semiconductor devices formed on the wafer all at once are being promoted (Japanese Patent Laid-Open No. 7-231019). . Wafer batch burn-in system using wafer batch contact board is not only highly feasible in terms of cost, but also an important technology to enable the latest technological flow such as bare chip shipment and bare chip mounting. .
[0004]
The details of the burn-in test are shown below.
Static burn-in is a burn-in test in which a power supply voltage is applied at or above the rated voltage at a high temperature and current is passed through the device to apply temperature and voltage stress to the device. .
The dynamic burn-in is a burn-in test that is performed while applying a power supply voltage that is rated or exceeding that at a high temperature and applying a signal close to actual operation to the input circuit of the device.
Monitored burn-in is a burn-in test that has the function of not only applying a signal to the input circuit of a device but also monitoring the characteristics of the output circuit in dynamic burn-in.
The test burn-in is a burn-in test that can perform pass / fail judgment and evaluation of a device under test.
[0005]
The wafer batch contact board is different from the conventional probe card in that the wafer batch contact board is used for the batch wafer inspection and the heating test, and the required level is high. When the wafer batch contact board is put into practical use, in addition to the burn-in test (including the case where the electrical characteristic test is performed) described above, a part of the product inspection (electrical characteristic test) which has been conventionally performed by the probe card is performed. It is also possible to perform the wafer batch.
[0006]
FIG. 11 shows a specific example of the wafer batch contact board.
In the wafer batch contact board, as shown in FIG. 11, a contact component 30 is fixed on a multilayer wiring board for wafer batch contact board (hereinafter referred to as a multilayer wiring board) 10 via an anisotropic conductive rubber sheet 20. It has a structure.
The contact component 30 takes charge of the contact portion that is in direct contact with the device under test. In the contact component 30, an isolated bump 33 is formed on one surface of the insulating film 32, and an isolated pad 34 is formed on the other surface in a one-to-one correspondence with the isolated bump 33. The insulating film 32 is stretched over a ring 31 having a low coefficient of thermal expansion in order to avoid misalignment due to thermal expansion. The isolated bumps 33 are electrodes formed on the periphery or center line of each semiconductor device (chip) on the wafer 40 (about 600 to 1000 pins per chip, and the number of electrodes obtained by multiplying this number by the number of chips) Corresponding to the same number as the electrodes.
The multilayer wiring board 10 has wiring and pad electrodes for applying a predetermined burn-in test signal or the like to each bump 33 isolated on the insulating film 32 via an isolated pad 34 on the insulating substrate. The multilayer wiring board 10 has a multilayer wiring structure because wiring is complicated. The multilayer wiring board 10 uses an insulating substrate having a low thermal expansion coefficient in order to avoid a connection failure due to a positional shift with the isolated pad 34 on the insulating film 32 due to thermal expansion.
The anisotropic conductive rubber sheet 20 is a connecting component that electrically connects a pad electrode (not shown) on the multilayer wiring board 10 and an isolated pad 34 on the insulating film 32, and is perpendicular to the main surface. It is a sheet-like connecting component having an elastic body (anisotropic conductive rubber made of silicon resin in which metal particles are embedded in portions corresponding to the isolated pad 34 and the pad electrode) having conductivity only in the direction. The anisotropic conductive rubber sheet 20 is in contact with an isolated pad 34 on the insulating film 32 by a projection (not shown) of the anisotropic conductive rubber formed so as to protrude from the surface of the sheet. Both the flexibility and the flexibility of the insulating film 32 absorb the unevenness on the surface of the semiconductor wafer 40 and the variation in the height of the isolated bump 33, and the like. The isolated bump 33 is securely connected.
[0007]
Each semiconductor device (chip) is formed with electrodes (power supply electrode, ground electrode, I / O electrode) to be a power supply terminal, a ground terminal, and a signal input / output terminal (I / O terminal) of the integrated circuit, and the semiconductor chip. Isolated bumps 33 of the wafer batch contact board are formed and connected in a one-to-one relationship corresponding to all the electrodes. In the multilayer wiring in the wafer batch contact board, the power supply wiring, the ground wiring, and the signal input / output wiring (I / O wiring) are made common for the purpose of reducing the number of wirings.
[0008]
A method for manufacturing a contact component is shown below.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of the manufacturing process of the contact component.
First, as shown in FIG. 4A, after casting a polyimide precursor to a thickness of about 25 μm on a copper foil 104 having a thickness of about 18 μm, the polyimide precursor is heated and dried and cured to obtain a copper foil 104. And a laminated film 103 having a structure in which a polyimide film 105 is bonded.
Next, as shown in FIG. 4A, a silicon rubber sheet 102 having a uniform thickness of 5 mm is placed on an aluminum plate 101 with high flatness. On this silicon rubber sheet 102, the laminated film 103 is adsorbed in a state where the laminated film 103 is uniformly developed with the copper foil 104 side down.
Next, as shown in FIG. 4 (1), the thermosetting adhesive 107 is thinly and uniformly (50 to 100 μm) on the bonding surface of a circular SiC ring (ceramic ring) 106 having a diameter of about 8 inches and a thickness of about 2 mm. ) Apply. Here, as a thermosetting adhesive, what is hardened | cured at 0-50 degreeC higher than the preset temperature (80-150 degreeC) of a burn-in test is used.
[0009]
Next, as shown in FIG. 4 (2), an SiC ring 106 coated with a thermosetting adhesive 107 on the bonding surface is placed on the laminated film 103, and an aluminum plate (heavy plate) with high flatness is placed on the SiC ring 106. About 2.5 kg) is placed as a weight plate 112.
[0010]
After finishing the above preparation process, the laminated film 103 and the SiC ring 106 are bonded by heating at a temperature (for example, 200 ° C., 2.5 hours) higher than the set temperature (80 to 150 ° C.) of the burn-in test (see FIG. 4 (3)).
[0011]
Next, as shown in FIG. 5 (1), the heat-bonded step is cooled to room temperature and contracted to a state before heating. The laminated film 103 outside the SiC ring 106 is cut and removed along the outer periphery of the SiC ring 106 with a cutter.
[0012]
Next, as shown in FIG. 5B, a bump hole 108 having a diameter of about 30 μmφ is formed at a predetermined position of the polyimide film 105 in the laminated film 103 by using an excimer laser.
[0013]
Next, after protecting the surface of the copper foil 104 from being plated, one of the electrodes for plating is connected to the copper foil 104 to perform electroplating of Ni. As shown in FIG. 5 (3), after the plating grows so as to fill the bump holes 108, when it reaches the surface of the polyimide film 105, it spreads isotropically and grows into a substantially hemispherical shape. A bump 109 is formed.
[0014]
Next, a resist is applied onto the copper foil 104, a resist pattern is formed by exposure and development (not shown), and the copper foil 104 is etched using the resist pattern as a mask, as shown in FIG. An isolated pad 110 is formed. FIG. 13 shows a plan view. In FIG. 13, the same reference numerals as in FIG.
A contact component is manufactured through the above steps.
As described above, the contact parts for the wafer batch contact board are affected by the thermal expansion of the polyimide film even at a burn-in temperature (for example, about 120 ° C.) by sticking to a ceramic ring having a thermal expansion coefficient close to that of silicon while maintaining tension. Instead, it is designed to follow the thermal expansion and contraction of the ceramic ring.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above method, since the laminated film 103 having the structure in which the copper foil 104 and the polyimide film 105 are bonded together is heated and bonded to the SiC ring 106 in a thermally expanded state, after bonding, the laminated film 103 is brought to room temperature. When returned, the contraction tension of the copper foil 104 is applied toward the center of the SiC ring 106. At this time, the SiC ring 106 contracts by about 50 to 100 μm in the radial direction with respect to the ring diameter of 8 inches (200 mm) due to the tension of the copper foil 104.
Thereafter, when the copper foil 104 is etched to form the isolated pad 110, most of the copper foil 104 is removed by etching (see FIG. 13), so that the contraction tension applied to the center direction by the copper foil 104 is reduced. Once opened, the SiC ring 106 attempts to return to its original dimensions. At this time, although the tension of the polyimide film 105 remains, it is much smaller than the tension of the copper foil 104, so that the SiC ring 106 returns almost to its original dimension. As a result, the flexible polyimide film 105 follows the movement of the SiC ring 106 returning to its original size, so that the positions of the isolated pad 110 and the isolated bump 109 on the polyimide film 105 are shifted outward by the amount of expansion of the ring. There is a problem that the positional accuracy of the isolated pad 110 and the isolated bump 109 deteriorates.
In particular, in recent years, the pitch of semiconductor devices (chips) on wafers has been narrowed (160 μm or less), and the requirement for positional accuracy of isolated bumps has become strict (within ± 10 μm), and this requirement can be met. It was difficult. Specifically, there is a possibility that a short circuit occurs during the burn-in test due to the positional deviation between the isolated bump and the electrode on the wafer, causing a failure that damages the chip on the wafer.
Further, the positional deviation of the isolated pad may cause a positional deviation with the anisotropic conductive rubber for connection to the multilayer wiring board, which may cause a defective product as a wafer batch contact board.
[0016]
In order to solve the above-mentioned problem, a position shift due to the SiC ring 106 before and after etching the copper foil 104 is predicted in advance, and the position of the isolated pad and the isolated bump is reduced. A method of producing contact parts using laser processing data and using these data is conceivable.
However, in this method, there is a case where the tension of the laminated film 103 is not uniform at the time when the laminated film 103 is attached to the SiC ring 106 (this is due to the unevenness of the way of attachment, the thickness of the copper foil, etc. This is because non-uniformity or the like causes non-uniform tension in the partial portion), and it is not possible to accurately predict the displacement due to the ceramic ring before and after etching the copper foil. The position of isolated pad and bump formation differs from device to device, and the amount of displacement varies depending on the position of isolated pad and bump formation. It is difficult and practically impossible to produce laser processing data for use.
[0017]
In addition, the isolated pads and the isolated bumps must be formed in a one-to-one correspondence with the electrodes on each chip on the wafer. 14 (1), if the notch 120 is not made in the polyimide film 105 between the isolated pads 110 formed on the polyimide film 105, it corresponds to variations in the height of the electrodes, isolated pads and isolated bumps on the wafer. Therefore, the flexibility may be impaired.
However, in this case, as shown in FIG. 14B, when the isolated pad 110 is formed by etching the copper foil, the cut 120 is widened, and the positional accuracy of the isolated pad and the isolated bump is further deteriorated.
[0018]
Furthermore, when performing a wafer batch burn-in test using the wafer batch contact board described above, all the chips on the wafer are measured simultaneously, so there is a great deal of noise generated during switching of each chip, and this noise waveform is input. It became clear that there was a problem due to malfunctions (errors) caused by overlapping with the pulse signal. For this reason, in the conventional wafer batch contact board, a power supply voltage can be applied only up to about 10 MHz, and there is a problem that high frequency characteristics are not sufficient.
[0019]
The present invention has been made under such a background, and a first object of the present invention is to provide a contact component for a wafer batch contact board in which the positional accuracy of isolated pads and isolated bumps is further improved, a manufacturing method thereof, and the like. .
Further, the present invention provides a wafer batch contact board contact component that can be easily manufactured without increasing costs and processes, and a method for manufacturing the contact component for a wafer batch contact board that further improves the positional accuracy of the isolated pads and bumps. Second purpose.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0021]
(Configuration 1) A contact component that takes charge of a contact portion in a wafer batch contact board used to collectively test a plurality of semiconductor devices formed on a wafer,
An insulating film stretched over a ring; an isolated pad formed on one surface of the insulating film; and the isolated film formed on the other surface of the insulating film in a one-to-one correspondence with the isolated pad In contact parts for wafer batch contact boards having isolated bumps connected to pads,
A contact part for a wafer collective contact board, wherein a remaining pattern is formed on the front surface and / or back surface of the insulating film so as to avoid at least one of the isolated pad and / or the isolated bump.
[0022]
(Structure 2) The contact part for a wafer collective contact board according to Structure 1, wherein the remaining pattern is formed so that a positional shift of the isolated pad and / or the isolated bump is 5 ppm% or less.
[0023]
(Configuration 3) A wafer batch contact board used to collectively test a plurality of semiconductor devices formed on a wafer,
Contact parts for wafer batch contact board according to Configuration 1 or 2,
A multilayer wiring board for a wafer collective contact board having a structure in which wirings are stacked through an insulating layer and upper and lower wirings are connected through contact holes formed in the insulating layer;
A wafer batch contact board comprising an anisotropic conductive rubber sheet for electrically connecting the multilayer wiring board and the contact component.
[0024]
(Configuration 4) An insulating film stretched over a ring, an isolated pad formed on one surface of the insulating film, and formed on the other surface of the insulating film in a one-to-one correspondence with the isolated pad And a method of manufacturing a contact component for a wafer batch contact board having an isolated bump connected to the isolated pad,
A contact component for a wafer batch contact board, comprising a step of forming a remaining pattern on one surface and / or the other surface of the insulating film while avoiding at least one isolated pad and / or isolated bump. Manufacturing method.
[0025]
(Configuration 5) A step of preparing a laminated film having a structure in which an insulating film and a conductive layer are laminated,
When pasting the laminated film on the ring at a predetermined temperature, the step of pasting the laminated film with a tension that causes the laminated film to shrink by the conductive layer when returned to normal temperature;
Forming a bump hole at a predetermined position of the insulating film in the laminated film;
Electroplating by connecting one of the electrodes for plating to the conductive layer, and growing a plating in at least the bump hole to form an isolated bump; and
The conductive layer is selectively etched to form isolated pads at positions corresponding to the bumps on the insulating film, and at least one of the isolated pads is avoided on the insulating film, leaving a remaining pattern. Forming, and
A method of manufacturing a contact component according to Configuration 4, characterized by comprising:
[0026]
(Configuration 6) A step of forming a conductive layer on the surface of the insulating film on the side where the isolated bump is formed;
Avoiding at least one of the isolated bumps on the surface of the insulating film on which the isolated bumps are to be formed, and forming a remaining pattern; and
A method of manufacturing a contact component according to the configuration 5, characterized by comprising:
[0027]
[Action]
As in Configuration 1, in the method for producing contact parts according to the present invention, since the pattern is formed on the insulating film, the isolated pad is formed by etching the conductive layer such as copper foil. Since the release of tension due to etching of the conductive layer is extremely small, the elongation of the insulating film in the direction of the outer peripheral portion is extremely small, and the deterioration of the positional accuracy of isolated pads and isolated bumps caused by releasing the tension of the conductive layer is extremely small. Therefore, the position accuracy of the isolated pad and the isolated bump is high, and a highly accurate contact component can be obtained.
That is, in the present invention, since the tension of the polyimide film is very weak compared to the restoring force to return to the original of the SiC ring, a remaining pattern is formed on the polyimide film. , Against the restoring force of the ceramic ring.
In the present invention, a pattern can be formed on the surface of the insulating film on the isolated bump forming side. In this case, the thickness of the remaining pattern on the surface of the insulating film on the side where the isolated bump is formed is preferably a thickness that does not exceed the height of the isolated bump, and should be sufficiently lower than the height of the isolated bump. Further preferred. By forming the pattern on the front and back of the insulating film in this way, the positional accuracy of the isolated pad and the isolated bump can be further increased.
[0028]
As in Configuration 2, it is preferable to form the remaining pattern so that the positional deviation of the isolated pad and / or the isolated bump is 5 ppm or less. Specifically, for example, it is preferable to form the remaining pattern so that the positional deviation of the isolated pad and / or the isolated bump is 10 μm or less with respect to the ring diameter of 8 inches (about 200 mm). 8 μm or less is more preferable, and 5 μm or less is more preferable.
[0029]
If the layout pattern allows, as shown in FIG. 1, only the periphery of each isolated pad 34 of the conductive layer formed on the entire surface of the insulating film 32 is etched and the other portions are left as shown in FIG. With the pattern 35, the elongation due to the restoring force of the ring is minimized.
In the case of FIG. 1, it is preferable to make the area of the remaining pattern 35 as large as possible.
[0030]
When the mode of the remaining pattern is a ring shape as shown in FIG. 2 (1), the ring-shaped remaining pattern 35 is evenly opposed to the restoring force of the ring 31, so that it is inside the ring-shaped remaining pattern 35. The insulating film 32 is prevented from stretching, and the position accuracy of the isolated pad 34 and the isolated bump (not shown) can be maintained. Further, the ring-shaped remaining pattern 35 as shown in FIG. 2A is preferable in that it has the fewest restrictions on the layout of the isolated pads 34 and the isolated bumps and can cope with the progress of narrow pitch.
The ring-shaped remaining pattern has an effect of countering the restoring force of the ring 31 even when the part of the ring-shaped remaining pattern 35 is interrupted as shown in FIG. 2 (2) or (3).
In the case of FIGS. 2 (1) to 2 (3), the larger the ring-shaped remaining pattern 35, the better the positional accuracy. In particular, the cases (1) and (3) are more preferable because they can withstand the tensile tension almost uniformly in the radial direction of the ring.
[0031]
When the pattern of the remaining pattern is a lattice shape as shown in FIG. 3 (1), since the lattice-shaped remaining pattern 35 counteracts the restoring force of the ring 31, the elongation of the insulating film 32 is suppressed. Therefore, the positional accuracy of the isolated pad 34 and the isolated bump (not shown) can be maintained. Furthermore, the lattice-like remaining pattern 35 as shown in FIG. 3A is preferable because it can easily correspond to the arrangement of the chip of the device.
In the case of the lattice-like remaining pattern, the end of the lattice-like pattern 35 may overlap the ring 31 as shown in FIG. In this case, the elongation of the ring itself can be suppressed, which is preferable.
In the case of a lattice-like remaining pattern, there are a mode in which a plurality of isolated pads 34 as shown in FIG. 3 (3) are surrounded by blocks, a mode in which each isolated pad 34 is surrounded as shown in FIG. 3 (4), and the like. It is done.
In the case of FIG. 3 (3), in order to cope with the sandwiching pitch, a cut 38 can be made in the insulating film 32 between the isolated pads 34 to provide flexibility in the height direction.
[0032]
As another mode of the remaining pattern, a radial mode or the like can be used if allowed by the layout.
[0033]
According to Configuration 3, in the present invention, as described above, the position accuracy of the isolated pad and the isolated bump is high, and a highly accurate contact component can be obtained. For this reason, for example, there is no product defect due to the positional deviation between the isolated pad and the anisotropic conductive rubber sheet during contact board assembly, and the positional deviation between the isolated bump and the electrode on the wafer in the burn-in test. As a result, a short circuit does not occur during the burn-in test, and a failure that damages the chips on the wafer does not occur. Therefore, a wafer batch contact board can be obtained with a high yield.
[0034]
In the present invention, by connecting the GND wiring or the power supply wiring in the multilayer wiring board to the remaining pattern on the insulating film in the contact component, noise against high frequency can be reduced and high frequency characteristics can be improved. Further, by using the remaining pattern, it is possible to easily improve the high frequency characteristics without increasing costs and processes. In particular, all the isolated GND pads or isolated power pads on the insulating film can be connected to the remaining pattern by connecting the power common wiring or the GND common wiring in the multilayer wiring board to the remaining pattern. It is preferable because the resistance of the power supply common line can be reduced and the GND or power supply can be strengthened.
The method of connecting the GND wiring or power supply wiring to the pattern leaving the multilayer wiring board is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 9, the remaining pattern 36 on the insulating film 32 is formed in the peripheral portion of the wafer batch contact board. In addition, the anisotropic conductive rubber sheet 20 and the anisotropic conductive rubber 21 ′ and the GND pad provided separately from the anisotropic conductive rubber 21 and the pad electrode 12 for GND, I / O, and power supply in the multilayer wiring board 10 are provided. It can be connected to the GND wiring (ground trace) 15 in the multilayer wiring board 10 via 12 ′.
In addition, when the mode of the remaining pattern is a mode as shown in FIG. 1, the high frequency characteristics are the best.
Moreover, when forming the pattern to leave on the front and back of an insulating film, both the patterns on the front and back can be connected to either GND wiring or power supply wiring in a multilayer wiring board. In this case, the high frequency characteristics are improved.
[0035]
According to the configuration 4 or the configuration 5, the wafer batch contact board contact component having high positional accuracy of the isolated pad and the isolated bump described above can be easily manufactured without increasing costs and processes.
[0036]
In the present invention, the remaining pattern can be formed by avoiding the isolated bump on the surface of the insulating film on the side where the isolated bump is formed (Configuration 6). The aspect of the remaining pattern is the same as that described above. In this case, the remaining pattern may be formed of a material having no conductivity.
In the present invention, it is also possible to form a remaining pattern made of a non-conductive material on the conductive layer before etching the conductive layer to form an isolated pad and a remaining pattern. .
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The contact component in the wafer batch contact board of the present invention will be described.
In the contact component, the material of the insulating film is not particularly limited as long as it has electrical insulation, but preferably has insulation and flexibility. Specifically, a polyimide resin, an epoxy resin, Examples include silicone resins, polyester resins, urethane resins, polystyrene resins, polyethylene resins, polyamide resins, ABS copolymer resins, polycarbonate resins, fluorine resins, and other thermosetting resins, or thermoplastic resins. Can be appropriately selected according to the purpose. Of these resins, polyimide resins that are excellent in heat resistance, chemical resistance, mechanical strength, and workability are particularly preferably used. Since polyimide has a large absorption in the ultraviolet region, it is suitable for laser ablation processing. Since the polyimide film has high flexibility, it can absorb variations in height of isolated bumps on contact parts and electrodes (contact points) on the object to be inspected.
The thickness of the insulating film can be arbitrarily selected. In the case of a polyimide film, the thickness is usually preferably about 5 to 200 μm, more preferably 10 to 50 μm from the viewpoint of the formability of bump holes described later.
[0038]
The material of the conductive layer for forming the isolated pad and the remaining pattern on the insulating film of the contact part may be any material as long as it has conductivity, but resists the restoring force of the ring when the remaining pattern is formed. A strong material is preferred. Examples of such a material include single metals such as copper, nickel, chromium, aluminum, gold, platinum, cobalt, silver, lead, tin, indium, rhodium, tungsten, ruthenium, and iron, or various alloys containing these as components. (For example, solder, nickel-tin, gold-cobalt) and the like. As will be described later, when an isolated bump or the like is formed by electrolytic plating, a conductive layer that becomes an electrode (cathode) in electrolytic plating is selected. The conductive layer may have a single-layer structure composed of the above metal layers or a laminated structure. For example, a laminated structure in which a base film such as Cr or Ni, a Cu film, a Ni film, and an Au film are sequentially laminated from the insulating film side can be used. In this case, the Cr undercoating film or the Ni undercoating film is preferable because it improves adhesion with an insulating film such as a polyimide film. The Cu film is a main component of the conductive layer. The Ni film has a role of preventing oxidation of Cu, a role of improving the mechanical strength of the conductive layer, and a role of an intermediate layer for forming an Au layer on the outermost surface of the conductive layer. The Au film is formed for the purpose of preventing oxidation of the surface of the conductive layer and reducing contact resistance. Note that a gold-cobalt alloy, rhodium, palladium, or the like can be used instead of the Au film. In particular, when a gold-cobalt alloy is used, the mechanical strength of the isolated pad increases.
[0039]
As a method for forming these conductive layers, a film forming method such as sputtering or vapor deposition, a plating method such as electroless plating or electrolytic plating, or a method using a metal foil such as copper foil may be used. it can. In addition, the conductive layer can be formed by a combination of sputtering and plating. For example, after a thin film is formed by a sputtering method, a thick film can be formed by plating.
Note that the Ni film or the Au film on the Cu film is required to have a mechanical strength and needs to be a relatively thick film, so that it is desirable to form by a plating method (electroless plating or electrolytic plating).
The thickness of the conductive layer is not particularly limited and can be set as appropriate.
[0040]
The isolated pad and the remaining pattern on the insulating film can be simultaneously formed in the same process, for example, by patterning a conductive layer formed on the entire surface of the insulating film. Specifically, for example, after forming a resist pattern on the conductive layer formed on the entire surface of the insulating film, the exposed conductive layer is etched to obtain a desired isolated pad and a remaining pattern.
[0041]
The constituent material of the isolated bump in the contact component is not particularly limited as long as it is a metal having conductivity, and the same material as that of the conductive layer described above can be used. Among these, Ni, Au, Ag, Cu, Sn, Co, In, Rh, Cr, W, Ru, or an alloy mainly containing these metal components is preferable.
[0042]
Examples of the method for forming an isolated bump include an electrolytic plating method, an electroless plating method, a CVD method, etc. Among them, the electrolytic plating method is preferable because the shape controllability is good and a high-precision isolated bump can be formed. .
In the method of forming an isolated bump by the electrolytic plating method, after forming a conductive layer and a bump hole (a hole for forming a bump, a hole for connecting the isolated bump and the isolated pad) on the insulating film. Then, it is immersed in a plating bath to conduct with the conductive layer as a cathode, and plating is grown at least in the bump hole to form an isolated bump. Here, in the case of forming an isolated bump that protrudes from the insulating film surface, the portion in the bump hole corresponds to the root of the isolated bump and corresponds to a connection portion that connects the isolated bump and the isolated pad. When an isolated bump is formed only in the bump hole, a portion on the isolated pad side corresponds to the connection portion, and a contact portion with the electrode on the wafer corresponds to the isolated bump. In addition, when forming the isolated bump which protruded from the insulating film surface, the connection part in a bump hole and the isolated bump which protruded from the insulating film surface can also be formed by another material.
[0043]
Various metal films may be formed on the surface of the isolated bumps as necessary. For example, Au, Au—Co, Rh, Pt, Pd, Ag or the like or these metal components are added to the surface of the isolated bump for the purpose of improving the hardness of the isolated bump surface or preventing the contamination of the isolated bump due to migration in the burn-in test. A metal coating such as a main alloy may be formed. The metal coating may be a single layer or a multilayer.
[0044]
In the present invention, the isolated bump is a contact portion provided on the surface of the insulating film for the purpose of electrical contact and connection. The isolated bumps may or may not protrude from the surface of the insulating film. Further, the three-dimensional shape of the isolated bump is not limited, and can be any three-dimensional shape. For example, the cross-sectional shape of the isolated bump is convex or flat according to the shape of the member to be contacted. The shape may be either concave or concave. When contacting the flat electrode on the wafer, it is preferable from the viewpoint of electrical connection reliability that the bump has a mushroom shape. The height and size of the isolated bump can be freely set according to the purpose.
[0045]
Examples of the method for forming the bump hole in the insulating film include laser processing, lithographic method (including etching method), plasma processing, optical processing, machining, etc. Laser processing is preferable from the viewpoints of degree and processing accuracy.
In the case of laser processing, excimer laser with a large irradiation output, CO2Lasers, YAG lasers, etc. are preferable. Among them, a processing method by laser ablation using an excimer laser is particularly preferable because the insulating film is less melted by heat, a high aspect ratio is obtained, and fine and fine drilling can be performed. . In the case of laser processing, a bump hole is formed by irradiating the surface of the insulating film with a laser beam with a narrowed spot.
In other cases, bump holes are formed by performing plasma etching in an atmosphere containing oxygen or fluoride gas, dry etching such as RIE (reactive ion etching), or sputter etching using the resist pattern as a mask. can do.
A bump hole can also be formed by bringing a mask having a hole having a desired hole shape (round, square, diamond, etc.) into contact with the surface of the insulating film and etching the mask.
In general, the hole diameter of the bump hole is 5 to 200 μm, preferably about 20 to 50 μm. When forming a solder ball-compatible bump, the hole diameter of the bump hole is preferably about the same as the diameter of the solder ball (about 300 to 1000 μm).
[0046]
The ring in the contact component may be a support frame that can be supported in a state where the insulating film is stretched, and includes a support frame having an arbitrary shape such as a circle or a square. The ring in the contact component is made of a material having a low coefficient of thermal expansion such as SiC, SiN, SiCN, Invar nickel, or a material having a thermal expansion coefficient close to Si and high strength (for example, ceramics, low expansion glass, metal, etc.). Preferably it is formed.
[0047]
Next, the multilayer wiring board in the wafer batch contact board will be described.
In the multilayer wiring board, the material of the insulating layer (insulating film) is preferably a resin material, and examples thereof include a polyimide resin, an acrylic resin, an epoxy resin, and the like. A polyimide resin having excellent chemical resistance is particularly preferable.
The insulating layer can be formed on the glass substrate or the wiring layer by, for example, spin coating, roll coating, curtain coating, spray coating, printing method, or the like.
[0048]
In a multilayer wiring board, for example, a conductive thin film is formed on a glass substrate or an insulating layer by a thin film forming method such as a sputtering method, and desired wiring is formed by a photolithography method (resist coating, exposure, development, etching, etc.). A wiring having a pattern can be formed.
The wiring material and the wiring layer structure in the wiring are not particularly limited. For example, the main wiring material is Cu, a Cr / Cu / Ni multilayer structure from below, a Cu / Ni / Au multilayer structure from below, or from below. The wiring can have a Cr / Cu / Ni / Au multilayer structure.
Here, Cr and Ni can prevent oxidation of Cu, which is easily oxidized (particularly, corrosion resistance is improved by Ni), and Cr and Ni have good adhesion with Cu and adjacent layers other than Cu (for example, Adhesion between the Au layer in the case of Ni and a glass substrate or insulating layer in the case of Cr is good, so that the adhesion between the layers can be improved.
Examples of alternative materials for Cu as the main wiring material include Al and Mo. The film thickness of Cu as the main wiring material is preferably in the range of 0.5 to 15 μm, more preferably in the range of 1.0 to 7.0 μm, and still more preferably in the range of 2.5 to 6 μm.
Examples of alternative materials for Cr as the base film include metals such as W, Ti, Al, Mo, Ta, and CrSi.
Examples of the substitute material for Ni include metals having high adhesion in relation to the respective materials forming the upper and lower layers.
Examples of the substitute material for Au include Au, Ag, Pt, Ir, Os, Pd, Rh, and Ru.
In the case of a multilayer wiring board, the uppermost layer (outermost surface) wiring surface is coated with gold or the like in order to prevent and protect the wiring surface oxidation and reduce contact resistance, but the lower layer (inner layer) The surface may not be coated with gold or the like. However, in view of the contact resistance, there is no problem other than the increase in cost even if a gold coat is added to the inner wiring layer.
Even if gold or the like is added to the wiring surface later, or a conductive layer (wiring layer) having a multilayer structure in which gold or the like is formed on the entire outer surface is formed in advance and then wet-etched sequentially to form a wiring pattern. Good. In addition, after the contact hole is formed, gold or the like can be coated only on the bottom of the contact hole (a part of the inner wiring surface).
When forming a conductive layer having a multilayer structure of Cr / Cu / Ni from below, Cr and Cu are formed by sputtering, and Ni is formed by electrolytic plating. In particular, Ni by electrolytic plating is thick. Therefore, the cost can be reduced. In addition, since the surface of Ni is rough, adhesion of a film to be deposited on Ni can be improved. When forming an Au film or the like on Ni, it is preferable to perform continuous plating or the like so as not to oxidize Ni.
The multilayer wiring board may be a multilayer wiring formed on one side of an insulating substrate or a multilayer wiring formed on both sides of the insulating substrate.
[0049]
The insulating substrate in the multilayer wiring board of the present invention is preferably a glass substrate, a ceramic substrate (SiC, SiN, alumina, etc.), a glass ceramic substrate, a silicon substrate, or the like. The thermal expansion coefficient of the insulating substrate is preferably 10 ppm / ° C. or less.
Among these, a glass substrate is preferable from the following viewpoints. Compared to ceramic substrates, glass substrates are cheaper, easier to process, and have good flatness due to high-precision polishing, and are transparent so that alignment is easy and thermal expansion can be controlled by the material, making it electrically insulating. Also excellent. Further, no warping due to stress occurs and molding is easy. Furthermore, if it is an alkali-free glass, there is no adverse effect due to surface elution of alkali.
Examples of the glass substrate having a thermal expansion coefficient of 10 ppm / ° C. or less include those having the following compositions.
SiO2: 1 to 85 wt%, Al2OThree: 0 to 40 wt%, B2OThree: 0-50 wt%, RO: 0-50 wt% (where R is an alkaline earth metal element; Mg, Ca, Sr, Ba), R '2O: 0 to 20 wt% (where R ′ is an alkali metal element; Li, Na, K, Rb, Cs), other components: 0 to 5 wt% (for example, As2OThree, Sb2OThree, ZrO, ZnO, P2OFive, La2OThree, PbO, F, Cl, etc.).
[0050]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is described in detail with an Example and a comparative example, this invention is not limited at all by these.
[0051]
Example 1
In Example 1, contact parts for wafer collective contact board, multilayer wiring board for wafer collective contact board, and anisotropic conductive rubber sheet were produced, and these were assembled to produce a wafer collective contact board.
[0052]
Fabrication of contact parts for wafer batch contact boards
A method for manufacturing a contact component for a wafer batch contact board will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 4A, a silicon rubber sheet 102 having a uniform thickness of 5 mm is placed on an aluminum plate 101 having a high flatness.
On the other hand, for example, after casting a polyimide precursor on the copper foil 104, the polyimide precursor is heated and dried and cured to obtain a copper foil 104 (thickness 18 μm) and a polyimide film 105 (thickness 25 μm). A laminated film 103 having a structure in which is laminated is prepared.
Note that the constituent material, forming method, thickness, and the like of the laminated film 103 can be appropriately selected.
For example, a polyimide film having a thickness of about 12 to 50 μm, an epoxy resin film, or a silicon rubber sheet having a thickness of about 0.1 to 0.5 mm can be used. Further, for example, a laminated film 103 can be formed by forming a copper film with a thickness of 18 μm on a polyimide film with a thickness of 25 μm by a sputtering method or a plating method. Further, a structure in which a plurality of conductive metals are sequentially formed on one surface of the film and a conductive metal layer having a laminated structure is formed on one surface of the film can be used.
Further, a thin Ni film may be formed between polyimide and Cu for the purpose of improving the adhesion between them and preventing film contamination, although not particularly shown.
[0053]
Next, as shown in FIG. 4A, a laminated film 103 having a structure in which a copper foil and a polyimide film are bonded together is adsorbed on the silicon rubber sheet 102 in a state where the laminated film 103 is uniformly spread with the copper foil side down. . At this time, by utilizing the property that the laminated film 103 is adsorbed on the silicon rubber sheet 102, the air layer is expelled and adsorbed so as not to cause wrinkles or deflection, and adsorbed in a uniformly developed state.
[0054]
Next, as shown in FIG. 4 (1), a thermosetting adhesive 107 is thinly and uniformly applied to the bonding surface of a circular SiC ring 106 having a diameter of about 8 inches and a thickness of about 2 mm, and a thickness of about 50 to 100 μm. And put on the laminated film 103. Here, as the thermosetting adhesive 107, an adhesive that cures at a temperature 0 to 50 ° C. higher than the set temperature 80 to 150 ° C. of the burn-in test is used. In this example, Bond High Chip HT-100L (main agent: curing agent = 4: 1) (manufactured by Konishi Co., Ltd.) was used.
[0055]
Next, as shown in FIG. 4 (2), a highly flat aluminum plate (weight approximately 2.5 kg) is placed on the SiC ring 106 as a weight plate 112.
[0056]
Next, as shown in FIG. 4 (3), the above-described preparation step is heated at a temperature (for example, 200 ° C., 2.5 hours) equal to or higher than the set temperature (80 to 150 ° C.) of the burn-in test. The laminated film 103 and the SiC ring 106 are bonded.
At this time, since the thermal expansion coefficient of the silicon rubber sheet 102 is larger than the thermal expansion coefficient of the laminated film 103, the laminated film 103 adsorbed on the silicon rubber sheet 102 expands by the same amount as the silicon rubber sheet 102. That is, since the thermal expansion of the silicon rubber sheet is larger than when the laminated film 103 is simply heated at a temperature equal to or higher than the set temperature (80 to 150 ° C.) of the burn-in test, the polyimide film is further expanded by this stress. In a state where the tension is large, the thermosetting adhesive 107 is cured, and the laminated film 103 and the SiC ring 106 are bonded. In addition, since the laminated film 103 on the silicon rubber sheet 102 is adsorbed in a uniformly developed state without wrinkles, deflection, or loosening, the laminated film 103 is applied to the SiC ring 106 without wrinkling, bending, or loosening. Can be glued. Furthermore, since the silicon rubber sheet 102 has high flatness and elasticity, the laminated film 103 can be evenly adhered to the adhesion surface of the SiC ring 106 evenly. The tension of the laminated film 103 is 0.5 kg / cm2It was.
In addition, when a thermosetting adhesive is not used, the film shrinks and the tension is weakened. In addition, since the curing time of the adhesive varies depending on the location, the SiC ring cannot be evenly and uniformly bonded to the bonding surface.
[0057]
Next, the heat-bonded step is cooled to room temperature and contracted to a state before heating. Thereafter, as shown in FIG. 5A, the laminated film 103 outside the SiC ring 106 is cut and removed along the outer periphery of the SiC ring 106 with a cutter.
Next, a Ni film (not shown) is 0.2 to 0.5 μm by electrolytic plating on the copper foil 104 of the laminated film 103 having a structure in which the copper foil 104 and the polyimide film 105 manufactured above are bonded. The thickness is formed.
[0058]
Next, as shown in FIG. 5B, a bump hole 108 having a diameter of about 30 μm is formed at a predetermined position of the polyimide film 105 using an excimer laser.
Next, plasma treatment is performed on the inside of the pump hole 108 and the surface of the polyimide film 105 to remove a polyimide decomposition substance mainly composed of carbon that has been generated by laser processing and adhered to the bump hole and its periphery.
[0059]
Next, in order to prevent the copper foil 104 side from being plated, a protective film such as a resist is applied to the entire surface on the copper foil 104 side except for a part used as an electrode with a thickness of about 2 to 3 μm, Protect (not shown).
Immediately, one of the electrodes was connected to the copper foil 104, and Ni or Ni alloy electroplating (current density: 0.1 to 60 A / dm) on the polyimide film 105 side.2)I do. The plating conditions can be appropriately selected. For example, a brightener, boric acid, nickel bromide, a PH adjuster, etc. can be added to the plating solution. Moreover, the hardness and surface state of the isolated bump can be changed by adjusting the content of the brightener in the plating solution. By electrolytic plating, the plating grows so as to fill the bump holes 108 shown in FIG. 5 (3), and when it reaches the surface of the polyimide film 105, it spreads isotropically and grows into a substantially hemispherical shape with a hardness of 600 Hv or more. An isolated bump 109 made of Ni or a Ni alloy such as a Ni—Co alloy is formed.
Subsequently, an Au film having a thickness of 1 to 2 μm is formed on the surface of the isolated bump 109 by electrolytic plating (not shown). Thereafter, the protective film on the copper foil 104 side is peeled off.
[0060]
Next, a resist is newly applied on the entire surface of the copper foil 104, and a resist pattern (not shown) is formed in a portion where an isolated pad and a remaining pattern (remaining pattern) are to be formed.
Next, the thin Ni film and Cu film are etched with a ferric chloride aqueous solution or the like and rinsed well, and then the resist is peeled off, so that the isolated pad 110 and the remaining pattern 111 are removed as shown in FIG. Are formed at the same time. At this time, the remaining pattern 111 is configured such that only the periphery of the isolated pad 110 is removed as shown in FIG. At this time, the remaining pattern 111 was considered to have as large an area as possible. Further, in order to cope with the sandwiching pitch, a cut 120 was made in the polyimide film 105 between each isolated pad 110 to give flexibility in the height direction, but the cut 120 was hardly spread.
Furthermore, as shown in FIG. 9, the remaining pattern 111 connects all the isolated GND pads 34 ′ on the insulating film 32 and the remaining pattern 36 (111) (the connection portion is a portion other than the illustrated cross section), The structure is connected to the GND common wiring 15 in the multilayer wiring board 10 through the anisotropic conductive rubber 21 ′ and the GND pad 12 ′.
[0061]
Through the above process, the contact parts for the wafer batch contact board are completed.
[0062]
(Example 2)
As shown in FIGS. 7A and 7B, a wafer batch contact board contact component was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the remaining pattern 111 was ring-shaped. The other parts in FIG. 7 are assigned the same numbers as in FIG.
The same applies to FIG.
[0063]
(Example 3)
As shown in FIGS. 8 (1) and (2), a wafer batch contact board contact component was produced in the same manner as in Example 1 except that the remaining pattern 111 was in the form of a lattice.
[0064]
(Comparative Example 1)
A contact component for a wafer batch contact board was produced in the same manner as in Example 1 except that the remaining pattern 111 was not formed.
[0065]
(Evaluation)
In the case of Comparative Example 1, when the isolated pad 110 was formed, the SiC ring extended by about 50 to 100 μm with respect to the ring diameter of 8 inches (about 200 mm), and the isolated pad was shifted by about 50 to 100 μm accordingly. In the example, the displacement of the isolated pad 110 was about 5 μm in Example 1, about 8 μm in Example 2, about 10 μm in Example 3, and within 10 μm or less in Examples 1-3.
[0066]
Fabrication of multilayer wiring board
FIG. 10 is a fragmentary cross-sectional view showing an example of the manufacturing process of the multilayer wiring board.
As shown in step (1) of FIG. 10, a glass substrate 201 (SiO2 having a size of 320 mm square and a thickness of 3 mm whose surface has been polished flatly).2: 60.0 mol%, Al2OThree: 9.0 mol%, CaO: 9.4 mol%, MgO: 9.3 mol%, ZnO: 9.3 mol%, PbO: 3.0 mol% of glass) on one side) by sputtering. A Cr / Cu / Ni wiring layer 202 is formed by sequentially forming a film with a thickness of about 300 Å, a Cu film with a thickness of about 2.5 μm, and a Ni film with a thickness of about 0.3 μm.
Here, Cr is provided for the purpose of strengthening the adhesion between glass and Cu. Ni is used for the purpose of preventing the oxidation of Cu, the purpose of strengthening the adhesion to the resist (the adhesion between Cu and resist is poor), and the reaction between Cu and polyimide causes polyimide to form at the bottom of the contact hole (via). It is provided for the purpose of preventing it from remaining.
In addition, the formation method of Ni is not limited to a sputtering method, You may form by the electroplating method. It is also possible to reduce the contact resistance by forming an Au film or the like on the Ni film by sputtering, electrolytic plating or electroless plating.
[0067]
Next, as shown in step (2) in FIG. 10, a predetermined photolithography step (resist coating, exposure, development, etching) is performed, and the Cr / Cu / Ni wiring layer 202 is patterned to form the first layer. A wiring pattern 202a is formed.
Specifically, first, a resist (manufactured by Clariant: AZ350) is coated to a thickness of 3 μm, baked at 90 ° C. for 30 minutes, and the resist is exposed and developed using a predetermined mask to obtain a desired resist pattern (not shown). Z). Using this resist pattern as a mask, the Cr / Cu / Ni wiring layer 202 is etched using an etching solution such as a ferric chloride aqueous solution, then the resist is stripped using the resist stripping solution, washed with water and dried. Thus, the first wiring pattern 202a is formed.
[0068]
Next, as shown in step (3) of FIG. 10, a photosensitive polyimide precursor is applied to the first wiring pattern 202a with a thickness of 10 μm using a spinner or the like to form a polyimide insulating film 203. Then, a contact hole 204 is formed in the polyimide insulating film 203.
Specifically, the applied photosensitive polyimide precursor is baked at 80 ° C. for 30 minutes, exposed and developed using a predetermined mask, and the contact hole 204 is formed. Curing is performed at 350 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere to completely polymide the photosensitive polyimide precursor. The thickness of the polyimide insulating film 203 after curing was reduced to half (5 μm) after coating. Thereafter, the surface of the polyimide is roughened by plasma treatment to increase the adhesion with the second wiring layer formed in the next step, and the polyimide decomposition product, developer, etc. generated by laser irradiation in the contact hole 204 Organic substances such as residue are oxidized and removed.
[0069]
Next, as shown in step (4) of FIG. 10, a Cr / Cu / Ni wiring layer 205 is formed in the same manner as in step (a).
Next, as shown in step (5) of FIG. 10, the Cr / Cu / Ni wiring layer 205 is patterned in the same manner as in step (b) to form a second wiring pattern 205a.
[0070]
Next, the steps (3) to (5) are repeated in the same manner to form a second-layer polyimide insulating film and contact holes, and a third-layer wiring pattern in order, thereby forming a glass multilayer wiring board having a three-layer structure. Obtained (not shown).
Next, for the purpose of preventing oxidation only in the contact terminal portion (power supply pad, ground pad and I / O pad portion) in the third-layer wiring pattern, the electrical contact property with the anisotropic conductive rubber is improved, etc. For the purpose, a 0.3 μm thick Au film was formed on a 1 μm thick Ni film by an electroless plating method (not shown).
[0071]
Finally, polyimide as an insulating film was applied on the substrate (not shown), the polyimide at the contact terminal portion was removed, and a protective insulating film was formed to obtain a multilayer wiring board for wafer batch contact board.
[0072]
Assembly process
As shown in FIG. 11, an anisotropic conductive rubber sheet 20 is bonded to a predetermined position of the multilayer wiring board 10 for wafer batch contact board manufactured as described above, and a contact component 30 is further bonded to the wafer batch contact. Completed the board.
[0073]
Burn-in test
The electrodes on the wafer and the isolated bumps of the contact parts were aligned, fixed with a chuck, put in this state, and tested in an operating environment of 125 ° C. The evaluation target was an 8-inch wafer in which 400 chips of 64MDRAM were formed.
As a result, when the contact part of Comparative Example 1 was used, the test was performed due to a defective product as a wafer collective contact board due to a misalignment between the isolated pad and the anisotropic conductive rubber, or a misalignment between the isolated bump and the electrode on the wafer. A short circuit occurred during the burn-in test, and there was a problem that a damage to the chips on the wafer occurred. On the other hand, there were no hot water using the substrates of Examples 1 to 3, such product defects, or obstacles.
[0074]
(Example 4)
In Example 1, a multilayer wiring board for wafer batch contact board was produced and burn-in test was performed in the same manner as in Example 1 except that a pattern was also formed on the surface of the polyimide film 105 on the isolated bump 109 side. .
As a result, when the isolated pad 110 and the remaining pattern 111 were simultaneously formed, the elongation of the SiC ring (position shift of the isolated pad 110) was about 4 μm.
[0075]
In addition, this invention is not limited to the said Example, It can deform | transform suitably.
[0076]
For example, in addition to the burn-in test described in the section of the prior art, the wafer batch contact board of the present invention is a part of product inspection (electrical characteristic test) conventionally performed by a probe card, or wafer level batch CSP inspection. Can also be used for
The wiring layers in the multilayer wiring board may have 2 to 10 layers or more. The multilayer wiring board used for the burn-in board has 3 to 4 layers for memory, 5 to 6 layers for logic, and about 10 layers for hybrid.
[0077]
【The invention's effect】
According to the present invention, a contact component for a wafer collective contact board in which the positional accuracy of isolated pads and isolated bumps is further improved can be obtained.
In addition, a contact component for a wafer batch contact board in which the position accuracy of the isolated pad and the isolated bump is further improved can be easily manufactured without increasing costs and processes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an essential part schematically showing one specific example of contact parts for a wafer batch contact board according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view schematically showing another specific example of contact parts for a wafer batch contact board according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view schematically showing another specific example of contact parts for a wafer batch contact board according to the present invention, wherein (1) and (2) are overall plan views, and (3) and (4). These are the top views of the principal part.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of the manufacturing process of the contact component according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view showing a part of the manufacturing process of the contact component according to the embodiment of the present invention.
6A and 6B are diagrams schematically showing a contact component according to an embodiment of the present invention, where FIG. 6A is a cross-sectional view and FIG. 6B is a plan view.
FIGS. 7A and 7B are diagrams schematically showing a contact component according to another embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is a cross-sectional view and FIG. 7B is a plan view.
FIGS. 8A and 8B are diagrams schematically showing a contact component according to another embodiment of the present invention, in which FIG. 8A is a cross-sectional view and FIG. 8B is a plan view.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a wafer batch contact board.
FIG. 10 is a cross-sectional view of an essential part for explaining the manufacturing process of the multilayer wiring board for wafer collective contact board according to one embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a wafer batch contact board.
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a contact part for a conventional wafer batch contact board.
FIG. 13 is a plan view schematically showing a conventional contact part for a wafer batch contact board.
FIG. 14 is a plan view schematically showing the main part of a conventional contact part for a wafer batch contact board.
[Explanation of symbols]
10 Multilayer wiring board
20 Anisotropic conductive rubber sheet
21 Anisotropic conductive rubber
30 Contact parts
31 rings
32 Insulating film
33 Isolated bump
34 Isolated pad
35 Left pattern
38 notches
40 Silicon wafer
101 aluminum plate
102 Silicone rubber sheet
103 laminated film
104 Copper foil
105 Polyimide film
106 SiC ring
107 thermosetting adhesive
108 Bumphole
109 Isolated bump
110 isolated pad
111 Left pattern
112 Heavy stone board
120 notches
201 glass substrate
202 Wiring layer
202a First layer wiring pattern
203 Insulating film
204 Contact hole
205 Wiring layer
205a Second layer wiring pattern

Claims (5)

リングに張り渡された絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの一方の面に形成された孤立パッドと、該孤立パッドと一対一で対応して前記絶縁性フィルムの他方の面に形成されかつ前記孤立パッドと接続された孤立バンプと、を有するバーンイン試験用ウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の製造方法であって、
前記絶縁性フィルムと導電層とを積層した構造の積層フィルムを用意する工程と、
所定の温度でリング上に前記積層フィルムを張りつける際に、常温に戻した時に前記導電層によって前記積層フィルムが収縮する張力を持たせて張りつける工程と、
前記積層フィルムにおける前記絶縁性フィルムの所定の位置にバンプホールを形成する工程と、
前記導電層にメッキ用電極の一方を接続して電気メッキを行い、少なくとも前記バンプホール内にメッキを成長させて孤立バンプを形成する工程と、
前記張りつける工程においてリングに張り渡された前記積層フィルムの、前記導電層を選択的にエッチングして、前記絶縁性フィルム上の前記孤立バンプに対応する位置に前記孤立パッドを形成するとともに、前記孤立パッドを形成する際に生じる前記リングの復元力に対抗する前記張力が生じるような形状の残しパターンを、前記絶縁性フィルム上前記孤立パッドを避けた位置に形成する工程と、
を有することを特徴とするバーンイン試験用ウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の製造方法。
An insulating film stretched over a ring, an isolated pad formed on one surface of the insulating film, and formed on the other surface of the insulating film in a one-to-one correspondence with the isolated pad; A method of manufacturing a contact component for a wafer batch contact board for burn-in test , having an isolated bump connected to an isolated pad,
Preparing a laminated film having a structure in which the insulating film and the conductive layer are laminated;
When pasting the laminated film on the ring at a predetermined temperature, the step of sticking with a tension that the laminated film shrinks by the conductive layer when returned to normal temperature,
Forming a bump hole at a predetermined position of the insulating film in the laminated film;
Electroplating by connecting one of the electrodes for plating to the conductive layer, and forming an isolated bump by growing the plating in at least the bump hole; and
The pasted of the laminated film stretched in a ring in the process, selectively etching the conductive layer, thereby forming the isolated pad to the position corresponding to the isolated bumps on the insulating film, the isolated Forming a remaining pattern of a shape that generates the tension against the restoring force of the ring generated when forming a pad at a position avoiding the isolated pad on the insulating film;
A method of manufacturing a contact component for a wafer batch contact board for burn-in testing, comprising :
前記リングの径が8インチ(200mm)の場合、前記孤立パッド及び前記孤立バンプに対応する位置に設けられるウエハ上の電極と、前記孤立パッド及び前記孤立バンプとの位置ずれが10μm以下となるように、前記残しパターンを形成したことを特徴とする請求項1記載のバーンイン試験用ウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の製造方法。When the diameter of the ring is 8 inches (200 mm) , the positional deviation between the electrode on the wafer provided at the position corresponding to the isolated pad and the isolated bump and the isolated pad and the isolated bump is 10 μm or less. The method for manufacturing a contact component for a wafer batch contact board for burn-in test according to claim 1 , wherein the remaining pattern is formed. 前記残しパターンは、前記リングの径方向に対してほぼ均等に前記張力に抗するリング状の残しパターンであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバーンイン試験用ウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品の製造方法。The burn-in test wafer batch contact board according to claim 1 or 2 , wherein the remaining pattern is a ring-shaped remaining pattern that resists the tension substantially uniformly with respect to a radial direction of the ring. Method for manufacturing contact parts. ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるバーンイン試験用ウエハ一括コンタクトボードであって、
請求項1乃至のいずれか1項に記載の製造方法により得られたバーンイン試験用ウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品と、
絶縁層を介して配線を積層し、絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して上下の配線を接続した構造を有するバーンイン試験用ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板と、
前記多層配線基板と前記コンタクト部品とを電気的に接続する異方性導電ゴムシートとを有することを特徴とするバーンイン試験用ウエハ一括コンタクトボード。
A wafer batch contact board for burn-in test used to collectively test a plurality of semiconductor devices formed on a wafer,
A contact element wafer batch contact board for burn-in test obtained by the production method according to any one of claims 1 to 3,
A multilayer wiring board for a wafer batch contact board for a burn-in test having a structure in which wirings are stacked through an insulating layer and upper and lower wirings are connected through contact holes formed in the insulating layer;
A wafer batch contact board for burn-in test comprising an anisotropic conductive rubber sheet for electrically connecting the multilayer wiring board and the contact component.
前記バーンイン試験用ウエハ一括コンタクトボード用コンタクト部品における前記残しパターンと、前記多層配線基板におけるGND配線又は電源配線が接続されていることを特徴とする請求項4に記載のバーンイン試験用ウエハ一括コンタクトボード。Wherein said residual patterns in the contact parts wafer batch contact board for burn-in test, the wafer batch contact board for burn-in test according to claim 4, GND wiring or power wiring in the multilayer wiring board is characterized in that it is connected .
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