JP5428008B2 - ウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置 - Google Patents

Description

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

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

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

例えば、従来の半導体集積回路の検査用基板は、プローブカードと配線基板との間に設けられた異方導電性ゴムシートの内部に、接続用電極と金属パターンとに架けて連なるように短円柱状の複数個の導電粒子が複数列を構成するように配置されている。この各導電粒子は、異方導電性ゴムシートの厚さ方向の長さが該厚さ方向に垂直な方向の長さよりも長い短柱形状を有している（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１２６８０６号公報

従来の半導体集積回路の検査用基板は、繰り返し、複数の半導体ウェハの検査に使用され、バンプが半導体ウェハの外部電極に所定の押圧力で接触されるために、バンプに変形や傷が発生し、バンプ（検査用基板）の寿命が短いという課題があった。

特に、従来の半導体集積回路の検査用基板は、バンプの一部が半導体ウェハの外部電極に転写されることにより、バンプが酸化して汚染される（バンプの洗浄が必要になる）ことや、隣接する外部電極間の電気的短絡の原因となり正確な検査ができなくなるという課題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、検査用基板のバンプの洗浄が不要であり、長期間の使用に耐え得るウェハ検査用治具、並びにこの治具を用いた半導体ウェハの検査装置及びウェハレベルＣＳＰの製造装置を提供するものである。

また、この発明に係るウェハレベルＣＳＰの製造装置においては、樹脂微粒子の表面に導電層が形成されている複数の導電性ボールを外部電極とするウェハレベルＣＳＰの製造装置であって、前記複数の導電性ボールをそれぞれ吸着させる複数の吸着孔を有し、半導体ウェハに複数備えられたダイの表面にそれぞれ露出される接続端子に対して、当該吸着孔をそれぞれ対向させ、当該吸着孔にそれぞれ吸着される導電性ボールを前記接続端子にそれぞれ接触させるボール保持部と、前記ボール保持部の吸着孔を負圧又は真空状態にする減圧部と、前記ダイの電気的試験のための試験信号を、前記各導電性ボールを介して、前記ダイの接続端子に入力し、当該ダイからの出力特性を評価するダイ評価部と、前記ボール保持部の吸着孔における負圧又は真空状態を、前記半導体ウェハのダイ単位で解放する圧力調節部と、を備えているものである。

また、開示のウェハレベルＣＳＰの製造装置は、ウェハ検査工程と実装（ボール搭載）工程とを連続して行なうことができ、電気的試験対象とするダイの評価結果に基づき、当該ダイの接続端子に接触する導電性ボールを、ウェハレベルＣＳＰの外部電極として利用又は他のダイに再利用することができるという効果を奏する。特に、開示のウェハレベルＣＳＰの製造装置は、電気的試験対象とするダイの評価結果が不良であれば、当該ダイの接続端子に接触する導電性ボールを、新たな電気的試験に使用する導電性ボールとして他のダイに再利用することができ、ウェハレベルＣＳＰの製造コストを削減できるという効果を奏する。

第１の実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置の概略構成を示す概念図である。 （ａ）は図１に示すボール保持部の保持部上部の表面を示す平面図であり、（ｂ）は図１に示すボール保持部の保持部下部の裏面を示す平面図である。 （ａ）は図１に示すボール保持部の保持部上部の裏面を示す平面図であり、（ｂ）は図３（ａ）に示す保持部上部の矢視Ａ−Ａ線の断面図である。 （ａ）は図１に示すボール保持部の保持部下部の表面を示す平面図であり、（ｂ）は図４（ａ）に示す保持部下部の矢視Ｂ−Ｂ線の断面図である。 図３に示す保持部上部と図４に示す保持部下部との装着状態を示す断面図である。 連結部が屈曲したボール保持部の他の例を示す断面図である。 （ａ）はボール保持部の他の例を示す断面図であり、（ｂ）はボール保持部のさらに他の例を示す断面図である。 第１の実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置の処理動作を示すフローチャートである。 （ａ）は図８に示すフローチャートのステップＳ４を説明するための説明図であり、（ｂ）は図８に示すフローチャートのステップＳ９を説明するための説明図であり、（ｃ）は図８に示すフローチャートのステップＳ１１を説明するための説明図である。

（本発明の第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置の概略構成を示す概念図、図２（ａ）は図１に示すボール保持部の保持部上部の表面を示す平面図、図２（ｂ）は図１に示すボール保持部の保持部下部の裏面を示す平面図、図３（ａ）は図１に示すボール保持部の保持部上部の裏面を示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す保持部上部の矢視Ａ−Ａ線の断面図、図４（ａ）は図１に示すボール保持部の保持部下部の表面を示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示す保持部下部の矢視Ｂ−Ｂ線の断面図、図５は図３に示す保持部上部と図４に示す保持部下部との装着状態を示す断面図、図６は連結部が屈曲したボール保持部の他の例を示す断面図、図７（ａ）はボール保持部の他の例を示す断面図、図７（ｂ）はボール保持部のさらに他の例を示す断面図、図８は第１の実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置の処理動作を示すフローチャート、図９（ａ）は図８に示すフローチャートのステップＳ４を説明するための説明図、図９（ｂ）は図８に示すフローチャートのステップＳ９を説明するための説明図、図９（ｃ）は図８に示すフローチャートのステップＳ１１を説明するための説明図である。

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

ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、図１に示すように、主要な構成として、後述する、載置部１０、ダイ評価部２０、減圧部３０、圧力調節部４０及びボール保持部５０を備えている。

なお、本実施形態に係るウェハレベルＣＳＰは、従来のはんだボールの替わりに、弾力性のある導電球体からなる導電性ボール１を外部電極として使用する点を除き、既存のウェハレベルＣＳＰの構造と同様の構造である。このため、通常のウェハ処理工程（前工程）で形成される半導体素子、絶縁膜及び多層配線等、当該多層配線と接続端子２０１とを接続する再配置配線等、並びに半導体ウェハ２００を封止する樹脂等については、詳細な説明及び図示を省略する。

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

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

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

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

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

〔式１〕
Ｋ値（Ｎ／ｍｍ²）＝（３／√２）・Ｆ・Ｓ^-3/2・Ｒ^-1/2 ・・・（１）
Ｆ：樹脂微粒子１ａの１０％圧縮変形における荷重値（Ｎ）
Ｓ：樹脂微粒子１ａの１０％圧縮変形における圧縮変位（ｍｍ）
Ｒ：樹脂微粒子１ａの半径（ｍｍ）

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

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

載置部１０は、ウェハレベルＣＳＰとなるダイが複数備えられる半導体ウェハ２００を載置して保持するための既存のステージである。なお、以下の説明においては、一枚の半導体ウェハ２００からダイシングにより切り出されるダイ（チップ、ペレット）を、半導体ウェハ２００から切り出される前の状態においてもダイと称す。

ダイ評価部２０は、半導体ウェハ２００に備えられるダイの電気的試験のための試験信号を、ボール保持部５０に保持された各導電性ボール１を介して、ダイの接続端子２０１に入力し、当該ダイからの出力特性を評価する。

特に、ダイ評価部２０は、被測定デバイスであるダイに印加する、図示しない試料用電源、タイミングジュネレータ出力部及びパターンジェネレータ出力部、並びにデバイス出力を測定部に取込むための入力部から構成され、ダイの評価を行なうテスティング装置２１と、半導体ウェハ２００とテスティング装置２１との間に介在して試験信号を伝達する既存の検査ボード２２とを有する。

減圧部３０は、密閉空間を負圧又は真空状態にする真空ポンプ等の減圧装置であり、圧力調節部４０及び外部流路４０ａを介して連通するボール保持部５０の吸着孔５１を負圧又は真空状態にする。

圧力調節部４０は、半導体ウェハ２００のダイにおける電気的試験の評価結果が良である場合に、テスティング装置２１による制御信号に基づき、当該評価結果が良であるダイの接続端子２０１に接触する導電性ボール１を吸着する吸着孔５１における、負圧又は真空状態をダイ単位で解放する。

ボール保持部５０は、図２乃至図５に示すように、連通する減圧部３０により負圧又は真空状態にして複数の導電性ボール１をそれぞれ吸着させる複数の吸着孔５１を有するウェハ検査用治具である。また、ボール保持部５０は、半導体ウェハ２００の表面にそれぞれ露出される接続端子２０１に対して、吸着孔５１をそれぞれ対向させ、吸着孔５１にそれぞれ吸着される導電性ボール１を接続端子２０１にそれぞれ接触させる。

なお、本実施形態に係るボール保持部５０は、パッド５２が備えられた保持部上部５０ａと、吸着孔５１が配設された保持部下部５０ｂとの２つの絶縁性基材から構成されている。特に、ボール保持部５０は、図２に示すように、保持部上部５０ａ及び保持部下部５０ｂの表面及び裏面が略円形状である、略円柱状の絶縁性基板を用いているが、吸着孔５１及びパッド５２を所定の位置及び個数で配設できるのであれば、この形状に限られるものではない。

また、ボール保持部５０は、図５に示すように、保持部上部５０ａと保持部下部５０ｂとを固着した場合に、ダイ単位に配設された複数の吸着孔５１に対して一体に給排気できるように、当該複数の吸着孔５１と外部流路４０ａとを連通し、当該複数の吸着孔５１同士が連通する内部流路５０ｃを配設している。

保持部上部５０ａの表面には、ダイ評価部２０の検査ボード２２の各端子２２ａにそれぞれ接触させる複数のパッド５２が、図２（ａ）に示すように、各ダイに対応する領域における隣接するパッド５２の中心間の間隔（ｄ₁）を等間隔として備えられている。

なお、パッド５２は、図２（ａ）に示すように、形状を略円形としているが、検査ボード２２の各端子２２ａに接触させることができるのであれば、この形状に限られるものではない。また、保持部上部５０ａは、図２（ａ）に示すように、複数のパッド５２を格子状に配置しているが、検査ボード２２の各端子２２ａに接触させることができるのであれば、この配置に限られるものではなく、検査ボード２２の各端子２２ａの配置を考慮して、適宜、各パッド５２の配置を設定する。

また、保持部上部５０ａは、図３及び図５に示すように、各パッド５２と各吸着孔５１の導電部材５１ａとを電気的にそれぞれ接続する導電性の連結部５３を備えている。なお、本実施形態に係るボール保持部５０は、パッド５２及び連結部５３からなる導電部により、検査ボード２２の端子２２ａと導電部材５１ａとを導通している。

この連結部５３は、略円柱状の一端に、吸着孔５１の開口部分に係合する先細りのテーパー部５３ａが形成され、吸着孔５１と外部流路４０ａとの間に内部流路５０ｃを確保するための切欠部５３ｂが形成されている。

保持部下部５０ｂは、図４及び図５に示すように、表面及び裏面間を貫通する貫通孔を有し、貫通孔の内壁の一領域又は全領域（ここでは、全領域）が、貫通孔の深さ方向に延在する、金属電極層である導電部材５１ａで被覆されてなる吸着孔５１が備えられている。

吸着孔５１は、図２（ｂ）に示すように、各ダイに対応する領域における隣接する開口部分の中心間の間隔（ｄ₂）を等間隔として、保持部下部５０ｂの表面及び裏面に配設されている。なお、保持部下部５０ｂは、図２（ｂ）に示すように、複数の吸着孔５１を格子状に配置しているが、吸着させた導電性ボール１を半導体ウェハ２００の接続端子２０１に接触させることができるのであれば、この配置に限られるものではなく、半導体ウェハ２００の各接続端子２０１を考慮して、適宜、各吸着孔５１の配置を設定する。

吸着孔５１は、両端の開口部分に、連結部５３のテーパー部５３ａ及び導電性ボール１に係合し、導電部材５１ａと連結部５３又は導電性ボール１との接触面積を確保する末広がりのテーパー部５１ｂ，５１ｃがそれぞれ形成されている。

また、保持部下部５０ｂは、半導体ウェハ２００の接続端子２０１に導電性ボール１を圧接した場合に、導電性ボール１の高さを所定の高さに規制するための規制部５４を裏面に備えている。なお、規制部５４は、図２（ｂ）に示すように、半導体ウェハ２００の各ダイを包囲するように、規制部５４がダイ単位で形成されているが、導電性ボール１の高さを所定の高さに規制することができるのであれば、この配置に限られるものではない。

また、保持部下部５０ｂは、図５に示すように、保持部上部５０ａを固着した場合に、ダイ単位に備えられた複数の吸着孔５１に対してのみ一体に給排気できるように、隣接するダイ単位に配設された複数の吸着孔５１間を仕切るための仕切部５５を表面に配設している。すなわち、仕切部５５は、図２（ｂ）に示すように、半導体ウェハ２００の各ダイを包囲するように、仕切部５５がダイ単位で形成されている。なお、仕切部５５は、気密性を持たせるために、固定用シール材を用いることが考えられる。

なお、本実施形態に係るボール保持部５０は、図５に示すように、隣接するパッド５２の中心間の間隔（ｄ₁）と、吸着孔５１の隣接する開口部分の中心間の間隔（ｄ₂）とを一致させているが、ｄ₁とｄ₂とを異ならせてもよい。

特に、半導体ウェハ２００の隣接する接続端子２０１間の間隔が微小であるために、既存の検査ボード２２の各端子２２ａに対応させるためには、ｄ₂よりもｄ₁を大きくすることが考えられる。このため、ボール保持部５０は、屈曲させた吸着孔５１及び／又は連結部５３を備え、ｄ₁とｄ₂との関係（ｄ₁＝ｋ×ｄ₂、例えば、ｋ＝１．５）を調整することが考えられる。

例えば、ボール保持部５０は、図６に示すように、略垂直に備えられた吸着孔５１及び連結部５３を基準として、隣接するパッド５２が離間するように、隣接する連結部５３をそれぞれ屈曲させて配設することが考えられる。

なお、本実施形態に係るボール保持部５０は、図５に示すように、吸着孔５１と連結部５３とをテーパー部５１ｂ，５３ａにより係合しているが、吸着孔５１と連結部５３との接触性を高めるために、図７（ａ）に示すように、連結部５３のテーパー部５３ａを末広がりのテーパー形状とし、吸着孔５１のテーパー部５１ｂと連結部５３のテーパー部５３ａとの間に、導電性ボール１を介在させてもよい。

また、図７（ａ）に示すボール保持部５０においては、吸着孔５１の負圧又は真空状態を解放する場合に、吸着孔５１のテーパー部５１ｂと連結部５３のテーパー部５３ａとの間に介在させた導電性ボール１の密着性が高く、吸着孔５１の負圧又は真空状態を解放することができない場合も考えられる。このため、ボール保持部５０は、図７（ｂ）に示すように、内部流路５０ｃから吸着孔５１に連通するバイパス５６を備えることが好ましい。また、図７（ａ）に示すボール保持部５０と比較して、吸着孔５１と連結部５３との接触性は劣るのであるが、吸着孔５１のテーパー部５１ｂに図示しない溝を形成して、導電性ボール１とテーパー部５１ｂとの間に間隙を設け、内部流路５０ｃと吸着孔５１とを連通してもよい。

つぎに、本実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置１００によるウェハレベルＣＳＰの製造方法について、図８及び図９を用いて説明する。なお、本実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置１００は、ウェハレベルＣＳＰの製造工程のうち、ウェハ検査工程と実装（ボール搭載）工程における処理動作を特徴とするものであり、他の製造工程については、従来の製造工程と同様であるために、説明を省略する。

まず、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、ボール保持部５０を待機位置にセットする（ステップＳ１）。この状態で、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、図示しない振動発生部を起動して、図示しないボール収容容器に収容された複数の導電性ボール１を跳躍させる（ステップＳ２）。

そして、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、ボール収容容器に向けて、ボール保持部５０を下降させる（ステップＳ３）。
そして、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、減圧部３０を起動して、ボール保持部５０における全ての吸着孔５１内のエアを吸引し、吸着孔５１内を負圧又は真空状態にして、吸着孔５１に導電性ボール１を吸着させる（ステップＳ４、図９（ａ））。

その後、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、ボール保持部５０を上昇させ（ステップＳ５）、図示しない吸着検査装置により、ボール保持部５０による導電性ボール１の吸着状態を検査し（ステップＳ６）、吸着不良が発生しているか否かを判断する（ステップＳ７）。
ステップＳ７において、吸着不良が発生していると判断した場合には、ボール保持部５０から導電性ボール１を除去して（ステップＳ８）、前述したステップＳ１に戻る。

具体的には、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、ボール保持部５０をボール収容容器上まで移動した後に、圧力調節部４０を切り替えて、全ての吸着孔５１からのエアの吸引を停止し、吸着孔５１内の圧力を大気圧にすることで、ボール保持部５０に吸着された導電性ボール１をボール収容容器内に落下させる。なお、ボール保持部５０は、エアコンプレッサーにより、吸着孔５１内に圧縮エアを供給して、吸着孔５１内の圧力を正圧とすることで、ボール保持部５０に吸着された導電性ボール１をボール収容容器内に落下させる構成としてもよい。

また、ステップＳ７において、吸着不良が発生していないと判断した場合には、ボール保持部５０は、半導体ウェハ２００の各接続端子２０１とボール保持部５０に保持された各導電性ボール１とをそれぞれ対向させ、接続端子２０１と導電性ボール１とを接触させる（ステップＳ９、図９（ｂ））。

これにより、半導体ウェハ２００の各接続端子２０１は、導電性ボール１、保持部下部５０ｂにおける吸着孔５１の導電部材５１ａ、保持部上部５０ａにおける連結部５３及びパッド５２を介して、検査ボード２２の端子２２ａに電気的に接続することになる。なお、導電性ボール１は、弾力性があるために、高さを吸収して、必要な接触圧を得ることができ、ボール保持部５０と半導体ウェハ２００との間隙を精確に維持することができる。

そして、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、テスティング装置２１で発生させたダイの電気的試験のための電圧及び試験信号を、検査ボード２２、ボール保持部５０及び導電性ボール１を介して、半導体ウェハ２００のダイの接続端子２０１に入力し、ダイからの出力特性を評価するウェハ検査を行なう（ステップＳ１０）。なお、導電性ボール１と導電部材５１ａとの接触面で接触不良が生じている場合には、図示しない振動発生部により、導電性ボール１に超音波振動を与え、導電性ボール１を回転させて導電部材５１ａとの接触面を変えることで、接触不良を改善することも考えられる。

そして、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、電気的試験の評価結果が良であるダイに対して、対応する圧力調節部４０を切り替えて、当該評価結果が良であるダイの接続端子２０１に接触する導電性ボール１を吸着する吸着孔５１における、負圧又は真空状態を解放し、導電性ボール１をダイに搭載する（ステップＳ１１、図９（ｃ））。

なお、ボール保持部５０は、エアコンプレッサーにより、吸着孔５１内に圧縮エアを供給して、吸着孔５１内の圧力を正圧にし、吸着孔５１から導電性ボール１に向けてエアを噴出することで、ボール保持部５０に保持されていた導電性ボール１をダイに搭載させる構成としてもよい。

また、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、電気的試験の評価結果が不良であるダイに対しては、当該評価結果が不良であるダイの接続端子２０１に接触する導電性ボール１を吸着する吸着孔５１における、負圧又は真空状態を維持することで、導電性ボール１をボール保持部５０に保持したままとする。

そして、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、半導体ウェハ２００に対して、ボール保持部５０を上昇させて、ボール保持部５０をボール収容容器上まで移動させる（ステップＳ１２）。そして、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、圧力調節部４０を切り替えて吸着孔５１からのエアの吸引を停止し、吸着孔５１内の圧力を大気圧にすることで、ボール保持部５０に吸着された（ダイに搭載されなかった）導電性ボール１をボール収容容器内に落下させる。なお、ボール保持部５０は、エアコンプレッサーにより、吸着孔５１内に圧縮エアを供給して、吸着孔５１内の圧力を正圧にすることで、ボール保持部５０に吸着された導電性ボール１をボール収容容器内に落下させる構成としてもよい。

また、ＷＬＣＳＰ製造装置１００は、半導体ウェハ２００のダイに搭載された導電性ボール１をリフローして溶融させ、冷却固化させてバンプを形成し（ステップＳ１３）、ウェハ検査工程及びボール搭載工程を終了する。なお、半導体ウェハ２００のダイに搭載された導電性ボール１をリフローして溶融させる前に、接続端子２０１の表面にフラックスを塗布してもよい。

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

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

また、本実施形態に係るＷＬＣＳＰ製造装置１００は、電気的試験対象とするダイの評価結果が不良であれば、当該ダイの接続端子２０１に接触する導電性ボール１を、新たな電気的試験に使用する導電性ボール１として他のダイに再利用することができ、ウェハレベルＣＳＰの製造コストを削減できるという効果を奏する。

また、本実施形態に係るウェハ検査用治具であるボール保持部５０及びこれを用いた半導体ウェハの検査装置であるＷＬＣＳＰ製造装置１００は、プローブカードの触針として、容易に取替え可能な導電性ボール１を使用することで、導電性ボール１のフレッシュな金属表面を使用することができ、従来のプローブカードと比較して、長期間の使用に耐え得るという作用効果を奏する。

１ 導電性ボール
１ａ 樹脂微粒子
１ｂ 導電層
１０ 載置部
２０ ダイ評価部
２１ テスティング装置
２２ 検査ボード
２２ａ 端子
３０ 減圧部
４０ 圧力調節部
４０ａ 外部流路
５０ ボール保持部
５０ａ 保持部上部
５０ｂ 保持部下部
５０ｃ 内部流路
５１ 吸着孔
５１ａ 導電部材
５１ｂ，５１ｃ テーパー部
５２ パッド
５３ 連結部
５３ａ テーパー部
５３ｂ 切欠部
５４ 規制部
５５ 仕切部
５６ バイパス
１００ ＷＬＣＳＰ製造装置
２００ 半導体ウェハ
２０１ 接続端子

Claims (2)

1. 樹脂微粒子の表面に導電層が形成されている複数の導電性ボールを外部電極とするウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置であって、
   前記複数の導電性ボールをそれぞれ吸着させる複数の吸着孔を有し、半導体ウェハに複数備えられたダイの表面にそれぞれ露出される接続端子に対して、当該吸着孔をそれぞれ対向させ、当該吸着孔にそれぞれ吸着される導電性ボールを前記接続端子にそれぞれ接触させるボール保持部と、
   前記ボール保持部の吸着孔を負圧又は真空状態にする減圧部と、
   前記ダイの電気的試験のための試験信号を、前記各導電性ボールを介して、前記ダイの接続端子に入力し、当該ダイからの出力特性を評価するダイ評価部と、
   前記ボール保持部の吸着孔における負圧又は真空状態を、前記半導体ウェハのダイ単位で解放する圧力調節部と、
   を備えていることを特徴とするウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置。
2. 前記請求項１に記載のウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置において、
   前記ダイ評価部によるダイの電気的試験の評価結果が良である場合に、前記圧力調節部が、当該評価結果が良であるダイの接続端子に接触する導電性ボールを吸着する吸着孔における、負圧又は真空状態を解放することを特徴とするウェハレベルチップサイズパッケージの製造装置。

Images