JPH02297941A - 半導体装置のエージング方法及びエージング用給電ボード並びにエージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置のエージング方法、エージング用
給電ボード及びエージング装置に関する。

〔従来の技術〕

ＬＳＩ等の半導体装置は１通常その製造工程において、
パッケージング後、即ち組立て後にエージングと呼ばれ
る加速寿命試験が行われる。

ここで予め代表的な従来の製造工程について触れておく
と、先ず、前工程と呼ばれる工程において、所定の回路
機能が作り込まれたＬＳＩチップを多数含むウェハが完
成し、プローブ検査でウェハ内のＬＳＩチップは一個一
個所定の回路機能が正常に動作するか否かを検査される
。その後、後工程と呼ばれる工程に入り、先ずダイシン
グ工程でウェハ内のＬＳＩチップは一個一個分離され、
前記プローブ検査で良品とされたＬＳＩチップはパッケ
ージングされる。パッケージング工程では、ＬＳＩチッ
プはリードピンとともに樹脂で封止されたり、セラミッ
クスの容器に気密封止され、完成品としての形状を整え
る。またテープ上に形成されたリード端子にＬＳＩチッ
プの電極を接続したＴＡＢ　（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｗ＋
ａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）として完成品となる。

次に前述したような完成品としての形状を整えたＬＳＩ
は、エージング工程に入る。エージングとは、個々の半
導体装置に所定の電圧を印加して所定の雰囲気温度、例
えば１２５℃で所定時間、例えば４〜９６時間動作させ
る加速寿命試験である。

その目的は、周知のように半導体装置の回路動作を安定
化させるとともに、信頼性的な意味で寿命の短い半導体
装置を不良品として顕在化させることにある。具体的な
方法としては、通常、エージングに必要な配線、部品を
施したエージングボード上のソケットにＬＳＩを収納し
、高温恒温槽の中で電気的動作を行なう。この工程で、
前記プローブ検査で良品とされたＬＳＩであっても、温
度ストレス、電気的ストレスを所定時間加えられること
によっである割合で不良となる。このようなＬＳＩは前
記した前工程で何らかの不良要因が作り込まれたにもか
かわらず、プローブ検査では特性不良とはならず、エー
ジング工程で不良現象が顕在化する。エージング工程で
発生した不良品は次の選別工程で除去され、良品のみが
出荷される。

従って適切な条件でエージングを行うことにより。

実使用において充分な耐用年数を有する製品のみを出荷
できるようになり、エージングは半導体装置の製造工程
において必要不可欠な工程となっている。

しかしながら、上述の従来のエージング工程には以下に
述べるような問題がある。先ず前述したように従来エー
ジング工程はパッケージング後に実施されるため、寿命
の短い不良チップをも組立ててしまい、結果的に無駄な
作業を行ったことになる。また、エージング後の選別工
程で大量の不良品が検出された場合、その殆どの原因は
ウェハ完成までの前工程にあることが多く、その不良情
報を早く前工程にフィードバックすべきであるにもかか
わらず、パッケージング後にエージングを行うために、
不良情報のフィードバックが遅れでしまうとい一′う問
題がある。更に近年、高密度実装の流れの中で、半導体
装置をチップ状態で実装したいという要求が高まってい
るが、チップ状態ではエージングが実施されておらず、
信頼性的に不安が残るという問題がある。以上の問題を
解決するために最近ウェハが完成した段階で、つまりウ
ェハの状態でエージングを行ういわゆるウェハエージン
グの検討がされるようになってきた。例えば、特開昭６
２−１４３４３６号に見られるように、ウェハに形成さ
れた各ＬＳＩチップブロックの１を源用及びグランド用
電極に対応させてガラスエポキシ基板に接触用電極を設
け、この基板をウェハ上に載置し、相互の電極を接触さ
せるだけでウェハ上の全チップブロックに一括して通電
し、全てのチップに対しエージングを施そうという提案
がなされている。

また、上記のようにウェハ上の各チップを一括エージン
グするものではないが、個々のチップ毎に特殊なプロー
バを用いて、選択的に１２５℃程度の高温度でダイナミ
ック試験を行った例が１例えば日経マグロウヒル社発行
の雑誌「日経エレクトロニクス４１９８４年７月１６日
号（第２２１〜２２８頁）に記載されている。これによ
れば、基板材料として、従来のエポキシ・ガラスより格
段にすぐれた常温〜２４０℃の範囲で熱膨張係数が殆ど
変化しないことを特徴とするポリイミド基板の上に、セ
ラミックプローブをマウントしたものをプローブカード
として用い、このプローブカードを半導体ウェハ上のＬ
ＳＩチップに押し当てて、ＬＳＩチップの電極に電気的
接続を行っている。ポリイミド基板の熱膨張係数α、は
４５　ｘ　ＩＦ”　／　”Ｃ程度であり、２５℃から１
２５℃に昇温しでエージングを行ったとしても、プロー
ブ先端の変位は１２．７−以下であるとしている。

〔発明が解決しようとするｌＩｉ題〕

前記ウェハ状態での一括二一ソングについては、チップ
のパッケージング前に行うというものであリ、最終的に
半導体装置の歩留りを向上させる上で重要な提案をして
いる。しかし、接触用電極の設けられた基板がいわゆる
ガラスエポキシ樹脂であることから熱膨張係数が１２〜
１６　Ｘ　１０−’　／　’Ｃと大きく、例えば１２５
〜２００℃という高温での電極同士の位置ずれが大きく
なり、信頼性の高いエージングは実現不可能となる。

また、前述の一括エージングではないが、ウェハ上の各
チップをポリイミド樹脂を基板とした特殊なプローバを
用いて、選択的にダイナミック試験を行った例では、以
下に述べるような理由で、ウェハ全域のチップに一括し
て適用することは困難である。何故ならば、前記プロー
ブカードの熱膨張係数はαｐ　”　４５　Ｘ　１０−’
　／　’Ｃであり、仮に３インチのＳ１ウエハ全領域に
一括してプロービングしようとすると、プローブ先端の
最大変位δは次式で表される。

δ＝Δα×ΔＴＸ＋押１３９趨　　（１）ここで、Δａ
　＝　ａ　ｐ　　ａ　（Ｓｉ）、ａ　（Ｓｉ）　＝３．
６　Ｘ　１０−’／℃、ΔＴ　＝　１２５−２５＝　１
００℃、φ＝　３　Ｘ　２．５４　Ｘ　１０’−である
。一般にＬＳＩチップの電極形状は１００μｍ口であり
、（１）式で表されるような変位が生じると、プローブ
先端中心部は完全にＬＳＩチップの電極領域からはみ出
してしまい、電気的接続が得られなくなってしまうから
である。さらに、このようなウェハ上の１個のＬＳＩチ
ップ毎にエージングを行おうとしても、前述したように
４〜９６時間のエージング処理を半導体ウェハ上の全チ
ップに行うことは、膨大な時間を要し、実際上不可能で
ある。

したがって、本発明の目的は、上記従来の問題点を解消
することにあり、その第１の目的は、ウェハエージング
を実現するために、半導体ウェハ上の全領域のＬＳＩチ
ップを一括してエージングする改良された半導体のエー
ジング方法を、第２の目的は、それを実施するための改
良されたエージング用給電ボードを、そして第３の目的
は、エージング装置を、それぞれ提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的は、（１）半導体ウェハ上に形成された
複数の集積回路チップを、ウェハの状態で一括してエー
ジングする方法において、前記ウェハ上に形成されたチ
ップの電極位置と同じ位置に給電用電極が配置され、し
かもこの給電用電極に電気的に接続された電流制御用抵
抗体を有すると共に、前記半導体ウェハの熱膨張係数と
同一か、もしくはそれに近い材質からなる給電ボードの
給電用電極面と、前記半導体ウェハ上に形成された集積
回路チップの電極面とを対向させ、前記給電用電極と、
前記チップ電極との位置合わせを行い、押圧固定手段に
より前記給電用電極と前記チップ電極との電気的接続を
行い、前記給電ボードより、前記半導体ウェハ上に形成
された集積回路チップに電源及び信号電圧を供給して、
前記集積回路チップを動作させ、ウェハの状態で一括し
てエージングするようにした半導体装置のエージング方
法により、（２）上記給電ボードの給電用電極が、給電
ボード面から突出した突起状電極からなり、かかる給電
用電極と上記ウェハ上に形成されたチップの電極との電
気的接続を行うに際し、前記給電用電極と前記チップの
電極との間に異方性導電材料を介在させて電気的接続を
行うようにした上記（１）記載の半導体装置のエージン
グ方法により、（３）上記給電ボードの給電用電極は、
少なくとも上記ウェハ上に形成された全てのチップの電
極との電気的接続を満たす数量分有してなる上記（１）
もしくは（２）記載の半導体装置のエージング方法によ
り、（４）上記給電ボードの給電用゛正極と上記ウェハ
上に形成されたチップの電極との位置合わせを行う際に
、前記ウェハと前記給電ボードとのそれぞれに、赤外線
不透過性の位置合わせマークを複数個設け、赤外光を用
いて位１合わせを行うようにしてなる上記（１）、（２
）もしくは（３）記載の半導体装置のエージング方法に
より、（５）上記給電ボードの材質が、１３Ｘ１０−’
　／　’Ｃ以下の熱膨張係数を有するものからなる上記
（１）、（２）、（３）もしくは（４）記載の半導体装
置のエージング方法により、（６）上記給電ボードの材
質が、上記半導体ウェハと同一物からなる上記（１）、
（２）、　（３）、（４）もしくは（５）記載の半導体
装置のエージング方法により、（７）上記半導体ウェハ
がシリコンＳｉからなる上記（６）記載の半導体装置の
エージング方法により、達成される。

上記第２の目的は、（８）半導体もしくは＃＠縁物から
なる基板上に、電流制御用抵抗体パターンと、前記電流
制御用抵抗体パターンに接続された第１層配線と、層間
Ｉ＠縁膜を介して前記第１ｍ配線に電気的に接続された
第２暦配線とが順次設けられ、さらに前記第２層配線上
の一部を露出して給電用電極パターンとなし、その他の
領域を絶縁保護膜で被覆形成してなる半導体装置のエー
ジング用給電ボードにより、（９）上記給電用電極パタ
ーン上に、バリヤーメタル層を介して突起電極を上記絶
縁保護膜面上に突出して設けてなる上記（８）記載の半
導体装置のエージング用給電ボードにより、（１０）上
記基板上に設けられた電流制御用抵抗体パターンが、導
体薄膜パターンもしくは厚膜焼結体パターンのいずれか
からなる上記（８）もしくは（９）記載の半導体装置の
エージング用給電ボードにより、（ＩＩ）上記基板が半
導体ウェハからなり、上記基板上に設けられた電流制御
用抵抗体パターンが前記半導体ウェハと反対導電型の不
純物元素のイオン打ち込み層からなる上記（８）もしく
は（９）記載の半導体装置のエージング用給電ボードに
より、（１２）上記基板に形成された同種の電極パター
ン同士が、共通の配線に電気的に接続されて前記基板周
縁に共通化端子′正極を形成してなる上記（８）、（９
）、（ｉｏ）もしくは（１１）記載の半導体装置のエー
ジング用給電ボードにより、達成される。

そして、上記抵抗体パターンの形成において、導体薄膜
パターンの場合は５例えば所定のマスクを介して、スパ
ッタリングや通常の蒸着法により所望の抵抗値を有する
金Ｒ薄膜を基板上に選択的に形成することができる。ま
た、基板に抵抗ペーストを印刷し、これを焼結すれば、
厚膜焼結体パターンを形成することもできる。さらにま
た、チップ電極が高密度に形成されている場合には、上
記のように基板を半導体ウェハで構成し、ＬＳＩの抵抗
形成に用いられているプロセスを用い１例えばイオン打
ち込みにより、ウェハと反対導電型の不純物イオンを打
ち込み抵抗体を形成することが望ましい。

上記第３の目的は、（１３）上、下２枚の押圧固定冶具
と、前記押圧固定冶具の周縁に設けられた押圧手段と、
半導体ウェハの電極面と給電ボードの電極面との位置合
わせ手段と、給電手段とを有してなり、前記上、下２枚
の押圧固定冶具の間に前記半導体ウェハの電極面と上記
（８）、（９）。

（１０）、（１１）もしくは（１２）記載の半導体装置
のエージング用給電ボードの電極面とを対向させて挿入
すると共に、これら両電極面の位置合わせを行い、これ
らを前記押圧固定冶具の周縁に設けられた押圧手段で押
圧固定し、前記両電極間を電気的に接続した状態で前記
給電ボードに前記給電手段により給電するようにした半
導体装置のエージング装置により、（１４）上記半導体
ウェハの電極面と上記半導体装置のエージング用給電ボ
ードの電極面との間に異方性導電材料を介在させてこれ
ら両電極の位置合わせを行うようにしてなる上記（１３
）記載の半導体装置のエージング装置により、（１５）
上記半導体ウェハの電極面と給電ボードの電極面との位
置合わせ手段は、赤外光を用いた位置合わせ手段からな
る上記（１３）もしくは（１４）記載の半導体装置のエ
ージング装置により、達成される。

〔作用〕

給電ボードは、給電用電極より半導体ウェハの１！極へ
電源及び信号電圧を供給し、半導体ウェハ上の集積回路
チップを動作させる。それによってウェハ上に形成され
た多数の半導体装置を、チップに分割される前のウェハ
の状態で一括してエージングすることができる。

半導体ウェハ上に形成される集積回路が高密度化される
にしたがい、各半導体装置に形成される電極も微小化、
高密度化することになり、このような多数の半導体装置
をウェハ状態で一括してエージングするには、給電ボー
ドの給電用電極の信頼性が重要な役割を果すことは前述
のとおりである。エージングは、周知のとおり１００〜
２００℃の高温状態で加速試験を行うため、ウェハと給
電ボードとの熱膨張係数の関係が極めて重要で、給電ボ
ードの熱膨張係数が所定値を超えるとウェハ上の電極と
給電ボードの’１を極とが位置ずれを起し、ウェハ上の
半導体装置の全数一括エージングは不可能となり、部分
的にエージングが行われない半導体装置が存在する結果
となる。本発明者らは、この点に着目し、給電ボードの
材質につき、詳細な実験、検討を行ったところ、前述の
とおり、半導体ウェハと同一か、もしくはそれに近い材
料、好ましくは熱膨張係数が１３　Ｘ　１０−’　／　
℃以下のものが好結果の得られることを見出したもので
ある。特に半導体ウェハと同一材を用いれば、熱膨張の
整合がとれ、しかも電流制御用抵抗体を形成する上では
、半導体装置の不純物拡散による抵抗体の形成やプロセ
スが採用でき、高密度化に対応できるもので好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第７図により説明する
。

実施例１ 第１図はウェハと同様のＳｉ基板を用いた給電ボードの
構造及び製造方法を示す。同図（ａ）において、給電ボ
ードはＳｉ基板１を用いて製造する。まず、Ｓｉ基板１
に電流制限用抵抗体を形成するために、マスク２を形成
し、所定領域に半導体の製造プロセスに準じてイオン打
込みを行う。

打込まれるイオンは、打込み領域が、８１基板１の導電
型（ｎ型またはｎ型）と反対の導電型になるものを用い
る。例えば、Ｓｉ基板１をｎ型にすると、ＢＦ、（三線
化ボロン）ガスから放電によって得られるＢ“を打込む
。Ｂ＋の打込み量を制御することにより、所望の抵抗値
を有するｎ型の電流制限用抵抗体３が得られる。次に第
１図（ｂ）に示すように、マクス２を除去してからＳｉ
熱酸化膜４をＳｉ基板１の表面に形成し、更に第１層Ａ
ｆｉ配線５をスパッタ蒸着法により形成する。なお、第
１層Ａｌ配１ｉＡ５と電流制限用抵抗体３は、Ｓｉ熱酸
化ｓ４のコンタクトホール４１を介して電気的に接続さ
れる１次に第１図（ｃ）に示すように、第１層Ｍ配線５
の上に層間絶縁膜６を形成する。層間絶縁膜６はＣＶ　
Ｄ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐａｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）法等によって作製されるＳｉｏ、等である。そ
の後同図に示すように、第２暦總配線７をスパッタ蒸着
法により形成し、その上にＣＶＤによるＳｉｎ。

等を用いた保護膜８を形成する。保護膜８の一部所定領
域は除去され、第２層Ｍ配線７の一部が露出して、給電
用電極９となる。給電用電極９の位置は、エージングの
対象とするＬＳＩチップの電極位置に合致するように配
置される。第１層へ立５と第２層ＡＱ７とは眉間絶縁膜
６に設けたコンタクトホール４２を介して電気的に接続
される。

第１図（Ｑ）に示した実施例では給電用電極９は第２層
Ｍ配線７の一部であるが、これはエージング対象ＬＳＩ
ウェハのチップ上の電極が突起状の構造を有している場
合に適用される。即ち、Ａｕバンプを有するＴＡＢ用チ
ップや、はんだバンプを有するＣ　ＣＢ　（Ｃｏｎｔｒ
ｏｌ　Ｃｏ１１ａｐｓｅ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）用チップの
ウェハエージングに適用する。

実施例２ 第２図は、ＬＳＩチップの電極が、ワイヤボンディング
用電極のように平坦な場合に好適な、他の実施例を示し
た工程図である。

同図の（ａ）で示す工程では、第１図（ｃ）の後で、拡
散バリヤーメタル１０として、Ｔｉ、Ｐｄの順に全面ス
パッタ蒸着を行う。拡散バリヤーメタル１０は後述する
Ａｕメッキと給電用電極９のＡｌｌとの相互拡散を防止
するためのものである。その後同図（ｂ）に示すように
フォトレジスト１漠１１を全面塗布して、給電用電極９
の上のみ写真食刻により穴開けを行い、拡散バリヤーメ
タル１０を電極として、Ａｕの電気メッキを行い突起状
電極１２を施す。フォトレジスト［１１の厚さは突起状
電極１２の高さ以上、例えば３０．程度とする。その後
同図（ｃ）に示すように、フォトレジスト膜１１を除去
し、突起状電極１２をマスクとして拡散バリヤーメタル
１０を選択的に食刻する。

かくして得られた同図（ｃ）の給電ボードは、第１図（
Ｑ）の構造のものと対比して、給電用電極が突出してい
るかいないかの違いがあるのみで、ボードの基本部分は
同一である。したがって、ウェハ上のＬＳＩチップに形
成された電極が平坦か、突出しているかをみて、第１図
（Ｃ）か第２図（ｃ）かを選択すればよい。

実施例３ 以上の実施例では、電流制限用抵抗体３の形成方法とし
て、イオン打込みを用いたが、薄膜抵抗体を用いた構造
としても良い。その実施例を第３図（ａ）、（ｂ）に示
す。

まず、第３図（ａ）の構造のものを得るには、ＳＬ基板
１上にＳｉ熱酸化［４が形成され、その上にＮｉ−Ｃｒ
の合金蒸着または、ポリＳｉのＣＶＤによる薄膜抵抗体
１３のパターンが形成される。その後第１層Ａｌｌ配線
５、層間絶縁膜６、第２層ＡＱ配線７、保護膜８、拡散
バリヤーメタルｌＯ及び突起状電ｗＡ１２が順次、第１
図、第２図で述べたと同様にして形成される。また、第
３図（ｂ）に示すように、第１図（Ｑ）と同様に第２層
配線７の一部を露出させた平坦な給電用電極９構造とす
ることもできる。

以上の実施例における電流制限用抵抗３．１３は。

エージング対象の半導体ウェハにおいて短絡不良となっ
ているチップが存在する場合に、大きな短絡電流による
給電ボードの配線焼損や、電源及び信号電圧の低下を防
ぐ役割を果す。

なお、上記実施例では、給電ボードの基板を、いずれも
Ｓｉ基板で構成したが、これは半導体装置を形成するウ
ェハがＳＬから成ることを前提に両者の熱膨張係数を一
致させた最も好ましい例を説明したかったからであり、
半導体ウェハが、その他、例えば０ａＡｓのごとき化合
物半導体から成る場合には、給電ボードの基板も同様に
化合物半導体基板で構成することが望ましい。　　・実
施例４ 次に第４図で、前記第１図〜第３図に示した給電ボード
上の配線に関る実施例を説明する。給電ボード上には、
エージングを行うべき半導体ウェハ内のＬＳＩチップ１
個分に対応した給電用電極の単位領域１４　（図中破線
で囲んだ）が、ｘ、ｙ方向に規則正しく形成される。給
電用電極としての突起状電極１２の各々に電流制限用抵
抗体３が接続されるのは前記の通りである。各単位領域
１４での等価な突起状電極に接続された電流制限用抵抗
体３を全て共通化するためのＸ方向配線を、例えば第１
層Ｍ配線５□、５２．５１．・・・とする。一方。

ｙ方向配線を第２層Ａｎ配線７い７□、７１．・・・と
して、眉間絶縁物層６を介して第１層晟配ｆｉｌｔ５１
．５□、５３、・・の上部に形成する。層が異なる部分
での接続はコンタクトホール４２を介して行われる。

更にＸ方向に施した第１層Ａ１１配線５い５２．５３゜
・・・は、第２層配線７通化配線Ｘｉ、Ｘ、、　Ｘ、、
・・・によって、等価な配線毎に共通化されるように接
続される。同様にｙ方向に施した第２１ＡＥｌ配線７０
．７２．７、・・・は第１層Ａｆｉ共通化配腺ＹＬ、　
Ｙ、、Ｙ３、・・・によって接続される。更に上記した
共通化された配線は共通化端子ｆｆ１ＷＡＰ工、Ｐａ、
Ｐ、、・・・に接続される。このようにして、給電ボー
ド上の突起状電極１２は電流制限用抵抗体３を介して、
全て共通化端子電極ＰいＰ２、Ｐｌ、・・・に接続され
る。

実施例５ 次に１以上の実施例で示した給電用ボードを用いたウェ
ハエージング方法及びその装置の全体構成を第５図〜第
７図に従って説明する。

まず、第５図について説明すると、給電用電極を有する
給電ボード１５と、多数のＬＳＩチップを有する半導体
ウェハ１６は１位置合わせを行って、異方性導電材料１
７を介して電気的に接続される。

なお、上記異方性導電材料１７とは、一般にテープ状も
しくはシート状からなる導電性に異方性を有するもので
、相互に圧接している方向にのみ選択的に導通し、圧接
状態にない隣接領域とは導通しないという性質を有する
材料である。給電ボード１５と半導体ウェハ１６との平
行度を確保し、電気的接続の安定性を図るために、押圧
固定冶具１８を用いて、給電ボード１と半導体ウェハ２
とに一定の圧力を与える。給電ボード１５には電気配線
ケーブル１９が接続される。エージング時に半導体ウェ
ハ１６のＬＳＩチップを動作させるための電源及び信号
電圧は、図示されていない周知の電源及び信号発生器よ
り、電気配線ケーブル１９、給電ボード１５、異方性導
電材料１７を経て、半導体ウェハ１６に伝えられる。第
５図に示した全体構成を複数組、所定の温度で所定時間
維持し、エージングを行う。

次に給電ボード１５、半導体ウェハ１６及び異方性導電
材料１７の接続部の詳細断面を第６図に示す。

給電ボード１５の詳細断面は、第１図〜第３図に示した
とおりであり、ここでは省略するが突起状電極１２を有
する例を用いて説明する。

多数の突起状電極１２の平面的な相対位置は、半導体ウ
ェハ１６のＭ電極２０の平面的な相対位置と一致させて
あり１位置合わせにより、突起状電極１２とＡｌｌ電極
２０とを対向させることができる。

なお、ここで用いた異方性導電材料１７は熱可塑性樹脂
２１の中に導電粒子２２を分散させたものである。導電
粒子２２は例えば球形プラスチック粒子の表面にＡｕメ
ッキを施したものである。また給電ボード１５と半導体
ウェハ１６は各々２個以上のＡｌｌによる位置合わせパ
ターンを有する。給電ボード１５と半導体ウェハ１６は
、赤外光を用いて突起状電極１２とＡＪｉ極２０とが一
敗するように位置合わせを行う。給電ボード１５は、Ｓ
ｉウェハであり、赤外光を透過するため、赤外光に対し
て不透明なＭによる位置合わせパターンを検出して位置
合わせを行うことができる。また半導体ウェハ１６がＳ
ｉウェハであれば、給電ボード１５が赤外光不透過の材
料であっても赤外光を用いて位置合わせができる。

位置合わせした状態で異方性導電材料１７を間に挟んで
、熱可塑性樹脂２１の粘度が充分低くなるような温度ま
で加熱して、給電ボード１５と半導体ウェハ１６とを押
し合わせる。このようにすることで突起状電極１２は導
電粒子２２を介して、へ塁電極２０に電気的に接続され
る。この異方性導電材料１７は、導電粒子２２がプラス
チック粒子に金メッキを施した弾力性のあるものなので
、突起状電極１２の高さばらつきを吸収し、給電ボード
１５及び半導体ウェハ１６の全領域にわたって安定した
電気的接続を与える。

次に、第７図において、上記第６図に示した異方性導電
材料１７とは別の材料を用いた実施例を示す。この実施
例ではその厚さ方向に貫通させたＷ線のような導電性物
質２３を適宜の間隔で平面的に配置した有機フィルム２
４を用いる。有機フィルム２４を突起状電極１２とＡｎ
電極２０の間に挟み、給電ボード１５と半導体ウェハ１
６とを押し合わせることにより、突起状電極１２の高さ
ばらつきを吸収して、安定した電気的接続が得られる。

以上本実施例では給電ボード１５の材料としてＳｉウェ
ハを選んだが、これはエージング温度、例えば１２５℃
で、給電ボード１５と半導体ウェハ１６との熱膨張の差
により、給電ボード１５上の突起状電極１２と半導体ウ
ェハ１６上のＭ電極２０との位置ずれが発生しないよう
に考慮したためである。従って上記位置ずれを許容範囲
に抑えるための材料として、Ｓｉに近い熱膨張係数を有
するＳｉＣセラミックス、ＡｆｌＮセラミックス、３Ａ
ｎ、０３・２ＳｉＯ２を主成分とするムライト系セラミ
ックス等を用いても良い。半導体ウェハとして、３イン
チφ以上のＳｉウェハを考えた場合、給電ボードの電極
とＳｉウェハとの電極の最大ずれ量を３５ｕｆＲ以下と
するためには、（１）式の考え方に従って給電ボードの
材料として、熱膨張係数が１３　Ｘ　１０−’　／　℃
以下のものとすることが望ましい。また、セラミックス
も給電ボードとして用いる時は、電流制限用抵抗体３．
１３として、印刷した抵抗ペーストを焼結させた厚膜抵
抗体を用いても良い。また突起状電極１２の高さばらつ
きを考慮して、Ａｌｌ電極２ｏとの安定した電気的接続
を得るために異方性導電材料１７を用いたが、上記突起
状電極１２の高さばらつきが極めて小さいか、突起状電
極１２自体の弾性変形で高さばらつきを吸収することに
よって、上記異方性導電材料を用いることなく、突起状
電極１２と３党電極２０とを直接、接触させても良い。

以上に述べた本実施例によれば、半導体装置をウェハ状
態の段階で、ウェハ内の全てのＬＳＩを一括して動作さ
せて、所定の温度、時間でエージングを行い、短寿命チ
ップを劣化させて不良に至らしめることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、半導体装置をチップに分割する前のウ
ェハ状態でエージングするに際し、ウェハ上の全チップ
に対し、一括して高い精度でエージングすることが可能
になった。これは、上記のとおり半導体ウェハと熱膨張
係数が同一か、もしくはそれに非常に近い材質から成る
基板を用い、しかも給電用電極及び電流制限用抵抗体等
の形成を、半導体装置の製造プロセスに準じて行ない高
信頼性のエージング用給電ボードが実現可能となったか
らである。また、このエージング用給電ボードを用いた
改良されたウェハ上のチップ一括エージング方法及びエ
ージング装置が実現されたからでもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の給電ボード作製方法と構造
を示す縦断面図、第２図、第３図は他の実施例の給電ボ
ード作製方法と構造を示す縦断面図、第４図は給電用電
極の配線図、第５図はウェハエージングの全体構成図、
第６図及び第７図はそれぞれ第５図の要部詳細断面図で
ある。 符号の説明 １・・・Ｓｉ基板　　　　　　３・・・電流制限用抵抗
体５・・・第１層ＡＱ配線　　　７・・・第２層ＡＱ配
線９・・・給電用電極　　　　１０・・・拡散バリヤー
メタル１２・・突起状電極　　　　１３・・・薄膜抵抗
体１５・・・給電ボード　　　　１７・・・異方性導電
材料１８・・・押圧固定治具　　　２４・・・有機フィ
ル１１代理人弁理士　　中　村　純之助 （ｂ） （Ｃ） 第１図 １０−−−ハ゛リャーメフ）し層 １１−−−ホトしう′スト膜 １２−−−Ａｕメ１１．去を極 ４２−ｍ−フン７７１−ホーｊし 第２図 １−＝Ｓｉ基、１９−−−−蛤を用電極４−４４ヒ斤略
　　　　　　　　　　　１０−−−−ハ゛′り對メ２ル
７−−−￥−２層中己別良　　　　　　　４２−−−コ
ンタクトホール８−−一保膿謄 第３Ｎ ３−−一−−−低抜体 第４図 第５図 □□□□−風］ □□□−コ ＋２−一−＄起抹を極 １５−一一締（オード １６一−−半導イ本ウェ八 ｊ７−−−異方柱導電材料 ＋ｓ−Ｊ甲圧！］シＧよ ＋ｃ＋−−−！ｊ訳＠１棟ケーフ″νし２０−”ウェハ
上め電極 ２４−’４＃ぺ・フィルム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ウェハ上に形成された複数の集積回路チップ
   を、ウェハの状態で一括してエージングする方法におい
   て、前記ウェハ上に形成されたチップの電極位置と同じ
   位置に給電用電極が配置され、しかもこの給電用電極に
   電気的に接続された電流制御用抵抗体を有すると共に、
   前記半導体ウェハの熱膨張係数と同一か、もしくはそれ
   に近い材質からなる給電ボードの給電用電極面と、前記
   半導体ウェハ上に形成された集積回路チップの電極面と
   を対向させ、前記給電用電極と、前記チップ電極との位
   置合わせを行い、押圧固定手段により前記給電用電極と
   前記チップ電極との電気的接続を行い、前記給電ボード
   より、前記半導体ウェハ上に形成された集積回路チップ
   に電源及び信号電圧を供給して、前記集積回路チップを
   動作させ、ウェハの状態で一括してエージングするよう
   にした半導体装置のエージング方法。 ２、上記給電ボードの給電用電極が、給電ボード面から
   突出した突起状電極からなり、かかる給電用電極と上記
   ウェハ上に形成されたチップの電極との電気的接続を行
   うに際し、前記給電用電極と前記チップの電極との間に
   異方性導電材料を介在させて電気的接続を行うようにし
   た請求項１記載の半導体装置のエージング方法。 ３、上記給電ボードの給電用電極は、少なくとも上記ウ
   ェハ上に形成された全てのチップの電極との電気的接続
   を満たす数量分有してなる請求項１もしくは２記載の半
   導体装置のエージング方法。 ４、上記給電ボードの給電用電極と上記ウェハ上に形成
   されたチップの電極との位置合わせを行う際に、前記ウ
   ェハと前記給電ボードとのそれぞれに、赤外線不透過性
   の位置合わせマークを複数個設け、赤外光を用いて位置
   合わせを行うようにしてなる請求項１、２もしくは３記
   載の半導体装置のエージング方法。 ５、上記給電ボードの材質が、１３×１０＾−＾６／℃
   以下の熱膨張係数を有するものからなる請求項１、２、
   ３もしくは４記載の半導体装置のエージング方法。 ６、上記給電ボードの材質が、上記半導体ウェハと同一
   物からなる請求項１、２、３、４もしくは５記載の半導
   体装置のエージング方法。 ７、上記半導体ウェハがシリコンＳｉからなる請求項６
   記載の半導体装置のエージング方法。 ８、半導体もしくは絶縁物からなる基板上に、電流制御
   用抵抗体パターンと、前記電流制御用抵抗体パターンに
   接続された第１層配線と、層間絶縁膜を介して前記第１
   層配線に電気的に接続された第２層配線とが順次設けら
   れ、さらに前記第２層配線上の一部を露出して給電用電
   極パターンとなし、その他の領域を絶縁保護膜で被覆形
   成してなる半導体装置のエージング用給電ボード。 ９、上記給電用電極パターン上に、バリヤーメタル層を
   介して突起電極を上記絶縁保護膜面上に突出して設けて
   なる請求項８記載の半導体装置のエージング用給電ボー
   ド。 １０、上記基板上に設けられた電流制御用抵抗体パター
   ンが、導体薄膜パターンもしくは厚膜焼結体パターンの
   いずれかからなる請求項８もしくは９記載の半導体装置
   のエージング用給電ボード。 １１、上記基板が半導体ウェハからなり、上記基板上に
   設けられた電流制御用抵抗体パターンが前記半導体ウェ
   ハと反対導電型の不純物元素のイオン打ち込み層からな
   る請求項８もしくは９記載の半導体装置のエージング用
   給電ボード。 １２、上記基板に形成された同種の電極パターン同士が
   、共通の配線に電気的に接続されて前記基板周縁に共通
   化端子電極を形成してなる請求項８、９、１０もしくは
   １１記載の半導体装置のエージング用給電ボード。 １３、上、下２枚の押圧固定治具と、前記押圧固定治具
   の周縁に設けられた押圧手段と、半導体ウェハの電極面
   と給電ボードの電極面との位置合わせ手段と、給電手段
   とを有してなり、前記上、下２枚の押圧固定治具の間に
   前記半導体ウェハの電極面と上記請求項８、９、１０、
   １１もしくは１２記載の半導体装置のエージング用給電
   ボードの電極面とを対向させて挿入すると共に、これら
   両電極面の位置合わせを行い、これらを前記押圧固定治
   具の周縁に設けられた押圧手段で押圧固定し、前記両電
   極間を電気的に接続した状態で前記給電ボードに前記給
   電手段により給電するようにした半導体装置のエージン
   グ装置。 １４、上記半導体ウェハの電極面と上記半導体装置のエ
   ージング用給電ボードの電極面との間に異方性導電材料
   を介在させてこれら両電極の位置合わせを行うようにし
   てなる請求項１３記載の半導体装置のエージング装置。 １５、上記半導体ウェハの電極面と給電ボードの電極面
   との位置合わせ手段は、赤外光を用いた位置合わせ手段
   からなる請求項１３もしくは１４記載の半導体装置のエ
   ージング装置。