JPH06331654A - プローブカードの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウエハから切り離すことなく半導体ウ
エハのまま全ＩＣチップに対して同時に電気的検査を実
施することができ、ベア・チップの検査時間を格段に短
縮できるプローブカードの製造方法を提供する。 【構成】 本プローブカードの製造方法は、半導体ウエ
ハＷに形成された多数のＩＣチップを切り離すことなく
そのままの状態で全てのＩＣチップについて同時に電気
的検査を行なうプローブカードの製造方法であって、上
記ＩＣチップの全て電極に対応する接続端子１１Ａを有
する検査用基板１１を配置し、この検査用基板１１上に
その接続端子１１Ａに対応する透孔パターン２０Ａが形
成されたマスク２０を配置した後、このマスク２０上に
流動性のある導電性ポリマー３０を供給し、次いでこの
導電性ポリマー３０を透孔パターン２０Ａから押し出し
てプローブ針１２として接続端子１１Ａと一体化させる
ようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プローブカードの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置はその製造過程で種々の検査
工程を経て組み立てられ、組み立て後、その基本的な動
作特性を観るために、ダイナミックバーンイン等の電気
的検査を行なうことによって不良品を除去した後、電気
的検査に合格した良品だけ市場に出し、所定の目的に即
して各種の半導体装置をプリント基板に実装するように
している。

【０００３】プリント基板への半導体装置の実装形態と
しては、従来はＬＳＩ等のＩＣチップを樹脂あるいはセ
ラミックでパッケージしたＩＣパッケージをプリント基
板に実装するのが一般的であるが、最近は、ＩＣをパッ
ケージしないで裸のＩＣチップ（以下、「ベア・チッ
プ」と称す。）をＴＡＢ実装方式やフリップチップ実装
方式などによりプリント基板に直接実装する技術が注目
を集めている。このベア・チップの実装方式は、パッケ
ージのない分だけ高密度実装して小型化することができ
ると共に、配線長の短縮などにより演算処理を高速化で
きるなどの利点があるため、例えばマルチチップ・モジ
ュール（以下、単に「ＭＣＭ」と称す。）として普及し
つつある。このＭＣＭは複数のベア・チップをフリップ
チップ方式などにより基板に直接実装して所定の機能を
発揮するようにモジュール化したものである。

【０００４】このように半導体装置がＩＣパッケージや
ベア・チップなどの形態で市場に流通するようになる
と、これらについて事前に電気的検査を済まして良品の
みを市場に出す必要がある。ＩＣパッケージについて
は、従来から個々の製品について所定のダイナミックバ
ーンインなどの電気的検査を済まし、良品のみを市場に
出すようにしている。この場合にはＩＣパッケージの複
数のリードをバーンインボードなどのソケットにそれぞ
れ挿着してＩＣパッケージの動作特性等の電気的検査を
行なうようにしている。一方、ベア・チップの場合に
は、その市場性が十分に把握されたいないため、流通品
としての検査態勢も十分に確立されていないのが現状で
ある。従って、ベア・チップをＩＣパッケージと同様に
市場に流通させるには、ＩＣパッケージと同様、ダイナ
ミックバーンインなどの電気的検査の手法を確立してお
く必要がある。ベア・チップについてバーンインを実施
する場合には、例えば個々のベア・チップの電極バンプ
をこれらに対応して形成された検査用基板の電極バンプ
に特定の半田などで仮付けした後、バーンイン装置にセ
ットして検査を行ない、検査後には仮付け用の半田を溶
融してバーンインボードからベア・チップを取り外すよ
うにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ベア・チップの検査装置の場合には、まず半導体ウエハ
をダイシングすることによって半導体ウエハから個々の
ＩＣチップとして切り離し、切り離された個々のＩＣチ
ップの複数の電極バンプを上述のように検査用基板の電
極バンプに位置合わせした後、個々のＩＣチップの全電
極バンプを検査用基板の電極バンプに同時に仮付けして
検査を実施しなくてはならないため、検査手順が煩雑で
作業効率が悪く、それだけ検査に多大な時間を費やさな
くてはならないという課題があった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、半導体ウエハから切り離すことなく半導体
ウエハのまま全ＩＣチップに対して同時に電気的検査を
実施してベア・チップの検査時間を格段に短縮でき、し
かもベア・チップ実装での歩留りを高めることができる
プローブカードの製造方法を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のプローブカード
の製造方法は、半導体ウエハに形成された多数の半導体
チップを切り離すことなくそのままの状態で全ての半導
体チップについて同時に電気的検査を行なうプローブカ
ードの製造方法であって、上記半導体チップの全て電極
に対応する接続端子を有する検査用基板を配置し、この
検査用基板上にその接続端子に対応する透孔パターンが
形成された面部材を配置した後、この面部材上に流動性
のある導電性ポリマーを供給し、次いでこの導電性ポリ
マーを上記透孔パターンから押し出してプローブ針とし
て上記接続端子と一体化させるようにしたものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、半導体ウエハに形成された多
数の半導体チップの全て電極に対応する接続端子を有す
る検査用基板を配置し、この検査用基板上にその接続端
子に対応する透孔パターンが形成された面部材を配置し
た後、この面部材に流動性のある導電性ポリマーを供給
し、次いでこの導電性ポリマーを透孔パターンから押し
出して導電性ポリマーを各接続端子と一体化すると、こ
の導電性ポリマーをプローブ針として検査用基板上に形
成し、半導体ウエハの全半導体チップについて同時に電
気的検査を行なうことができるプローブカードを製造す
ることができる。

【０００９】

【実施例】以下、図１〜図３に示す実施例に基づいて本
発明を説明する。本実施例のプローブカードの製造方法
では図１に示すようにして図２に示すプローブカード１
０を製造する。そこでまず、図１に示す方法で製造され
たプローブカード１０について説明する。このプローブ
カード１０は、例えば図２に示すように、表裏両面に形
成された銅等の導電性材料からなる接続端子１１Ａを有
する検査用基板１１と、この検査用基板１１の接続端子
１１Ａに突出形成された導電性ポリマーからなるプロー
ブ針１２とを備えて構成されている。また、上記検査用
基板１１は半導体ウエハ（図示せず）全体を覆う大きさ
に形成され、また上記プローブ針１２は半導体ウエハに
形成された全てのＩＣチップの全電極に対応した数だけ
形成されている。従って、このプローブカード１０は、
半導体ウエハに形成されたＩＣチップを切り離すことな
く半導体ウエハのまま全てのＩＣチップの電気的検査を
同時に実施できるように構成されている。

【００１０】そして、上記検査用基板１１は、図２に示
すように、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の有機
系絶縁材、アルミナ等のセラミックあるいはシリコン酸
化膜、窒化膜などからなる複数の絶縁層１１Ｂ及び配線
層１１Ｃが順次積層された構造を有している。絶縁層１
１Ｂを有機系絶縁材で構成するか無機系絶縁材で構成す
るかは検査内容に応じて適宜選択することができる。ま
た、この検査用基板１１は、半導体ウエハ用のシリコン
基板上に集積回路を製造する要領で順次積層された配線
層及び絶縁層を備えたものであっても良い。

【００１１】また、上記プローブ針１２を構成する導電
性ポリマーは、その主鎖としてπ電子が移動できる共役
二重結合を有する高分子として構成されたものであれば
良く、このような導電性ポリマーには脂肪族ポリマーと
芳香族ポリマーがある。脂肪族の導電性ポリマーとして
は、例えばポリアセチレン及びその金属錯体などを挙げ
ることができ、芳香族の導電性ポリマーとしては、例え
ばポリフェニレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリア
ニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリキノリ
ン、ポリピリジン及びそれぞれの金属錯体などを挙げる
ことができる。そして、これらの導電性ポリマーは、主
鎖に置換基を導入することにより、あるいは他の化学物
質をドーピングすることによってその導電性を高めるこ
とができる。その置換基としては共役二重結合を壊さな
いものが好ましく、また、置換基の大きさ、その導入位
置は電子移動の立体障害にならず電子移動を円滑にする
大きさ、位置が好ましい。また、ドーピング剤には電子
受容体と電子供与体とがあり、電子受容体としては、例
えば五フッ化砒素、三酸化硫黄、ヨウ素などを挙げるこ
とができ、電子供与体としては、例えばナトリウム、カ
リウムなどを挙げることができる。また、導電性ポリマ
ーは種々の置換基を導入することによって可溶性を付与
したり、また、その重合度を適宜調整することによって
可溶性及び溶融性を高め、流動性を付与することができ
る。

【００１２】次に、上記プローブカード１０を製造する
本発明の一実施例について説明する。本実施例によりプ
ローブカードを製造する場合には、まず検査用基板１１
を作製する。それには例えばビルドアップ法を用いて絶
縁層１１Ｂ及び配線層１１Ｃを順次積層し、表面に接続
端子１１Ａを形成して検査用基板１１を作製する。より
具体的には、例えば感光性のエポキシ系樹脂を用いて絶
縁層１１Ｂを形成し、この絶縁層１１Ｂ上に銅メッキを
施して導電性層を形成した後、所定の配線パターンが形
成された導電性層の表面に例えばポリアミド等の樹脂か
らなる面部材（以下、「マスク」と称す。）を当て、そ
のパターンに即して導電性層をエッチングして電源用の
配線層１１Ｃを形成し、表面層まで絶縁層１１Ｂ及び信
号用の配線層１１Ｃを順次積層する。そして、検査用基
板１１の表面層には半導体ウエハに形成された全ＩＣチ
ップの電極に対応する接続端子１１Ａを形成する。尚、
上下の各配線層１１Ｃ、１１Ｃ間を接続するビアホール
は、例えば感光性エポキシ樹脂をフォトエッチングする
ことにより形成する。また、この検査用基板１１はシリ
コン基板上に集積回路を製造する要領で配線層と絶縁層
とを順次積層することによって製造することもできる。

【００１３】次いで、上述のようにして準備した検査用
基板１１を図１に示すように配置し、この検査用基板１
１上にその接続端子１１Ａに対応する透孔パターン２０
Ａが形成されたマスク２０を配置した後、このマスク２
０に流動性のある導電性ポリマー３０を供給し、この導
電性ポリマー３０を透孔パターン２０Ａから接続端子１
１Ａ上へ押し出し、この導電性ポリマー３０を接続端子
１１Ａと一体化させて導電性ポリマー３０からなるプロ
ーブ針１２を検査用基板１１上に形成して図２に示すプ
ローブカード１０として製造する。

【００１４】上記マスク２０としては、上記検査用基板
１１の表面に接続端子１１Ａをエッチングにより形成す
る際に用いられたマスクを用いることができる。このマ
スク２０としては、導電性ポリマー３０を透孔パターン
２０Ａから押し出すことができる強度を有したものであ
れば良く、例えばポリイミド系樹脂などの合成樹脂薄膜
あるいは金属薄膜を用いることができる。また、導電性
ポリマー３０は、マスク２０の透孔パターン２０Ａから
押し出される粘度に予め調整されている。そして、導電
性ポリマーを透孔パターン２０Ａから押し出す方法とし
ては、例えばマスク２０をシリンダヘッドに取り付け、
シリンダにより導電性ポリマー３０を加圧して押し出す
方法や、マスク２０の上面に導電性ポリマー３０を供給
し、スキージを用いて透孔パターン２０Ａから導電性ポ
リマー３０を押し出して印刷する方法などを挙げること
ができる。

【００１５】本実施例によって製造されたプローブカー
ド１０を装備したプローブ装置を用いてベア・チップの
電気特性を検査する場合には、例えば図示しない載置台
上で位置決めした状態で多数のＩＣチップが形成された
半導体ウエハ４０を図３に示すようにセットした後、プ
ローブカード１０のプローブ針１２を下方に向けて半導
体ウエハ４０上で位置決めし、この状態で半導体ウエハ
４０を上昇させてプローブ針１２を半導体ウエハ４０に
接触させる。この時、例えば空気等の気体あるいは液体
を封止した押圧手段を用いてプローブカード１０の上部
からその全面を押圧すると、この押圧手段によりプロー
ブカード１０全面に圧力が掛り、各プローブ針１２は半
導体ウエハ４０の全ＩＣチップそれぞれの電極４１に接
触し、検査用基板１１の接続端子１１Ａ及び各配線層１
１Ｃを介してプローブ装置の検出部と導通可能な状態に
なる。かかる状態下で所定の電気信号を送信すると、こ
の電気信号を検査用基板１１の配線層１１Ｃ、接続端子
１１Ａ、プローブ針１２及び全ＩＣチップの電極４１を
介して各ＩＣチップに達して全ＩＣチップについて同時
に電気的検査を行なう。この時、いずれかのＩＣチップ
に欠陥があれば、そのＩＣチップを検出部で検出して不
良品としてそのＩＣチップの番地をメモリに登録する。
また、このプローブカード１０をダイナミックバーンイ
ンに用いる場合には、バーンイン装置によりプローブカ
ード１０を半導体ウエハ４０に位置合わせした後、例え
ば１００℃の高温下であっても所定の電気的特性検査を
安定した状態で実施することができる。

【００１６】以上説明したように本実施例によれば、半
導体ウエハに形成された多数のＩＣチップの全て電極４
１に対応する接続端子１１Ａを有する検査用基板１１を
配置し、この検査用基板１１上にその接続端子１１Ａに
対応する透孔パターン２０Ａが形成されたマスク２０を
配置した後、このマスク２０に流動性のある導電性ポリ
マー３０を供給する。次いで、この導電性ポリマー３０
を透孔パターン２０Ａから押し出して導電性ポリマー３
０を各接続端子１１Ａと一体化すると、この導電性ポリ
マー３０をプローブ針１２として検査用基板１１上に形
成し、半導体ウエハの全ＩＣチップについて同時に電気
的検査を行なうことができるプローブカード１０を製造
することができる。

【００１７】そして、このプローブカード２０を装備し
たプローブ装置を用いれば、プローブカード１０のプロ
ーブ針１２が半導体ウエハ４０に形成された全ＩＣチッ
プの各電極４１に接触するため、各ＩＣチップを半導体
ウエハ４０から切り離すことなく半導体ウエハ４０のま
ま全ＩＣチップについて同時に電気的検査を行なうこと
ができるため、切り離されたベア・チップを個々に検査
用基板に位置合わせして電気的検査していた従来の検査
装置に比べて検査時間を格段に短縮することができ、し
かも後工程であるベア・チップ実装での歩留りを高める
ことができる。

【００１８】尚、上記実施例では、検査用基板１１とし
てエポキシ系樹脂からなる絶縁層１１Ａを有するものに
ついて説明したが、絶縁層１１Ａをセラミック、シリコ
ン酸化膜、窒化膜などにより構成することにより半導体
ウエハ４０との熱膨張差を小さくすることによりダイナ
ミックバーンインなどの検査のように加熱下で行なう検
査に対応させることができる。要するに、検査用基板上
にその接続端子に対応する透孔パターンが形成された面
部材を配置した後、この面部材上に流動性のある導電性
ポリマーを供給し、次いでこの導電性ポリマーを上記透
孔パターンから押し出してプローブ針として上記接続端
子と一体化させるプローブ針の製造方法であれば、本発
明に包含される。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体ウエハから切り離すことなく半導体ウエハのまま全
ＩＣチップに対して同時に電気的検査を実施してベア・
チップの検査時間を格段に短縮でき、しかもベア・チッ
プ実装での歩留りを高めることができるプローブカード
の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプローブカードの製造方法の一実施例
を示す図で、検査用基板の接続端子に導電性ポリマーを
押し出す状態を拡大して示す断面図である。

【図２】図１に示すプローブカードの製造方法により製
造されたプローブカードの要部を拡大して示す断面図で
ある。

【図３】図２に示すプローブカードを用いて半導体ウエ
ハのままＩＣチップを検査する状態を拡大して示す部分
断面図である。

【符号の説明】

１０ プローブカード １１ 検査用基板 １１Ａ 接続端子 １２ プローブ針 ２０ マスク（面部材） ２０Ａ 透孔パターン ３０ 導電性ポリマー ４０ 半導体ウエハ ４１ ＩＣチップの電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハに形成された多数の半導体
   チップを切り離すことなくそのままの状態で全ての半導
   体チップについて同時に電気的検査を行なうプローブカ
   ードの製造方法であって、上記半導体チップの全て電極
   に対応する接続端子を有する検査用基板を配置し、この
   検査用基板上にその接続端子に対応する透孔パターンが
   形成された面部材を配置した後、この面部材上に流動性
   のある導電性ポリマーを供給し、次いでこの導電性ポリ
   マーを上記透孔パターンから押し出してプローブ針とし
   て上記接続端子と一体化させることを特徴とするプロー
   ブカードの製造方法。