JPH10239354A

JPH10239354A - フリップチップ用検査治具及びフリップチップ検査装置

Info

Publication number: JPH10239354A
Application number: JP9060005A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Miyawaki; 信彦宮脇
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1998-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】フリップチップのハンダバンプを潰さず、配
線基板への搭載前にチップ単体でその電気検査ができる
ようにする。【解決手段】フリップチップＦのバンプＴを接触させ
る検査用電極３を一平面上に絶縁を確保して多数形成す
る。各検査用電極３は、内部の導体配線を介して別設の
電極に接続しておき、平面上に形成され表面２が平坦な
表面層２１に形成された凹部３０の底面に露出させ、検
査用治具１とする。これをその別設の電極を介して所定
の検査装置に接続し、各凹部３０に、チップＦのバンプ
Ｔの位置を合わせて載置し圧接すればバンプＴが検査用
電極３に押付けられ導通する。チップのハンダバンプＴ
は、凹部３０の中に入り込み、異常変形が防止されるの
でチップ単独で電気検査を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ用
検査治具及びフリップチップ検査装置に関し、詳しくは
ＩＣチップの外部接続端子（以下、接続端子又は単に端
子ともいう）としてハンダやＡｕ（金）からなるバンプ
を一主面に多数備えたフリップチップについて、その電
気的性能（作動）を検査ないし測定するために使用され
るフリップチップ用検査治具及びそれを用いたフリップ
チップ検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤボンディングタイプのＩＣチップ
（以下、単にチップともいう）では、その性能検査（電
気検査）はチップの全接続端子に同時にプローブを当接
させることで、問題なく行うことができる。端子にはワ
イヤボンド可能なように平坦面が形成されているからで
ある。また、ＴＡＢ（Tape Autonated Bonding）タイプ
のチップでは、チップをＴＡＢテープに接合した後、Ｔ
ＡＢテープ上に形成されたテストパターンを利用してチ
ップの電気検査を行うことができる。このように、フリ
ップチップ以外のチップでは、チップ単体で性能検査が
できる。したがって、これらのチップではチップ単体で
合否（測定結果）を判定し、その合格品（良品チップ）
のみをパッケージ或いは配線基板に搭載することができ
る。

【０００３】ところが、フリップチップの接続端子は、
ハンダバンプや金バンプなどのバンプであり、その頂部
（先端）がチップの主面から突出して半球状ないし球面
状に形成されている。このため、このような接続端子に
プローブを当接させようとしても、プローブの先端がバ
ンプ上を滑ってしまうため、上記の他のチップのように
プロービングさせることは困難である。しかも、このよ
うなプロービングには確実な接触を確保するため、例え
ば５ｇ／端子（パッド）程度の圧力（押え付け力）で圧
接することを要し、したがって例えば端子数が３００〜
５００であれば、その圧力は１５００〜２５００ｇにも
なる。ところが、このような端子をなすハンダバンプは
柔らかい上に、高さ及び直径ともに１００〜２００μｍ
程度と極めて微小である。

【０００４】したがって、このような端子に上記のよう
な圧力をかけると、その端子は異常に変形したり潰れて
しまい、パッケージなどへの搭載、接合ができなくなっ
てしまう。さらに、バンプが格子状に面配置されている
ので、すべてのバンプを一括してプロービングするよう
に多数のプローブを１つの装置として組み立てることも
困難である。このように、フリップチップは単体では他
のチップのようにプロービングが困難であり、チップ単
体でのその性能測定（合否の判定）はできないものとさ
れており、通常、パッケージや配線基板に搭載、接合し
た後にそのチップの電気検査がされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
パッケージに搭載した後、不良と判定された場合には、
不良チップの他にそのパッケージをも廃棄することにな
ってしまう。したがって、搭載工程やパッケージに無駄
が生じるといった問題があった。また、再リフローする
ことで接合を解除して不良チップを取り除いてパッケー
ジを回収し、別のチップをその回収したパッケージに搭
載することも考えられる。しかし、これでは再リフロー
して不良チップをパッケージから除去する手間がかかる
上に、前に接合した際のハンダや金などの残渣がパッケ
ージのパッド上に残るので、たとえ検査で合格となった
としても装置としての信頼性の低下を招く原因となる。
また、不良判定が繰り返されれば、チップの搭載、接合
およびその除去の繰り返しを要するだけでなく、こうし
た問題は一層顕著となる。

【０００６】本発明は、フリップチップの性能検査にお
けるこのような問題点に鑑みて成されたもので、その目
的とするところは、フリップチップに突出状に形成され
ているハンダバンプ等の接続端子を潰してしまうなど、
それに異常変形を発生させることなく、配線基板への搭
載前にチップ単体でその検査（合否判定）ができるフリ
ップチップ用検査治具（以下、単に治具ともいう）及び
それを用いた検査装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、フリップチップの電気検査を行うために
その接続端子を接触させる検査用電極が一平面上に絶縁
を確保して多数形成されていると共に、その検査用電極
は、内部の導体配線を介して別設の電極に接続されてな
るフリップチップ用検査治具であって、前記各検査用電
極は、前記平面上に形成され表面が平坦な表面層に形成
された凹部の底面から露出していることにある。

【０００８】上記手段によれば、治具の表面層の各凹部
に、各接続端子の位置を合わせてフリップチップを載置
し、所定の力で圧接すれば接続端子が検査用電極に接触
し導通するので、この状態の下でそのチップについて所
定の電気検査を行うことができる。そして、この際には
チップの主面（接続端子形成面）の接続端子（ハンダバ
ンプなど）は、それに対応する凹部の中に入り込むの
で、接続端子自体の変形が防止され、変形するにしても
頂部のみが変形するに止まる。すなわち、本発明に係る
検査治具によれば、凹部内の検査用電極がプローブの作
用をなすと共に、凹部が、検査用電極とチップの主面と
の間の間隙保持手段の作用をなし、導通確保に必要な圧
力を付与しても接続端子の異常変形や潰されといったこ
とを防止するので、チップ単独でその電気検査ができ
る。なお、前記表面層の表面から凹部内に露出する検査
用電極までの深さは、検査対象とされるフリップチップ
の接続端子形成面から接続端子頂部までの許容最小高さ
より幾分小さく設定しておけばよい。このようにすれ
ば、すべての接続端子が検査用電極と確実に接触し導通
するからである。なお、その適切な深さは、最小許容高
さの５０〜９８％の範囲である。接続端子の変形（潰
れ）がこの範囲であれば、配線基板（パッケージ）との
接続に支障がないためである。５０％未満とすると、チ
ップ上の接続端子の変形が大きくなり好ましくない。一
方、９８％を超えると、接続端子と検査用電極との接触
圧力が小さくなり、両者間の接触抵抗が不安定になりや
すいからである。

【０００９】また、上記手段において前記凹部は、円柱
状などの同径の柱状の空孔としてもよいが、底面に向か
うに従い横断面積が小さくなるように、すなわち先
（奥）細り状に形成されているのが好ましい。接続端子
を成すバンプ（以下、単にバンプともいう）は、通常は
その頂部が半球状若しくはこれに近似の形状で細くなっ
ているから、このように形成されていると、治具にチッ
プを載置（セット）する際、位置決めがしやすいし、圧
接のための圧力による変形も凹部の形に倣って変形す
る。このため、凹部を先細り状とし適切深さに設定して
おくことで、検査用電極との接触が確保される上に、接
続端子の寸法等に誤差があってもその基本的形状が異な
らないことから、その誤差の矯正ないし自己整列作用が
期待される。また、検査後のバンプの基本的形態が変わ
らないのでパッケージ上への実装時にもバンプ形状によ
る実装性の変化が少ない。

【００１０】例示的には、凹部を開口側が大径の逆円錐
台形状とすることがあげられるが、球面状（椀状）に凹
設するなど適宜の形状にすることができる。また上記手
段において前記凹部は、その内壁面（内周面）も前記検
査用電極（金属層）を備えているとよい。接続端子の平
面的位置ズレがあってもそれが検査用電極に接触し易く
なるからである。そして、この場合、先細り状に形成さ
れていれば、接続端子と検査用電極との接触（導通）は
より確実となる。先細り状とする場合、前記凹部は、そ
の内壁面が凹部の底面に対し４５〜８５度のテーパの範
囲に存在する略逆円錐台形状若しくはそれに類する形状
であるとよい。チップ及び接続端子の形状にもよるが、
４５度以下だとバンプの異常変形を有効におさられない
し、８５度以上だと内壁面での導通が確保されにくいか
らである。

【００１１】なお、上記のいずれの手段においても前記
凹部は、フォトリソグラフィ技術によって形成されてい
るとよい。この技術によって凹部が形成されている場合
には、凹部の位置精度を例えば±５μｍ程度と高い精度
で形成できるため、チップの接続端子（バンプ）が確実
に凹部に嵌まり、チップの検査が確実にできるためであ
る。なお、前記検査用電極の表面は硬質メッキがかけら
れているとよい。多数のチップを検査しても凹部内の検
査用電極の摩耗が低減ないし防止されるので治具として
の耐久性が向上するからである。

【００１２】さらに、上記手段では、前記表面層が、有
機樹脂からなると共に表面が平坦なセラミック基板（セ
ラミック層）の上に形成されているとよい。このような
構造にすれば、セラミック基板の高い剛性により、治具
全体が容易に変形せず、したがって、検査用電極とチッ
プの端子との接続（接触）性が向上する。また、多数の
検査の繰返し使用にも耐えられる。さらに表面層を有機
樹脂とするので、フォトリソグラフィ技術やレーザ加工
技術によって高精度に凹部が形成できる。また検査用電
極（面）と治具の表面を高度の平面度とし得る上に、凹
部の位置、径及び深さを高精度に形成できるためであ
る。

【００１３】前記セラミック基板の表面は研磨によって
平坦にされているとよい。研磨によって、高精度に平坦
化できるので、接続が確実にできる。基板の大きさにも
よるが、平面度は、１０μｍ以下であり、表面粗さはＲ
ａ：０．８μｍ以下とするのが好ましい。また、前記セ
ラミック基板は多層配線基板であるとよい。基板内にお
いて、検査が容易なように内部の導体配線（内部配線と
もいう）を引き回して別設の電極に取り出すことができ
るためである。この別設の電極（相互間隔）は、前記検
査用電極相互の間隔よりも大きい間隔で配設されている
のが好ましい。別設の電極から各種の検査機器への接続
が容易となるからである。

【００１４】そして、フリップチップ検査装置として
は、上記のフリップチップ用検査治具の前記検査用電極
に接続端子を接触させたフリップチップの電気検査を、
前記別設の電極を通じて行う構成とされているものがあ
る。この装置によることで、フリップにおいても各種の
電気検査がチップ単体でできることになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態例について、
図１〜３を参照して詳細に説明する。図１ないし図３
は、本発明にかかる治具１の一実施形態例を示すもので
ある。この治具１は、フリップチップが搭載されるＬＧ
Ａタイプのセラミック製配線基板と略同様の平板形状、
積層構造を成し、次のように構成されている。ただし、
本例では詳しくは後述するがアルミナセラミックを主体
として同時焼成されてなるものである。

【００１６】すなわち、本例の治具１は、上部の平坦な
表面（上面）２が図２に示したように、検査対象とされ
るフリップチップＦの載置面とされており、各検査用電
極３，３が、平面視において同チップＦの各接続端子と
対面するように、それと同じ微細なピッチ、配置で絶縁
を確保し、治具１の表面２よりやや低位の一平面上に、
縦横に多数形成されている。この検査用電極（群）３
は、Ｗ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）などの高
融点金属を主成分とするビア４や内部の導体配線５を介
し、治具１の下部表面（下面）６に導出され、検査用電
極３相互間の間隔（ピッチ）Ｐ１より大きな間隔Ｐ２で
配置された検査装置接続用の電極７，７にそれぞれ接続
されている。本例のように、この電極７，７の間隔を大
きくしておくと、この治具１を各種の電気的特性を検査
する検査装置において用いる場合に接続や配線が容易と
なる。

【００１７】さて、このような本例治具１は、複数のセ
ラミック層１１〜１４を積層、焼結してなると共に（図
２参照）、図３に示したように、表面２寄り部位の最上
層のセラミック層１１の表面（上面）１１ａに、所定の
厚さの樹脂からなる表面層（樹脂層）２１を備えた複合
構造とされており、その表面層２１における各ビア４の
上端に形成された検査用電極３の部位にそれぞれ逆円錐
台形状の凹部３０が形成されている。すなわち、本例で
は詳細な製法は後述するが、最上層のセラミック層１１
の上面１１ａは所定の平面度（１０μｍ程度）、表面粗
さ（Ｒａ：０．５μｍ）となるように焼成後研磨され、
その上面１１ａの各ビア４の部位に所定の平面形状、厚
さの平坦な検査用電極３を備えており、この検査用電極
３の略全体が露出するようにしてセラミック層１１の上
面１１ａに、所定の厚さ（１００μｍ）でポリイミドや
エポキシなどの有機樹脂からなる表面層２１が形成され
ている。ただし、各凹部３０は、ドライエッチングやレ
ーザー加工により穿孔され、その底面つまり最上層のセ
ラミック層１１の上面１１ａにおいて、検査用電極３が
露出するように形成されている。

【００１８】なお、各凹部３０の開口の上縁及び底面の
内径Ｄ１、Ｄ２は、検査対象のチップＦの接続端子（本
例ではハンダバンプとする）Ｔを径方向において隙間嵌
め状態若しくはハンダバンプＴがやや内壁面３１に接す
るようにして受け入れ可能にその寸法が設定されてい
る。因みに本例では各凹部３０ともに上縁の内径Ｄ１は
２００μｍ、底面の内径Ｄ２は１２０μｍと設定されて
いる。また、深さ（検査用電極３の上面３ａから表面層
（樹脂層）２１の表面２までの高さ）Ｈは、ハンダバン
プ（単にバンプともいう）Ｔの頂部からチップＦの主面
までの高さ、つまりバンプＴの高さＨｔの許容最小高さ
（本例では１２０μｍ）より小さく、例えば１００μｍ
程度に設定されており、検査時において、チップＦが治
具１に載置（セット）されて加圧された際にバンプＴの
頂部が若干圧縮変形を受けるように設定されている。こ
のような凹部３０は、本例ではその内壁面３１が凹部３
０の底面つまり検査用電極の上面３ａに対し、７０度と
なるように形成されている。なお、表面層２１の表面
（上面）２は所定の平面度（５μｍ程度）、表面粗さ
（Ｒａ：０．５μｍ程度）に研磨仕上げされている。

【００１９】このような本形態例の治具１を用いてチッ
プの電気検査する際には、図４に示したように、その治
具１の外部用の電極７を所定のテストボード２０１の各
端子（図示せず）にハンダ付けなどによりして接続し、
リレー２０２、半導体パラメータアナライザ２０３、コ
ントローラ２０４などを含む所定のチップ検査装置２１
０に接続し、その下で、検査対象のフリップチップＦを
治具１にセットすることで必要な電気検査をすることが
できる。

【００２０】すなわち、図４に示したように、治具１の
表面２に、その検査用電極３と検査対象のチップＦのバ
ンプをなすハンダバンプの位置が合うように位置決め
し、そのチップＦを単独で治具１の上に載置し、所定の
圧力Ｐで押え付ける。この圧力Ｐは、許容最小高さのハ
ンダバンプを含め、全バンプの頂部（先端）が各検査用
電極３に圧接するように設定する。しかして、チップＦ
のハンダバンプと治具１の検査用電極３との導通が確保
される結果、チップの電気検査はワイヤボンディングタ
イプのものやＴＡＢタイプのものと全く同様にして、そ
れ単独で行うことができる。

【００２１】なお、この検査ではチップＦのハンダバン
プは、圧力Ｐで頂部がやや圧縮変形するが、その変形
は、凹部３０の形状の範囲内に止まるから異常変形を起
こさない。そして、たとえ過大圧力がかかったとして
も、凹部３０の深さＨがハンダバンプＴの高さＨｔより
若干小さく設定され、その差以上は圧縮されないことか
ら圧力にかかわらずハンダバンプＴは異常変形を起こさ
ない。

【００２２】すなわち、本例の治具１を用いる場合に
は、バンプＴが異常変形することなく、しかも最低高さ
のバンプを含む全バンプの頂部が検査用電極３に当接す
るようにチップＦを押え付ける圧力を設定するといっ
た、実現が不可能な設定を要することなく、単に適宜の
圧力とすることで、バンプの異常変形を発生させない
で、バンプと検査用電極とのプロービィングが可能とな
るのである。これにより、従来実現できなかったチップ
単独での電気検査が可能となり、その検査効率の格段の
向上が図られる。

【００２３】なお、本例では凹部３０を逆円錐台形状と
してバンプＴがその頂部だけでなくその側面寄り部位も
凹部３０の内壁面３１に当接するように設定したが、本
発明においては、凹部はチップの全バンプの頂部が確実
に当接する範囲で適切深さ、適宜の平面（横断面）形状
に設定されていればよく、頂部以外が当接する必要は必
ずしもない。したがって、図５に示した凹部３０のよう
に、チップＦのバンプＴが明らかに隙間嵌め状態で挿入
される例えば円柱状など内壁面３１が検査用電極３の上
面３ａに略垂直の空孔としてもよい。バンプ数が少ない
などによりその高さＨｔのばらつきが小さい場合などに
適用できる。なお、検査用電極３は、凹部３０の底面全
体に露出させるのがバンプとの接触を確保し易く好まし
いが、その接触が確保されるかぎり、必ずしもその全体
に露出していなくともよい。

【００２４】もっとも、図１〜３の例のようにバンプＴ
の側面が内壁面３１に当接するように凹部３０の内径が
設定されている場合には、バンプＴ自体の平面的な誤差
を吸収する作用もある。なお、テーパとする場合や、凹
部を底面にいくに従い横断面積が小さくなるように形成
する場合は、その角度は４５〜８５度の範囲が適切であ
る。また先細り状とする場合その縮径状態はテーパのよ
うに直線的でなくとも椀状の凹部のように曲線的でもよ
いし、図示はしないが階段状に小さくなっていても良い
が、なるべくバンプの外形に沿ったなめらかな先細り状
とするのが、検査時における異常変形を防止する上で好
ましい。

【００２５】さて、次にこのような治具の製法例につい
て説明する。まず、セラミック積層タイプのＬＧＡ配線
基板を作るのと同様にして図６に示したようなセラミッ
ク基板１０を次のようにして製造する。アルミナを主成
分とするグリーンシートに検査用電極位置を含め、ビア
ホールを設け、タングステン、モリブデンを主体とする
メタライズインクを充填し、スクリーン印刷法にて電気
回路パターンを形成し、以上の加工を施したグリーンシ
ートを所定枚数分積み重ねて積層加工する。そして、下
面の電極位置にメタライズインクを塗布しその後、所定
温度で還元雰囲気中にて同時焼成する。こうして、図６
に示したような検査用電極用のビア４や内部配線５を備
えたセラミック基板１０をつくる。このセラミック基板
１０は多層配線基板となっているので、内部配線５の引
き回しが容易であり、間隔が大きくされた検査装置用の
電極７へ容易に接続できる。

【００２６】そして、図７−Ａに示したように、検査用
電極を形成する基板１０の最上層のセラミック層１１の
表面１１ａを要求される平面度（例えば１０μｍ）およ
び表面あらさ（Ｒａ：０．５μｍ）となるように研磨
し、ビア４の端面４ａを基板表面１１ａに露出させる。
焼成によって形成されたセラミック基板１０は若干反
り、うねりを有していることが多いが、セラミック基板
１０の表面１１ａを研磨して平面とすることで、検査用
電極が平面度の高い平面上に形成でき、チップのバンプ
との接続性が良好となる。

【００２７】その後、図７−Ｂに示したように、その表
面１１ａの全面にセラミック基板１０との密着性のよい
Ｔｉを０．２μｍ程度の厚さにスパッタリングし、その
上に、Ｃｕを０．５μｍ程度の厚さにスパッタリング
し、Ｔｉ層５１、Ｃｕ層５２を形成する。次いでその上
にレジスト（感光性樹脂）５３を塗布し（図７−Ｃ参
照）、露光・現像して検査用電極の形成部分を開口させ
（図７−Ｄ参照）、その検査用電極部位にＣｕメッキを
厚さ３μｍ、Ｎｉメッキを厚さ１μｍ程度かけ、Ｃｕ層
５４、Ｎｉ層５５を形成する（図７−Ｅ参照）。そし
て、レジスト５３を剥離し除去する（図７−Ｆ参照）。
さらに、基板表面１１ａ上のＴｉ層５１、Ｃｕ層５２を
所定のエッチング液でエッチングして除去すると、図７
−Ｇに示したように、基板表面１１ａには、Ｔｉ、Ｃ
ｕ、Ｃｕ、Ｎｉの各層からなる検査用電極（パッド）３
が形成される。なお、要求される検査用電極３の面積
（直径）が小さい場合には、このような手法によること
なく、基板表面１１ａに、露出しているビア４の端面４
ａに、表面１１ａの研磨後、或いは研磨することなく直
接、Ｎｉメッキをかけることで検査用電極としてもよ
い。

【００２８】こうして検査用電極３が形成された基板１
０の上面１１ａに、図８−Ａに示したように、表面層を
なすポリイミドなどの有機樹脂を後工程における研磨代
を加味し、かつチップのバンプの高さＨｔに応じ、それ
より若干（例えば１０μｍ）厚めに塗布し、硬化させる
ことでポリイミド樹脂層２０を形成する（図８−Ａ参
照）。本例では、同樹脂を各１５μｍ厚さで３回繰り返
して塗布（コーティング）したのち乾燥させる。この塗
布、乾燥を３回行った後に３５０℃で硬化させた。

【００２９】そして、このポリイミド樹脂層２０の上
に、穿孔（ドライエッチング）時の保護として、全面に
Ｃｒを０．０２５μｍ、Ｃｕを０．５μｍそれぞれスパ
ッタリングしてＣｒ層６１、Ｃｕ層６２を形成し（図８
−Ｂ参照）、その上に、フォトリソグラフィ技術を用
い、レジスト６３を塗布し（図８−Ｃ参照）、露光・現
像して検査用電極位置以外のレジスト６３を除去する
（図８−Ｄ参照）。さらにその上に、ドライエッチング
による凹部の穿孔時（例えばＲＩＥ：Reactive IonEtch
ing ：反応性イオンエッチング技術による穿孔時）の保
護として厚さ１０〜３０μｍ程度にＣｕメッキをかけ、
Ｃｕメッキ層６４を形成する（図８−Ｅ参照）。そし
て、検査用電極位置のレジスト６３を溶解、除去し（図
８−Ｆ参照）、その後、エッチングにより検査用電極部
位のＣｕ／Ｃｒ層６２，６１を除去する（図８−Ｇ参
照）。

【００３０】次に、例えばＲＩＥを使用して、直径２０
０μｍ程度で、基板上面１１ａに対して７０度で逆円錐
台形状にポリイミド樹脂層２０を穿孔して凹部３０を形
成し、底面に検査用電極３を露出させる（図８−Ｈ参
照）。そしてその後、エッチングにより表面のＣｕ、Ｃ
ｒの各層６４，６２，６１除去し、最終的にポリイミド
樹脂層２０の表面を要求される精度（平面度、表面粗
さ）に研磨仕上げすることで樹脂からなる表面層２１が
形成され、上記形態例の凹部となる（図８−Ｉ参照）。
なお、ＲＩＥによるこのような凹部３０の穿孔条件は次
のようである。ＲＩＥ装置：日本真空技術（株）製ドラ
イエッチング装置（ＲＨ−３００）、高周波電源出力：
０．５〜１．０ｋｗ、ドライエッチング時の真空度：
０．２〜０．８Ｔｏｒｒ、ガス量：Ｏ₂２００ｃｃ／ｍ
ｉｎ。

【００３１】本発明に係る治具は上記構造及び製法によ
るものに限定されるものではない。例えば、凹部の位置
精度などの低下はあるものの、前記形態例における有機
樹脂からなる表面層２１の部位もセラミックとしてもよ
い。すなわち、検査用電極を形成したグリーンシート上
に、凹部の形成のために予め穿孔したシートを重ね、そ
の電極が露出するようにしておいて同時焼成することで
も形成できる。ただし上記製法で形成された治具１は、
研磨されたセラミック基板１０上においてポリイミド樹
脂層２０を形成し、ドライエッチングにより凹部３０を
穿孔、形成し、その後、表面層２１をなすポリイミド樹
脂層２０を研磨仕上げしたものであるため、凹部３０の
位置精度さらには平面度も極めて高精度に形成される。
なお、ドライエッチングによる穿孔にＲＩＥを用いた
が、その他、プラズマエッチング、イオンミリング等が
挙げられる。また、反応ガスとしてＯ₂のほかＣＦ₄等
を用いてもよく、これらを適宜混合して用いてもよい。
その他、エキシマ、ＣＯ2 、ＹＡＧ等の各種のレーザー
による穿孔も可能である。

【００３２】さて、次に別の形態例について図９を参照
して詳細に説明する。ただし、この形態例における治具
１０１は前例の改良とでもいうべきものであるため、そ
の改良点（検査用電極を含む凹部３０の構造）を中心に
説明し、同一部位には、同一の符号を付し適宜その説明
を省略する。すなわち、前例の治具１がその凹部３０に
おける底面のみに検査用電極３が露出するようにしたも
のであるのに対し、本例では、それに加えて凹部３０の
内壁面３１にも金属層３３を形成することで、凹部３０
の内面全体に検査用電極３３を形成したものである。

【００３３】しかして、本例の治具１０１では、前例の
治具１の作用、効果に加えて次のよ作用効果がある。す
なわち、このものでは、同図中、２点鎖線で示したよう
に、チップＦのバンプＴは、内壁面３１に設けられた検
査用電極３３にも接触するため、バンプＴ或いは凹部３
０の位置精度が低くても、検査用電極３３への接触が極
めて容易かつ確実におこなわれる。なお、同図において
は凹部３０を前例と同様に逆円錐台形状としたものを示
しているが、このものにおいても、円柱形状などストレ
ートの柱形状の空孔としてもよい。

【００３４】次にこのような形態の製法例を説明する。
ただし、ＲＩＥを使用して凹部３０をフォトリソグラフ
ィ技術によって穿孔、形成するまでは前例の上記製法と
同じため、その穿孔後の工程を図１０を参照しながら説
明する。すなわち、穿孔、形成された凹部の内壁面にも
金属層３３を形成する場合は、ポリイミド樹脂層２０の
穿孔後（図８−Ｈの工程の後）、その表面のＣｕ層、Ｃ
ｒ層６４，６２，６１をエッチングにより除去する（図
１０−Ａ参照）。その後、凹部３０も含めポリイミド樹
脂層２０の表面の全面にＣｒを０．０２５μｍ、Ｃｕ
０．５μｍをそれぞれスパッタリングし、Ｃｒ層７１、
Ｃｕ層７２を形成する（図１０−Ｂ参照）。

【００３５】そして、上記と同様にフォトリソグラフィ
技術を用い、全面にレジスト７３を塗布し（図１０−Ｃ
参照）、露光・現像により、凹部３上のレジスト７３を
除去し（図１０−Ｄ参照）、ＮｉおよびＡｕメッキをす
ることで凹部３０内のＣｒ／Ｃｕ層の上にＮｉ／Ａｕメ
ッキ層７４を形成し（図１０−Ｅ参照）、レジスト７３
を剥離する（図１０−Ｆ参照）。そして、エッチングに
より凹部３０を除く表面のＣｕ層７２、Ｃｒ層７１を除
去し（図１０−Ｇ参照）、その後でポリイミド樹脂層２
０の表面を要求される精度（平面度）に研磨仕上げする
と図９に示した治具１０１となり、凹部３０の内面全体
に最表面がＮｉ／Ａｕメッキ層７４からなる検査用電極
３３が形成される。

【００３６】なお、この形態例も含め、本発明に係る治
具の凹部３０の検査用電極の表面にはその全面に硬質メ
ッキを施しておくとよい。治具では多数のチップを検査
するため、凹部の内面の金属層が摩耗するが、このよう
に硬質メッキをかけておけば、耐摩耗性が高く、治具の
長寿命化が図られる。なお、硬質メッキとしては、パラ
ジウム、ロジウム、硬質Ａｕ、硬質Ｃｒの各メッキが例
示される。なお、このような硬質メッキは、前記工程図
１０−ＥにおけるＮｉメッキの後にかければよく、その
後でレジスト７３を剥離し、表面のＣｕ層７２、Ｃｒ層
７１をエッチングにより除去すればよい。なお、硬質メ
ッキに代えて、ハンダメッキを施し、バンプとの接触を
し易くするのも効果的である。

【００３７】上記では、フリップチップに接続端子とし
てハンダバンプが形成されているものを検査する治具と
して説明したが、Ａｕバンプであっても同様に適用でき
る。バンプの種類や形成方法に応じてその形状が異なる
ことから、凹部は、このバンプに応じてその縦横断面形
状を適宜の形状に設計すればよい。

【００３８】なお、上記においては治具の材質、構造
を、セラミック及びその上面に形成したポリイミドやエ
ポキシなどの有機樹脂からなる表面層をもつ複合構造の
平板形状としたが、本発明に係る治具においては、その
材質、構造ないし形状は上記のものに限定されるもので
はない。セラミック以外の適宜の絶縁材で、適宜の構造
形状とすることができる。要求される平面度、表面粗さ
が確保されるように、適宜の材質、構造を選定すればよ
い。さらに、凹部の平面形状は円形に限定されるもので
はない。接続端子の平面形状に応じて、なるべく変形を
小さくするように設定すればよい。

【００３９】また、治具における検査装置との接続用の
別設の電極は、検査対象のチップの載置面と反対側の主
面に形成したが、この位置は、治具を平板形状とする場
合でも、その側面に導出することもできるし、治具自体
を十分大きくすれば検査用電極の形成面と同一面に形成
しても良いなど、治具の形態、構造に応じ、さらには治
具が接続される検査装置側のテストボードなどに応じて
適宜に設計すればよい。そして、検査装置との接続用の
電極の形態は、上記においてはＬＧＡ配線基板と同様の
電極（パッド）としたが、このような電極にピンをロー
付けしてＰＧＡ（ピングリッドアレイ）配線基板と同様
の構造にしておき、検査装置側のテストボードなどへの
接続をプラグイン方式としておいてもよい。

【００４０】また、本発明の治具を用いたフリップチッ
プの検査装置として、半導体パラメータアナライザによ
る検査を行う装置を例示したが、これに限定されるもの
ではない。フリップチップの各種の電気的特性や論理的
動作の検査等、フリップチップ単体での特性の検査をバ
ンプを介して電気的に行う装置であれば、いずれのもの
も含まれる。本発明は、上記の各形態例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、各
種、設計変更して実施できる。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る治具によれば、フリップチップの電気検査におい
て、フリップチップに突出状に形成されている接続端子
を異常変形させたり潰したりすることなく、パッケージ
への搭載前にチップ単体でその検査（合否判定）ができ
るから、検査効率が格段と向上する。この結果、パッケ
ージの歩留まりの向上と共にチップの搭載工程の無駄が
なくなり、ひいてはＩＣ装置の信頼性の向上も期待され
る。

【００４１】また、本発明に係るフリップチップ検査装
置によれば、フリップチップ単体でその各種の電気検査
を、ワイヤボンディングタイプのＩＣチップやＴＡＢタ
イプのチップと同様にして行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフリップチップ用検査治具の一実
施形態の概略構成斜視図。

【図２】図１の拡大断面図。

【図３】図２におけるＡ部拡大図。

【図４】図１〜３のフリップチップ用検査治具を用いた
フリップチップ検査装置の説明図及びその検査の状態の
説明図。

【図５】検査用電極部位の別例の拡大断面図。

【図６】図１の治具をなすセラミック基板の断面図。

【図７】図１〜３の治具の製造工程図。

【図８】図１〜３の治具の製造工程図。

【図９】検査用電極部位の別形態例を示す拡大断面図。

【図１０】図９の治具の製造工程図。

【符号の説明】

１，１０１フリップチップ用検査治具２表面３，３３検査用電極４ビア５内部の導体配線７別設の電極１０セラミック基板をなす多層配線基板１１ａセラミック基板の表面２１表面層３０凹部３１凹部の内壁面ＦフリップチップＴフリップチップのハンダバンプ（接続端子）Ｈ表面層の表面から凹部内に露出する検査用電極まで
の深さＨｔフリップチップのハンダバンプ（接続端子）の高
さＰ１検査用電極相互の間隔Ｐ２Ｐ２別設の電極の間隔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フリップチップの電気検査を行うために
その接続端子を接触させる検査用電極が一平面上に絶縁
を確保して多数形成されていると共に、その検査用電極
は、内部の導体配線を介して別設の電極に接続されてな
るフリップチップ用検査治具であって、前記各検査用電
極は、前記平面上に形成され表面が平坦な表面層に形成
された凹部の底面から露出していることを特徴とするフ
リップチップ用検査治具。
【請求項２】前記表面層の表面から凹部内に露出する
検査用電極までの深さが、検査対象とされるフリップチ
ップの接続端子形成面から接続端子頂部までの許容最小
高さより小さくされている請求項１記載のフリップチッ
プ用検査治具。
【請求項３】前記凹部は、底面に向かうに従い横断面
積が小さくなるように形成されている請求項１又は２記
載のフリップチップ用検査治具。
【請求項４】前記凹部は、その内壁面にも検査用電極
を備えている請求項１〜３のいずれかに記載のフリップ
チップ用検査治具。
【請求項５】前記凹部は、その内壁面が凹部の底面に
対し、４５〜８５度のテーパの範囲に存在する逆円錐台
形状若しくはそれに類する形状である請求項１〜４のい
ずれかに記載のフリップチップ用検査治具。
【請求項６】前記凹部が、フォトリソグラフィ技術に
よって形成されてなる請求項１〜５のいずれかに記載の
フリップチップ用検査治具。
【請求項７】前記表面層が、有機樹脂からなると共に
表面が平坦なセラミック基板の上に形成されている請求
項１〜６のいずれかに記載のフリップチップ用検査治
具。
【請求項８】前記セラミック基板の表面は研磨によっ
て平坦にされている請求項７に記載のフリップチップ用
検査治具。
【請求項９】前記セラミック基板は、多層配線基板で
ある請求項７又は８記載のフリップチップ用検査治具。
【請求項１０】前記別設の電極が、前記検査用電極相
互の間隔よりも大きい間隔で配設されている請求項１〜
９のいずれかに記載のフリップチップ用検査治具。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかに記載のフ
リップチップ用検査治具を備え、前記検査用電極に接続
端子を接触させたフリップチップの電気検査を、前記別
設の電極を通じて行う構成とされているフリップチップ
検査装置。