JPH11121563A

JPH11121563A - バンプ検査方法およびバンプ検査用基板

Info

Publication number: JPH11121563A
Application number: JP28522097A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Oki; 伸一沖
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】バンプ付き薄膜のバンプの高さが所定範囲内
にあるか否かを簡単に測定する方法を提供する。【解決手段】第１電極８１ｂが形成された第１検査用
基板８０上にバンプ付き薄膜８２を配置する工程と、バ
ンプ付き薄膜８２の各バンプ８２ｂが挿入されるべき開
口部を備え、かつ所定の厚さを有する検査用スペーサシ
ート８７を、第２電極８６が形成された第２検査用基板
８５上に配置する工程と、第１検査用基板８０を第２検
査用基板８５に対して押圧し、バンプ付き薄膜８２のバ
ンプ８２ｂを検査用スペーサシート８７の開口部に挿入
する工程と、第１電極８１ｂと第２電極８６との間を流
れる電流を測定し、それによって、検査用スペーサシー
ト８７の厚さを超える高さを持ったバンプの存否を検出
する工程とを包含する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バンプ検査に関
し、特に、ウェハ一括型測定検査用用プローブカードの
バンプ高さ異常を検知できるバンプ検査方法およびバン
プ検査用基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路装置（以後、「半
導体装置」と称する。）を搭載した電子機器の小型化及
び低価格化の進展は目ざましく、これに伴って、半導体
装置に対する小型化及び低価格化の要求が強くなってい
る。

【０００３】通常、半導体装置は、半導体チップとリー
ドフレームとがボンディングワイヤによって電気的に接
続された後、半導体チップ及びリードフレームが樹脂又
はセラミクスにより封止された状態で供給され、プリン
ト基板に実装される。ところが、電子機器の小型化の要
求から、半導体装置を半導体ウエハから切り出したまま
の状態（以後、この状態の半導体装置をベアチップと称
する。）で回路基板に直接実装する方法が開発され、品
質が保証されたベアチップを低価格で供給することが望
まれている。

【０００４】ベアチップに対して品質保証を行なうため
には、半導体装置に対してウェハ状態でバーンイン等の
検査をする必要がある。ところが、半導体ウェハ上に形
成されている複数のベアチップに対して１個又は数個づ
つ何度にも分けて検査を行なうことは多くの時間を要す
るので、時間的にもコスト的にも現実的ではない。そこ
で、全てのベアチップに対してウェハ状態で一括してバ
ーンイン等の検査を行なうことが要求される。

【０００５】ベアチップに対してウェハ状態で一括して
検査を行なうには、半導体ウェハ上に形成された複数の
半導体チップの電極に電源電圧や信号を同時に印加し、
該複数の半導体チップを動作させる必要がある。このた
めには、非常に多く（通常、数千個以上）のプローブ針
を持つプローブカードを用意する必要があるが、このよ
うにするには、従来のニードル型プローブカードではピ
ン数の点からも価格の点からも対応できない。

【０００６】そこで、ウェハ上の多数のパッド電極に対
してプローブ電極を一括的にコンタクトできるプローブ
カードが提案されている（特開平７−２３１０１９号公
報）。この技術によれば、プローブカードに多数のバン
プを形成し、これらのバンプをプローブ電極として用い
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記プローブカードに
は多数のバンプが形成され、それらのバンプをプローブ
電極として用いる。このバンプの高さに大きなばらつき
があると、ウェハ上のパッド電極との間で正常なコンタ
クトをとることができず、測定・検査が不能になるとい
う問題がある。

【０００８】本発明は斯かる問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、プローブカードのバンプ高さがあ
らかじめ定められた範囲内にあるか否かを速やかに測定
できるバンプ検査方法およびバンプ検査用基板を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のバンプ検査方法
は、表面に少なくとも一つの第１電極が形成された第１
検査用基板の前記第１電極上にバンプ付き薄膜を配置す
る工程と、前記バンプ付き薄膜の各バンプが挿入される
べき開口部を備え、かつ所定の厚さを有する検査用スペ
ーサシートを、表面に少なくとも一つの第２電極が形成
された第２検査用基板の前記第２電極上に配置する工程
と、前記第１検査用基板を前記第２検査用基板に対して
押圧し、前記バンプ付き薄膜の各バンプを前記検査用ス
ペーサシートの前記開口部に挿入する工程と、前記第１
電極と前記第２電極との間を流れる電流を測定し、それ
によって、前記検査用スペーサシートの前記厚さを超え
る高さを持ったバンプの存否を検出する工程とを包含す
る。

【００１０】本発明の他のバンプ検査方法は、表面に複
数の第１電極が形成された第１検査用基板上にバンプ付
き薄膜を配置し、前記複数の第１電極と対応する前記バ
ンプ付き薄膜のバンプとをコンタクトさせる工程と、前
記バンプ付き薄膜の各バンプが挿入されるべき開口部を
備え、かつ所定の厚さを有する検査用スペーサシート
を、表面に複数の第２電極が形成された第２検査用基板
上に配置し、前記開口部を介して、前記複数の第２電極
の所定部分を露出させる工程と、前記第１検査用基板を
前記第２検査用基板に対して押圧し、前記バンプ付き薄
膜の各バンプを前記検査用スペーサシートの前記開口部
に挿入する工程と、前記複数の第１電極のうちの二つの
電極間を流れる電流を測定し、それによって、前記検査
用スペーサシートの前記厚さを下回る高さを持ったバン
プの存否を検出する工程とを包含する。

【００１１】本発明の更に他のバンプ検査方法は、ウェ
ハ一括型測定検査のためのプローブカードに取り付けら
れるバンプ付き薄膜のバンプを検査するバンプ検査方法
であって、前記プローブカードの多層配線基板上に形成
された少なくとも一つの第１電極に前記バンプ付き薄膜
のバンプをコンタクトさせる工程と、前記バンプ付き薄
膜の各バンプが挿入されるべき開口部を備え、かつ所定
の厚さを有する検査用スペーサシートを、表面に第２電
極が形成されたウェハの前記第２電極上に配置する工程
と、前記プローブカードの前記多層配線基板を前記ウェ
ハに対して押圧し、前記バンプ付き薄膜の各バンプを前
記検査用スペーサシートの前記開口部に挿入する押圧工
程と、前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流
を測定し、それによって、前記検査用スペーサシートの
前記厚さを超える高さを持ったバンプの存否を検出する
工程とを包含する。

【００１２】本発明の更に他のバンプ検査方法は、ウェ
ハ一括型測定検査のためのプローブカードに取り付けら
れるバンプ付き薄膜のバンプを検査するバンプ検査方法
であって、前記プローブカードの多層配線基板上に形成
された複数の第１電極に前記バンプ付き薄膜のバンプを
コンタクトさせる工程と、前記バンプ付き薄膜の各バン
プが挿入されるべき開口部を備え、かつ所定の厚さを有
する検査用スペーサシートを、表面に複数の第２電極が
形成されたウェハ上に配置し、前記開口部を介して、前
記複数の第２電極の所定部分を露出させる工程と、前記
プローブカードの前記多層配線基板を前記ウェハに対し
て押圧し、前記バンプ付き薄膜の各バンプを前記検査用
スペーサシートの前記開口部に挿入する押圧工程と、前
記複数の第１電極のうちの二つの電極間を流れる電流を
測定し、それによって、前記検査用スペーサシートの前
記厚さを下回る高さを持ったバンプの存否を検出する工
程とを包含する。

【００１３】前記押圧工程は、前記ウェハを搭載したウ
ェハトレイと前記プローブカードとの間の空間をシール
し、前記空間を減圧する工程を包含してもよい。

【００１４】前記第１電極と前記バンプ付き薄膜の前記
バンプとの間に導電性ゴムが形成されていてもよい。

【００１５】前記多層配線基板上に形成された前記第１
電極が複数のブロック領域に分割されていてもよい。

【００１６】本発明のバンプ検査用基板は、ウェハ一括
型測定検査用プローブカードに取り付けられるバンプ付
き薄膜のバンプ高さを検査するためのバンプ検査用基板
であって、前記バンプ付き薄膜に設けられた各バンプに
対応する位置に開口部を有するスペーサシートと、表面
に電極が形成され、前記スペーサシートが前記電極の形
成された表面上に配置されるプレート状基材とを備えて
いる。

【００１７】前記スペーサシートは前記プレート状基材
に張り付けられていることが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】まず、本発明の理解を容易にする
ため、本発明にかかるバンプ検査方法が適用されるウェ
ハ一括型測定・検査技術を説明する。

【００１９】図１には、ウェハ上の多数のパッド電極に
対してプローブ電極を一括的にコンタクトできるプロー
ブカード１が示されている。測定・検査の対象となる素
子・回路が形成されたウェハ（例えば直径２００ｍｍの
シリコンウェハ）２は、チップ状に分割されることな
く、そのままの状態でウェハトレイ３上に載置される。
測定・検査に際して、ウェハ２はプローブカード１とウ
ェハトレイ３との間に挟まれる。プローブカード１とウ
ェハトレイ３との間にできる僅かな空間は、シールリン
グ４によって大気からシールされる。その空間を真空バ
ルブ５を介して減圧する（例えば大気圧に比べて２００
ミリトール程度減圧する）ことにより、プローブカード
１は大気圧の力をかりて均等にウェハ２を押圧する。そ
の結果、プローブカード１のプローブ電極は、広いウェ
ハ２の全面にわたって均等な力でウェハ２上のパッド電
極を押圧することができる。プローブカード１上の多数
のバンプがウェハ２上の所定のパッド電極と確実に接触
するためには、接触の前に、プローブカード１とウェハ
２との間のアライメントを高精度で実行する必要があ
る。

【００２０】このようなウェハ一括型の測定・検査技術
によれば、ウェハ２の全面に形成された数千から数万個
以上の多数のパッド電極に対して、プローブカード１に
形成した多数のプローブ電極を同時にしかも確実にコン
タクトさせることができる。

【００２１】図２は、本発明が適用されるプローブカー
ド２０の断面構成例を示している。

【００２２】このプローブカード２０は、測定・検査装
置に電気的に接続されることになる多層配線基板２１
と、バンプ付きポリイミド薄膜２２と、これらの間に設
けられた局在型異方導電性ゴム２３とを少なくとも備え
ている。局在型異方導電性ゴム２３は、多層配線基板２
１の電極配線２１ｂとバンプ付きポリイミド薄膜２２の
バンプ２２ｂとを電気的に接続する弾性部材である。図
２では、上記３つの部材２１〜２３が縦方向に分離され
た状態が示されているが、これらの部材２１〜２３を密
着固定することにより、一枚のプローブカード２０が形
成される。

【００２３】多層配線基板２１としては、ガラス基板２
１ａ上に多層配線２１ｂが形成されたものを使用でき
る。ガラス基板２１ａは、広い面積にわたって高い平坦
性を持つものが比較的容易に作製され得るので好まし
い。また、ガラスの熱膨張係数はシリコンウェハの熱膨
張係数に近いため、ガラスは、特にバーンイン用プロー
ブカードの多層配線基板の材料として好適である。

【００２４】多層配線２１ｂの形成は、公知の薄膜堆積
技術とパターニング技術を用いて行える。たとえば、銅
（Ｃｕ）などの導電性薄膜をスパッタリング法等により
ガラス基板２１ａ上に堆積した後、フォトリソグラフィ
およびエッチング工程で導電性薄膜をパターニングすれ
ば、任意のパターンを持った配線２１ｂを形成すること
ができる。異なるレベルの配線２１ｂは、層間絶縁膜２
１ｃにより分離される。層間絶縁膜２１ｃは、たとえば
ポリイミド薄膜をスピンコート等の方法でガラス基板２
１ａ上に形成することで得られる。多層配線２１ｂは、
面内に二次元的に配列される多数のバンプ（プローブ電
極）２２ｂをプローブカード２０の周辺領域に設けられ
た不図示の接続電極やコネクタにに電気的に接続し、外
部の検査装置や検査回路とプローブ電極２２ｂとの電気
的接続を可能にするものである。

【００２５】バンプ付きポリイミド薄膜２２は、たとえ
ば次のようにして得られる。まず、厚さ１８μｍ程度の
ポリイミド薄膜２２ａと厚さ３５μｍ程度の銅薄膜とが
二層になった基材に多数の開口部（内径２０〜３０μｍ
程度）を設ける。電解メッキなどの方法を用いて各開口
部をＮｉ等の金属材料で埋め込み、バンプ２２ｂを形成
する。ポリイミド薄膜２２ａから銅薄膜の不要部分をエ
ッチングで除去すれば、図示されるようなバンプ付きポ
リイミド薄膜２２が得られる。バンプ２２ｂの高さは、
一例としては、約２０μｍ程度である。バンプの横方向
サイズは、４０μｍ程度である。ポリイミド薄膜２２ａ
のどの位置にバンプ２２ｂを形成するかは、測定対象の
ウェハ２５のどの位置にパッド電極２６が形成されてい
るかに依存して決定される。

【００２６】局在型異方導電性ゴム２３は、シリコーン
製ゴムのシート（厚さ２００μｍ程度）２３ａ内の特定
箇所に導電性粒子２３ｂが配置されており、その箇所で
導通方向（膜厚方向）に鎖状につなげたものである。多
層配線基板２１とバンプ２２ｂとの間に、弾力性を持っ
たゴムを介在させることにより、ウェハ２５上の段差や
ウェハ２５のそりの影響を受けることなく、プローブカ
ード２０のバンプ２２ｂとウェハ２５上の電極２６との
間のコンタクトを確実に実現することができる。

【００２７】このようなプローブカード２０をバーンイ
ン検査に使用する場合、ポリイミド薄膜２２ａの熱膨張
係数（約１６×１０^-6／℃）とウェハ２５の熱膨張係数
（約３×１０^-6／℃）とが異なるため、バーンインのた
めの加熱時に、ポリイミド薄膜２２ａ上のバンプ２２ｂ
の位置がウェハ２５上のパッド電極２６の位置に対して
横方向にずれてしまう。この位置ズレは、ウェハ２５の
中央部よりも周辺部で大きくなり、ウェハ２５とプロー
ブカード２０との間で正常な電気的コンタクトがとれな
くなる。このような問題を解決するには、特開平７−２
３１０１９号公報に開示されているように、熱膨張係数
がシリコンウェハに近いセラミックリングなどの剛性リ
ング（不図示）にポリイミド薄膜２２ａを張りつけ、そ
のポリイミド薄膜２２ａにあらかじめ張力を与えておく
ことが有効である。この場合、ポリイミド薄膜２２ａを
剛性リングに張りつけてから、バンプ２２ｂを形成する
方がよい。バンプ２２ｂの位置がずれにくいからであ
る。

【００２８】ウェハ２５は、ウェハトレイ２８に配置さ
れる。ウェハ２５を搭載したウェハトレイ２８がプロー
ブカード２０に対して適切な位置に配置された後、プロ
ーブカード２０とウェハトレイ２８との間隔が縮小され
る。その結果、ウェハ２５上のパッド電極２６とプロー
ブカード２０のバンプ２２ｂとが物理的にコンタクトす
る。前述のように、プローブカード２０とウェハトレイ
２８との間のシールされた空間を減圧することにより、
各バンプ２２ｂがほぼ均等な力をもってウェハ２５上の
パッド電極２６を押圧することなる。その後、不図示の
駆動回路や検査回路からの電気信号および電源電圧が、
プローブカード２０のバンプ２２を介してウェハ２５上
のパッド電極２６に供給される。バーンイン検査の場
合、プローブカード２０、ウェハ２５およびウェハトレ
イ２８は、図３に示されるような状態で、一体的にバー
ンイン装置に挿入され、加熱される。

【００２９】検査・測定の間、および、その前後におい
て、プローブカード２０、ウェハ２５およびウェハトレ
イ２８は、図３に示されるような状態に維持される。前
述の密閉空間が減圧状態にあるウェハトレイ２８は、プ
ローブカード２０から離脱することなく、これらの部材
は一体的にウェハを狭持している。

【００３０】ウェハ一括型の検査・測定が終了すると、
プローブカード２０とトレイ２８との間にできた密閉空
間の圧力を上昇させ、大気圧程度に回復させる。その結
果、トレイ２８はプローブカード２０から分離され、中
からウェハ２５が取り出される。

【００３１】以下に、図４および図５を参照しながら本
発明によるバンプ検査方法の原理を説明する。

【００３２】検査対象のバンプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ
および４２ｄが形成されたポリイミド薄膜４１の裏面
に、すべてのバンプと電気的に接触する一枚の電極（第
１電極）４３を配置する。この電極４３は、共通の電源
（不図示）から各バンプ４２ａ〜４２ｄに所定の電位を
与える機能を果たす。

【００３３】ここで用いる検査用スペーサシート４４に
は、検査対象のバンプ４２ａ〜４２ｄに対応する位置に
開口部４５が形成されている。開口部４５の内径は、バ
ンプの外径よりも大きく設定される。検査用スペーサシ
ート４４の厚さＨ_MAXは、バンプ高さの許容範囲の上限
に設定される。例えば、バンプ高さの規格範囲が２０±
５μｍの場合、バンプ高さの許容範囲の上限は２５μｍ
となるから、厚さ２５μｍの検査用スペーサシート４４
を用いれば良い。

【００３４】検査用スペーサシート４４を介して、バン
プ付きポリイミド薄膜４１に対向する位置には、プレー
ト状の検査用基板４６に支持された電極（第２電極）４
７が配置される。

【００３５】検査用スペーサシート４４は第２電極４７
を介して検査用基板４６上に配置される。その後、図５
に示すように、バンプ４２ａ〜４２ｄは検査検査用スペ
ーサシート４４の開口部４５に挿入される。この状態
で、第１電極４３と第２電極４７との間に電圧を印加す
る。このとき、検査用スペーサシート４４の厚さＨ_MAX
に比較して高さの高いバンプがあると、そのバンプを介
して、第１電極４３と第２電極４７との間を電流が流れ
る。図５の場合、バンプ４２ｃの高さＨ_Bが、検査用ス
ペーサシート４４の厚さＨ_MAXよりも大きい（Ｈ_B＞Ｈ
_MAX）ため、バンプ４２ｃの先端が第２基板４７に到達
している。一方、他のバンプ４２ａ、４２ｂおよび４２
ｄは、それらの高さがいずれも検査用スペーサシート４
４の厚さＨ_MAXよりも小さいため、先端部分は第２電極
４７に到達していない。

【００３６】こうして、図５のような状態で第１電極４
３と第２電極４７との間の電流を計測することにより、
許容範囲の上限（Ｈ_MAX）を越える高さを持ったバンプ
の存在を検知することができる。図５の実線矢印は、電
流経路を模式的に示している。

【００３７】なお、電流測定を一枚のバンプ付き薄膜４
１の全体に対して一括的に行う代わりに、バンプ付き薄
膜４１上の多数のバンプをブロック単位に分け、それぞ
れのブロックごとにバンプ高さを検査してもよい。そう
することによって、高さが許容範囲から外れた異常バン
プのおよその面内分布を知ることができ、バンプ付き薄
膜の製造方法改善に役立てることができる。ブロック単
位でバンプ高さを検査するには、第１電極４３と第２電
極４７のいずれか一方（または両方）を複数のブロック
に分割しておき、各ブロック毎に第１電極４３と第２電
極４７との間を流れる電流を測定すればよい。

【００３８】次に、図６および図７を参照しながら、本
発明による他のバンプ検査方法の原理を説明する。

【００３９】検査対象のバンプ６２ａ、６２ｂ、６２ｃ
および６２ｄが形成されたポリイミド薄膜６１の裏面に
は、隣接するバンプを相互に電気的に接続するための配
線（複数の第１電極）６３を配置する。この配線６３の
両端は、不図示の電流測定装置に接続される。

【００４０】検査用スペーサシート６４には、検査対象
のバンプ６２ａ〜６２ｄに対応する位置に開口部６５が
形成されている。開口部６５の内径は、バンプの外径よ
りも大きく設定される。検査用スペーサシート６４の厚
さＨ_MINは、バンプ高さの許容範囲の下限に設定され
る。例えば、バンプ高さの規格範囲が２０±５μｍの場
合、バンプ高さの許容範囲の下限は１５μｍとなるか
ら、厚さ１５μｍの検査用スペーサシート６４を用いれ
ば良い。

【００４１】検査用スペーサシート６４を介して、バン
プ付きポリイミド薄膜６１に対向する位置には、検査用
基板６６に支持された配線（複数の第２電極）６７を配
置する。第１電極６３、バンプ６２ａ〜６２ｄおよび第
２電極６７がチェーン状の電流経路を形成できるよう
に、第１電極６３および第２電極６７のパターンが形成
される。

【００４２】検査用スペーサシート６４は第２電極６７
が形成された検査用基板６６上に配置する。その後、図
７に示すように、バンプ６２ａ〜６２ｄを検査検査用ス
ペーサシート６４の開口部６５に挿入する。この状態
で、第１電極６３の両端に電圧を印可する。このとき、
検査用スペーサシート６４の厚さＨ_MINに比較して高さ
の低いバンプがあると、そのバンプのせいでチェーン状
電流経路に断線が生じる。図７の場合、バンプ６２ｂの
高さＨ_Bが、検査用スペーサシート６４の厚さＨ_MINより
も小さいため、バンプ６２ｂの先端が第２電極６７に到
達していない。他のバンプ６２ａ、６２ｃおよび６２ｄ
は、それらの高さがいずれも検査用スペーサシート６４
の厚さＨ_MINよりも大きいため、先端部分が第２電極６
７に到達している。しかしながら、一カ所でも、高さが
許容範囲の下限に到達しないバンプがあると、直列的な
電流経路が解放されるため、電流が流れなくなる。

【００４３】こうして、図７のような状態で第１電極６
３の両端を流れる電流を計測することにより、許容範囲
の下限（Ｈ_MIN）を下回る高さを持ったバンプの存在を
検知することができる。図７の実線矢印は、電流経路が
途中で断たれている様子を模式的に示している。

【００４４】この検査方法によれば、バンプ高さ異常だ
けではなく、バンプの位置ズレをも検出することが可能
である。この点を次に簡単に説明する。

【００４５】図７からもわかるように、バンプ高さ検査
用スペーサシート６４の開口部６５または第２電極６７
に対して、対応するバンプの位置が横方向に大きくずれ
ていると、そのバンプは検査用スペーサシート６４の開
口部６５に挿入されず、そのバンプの先端は第２電極６
７に到達しない。その結果、その部分で電流経路が遮断
される。従って、バンプ位置ズレの許容範囲に応じて開
口部６５の大きさと第２電極６７のパターンを調整して
おけば、バンプの高さ異常と位置ズレという２種類の不
良を同時に検出することができる。また、バンプの高さ
異常だけを検出するためには、検査用スペーサシート６
４の開口部６５を大きめに設定し、かつ、第２電極パタ
ーンに位置ズレを吸収するマージンをを与えておけばよ
い。

【００４６】なお、この検査方法においても、電流測定
を一枚のバンプ付き薄膜の全体に対して一括的に行う代
わりに、バンプ付き薄膜上のバンプをブロック単位に分
け、それぞれのブロックごとにバンプ高さを検査するこ
とができる。

【００４７】以上説明してきた２種類のバンプ検査方法
を順次行うことによって、許容範囲（Ｈ_MIN≦Ｈ_B≦Ｈ
_MAX）から外れた高さのバンプを確実に検出することが
できる。検出された不良バンプを持つポリイミド薄膜
は、プローブカードの製造工程から除外される。

【００４８】以下、図８を参照しながら本発明によるバ
ンプ検査方法の実施形態を詳細に説明する。

【００４９】図８の第１検査用基板８０は、プローブカ
ードに用いる多層配線基板とほぼ同様の構成を有する配
線基板８１と局在型異方導電性ゴム８３とを備えてい
る。配線基板８１は好ましくはガラス基板から形成さ
れ、その表面には第１電極として機能する配線層８１ｂ
が形成されている。

【００５０】検査対象となるバンプ付きポリイミド薄膜
８２は、アライメント工程を経て、第１検査用基板８０
に一時的に張り付けられる。バンプ検査終了後、バンプ
付きポリイミド薄膜８２は、第１検査用基板８０から取
り除かれ、次の検査対象となるバンプ付きポリイミド薄
膜が第１検査用基板８０に張り付けられることになる。
検査に合格したバンプ付きポリイミド薄膜８２は、図２
に示す局在型異方導電性ゴム２３の取り付けられた多層
配線基板２１上に配置され、プローブカード２０の製造
に使用される。

【００５１】本実施形態における第２検査用基板８５
は、第２電極８６が表面に形成されたシリコンウェハで
ある。第２電極８６は、通常の半導体製造工程で用いら
れる公知の工程で容易に形成される。バンプ高さ検査用
スペーサシート８７の開口部が第２検査用基板８５上の
第２電極８６に対して所定の位置にくるようにアライメ
ントが実行された後、第２検査用基板８５上に検査用ス
ペーサシート８７に張り付けられる。第２検査用基板８
５は、ウェハトレイ８８上に搭載された後、真空チャッ
クなどによってウェハトレイ８８に確実にホールドされ
る。ウェハトレイ８８には不図示のシールリングが取り
付けられている。

【００５２】第１検査用基板８０上に配置されたバンプ
付きポリイミド薄膜８２の各バンプ８２ｂは、第２検査
用基板８５の第２電極８６と確実にコンタクトするよう
にアライメントされる。その後、第１検査用基板８０と
第２検査用基板８５との間隔が狭められ、各バンプ８２
ｂは検査用スペーサシート８６の開口部に挿入される。
その後、第１検査用基板８０とウェハトレイ８８とで形
成される密閉空間が減圧され、バンプ付きポリイミド薄
膜８２は均一な圧力を受ける。その結果、第１検査用基
板８０は検査用スペーサシート８７を介して第２検査用
基板８５に密着する。そのような状態で、前述した原理
に基づく電流測定が行われ、規格外のバンプを検出す
る。

【００５３】これら一連の工程は、プローブカード２０
を用いたウェハ一括型測定・検査工程と同じようにして
実行される。従って、アライメントのための装置もプロ
ーブカード製造工程で使用するアライメント装置をその
まま活用することができる。また、バーンイン検査に用
いるバンプについて高さの検査をする場合は、検査工程
をバーンイン処理時の温度と同程度の温度に加熱して行
っても良い。

【００５４】なお、配線基板８１上に形成される第１電
極８１ｂは、図６の第１電極６３に対応している。従っ
て、第１検査用基板に設けられた複数の第１電極８１ｂ
のうち二つの電極間を流れる電流を不図示の測定装置で
測定すれば、高さが許容範囲よりも小さなバンプを検出
できる。高さが許容範囲よりも大きなバンプを検出しよ
うとする場合、第１電極８１ｂは図４の第１電極４３と
同様のパターンを持つように形成される。

【００５５】バンプ高さ検査用スペーサシート８７は、
例えばポリイミド薄膜から形成される。ポリイミド薄膜
の厚さの面内ばらつきは±１μｍ程度しかないため、バ
ンプの高さ異常を高い精度で検出できる。スペーサシー
ト８７は、少なくともその表面が絶縁性を持つ材料から
形成されている必要があり、第２検査用基板８５として
機能するウェハ上に張り付けられて使用されることが好
ましい。

【００５６】上述のように、本実施形態のバンプ検査方
法は、バンプ付きポリイミド薄膜８２を実際に使用する
状況と同様の状況において行う。その結果、バンプ高さ
検査時にバンプに加えられる圧力などの諸条件がバンプ
が実際に使用される条件に近くなり、的確なバンプ検査
が実現する。また、バンプ検査に必要な検査用基板等
を、プローブカードの製造技術を利用して容易に精度良
く形成できる点も大きなメリットである。

【００５７】なお、検査対象となるバンプはポリイミド
薄膜に形成されたものに限られないことは言うまでもな
い。

【００５８】

【発明の効果】本発明のバンプ検査方法によれば、バン
プ付き薄膜の各バンプが挿入されるべき開口部を備え、
かつ所定の厚さを有する検査用スペーサシートを用い、
検査用スペーサシートの開口部にバンプ付き薄膜の各バ
ンプを挿入した後、検査用スペーサシートの上下に配置
した電極間を流れる電流を測定するので、検査用スペー
サシートの厚さを超える高さを持ったバンプの存否を簡
単に検出することができる。

【００５９】本発明の他のバンプ検査方法によれば、バ
ンプ付き薄膜の各バンプが挿入されるべき開口部を備
え、かつ所定の厚さを有する検査用スペーサシートを用
い、検査用スペーサシートの開口部にバンプ付き薄膜の
各バンプを挿入した後、検査用スペーサシートの上下に
配列した複数の電極を直列的に流れる電流を測定するの
で、検査用スペーサシートの厚さを下回る高さを持った
バンプの存否を簡単に検出することができる。

【００６０】本発明の更に他のバンプ検査方法によれ
ば、プローブカードの多層配線基板上に形成した第１電
極にバンプ付き薄膜のバンプをコンタクトさせながら、
バンプを所定厚さを有する検査用スペーサシートの開口
部に挿入し、ウェハ上に形成した第２電極上に押圧す
る。そうして、第１電極と第２電極との間を流れる電流
を測定するため、検査用スペーサシートの厚さを超える
高さを持ったバンプの存否を簡単に検出することができ
る。

【００６１】本発明の更に他のバンプ検査方法によれ
ば、プローブカードの多層配線基板上に配列された複数
の第１電極にバンプ付き薄膜の各バンプをコンタクトさ
せながら、バンプを所定厚さを有する検査用スペーサシ
ートの開口部に挿入し、ウェハに配列した複数の第２電
極上に押圧する。そうして、複数の第１電極および第２
電極を介して直列的に流れる電流を測定するため、検査
用スペーサシートの厚さを下回る高さを持ったバンプの
存否を簡単に検出することができる。

【００６２】バンプを第２電極に押圧する工程を、多層
配線基板とウェハトレイとの間の空間をシールし、その
空間を減圧することによって実行する場合、広い範囲に
わたって多数のバンプをほぼ等しい圧力で第２電極に押
圧できるので、高い精度でバンプ検査を実施できる。ま
た、プローブカードの実際の使用状況に近い状況のもと
でバンプ高さを検査するため、実用に適している。本発
明のバンプ検査用基板によれば、バンプ付き薄膜に設け
られた各バンプに対応する位置に開口部を有するスペー
サシートと、表面に電極が形成され、スペーサシートが
電極の形成された表面上に配置されるプレート状基材と
を備えているため、上記バンプ検査方法に好適に用いら
れる。

【００６３】スペーサシートがプレート状基材に張り付
けられていると、スペーサシートの開口部と電極との位
置関係が固定されており、バンプ測定に際して、その都
度、スペーサシートの開口部の位置を電極位置に合わせ
るためのアライメントをする労力が省かれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ウェハ一括型の測定・検査技術を説明するため
の斜視図。

【図２】ウェハ一括型の測定・検査技術に用いられるプ
ローブカード、ウェハおよびウェハトレイの構成を示す
断面図。

【図３】測定時におけるプローブカード、ウェハおよび
ウェハトレイの関係を示す断面図。

【図４】本発明によるバンプ高さ測定方法に使用する測
定手段の断面図。

【図５】図４の測定手段を用いた場合のバンプ高さ測定
原理を説明する図。

【図６】本発明による他のバンプ高さ測定方法に使用す
る測定手段の断面図。

【図７】図６の測定手段を用いた場合のバンプ高さ測定
原理を説明する図。

【図８】本発明によるバンプ高さ測定測定装置の実施形
態を示す断面図。

【符号の説明】

１プローブカード２ウェハ（例えば直径２００ｍｍのシリコンウェ
ハ）３ウェハトレイ４シールリング５真空バルブ２０プローブカード２１多層配線基板２１ａガラス基板２１ｂ電極配線２１ｃ層間絶縁膜２２バンプ付きポリイミド薄膜２２ａポリイミド薄膜２２ｂバンプ２３局在型異方導電性ゴム２５ウェハ２６パッド電極２８ウェハトレイ４１バンプ付き薄膜４２ａバンプ４２ｂバンプ４２ｃバンプ４２ｄバンプ４３第１電極４４検査用スペーサシート４５開口部４６検査用基板４７第２電極６１バンプ付き薄膜６２ａバンプ６２ｂバンプ６２ｃバンプ６２ｄバンプ６３第１電極６４検査用スペーサシート６５開口部６６検査用基板６７第２電極８０第１検査用基板８１配線基板８１ｂ第１電極８２バンプ付きポリイミド薄膜８２ｂバンプ８３局在型異方導電性ゴム８５第２検査用基板８６第２電極８７検査用スペーサシート８８ウェハトレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に少なくとも一つの第１電極が形成
された第１検査用基板の前記第１電極上にバンプ付き薄
膜を配置する工程と、前記バンプ付き薄膜の各バンプが挿入されるべき開口部
を備え、かつ所定の厚さを有する検査用スペーサシート
を、表面に少なくとも一つの第２電極が形成された第２
検査用基板の前記第２電極上に配置する工程と、前記第１検査用基板を前記第２検査用基板に対して押圧
し、前記バンプ付き薄膜の各バンプを前記検査用スペー
サシートの前記開口部に挿入する工程と、前記第１電極
と前記第２電極との間を流れる電流を測定し、それによ
って、前記検査用スペーサシートの前記厚さを超える高
さを持ったバンプの存否を検出する工程と、を包含する
ことを特徴とするバンプ検査方法。
【請求項２】表面に複数の第１電極が形成された第１
検査用基板上にバンプ付き薄膜を配置し、前記複数の第
１電極と対応する前記バンプ付き薄膜のバンプとをコン
タクトさせる工程と、前記バンプ付き薄膜の各バンプが挿入されるべき開口部
を備え、かつ所定の厚さを有する検査用スペーサシート
を、表面に複数の第２電極が形成された第２検査用基板
上に配置し、前記開口部を介して、前記複数の第２電極
の所定部分を露出させる工程と、前記第１検査用基板を前記第２検査用基板に対して押圧
し、前記バンプ付き薄膜の各バンプを前記検査用スペー
サシートの前記開口部に挿入する工程と、前記複数の第１電極のうちの二つの電極間を流れる電流
を測定し、それによって、前記検査用スペーサシートの
前記厚さを下回る高さを持ったバンプの存否を検出する
工程と、を包含することを特徴とするバンプ検査方法。
【請求項３】ウェハ一括型測定検査のためのプローブ
カードに取り付けられるバンプ付き薄膜のバンプを検査
するバンプ検査方法であって、前記プローブカードの多層配線基板上に形成された少な
くとも一つの第１電極に前記バンプ付き薄膜のバンプを
コンタクトさせる工程と、前記バンプ付き薄膜の各バンプが挿入されるべき開口部
を備え、かつ所定の厚さを有する検査用スペーサシート
を、表面に第２電極が形成されたウェハの前記第２電極
上に配置する工程と、前記プローブカードの前記多層配線基板を前記ウェハに
対して押圧し、前記バンプ付き薄膜の各バンプを前記検
査用スペーサシートの前記開口部に挿入する押圧工程
と、前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流を測定
し、それによって、前記検査用スペーサシートの前記厚
さを超える高さを持ったバンプの存否を検出する工程
と、を包含することを特徴とするバンプ検査方法。
【請求項４】ウェハ一括型測定検査のためのプローブ
カードに取り付けられるバンプ付き薄膜のバンプを検査
するバンプ検査方法であって、前記プローブカードの多層配線基板上に形成された複数
の第１電極に前記バンプ付き薄膜のバンプをコンタクト
させる工程と、前記バンプ付き薄膜の各バンプが挿入されるべき開口部
を備え、かつ所定の厚さを有する検査用スペーサシート
を、表面に複数の第２電極が形成されたウェハ上に配置
し、前記開口部を介して、前記複数の第２電極の所定部
分を露出させる工程と、前記プローブカードの前記多層配線基板を前記ウェハに
対して押圧し、前記バンプ付き薄膜の各バンプを前記検
査用スペーサシートの前記開口部に挿入する押圧工程
と、前記複数の第１電極のうちの二つの電極間を流れる電流
を測定し、それによって、前記検査用スペーサシートの
前記厚さを下回る高さを持ったバンプの存否を検出する
工程と、を包含することを特徴とするバンプ検査方法。
【請求項５】請求項３または４記載のバンプ検査方法
であって、前記押圧工程は、前記ウェハを搭載したウェハトレイと
前記プローブカードとの間の空間をシールし、前記空間
を減圧する工程を包含することを特徴とするバンプ検査
方法。
【請求項６】請求項３または４記載のバンプ検査方法
であって、前記第１電極と前記バンプ付き薄膜の前記バンプとの間
に導電性ゴムが形成されていることを特徴とするバンプ
検査方法。
【請求項７】請求項３記載のバンプ検査方法であっ
て、前記多層配線基板上に形成された前記第１電極が複数の
ブロック領域に分割されていることを特徴とするバンプ
検査方法。
【請求項８】ウェハ一括型測定検査用プローブカード
に取り付けられるバンプ付き薄膜のバンプ高さを検査す
るためのバンプ検査用基板であって、前記バンプ付き薄膜に設けられた各バンプに対応する位
置に開口部を有するスペーサシートと、表面に電極が形成され、前記スペーサシートが前記電極
の形成された表面上に配置されるプレート状基材と、を
備えたことを特徴とするバンプ検査用基板。
【請求項９】請求項８記載のバンプ検査用基板であっ
て、前記スペーサシートが前記プレート状基材に張り付けら
れていることを特徴とするバンプ検査用基板。