WO2017179390A1 - 電気特性の検査方法 - Google Patents

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大和田　保
靖幸 樋口
金子　純一
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Definitions

  • This technology relates to a method for inspecting electrical characteristics of a semiconductor device formed on a wafer, a chip, or the like.
  • This application claims priority on the basis of Japanese Patent Application No. 2016-077982 filed on Apr. 12, 2016 in Japan. This application is incorporated herein by reference. Incorporated.
  • solder bumps and lead pins of the package and the inspection circuit board are regularly embedded in silicone rubber. It is known to use an anisotropic conductive elastomer connector having a gold-plated fine metal wire (see, for example, Patent Document 2).
  • JP 2009-042008 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-055548
  • the present technology solves the above-described problems and provides an electrical property inspection method capable of inspecting the electrical property of a semiconductor device even when the electrode of the semiconductor device does not protrude.
  • the inventors of the present technology have inspected the electrical characteristics of the semiconductor device even when the electrode of the semiconductor device does not protrude by using an anisotropic conductive film containing conductive particles as a connector. Found that is possible.
  • an electrical property inspection method includes an attaching step of attaching an anisotropic conductive film containing conductive particles to an electrode of a semiconductor device, and the semiconductor device through the anisotropic conductive film. And an inspection process for inspecting electrical characteristics of the semiconductor device by pressing the probe against the electrode.
  • the method for manufacturing a semiconductor device according to the present technology is normal in an integrated circuit forming step for forming a semiconductor device on a wafer, a first inspection step for inspecting electrical characteristics of the semiconductor device, and the first inspection step.
  • a mounting step of mounting the chip of the semiconductor device on the substrate and a second inspection step of inspecting the electrical characteristics of the semiconductor device after the mounting step, the first inspection step or the second inspection step At least one of the above, an anisotropic conductive film containing conductive particles is attached to the electrode of the semiconductor device, a probe is pressed against the electrode of the semiconductor device through the anisotropic conductive film, and electrical characteristics are inspected To do.
  • the electrical characteristic inspection can be performed even when the electrode of the semiconductor device does not protrude.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an attaching process for attaching an anisotropic conductive film to an electrode of a semiconductor device formed on a wafer.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an inspection process in which a probe is pressed against an electrode of a semiconductor device through an anisotropic conductive film.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a modification of the inspection process in which the probe is pressed against the electrode of the semiconductor device through the anisotropic conductive film.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device.
  • An inspection method of electrical characteristics to which the present technology is applied includes an attaching step (A) of attaching an anisotropic conductive film containing conductive particles to an electrode of a semiconductor device, and the semiconductor device through the anisotropic conductive film. And an inspection step (B) for inspecting the electrical characteristics of the semiconductor device by pressing the probe against the electrode. Thereby, since the electrode and probe of a semiconductor device are connected via the electroconductive particle of an anisotropic conductive film, the electrical property of a semiconductor device can be test
  • the semiconductor device may be any of a wafer level formed on a wafer, an individual chip level, and a package level after packaging.
  • a peeling step (C) for peeling the anisotropic conductive film from the semiconductor device will be described.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an attaching process for attaching an anisotropic conductive film to an electrode of a semiconductor device formed on a wafer. As shown in FIG. 1, in the attaching step (A), an anisotropic conductive film 20 containing conductive particles 20a is attached to the electrode of the semiconductor device.
  • the semiconductor device shown as an example includes, for example, a wafer 11 having a through electrode 11a, a first wiring layer 12 on which an integrated circuit is formed, and a second wiring layer 13 having a pad electrode 13a.
  • the semiconductor device also includes a support substrate 14 on the first wiring layer 12 side as a support material when the wafer 11 is thinned.
  • the wafer 11 is a silicon substrate, for example, and has a through electrode 11a penetrating in the substrate thickness direction.
  • the through electrode 11a is also called a TSV (through silicon via), one end of which is electrically connected to the integrated circuit, and leads the terminal of the integrated circuit to the second surface side.
  • the first wiring layer 12 is formed on the first surface (so-called surface) side of the wafer 11 and has an integrated circuit connected to one end of the through electrode 11a.
  • the integrated circuit is obtained by integrating elements having functions such as a transistor, a resistor (electric resistance), and a capacitor on the wafer 11.
  • the second wiring layer 13 has a pad electrode 13a formed on the second surface (so-called back surface) side of the wafer 11 and electrically connected to the other end of the through electrode 11a.
  • the pad electrode 13a is on the inner side than the surface of the second wiring layer 13 due to the opening of the insulating film.
  • the anisotropic conductive film 20 is formed by dispersing conductive particles 20a in a binder.
  • the binder is not particularly limited, and in the inspection step (B), which will be described later, a resin that flows appropriately by pressing the probe can be used. Examples of such a binder include an epoxy resin system, an acrylic resin system, and a silicone rubber system.
  • the anisotropic conductive film 20 shown in FIG. 1 was made into the single layer containing the electroconductive particle 20a in order to simplify description, it is not restricted to this, For example, the electroconductive particle 20a is used.
  • the layers to be contained may be stacked, and the conductive particles may be arranged in the vertical direction.
  • the anisotropic conductive film 20 since the anisotropic conductive film 20 is not used for adhesion, it may not contain a curing agent. However, in order to obtain an appropriate viscosity of the anisotropic conductive film in the inspection step (B) described later, In order to facilitate the peeling of the anisotropic conductive film in the peeling step (C), a curing agent may be blended.
  • the thickness of the anisotropic conductive film 20 is preferably 50 to 1000% of the average particle diameter of the conductive particles 20a, and preferably 80 to 500%, from the viewpoint of capturing the conductive particles 20a by the probe. More preferred is 90 to 200%. Since the anisotropic conductive film 20 is not used for adhesion, the conductive particles 20a may be exposed.
  • conductive particles used in anisotropic conductive films can be used.
  • conductive particles it is preferable to use those obtained by forming a conductive layer on the surface of resin particles.
  • resin particles for example, particles such as an epoxy resin, a phenol resin, an acrylic resin, an acrylonitrile / styrene (AS) resin, a benzoguanamine resin, a divinylbenzene resin, and a styrene resin can be used.
  • the average particle diameter of the conductive particles 20a is usually 1 to 30 ⁇ m, preferably 2 to 20 ⁇ m, more preferably 2.5 to 15 ⁇ m, and is preferably smaller than the width of the electrode. Thereby, the capture
  • the average particle density in the binder of the conductive particles 20a is preferably 100 to 100,000 / mm 2 , more preferably 500 to 80,000 / mm 2 from the viewpoint of connectivity.
  • the conductive particles 20a may be independent from each other in a plan view of the film, or may be arbitrarily arranged and present.
  • the number density, the distance between the conductive particles, and the like can be set according to the size and layout of the electrodes. As a result, it is possible to cope with electrodes with a pitch of about 40 ⁇ m that are expected in the future.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an inspection process in which a probe is pressed against an electrode of a semiconductor device through an anisotropic conductive film.
  • the probe 30 is pressed against the electrode of the semiconductor device through the anisotropic conductive film 20 to inspect the electrical characteristics of the semiconductor device. Thereby, since the probe 30 does not directly contact the electrode of the semiconductor device, damage to the electrode or the like can be suppressed.
  • the probe 30 is a probe for inspecting electrical characteristics, and is preferably set up perpendicular to the electrode surface as shown in FIG.
  • the probe 30 may be arranged with a plurality of pins.
  • the tip shape of the probe 30 is preferably a flat surface, a concave surface, a sawtooth surface, or the like from the viewpoint of capturing the conductive particles 20a.
  • the tip diameter of the probe 30 is not particularly limited as long as the capturing property of the conductive particles 20a is high.
  • the electrode of the semiconductor device does not protrude, it is preferably smaller than the width of the electrode. May protrude beyond the width of the electrode as long as it does not short-circuit to the adjacent electrode.
  • the inspection of electrical characteristics is performed by measuring characteristics of, for example, a transistor, a resistor (electric resistance), and a capacitor.
  • the anisotropic conductive film 20 is peeled from the semiconductor device.
  • the peeling method is not particularly limited, but may be peeled after the anisotropic conductive film 20 is cured. Further, the wafer may be washed after the anisotropic conductive film 20 is peeled off.
  • the anisotropic conductive film 20 can be reused.
  • the movement of the conductive particles due to the pressing of the probe is small, it can be used multiple times in the same region in the film plane.
  • the anisotropic conductive film is attached to one side of the wafer on which the semiconductor device is formed.
  • the anisotropic conductive film may be attached to both sides of the wafer. That is, in the above-described pasting step, the first anisotropic conductive film containing conductive particles is pasted on the electrode on the first surface of the semiconductor device, and the conductive on the electrode on the second surface of the semiconductor device. The second anisotropic conductive film containing the conductive particles is pasted, and the first probe is pressed to the electrode on the first surface of the semiconductor device through the first anisotropic conductive film in the inspection step described above. At the same time, the second probe may be pressed against the electrode on the second surface of the semiconductor device through the second anisotropic conductive film.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a modification of the inspection process in which the probe is pressed against the electrode of the semiconductor device through the anisotropic conductive film.
  • a semiconductor device shown as a modification includes, for example, a wafer 15 having a through electrode 15 a, and an integrated circuit is formed on the wafer 15. Electrodes connected to both ends of the through electrode 15a protrude from the wafer 15, and anisotropic conductive films 21 and 22 containing conductive particles 21a and 22a are attached to both surfaces of the wafer 15, respectively. .
  • a laminate is exemplified.
  • anisotropic conductive film as a connector, even a chip or wafer having a double-sided terminal structure such as a three-dimensional mounting package by TSV technology can be inspected for electrical characteristics.
  • a semiconductor device manufacturing method to which the present technology is applied includes an integrated circuit formation step (A1) for forming a semiconductor device on a wafer, a first inspection step (B1) for inspecting electrical characteristics of the semiconductor device, and a first inspection.
  • a mounting step (C1) for mounting a normal semiconductor device chip on the substrate in the step (B1) and a second inspection step (D1) for inspecting the electrical characteristics of the semiconductor device after the mounting step (C1) are provided.
  • an anisotropic conductive film containing conductive particles is attached to the electrode of the semiconductor device, and the anisotropic conductive film The probe is pressed against the electrode of the semiconductor device via the electrode to inspect the electrical characteristics.
  • a through electrode forming process (B2) for forming a through electrode, a through electrode inspection process (B3) for inspecting electrical characteristics of the through electrode, a mounting process (C1), and a second inspection process (D1) will be described.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device to which the present technology is applied.
  • FIG. 4A shows a cross section of a wafer on which a semiconductor device is formed on a first surface.
  • FIG. 4B shows a cross section of a wafer in which an electrode connected to a through electrode is formed on the second surface, and
  • FIG. 4C shows a cross section of an individual chip, and FIG. ) Shows a cross-sectional view of a three-dimensional mounting body in which chips are stacked.
  • Integrated circuit forming step (A1) As shown in FIG. 4A, in the integrated circuit formation step (A1), a first wiring layer 52 including a semiconductor device is formed on the first surface of the wafer 51.
  • First inspection step (B1) In the first inspection step (B1), a wafer test (circuit test) for inspecting the electrical characteristics of the semiconductor device is performed. As the inspection method in the first inspection step, the above-described electrical property inspection method can be used. When the wafer test is normal, a support substrate 54 is attached as a support material to the first surface of the wafer 51, and the thickness of the wafer 51 is reduced from the second surface side. If the wafer test is abnormal, the wafer 51 is discarded.
  • the through electrode 51a is formed on the wafer 51.
  • a through hole 51a is formed by forming a deep hole in the wafer 51, coating a thin insulating film on the inside, and embedding the inside with a conductive material.
  • the first electrode side of the through electrode 51a is in contact with a predetermined internal wiring of the integrated circuit of the first wiring layer 52, and is electrically connected.
  • electrode connection wiring is formed on the second surface side of the through electrode 51a, and the second wiring layer 53 is formed.
  • a bump electrode 53a and a pad electrode 53b connected to the through electrode 51a are formed.
  • an insulating film is formed on the electrode connection wiring on the second surface side, a resist is applied, exposure and RIE (Reactive Ion Etching) processing are performed, and the insulating film is formed at the bump electrode 53a and the pad electrode 53b. 5 is opened, and the bump electrode 53a is formed by reflow.
  • the through electrode inspection step an anisotropic conductive film containing conductive particles is attached to the through electrode, and the electrical characteristics of the through electrode are inspected through the anisotropic conductive film.
  • the through electrode test is mainly a continuity test (open, short circuit failure) of the through electrode 51a, but a circuit test of the first inspection step (B1) may be performed through the through electrode 51a. Also in the through electrode test, the above-described inspection method for electrical characteristics can be used. In the present technology, since an anisotropic conductive film is used as a connector, it is possible to inspect electrical characteristics of both the bump electrode 53a having a protruding shape and the pad electrode 53b not protruding.
  • the chip of the semiconductor device is three-dimensionally mounted on the substrate.
  • a plurality of semiconductor device chips and thermosetting adhesives 62a, 62b, and 62c can be stacked on the interposer substrate 61, and can be three-dimensionally mounted by pressure bonding together.
  • the via last process has been described, but a via first process may be used.
  • the through electrode forming step (B2) and the through electrode inspection step (B3) are performed at a stage prior to the integrated circuit forming step (A1).
  • the above-mentioned penetration electrode test was described as being performed in a wafer state, it may be performed in a chip state if there is no problem in handling properties.
  • the anisotropic conductive film is relatively soft, chip breakage can be suppressed even in the chip state.

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Abstract

半導体装置の電極が突出していない場合でも半導体装置の電気特性の検査を行うことができる電気特性の検査方法を提供する。半導体装置の電極に、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程（Ａ）と、異方性導電フィルムを介して半導体装置の電極にプローブを押し当て、半導体装置の電気特性を検査する検査工程（Ｂ）とを有する。検査工程（Ｂ）では、半導体装置のパッド電極（１３ａ）とプローブ（３０）とが異方性導電フィルム（２０）の導電性粒子（２０ａ）を介して接続される。

Description

電気特性の検査方法
　本技術は、ウェハ、チップ等に形成された半導体装置の電気特性の検査方法に関する。本出願は、日本国において２０１６年４月１２日に出願された日本特許出願番号特願２０１６－０７９８５２を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照されることにより、本出願に援用される。
　従来、ウェハレベル、チップレベルにおける半導体装置の電気特性評価は、パッドやバンプに直接プロープを接触させて実施している（例えば特許文献１参照。）。この方法によれば、パッケージ前や三次元実装前の検査が可能となるが、プロープを電極等に直接接触させるため、電極等が損傷する場合があり、検査合格品の実装後に、検査に起因する損傷により不合格品を発生させる場合があった。
　これに対し、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＢＧＡ(Ball grid array）等のパッケージデバイスの電気特性評価において、パッケージのはんだバンプやリードピンと検査回路基板とを、シリコーンゴム中に規則的に埋設された金メッキ金属細線を持つ異方導電性のエラストマーコネクターを用いることが知られている（例えば特許文献２参照。）。
特開２００９－０４２００８号公報 特開平０８－０５５６４８号公報
　しかしながら、特許文献２に記載されたエラストマーコネクターでは、例えば絶縁層が開口されたパッドのように電極が突出していない場合、半導体装置に接続するのが困難となり、半導体装置の電気特性の検査を行うのが困難である。
　本技術は、前述した課題を解決するものであり、半導体装置の電極が突出していない場合でも半導体装置の電気特性の検査を行うことができる電気特性の検査方法を提供する。
　本技術の発明者らは、鋭意検討を行った結果、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムをコネクターとして用いることにより、半導体装置の電極が突出していない場合でも半導体装置の電気特性の検査が可能であることを見出した。
　すなわち、本技術に係る電気特性の検査方法は、半導体装置の電極に、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程と、前記異方性導電フィルムを介して前記半導体装置の電極にプローブを押し当て、半導体装置の電気特性を検査する検査工程とを有する。
　また、本技術に係る半導体装置の製造方法は、ウェハに半導体装置を形成する集積回路形成工程と、前記半導体装置の電気特性を検査する第１の検査工程と、前記第１の検査工程において正常である半導体装置のチップを基板に実装する実装工程と、前記実装工程後の半導体装置の電気特性を検査する第２の検査工程とを有し、前記第１の検査工程又は第２の検査工程の少なくとも一方では、半導体装置の電極に、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを貼り付け、前記異方性導電フィルムを介して前記半導体装置の電極にプローブを押し当て、電気特性を検査する。
　本技術によれば、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを介して半導体装置の電極にプローブを押し当てるため、半導体装置の電極が突出していない場合でも電気特性検査を行うことができる。
図１は、ウェハに形成された半導体装置の電極に異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程を模式的に示す断面図である。 図２は、異方性導電フィルムを介して半導体装置の電極にプローブを押し当てる検査工程を模式的に示す断面図である。 図３は、異方性導電フィルムを介して半導体装置の電極にプローブを押し当てる検査工程の変形例を模式的に示す断面図である。 図４は、半導体装置の製造方法の一形態を模式的に示す断面図である。
　以下、本技術の実施の形態について、下記順序にて詳細に説明する。
　１．電気特性の検査方法
　２．半導体装置の製造方法
　＜１．電気特性の検査方法＞
　本技術を適用した電気特性の検査方法は、半導体装置の電極に、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程（Ａ）と、異方性導電フィルムを介して半導体装置の電極にプローブを押し当て、半導体装置の電気特性を検査する検査工程（Ｂ）とを有する。これにより、半導体装置の電極とプローブとが異方性導電フィルムの導電性粒子を介して接続されるため、半導体装置の電気特性を検査することができる。
　半導体装置は、ウェハ上に形成されたウェハレベル、個片化されたチップレベル、パッケージ後のパッケージレベルのいずれのものでもよい。以下では、貫通電極がウェハの厚さ方向に貫いて形成された半導体装置のウェハレベルでの電気特性の検査方法について、貼付工程（Ａ）、検査工程（Ｂ）及び、検査工程（Ｂ）後に半導体装置から異方性導電フィルムを剥離する剥離工程（Ｃ）を説明する。
　［貼付工程（Ａ）］
　図１は、ウェハに形成された半導体装置の電極に異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程を模式的に示す断面図である。図１に示すように、貼付工程（Ａ）では、半導体装置の電極に、導電性粒子２０ａを含有する異方性導電フィルム２０を貼り付ける。
　一例として示す半導体装置は、例えば、貫通電極１１ａを有するウェハ１１と、集積回路が形成された第１の配線層１２と、パッド電極１３ａを有する第２の配線層１３とを備える。また半導体装置は、ウェハ１１を薄膜化した際のサポート材として第１の配線層１２側に支持基板１４を備える。
　ウェハ１１は、例えばシリコン基板であり、基板厚さ方向に貫通する貫通電極１１ａを有する。貫通電極１１ａは、ＴＳＶ（スルーシリコンビア）とも呼ばれ、一端が集積回路と電気的に接続され、集積回路の端子を第２の面側に引き出す。
　第１の配線層１２は、ウェハ１１の第１の面（いわゆる表面）側に形成され、貫通電極１１ａの一端に接続された集積回路を有する。集積回路は、ウェハ１１上に例えばトランジスタ、抵抗（電気抵抗）、コンデンサなどの機能を持つ素子を集積させたものである。
　第２の配線層１３は、ウェハ１１の第２の面（いわゆる裏面）側に形成され、貫通電極１１ａの他端と電気的に接続されたパッド電極１３ａを有する。パッド電極１３ａは、絶縁膜の開口により第２の配線層の１３の表面より内部側にある。
　異方性導電フィルム２０は、バインダーに導電性粒子２０ａが分散されてなるものである。バインダーとしては、特に限定されものではなく、後述する検査工程（Ｂ）において、プローブの押し当てにより適度に流動する樹脂を用いることができる。このようなバインダーとしては、例えばエポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、シリコーンゴム系などが挙げられる。なお、図１に示す異方性導電フィルム２０は、説明を単純にするために、導電性粒子２０ａを含有する単層としたが、これに限られるものではなく、例えば、導電性粒子２０ａを含有する層を積層し、縦方向に導電性粒子を配列してもよい。また、異方性導電フィルム２０は、接着用途ではないため、硬化剤を配合しなくてもよいが、後述する検査工程（Ｂ）において異方性導電フィルムの適度な粘度を得るためや、後述する剥離工程（Ｃ）において異方性導電フィルムの剥離を容易にするために、硬化剤を配合してもよい。
　また、異方性導電フィルム２０の厚みは、プローブによる導電性粒子２０ａの捕捉性の観点から、導電性粒子２０ａの平均粒径の５０～１０００％であることが好ましく、８０～５００％であることがより好ましく、９０～２００％であることがさらに好ましい。異方性導電フィルム２０は、接着用途ではないため、導電性粒子２０ａが露出していても構わない。
　導電性粒子２０ａとしては、異方性導電フィルムにおいて使用される導電性粒子を用いることができる。このような導電性粒子の中でも、樹脂粒子の表面に導電層を形成してなるものを用いることが好ましい。樹脂粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を用いることができる。これにより、プローブの押し当て時に導電性粒子２０ａが圧縮されるため、パッド電極１３ａの損傷を抑制することができる。
　導電性粒子２０ａの平均粒径は、通常１～３０μｍ、好ましくは２～２０μｍ、より好ましくは２．５～１５μｍであり、電極の幅よりも小さいことが好ましい。これにより、プローブと電極との間への導電性粒子の捕捉性を向上させることができる。
　導電性粒子２０ａのバインダー中の平均粒子密度は、接続性の観点から、好ましくは１００～１０００００個／ｍｍ２、より好ましくは５００～８００００個／ｍｍ２である。導電性粒子２０ａは、フィルム平面視において個々に独立していてもよく、また任意に配置されて存在していてもよい。導電性粒子２０ａを所定の位置関係で配置する場合、電極のサイズやレイアウトに応じて、個数密度や導電性粒子間距離などを設定することができる。これにより、今後見込まれる４０μｍピッチ程度の電極にも対応することが可能となる。
　［検査工程（Ｂ）］
　図２は、異方性導電フィルムを介して半導体装置の電極にプローブを押し当てる検査工程を模式的に示す断面図である。図２に示すように、検査工程（Ｂ）では、異方性導電フィルム２０を介して半導体装置の電極にプローブ３０を押し当て、半導体装置の電気特性を検査する。これにより、半導体装置の電極にプロープ３０が直接接触しないため、電極等の損傷を抑制することができる。
　プローブ３０は、電気特性を検査するための探針であり、図２に示すように電極面に対し垂直に立てることが好ましい。プローブ３０は、複数のピンが配列されていてもよい。プローブ３０の先端形状は、導電性粒子２０ａの捕捉の観点から、平面、凹面、鋸歯面などであることが好ましい。プローブ３０の先端径は、導電性粒子２０ａの捕捉性が高ければ、特に限定されるものではなく、半導体装置の電極が突出していない場合、電極の幅より小さいことが好ましいが、半導体装置の電極が突出している場合は、隣接電極にショートしない範囲で電極の幅より大きくても構わない。
　電気特性の検査は、例えばトランジスタ、抵抗（電気抵抗）、コンデンサなどの特性を測定することにより行われる。
　［剥離工程（Ｃ）］
　剥離工程（Ｃ）では、半導体装置から異方性導電フィルム２０を剥離する。剥離方法は特に限定されないが、異方性導電フィルム２０を硬化させたのちに剥離してもよい。また、異方性導電フィルム２０の剥離後にウェハを洗浄してもよい。
　なお、異方導電性フィルム２０を完全硬化させない場合、異方性導電フィルム２０を再利用することが可能となる。また、プローブの押し当てによる導電性粒子の移動が小さい場合、フィルム面内の同一領域で複数回使用することが可能となる。
　［変形例］
　前述の電気特性の検査方法では、半導体装置が形成されたウェハの片面に異方性導電フィルムを貼り付けることとしたが、ウェハの両面に異方性導電フィルムを貼り付けるようにしてもよい。すなわち、前述の貼付工程において、半導体装置の第１の面の電極に、導電性粒子を含有する第１の異方性導電フィルムを貼り付けるとともに、半導体装置の第２の面の電極に、導電性粒子を含有する第２の異方性導電フィルムを貼り付け、前述の検査工程において、第１の異方性導電フィルムを介して半導体装置の第１の面の電極に第１のプローブを押し当てるとともに、第２の異方性導電フィルムを介して半導体装置の第２の面の電極に第２のプローブを押し当てるようにしてもよい。
　図３は、異方性導電フィルムを介して半導体装置の電極にプローブを押し当てる検査工程の変形例を模式的に示す断面図である。変形例として示す半導体装置は、例えば、貫通電極１５ａを有するウェハ１５を備え、ウェハ１５に集積回路が形成されている。貫通電極１５ａの両端に接続された電極は、ウェハ１５から突出しており、ウェハ１５の両面には、それぞれ導電性粒子２１ａ、２２ａを含有する異方性導電フィルム２１、２２が貼り付けられている。異方性導電フィルム２１、２２を貼り付ける方法としては、ラミネートが挙げられる。
　電気特性の検査時は、プローブ３１、３２を対向させて第１の面の電極及び第２の面の電極を押し当てることが好ましい。これにより、プローブ３１、３２によりウェハ１５を挟むことになるため、プローブ３１、３２の位置合わせ精度を向上させることができる。
　このように異方性導電フィルムをコネクターとして用いることにより、ＴＳＶ技術による三次元実装パッケージなどの両面端子構造を有するチップやウェハであっても、電気特性の検査を行うことができる。
　＜２．半導体装置の製造方法＞
　本技術を適用した半導体装置の製造方法は、ウェハに半導体装置を形成する集積回路形成工程（Ａ１）と、半導体装置の電気特性を検査する第１の検査工程（Ｂ１）と、第１の検査工程（Ｂ１）において正常である半導体装置のチップを基板に実装する実装工程（Ｃ１）と、実装工程（Ｃ１）後の半導体装置の電気特性を検査する第２の検査工程（Ｄ１）とを有し、第１の検査工程（Ｂ１）又は第２の検査工程（Ｄ１）の少なくとも一方では、半導体装置の電極に、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを貼り付け、異方性導電フィルムを介して半導体装置の電極にプローブを押し当て、電気特性を検査するものである。
　以下では、貫通電極がウェハの厚さ方向に貫いて形成された半導体装置のチップを基板に三次元実装する方法について、集積回路形成工程（Ａ１）、第１の検査工程（Ｂ１）、ウェハに貫通電極を形成する貫通電極形成工程（Ｂ２）、貫通電極の電気特性を検査する貫通電極検査工程（Ｂ３）、実装工程（Ｃ１）、及び第２の検査工程（Ｄ１）を説明する。
　図４は、本技術を適用した半導体装置の製造方法の一形態を模式的に示す断面図であり、図４（Ａ）は、第１の面に半導体装置を形成したウェハの断面を示し、図４（Ｂ）は、第２の面に貫通電極に接続された電極を形成したウェハの断面を示し、図４（Ｃ）は、個片化されたチップの断面を示し、図４（Ｄ）は、チップを積層させた３次元実装体の断面図を示す。
　［集積回路形成工程（Ａ１）］
　図４（Ａ）に示すように、集積回路形成工程（Ａ１）では、ウェハ５１の第１の面に半導体装置を含む第１の配線層５２を形成する。
　［第１の検査工程（Ｂ１）］
　第１の検査工程（Ｂ１）では、半導体装置の電気特性を検査するウェハテスト（回路テスト）を行う。第１の検査工程における検査方法として、前述の電気特性の検査方法を用いることができる。ウェハテストで正常の場合、ウェハ５１の第１の面にサポート材として支持基板５４が貼られ、第２の面側からウェハ５１の厚さを薄くする。ウェハテストで異常の場合ウェハ５１が破棄される。
　［貫通電極形成工程（Ｂ２）］
　図４（Ｂ）に示すように、貫通電極形成工程（Ｂ２）では、ウェハ５１に貫通電極５１ａを形成する。例えばウェハ５１に深い孔を形成し、その内部に薄い絶縁膜を被膜し、内部を導電材料で埋め込むことにより貫通電極５１ａを形成する。貫通電極５１ａは、第１の面側が第１の配線層５２の集積回路の所定の内部配線と接触し、電気的接続が取られている。
　また、貫通電極５１ａの第２の面側に電極接続配線を形成し、第２の配線層５３を形成する。本例では、貫通電極５１ａと接続されたバンプ電極５３ａとパッド電極５３ｂとを形成する。例えば、第２の面側の電極接続配線上に絶縁膜を成膜し、レジストを塗布し、露光及びＲＩＥ（Reactive Ion Etching）加工をし、バンプ電極５３ａとパッド電極５３ｂの箇所で、絶縁膜５を開口し、バンプ電極５３ａをリフローにより形成する。
　［貫通電極検査工程（Ｂ３）］
　貫通電極検査工程では、貫通電極に、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを貼り付け、異方性導電フィルムを介して貫通電極の電気特性を検査する。貫通電極テストは、主として、貫通電極５１ａの導通テスト（オープン、ショート不良）であるが、貫通電極５１ａを通して第１の検査工程（Ｂ１）の回路テストを行ってもよい。貫通電極テストでも、前述の電気特性の検査方法を用いることができる。本技術では、異方性導電フィルムをコネクターとして用いるため、突起状のバンプ電極５３ａ、突出していないパッド電極５３ｂのいずれでも、電気特性の検査を行うことができる。
　［実装工程（Ｃ１）］
　図４（Ｃ）に示すように、第１の検査工程（Ｂ１）及び貫通電極検査工程（Ｂ３）において正常である半導体装置は、チップに個片化され、支持基板５４が剥離される。
　次に、図４（Ｄ）に示すように、半導体装置のチップを基板に三次元実装する。例えば、インターポーザ基板６１上に、複数の半導体装置のチップと熱硬化性接着剤６２ａ、６２ｂ、６２ｃとを積層配置し、一括圧着することにより三次元実装することができる。
　［第２の検査工程（Ｄ１）］
　最後に、三次元実装されたパッケージ品の電気特性を検査する。最終テストでも、前述の電気特性の検査方法を用いることができる。すなわち、インターポーザ基板６１の電極に異方性導電フィルムを貼り付け、異方性導電フィルムを介して半導体装置の電気特性を検査する。
　以上説明したように、第１の検査工程（Ｂ１）、貫通電極検査工程（Ｂ３）、及び第２の検査工程（Ｄ１）のすべてのテストにおいて、異方性導電フィルムをコネクターとして用いて電気特性を検査することができる。また、これらのテストは、オートプローバへロードすることができるため、試験時間及びコストを削減することができる。また、従来のコネクターでは、パッケージレベルの検査しか行うことができなかったが、本技術では、ウェハレベルの検査を行うことができ、三次元実装前やパッケージ前の事前スクリーニングを行うことができる。
　なお、前述の半導体装置の製造方法では、ビアラストプロセスとして説明したが、ビアファーストプロセスとしてもよい。ビアファーストプロセスの場合、貫通電極形成工程（Ｂ２）及び貫通電極検査工程（Ｂ３）は、集積回路形成工程（Ａ１）よりも前段階に行われる。また、前述の貫通電極テストでは、ウェハ状態で行うこととして説明したが、ハンドリング性に支障がなければ、チップ状態で行ってもよい。本技術では、異方性導電フィルムが比較的柔らかいため、チップ状態であってもチップ破壊を抑制することができる。
　１１　ウェハ、１１ａ　貫通電極、１２　第１の配線層、１３　第２の配線層、１３ａ　パッド電極、１４　支持基板、２０、２１、２２　異方性導電フィルム、２０ａ　導電性粒子、３０、３１、３２　プローブ、５１　ウェハ、５１ａ　貫通電極、５２　第１の配線層、５３　第２の配線層、５３ａ　バンプ電極、５３ｂ　パッド電極、５４　支持基板、６１　インターポーザ基板、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ　熱硬化性接着剤
 

Claims (8)

  1. 　半導体装置の電極に、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程と、
    　前記異方性導電フィルムを介して前記半導体装置の電極にプローブを押し当て、電気特性を検査する検査工程と
    　を有する電気特性の検査方法。
  2. 　前記貼付工程では、前記半導体装置の第１の面の電極に、導電性粒子を含有する第１の異方性導電フィルムを貼り付けるとともに、前記半導体装置の第２の面の電極に、導電性粒子を含有する第２の異方性導電フィルムを貼り付け、
    　前記検査工程では、前記第１の異方性導電フィルムを介して前記半導体装置の第１の面の電極に第１のプローブを押し当てるとともに、前記第２の異方性導電フィルムを介して前記半導体装置の第２の面の電極に第２のプローブを押し当てる請求項１記載の電気特性の検査方法。
  3. 　前記検査工程後に、前記半導体装置から前記異方性導電フィルムを剥離する剥離工程をさらに有する請求項１又は２記載の電気特性検査方法。
  4. 　前記半導体装置が、ウェハ上に形成されてなる請求項１又は２記載の電気特性の検査方法。
  5. 　前記導電性粒子が、樹脂粒子の表面に導電層を形成してなる請求項１又は２記載の電気特性の検査方法。
  6. 　前記導電性粒子の平均粒径が、前記電極の幅よりも小さい請求項１又は２記載の電気特性の検査方法。
  7. 　ウェハに半導体装置を形成する集積回路形成工程と、
    　前記半導体装置の電気特性を検査する第１の検査工程と、
    　前記第１の検査工程において正常である半導体装置のチップを基板に実装する実装工程と、
    　前記実装工程後の半導体装置の電気特性を検査する第２の検査工程とを有し、
    　前記第１の検査工程又は第２の検査工程の少なくとも一方では、半導体装置の電極に、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを貼り付け、前記異方性導電フィルムを介して前記半導体装置の電極にプローブを押し当て、電気特性を検査する半導体装置の製造方法。
  8. 　ウェハに貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
    　前記貫通電極の電気特性を検査する貫通電極検査工程とをさらに有し、
    　前記実装工程では、前記第１の検査工程及び前記貫通電極検査工程において正常である半導体装置のチップを基板に三次元実装し、
    　前記貫通電極検査工程では、貫通電極に、導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを貼り付け、前記異方性導電フィルムを介して前記貫通電極にプローブを押し当て、電気特性を検査する請求項７記載の半導体装置の製造方法。
     
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