JPH05206233A - 半導体のエージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、ウェハ状態の半導体をエージ
ングする装置を提供することにある。 【構成】突起状給電用電極上に弾性を有する異方性導電
材料３を設置したウェハエージング用プローブカード２
に接触検知電極２２を設け、スペーサ部５２を用いて平
行に半導体ウェハに押し当てエージングを行う。 【効果】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、
一括して高い信頼度でエージングする事が可能となっ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウェハ状態の半導体を
エージングする装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体装置は、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。

【０００３】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ＬＳ
Ｉ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 Aut
omated Bonding）として完成品となる。

【０００４】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、信頼性的な意味での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てある
割合で不良となる。このようなＬＳＩは前記した前工程
でなん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
において十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。

【０００５】しかしながら、上述のエージング工程には
以下に述べるような問題がある。

【０００６】先ず、従来技術におけるエージング工程
は、先に述べたようにパッケージングの後に実施される
ため、寿命の短い不良チップをも組み立ててしまい、結
果的に無駄な作業を行ったことになる。

【０００７】さらに、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てしまうという問題がある。

【０００８】更に、近年、高密度実装技術が急速に発達
しつつある中で、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。

【０００９】以上の問題点を解決するために、半導体装
置をウェハ状態でエージングする方法が特開昭６０−１
６７３４３で提案されている。この方法は、Ｓｉウェハ
にエージング用回路及び突起状電極を形成し、これを前
工程完成後の半導体ウェハに押し当て、２枚の板で挾ん
で圧力を加え、半導体ウェハ上の全チップを一括してエ
ージングするものである。本方法は、Ｓｉウェハをプロ
ーブカードとして用いることで、高温状態での前記突起
状電極と半導体ウェハの電極との位置ずれを極力防止し
ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ウェハエ
ージング方法では、前記突起状電極の高さバラツキによ
って、一部の突起状電極が前記半導体ウェハの電極に接
触できなくなり、所定のエージングを施すことができな
いチップが発生するという問題がある。また、前記半導
体ウェハの全面に渡って平行に前記プローブカードを押
し当て、片あたりを防ぐ手段が開示されていなかった。

【００１１】本発明の目的は、半導体ウェハのエージン
グを施すために必要な全電極と、給電用電極との電気的
高信頼接続を得ることができる、半導体のエージング装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、前記集積回路チップの電極位置と同じ位置に給電用
電極を配置し、前記給電用電極上に弾性を有する異方性
導電材料を設置し、かつ前記半導体ウェハとの粗アライ
メントを行うためのガイド孔を設けたウェハエージング
用プローブカードを、平坦な上面を有する下部基板上に
載置したＬＳＩウェハに前記給電用電極面を対向させて
押しつけるに際し、前記下部基板上にプローブカードと
ＬＳＩウェハとの粗アライメントを行うためのガイドピ
ンと、前記プローブカードとＬＳＩウェハとの間隔を決
定するためのスペーサ部を設け、さらにプローブカード
が前記スペーサ部に接触したことを検知するための接触
検知電極を前記プローブカードの前記給電用電極面に設
けた。

【００１３】

【作用】前記弾性を有する異方性導電材料は、前記給電
用電極に高さバラツキが生じても、その弾性変形により
前記給電用電極と前記集積回路チップの電極との不接触
を防止する。また、前記スペーサ部及び接触検知電極
は、前記プローブカードと前記半導体ウェハとを前記弾
性を有する異方性導電材料を介して、前記スペーサ部に
前記接触検知電極が接触するまで押し当てることによ
り、所定の間隔で平行に前記プローブカードと前記半導
体ウェハとが押し当てられるようにする役割を果たす。

【００１４】

【実施例】本発明にかかわるエージング装置の一実施例
を図１及び図２を用いて説明する。

【００１５】ウェハエージング用プローブカード２に
は、被エージング対象物である半導体ウェハ１の上に形
成された集積回路チップ電極１１と同じ位置に、突起状
給電用電極２１が、めっきなどのプロセスを用いて形成
される。また該突起状給電用電極２１の上に、弾性を有
する異方性導電材料３を接着剤などを用いて設置する。
この弾性を有する異方性導電材料３は、例えばシリコン
ゴムシート３１の中に厚み方向に金属細線３２を多数適
宜の間隔で貫通させた構造の材料である。また前記ウェ
ハエージング用プローブカード２と、前記半導体ウェハ
１とを押し当てたときの両者の間隔を規定するために用
いる、接触検知電極２２を例えば銅箔パターンにより形
成する。また粗アライメントのためのガイド孔２３及び
精密アライメントのためのアライメント孔２４を設け
る。更に電源などのエージング設備との電気的接続を得
るために配線体２５が接続される。上記構成によるウェ
ハエージング用プローブカード２は、ガイド孔２３及び
アライメント孔２４を設けた剛性の高い上部基板４に取
り付けられる。

【００１６】一方、前記半導体ウェハ１は、平坦な上面
を有する下部基板５に載置される。該下部基板５には、
前記ウェハエージング用プローブカード２と前記半導体
ウェハ１との粗アライメントのためのガイドピン５１を
直立させて設け、該ガイドピン５１の底部は前記ウェハ
エージング用プローブカード２と前記半導体ウェハ１と
の間隔を規定するためのスペーサ部５２とする。該スペ
ーサ部５２の厚さは前記半導体ウェハ１の厚さ以上でか
つ前記半導体ウェハ１の厚さと前記弾性を有する異方性
導電材料３の厚さの合計より薄いものとする。また前記
スペーサ部５２は、前記ガイドピン５１と独立させて設
けても良い。前記接触検知電極２２は前記スペーサ部５
２に接触したことを電気的に検知することを目的にして
いるので前記スペーサ部５２の少なくとも表面は金属と
する。また前記接触検知電極２２と前記スペーサ部５２
とは複数組設ける。

【００１７】前記下部基板５はＸＹ方向の移動及びＸＹ
平面内での回転が可能なステージ６の上に固定される。

【００１８】次に、上記エージング装置を用いたウェハ
エージング方法について説明する。

【００１９】先ず、半導体ウェハ１を下部基板５の上に
載置する。このとき下部基板５の上にはマークを設け
て、所定の位置に半導体ウェハ１が載置されるようにす
ることが望ましい。また、下部基板５には真空吸着用の
溝や孔を設けてウェハチャック機能を持たせることが望
ましい。次に、ウェハエージング用プローブカード２を
取り付けた上部基板４は、上下動を行なう保持具７によ
って保持され、上方よりガイド孔２３をガイドピン５１
に合わせるようにして下降させられる。このときアライ
メント孔２４の上方より光学系を用いて半導体ウェハ１
の位置合わせマークなどを認識させ、ステージ６を微動
させてウェハエージング用プローブカード２と半導体ウ
ェハ１との精密アライメントを行なう。アライメント方
法としては、この他にウェハエージング用プローブカー
ド２と半導体ウェハ１の間に光学系を挿入して、両者の
位置合わせマークを同時に認識してステージ６を微動さ
せ、最後に光学系を待避させても良い。なお、ステージ
６を微動させて精密アライメントを行なうために、ガイ
ド孔２３の径はをガイドピン５１のそれよりも最大微動
量以上大きくとっておく。精密アライメント完了後、保
持具７をさらに下降させて弾性を有する異方性導電材料
３を半導体ウェハ１に接触させ、加圧・固定手段を用い
てウェハエージング用プローブカード２を半導体ウェハ
１に押し当てる。加圧・固定手段としては、例えばガイ
ドピン５１に設けたネジ５３を利用してナット８を締め
付けて行く。接触検知電極２２とスペーサ部５２が接触
したことを電気的に検知するまでナット８を締め付ける
作業を複数組行うことにより、確実に弾性を有する異方
性導電材料３を半導体ウェハ１の全域に渡って所定量圧
縮させることができる。その後、ステージ６を除去して
エージング槽に上記エージング装置を複数台設置し、加
熱すると共に配線体２５を通じて電気信号を供給して半
導体ウェハ１のエージングを行う。加熱方法としては下
部基板５にヒータを組み込んでも良い。

【００２０】本実施例によれば、弾性を有する異方性導
電材料を用いるため、突起状給電用電極の高さばらつき
に起因する給電用電極とチップ電極との接触不良発生を
防止出来ると共に、接触検知電極とスペーサ部によっ
て、半導体ウェハ全域に渡ってウェハエージング用プロ
ーブカードを所定の間隔で平行に押し当てることが出来
信頼性の高いウェハエージングを行うことが可能とな
る。

【００２１】

【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、一括して高い信頼度でエージン
グする事が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体のエージング装置の一実施例を
示す断面図である。

【図２】本発明の半導体のエージング装置の一実施例を
示す部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１…半導体ウェハ、 ２…ウェハエージング用プローブカード、 ３…弾性を有する異方性導電材料、 ４…上部基板、 ５…下部基板、 ６…ステージ、 ７…保持具、 ８…ナット、 １１…集積回路チップ電極、 ２１…突起状給電用電極、 ２２…接触検知電極、 ２３…ガイド孔、 ２４…アライメント孔、 ２５…配線体、 ３１…シリコンゴムシート、 ３２…金属細線、 ５１…ガイドピン、 ５２…スペーサ部、 ５３…ネジ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、ウェハ状態で一括してエージングする装置
   において、前記集積回路チップの電極位置と同じ位置に
   給電用電極を配置し、前記給電用電極上に弾性を有する
   異方性導電材料を設置し、かつ前記半導体ウェハとの粗
   アライメントを行うためのガイド孔を設けたウェハエー
   ジング用プローブカードを、平坦な上面を有する下部基
   板上に載置した前記半導体ウェハに前記給電用電極面を
   対向させて押しつけるに際し、前記下部基板上にプロー
   ブカードと前記半導体ウェハとの粗アライメントを行う
   ためのガイドピンと、前記プローブカードと前記半導体
   ウェハとの間隔を決定するためのスペーサ部を設け、さ
   らにプローブカードが前記スペーサ部に接触したことを
   検知するための接触検知電極を前記プローブカードの前
   記給電用電極面に設けたことを特徴とする半導体のエー
   ジング装置。
2. 【請求項２】請求項１において前記スペーサ部の厚さが
   前記半導体ウェハの厚さ以上でかつ前記半導体ウェハの
   厚さと前記弾性を有する異方性導電材料の厚さの合計よ
   り薄いことを特徴とする半導体のエージング装置。
3. 【請求項３】請求項１において前記スペーサ部及び前記
   接触検知電極を複数組設けたことを特徴とする半導体の
   エージング装置。