JPH10111317A - 半導体ウエハーの検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 本発明は、電極ピッチの微細な回路素子を有
する半導体ウェハーを、検査用プローブの位置決めが容
易で、高速かつ正確に検査することのできる半導体ウェ
ハーの検査方法の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の半導体ウエハーの検査方法は、
検査用プローブ１と被検体である半導体ウエハー２とを
電気的に接続して検査するに際し、垂直に設けられた基
板３の電極部４に、先端に端子部６を有し可撓性エラス
トマ樹脂７で被覆された接続ワイヤ５が付設され、前記
端子部６がその下端から露出してなる縦形の形状を有す
る検査用プローブ１を用いて検査することを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多数の回路素子が
集積された半導体ウェハーや集積度の高い各種電子回路
基板等の検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、開発の最先端を行く半導体の製造
には、最新の技術が駆使されているため、これらの技術
のなかには生産技術として充分完成されていないものも
あり、品質保証上、各種検査を欠かすことができない。
また、半導体の高機能化にともない、半導体とこれを実
装する回路基板とを接続する電極の数は増大し、これに
対応して電極のファインピッチ化が進められている。一
方では、電子機器の小型化に対する市場ニーズが強く、
従来の半導体パッケージを使用した実装から、半導体チ
ップ状態で回路基板に実装するフリップチップ実装や複
数個のチップを同時に実装するＭＣＭ（マルチチップモ
ジュール）の開発が進んでいる。これらは単に小型化の
みにとどまらず、高性能化にも欠かせない技術開発とな
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】さらに、回路基板の配
線の細線化、高密度化が進められた結果、極めて回路素
子の集積度の高い半導体ウエハーが達成され、これに対
応する検査が必要となってきた。このため、図２に示す
ような検査用プローブ１１を用いて、半導体ウエハー１
２を検査する方法が提案されている。この検査用プロー
ブ１１は、この基板１３の電極部１４に付設された接続
ワイヤ１５の先端に接点１６ａ，１６ｂが設けられてお
り、これらの接点と半導体ウエハー１２上の回路素子の
電極部に設けられた接点１７ａ，１７ｂとをそれぞれ電
気的に接続し、図示を省略された検査機の内部回路を介
して、検査回路が構成される。検査は、この検査用プロ
ーブ１１の接点１６ａ，１６ｂを、半導体ウエハー１２
上を順次移動させて行われる。また、このようなタイプ
の検査用プローブは、周辺部のみに電極を有するＩＣチ
ップには対応可能であるが、接続に関与する表面に格子
状に電極が分散して配置されたＩＣチップへの対応がで
きず、また、半導体ウエハー上の個々の回路素子のスケ
ールに比して極めて大きく、検査の際の位置決めが困難
であり、より省スペースの検査用プローブの開発が望ま
れていた。

【０００４】近年の集積度の高い回路基板の製造技術、
半導体の実装技術の進化に対し、これに対応する半導体
ウェハー状態での検査技術の開発が急務となっている。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、電極
ピッチの微細な回路素子を有する半導体ウェハーの電気
的検査（以後、単に検査という）に際して、検査用プロ
ーブの位置決めが容易で、高速かつ正確に検査すること
のできる半導体ウェハーの検査方法の提供を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであり、すなわち、本発明の半導体ウエハーの
検査方法は、検査用プローブと被検体である半導体ウエ
ハーとを電気的に接続して検査するに際し、垂直に設け
られた基板の電極部に、先端に端子部を有し可撓性エラ
ストマ樹脂で被覆された接続ワイヤが付設され、前記端
子部がその下端から露出してなる縦形の形状を有する検
査用プローブを用いて検査することを特徴としている。

【０００６】上記したように、本発明の半導体ウエハー
の検査に用いる検査用プローブは、垂直に設けられた基
板の電極部に付設された接続ワイヤ先端の端子部が、検
査用プローブの下端から露出する縦型の形状を有し、そ
の幅は従来の検査用プローブのほぼ５乃至１０分の１で
ある。このため、半導体ウエハー上に設けられた回路素
子とこの縦形の検査用プローブの下端から露出している
端子とを容易に電気的に接続でき、順次半導体ウエハー
上を移動させ検査することができる。このように、縦型
の省スペース化された検査用プローブを用いて検査する
ことにより、半導体ウエハー上での位置決めが極めて容
易となった。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の半導体ウエハーの検査に
用いる検査用プローブは、垂直に設けられた基板の電極
部に、接続ワイヤがワイヤボンディングによって付設さ
れ、接続ワイヤの端子部は被検体である半導体ウエハー
上の回路素子の端子位置に合わせてセッティングされ、
この端子部のみがその下端から露出した縦型の形状を有
している。接続ワイヤは可撓性エラストマ樹脂で被覆固
定され、さらに補強モールドで補強されて所定の形状に
形成されている。

【０００８】検査用プローブの垂直基板の電極部に付設
される接続ワイヤは、金属細線をワイヤボンディングし
て植設される。金属細線としてはワイヤボンディングが
可能な金、金合金、銅、アルミニウム、アルミニウムー
珪素合金、ベリリウム銅、真鍮、ニッケル、モリブデ
ン、タングステン、ステンレス等を細線加工したもの、
あるいはこれらの細線に金や金合金をメッキしたものが
用いられる。なかでも金細線が最も好ましい。接続ワイ
ヤの直径は、被検基板の電極ピッチ等に応じて選択され
るが、通常、18〜50μｍ、特には25〜30μｍ程度の直径
を有する金ワイヤが好ましく選択される。また、接続ワ
イヤの端子部を、金、金合金、銀、アルミ、ロジウム、
パラジウム等を加工して又はメッキで盛り上げて略半球
状に形成することもできる。

【０００９】接続ワイヤを被覆する可撓性エラストマ樹
脂には、シリコーンゴム、エポキシゴム、ウレタンゴ
ム、その他の合成ゴムや熱可撓性エラストマ等の絶縁性
のゴム弾性材料を選択するのが好ましい。弾性材料は、
接続時の僅かな押圧力によって接続ワイヤの屈曲にとも
ない一体に弾性変形し、接点での好ましい接触状態を維
持する。なお、接点近傍の表層部を、ポリイミド、ポリ
エステル等の硬質材で形成すると接点位置を安定させる
ことができる。さらに、接続ワイヤを被覆した状態にあ
る可撓性エラストマ樹脂の上面は、補強モールドで覆わ
れる。この補強モールド材には、剛性を有するものが好
ましく、汎用のエンジニアプラスチック材、セラミック
材、金属材等を使用することができるが、なかでも耐熱
性、寸法安定性、加工性に優れた材料を選択するのが望
ましい。

【００１０】次に、本発明の検査方法で用いる検査用プ
ローブの製作方法を、下記の一例について説明する。 １）ボンディング工程：先ず、厚さ0.5mm の銅製スペー
サーを位置決め基材上に固定し、銅製スペーサー上に、
検査用プローブの端子部領域として、回路素子の端子位
置に対応する箇所を、予め、0.3mm の深さで彫り込み、
その表面に金メッキを施す。この銅製スペーサーに垂直
に、検査用プローブの基板（垂直基板）を固定治具に固
定し、金メッキ部分に、回路素子の端子と同位置に、径
25μｍの金線を接続ワイヤとしてボンディングマシーン
を用いてボンディングし、さらにこの接続ワイヤの他端
を垂直基板の電極部にボンディングする。このボンディ
ング作業を、被検回路素子の端子の数だけ被検回路素子
の端子と同配列、同ピッチとなるように繰り返し接続ワ
イヤを植設する。ボンディング終了後、固定治具を取り
去る。

【００１１】２）可撓性エラストマ樹脂部成形工程：次
に、前工程で電極部に接続ワイヤが付設された垂直基板
を水平にしてこの上に、PPS(ポリフェニレンサルファイ
ド）製の樹脂板を加工して、予め接続ワイヤの周辺にス
ペースが設けられた補強モールドを位置決めした後、モ
ールド固定治具で全体を固定する。補強モールドには、
前記スペースに可撓性エラストマ樹脂素材を注入する注
入口が設けられており、この注入口から、未硬化のウレ
タン樹脂を注入し、常温（約25℃）で24時間放置後、60
℃で２時間エージングして可撓性エラストマ樹脂部が形
成され、垂直基板と補強モールドは一体に接着される。
なお、補強モールドに用いた PPS樹脂は、エンジニアリ
ングプラスチック材で耐熱性、耐薬品性、電気的特性に
優れている。

【００１２】３）スペーサーエッチング工程：垂直基板
と補強モールドとが接着した後、モールド固定治具と銅
製スペーサーの位置決め基材を取りはづし、適宜濃度の
塩化第二鉄水溶液中に浸漬し、銅製スペーサーをエッチ
ングすることによって、接続ワイヤは可撓性エラストマ
樹脂によって固定され、接続ワイヤの端子部先端が可撓
性エラストマ樹脂部の下端面に露出している。

【００１３】４）端子部電解メッキ工程：接続ワイヤの
端子部の先端は、可撓性エラストマ樹脂部の下端面に同
一レベルで露出している。この端子部に電解金メツキ
（純金）を施し、突起状の接点を設けるとよい。この接
点は中心高約40μｍの純金メッキとし、さらにその上
に、耐摩耗性を向上させるため、厚さ約３μｍの硬質金
メッキ層を設ける。このようにして、本発明で用いる検
査用プローブを製作することができるが、これは単に一
態様を示したにすぎず、各部材の構成、製作手順等には
様々な態様が可能である。

【００１４】

【実施例】本発明の半導体ウエハーの検査方法を、図１
を用いて説明する。図１は、縦形の検査用プローブ１と
半導体ウエハー２との接続状態を示す縦断面図である。
検査用プローブ１の垂直基板３の電極部４には、接続ワ
イヤ５が付設され、その先端には端子部６が設けられて
いる。接続ワイヤ５の周囲は可撓性エラストマ樹脂部７
によって覆われ、その外側は補強モールド８によって所
定の形状に形成されている。接続ワイヤ５の端子部６に
は金メッキ接点９が設けられている。検査用プローブ１
のサイズは、高さ２０〜３０ｍｍ、幅４〜１０ｍｍであ
り、可撓性エラストマ樹脂部７の部分の幅は２〜５ｍｍ
である。このように、図２に示したタイプの検査用プロ
ーブの幅が１０ｍｍであるのに比べると、極めて省スペ
ース化されている。本実施例における半導体ウエハー２
の個々の回路素子のサイズは５×５ｍｍであり、その電
極ピッチは１２０μｍである。検査は、検査用プローブ
１の金メッキ接点９と半導体ウエハー２の回路素子の接
点１０とを電気的に接続して検査し、半導体ウエハー２
上を図に示す矢印の方向に順次１２０μｍずつ移動させ
ることによって全ての回路素子の検査が行われる。

【００１５】

【発明の効果】本発明による半導体ウエハーの検査方法
で用いる検査用プローブは、垂直に設けられた基板の電
極部に、先端に端子部を有する接続ワイヤがワイヤボン
ディングによって付設され、端子部が検査用プローブの
下端から露出した縦型の形状を有しており、従来タイプ
の検査用プローブの幅に比べ極めて省スペース化されて
いる。このような構成になる縦形の省スペース化された
検査用プローブを用いての半導体ウエハーの検査は、半
導体ウエハー上に設けられた回路素子の電極部と検査用
プローブの下端から露出している端子部との位置決め・
接続が極めて容易となり、順次半導体ウエハー上を移動
させ、全ての回路素子の検査を速やかに行うことができ
る。さらに、検査用プローブの端子部の周囲は可撓性エ
ラストマ樹脂によって覆われているため、検査用プロー
ブの接点は回路素子の接点と柔軟に接し、被検基板の反
りやうねりに左右されない検査が可能である。接続距離
も短いため、接続は高速かつ確実になされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る検査用プローブと半導体ウエハー
との接続状態の一態様を示す縦断面図である。

【図２】従来法による検査用プローブと半導体ウエハー
との接続状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】 １，１１……… 検査用プローブ、 ２，１２……… 半導体ウエハー、 ３，１３……… 垂直基板、 ４，１４……… 電極部、 ５，１５……… 接続ワイヤ、 ６ …………… 端子部、 ７ …………… 可撓性エラストマ樹脂、 ８ …………… 補強モールド、 ９，１０，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ ………
接点、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査用プローブと被検体である半導体ウエ
   ハーとを電気的に接続して検査するに際し、垂直に設け
   られた基板の電極部に、先端に端子部を有し可撓性エラ
   ストマ樹脂で被覆された接続ワイヤが付設され、前記端
   子部がその下端から露出してなる縦形の形状を有する検
   査用プローブを用いて検査することを特徴とする半導体
   ウエハーの検査方法。