探针片、探针卡、半导体检查装置及半导体装置的制造方法

文档序号:5892851阅读:271来源:国知局
专利名称:探针片、探针卡、半导体检查装置及半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及探针片、探针卡、半导体检查装置及半导体装置的制造方法。
背景技术
在图21中,示出在晶片上形成半导体电路后进行的半导体装置的制造工序中的以检查工序为主的流程的一例,其中以代表性的半导体装置的出货形态即封装品、裸片及CSP为例。
在半导体装置的制造工序中,如图21所示,从大的方面区分,进行如下三种检查。首先是在晶片上形成半导体元件电路及电极的晶片状态下进行的把握导通状态及半导体元件的电信号动作状态的晶片检查,其次是将半导体元件置于高温及高施加电压的状态下摘出不稳定的半导体元件的预烧筛选(burn-in,以下简称“筛选”)检查,以及在半导体装置出货前把握制品性能的分级检查。
作为在进行这种半导体装置的检查中使用的装置(半导体检查装置)的现有技术,有日本专利特开昭64-71141号公报(以下称其为专利文献1)。此技术是采用在两端具有插针(可动插针)的弹簧探针。就是说,使弹簧探针的一端侧的可动插针接触检查对象物(例如晶片状态的半导体元件),通过电连接进行检查。
另外,作为另一种现有技术,有特开平8-50146号公报(以下称其为专利文献2)。此技术是通过将硅的各向异性刻蚀产生的孔穴作为型材形成的接触端子与检查对象物的电极相接触,通过电连接进行检查。

发明内容
可是,在上述专利文献1中,存在由于以机械结构(具有可动插针的弹簧探针)形成接触端子,不能与以狭窄间距配置的半导体元件的电极相对应的问题。
另一方面,在上述专利文献2中,由于接触端子利用硅的刻蚀穴形成的,可以与以狭窄间距形成的半导体元件的电极相对应。所以,利用这种结构,检查晶片的半导体元件中的一个是没有问题的。
可是,作为检查对象的电极数增加时,例如在同时检查晶片状态的多个半导体元件的场合,从接触端子到布线基板形成引线布线很难。具体言之,如果接触端子的数目增加,当然从接触端子到多层布线基板的引线布线的数目也增加。与此相对应,考虑将配线层做成为多层配线而不使从各接触端子发出的布线短路,接触端子,在配线层的上方形成,无论何层形成配线层,制造工序都变得复杂,技术困难性增加。
本发明的目的在于提供一种可以对具有狭窄间距的电极结构的多个半导体元件汇总进行检查的检查装置。
本发明的另一目的在于提供一种通过抑制半导体装置的检查工序的成本,抑制半导体装置的整体的制造成本,并且提高生产率的半导体装置的制造方法。
对于用来达到上述任何一个目的,在本申请中公开的发明之中的代表性的方案可简单说明如下。
(1)一种探针片,其特征在于具有与设置于晶片上的电极接触的接触端子、从该接触端子引出的布线、和与该布线电连接的电极焊盘,该电极焊盘的间距比该接触端子的间距更宽。
(2)一种探针卡,其特征在于包括与设置于晶片上的电极相接触的探针片、和与该接触端子电连接的电极设置于与该晶片对置的面上的多层布线基板,设置于与该多层布线基板的该晶片对置的面上的电极的间距比该接触端子的间距更宽。
(3)一种探针卡,其特征在于包括具有与设置于晶片上的电极相接触的接触端子和具有与该接触端子电连接的多层布线基板,该多层布线基板的电极设置于该多层布线基板的元件对置区域,设置的间距比该接触端子的间距更宽。
(4)一种半导体检查装置,其特征在于包括承载晶片的试样台、和具有与在该晶片上形成的半导体元件的电极相接触的接触端子,并且与检查该半导体元件的电特性的测试器电连接的探针卡,该探针卡包括具有该接触端子的探针片、和与该接触端子电连接的电极设置于与该晶片对置的面上的多层布线基板,设置于与该多层布线基板的该晶片对置的面上的电极的间距比该接触端子的间距更宽。
(5)一种半导体装置的制造方法,包括在晶片上制作电路形成半导体元件的工序,检查该半导体元件的电特性的工序,和对该晶片进行划片而使该半导体元件各个分离的工序,其特征在于在检查该半导体元件的电特性的工序中,利用具有与该半导体元件的电极相接触的接触端子的探针片和与该接触端子电连接、并且间距比该接触端子的间距更宽的电极设置于与该晶片对置的面上、具有多层布线基板的探针卡,对多个半导体元件汇总进行检查。


图1中的(a)为示出作为排列半导体元件(芯片)的被接触对象的晶片的斜视图,(b)为示出半导体元件(芯片)的斜视图。
图2中的(a)为示出本发明的探针卡的实施方式1的要部的剖面图,(b)为示出初始时模仿晶片面的倾斜的探针卡的状态的剖面图,(c)为示出在晶片面上施加所要求的负载时实施电特性检查的探针卡的状态的剖面图。
图3的(a)、(b)为示出本发明的探针卡的探针片的布线模式的一例的示图。
图4为示出本发明的探针卡的组装方法的概略图。
图5为示出本发明的探针卡的实施方式2的要部的剖面图。
图6为示出本发明的探针卡的实施方式3的要部的剖面图。
图7为示出本发明的探针卡的实施方式4的要部的剖面图。
图8为示出本发明的探针卡的实施方式5的要部的剖面图。
图9为示出本发明的探针卡的实施方式6的要部的剖面图。
图10的(a)~(g)为示出形成本发明的探针卡的探针片(结构体)部分的制造过程的一部分的示图。
图11的(h)~(k)为示出接着上述图10的(a)~(g)的制造过程的示图。
图12的(a)~(g)为示出形成本发明的探针卡的探针片的另一制造过程的工序步骤的示图。
图13的(a)~(d)为示出形成本发明的探针卡的探针片的另一制造过程的工序步骤的示图,(e1)及(e2)为示出本发明的探针卡的探针片的概略剖面图。
图14的(a)、(b)为示出形成本发明的探针卡的探针片的另一制造过程的工序步骤的示图,(c)为示出探针片的概略剖面图。
图15的(a)~(c)为示出形成本发明的探针卡的探针片的另一制造过程的工序步骤的示图,(d)为示出探针片的概略剖面图。
图16的(a)~(b)为示出形成本发明的探针卡的探针片的另一制造过程的工序步骤的示图,(c)为示出形成(b)的接触端子部8的区域的一部分从(b)的下面观察的平面图。
图17的(a)~(b)为示出形成本发明的探针卡的探针片的另一制造过程的工序步骤的示图,(c)为示出形成(b)的接触端子部8的区域的一部分从(b)的下面观察的平面图。
图18的(a)~(b)为示出形成本发明的探针卡的探针片的另一制造过程的工序步骤的示图,(c)为示出探针片的概略剖面图。
图19为示出本发明的检查系统的一实施方式的整体概略结构的示图。
图20为示出利用半导体检查装置的检查方法的一实施方式的示图。
图21为示出半导体检查装置的检查工序的一实施方式的工序图。
图22为通过检查工序在电极焊盘上残留的压痕的上视图,(a)为示出在铝电极焊盘上残留的压痕,(b)为示出在金凸点上残留的压痕的示图。
图23为在检查工序后形成封装或凸点的半导体装置的代表例的概略剖面图,(a)为QFP,(b)为BGA,(c)为倒装芯片型的概略剖面图。
图24的(a)为利用现有的探针检查之后的半导体元件的电极焊盘的概略剖面图,(b)为对检查之后的半导体元件实施键合之后的电极焊盘的概略剖面图。
图25的(a)为在本申请中公开的利用接触端子检查之后的半导体元件的电极焊盘的概略剖面图,(b)为对检查之后的半导体元件实施键合之后的电极焊盘的概略剖面图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的实施方式予以详细说明。另外,在用于说明发明的实施方式的各个附图中,具有同一功能的部件赋予了同一符号,其重复说明省略。
在本说明书中,主要术语定义如下。所谓的半导体装置,不管其形态如何,无论是形成回路的晶片状态的部件,还是半导体元件,只要是其后进行封装的部件(QFP、BGA、CSP)就都可以。所谓的探针片,指的是设置有与检查对象相接触的接触端子和从该处引出的布线,并且形成了使该布线与外部连接用的电极的薄膜,以厚度10μm~100μm左右为对象。所谓的探针卡,表示的是具有与检查对象相接触的端子、多层布线基板等的结构体(例如,图2所示的结构体)。所谓的半导体检查装置表示的是具有承载探针卡和检查对象的试样支持系统的检查装置。
如图1所示,在晶片上形成多个作为被检查对象的一例的LSI用的半导体元件(芯片)2,之后切开以供使用。
图1中的(a)示出并列多个LSI用的半导体元件2的晶片1的斜视图,图1的(b)为示出一个半导体元件2的扩大斜视图。在半导体元件2的表面沿着周边配列有多个电极3。
但是,随着半导体元件的高度集成化,上述电极3处于一种更进一步高密度化和狭间距化的状态。作为电极的狭间距化,已经达到0.1mm以下,例如,0.08mm、0.05mm及其以下,作为电极的高密度化,沿着周边排列从一列到2列,更进一步有全面排列的倾向。
另外,还出现了通过在高温下对半导体元件进行工作试验,来实施明确把握半导体元件的特性及可靠性的高温工作试验(85℃~150℃)的倾向。
本发明的半导体检查装置,是对应上述电极的高密度化及狭间距化,并且可以对多个芯片同时进行探针检测和利用高速电信号(100MHz~数GHz)进行检查的装置。
另外,通过采用具有150℃的耐热性、且线膨胀率与被检查对象接近的材料作为半导体检查装置的探针卡的一部分的结构材料,可以防止由于氛围气温度引起的探针前端部的位置偏离。
下面对本发明的探针卡的结构予以说明。
图2示出了本发明的探针卡的实施方式1的要部、并分阶段示出在晶片面的电极群和检查装置的触点群之间存在一定的倾斜时的探针检测时的动作。图2(a)示出探针检测动作紧前的检查装置的状态,图2(b)示出初始时模仿晶片面的倾斜的检查装置的状态,图2(c)示出在晶片面上施加所要求的负载时实施电特性检查的检查装置的状态的剖面图。
图2(a)示出探针检测动作紧前的检查装置的状态。
在对中间夹着压紧构件保持基板11a的弹簧探针定位上部基板11b及弹簧探针定位下部基板11c进行固定的压紧构件11中间,插入弹簧探针12,该弹簧探针12的一端与多层布线基板50的电极50a相连接,另一端定位于探针片4的电极4d的正上方。另外,在探针片4的周围固定的探针片框5固定于探针片保持基板6之上。
此处,探针片4的平行伸出及加压机构部包括在多层布线基板50上固定设置的临时平行伸出支撑构件(下)7上利用多个辅助弹簧20压紧的探针片保持基板6、以及在多层布线基板50上固定设置的临时平行伸出支撑构件(上)10上利用多个主弹簧21压紧的压紧构件保持基板11a,插入压紧构件11的弹簧探针12,在定位于探针片4的正上方的状态下,保持不与电极4d接触的状态。但是,处于与电极4d有轻微接触的状态当然也是可以的。
图2(b),作为下一个阶段,示出的是探针片4通过对具有倾斜的晶片1的面压紧,经过探针片框5将此探针片4的初始变动传给探针片保持基板6,将一部分辅助弹簧20予以一定的推压而模仿晶片1的倾斜状态。在此状态下,全接触端子变成为与晶片的电极接触的状态。此处,通过极力减小辅助弹簧20的弹簧压力(例如1N左右),可以在减少对最初开始接触的接触端子群的负载的负担的同时,实现全接触端子以低负载与电极接触的状态。
图2(c),作为最后阶段,示出在晶片面上施加所要求的负载时实施电特性检查的试验装置的状态。在此状态下,主弹簧21、辅助弹簧20、以及弹簧探针12的合计负载加到全接触端子上,弹簧探针12变成与探针片4的电极4d相接触的状态,经过与晶片1的电极3相接触的接触端子4a、接触电极部4b、间距扩大布线4c、电极4d、弹簧探针12、电极50a、内部布线50b、电极50c,在和检查半导体元件的电特性的测试器(未图示)之间实施检查用电信号的接受和发送(收发)。
另外,与上述多层布线基板50的电极50a和电极50c的电连接,是通过用来防止半导体装置的检查信号畸变的电容及电阻、用来断开不良半导体元件的过电流的熔断器等的基板搭载部件51连接的。此处,为了获得上述效果,熔断器,既可以对各个电极或各个半导体元件每一个都设置,也可以对多个电极或半导体元件每一群设置一个。在从接触端子几乎垂直地引出布线(实施方式1中的弹簧探针),与设置于多层布线基板上的电极50a相连接的本结构中,可将上述基板搭载部件51最靠近晶片1的电极3配置。由于电极3至基板搭载部件51的距离缩短,可以使信号稳定,可以与高速电信号相对应。此处,所谓多层布线基板的元件对置区域,指的是与多层布线基板之中探针片的上部或在晶片上形成的成为检查对象的半导体元件的上部或其附近相对应的区域。
另外,辅助弹簧20及主弹簧21,可以采用具有适度的弹簧压力的弹簧顶杆或弹簧探针或弹簧等。另外,为了附加弹性力在探针片4上当然也可以采用弹性体。
下面参照附图3对上述的探针片4的布线模式予以说明。
图3为示出形成接触端子4a、接触电极部4b、间距扩大布线4c及垂直引出用的电极4d(弹簧探针或丝探针)的探针片的布线模式的一例的示图。图3(a)为每个半导体元件2(芯片)独立形成上述布线模式的示例,图3(b)为横跨半导体元件2形成上述布线模式的示例(为参考起见,记载了探针片4上与半导体元件2相对应的区域)。
其中具有任何一个垂直引出用的电极4d(电极焊盘)的间距都比接触端子4a的间距大的特征。通过采用对此间距扩大的电极4d用垂直引出用的连接部(弹簧探针或丝探针等)进行电连接的结构,到检测器的布线引出变得容易,在具有狭窄间距和高密度的电极的半导体元件中也可应用。
此处,为使半导体元件2的电极排列的改变及试验所必需的电极焊盘数改变更容易对应,也可以在探针片上设想预备电极106,在与这些电极相对应的设想位置上,预先在弹簧探针定位上部基板11b和弹簧探针定位下部基板11c上设定弹簧探针及丝探针插入用的孔穴。另外,在本实施方式中,电极排列模式设定为正方格子形状,但并不限定于此,三角格子状、六角格子状等等种种改变都是可以的。此外,对于接地系电极,可以配置于信号系电极的外侧,可以将多个接地系电极(或电源系电极)中的数个合成为一个。
作为在探针片4上设置的接触端子4a,可以使用利用具有结晶性的构件的各向异性刻蚀产生的孔穴形成的角锥状或截棱锥状的接触端子。因此,可以确保利用小针压(和电极的接触压每一个插针大约为3~50mN)得到稳定的接触电阻(0.05Ω~0.1Ω左右),可以在防止损伤芯片的同时,使在检查时对半导体元件的压痕减小。另外,关于接触端子4a、探针片4的细节与其制造方法一起见后述。
将具有图3所示的布线模式的探针片4,安装到图2所示的压紧机构中就完成探针卡。就是说,如图4所示,首先在利用定位销16固定中间夹着压紧构件保持基板11a的弹簧探针定位上部基板11b及弹簧探针定位下部基板11c的压紧构件11中间插入弹簧探针12,该压紧构件11内包于临时平行伸出支撑构件(上)10中,将该临时平行伸出支撑构件(上)10固定于多层布线基板安装固定板15。之后,利用临时平行伸出支撑构件(下)7将探针片保持基板6内包于探针片4的探针片框5中,将该临时平行伸出支撑构件(下)7固定于多层布线基板安装固定板15。之后,在将该固定板15利用定位销16定位的同时,固定于固定板15。其后,将辅助弹簧20及主弹簧21以所要求的初始负载固定于多层布线基板安装固定板15而构成探针卡。
下面参照附图5对本发明的探针卡的实施方式2予以说明。本实施方式是采用丝探针12a代替图2的弹簧探针12。通过在引出用的连接部采用丝,与弹簧探针自身的宽度引起界限的实施方式1相比较,可以以更狭窄的间距进行配置,也可以更进一步地对应半导体元件电极3的高密度化。在晶片1面的电极群3和探针卡的接触端子4a之间存在一定倾斜时的探针检测的动作与图2说明的相同,予以省略。
图6为示出本发明的探针卡的实施方式3的要部的剖面图。从探针片4上的引出用电极4d到多层布线基板50的电极50a,利用键合丝55确保导通。键合丝55,可采用金线或以绝缘材料包敷的金线。探针卡的可动部,由经探针片框5将探针片4固定于探针片保持基板6a,并且该探针片保持基板6a由多个辅助弹簧20压紧到固定设置于多层布线基板50上的临时平行伸出支撑构件(下)7a,设置于探针片保持基板6a的中央并且固定设置于多层布线基板50的主弹簧(中间枢轴)21a构成。此处,通过使上述主弹簧21a的前端与上述探针片保持基板6a的上面离开若干(约0.05mm)距离,在初始的模仿动作时可以防止在全接触端子接触晶片面的电极群之前,接触端子群的一部分承受主弹簧21a的负载而在一部分的接触端子群上承受集中负载。在晶片面的电极群和接触端子群之间存在一定的倾斜时的探针检测的动作,通过压紧探针片4具有倾斜的晶片1的面,经过探针片框5将此探针片4的初始变动传给探针片保持基板6a,将一部分辅助弹簧20予以一定的推压而模仿晶片1的倾斜状态,全接触端子变成为接触晶片的电极的状态。此处,通过极力减小辅助弹簧20的弹簧压力(例如1N左右),可以在减少对最初开始接触的接触端子群的负载的负担的同时,实现全接触端子以低负载与电极接触的状态。
此外,通过将探针片4压入规定值(过载量),主弹簧21a、辅助弹簧20的合计负载(所要求的负载)加到全接触端子上 在此状态下,与晶片1的电极3相接触的接触端子4a、间距扩大布线4c、电极4d、键合丝55、电极50a、内部布线50b、电极50c,在和检查半导体元件的电特性的测试器(未图示)之间实施检查用电信号的接受和发送(收发)。
图7为示出本发明的探针卡的实施方式4的要部的剖面图。与探针卡的实施方式1不同之处在于弹簧探针12的一端不与图2的多层布线基板50的电极50a相接触,而与在电极固定基板60上形成的电极60a相接触这一点。在此结构中,经过来自电极60a的引出线60b,利用软钎焊对固定该电极固定基板60的多层布线基板50的电极50d进行布线。由此,可以改变引出线60b和多层布线基板50的电极50d的连接,对探针片4的每个布线模式无须为专用制作多层布线基板50,可以共用,所以可以降低成本。另外,由于弹簧探针12可以卸下,与探针片4的布线模式可以灵活对应。引出线60b,既可以是以铜为芯线的漆包线或金的键合丝,也可以是同轴缆线。
此处,也可以用丝探针12a代替弹簧探针12。由此,除了多层布线基板50的共用化产生的成本降低之外,还可以与检查元件的高密度化相对应。
图8为示出本发明的探针卡的实施方式5的要部的剖面图。从探针片4上的引出用电极4d到多层布线基板50的电极50d的结构为,将一端与探针片4的引出用电极4d相连接的键合丝55a的另一端与布线片62的电极62a相连接,将引出线60b与经过该布线片62的内部布线62b的电极62c相连接,而与固定布线片62的多层布线基板50的电极50d相连接。利用这一结构,可以改变引出线60b和多层布线基板50的电极50d的连接,可以共用多层布线基板50。引出线60b,既可以是以铜为芯线的漆包线或金的键合丝,也可以是同轴缆线。
探针卡的可动部,与图6所示的探针卡的实施方式3的结构大致相同,其不同点为临时平行伸出支撑构件(下)7a不是由多层布线基板50,而是由另外设置的固定基板61固定设置。
图9为示出本发明的探针卡的实施方式6的要部的剖面图。检查用信号布线的连接方法与图7所示的方法一样。其结构为利用板簧21b代换利用图7的主弹簧21的压紧机构,将板簧21b的一端固定于电极60a的电极固定基板60,而该板簧21b的另一端固定于板簧固定基板65,该板簧固定基板65通过固定辅助弹簧20及临时平行伸出支撑构件(上)10而固定于多层布线基板50。
此处也可以用丝探针12a代替弹簧探针12。
下面参照图10、图11对上述探针卡使用的探针片(结构体)的一例的制造方法予以说明。
图10为示出在用来形成图2所示的探针卡的制造过程之中,特别是,利用在作为型材的硅晶片80上通过各向异性刻蚀形成的截棱锥状的孔穴,使截棱锥状的接触端子前端部形成间距扩大用的布线,将金属膜以聚酰亚胺粘合片进行粘合并对该金属膜进行加工而形成引出电极的金属强化薄膜探针片的形成的制造过程的工序步骤。
首先,执行图10(a)所示的工序。此工序包括使厚0.2~0.6mm的硅晶片80的(100)面的两面通过热氧化形成大约0.5μm的二氧化硅薄膜81,用光致抗蚀剂85涂敷,在利用光刻工序形成图形之后,将光致抗蚀剂85制成掩模,利用氟酸和氟化胺的混合液进行刻蚀除去二氧化硅薄膜81。
之后,执行图10(b)所示的工序。此工序包括,将上述二氧化硅薄膜81作为掩模,利用强碱液(例如氢氧化钾)进行各向异性刻蚀,而形成由(111)面包围的截棱锥状的刻蚀孔穴80a。
此处,在本实施方式中是以硅晶片80作为型材,但作为型材,只要是具有结晶性的材料就可以,在其范围内可以有种种改变是自不待言的。另外,在本实施方式中,是假设利用各向异性刻蚀的孔穴是截棱锥状,此形状也可以是棱锥状,在可以形成能够以小的针压确保稳定的接触电阻程度的接触端子4a的形状的范围内,可以有种种改变。
之后,利用氟酸和氟化胺的混合液对用作掩模的二氧化硅薄膜进行刻蚀而将其除去,再一次通过在湿氧中对硅晶片80的全面进行热氧化而形成约0.5μm的二氧化硅薄膜82。
之后,执行图10(c)所示的工序。此工序包括,在二氧化硅薄膜82的表面上形成导电覆盖层83,之后在上述导电覆盖层83的表面上形成聚酰亚胺薄膜84,接着,将在应该形成接触端子4a的位置的聚酰亚胺薄膜84除去露出上述导电覆盖层83的表面。
作为上述导电覆盖层83,例如,可利用溅射法或蒸着法使铬形成薄膜而得到厚度约为0.1μm的铬膜,也可以在形成该铬膜的表面上利用溅射法或蒸着法使铜形成薄膜而得到厚度为约为1μm的铜膜。
为除去上述聚酰亚胺薄膜84,例如,也可以采用激光打孔加工或在聚酰亚胺薄膜84的表面形成铝掩模采用干法刻蚀。
之后,执行图10(d)所示的工序。首先,在聚酰亚胺薄膜84的开口部露出的导电覆盖层83上,以该导电覆盖层83作为电极,以硬度高的材料作为主要成分进行电镀,整体形成接触端子4a及接触电极部4b。作为硬度高的材料,例如,可以顺序地将镍8a、铑8b、镍8c进行电镀而将接触端子4a和接触电极部4b作为一体而形成接触端子部8。
之后,在上述接触端子部8及聚酰亚胺薄膜84上形成导电覆盖层86,在形成光刻掩模87之后,对布线材料88进行电镀。
作为上述导电覆盖层,例如,可利用溅射法或蒸着法使铬形成薄膜而得到厚度约为0.1μm的铬膜,也可以在形成该铬膜的表面上利用溅射法或蒸着法使铜形成薄膜而得到厚度为约为1μm的铜膜。另外,作为布线材料也可以使用铜。
之后,执行图10(e)所示的工序。此工序包括除去上述光刻掩模87,并在以布线材料88作为掩模通过软刻蚀除去导电覆盖层86之后,形成粘合层89及金属膜90。
此处,作为粘合层89,例如,可采用聚酰亚胺系粘合片或环氧系粘合片。另外,作为金属膜90,采用以42合金(由镍42%和铁58%构成的合金,线膨胀率4ppm/℃)或殷钢(又称因瓦合金,例如,由镍36%及铁64%构成的合金,线膨胀率1.5ppm/℃)这样的低线膨胀率,并且接近硅晶片(硅型材)80的线膨胀率的金属片,利用粘合层89粘合到形成布线材料88的聚酰亚胺薄膜84上的这样的结构形成探针片4,可以获得强度的提高和大面积化,除此之外,可以防止检查时由于温度引起位置偏离等而可以确保各种状况下的位置精度。在这一主旨下,作为金属膜90,目的是在筛选检查时确保位置精度,最好是采用接近检查对象的半导体元件的线膨胀率的材料。
上述粘合工序,例如,也可以将形成用于形成上述图10(d)的接触端子部8及布线材料88的聚酰亚胺薄膜84的硅晶片80和粘合层89及金属膜90叠置,在施加10~200Kgf/cm2的压力的同时将温度增加到粘合层89的玻璃转变温度(Tg)以上的温度在真空中加热加压进行粘合。
之后,执行图10(f)所示的工序。首先,在上述金属膜90上形成光刻掩模,对金属膜90进行刻蚀。在采用42合金膜或殷钢片作为金属膜90时可以利用高氯化铁进行喷雾刻蚀。另外,作为光刻掩模,既可以是液态抗蚀剂,也可以是薄膜状抗蚀剂(干膜)。
之后,除去上述光刻掩模,进行打孔加工除去与电极92相对应的部分的粘合层89一直到露出布线材料88的表面。在利用激光加工实施打孔加工时,也可利用金属膜90a作为掩模。作为打孔加工的方法,可以采用准分子激光或二氧化碳激光这样的激光加工,也可以采用干法刻蚀。
之后,执行图10(g)所示的工序。此工序是在与上述打孔加工的电极92相对应的区域中进行镍电镀92a后接着进行金电镀92b之后,在与接触部8相对应的部分上形成弹性体(弹性材料)93。电镀可以以布线材料88作为电极进行电镀。此处,之所以原样保留金属膜90形成电极,是因为除了可得到在图10(e)的工序的说明中记载的效果外,金属膜90可以用作接地层,从而可以具有防止信号畸变等的效果。
作为弹性体93,例如,可以将弹性树脂通过印刷或分配器涂布设置成为硅片。作为弹性体93的作用,是为了在多个接触端子的前端与半导体晶片1上排列的电极3相接触时,使作为整体的冲击得到缓和,同时将在探针片上形成的各个接触端子的前端的高度的大约数μm以下的偏差通过局部变形吸收而模仿排列于半导体晶片1上的各被接触材(电极)3的高度的大约±0.5μm的偏差进行均匀的咬入接触。
之后,执行图11(h)所示的工序。此工序是将探针片框5及加工环95以粘合剂96固着于上述金属膜90,在将保护膜97固着于该探针片框5及加工环95之后,将中央剜空的保护膜98作为掩模利用氟酸和氟化胺的混合液进行刻蚀除去二氧化硅。
之后,执行图11(i)所示的工序。此工序是将上述保护膜97及保护膜98剥离,安装硅刻蚀用保护夹具100,进行刻蚀而将硅除去。
例如,在中间固定板100c上用螺旋固定上述框5,在不锈钢制的固定夹具100a和不锈钢制的盖子100b之间经过O形密封圈100d安装,将作为型材的硅晶片80以强碱液(例如,氢氧化钾)刻蚀除去。
之后,执行图11(j)所示的工序。此工序是将上述硅刻蚀用保护夹具100取下,粘上保护膜101,利用刻蚀将二氧化硅、铬、铜及镍除去。
也可利用氟酸和氟化胺的混合液进行刻蚀除去二氧化硅薄膜82,利用过锰酸钾溶液进行刻蚀除去铬膜,利用碱性铜刻蚀液进行刻蚀除去铜膜及镍膜。
另外,这一系列的刻蚀处理的结果,之所以要利用在接触端子表面上露出的电镀铑,是由于作为电极3的材料的软钎料(焊锡)及AI等难以附着,硬度比镍更高、不易氧化、接触电阻稳定。
之后,执行图11(k)所示的工序。首先,在探针片框5和粘合层89之间涂敷粘合剂96b,在挤压该探针片框5的同时将探针片框5的端部固着于变形的粘合层89。
之后,沿着上述探针片框5的外周部将成为一体的聚酰亚胺薄膜84、粘合层89及粘合剂96b切出而制成探针片结构体105。
下面参照附图12对与上述探针片(结构体)不同的实施方式2的探针片(结构体)的结构及其制造工序予以说明。
图12(a)~(g)为示出形成探针片(结构体)的另一制造工艺的工序步骤的示图。
首先在图10(a)、(b)所示的硅晶片80上形成角锥状的刻蚀孔穴80a,在对其表面执行形成二氧化硅薄膜82的工序之后,执行图12(a)所示的工序。此工序是执行在二氧化硅薄膜82上形成的导电覆盖层83的表面上形成光刻掩模85a并开口形成接触端子部8的工序。
之后,执行将图12(b)所示的上述光刻掩模85a作为掩模,将上述导电覆盖层83作为供电层进行电镀,一体形成接触端子4a及接触电极部4b的工序。作为电镀材料,例如,可以顺序地将镍8a、铑8b、镍8c进行电镀而将接触端子4a和接触电极部4b作为一体而形成接触端子部8。
之后,执行图12(c)所示的工序。此工序为除去上述光刻掩模85a。
之后,执行图12(d)所示的工序。此工序形成聚酰亚胺薄膜84b覆盖上述接触端子部8及导电覆盖层83,将在应该形成发自上述接触端子部8的引出布线连接用孔穴8d的位置的聚酰亚胺薄膜84b除去露出上述接触端子部8的表面。
为了除去上述聚酰亚胺薄膜84b的一部分,例如,可以采用激光端口加工或在聚酰亚胺薄膜84b的表面上形成铝掩模进行干法刻蚀。
之后,执行图12(e)所示的工序。此工序包括在上述聚酰亚胺薄膜84b的表面上形成导电覆盖层86,在形成光刻掩模87之后,对布线材料88进行电镀。
作为上述导电覆盖层,例如,可利用溅射法或蒸着法使铬形成薄膜而得到厚度约为0.1μm的铬膜,也可以在形成该铬膜的表面上利用溅射法或蒸着法使铜形成薄膜而得到厚度为约为1μm的铜膜。另外,作为布线材料可以使用镀铜或在镀铜之上镀镍的材料。
之后,执行图12(f)所示的工序。此工序包括除去上述光刻掩模87,并在以布线材料88作为掩模通过刻蚀除去导电覆盖层86之后,形成粘合层89及金属膜90。
之后,经过与图10(f)~(g)、图11(h)~(k)同样的工序,制造出图12(g)所示的探针片结构体105。
下面参照附图13对实施方式3的探针片(结构体)的结构及其制造工序予以说明。
本探针片的制造方法,与图10、图11记载的探针片的制造方法一样,不同的主要部分是与接触端子4a同时设置有形状依照接触端子的伪端子107。该伪端子107,用于防止在接触晶片1的电极3时探针片4变形,防止初始时负载集中于接触端子群的端部。其形状,既可以不同于接触端子4a,也可以,如图13所示,是底面积(与晶片1的接触面积)比接触端子4a大的截棱锥状。在其他的探针片的制造方法中,同样也可以设置伪端子107是自不待言的。
下面参照附图13对形成上述伪端子的制造方法的一例予以说明。
首先,执行图13(a)所示的工序。此工序包括使厚0.2~0.6mm的硅晶片80的(100)面的两面通过热氧化形成大约0.5μm的二氧化硅薄膜81,藉助光致抗蚀剂85b利用氟酸和氟化胺的混合液进行刻蚀除去二氧化硅薄膜81。
之后,执行在图13(b)所示的上述工序中将一部分被刻蚀掉的二氧化硅薄膜81c作为掩模,利用强碱液(例如氢氧化钾)进行各向异性刻蚀,而形成由(111)面包围的截棱锥状的刻蚀孔穴80a及80b的工序。
之后,执行图13(c)所示的工序。此工序包括,利用氟酸和氟化胺的混合液对用作掩模的二氧化硅薄膜进行刻蚀而将其除去,再一次通过在湿氧中对硅晶片80的全面进行热氧化而形成约0.5μm的二氧化硅薄膜82,在该二氧化硅薄膜82的表面上形成导电覆盖层83a,之后在上述导电覆盖层83a的表面上形成聚酰亚胺薄膜84a,接着,将在应该形成接触端子4a的位置的聚酰亚胺薄膜84a除去露出上述导电覆盖层83a的表面。
之后,执行图13(d)所示的工序。此工序包括,在该聚酰亚胺薄膜84a的开口部露出的导电覆盖层83a上,以该导电覆盖层83a作为电极,以硬度高的材料作为主要成分进行电镀,整体形成接触端子4a及接触电极部4b。作为硬度高的材料,例如,可以顺序地将镍8a、铑8b、镍8c进行电镀而将接触端子4a和接触电极部4b作为一体而形成接触端子部8。
之后,经过与图10(d)~(g)、图11(h)~(k)同样的工序,制造出图13(e1)所示的探针片结构体105。
另外,在形成伪端子107的本探针片中,在探针片的端部也可以不设置锥形部4f,将探针片框5a以粘合剂96平面粘合到探针片而成为如图13(e2)所示的结构。
另外,也可以在图13(c)的工序中,实施加工将形成伪端子107的位置的聚酰亚胺薄膜84a部分地除去,将在应该形成伪端子107a的位置的聚酰亚胺薄膜84a除去露出上述导电覆盖层83a的表面,如图14(b)所示,形成与接触端子部8同样材料结构的伪端子107a而制造出图14(c)所示的探针片结构体105。
下面参照附图15对实施方式4的探针片(结构体)的结构及其制造工序予以说明。
本探针片的制造方法,只是形成接触端子部8的区域的弹性树脂的形成方法不同,其他与图10、图11记载的探针片的制造方法一样。图15(a),是在执行图10(a)~(f)的工序之后,利用激光除去形成接触端子部8的区域未被粘合层89及布线材料88覆盖的部分的聚酰亚胺薄膜84之后,执行通过印刷或分配器等形成图15(b)所示的弹性树脂层93a的工序。之后,如图15(c)所示,形成弹性树脂层,在形成接触端子部8的区域上残留有弹性树脂层93b。不需要的弹性树脂层的加工,例如,可以使用铝掩模93c利用激光除去。
之后,经过与图11(h)~(k)同样的工序,执行图15(d)所示的工序。此工序为沿着上述探针片框5的外周部将成为一体的聚酰亚胺薄膜84、粘合层89及粘合剂96b切出而制成探针片结构体。
利用这样的构成,弹性树脂层只与接触端子部8的区域直接接触形成,可增加该接触端子部8的区域的柔软性。
图16示出本发明的实施方式5的探针片(结构体)的结构及其制造工序。
本探针片的制造方法,在经过与图10(a)~(f)同样的工序之后,执行图11(h)~(k)所示的工序,制作图16(a)状态的探针片结构体。之后,如图16(b)所示,在利用激光除去形成接触端子部8的区域的未被粘合层89及布线材料88覆盖的部分的聚酰亚胺薄膜84之后,形成接触端子4a由布线材料88及聚酰亚胺薄膜84作为双支撑梁进行支撑的结构。
图16(c)为示出形成图16(b)的接触端子部8的区域的一部分从图16(b)的下面观察的平面图。这样,通过将接触端子部8的两侧分离,可以对接触端子部8设置个别的模仿机构。
图17示出本发明的实施方式6的探针片(结构体)的结构及其制造工序。
本探针片的制造方法,在经过与图10(a)~(f)同样的工序之后,在图10(g)的工序中,在形成接触端子部8的区域中不形成弹性体93,执行图11(h)~(k)所示的工序,制作图17(a)状态的探针片结构体。之后,如图17(b)所示,在利用激光除去形成接触端子部8的区域的未被粘合层89及布线材料88覆盖的部分的聚酰亚胺薄膜84之后,形成接触端子4a由布线材料88及聚酰亚胺薄膜84作为悬臂梁进行支撑的结构。图17的(c)为示出形成图17(b)的接触端子部8的区域的一部分从图17(b)的下面观察的平面图。这样,通过将接触端子部8的两侧分离,可以形成比上述实施方式5的探针片更容易移动的各个模仿机构。
另外,如图6或图8所示,在以键合丝引出布线时,对电极92既可以采用键合,也可以如图18(a)~(c)所示,在布线材料88上形成适于键合的电镀层88a,在电镀层88a上通过键合形成引出布线。
此处,图18(a)是经过与图10(a)~(e)同样的工序在金属膜90上形成光刻掩模91a的工序,图18(b)是其后在将经过刻蚀的金属膜90作为掩模利用激光,例如,除去粘合层89一直到滤出布线材料88之后,在该布线材料88的表面形成键合用的电镀层88a的工序。作为电镀层88a,例如,可以是在镀镍层上形成的镀金层。
之后,执行图10(f)、图11(h)~(k)的工序,制造出图18(c)的状态的探针片结构体。
以上对探针片(结构体)的形态进行了一些说明,各个探针片(结构体)对上述的任何探针卡都适用是自不待言的。
下面参照附图19对采用以上说明的本发明的探针卡(探针检测装置)的半导体检查装置予以说明。
图19为示出包含本发明的半导体检查装置的检查系统的整体结构的示图。
在检查系统的整体结构中,探针卡是作为晶片探针构成的。此检查系统包括支持作为被检查对象的半导体晶片1的试样支持系统160;与被检查对象(晶片)1的电极3接触收发电信号的探针卡120;控制试样支持系统160的动作的驱动控制系统150;对被检查对象1进行温度控制的温度控制系统140;以及检查半导体元件(芯片)2的电特性的测试器170。在此半导体晶片1上排列多个半导体元件(芯片),在各半导体元件的表面上排列多个电极3作为外部连接电极。试样支持系统160包括可以自由装卸承载半导体晶片1的大致水平设置的试样台162;垂直配置支持此试样台162的升降轴164;驱动此升降轴164升降的升降驱动部165;以及支持此升降驱动部165的X-Y平台167。X-Y平台167固定于框体166上。升降驱动部165,例如,由步进电动机等构成。试样台162的水平及垂直方向的定位动作,通过X-Y平台167的水平平面内移动动作及升降驱动部165的上下动作等的组合进行。另外,在试样台162上,设置有图中未示出的转动机构,可以使水平面内的试样台162转动变位。
在试样台162的上方,配置有探针系统120。就是说,例如,示于图2的探针卡120及多层布线基板50,设置成为与该试样台162对置平行。各个接触端子4a,经过设置于探针卡120的探针片4上的间距扩大布线4c、电极4d及弹簧探针12,通过多层布线基板50的电极50a及内部布线50b,连接到设置于该布线基板50上的连接端子50c,经过连接该连接端子50c的缆线171,与测试器170相连接。
此处,为了防止利用加热器加热到所要求的温度的晶片和与电极接触形成用来实施电信号检查的接触端子的探针片的温度差引起的位置偏离,实施精确迅速定位,也可以预先在探针片或探针卡的表面或内部形成可以进行温度控制的发热体。作为发热体,例如,也可以将Ni-Cr这样的电阻值高的金属材料及高电阻的导电树脂直接形成探针片或多层布线基板层,将形成该材料的片插入到探针片中或贴附到探针卡上。另外,也可以采用使温暖的液体在加热块内的管路中流动并使加热块与探针卡接触作为发热体。
被加热的晶片发出的热辐射与根据探针检测时的接触决定探针卡的温度的现有的方法不同,如上所述,通过独立保持检查时的温度,可以防止晶片和探针片之间的检查时的温度差的发生,可以进行位置精度正确的探针检测。
驱动控制系统150,经过缆线172与测试器170相连接。另外,驱动控制系统150,将控制信号发送到试样支持系统160的各驱动部的执行器,控制其动作。就是说,驱动控制系统150,内置有计算机,根据经过缆线172传送的测试器170的测试动作的进行信息,控制试样支持系统160的动作。另外,驱动控制系统150,具备操作部151,接受关于驱动控制的各种指示的输入,例如,接受手动操作的指示。
在试样台162上备有用来对半导体元件2进行加热的加热器141。温度控制系统140,通过控制试样台162的加热器141或冷却夹具,控制试样台162上承载的半导体晶片1的温度。另外,温度控制系统140,具有操作部151,接受关于驱动控制的各种指示的输入,例如,接受手动操作的指示。此处,也可以使设置于上述探针片或探针卡的一部分上的温度可控的发热体和试样台162的加热器141连动而进行温度控制。
下面对半导体检查装置的动作予以说明。首先,作为被检查对象的半导体晶片1,定位载置于试样台162之上,驱动控制X-Y平台167及转动机构,使得在排列于半导体晶片1上的多个半导体元件上形成的电极3的电极群,定位于与探针卡120并设的多个接触端子群4的正下方。其后,驱动控制系统150,通过使升降驱动部165动作,从多数电极(被接触材)3的全体的面接触到接触端子的前端的时刻起一直到变成为推压约60μm的状态为止使试样台162上升,通过使在多层膜6中多个接触端子4并设的区域部4a伸出而确保平坦度和高精度的多数接触端子4的群的各个前端,利用伸缩机构(压紧机构)模仿平行伸出追从在半导体元件上排列的多个电极3的群(全体)的面,模仿半导体晶片1上排列的个被接触材(电极)3进行根据均匀负载(1插针平均约3~150mN)的咬入接触,在各接触端子4和各电极3之间以低电阻(0.01Ω~0.1Ω)相连接。
此外,经过缆线171,布线基板50以及接触端子4,在形成半导体晶片1的半导体元件和测试器170之间,进行工作电力和动作检查信号等接受和发送,判断该半导体元件的工作特性的可否等等。此外,上述的一系列的检查动作,对在半导体晶片1上形成的多个半导体元件分别实施,判断工作特性的可否等等。
下面利用图20对利用上述半导体检查装置的检查方法举一例进行说明。
通过使晶片支持台每次转动90°检查晶片,如图20所示,是一种顺序检查同时检查芯片群200a、200b、200c及200d,4次可检查完毕全体芯片的方法,由此,由于可以通过最小限度的着陆(touchdown)次数对全部芯片进行检查,可以提高检查效率。另外,当然每次转动角度也可以不使90°,这是自不待言的。
但是,本发明的探针片,是可以根据在检查对象的晶片上形成的半导体元件(芯片)的整体配置,自由设计接触端子的配置模式,汇总形成的。因此,可以选择在每次着陆移动时,极力减少重复探针检测的芯片区域,效率高的移动模式,可以设计和构成着陆次数少效率高的检查装置。
于是,在如图20所示的检查方法中,如果相应于以如上所述的方式在检查对象的晶片上形成的半导体元件的整体配置来设计半导体检查装置的探针片,则由于不存在对芯片的焊盘重复进行探针检测的区域,对芯片的焊盘的探针检测痕迹可以抑制到最小限度,可提高以后的键合和凸点形成的可靠性。此外,由于探针片的接触端子,在不形成芯片的区域不出现,接触端子不会碰到硅片的端部,可以防止接触端子的损伤。
最后,参照图21对包含利用上述半导体检查装置的检查工序或检查方法的半导体装置的制造方法予以说明。
本发明的半导体装置的制造方法包括在晶片上制作电路,形成半导体元件的工序;利用本发明的半导体检查装置在晶片级汇总检查多个半导体元件2的电特性的工序;对该晶片进行划片分离为各个半导体元件的工序;以及利用树脂等对该半导体元件进行封装的工序。
本发明的另一半导体装置的制造方法包括在晶片上制作电路,形成半导体元件的工序;利用本发明的半导体检查装置在晶片级汇总检查多个半导体元件2的电特性的工序;以及对该晶片进行划片分离为各个半导体元件的工序。
本发明的另一半导体装置的制造方法包括在晶片上制作电路,形成半导体元件的工序;用树脂等对该半导体元件进行封装的工序;以及利用本发明的半导体检查装置对在该封装的晶片上形成的多个半导体元件2的电特性汇总检查的工序。
本发明的另一半导体装置的制造方法包括在晶片上制作电路,形成半导体元件的工序;用树脂等对该半导体元件进行封装的工序;利用本发明的半导体检查装置对在该封装的晶片上形成的多个半导体元件2的电特性汇总检查的工序;以及对该晶片进行划片分离为各个半导体元件的工序。
再进一步进行考察,参照图22至25,对半导体装置本身表现出的特征、效果予以说明。
图22为通过检查工序在电极焊盘上残留的压痕(探针检测痕迹)的上视图。另外,在图22中,为了易于比较利用现有的悬臂梁探针时的压痕300和利用本申请中公开的接触端子时的压痕301,通过合成将两者并列于同一电极上。当然,比例尺没有改变。
在利用现有的悬臂梁方式的探针或半球形及梯形的电镀凸点在绝缘膜上形成的探针检查的半导体元件的场合,由于在探针检测时经受来自接触端子的负载的同时受到进行的擦刷动作,在其电极焊盘上会发生电极碎屑而出现很大的压痕300。此外,对于在该电极焊盘的正下方的元件的损伤也令人担忧。如图21所示,在经过多个检查工序的场合,在电极焊盘上造成多个压痕,这一缺点更加突出。
就是说,采用现有的探针进行检查的半导体元件,其电极焊盘的表面会破裂,结果,在检查工序后的粘合、组装工序(键合、金凸点连接、钎焊凸点连接、Au-Sn连接等)之中,会导致连接不良的后果。
例如,如图23所示的(a)QFP(方形扁平封装)及(b)BGA(球栅阵列封装)这样的形态的场合,与引线402相连接的导线400和电极焊盘3的连接部分,以及(c)倒装片这样的形态的场合,钎焊凸点401和电极焊盘3的连接部分,都会引起连接不良。
下面利用图24予以更详细地说明。图24的(a)为利用现有的探针检查之后从保护膜510露出的电极焊盘3的概略剖面图。由于经过擦刷动作,电极表面破裂,留有电极碎屑502。并且,由于经受大负载下的擦蹭,一部分铝层500变得极薄,有的地方由于剥裂会露出底层501(例如,SiO2等)。
通常,如果对于铝层的电极焊盘利用金丝504进行键合,在连接界面上形成金505和铝500的合金503,是可以得到良好的连接的,但在图24(a)的这样的状态的电极焊盘中不能充分地形成合金,其结果就会成为连接不良的原因。
与此不同,在利用本申请公开的连接端子检查的半导体元件的场合,由于只经受低负载,没有经受擦刷动作,在该电极焊盘500上几乎没有电极碎屑,在电极焊盘正下方的元件完全不会受到损伤。另外,由于探针检测痕迹301为具有上述的棱的角锥形状或截棱锥形状的接触端子的前端形状的转写的孔穴,约为5μm的角形非常小,具有正方形及长方形等多角形(至少1边在20μm以下是当然的,也可能在大约15μm、10μm、1μm以下)的开口形状的压痕以外的电极区域保持平坦的原样,即使是在经过多次探针检测的场合,也可维持清晰的电极表面。就是说,电极表面的平面部分留下很多,由于没有完全剥裂的地方,在检查工序后的粘合、组装工序中,在其粘合部与原来相比较,易于形成合金,连接良好。
如利用图25进行更详细的说明,可以说利用本申请中公开的接触端子进行检查之后的电极焊盘3,由于是利用角锥形状或截棱锥形状的接触端子产生很小的压痕301并且只施加了低负载的状态,所以没有什么地方会露出底层501而可以保持良好的状态。
在此状态下进行键合时,合金层503几乎全面形成,可得到良好的连接,不会产生连接不良的问题。
所以,可以得到可靠性高的半导体装置,可以提高材料利用率。
另外,在图24及图25中,示出的是最上层是铝电极焊盘和金丝键合的场合的示例,但其材料可以有种种的改变,并且,不仅是对于键合,在其他的粘合、组装工序中也可得到同样的效果。
以上根据实施方式对本发明人完成的发明进行了具体说明,但本发明不限于此,在不脱离其总的发明构思的前提下可以有种种的改变。
例如,作为形成弹性体93的方法,除了上述的方法以外,也可以采用利用旋涂器涂敷感光树脂或感光弹性树脂,利用掩模进行曝光、显影而形成的方法,以及粘贴除去弹性体形成部分的干膜印刷弹性树脂,根据需要进行表面研磨之后,除去该干膜的方法。
另外,在上述实施方式中公开的代表性的观点如下。
(1)一种探针片,其特征在于具有与设置于晶片上的电极接触的接触端子,从该接触端子引出的布线和与该布线电连接的电极焊盘,该电极焊盘的间距比该接触端子的间距更宽。
(2)一种探针片,其特征在于具有按照在晶片上形成的半导体元件的周边电极的排列配置的接触端子,从该接触端子引出的布线、和与该布线电连接的电极焊盘,该电极焊盘以格子状配置。
(3)一种探针片,其特征在于具有与设置于晶片上的电极接触的接触端子,从该接触端子引出的布线、和与该布线电连接的电极焊盘,在该探针片上,在该电极焊盘内,至少设置有除掉设置信号系统的电极焊盘部分的金属片。
(4)如(3)所述的探针片,其特征在于该金属片的线膨胀系数与该晶片的线膨胀系数大致相等。
(5)如(3)或(4)所述的探针片,其特征在于该金属片是42合金片。
(6)如(1)至(5)任何一项中所述的探针片,其特征在于在设置该接触端子的面上,设置有与上述晶片的接触面积与该接触端子相比更大的伪端子。
(7)如(1)至(6)任何一项中所述的探针片,其特征在于该接触端子是以由具有结晶性的基板的各向异性刻蚀产生的孔穴作为型材作成的。
(8)一种探针卡,其特征在于包括与设置于晶片上的电极相接触的探针片、和与该接触端子电连接的电极设置于与该晶片对置的面上的多层布线基板,设置于与该多层布线基板的该晶片对置的面上的电极的间距比该接触端子的间距更宽。
(9)一种探针卡,其特征在于包括按照在晶片上形成的半导体元件的周边电极的排列配置的接触端子的探针片、和与该接触端子电连接的电极设置于与该晶片对置的面上的多层布线基板,设置于与该多层布线基板的该晶片对置的面上的电极以格子状配置。
(10)一种探针卡,其特征在于包括与设置于晶片上的电极相接触的接触端子、和具有与该接触端子电连接的电极的多层布线基板,该多层布线基板的电极设置于该多层布线基板的元件对置区域,设置的间距比该接触端子的间距更宽。
(11)如(8)至(10)任何一项中所述的探针卡,其特征在于在该多层布线基板的元件对置区域中至少承载电容、电阻、熔断器中的一个。
(12)一种探针卡,其特征在于包括与设置于晶片上的电极接触的接触端子的探针片,具有与该接触端子电连接的电极的多层布线基板,该接触端子和该多层布线基板的电极是利用相对该多层布线基板是几乎垂直设置的连接部进行电连接的。
(13)一种探针卡,其特征在于包括与设置于晶片上的电极相接触的接触端子的探针片、和具有与该接触端子电连接的电极的多层布线基板,该接触端子与该多层布线基板的电极的连接是经过从该接触端子引出的布线、与该布线相连接并且具有比该接触端子的间距更宽的间距的电极焊盘、以及与该电极焊盘电连接的弹簧探针相连接的。
(14)如(13)所述的探针卡,其特征在于该弹簧探针可以取出。
(15)一种探针卡,其特征在于包括与设置于晶片上的电极相接触的接触端子的探针片、和具有与该接触端子电连接的电极的多层布线基板,该接触端子与该多层布线基板的电极的连接是经过从该接触端子引出的布线、与该布线相连接并且具有比该接触端子的间距更宽的间距的电极焊盘、以及与该电极焊盘电连接的丝相连接的。
(16)一种探针卡,包括与设置于晶片上的电极相接触的接触端子、以及具有与该接触端子电连接的电极的多层布线基板,其特征在于具有温度调节功能。
(17)一种探针卡,包括与设置于晶片上的电极相接触的接触端子、以及具有与该接触端子电连接的电极的多层布线基板,其特征在于在该探针卡的至少一部分上设置有可以进行温度控制的发热体。
(18)如(8)至(17)任何一项中所述的探针卡,其特征在于该接触端子是以具有结晶性的基板的各向异性刻蚀产生的孔穴作为型材作成的角锥状或截棱锥状的端子。
(19)一种探针卡,包括与设置于晶片上的电极相接触的接触端子、以及具有与该接触端子电连接的电极的多层布线基板,其特征在于在该探针卡中压紧机构是两段的。
(20)一种探针卡,包括具有与设置于晶片上的电极相接触的接触端子的探针片、以及具有与该接触端子电连接的电极的多层布线基板,其特征在于该探针片是在(1)至(7)任何一项中所述的探针片。
(21)一种半导体检查装置,其特征在于具有承载晶片的试样台;和具有与在该晶片上形成的半导体元件的电极相接触的接触端子,并且与检查该半导体元件的电特性的测试器电连接的探针卡,该探针卡包括具有该接触端子的探针片和与该接触端子电连接的电极设置于与该晶片对置的面上的多层布线基板,设置于与该多层布线基板的该晶片对置的面上的电极的间距比该接触端子的间距更宽。
(22)一种半导体检查装置,其特征在于具有承载晶片的试样台;和具有与在该晶片上形成的半导体元件的电极相接触的接触端子,并且与检查该半导体元件的电特性的测试器电连接的探针卡,该试样台及探针卡都可以进行温度控制。
(23)如(21)或(22)所述的半导体检查装置,其特征在于该接触端子是以具有结晶性的基板的各向异性刻蚀产生的孔穴作为型材作成的角锥状或截棱锥状的端子。
(24)一种半导体检查装置,其特征在于具有承载晶片的试样台;和与设置于该晶片上的电极相接触的接触端子的探针片,该探针卡是(8)至(20)中的任何一种。
(25)一种半导体装置的制造方法,包括在晶片上制作电路形成半导体元件的工序,检查该半导体元件的电特性的工序,和对该晶片进行划片而使该半导体元件各个分离的工序,其特征在于在检查该半导体元件的电特性的工序中,利用具有与该半导体元件的电极相接触的接触端子的探针片和与该接触端子电连接、并且间距比该接触端子的间距更宽的电极设置于与该晶片对置的面上、具有多层布线基板的探针卡,对多个半导体元件汇总进行检查。
(26)一种半导体装置的制造方法,包括在晶片上制作电路形成半导体元件的工序,检查该半导体元件的电特性的工序,和对该晶片进行划片而使该半导体元件各个分离的工序,其特征在于在检查该半导体元件的电特性的工序中,利用与该半导体元件的电极相接触的接触端子和与该接触端子电连接、设置于与在该晶片上形成的半导体元件的上部相对应的区域并且具有间距比该接触端子的间距更宽的电极多层布线基板的探针卡,对多个半导体元件汇总进行检查。
(27)一种半导体装置的制造方法,包括在晶片上制作电路形成半导体元件的工序,以树脂封装该晶片的工序,和检查在该封装的晶片上形成的半导体元件的电特性的工序,其特征在于在检查该半导体元件的电特性的工序中,利用具有与该半导体元件的电极相接触的接触端子的探针片和与该接触端子电连接、并且间距比该接触端子的间距更宽的电极设置于与该晶片对置的面上、具有多层布线基板的探针卡,对多个半导体元件汇总进行检查。
(28)一种半导体装置的制造方法,包括在晶片上制作电路形成半导体元件的工序,以树脂封装该晶片的工序,和检查在该封装的晶片上形成的半导体元件的电特性的工序,其特征在于在检查该半导体元件的电特性的工序中,利用与该半导体元件的电极相接触的接触端子和与该接触端子电连接、设置于与在该晶片上形成的半导体元件的上部相对应的区域并且具有间距比该接触端子的间距更宽的电极多层布线基板的探针卡,对多个半导体元件汇总进行检查。
(29)如(25)至(28)任何一项中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于该接触端子是以具有结晶性的基板的各向异性刻蚀产生的孔穴作为型材作成的角锥状或截棱锥状的端子。
(30)一种半导体装置的制造方法,包括在晶片上制作电路形成半导体元件的工序,检查该半导体元件的电特性的工序,和对该晶片进行划片而使该半导体元件各个分离的工序,其特征在于在检查该半导体元件的电特性的工序中,是使该晶片转动进行检查。
如果将在本申请中公开的发明中的代表性方案得到的效果予以简单说明,则如下述(1)可提供可以对具有狭窄间距的电极结构的多个半导体元件汇总进行检查的探针卡。
(2)可提供抑制半导体装置整体的制造成本并且提高生产率的半导体装置的制造方法。
权利要求
1.一种探针片,其特征在于包括与设置于晶片上的电极接触的接触端子,从该接触端子引出的布线,和与该布线电连接的电极焊盘,该电极焊盘的间距比该接触端子的间距更宽。
2.如权利要求1中所述的探针片,其特征在于该接触端子按照在晶片上形成的半导体元件的周边电极的排列进行配置,该电极焊盘以格子状配置。
3.如权利要求1中所述的探针片,其特征在于在该电极焊盘内,设置有至少除掉设置了信号系统的电极焊盘的部分的金属片。
4.如权利要求1中所述的探针片,其特征在于该金属片的线膨胀系数与该晶片的线膨胀系数大致相等。
5.如权利要求3中所述的探针片,其特征在于该金属片是42合金片。
6.如权利要求1中所述的探针片,其特征在于在设置该接触端子的面上,设置有与上述晶片的接触面积与该接触端子相比更大的伪端子。
7.如权利要求1中所述的探针片,其特征在于该接触端子是以由具有结晶性的基板的各向异性刻蚀产生的孔穴作为型材作成的。
8.一种探针卡,其特征在于包括与设置于晶片上的电极相接触的探针片、和在与该晶片对置的面上设置了与该接触端子电连接的电极的多层布线基板,设置于该多层布线基板的与该晶片对置的面上的电极的间距比该接触端子的间距更宽。
9.如权利要求8中所述的探针卡,其特征在于该接触端子按照在该晶片上形成的半导体元件的周边电极的排列进行配置,该多层布线基板的电极以格子状配置。
10.如权利要求8中所述的探针卡,其特征在于该多层布线基板的电极设置于该多层布线基板的元件对置区域中。
11.如权利要求8中所述的探针卡,其特征在于在该多层布线基板的元件对置区域中至少承载电容、电阻、熔断器中的一个。
12.如权利要求8中所述的探针卡,其特征在于该接触端子和该多层布线基板的电极是利用与该多层布线基板大致垂直地设置的连接部进行电连接的。
13.如权利要求8中所述的探针卡,其特征在于该接触端子与该多层布线基板的电极的连接,是经过从该接触端子引出的布线、与该布线相连接并且具有比该接触端子的间距更宽的间距的电极焊盘、以及与该电极焊盘电连接的弹簧探针相连接的。
14.如权利要求13中所述的探针卡,其特征在于该弹簧探针可以取出。
15.如权利要求8中所述的探针卡,其特征在于该接触端子与该多层布线基板的电极的连接,是经过从该接触端子引出的布线、与该布线相连接并且具有比该接触端子的间距更宽的间距的电极焊盘、以及与该电极焊盘电连接的丝相连接的。
16.如权利要求8中所述的探针卡,其特征在于具有温度调节功能。
17.如权利要求8中所述的探针卡,其特征在于该接触端子是以由具有结晶性的基板的各向异性刻蚀产生的孔穴作为型材作成的角锥状或截棱锥状的端子。
18.一种半导体检查装置,其特征在于包括承载晶片的试样台;以及具有与在该晶片上形成的半导体元件的电极相接触的接触端子,并且与检查该半导体元件的电特性的测试器电连接的探针卡;该探针卡包括具有该接触端子的探针片、和在与该晶片对置的面上设置与该接触端子电连接的电极的多层布线基板,且设置于该多层布线基板的与该晶片对置的面上的电极的间距比该接触端子的间距更宽。
19.如权利要求18中所述的半导体检查装置,其特征在于该试样台及探针卡都可以进行温度控制。
20.如权利要求18中所述的半导体检查装置,其特征在于该接触端子是以由具有结晶性的基板的各向异性刻蚀产生的孔穴作为型材作成的角锥状或截棱锥状的端子。
全文摘要
本发明提供一种探针片、探针卡、半导体检查装置及半导体装置的制造方法。该探针卡具有与以狭窄间距形成的检查对象物的电极进行电连接的第一接触端子、从该第一接触端子引出的布线、和与该布线电连接的第二接触端子,该第一接触端子是利用具有结晶性的构件的刻蚀孔穴形成的。
文档编号G01R3/00GK1512186SQ0315986
公开日2004年7月14日 申请日期2003年9月26日 优先权日2002年10月2日
发明者春日部进, 健彦, 长谷部健彦, 则, 成塚康则, 昭男, 长谷部昭男 申请人:株式会社瑞萨科技
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