(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるバーンインボードの製造方法であって、
バンプが形成されるフィルムよりも熱膨張率が大きいシート上に、前記バンプが形成されるフィルムを均一に展開した状態で吸着させた後、
バンプが形成されるフィルムと該フィルムを展開した状態で支持するためのリングとの間にバーンイン試験の設定温度以上の温度で硬化する接着剤を介在させ、バーンイン試験の設定温度以上の温度で加熱して前記フイルムを前記シートと同じだけ熱膨張させて、前記フィルムと前記リングを接着する加熱接着工程と、
前記加熱接着工程後、前記フイルムの所定位置にバンプ及びパッドを形成するバンプ・パッド形成工程と、
を有することを特徴とするバーンインボードの製造方法。
【請求項２】
前記バンプが形成されるフィルムが、銅箔とポリイミドフィルムを貼り合わせた構造のものである請求項１記載のバーンインボードの製造方法。
【請求項３】
ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるバーンインボードの製造方法であって、
銅箔とポリイミドフィルムを貼り合わせた構造のフィルムよりも熱膨張率が大きいシート上に、前記銅箔とポリイミドフィルムを貼り合わせた構造のフィルムを銅箔側を下にして均一に展開した状態で吸着させた後、
銅箔とポリイミドフィルムを貼り合わせた構造のフィルムと該フィルムを展開した状態で支持するためのリングとの間にバーンイン試験の設定温度以上の温度で硬化する接着剤を介在させ、バーンイン試験の設定温度以上の温度で加熱して前記銅箔とポリイミドフィルムを貼り合わせた構造のフイルムを前記シートと同じだけ熱膨張させて、前記フィルムと前記リングを接着する加熱接着工程と、
前記加熱接着工程後、前記銅箔とポリイミドフィルムを貼り合わせた構造のフイルムの所定位置にバンプ及びパッドを形成するバンプ・パッド形成工程と、
を有することを特徴とするバーンインボードの製造方法。
【請求項４】
前記バンプが形成されるフィルムよりも熱膨張率が大きいシートが、シリコンゴムシートであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバーンインボードの製造方法。
【請求項５】
常温でリングの接着面にバーンイン試験の設定温度以上の温度で硬化する熱硬化性接着剤を塗布し、これを前記フィルム上に置き、その後、バーンイン試験の設定温度以上の温度に加熱することで熱硬化性接着剤を硬化させ前記フィルムとリングを接着することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバーンインボードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるバーンインボード及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスの検査は、プローブカードによる製品検査（電気的特性試験）と、その後に行われる信頼性試験であるバーンイン試験に大別される。
バーンイン試験は、固有欠陥のある半導体ディバイス、あるいは製造上のばらつきから、時間とストレスに依存する故障を起こすディバイスを除くために行われるスクリーニング試験の一つである。プローブカードによる検査が製造したディバイスの電気的特性試験であるのに対し、バーンイン試験は熱加速試験と言える。
【０００３】
バーンイン試験の内容を細分して以下に示す。
スタティックバーンイン（ｓｔａｔｉｃ  ｂｕｒｎ−ｉｎ）は、高温下において、定格もしくはそれを超える電源電圧を印加し、ディバイスに電流を流して温度及び電圧ストレスをディバイスに加えるバーンイン試験であり、高温バイアステストとも言われる。
ダイナミックバーンイン（ｄｙｎａｍｉｃ  ｂｕｒｎ−ｉｎ）は、高温下において、定格もしくはそれを超える電源電圧を印加し、ディバイスの入力回路に実動作に近い信号を印加しながら行うバーンイン試験である。
モニタードバーンイン（ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ  ｂｕｒｎ−ｉｎ）は、ダイナミックバーンインにおいて、ディバイスの入力回路に信号を印加するだけでなく、出力回路の特性もモニターできる機能を持ったバーンイン試験である。
テストバーンイン（ｔｅｓｔ  ｂｕｒｎ−ｉｎ）は、バーンインにおいて、被試験ディバイスの良否判定、評価を行えるバーンイン試験である。
リキッドバーンイン（ｌｉｑｕｉｄ  ｂｕｒｎ−ｉｎ）は、液体を熱媒体として行うバーンイン試験であり、温度環境が安定しており、発熱量の大きなディバイスのバーンイン試験に適している。
【０００４】
バーンイン試験は、信頼性試験であるため全数実施することが望ましくユーザーの要望も強いが、コスト的に合わないため、現在全くと言ってよい程行われていない。
【０００５】
バーンイン試験は、図６に示すように、プローブカードによる電気的特性試験の後に、ウエハをダイシングによりチップに切断し、パッケージングしたものを一つずつバーンイン試験を行う通常の方法（１チップバーンインシステム）ではコスト的に実現性に乏しい。そこで、ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスのバーンイン試験を一括して行うためのバーンインボード（コンタクトボード）の開発及び実用化が進められている（特開平７−２３１０１９号公報）。バーンインボードを用いたウエハ・一括バーンインシステムは、コスト的に実現可能性が高い他に、ベアチップ出荷及びベアチップ搭載といった最新の技術的な流れを実現可能にするためにも重要な技術である。
【０００６】
図７にバーンインボードの具体例を示す。
バーンインボードは、図７に示すように、配線基板１０上に、異方性導電ゴムシート２０を介して、バンプ１を有するフィルム２をリング３で固定した構造を有する。
配線基板１０はフィルム２上に孤立する各バンプ１に所定のバーンイン試験信号を付与するための配線をムライト系セラミクス基板等の上に有する。配線基板１０は配線が複雑であるため多層配線構造を有する。異方性導電ゴムシート２０は、主面と垂直な方向にのみ導電性を有する弾性体であり、配線基板１０上の端子とフィルム２上のバンプ１とを電気的に接続する。異方性導電ゴムシート２０は、その表面に形成された凸部でフィルム上のパッドに当接することで、半導体ウエハ表面の凹凸及びバンプ１の高さのバラツキを吸収し、半導体ウエハ上のパッドとフィルム２上のバンプ１とを確実に接続する。
フィルム２とリング３は、フィルム及びリングを加熱して熱膨張させ、熱膨張した状態でネジ又は接着剤でリングとフィルムを貼り合わせる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記バーンインボードの製造方法では、フィルムに皺（しわ）や撓み（たわみ）、弛み（たるみ）なく、リングにフィルムを貼り合わせるのは意外に難しい。すなわち、接着前にフィルムに皺や撓み、弛みが生じないように目視及び手作業で神経を使いつつ調整する必要があるが、確実性がなく歩留まりが悪い。また、この方法ではフィルムの貼り具合の均一性ひいては均一な張力歪みの精度にも自ずと限界がある。さらに、調整に経験を要するとともに調整に時間と労力を要する。
【０００８】
本発明は上述した背景の下になされたものであり、上記方法を改良したバーンインボードの製造方法等の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下に示す構成としてある。
【００１０】
（構成１）ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるバーンインボードの製造方法であって、バンプが形成されるフィルムと該フィルムを展開した状態で支持するためのリングとの間にバーンイン試験の設定温度以上の温度で硬化する接着剤を介在させ、バーンイン試験の設定温度以上の温度で加熱して、前記フィルムと前記リングを接着することを特徴とするバーンインボードの製造方法。
【００１１】
（構成２）ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるバーンインボードの製造方法であって、バンプが形成されるフィルムよりも熱膨張率が大きいシート上に、前記バンプが形成されるフィルムを均一に展開した状態で吸着させた後、前記フィルムと前記リングを接着することを特徴とする上記構成２記載のバーンインボードの製造方法。
【００１２】
（構成３）前記バンプが形成されるフィルムが、銅箔とポリイミドフィルムを貼り合わせた構造のものである上記構成１又は２記載のバーンインボード。
【００１３】
（構成４）前記バンプが形成されるフィルムよりも熱膨張率が大きいシートが、シリコンゴムシートであることを特徴とする上記構成２又は３記載のバーンインボードの製造方法。
【００１４】
（構成５）前記バンプが形成されるフィルムよりも熱膨張率が大きいシートを、表面の平坦度の高いアルミニウム板又はテフロン板の上に載せ、前記フィルムと前記リングの接着を行うことを特徴とする上記構成２乃至４記載のバーンインボードの製造方法。
【００１５】
【作用】
上記構成１によれば、常温でリングの接着面にバーンイン試験の設定温度以上の温度で硬化する熱硬化性接着剤を塗布し、これをフィルム上に置き、その後、バーンイン試験の設定温度以上の温度に加熱することで熱硬化性接着剤が硬化しフィルムとリングが接着される。これにより、フィルムとリングが熱膨張した状態で接着できるとともに、熱硬化性接着剤が所定の温度で固化しその温度でフィルムのテンションをコントロールし易い。また、常温では接着剤が硬化しない（接着剤が直ちに硬化しない）ので、作業がやり易くかつ同時に大量に処理できる。
【００１６】
上記構成２によれば、シートの熱膨張率はフィルムの熱膨張率よりも大きいので、シートに均一に展開した状態で吸着されたフイルムはシートと同じだけ熱膨張し、フイルムを単にバーンイン試験の設定温度以上の温度で加熱した場合に比べ、より熱膨張した状態で、フィルムとリングを接着することができる。
【００１７】
上記構成３によれば、バンプが形成されるフィルムとして適するとともに、本発明の各種要求特性の面でも適合する。
【００１８】
上記構成４によれば、シリコンゴムシートは、フィルムを、皺や撓み、弛みなく均一に展開した状態で作業性良く容易に吸着させる性質に特に優れるので、フィルムに皺や撓み、弛みなく、リングにフィルムを確実かつ容易に高歩留まりで接着することができる。また、シリコンゴムシートを用いることでフイルムを均一に熱膨張した状態で接着が行えるので、フィルムの貼り具合の均一性ひいては均一な張力歪みの精度の向上を図ることができる。さらに、シリコンゴムシートは、平坦性が高く、弾力性を有するので、リングの接着面に、均一にむらなくフイルムを接着できる。また、シリコンゴムシートは、耐熱性があり、柔らかいのでフィルムを傷つけない。
【００１９】
上記構成５によれば、可撓性を有するシリコンゴムシート等に、高い平坦性を付与できる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の一実施例に係るバーンインボードの製造方法について説明する
。
【００２１】
図１は本発明の一実施例に係るバーンインボードの製造手順を示す断面図である。
準備工程
準備工程はすべて常温において行う。
まず、図１（ａ）に示すように、アルミニウム板５上にシリコンゴムシート６を置く。
ここで、アルミニウム板５としては、平坦度の高いものを使用することが好ましい。また、この板は、シリコンとの摩擦係数が小さいか、あるいは、シリコンゴムシートと同一又はそれ以上の熱膨張係数を有するものを使用することが好ましい。
シリコンゴムシート６としては、厚さ５ｍｍの均一の厚さのものを使用する。シリコンゴムシート６の厚さは３〜５ｍｍ以上であればよい。シリコンゴムシート６は、可撓性であるが、平坦度の高いアルミニウム板５上に載置することで、高い平坦性を付与される。
【００２２】
次いで、上記シリコンゴムシート６上に、銅箔とポリイミドフィルムを貼り合わせた構造のフィルム２を銅箔側を下にして均一に展開した状態で吸着させる。ここでは、シリコンゴムシート６にフィルム２が吸着する性質を利用し、皺や撓みが生じないように、空気層を追い出しつつ吸着させることで、均一に展開した状態で吸着できる。上述したようにシリコンゴムシート６は、アルミニウム板５によって高い平坦性を有するので、シリコンゴムシート６に吸着されたフィルム２も高い平坦性を有する。
銅箔とポリイミドフィルムを貼り合わせた構造のフィルム２は、例えば、厚さ約１８μｍの銅箔にポリイミドを約２５μｍの厚みにキャスティングした後、ポリイミドを加熱して乾燥及び硬化させて形成する。
【００２３】
次に、直径約８インチ、厚さ約２ｍｍの円形のＳｉＣリング３の接着面に熱硬化性接着剤４を薄く均一に（５０〜１００μｍ）塗布し、フィルム２上に置く。熱硬化性接着剤６としては、バーンイン試験の設定温度（８０〜１５０℃）以上の温度で硬化するものを使用する。熱硬化性接着剤６としては、バーンイン試験の設定温度より０〜３０℃程度以上高い温度で硬化するものが良いが、接着剤の硬化温度にバラツキがあるためバーンイン試験の設定温度より２０〜３０℃程度高い温度で硬化する接着剤を使用することが好ましい。本実施例では、ボンドハイチップＨＴ−１００Ｌ（主剤：硬化剤＝４：１）（コニシ（株）社製）を使用した。
【００２４】
さらに、平坦性の高いアルミニウム板（重さ約２．５ｋｇ）を重石としてリング３上に載せる（図示せず）。
【００２５】
加熱接着工程
上記準備工程を終えたものをバーンイン試験の設定温度（８０〜１５０℃）以上の温度（２００℃、２．５時間）で加熱して前記フィルム２と前記リング３を接着する（図１（ｂ））。加熱温度は熱硬化性接着剤６の硬化温度とする。
この際、シリコンゴムシート６の熱膨張率はフィルム２の熱膨張率よりも大きいので、シリコンゴムシート６に吸着したフイルム２はシリコンゴムシート６と同じだけ熱膨張する。すなわち、フイルム２を単にバーンイン試験の設定温度（８０〜１５０℃）以上の温度で加熱した場合に比べ、より熱膨張する。この状態で、熱硬化性接着剤４が硬化し、前記フィルムと前記リングが接着される。また、シリコンゴムシート上のフィルムは、皺や撓み、弛みなく均一に展開した状態で吸着されているので、フィルムに皺や撓み、弛みなく、リングにフィルムを接着することができる。さらに、シリコンゴムシート６は平坦性が高く、弾力性を有するので、リング３の接着面に、均一にむらなくフイルム２を接着ができる。なお、熱硬化性接着剤を使用しない場合、フィルムが収縮し、張力が弱まる他に、接着剤の硬化時期が場所によってばらつくため、リングの接着面に均一にむらなく接着ができない。
上記加熱接着工程は、例えば真空オーブン中で行うと接着層中の泡を除去できるなどより効果的である。また、リングに荷重をかけながら接着を行うことによっても接着層中の泡を除去できるなど効果的である。
【００２６】
切断工程
上記加熱接着工程を終えたものを常温まで冷却し、加熱前の状態まで収縮させる。カッターでリング３の外周に沿ってリング３の外側のフィルム２を切断除去する（図１（ｃ））。
フィルム上の銅箔に、Ｎｉ，Ａｕメッキ（厚さ１〜２μｍ）を順次施し、アライメントマークを形成する（図示せず）。
【００２７】
バンプ形成工程
図２（ａ）に示すように、ポリイミドフィルム２ａの所定位置に、エキシマレーザーを用いて、直径約３０μｍφのバンプホール２ｃを形成する。
次いで、銅箔２ｂの表面がメッキされないように保護した後、銅箔２ｂにメッキ用電極の一方を接続してＮｉの電気メッキを行う。メッキはバンプホールを埋めるようにして成長した後、ポリイミドフィルムの表面に達すると、等方的に広がってほぼ半球状に成長し硬質Ｎｉ合金からなるバンプ１が形成される（図２（ｂ））。この場合、バンプ１の高さが約２０〜３０μｍになるまでメッキを行う。その後、バンプ１と半導体ウエハ上のパッドとの間のコンタクト抵抗を安定させるため、バンプ１の表面にＡｕからなる電気メッキ層を形成する（図示せず）。
銅箔２ｂを周知のリソグラフィー法でエッチングして直径約１５０μｍφのパッド２ｄを形成する（図２（ｃ））。
【００２８】
ガラス多層配線基盤の作製
ガラス多層配線基盤は、低膨張無アルカリガラス（例えば、ＮＡ４０：ＨＯＹＡ社製）等の基板１１上に、Ｃｒ（約２００オングストローム）／Ｃｕ（約２．５μｍ）／Ｎｉ（約０．２μｍ）層をスパッタ法で順次形成しこれを周知のリソグラフィー法でパターンニングして１層目の配線層１２を形成し（図３（ａ））、その上に、ポリイミド樹脂をコートしこれを周知のリソグラフィー法でパターンニングし１層目の絶縁層１３を形成する（図３（ｂ））。これを繰り返し配線層１２及び絶縁層１３を積層して、多層配線基盤を作製する（図３（ｃ）〜（ｅ））。なお、最上層のＣｕ層は機械的強度を考慮し１０μｍ以上の厚さとすることが望ましい。
図４に４層構造のガラス多層配線基盤の例を示す。１〜４層目の各配線層は、それぞれ配線、電源、ＧＮＤ、パッドに対応する。
【００２９】
検査態様（バーンイン構造）
バーンイン試験は、図５に示すように、バキュームチャック（図示せず）上に載せたウエハ３０上に、バンプ（図示せず）を有するフィルム２をリング３で固定した構造のメンブレンリング、異方性導電ゴムシート２０、ガラス多層配線基盤１４の順に載せ、全体を吸着固定してウエハ３０上の各ディバイスをガラス多層基盤１４に接続したテスターにて評価していく。
【００３０】
本発明は、上記実施例に限定されず、本発明の範囲内で適宜変形実施できる。例えば、ＳｉＣリングの代わりに、ＳｉＮ、ＳｉＣＮ、インバーニッケルや、その他のＳｉに近い熱膨張率を有し強度の高いセラミクス、低膨張ガラス、金属、その他の材料からなるリングを用いてもよい。
また、アルミニウム板の代わりに、テフロン板を用いてもよい。
さらに、シリコンゴムシートの代わりに、粘着性を持たせたフッ素ゴムを用いてもよい。
また、熱硬化性接着剤として、他の市販の各種熱硬化性接着剤を用いてもよい。例えば、エイブルボンド７３６等を使用できる。
さらに、ガラス多層配線基盤において、Ｓｉと膨張率が同じか又はＳｉと膨張率が近いガラス基板を用いてもよい。これらのガラス基板は、セラミクス基板に比べ、安価で、高精度研磨によってフラットネス等が良く、透明であるのでアライメントしやすい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のバーンインボードの製造方法によれば、フィルムに皺や撓み、弛みなく、リングにフィルムを確実かつ容易に高歩留まりで接着することができる。また、フィルムの貼り具合の均一性ひいては均一な張力歪みの精度の向上を図ることができる。さらに、リングの接着面に、均一にむらなくフイルムを接着できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るバーンインボードの製造手順を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係るバンプ形成工程を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係るガラス多層配線基盤の形成工程を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るガラス多層配線基盤を示す断面図である。
【図５】バーンイン試験の様子を模式的に示す図である。
【図６】バーンイン試験の流れを説明するための図である。
【図７】バーンインボードを説明するための図である。
【符号の説明】
１      バンプ
２      フィルム
２ａ    ポリイミドフィルム
２ｂ    銅箔
３      リング
４      熱硬化性接着剤
５      アルミニウム板
６      シリコンゴムシート
１４      ガラス多層配線基盤
２０      異方性導電ゴムシート
３０      シリコンウエハ
【図１】
0003565305.tif 000002
【図２】
0003565305.tif 000003
【図３】
0003565305.tif 000004
【図４】
0003565305.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003565305.tif 000007
【図７】
0003565305.tif 000008