(57)【要約】【課題】  微小な電極パッドが狭ピッチに配列され、あるいは多数の電極パッドを同時に接続可能で、高速信号を伝送する半導体チップに対する接続装置を提供する。【解決手段】  半導体チップの高集積化に伴う狭ピッチかつ高密度な電極パッドへの接触および半導体チップの検査を行うための接続装置において、検査対象に電気的に接触する接触端子は、四角錐状の金属製突起を有し、この金属製突起の四角錐部の一部が絶縁体で構成されている。この金属製突起の形成において、レジスト７１のパターンは、９つの四角錐先端を含むレジスト除去領域７２のレジストを除去することによりパターンを形成し、レジストを除去した後にポリイミド膜を形成することにより、１つの端子中に先端部が９つに分かれ、かつ接触端子の一部がポリイミドで構成される接触端子を得る。【選択図】  図７
2006071486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象と電気的に接触して電気信号を入出力するための接続装置であって、
前記検査対象に電気的に接触する接触端子と、前記接触端子が一方の面に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の他方の面に設けられ、前記接触端子にビア配線により電気的に接続された配線層とを有し、
前記接触端子は、四角錐状の金属製突起を有し、この金属製突起の四角錐部の一部が絶縁体で構成されていることを特徴とする接続装置。
【請求項２】
検査対象と電気的に接触して電気信号を入出力するための接続装置であって、
前記検査対象に接触する接触端子と、前記接触端子が一方の面に設けられた第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の他方の面に設けられ、前記接触端子にビア配線により電気的に接続された第１の配線層と、前記第１の配線層が一方の面に設けられた第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層の他方の面に設けられ、前記第１の配線層にビア配線により電気的に接続された第２の配線層とを有し、
前記接触端子は、四角錐状の金属製突起を有し、この金属製突起の四角錐部の一部が絶縁体で構成されていることを特徴とする接続装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の接続装置において、
前記金属製突起の四角錐部の一部は、前記金属製突起の底部周囲部分であることを特徴とする接続装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の接続装置において、
前記接触端子は、１つの配線につき複数個の先端部を持つことを特徴とする接続装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の接続装置において、
前記接触端子が設けられた絶縁層の周辺部を固定するための押さえ部材と、前記接触端子を前記押さえ部材より突出させるための押しコマと、前記押しコマを押すためのセンターピボットとを有することを特徴とする接続装置。
【請求項６】
請求項５記載の接続装置において、
前記押しコマは、平坦度が確保された突出部の面を有し、
前記突出部に接する緩衝層を有し、
前記突出部の面に倣って前記接触端子を並設した領域部を前記緩衝層を挾んで突出させることを特徴とする接続装置。
【請求項７】
請求項６記載の接続装置において、
前記押しコマは、前記センターピボットを中心に左右および前後に締着されて調整可能なねじを有し、
前記接触端子を並設した領域部における張り出し量は、前記ねじの前記押しコマの突出部の面からの突出量によって定まることを特徴とする接続装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の接続装置において、
前記接触端子は、ニッケル、ロジウム、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、タングステン、クロム、銅および錫からなる群より選択された少なくとも１種の金属またはその合金で構成されることを特徴とする接続装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項記載の接続装置を用いたことを特徴とする半導体チップ検査装置。
【請求項１０】
請求項９記載の半導体チップ検査装置において、
前記検査対象のウエハを支持する試料支持系と、前記ウエハ上の半導体チップの電極パッドに接触して電気信号の授受を行う前記接続装置を含む検査接続系と、前記試料支持系の動作を制御する駆動制御系と、前記ウエハの温度制御を行う温度制御系と、前記半導体チップの電気的特性の検査を行うテスタとを有することを特徴とする半導体チップ検査装置。
【請求項１１】
ウエハに回路を作り込み、複数の半導体素子を形成する工程と、前記ウエハを樹脂で封止する工程と、前記封止されたウエハに形成された複数の半導体素子の電気的特性を一括して検査する工程と、前記ウエハを切断し、個々の半導体素子ごとに分離する工程とを有し、
前記検査する工程は、請求項１０記載の半導体チップ検査装置を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記検査する工程は、高温状態で電気的特性を評価する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップの検査に用いる接続装置、この接続装置を用いた半導体チップ検査装置、およびこれらを用いた半導体装置の製造方法に関し、特に、微小な電極パッドが狭ピッチに配列され、あるいは多数の電極パッドを同時に接続可能で、高速信号を伝送する半導体チップに対する接続技術に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明者が検討したところによれば、半導体チップの検査技術に関しては、以下のような技術が考えられる。
【０００３】
たとえば、近年の半導体モジュールは、ＬＳＩやメモリなどの半導体チップを集積したマルチチップモジュール化が非常に盛んである。これは、ベアチップ化により半導体チップの集積度が飛躍的に向上したことに依るところが大きい。
【０００４】
図１４（ａ）は半導体チップ２が多数並列されたウエハ１を示す斜視図であり、図１４（ｂ）は１個の半導体チップ２を拡大して示した斜視図である。半導体チップ２は、ウエハ１に多数並設されて形成され、その後切り離されて使用に供される。半導体チップ２の表面には、周辺に沿って多数の電極パッド３が配列されている。半導体チップ２の高集積化に沿って、上記電極パッド３の狭ピッチ化および高密度化がさらに進む状況にある。電極パッド３の狭ピッチ化は、２０μｍに迫る製品が開発されている。電極パッド３の高密度化としては、周辺に沿って、１列から２列へ、さらに全面に配列される傾向である。
【０００５】
また、半導体チップの高速化も著しく、マイコンではクロックが数ＧＨｚ程度にまで達している。
【０００６】
このような半導体チップやこれを内蔵するマルチチップモジュールを歩留まりよく製造するためにも、半導体チップの製造工程末期で、電気的特性を効率的に検査する技術が要求されている。
【０００７】
これに対し、高密度な配線が形成された検査用配線基板に、微小な接触端子が高密度に接続された機構を有する接続装置が開発されてきた。
【０００８】
従来では、検査用配線基板と、検査用配線基板から斜めに突出したタングステン針とからなる接続装置が、一般的に使用されてきた。さらに、微細な接触端子を得ることを目的とする技術として、特許文献１が提案されている。
【特許文献１】特開平７−２８３２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記のような半導体チップの検査技術に関して、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。
【００１０】
たとえば、チップの小型化とウエハの大径化により、ウエハ１枚で製造される半導体チップ数は増加しており、これらの検査に要する時間は飛躍的に増大している。狭ピッチに配置された微細な電極パッドに対する接続装置を製造するには、電極パッドに相当する微細かつ狭ピッチな接触端子の形成と、狭ピッチな配線を有する検査用配線基板と、両者を接続する狭ピッチ接続技術とを、適切に集約する必要がある。また、複数の半導体チップを同時に接続することでも検査時間の短縮は図れるが、接触端子の形状および位置を精確に固定する必要がある。
【００１１】
また、タングステン針を用いた接続装置によると、検査対象である半導体チップの電極パッドにタングステン針を接触させ、さらに接触圧を印加してスクラブ動作をさせることで、空気中の酸素などにより電極パッド上に自然に形成された酸化膜を除去し、電気的に接続させ、半導体チップの電気的特性を検査している。
【００１２】
しかし上記のとおり、半導体チップの電極パッドの高密度化と、配線密度向上による狭ピッチ化が飛躍的に進む一方で、タングステン針の細線化が限界に達しつつある。また、細線化は針の寿命を短くし、頻繁なメンテナンスを必要とするため、これらに要するコストを急激に増加させている。また、スクラブ動作による圧痕や電極材料のくずが発生するため、再検査を困難とし、製品不良の原因となりかねない。加えて、タングステン針と検査用配線基板とを別途に作製し、両者を狭ピッチで接続することから、位置合わせ精度や微細接続に関する課題も顕在化してきた。従って、微細かつ狭ピッチかつ高密度に配置された電極パッドに対し、タングステン針を用いた接続装置では、検査が困難となっている。
【００１３】
また、前記特許文献１には、接触端子を形成するための型となる穴を、シリコンウエハの（１００）面の異方性エッチングにより形成して、この型に金属を充填して接触端子を形成する。ポリイミド膜よりなる絶縁フィルムおよび引き出し用配線を、別途形成する。さらに、この絶縁フィルムと配線基板との間に、緩衝層および基板となるシリコンウエハを挟み込んで一体とし、型を除去する。その後、配線基板の電極パッドに、引き出し用配線をはんだで接続することが記載されている。接触端子の形状は、シリコンウエハに形成した穴を反映した四角錐形状である。穴の大きさは、ホトリソグラフィにより二酸化シリコンに設けた開口部のサイズとエッチング条件に依存する。穴のピッチは、二酸化シリコンの開口部のピッチで決定される。また、接触端子は被検査対象物への接触を繰り返す毎に先端部が摩耗する。その結果、接触端子は、穴のピッチが小さくなるにつれて接触端子の高さは低くなると同時に、寿命は短くなる。また、被検査対象物上に付着している異物の高さが接触端子の高さより高い場合、接触端子が被検査対象物に接触することが困難になると同時に接触端子自体が損傷するため、接触端子はできる限り大きくする必要がある。
【００１４】
そこで、以上の課題に鑑み、本発明は、上記の利点を確保しつつ、電極パッドのサイズと同程度の微細かつ均一形状な接触端子が電極パッドのピッチと同程度にまで狭ピッチかつ高密度で配置され、電極パッドピッチから規定される接触端子の高さより高さの高い接触端子が配置された検査用配線基板であり、両者が電気的に良好な接続がなされる接続装置であって、多数の電極パッドや複数のチップの電極パッドに対する同時接続にも対応可能な接続装置、および半導体チップ検査技術を提供することを目的とするものである。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明に係る第１の接続装置は、検査対象に電気的に接触する接触端子と、この接触端子が一方の面に設けられた絶縁層と、この絶縁層の他方の面に設けられ、接触端子にビア配線により電気的に接続された配線層とを有し、接触端子が四角錐状の金属製突起を有し、この金属製突起の四角錐部の一部が絶縁体で構成されているものである。
【００１８】
また、本発明に係る第２の接続装置は、検査対象に接触する接触端子と、この接触端子が一方の面に設けられた第１の絶縁層と、この第１の絶縁層の他方の面に設けられ、接触端子にビア配線により電気的に接続された第１の配線層と、この第１の配線層が一方の面に設けられた第２の絶縁層と、この第２の絶縁層の他方の面に設けられ、第１の配線層にビア配線により電気的に接続された第２の配線層とを有し、接触端子が四角錐状の金属製突起を有し、この金属製突起の四角錐部の一部が絶縁体で構成されているものである。
【００１９】
さらに、本発明に係る第１、第２の接続装置において、金属製突起の四角錐部の一部は、金属製突起の底部周囲部分とするものである。また、接触端子は、１つの配線につき複数個の先端部を持つものである。
【００２０】
さらに、本発明に係る第１、第２の接続装置において、接触端子が設けられた絶縁層の周辺部を固定するための押さえ部材と、接触端子を押さえ部材より突出させるための押しコマと、押しコマを押すためのセンターピボットとを有するものである。さらに、押しコマは平坦度が確保された突出部の面を有し、突出部に接する緩衝層を有し、突出部の面に倣って接触端子を並設した領域部を緩衝層を挾んで突出させるものである。さらに、押しコマはセンターピボットを中心に左右および前後に締着されて調整可能なねじを有し、接触端子を並設した領域部における張り出し量は、ねじの押しコマの突出部の面からの突出量によって定まるものである。
【００２１】
さらに、本発明に係る第１、第２の接続装置において、接触端子は、ニッケル、ロジウム、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、タングステン、クロム、銅および錫からなる群より選択された少なくとも１種の金属またはその合金で構成されるものである。
【００２２】
また、本発明に係る半導体チップ検査装置は、前記接続装置を用いるものである。さらに、検査対象のウエハを支持する試料支持系と、ウエハ上の半導体チップの電極パッドに接触して電気信号の授受を行う接続装置を含む検査接続系と、試料支持系の動作を制御する駆動制御系と、ウエハの温度制御を行う温度制御系と、半導体チップの電気的特性の検査を行うテスタとを有するものである。
【００２３】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ウエハに回路を作り込み、複数の半導体素子を形成する工程と、ウエハを樹脂で封止する工程と、封止されたウエハに形成された複数の半導体素子の電気的特性を一括して検査する工程と、ウエハを切断し、個々の半導体素子ごとに分離する工程とを有し、検査する工程は、前記半導体チップ検査装置を用いるものである。さらに、検査する工程は、高温状態で電気的特性を評価する工程を含むものである。
【００２４】
具体的に、本発明において、半導体チップの高集積化に伴う狭ピッチかつ高密度な電極パッドへの接触および半導体チップの検査を行うための接続装置は、尖った先端を有して電極パッドと同程度に高密度化および狭ピッチ化した微細な接触端子と、高密度なビア配線により多層配線化することなく高密度化した検査用配線基板の配線と、を金属接合を介して電気的に接続して製造するものである。また、接触端子を１つの電極パッドに対して複数個配置するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２６】
（１）検査対象物の表面に酸化物が形成されたアルミニウムまたははんだなどの電極パッドに、接触端子の群を小さな接触圧で単に押しつけることによって、圧痕やくずの発生などで損傷させることなく、低抵抗で安定した接続を実現することができる。
【００２７】
（２）多数の接続端子を検査用配線基板上に容易に並設することが可能となり、ウエハ上に多数並設された半導体チップの中で１個または多数個の半導体チップの電極パッドを同時に確実に接続させて、各半導体チップの電気的特性評価を行うことができる。
【００２８】
（３）高周波電気信号の伝送を可能にすることができる。
【００２９】
（４）バーンイン試験のような高温での電気的特性評価が可能であるなど、高密度化し狭ピッチ化する半導体チップの電気的特性評価を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
＜本発明を実施するための一形態＞
本発明を実施するための一形態によれば、（１）金属製突起を有する接触端子と、この接触端子と絶縁層を介して電気的に接続された配線層などで構成され、接触端子の四角錐部の一部が絶縁体で構成されている接続装置、（２）この接続装置を用いた半導体チップ検査装置、およびこれらを用いた半導体装置の製造方法、が提供される。
【００３１】
本発明に係るビアを形成する工程は、絶縁層に密着させた金属膜をマスクとし、レーザまたは反応性ガスによるドライエッチングを用いてビアを形成する方法、または光学部品により位置決めされたレーザを照射する方法が例示される。
【００３２】
前者の方法では、ホトリソグラフィにより金属膜のマスクを形成するため、高度な位置精度を有するマスクを形成できる。
【００３３】
レーザの種類としては、紫外光レーザが望ましく、エキシマレーザが例示される。たとえば図１に示すように、エキシマレーザ光１０を配線層１５上の被加工物１４であるポリイミド膜に照射する場合に、加工面でのエネルギ密度により、レーザ光軸１１の垂直面１２と被加工物１４の金属膜マスク１３によるビアの側壁とのなす角度、すなわちテーパ角１６を制御できることが知られている。たとえば、エネルギ密度０．２５Ｊ／ｃｍ2のエキシマレーザによるポリイミド加工では６５度程度、０．２０Ｊ／ｃｍ2では５５度程度である。これより、厚さ１４μｍのポリイミド膜に対するビア加工は、０．２５Ｊ／ｃｍ2の場合１２μｍ程度、０．２０Ｊ／ｃｍ2の場合２０μｍ程度まで小径化できる。エネルギ密度を高めるとテーパ角は拡大するが、エキシマレーザによる加工は、いわゆるアブレーション現象が支配的なため、テーパ角が９０度を越えて拡大することはない。さらに、アブレーション加工では、樹脂の炭化作用が小さく、残渣の発生を抑制できるため、残渣のクリーニング処理が不要もしくは軽減できる。
【００３４】
ドライエッチングとして、酸素ガスを主反応性ガスとする反応性イオンエッチングが例示される。これによると、酸素のイオン衝撃あるいは酸化作用が加工を支配する。この場合にもテーパ角は定義されるが、９０度を越えたテーパ角、いわゆる逆テーパ角のビアを形成できる。ガス圧力、加工時間などの加工条件により、極度なテーパ角とならないようにビアの形状を制御できる。従って、ドライエッチングは小径化に効果的なビア形成法である。
【００３５】
後者の方法では、ガルバノミラーに代表される光学部品により位置決めしたレーザを用いるため、マスクが不要となり、コストが低減する。樹脂の炭化作用による残渣発生を制御しつつ、より微小径なビアを加工するには、アブレーション加工である紫外光レーザが望ましく、高調波ＹＡＧレーザなどが例示される。また、炭酸ガスレーザを用いても、反応性ガスのドライエッチングにより残渣を除去すれば、小径ビアの形成は可能である。このようにして形成したビアは、極度な逆テーパとはならない。
【００３６】
ビア部の配線形成の際、テーパ角が９０度以上だと、以下のような障害が発生する。すなわち、スパッタなどのドライプロセスで金属膜を形成する場合、図２（ａ）のように、陰となりスパッタ膜２３が形成しないスパッタ膜未形成部分２４ができて均一な膜が形成できない。めっきなどのウェットプロセスを行うと、図２（ｂ）のようにビア上部がはじめに塞がり、ビア中にめっき膜２５が充填しないめっき未充填部分２６が残ることがある。なお、図２中において、２０はシリコンウエハ、２１は二酸化シリコン膜、２２は下地膜、４７は接触端子、１４は被加工物である。レーザはこのような障害の防止に有利な加工法である。
【００３７】
本発明に係るシリコンウエハの二酸化シリコン膜上に形成する下地膜として、金、白金、銀、ロジウム、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、タングステン、クロム、銅および錫からなる群から選択された少なくとも１種の金属またはその合金が挙げられる。
【００３８】
金膜は、シリコンウエハ上の二酸化シリコン膜と接触端子およびポリイミドとの密着力が強くないため、二酸化シリコン膜と接触端子およびポリイミドの分離が特に優れて容易となる。
【００３９】
金とタングステンをこの順で形成した膜は、シリコンウエハ上の二酸化シリコン膜と金膜、タングステン膜と接触端子およびポリイミドと間で密着力が良好なため、接続装置を安定して製造できる。また、工程中の熱処理により金はタングステン膜中に拡散し、製造工程の末期で、金は接触端子およびポリイミドとの界面にまで拡散するため、二酸化シリコン膜と接触端子およびポリイミドの分離が容易となる。
【００４０】
クロムと銅をこの順で形成した膜は、シリコンウエハ上の二酸化シリコン膜とクロム膜、銅膜と接触端子およびポリイミドと間で密着力が良好なため、接続装置を安定して製造できる。
【００４１】
本発明に係る金属板として、少なくともニッケル、クロム、コバルト、アルミニウムのいずれかを含む鉄系合金、あるいはこの鉄系合金に銅クラッドを施した鉄系複合材、タングステン、銅、モリブデン、タンタル、ニッケル、アルミニウムなどが挙げられる。接続対象である半導体チップは、あるシリコンなどの低熱膨張材料を基材としているため、接触端子付き検査用配線基板の熱膨張係数も小さいことが望ましい。特に、半導体チップを加熱した状態で接続する、いわゆるバーンイン検査に使用するには、この特性は必須である。そのため、インバー（鉄−３６ｗｔ％ニッケル合金）や４２アロイ（鉄−４２ｗｔ％ニッケル合金）などが望ましい。また、銅やアルミニウムは電気抵抗が低いため、これをグランド層とする場合に有利であり、耐食性に優れている。
【００４２】
検査対象の電極との接続時の過大な荷重は、接触端子の近傍に弾性樹脂を配し、これに荷重をかけて接触端子を押し出す構造とする。これにより、電極と接続した後の荷重の大半は弾性樹脂により吸収させることが可能となり、接続装置の長寿命化が実現できる。
【００４３】
本発明に係る接続装置は、ウエハの状態において、微細な電極パッドが狭ピッチに、高密度に配列した半導体チップが多数並設された中の１個または多数個の半導体チップについて、同時に、小さな接触圧で、表面に酸化物が形成されたアルミニウムまたははんだなどの電極パッドと、安定した低抵抗値で確実に接続させて、テスタにより各半導体チップの高密度化および狭ピッチ化に対応でき、しかも多数個チップ同時接続による検査を可能にし、高速電気信号による電気的特性評価を可能にするものである。
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【００４５】
＜実施の形態１＞
本実施の形態における接続装置の製造工程を図３、図４を用いて説明する。それぞれ、図３は接続装置の製造工程を示す説明図、図４は接続装置の接触端子形成工程を示す説明図（（ａ）は要部上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’における要部断面図）である。
【００４６】
図３に示すように、単結晶のシリコンウエハ２０の（１００）面に対し、たとえば酸化温度を１０００度とした酸素雰囲気中に９０分保持することにより、厚さ０．２μｍの二酸化シリコン膜３０を形成する。二酸化シリコン膜３０の表面に厚さ３μｍの感光性レジストを塗布し、後工程において接触端子を形成する領域のレジストをホトリソグラフィにより除去する。これにより、角２９μｍの開口部が３０μｍ間隔に複数個並んだレジストを形成する。この際、開口部と隣接する開口部との間に最低でも１μｍのレジスト層を形成しておく必要がある。フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液に浸漬し、開口部の二酸化シリコン膜をエッチングする。次に、感光性レジストを除去し、二酸化シリコンをマスクとして、露出したシリコン面を９０度に加熱した水酸化カリウム水溶液により異方性エッチングし、底面が角３０μｍである四角錐形状の穴３１を形成する（図３（ａ））。再度、熱酸化処理することで０．２μｍ厚の二酸化シリコン膜２１を形成する（図３（ｂ））。以上は、特開平７−２８３２８０号公報に記載されている方法と同様である。
【００４７】
スパッタによりクロム（０．５μｍ厚）、銅（１μｍ厚）の順に積層して下地膜２２とし、感光性レジスト８を厚さ１０μｍ塗布し、四角錐状穴の一部を含む接触端子形成箇所のレジストをホトリソグラフィにより除去する。レジスト８のパターンは、たとえば図４に示すように、四角錐形状の穴３１の先端を含むレジスト除去領域９のレジストを除去する。
【００４８】
レジスト開口部にニッケルめっきを充填して接触端子４７とし、レジストを除去した後、絶縁層となる１５μｍ厚のポリイミド膜３２を形成する。これにより、接触端子の一部（四角錐形状の底部周囲部分）がポリイミドである接触端子が形成される。
【００４９】
アルミニウムをポリイミド膜上にスパッタし、感光性レジストのホトリソグラフィとリン酸を主成分とした混酸によるアルミニウム膜３３のエッチングにより、接触端子の一部を開口させる。ニッケル製接触端子が露出するまでエキシマレーザを照射し、ポリイミド膜にビア３４を形成する。水酸化ナトリウム水溶液に浸漬してアルミニウム膜を除去する（図３（ｃ））。
【００５０】
ビア側壁を含むポリイミド膜上に、クロムと銅の膜をスパッタにより逐次積層し、これを種膜として、いわゆるセミアディティブ法により、レジストパターニング、銅めっき、パターン分離を施して配線層４８を形成する。配線層４８を保護するためにポリイミド膜４９を形成する（図３（ｄ））。
【００５１】
接触端子４７付き検査用配線基板とシリコンウエハを分離するため、９０度の水酸化カリウム水溶液中に投入し、シリコンウエハ２０をエッチングする。フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液、過マンガン酸カリウム溶液、銅エッチング液に順次浸漬して、二酸化シリコン膜２１および下地膜２２であるクロム膜、銅膜を除去する。
【００５２】
こうして作製された接続装置３５は、高さ２３μｍ、底面角３０μｍ程度の微細な接触端子が３０μｍ間隔で配列され、接触端子と検査用配線基板とは微細ビアを介して電気的に接続されていた。また、クロム、銅の下地膜によりポリイミドとシリコンウエハとの密着力を高めることができ、工程中での両者の剥がれ、ポリイミド膜の膨れを抑制することができた。
【００５３】
＜実施の形態２＞
本実施の形態における接続装置の製造工程を図５を用いて説明する。図５は接続装置の製造工程を示す説明図である。
【００５４】
図５に示すように、単結晶シリコンウエハ２０の（１００）面に対し、たとえば酸化温度を１０００度とした酸素雰囲気中に９０分保持することにより、厚さ０．２μｍの二酸化シリコン膜３０を形成する。二酸化シリコン膜３０の表面に厚さ３μｍの感光性レジストを塗布し、たとえば上記実施の形態１と同様に図４に示すように四角錐の一部のみレジストをホトリソグラフィにより除去する。これにより、角２４μｍの開口部が２５μｍ間隔に複数個並んだレジストを形成する。この際、開口部と隣接する開口部との間に最低でも１μｍのレジスト層を形成しておく必要がある。フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液に浸漬し、開口部の二酸化シリコン膜をエッチングする。次に、感光性レジストを除去し、二酸化シリコンをマスクとして、露出したシリコン面を９０度に加熱した水酸化カリウム水溶液により異方性エッチングし、底面が角３０μｍである四角錐形状の四角錐形状の穴３１を形成する（図５（ａ））。再度、熱酸化処理することで０．２μｍ厚の二酸化シリコン膜２１を形成する（図５（ｂ））。
【００５５】
スパッタによりクロム（０．５μｍ厚）、銅（１μｍ厚）の順に積層して下地膜２２とし、感光性レジストを厚さ１０μｍ塗布し、四角錐状の穴の一部を含む接触端子形成箇所のレジストをホトリソグラフィにより除去する。レジスト８のパターンは、たとえば上記実施の形態１と同様に図４に示すように、四角錐形状の穴３１の先端を含むレジスト除去領域９のレジストを除去する。
【００５６】
レジスト開口部にニッケルめっきを充填して接触端子６０とし、レジストを除去した後、絶縁層（１）となる１０μｍ厚のポリイミド膜６１を形成する。これにより、接触端子の一部がポリイミドである接触端子が形成される。
【００５７】
アルミニウムをポリイミド膜上にスパッタし、感光性レジストのホトリソグラフィとリン酸を主成分とした混酸によるアルミニウム膜６２のエッチングにより、接触端子の一部を開口させる。ニッケル製接触端子が露出するまでエキシマレーザを照射し、ポリイミド膜にビア６３を形成する。水酸化ナトリウム水溶液に浸漬してアルミニウム膜を除去する（図５（ｃ））。
【００５８】
ビア側壁を含むポリイミド膜上に、クロムと銅の膜をスパッタにより逐次積層し、これを種膜として、いわゆるセミアディティブ法により、レジストパターニング、銅めっき、ニッケルめっき、パターン分離を施して配線層（１）６４を形成する。
【００５９】
絶縁層（１）の上に絶縁層（２）となる１０ｍｍ厚のポリイミド膜６５を形成する（図５（ｄ））。アルミニウムをポリイミド膜上にスパッタし、感光性レジストのホトリソグラフィとリン酸を主成分とした混酸によるアルミニウム膜６６のエッチングにより、配線層の一部を開口させる。配線層（１）が露出するまでエキシマレーザを照射し、ポリイミド膜にビア６７を形成する。水酸化ナトリウム水溶液に浸漬してアルミニウム膜を除去する（図５（ｅ））。
【００６０】
ビア側壁を含むポリイミド膜上に、クロムと銅の膜をスパッタにより逐次積層し、これを種膜として、いわゆるセミアディティブ法により、レジストパターニング、銅めっき、ニッケルめっき、パターン分離を施し配線層（２）６８を形成する。配線層６８を保護するためにポリイミド膜６９を形成する（図５（ｆ））。
【００６１】
接触端子６０付き検査用配線基板とシリコンウエハを分離するため、９０度の水酸化カリウム水溶液中に投入し、シリコンウエハ２０をエッチングする。フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液、過マンガン酸カリウム溶液、銅エッチング液に順次浸漬して、二酸化シリコン膜２１および下地膜２２であるクロム膜、銅膜を除去する。
【００６２】
こうして作製された接続装置７０は、高さ２３μｍ、底面角３０μｍ程度の微細な接触端子が２５μｍ間隔で配列され、接触端子と検査用配線基板とは微細ビアを介して電気的に接続されていた。また、配線層を２層とすることで配線幅を大きくし、配線の抵抗値を抑えることができた。
【００６３】
＜実施の形態３＞
本実施の形態における接続装置の製造工程を図６、図７を用いて説明する。それぞれ、図６は接続装置の製造工程を示す説明図、図７は接続装置の接触端子形成工程を示す説明図（（ａ）は要部上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’における要部断面図）である。
【００６４】
図６に示すように、単結晶シリコンウエハ２０の（１００）面に対し、たとえば酸化温度を１０００度とした酸素雰囲気中に９０分保持することにより、厚さ０．２μｍの二酸化シリコン膜３０を形成する。二酸化シリコン膜３０の表面に厚さ３μｍの感光性レジストを塗布し、後工程において接触端子を形成する領域のレジストをホトリソグラフィにより除去する。パターンは角５μｍの正方形を縦横１μｍピッチで９つを一つのグループとし、このグループのピッチを３０μｍとした。この際、開口部と隣接する開口部との間に最低でも１μｍのレジスト層を形成しておく必要がある。フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液に浸漬し、開口部の二酸化シリコン膜をエッチングする。次に、感光性レジストを除去し、二酸化シリコンをマスクとして、露出したシリコン面を９０度に加熱した水酸化カリウム水溶液により異方性エッチングし、底面が角３０μｍである四角錐形状の穴３１を形成する（図６（ａ））。再度、熱酸化処理することで０．２μｍ厚の二酸化シリコン膜２１を形成する（図６（ｂ））。
【００６５】
スパッタによりクロム（０．５μｍ厚）、銅（１μｍ厚）の順に積層して下地膜２２とし、感光性レジストを厚さ１０μｍ塗布し、四角錐状の穴の一部を含む接触端子形成箇所のレジストをホトリソグラフィにより除去する。レジスト７１のパターンは、たとえば図７に示すように９つの四角錐先端を含むレジスト除去領域７２のレジストを除去することによりパターンを形成する。
【００６６】
レジスト開口部にニッケルめっきを充填して接触端子７３とし、レジストを除去した後、絶縁層となる１５μｍ厚のポリイミド膜７４を形成する。これにより、角３０μｍの開口部が３０μｍ間隔で、かつ１つの端子中に先端部が９つに分かれ、かつ接触端子の一部がポリイミドで構成される接触端子を得ることができた。
【００６７】
アルミニウムをポリイミド膜上にスパッタし、感光性レジストのホトリソグラフィとリン酸を主成分とした混酸によるアルミニウム膜７５のエッチングにより、接触端子の一部を開口させる。ニッケル製接触端子が露出するまでエキシマレーザを照射し、ポリイミド膜にビア７６を形成する。水酸化ナトリウム水溶液に浸漬してアルミニウム膜を除去する（図６（ｃ））。
【００６８】
ビア側壁を含むポリイミド膜上に、クロムと銅の膜をスパッタにより逐次積層し、これを種膜として、いわゆるセミアディティブ法により、レジストパターニング、銅めっき、パターン分離を施して配線層７７を形成する。配線層７７を保護するためにポリイミド膜７８を形成する（図６（ｄ））。
【００６９】
接触端子７３付き検査用配線基板とシリコンウエハを分離するため、９０度の水酸化カリウム水溶液中に投入し、シリコンウエハ２０をエッチングする。フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液、過マンガン酸カリウム溶液、銅エッチング液に順次浸漬して、二酸化シリコン膜２１および下地膜２２であるクロム膜、銅膜を除去する。
【００７０】
こうして作製された接続装置７９は、高さ２３μｍ、底面角３０μｍ程度の微細な接触端子が３０μｍ間隔で配列され、接触端子と検査用配線基板とは微細ビアを介して電気的に接続されていた。また、クロム、銅の下地膜によりポリイミドとシリコンウエハとの密着力を高めることができ、工程中での両者の剥がれ、ポリイミド膜の膨れを抑制することができた。
【００７１】
また、接触端子の先端部が９つあるため、電極パッドへの接触面積を先端が１つの場合の約９倍得ることができる。なお、先端部の数は、９つに限られるものではなく、２つ以上の複数個であればよい。
【００７２】
＜実施の形態４＞
本実施の形態では、四角錐形状の穴３１を形成し、二酸化シリコン膜２１を作製した後、金とタングステンの膜をこの順でスパッタして下地膜２２を形成したこと以外は、上記実施の形態１乃至３と同様にして接続装置３５（７０，７９）を作成した。
【００７３】
金とタングステンをこの順で形成した下地膜２２は、シリコンウエハ２０上の二酸化シリコン膜２１と金膜、タングステン膜と接触端子４７およびポリイミド膜３２と間の密着力が良好なため、接続装置３５を安定して製造できる。また、工程中の熱処理により金はタングステン膜中に拡散し、製造工程の末期で、金は接触端子４７およびポリイミド膜３２との界面にまで拡散するため、二酸化シリコン膜２１と接触端子４７およびポリイミド膜３２の分離が容易となるため、接続装置３５の製造工程中の不良発生を減少させることができた。
【００７４】
＜実施の形態５＞
本実施の形態では、四角錐形状の穴３１を形成し、二酸化シリコン膜２１を作製した後、スパッタにより１μｍ厚の金膜を積層して下地膜２２を形成したこと以外は、上記実施の形態１乃至３と同様にして接続装置３５（７０，７９）を作成した。
【００７５】
金膜は、シリコンウエハ２０上の二酸化シリコン膜２１と接触端子４７およびポリイミド膜３２との密着力が強くないため、二酸化シリコン膜２１と接触端子４７およびポリイミド膜３２の分離が特に優れて容易となる。
【００７６】
＜実施の形態６＞
本実施の形態では、ビアの形成において、エキシマレーザの代わりに、酸素を主反応ガスとした反応性イオンエッチングにより加工したこと以外は、上記実施の形態１乃至３と同様にして接続装置３５（７０，７９）を作成した。
【００７７】
反応性ガスを用いると、テーパ角９０度程度のビア３４を加工できる。そのため、ポリイミド膜３２に形成するビア３４を、角１０μｍ程度まで微細化できた。さらに、ビア微細化に伴い、接触端子４７の間隔をさらに近接させた接続装置３５を得ることができた。
【００７８】
＜実施の形態７＞
本実施の形態では、アルミニウム膜３３を形成せず、高調波ＹＡＧレーザによりビア３４を形成したこと以外は、上記実施の形態１乃至３と同様にして接続装置３５（７０，７９）を作成した。
【００７９】
これによると、アルミニウム膜３３のマスクが不要となるため、上記実施の形態１乃至５と同様の接続装置３５を低コストで製作できた。
【００８０】
＜実施の形態８＞
本実施の形態では、上記実施の形態１乃至７により作製した接続装置を用いた半導体チップ検査装置、半導体装置の製造方法に関するものである。
【００８１】
接続装置における接触端子の配置および検査用配線基板の配線は、被検査対象物、たとえば、半導体チップの電極パッドの配置に対応して種々構成される。図８および図９に、これら第１および第２の例を示す。図８（ａ）は第１の例を示す平面図であり、図８（ｂ）はその配線が設けられている検査用配線基板を折り曲げた状態を示す斜視図である。図９（ａ）は第２の例を示す平面図であり、図９（ｂ）は検査用配線基板を折り曲げた状態を示す斜視図である。なお、これらの図において、接触端子および配線は、図示および説明の簡単のために数を少なくし、また密度を低くして表示してある。実際には、さらに多数の接触端子を設け、また、高密度で配置できる。
【００８２】
図８および図９に示すように、接続装置には、たとえば、ポリイミド膜を基材とする検査用配線基板４４上に、被検査対象の電極パッド３に対応する位置に配置された接触端子４７が一端に接続され、他端は検査用配線基板の周縁部に設けられた電極５１であり、それらを結線する配線層（配線）４８が形成されている。配線４８は、種々の態様で配線できる。たとえば、各配線を一方向に引き出して配線したり、放射状に配線したりすることができる。具体的には、図８（ａ）および（ｂ）に示す第１の例は、検査用配線基板４４を長方形状に形成し、両端部に電極５１を配置してある。図９（ａ）および（ｂ）に示す第２の例は、検査用配線基板４４を十字形状に形成し、十字形の各辺に設けられる電極５１まで配線４８が設けられる。
【００８３】
検査装置本体へ電気信号を伝送するための接続装置は、たとえば、被検査対象がウエハに形成された半導体チップ表面の電極パッドである場合は、図８（ａ）または図９（ａ）に示したように、ウエハにおける半導体チップを形成した領域１０１よりもひと回り大きなシリコンウエハなどの接触端子形成用型材１０２を用いて、上記実施の形態１乃至７に記載の方法で製造される。なお、図８（ｂ）あるいは図９（ｂ）は、接触端子４７を形成した領域１０１を多角形で囲うように折り曲げたものである。また、図９（ａ）における１０３は、各配線を放射状に配線した場合の切れ目を示す。
【００８４】
なお、本実施の形態では、被検査対象がウエハに形成された全部の半導体チップの電極パッドを一括して接触する場合を示したが、本発明は、これに限られるものではない。たとえば、半導体チップを個別に検査したり、あるいは任意の個数の半導体チップを同時に検査するための接続装置として、検査用配線基板をウエハサイズよりも小さな領域で製造してもよい。
【００８５】
図１０は、本発明に係る接続装置を検査接続系に組み込む形態の要部を示す図である。なお、図１０においては、上記実施の形態１における接続装置を検査接続系に組み込む形態を示すが、上記実施の形態２および３における接続装置の場合も同様である。
【００８６】
この接続装置を組み込んだ検査接続系は、上部固定板４０と、それに固定され、下部に球面４１ａを有する支持軸であるセンターピボット４１並びにセンターピボット４１を中心に左右および前後に対称に設置され、上下の変位に対して常に一定の押付け力を付与する押付け力付与手段であるスプリングプローブ４２と、上記センターピボット４１に対して傾き４３ｃにより傾動可能に保持されながら上記スプリングプローブ４２により低荷重（１ピン当たり３〜５０ｍＮ程度）の押付け力が付与される押しコマ４３と、検査用配線基板４４と、この検査用配線基板４４に固着した枠４５と、検査用配線基板４４と押しコマ４３の間に設けられた緩衝層４６と、検査用配線基板４４上に設けられた接触端子４７とを有する。上記押しコマ４３に対する押付け力をスプリングプローブ４２で付与するように構成したのは、スプリングプローブ４２の先端の変位に対してほぼ一定の低荷重の押付け力が得られるようにしたためであり、必ずしもスプリングプローブ４２を用いる必要はない。
【００８７】
上部固定板４０は、配線基板５０に搭載される。配線基板５０は、たとえば、ポリイミド樹脂やガラスエポキシ樹脂などの樹脂材からなり、内部配線５０ｂおよび接続端子５０ｃを有している。配線基板５０の電極５０ａは、たとえば、内部配線５０ｂの一部に接続されるビア５０ｄで構成される。配線基板５０と検査用配線基板４４とは、たとえば、配線基板５０と検査用配線基板４４とを押さえ部材５３で挟み込んで、ねじ５４などを用いて固定される。検査用配線基板４４は、その周縁部が枠４５より外側に延長するように形成され、この延長部を、枠４５の外側で滑らかに折り曲げて配線基板５０上に固定する。その際、検査用配線基板４４の配線４８は、配線基板５０に設けられている電極５０ａに電気的に接続される。この接続は、たとえば、電極５１と電極５０ａに直接圧力をかけて接触させるか、異方性導電シート５２、あるいははんだなどを用いて接続する。
【００８８】
緩衝層４６としては、弾性を有する物質が望ましく、ゴム状弾性を有する高分子材料の例として、シリコンゴムなどが挙げられる。また、緩衝層４６としては、押しコマ４３を枠４５に対して移動可能にシールして、このシールされた空間に気体を供給するように構成してもよい。また、接触端子４７の高さを均一にできれば、緩衝層４６を省略した構成にしてもよい。なお、図１０では説明の簡単のため、接触端子４７および配線４８は２つの接触端子分のみ示すが、実際には、複数個が配置される。
【００８９】
本発明に係る接続装置は、ウエハの状態において、多数並設された半導体チップの中の１個または多数個の半導体チップについて、同時にかつ低荷重（１ピン当たり３〜５０ｍＮ程度）で表面に酸化物が形成されたアルミニウムまたははんだなどの電極パッド３と、０．０５〜０．１Ω程度の安定した低抵抗値で確実に接続させることにある。これによって、従来技術のようにスクラブ動作をさせる必要がなく、スクラブ動作による圧痕や電極材料のくずの発生を防止することができる。
【００９０】
すなわち、検査用配線基板４４において、電極パッド３の配列に対応するように並設された接触端子４７の先端を尖せると共に、枠４５で支持された周辺部４４ｂに対して、この周辺部４４ｂ内の上記接触端子４７を並設した領域部４４ａを、押しコマ４３の下側に形成された突出部４３ａにおける高精度の平坦度が確保された下面４３ｂに倣って緩衝層４６を挾んで張り出させて検査用配線基板自身のたるみをなくし、この張り出された領域部４４ａに並設された接触端子４７の尖った先端を、アルミニウムまたははんだなどの電極パッド３に垂直に低荷重で押圧することによって、電極パッド３の表面に形成された酸化物を容易につき破り、その下面の電極の金属導体材料に接触させ、安定した低抵抗値で良好な接触を確保することができる。
【００９１】
特に、枠４５で支持された周辺部４４ｂに対して、この周辺部４４ｂ内の多数の接触端子４７を並設した領域部４４ａを、押しコマ４３の下側に形成された突出部４３ａにおける高精度の平坦度が確保された下面４３ｂに倣って緩衝層４６を挾んで張り出させることによって検査用配線基板自身のたるみをなくし、多数の接触端子４７の先端平坦度を突出部４３ａの下面４３ｂの平坦度に合わせて高精度を確保することにある。
【００９２】
なお、領域部４４ａにおける張り出し量は、押しコマ４３にセンターピボット４１を中心に左右および前後に締着されて調整可能なねじ５７の押しコマ４３の下面からの突出量によって定まることになる。すなわち、センターピボット４１を中心に左右および前後に設けられて押さえ部材に形成された穴に挿入されたねじ５６を、枠４５に対して締め付け、押しコマ４３の突出部４３ａを下降させることによって、押しコマ４３に突出し量を定めて取り付けられたねじ５７の下端を、検査用配線基板４４における領域部４４ａの周辺部４４ｂの接着固定した枠４５の上面に接触させる。これにより、緩衝層４６を介して多数の接触端子４７が並設された領域部４４ａを張り出させ、検査用配線基板自身のたるみがなくなることになる。
【００９３】
以上より、多数の接触端子４７に亘った接触端子の尖った先端の平坦度を±２μｍ程度以下の高精度に確保することができる。なお、特開２００２−１３９５５４号公報には、このほかにもいくつかの検査接続系が記載されており、これらいずれの方式でもよい。
【００９４】
本発明に係る接続装置を用いて、検査対象である半導体チップに対する電気的特性検査について、図１１を用いて説明する。図１１は、上記図１０の構成を含み、本発明に係る半導体チップ検査装置の全体構成を示す説明図である。
【００９５】
半導体チップ検査装置は、半導体装置の製造におけるウエハ接続装置として構成されている。この検査装置は、被検査対象のウエハ１を支持する試料支持系１６０と、ウエハ１の電極パッド３に接触して電気信号の授受を行う検査接続系１２０と、試料支持系１６０の動作を制御する駆動制御系１５０と、ウエハ１の温度制御を行う温度制御系１４０と、半導体チップ２の電気的特性の検査を行うテスタ１７０とで構成される。ウエハ１には多数の半導体チップ２が配列され、各半導体チップ２の表面には外部と接続するための微細な電極パッド３が複数、かつ狭ピッチで配列されている。
【００９６】
試料支持系１６０は、ウエハ１を載置するためのほぼ水平に設けられた試料台１６２と、この試料台１６２を支持するように垂直に配置される昇降軸１６４と、この昇降軸１６４を昇降駆動する昇降駆動部１６５と、この昇降駆動部１６５を支持するＸ−Ｙステージ１６７とで構成される。Ｘ−Ｙステージ１６７は、筐体１６６の上に固定される。昇降駆動部１６５は、たとえば、ステッピングモータなどから構成される。試料台１６２には回動機構が設けられており、水平面内における試料台１６２の回動変位が可能にされている。試料台１６２の位置決め動作は、Ｘ−Ｙステージ１６７と昇降駆動部１６５と回転機構による動作を組み合わせて行われる。
【００９７】
試料台１６２の上方には、検査接続系１２０が配置される。すなわち、図１１に示す接続装置３５および配線基板５０は、試料台１６２に平行に対向する姿勢で設けられる。なお、本実施の形態では、接続端子５０ｃは同軸コネクタで構成される。接続端子５０ｃに接続されるケーブル１７１を介して、テスタ１７０と接続される。
【００９８】
駆動制御系１５０は、ケーブル１７２を介してテスタ１７０と接続される。また、駆動制御系１５０は、試料支持系１６０の各駆動部に制御信号を送って、その動作を制御する。すなわち、駆動制御系１５０は内部にコンピュータを備え、ケーブル１７２を介して伝達されるテスタ１７０のテスト動作の進行情報に合わせて、試料支持系１６０の動作を制御する。また、駆動制御系１５０は操作部１５１を備え、駆動制御に関する各種指示の入力の受付、たとえば、手動操作の指示を受け付ける。
【００９９】
試料台１６２には、半導体チップ２についてバーンイン試験を行うために、加熱させるための温度調節器１４１が備えられている。温度制御系１４０は、試料台１６２の温度調節器１４１を制御することにより、試料台１６２に搭載されたウエハ１の温度を制御する。また、温度制御系１４０は操作部１５１を備え、温度制御に関する手動操作の指示を受け付ける。
【０１００】
以下、検査装置の動作について説明する。まず、検査対象であるウエハ１は、試料台１６２の上に位置決めして載置される。ウエハ１上に離して形成された複数の基準マークの光学像を、イメージセンサまたはＴＶカメラなどの撮像装置で撮像し、得られる画像信号から複数の基準マークの位置を検出する。上記検出された基準マークの位置情報から、ウエハ１の品種に応じて半導体チップ２の配列情報および半導体チップ２上の電極パッド３の配列情報を認識し、電極パッド群全体としての２次元の位置情報を算出する。
【０１０１】
さらに、検査用配線基板上に形成された多数の接触端子４７の中で特定の接触端子の光学像、または検査用配線基板上に離して形成された複数の基準マークの光学像を、イメージセンサまたはＴＶカメラなどの撮像装置で撮像し、特定の接触端子または複数の基準マークの位置を検出する。これらの情報に基づいて、接触端子群全体としての２次元の位置情報を算出する。
【０１０２】
駆動制御系１５０は、上記接触端子群全体としての２次元の位置情報に対する上記電極パッド群全体としての２次元位置情報のずれ量を算出し、ずれ量に基づいてＸ−Ｙステージ１６７および回動機構を駆動制御し、ウエハ１上に配列された複数個の半導体チップ上に形成された電極パッド３の群を、接続装置３５に並設された多数の接触端子４７群の直下に位置決めする。その後、駆動制御系１５０は、たとえば、試料台１６２上に設置されたギャップセンサによって測定された検査用配線基板における領域部４４ａの面とウエハ１との距離に基づいて、昇降駆動部１６５を作動させて、多数の電極パッド３全体の面が接触端子の先端に接触した時点から数μｍ程度押し上げる状態になるまで試料台１６２を上昇させる。図１２は、検査装置による電極パッド３が並設された半導体チップ２に対する検査の外観を示す。
【０１０３】
これにより、多数の接触端子４７の全体が多数の電極パッド３全体の面に追従して平行出しされると共に、個々の接触端子４７の高さバラツキを緩衝層４６によって吸収し、低荷重（１ピン当たり３〜５０ｍＮ程度）に基づく食い込みによる接触が行われ、各接触端子４７と各電極パッド３とは低抵抗（０．０１Ω〜０．１Ω）で接続されることになる。
【０１０４】
この状態で、半導体チップ２についてバーイン試験を行うときには、試料台１６２に搭載されたウエハ１の温度を制御すべく、温度制御系１４０によって試料台１６２の温度調節器１４１を制御することにより実行される。そのため、検査用配線基板４４は可撓性があり、好ましくは耐熱性がある樹脂を主体に形成する。本実施の形態では、ポリイミド樹脂を用いた。
【０１０５】
ケーブル１７１、配線基板５０、検査用配線基板４４、および接触端子４７を介して、ウエハ１に形成された半導体チップ２とテスタ１７０との間で、動作電力や動作試験信号などの授受を行い、半導体チップ２の電気的特性の可否などを判別する。上記の一連の動作が、ウエハ１に形成された複数の半導体チップ２の各々について実施され、電気的特性の可否などが判別される。
【０１０６】
最後に、上記検査装置を用いた半導体装置の製造方法の代表例について、図１３を用いて説明する。図１３は半導体装置の製造方法を示す説明図である。
【０１０７】
たとえば、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ウエハに回路を作り込み、半導体素子を形成する工程（半導体素子回路形成）と、ウエハを樹脂などで封止する工程（封止）と、封止されたウエハに形成された複数の半導体素子の電気的特性を一括して検査する工程（ウエハ検査）と、高温状態で電気的特性を評価する工程（バーンイン）と、二次検査と、選別検査と、ウエハを切断し、半導体素子ごとに分離する工程（ダイシング）と、外観検査を経て、ＣＳＰ出荷品として出荷される。これらの工程のうち、本発明に係る検査装置は、バーンインや、ウエハ検査、二次検査、選別検査などに用いられる。
【０１０８】
なお、このＣＳＰ出荷品としては、ウエハを切断せずにフルウエハの状態で出荷したり、ウエハを１／４などに分割して分割ウエハの状態で出荷する場合などにおいても、同様に適用可能である。
【０１０９】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ウエハに回路を作り込み、半導体素子を形成する工程（半導体素子回路形成）と、ウエハレベルで複数の半導体素子の電気的特性を一括して検査する工程（ウエハ初期検査）と、ウエハを切断し、半導体素子ごとに分離する工程（ダイシング）と、半導体素子を樹脂などで封止する工程（組立・封止）と、一次検査と、高温状態で電気的特性を評価する工程（バーンイン）と、選別検査と、外観検査を経て、パッケージ品として出荷される。これらの工程のうち、本発明に係る検査装置は、ウエハ初期検査などに用いられる。
【０１１０】
さらに、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ウエハに回路を作り込み、半導体素子を形成する工程（半導体素子回路形成）と、ウエハレベルで複数の半導体素子の電気的特性を一括して検査する工程（ウエハ初期検査）と、ウエハを切断し、半導体素子ごとに分離する工程（ダイシング）と、チップ検査用ソケットに装着して行う高温状態で電気的特性を評価する工程（バーンイン）と、二次検査と、選別検査と、ソケットから取り外して行う外観検査を経て、チップ出荷品として出荷される。これらの工程のうち、本発明に係る検査装置は、ウエハ初期検査などに用いられる。
【０１１１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、半導体チップの高集積化に伴う狭ピッチかつ高密度な電極パッドへの接触および半導体チップの検査を行うための接続装置を、尖った先端を有して電極パッドと同程度に高密度化および狭ピッチ化した微細な接触端子と、高密度なビア配線により多層配線化することなく高密度化した検査用配線基板の配線と、を金属接合を介して電気的に接続して製造し、また、接触端子を電極パッド１つに対して複数個配置したことにより、以下のような効果を得ることができる。
【０１１２】
（１）検査対象物の表面に酸化物が形成されたアルミニウムまたははんだなどの電極パッドに、接触端子の群を小さな接触圧（１ピン当たり３〜５０ｍＮ程度）で単に押しつけることによって、圧痕やくずの発生などで損傷させることなく、０．０５Ω〜０．１Ω程度の低抵抗で安定した接続を実現することができる。
【０１１３】
（２）多数の接続端子を検査用配線基板上に容易に並設することが可能となり、ウエハ上に多数並設された半導体チップの中で１個または多数個の半導体チップの電極パッドを同時に確実に接続させて、各半導体チップの電気的特性評価を行うことができる。
【０１１４】
（３）高周波電気信号（１００ＭＨｚ〜数１０ＧＨｚ程度の高周波数）の伝送を可能にすることができる。
【０１１５】
（４）バーンイン試験のような高温での電気的特性評価が可能であるなど、高密度化し狭ピッチ化する半導体チップの電気的特性評価を実現することができる。
【０１１６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、半導体チップの検査に用いる接続装置、この接続装置を用いた半導体チップ検査装置、およびこれらを用いた半導体装置の製造方法に適用し、特に、微小な電極パッドが狭ピッチに配列され、あるいは多数の電極パッドを同時に接続可能で、高速信号を伝送する半導体チップに対する接続技術に適用して有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明を実施するための一形態において、ビアにおけるテーパ角を示す説明図である。
【図２】本発明を実施するための一形態において、（ａ）はテーパ角が９０度を越えたビアに対するスパッタ不良の様子、（ｂ）はテーパ角が９０度を越えたビアに対するめっき不良の様子をそれぞれ示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態１における接続装置の製造工程を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１における接続装置の接触端子形成工程を示す説明図であり、（ａ）は要部上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’における要部断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施の形態２における接続装置の製造工程を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態３における接続装置の製造工程を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３における接続装置の接触端子形成工程を示す説明図であり、（ａ）は要部上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’における要部断面図である。
【図８】本発明に係る接続装置における接触端子を接続させた検査用配線基板の一実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は検査用配線基板を折り曲げた状態の斜視図である。
【図９】本発明に係る接続装置における接触端子を接続させた検査用配線基板の他の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は検査用配線基板を折り曲げた状態の斜視図である。
【図１０】本発明に係る接続装置を検査接続系に組み込む形態の要部を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る接続装置を含んだ半導体チップ検査装置の全体構成を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る接続装置を含んだ半導体チップ検査装置による、電極パッドが並設された半導体チップに対する検査の外観を示す説明図である。
【図１３】本発明に係る接続装置を含んだ半導体チップ検査装置を用いた半導体装置の製造方法を示す説明図である。
【図１４】一般的な一形態において、（ａ）は半導体チップが配列された検査対象物であるウエハを示す斜視図、（ｂ）は半導体チップを示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１…ウエハ、２…半導体チップ、３…電極パッド、８…レジスト、９…レジスト除去領域、１０…エキシマレーザ光、１１…レーザ光軸、１２…垂直面、１３…金属膜マスク、１４…被加工物、１５…配線層、１６…テーパ角、２０…シリコンウエハ、２１…二酸化シリコン膜、２２…下地膜、２３…スパッタ膜、２４…スパッタ膜未形成部分、２５…めっき膜、２６…めっき未充填部分、３０…二酸化シリコン膜、３１…穴、３２…ポリイミド膜、３３…アルミニウム膜、３４…ビア、３５…接続装置、４０…上部固定板、４１…センターピボット、４１ａ…下部球面、４２…スプリングプローブ、４３…押しコマ、４３ａ…突出部、４３ｂ…下面、４３ｃ…傾き、４４…検査用配線基板、４４ａ…領域部、４４ｂ…周辺部、４５…枠、４６…緩衝層、４７…接触端子、４８…配線層、４９…ポリイミド膜、５０…配線基板、５０ａ…電極、５０ｂ…内部配線、５０ｃ…接続端子、５０ｄ…ビア、５１…電極、５２…異方性導電シート、５３…押さえ部材、５４…ねじ、５６…ねじ、５７…ねじ、６０…接触端子、６１…ポリイミド膜、６２…アルミニウム膜、６３…ビア、６４…配線層、６５…ポリイミド膜、６６…アルミニウム膜、６７…ビア、６８…配線層、６９…ポリイミド膜、７０…接続装置、７１…レジスト、７２…レジスト除去領域、７３…接触端子、７４…ポリイミド膜、７５…アルミニウム膜、７６…ビア、７７…配線層、７８…ポリイミド膜、７９…接続装置、１０１…ウエハにおける半導体チップを形成した領域、１０２…接触端子形成用型材、１０３…切れ目、１２０…検査接続系、１４０…温度制御系、１４１…温度調節器、１５０…駆動制御系、１５１…操作部、１６０…試料支持系、１６２…試料台、１６４…昇降軸、１６５…昇降駆動部、１６６…筐体、１６７…Ｘ−Ｙステージ、１７０…テスタ、１７１…ケーブル、１７２…ケーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１３】
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