(57)【要約】【課題】配線基板とフレキシブル基板とを接近させる加圧力が繰り返し作用しても、配線基板の基板電極とフレキシブル基板の端子との間の抵抗値が増大しないようにすると共に、プローブ端子のピッチが小さくなっても、隣り合うプローブ端子同士が導通しないようにする。【解決手段】検査用電極１２ａを有する半導体ウェハ１２と基板電極２１ｃを有する配線基板２１との間にはフレキシブル基板２２が配置されており、フレキシブル基板２２の下面にはプローブ端子２２ａが設けられている。フレキシブル基板２２の上面には、プローブ端子２２ａと接続された第１の端子２２ｂ、及び第１の端子２２ｂと接続された第２の端子２２ｃが設けられている。配線基板３１とフレキシブル基板２２との間には絶縁性シート部材２３が設けられ、該絶縁性シート部材２３には、配線基板２１の基板電極２１ｃと第２の端子２２ｂとを電気的に接続する導電体２３ａ、及びプローブ端子２２ａの段差を吸収する突出部２３ｂが設けられている。【選択図】      図１
2004228208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハに形成されている複数の半導体チップの複数の検査用電極に電圧を印加して、前記複数の半導体チップの電気特性をウェハレベルで一括して検査するための検査用基板であって、
前記半導体ウェハにおける前記複数の検査用電極が形成されている主面と対向する面に複数の基板電極を有する配線基板と、
前記半導体ウェハと前記配線基板との間で且つ前記配線基板と間隔をおくように設けられ、前記半導体ウェハの主面と対向する第１の主面及び前記配線基板の前記複数の基板電極が形成されている面と対向する第２の主面を有するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の前記第１の主面における前記複数の検査用電極と対向する部位に設けられた複数のプローブ端子と、
前記フレキシブル基板の前記第２の主面における前記複数のプローブ端子と対向する部位に設けられていると共に対向する前記プローブ端子と電気的に接続されている複数の第１の端子と、
前記フレキシブル基板の前記第２の主面における前記複数の第１の端子と異なる部位に設けられていると共に対応する前記第１の端子と電気的に接続されている複数の第２の端子と、
前記配線基板と前記フレキシブル基板との間に設けられ、前記複数の基板電極と前記複数の第２の端子のうち対応する前記基板電極と前記第２の端子とを電気的に接続する複数の導電体と、
前記配線基板と前記フレキシブル基板との間における前記複数の第１の端子と対向する部位に設けられた複数の弾性体とを備えていることを特徴とする検査用基板。
【請求項２】
前記複数の基板電極と前記複数の第２の端子のうち対応する前記基板電極と前記第２の端子とは互いに対向していることを特徴とする請求項１に記載の検査用基板。
【請求項３】
前記フレキシブル基板の前記第２の主面に設けられ、対応する前記第１の端子と前記第２の端子とを接続する配線層を備えていることを特徴とする請求項１に記載の検査用基板。
【請求項４】
対応する前記第１の端子と前記第２の端子とを接続するボンディングワイヤを備えていることを特徴とする請求項１に記載の検査用基板。
【請求項５】
前記弾性体の高さは、前記導電体の高さと等しいか又は前記導電体の高さよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の検査用基板。
【請求項６】
前記配線基板と前記フレキシブル基板との間に設けられ、前記複数の導電体及び前記複数の弾性体を保持している絶縁性シート部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の検査用基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハに形成されている複数の半導体チップの電気特性をウェハ状態で一括して検査するための検査用基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路装置（以下、半導体装置と称する）を搭載した電子機器の小型化及び低価格化の進歩はめざましく、これに伴って、半導体装置に対する小型化及び低価格化の要求が強くなっている。
【０００３】
通常、半導体装置は、半導体チップとリードフレームとがボンディングワイヤによって電気的に接続された後、半導体チップ及びリードフレームが樹脂又はセラミクスにより封止された状態で供給され、プリント基板に実装される。ところが、電子機器の小型化の要求から、半導体ウェハから切り出されたままの半導体チップ（以下、この半導体チップをベアチップと称する）を回路基板に直接に実装する方法が開発されており、この実装方法に対応するために、品質が保証されたベアチップを低価格で供給することが望まれている。
【０００４】
ベアチップに対して品質保証を行なうためには、半導体ウェハに形成されている複数の半導体チップに対してウェハレベルでバーンイン等の検査をする必要がある。ところが、半導体ウェハ上の複数の半導体チップに対して１個又は数個づつ何度にも分けて検査を行なうことは多くの時間を要するので、時間的にもコスト的にも現実的ではない。そこで、半導体ウェハ上の全ての半導体チップに対してウェハレベルで一括してバーンイン等の検査を行なうことが要求される。
【０００５】
複数の半導体チップに対してウェハレベルで一括して検査を行なうには、半導体ウェハ上に形成されている複数の半導体チップの検査用電極に電源電圧や信号を同時に印加し、これら複数の半導体チップを動作させる必要がある。このためには、非常に多く（通常、数千個以上）のプローブ端子を持つ検査用基板を用意する必要があるが、このようにするには、従来のニードル型の検査用基板ではピン数の点からも価格の点からも対応できない。
【０００６】
そこで、例えば、特開平７−２３１０１９号公報に示されるように、半導体ウェハ上の複数の半導体チップの複数の検査用電極に、バンプよりなる複数のプローブ端子を同時にコンタクトできる検査用基板が提案されている。
【０００７】
以下、従来の検査用基板について、図３の断面図を参照しながら説明する。
【０００８】
図３に示すように、ウエハトレイ１１には、複数の半導体チップが形成されている半導体ウェハ１２が保持されており、該半導体ウェハ１２の主面（上面）には複数の検査用電極１２ａが形成されている。
【０００９】
半導体ウェハ１２の上方には配線基板５１が配置されており、該配線基板５１における半導体ウェハ１２の主面と対向する面（下面）には、下層配線５１ａ、上層配線５１ｂ及び基板電極５１ｃが形成されており、基板電極５１ｃは下層配線５１ａに接続されていると共に基板電極５１ｃ同士は上層配線５１ｂにより互いに接続されている。
【００１０】
半導体ウェハ１２と配線基板５１との間には、配線基板５１と間隔をおくようにフレキシブル基板５２が配置されている。フレキシブル基板５２の半導体ウェハ１２と対向する第１の主面（下面）における検査用電極１２ａと対向する部位には、バンプよりなる複数のプローブ端子５２ａが形成されている。また、フレキシブル基板５２の配線基板５２と対向する第２の主面（上面）における各プローブ端子５２ａの反対側の部位には、対応するプローブ端子５２ａと電気的に接続された複数の端子５２ｂが形成されている。
【００１１】
フレキシブル基板５２と配線基板５１との間には、例えばゴムよりなる弾性シート部材５３が配置されている。弾性シート部材５３におけるフレキシブル基板５２の端子５２ｂと対応する部位には、フレキシブル基板５２の厚さ方向に鎖状に繋がる複数の導電性粒子列（導電体）５３ａが設けられており、これにより、配線基板５１の基板電極５１ｃとフレキシブル基板５２の端子５２ｂとは電気的に接続されている。この場合、弾性シート部材５３における導電性粒子列５３ａが設けられている部分はフレキシブル基板５２の方に突出しており、該突出部によってフレキシブル基板５２のプローブ端子５２ａは半導体ウェハ１２の検査用電極１２ａの方に押圧されるので、半導体ウェハ１２に段差部が存在したり又は反りが生じたりしていても、半導体ウェハ１２の全面に亘ってプローブ端子５２ａと検査用電極１２ａとの確実なコンタクトが確保できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の検査用基板においては、配線基板５１とフレキシブル基板５２とを接近させる加圧力が繰り返し作用すると、弾性シート部材５３の突出部に対して圧縮力が繰り返し作用する。このため、導電性粒子列５３ａの配列が乱れて、該導電性粒子列５３ａの抵抗値が増大するので、配線基板５１の基板電極５１ｃとフレキシブル基板５２の端子５２ｂとの間の抵抗値が増大してしまうという問題がある。本件発明者の実験によると、押圧力の作用及び開放の動作が３００回程度行なわれると、導電性粒子列５３ａの抵抗値が著しく増大してしまうということが分かった。
【００１３】
また、検査用電極１２ａのピッチひいてはプローブ端子５２のピッチが小さくなると、弾性シート部材５３の突出部のピッチも小さくなる。このため、弾性シート部材５３の製造工程において、突出部の内部に設けられている導電性粒子列５３ａが、隣り合う突出部の内部に設けられている導電性粒子列５３ａと導通してしまって、隣り合うプローブ端子５２同士が導通してしまうという問題がある。
【００１４】
前記に鑑み、本発明は、配線基板とフレキシブル基板とを接近させる加圧力が繰り返し作用しても、配線基板の基板電極とフレキシブル基板の端子との間の抵抗値が増大しないようにすると共に、プローブ端子のピッチが小さくなっても、隣り合うプローブ端子同士が導通しないようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る検査用基板は、半導体ウェハに形成されている複数の半導体チップの複数の検査用電極に電圧を印加して、複数の半導体チップの電気特性をウェハレベルで一括して検査するための検査用基板を対象とし、半導体ウェハにおける複数の検査用電極が形成されている主面と対向する面に複数の基板電極を有する配線基板と、半導体ウェハと配線基板との間で且つ配線基板と間隔をおくように設けられ、半導体ウェハの主面と対向する第１の主面及び配線基板の複数の基板電極が形成されている面と対向する第２の主面を有するフレキシブル基板と、フレキシブル基板の第１の主面における複数の検査用電極と対向する部位に設けられた複数のプローブ端子と、フレキシブル基板の第２の主面における複数のプローブ端子と対向する部位に設けられていると共に対向するプローブ端子と電気的に接続されている複数の第１の端子と、フレキシブル基板の第２の主面における複数の第１の端子と異なる部位に設けられていると共に対応する第１の端子と電気的に接続されている複数の第２の端子と、配線基板とフレキシブル基板との間に設けられ、複数の基板電極と複数の第２の端子のうち対応する基板電極と第２の端子とを電気的に接続する複数の導電体と、配線基板とフレキシブル基板との間における複数の第１の端子と対向する部位に設けられた複数の弾性体とを備えている。
【００１６】
本発明に係る検査用基板によると、プローブ端子の段差を吸収する弾性体と、基板電極と第２の端子とを電気的に接続する導電体とが別個に設けられているため、配線基板及びフレキシブル基板に対してこれらを接近させる加圧力が繰り返し作用し、弾性体が変形したり又はその弾性力が劣化したりしても、配線基板の基板電極とフレキシブル基板の第２の端子との間の抵抗値は増大しない。また、プローブ端子と対向する部位に設けられている第１の端子と異なる位置に、基板電極と電気的に接続される第２の端子が設けられているため、第２の端子のピッチを第１の端子のピッチよりも大きくできるので、プローブ端子のピッチひいては第１の端子のピッチが小さくなっても、隣り合うプローブ端子同士が導通することを防止できる。
【００１７】
本発明に係る検査用基板において、複数の基板電極と複数の第２の端子のうち対応する基板電極と第２の端子とは互いに対向していることが好ましい。
【００１８】
このようにすると、基板電極と第２の端子とを電気的に接続する導電体の構造が簡易になる。
【００１９】
本発明に係る検査用基板は、フレキシブル基板の第２の主面に設けられ、対応する第１の端子と第２の端子とを接続する配線層を備えていることが好ましい。
【００２０】
このようにすると、第１の端子と第２の端子とを簡易且つ確実に接続することができる。
【００２１】
本発明に係る検査用基板において、対応する第１の端子と第２の端子とはボンディングワイヤにより接続されていてもよい。
【００２２】
本発明に係る検査用基板において、弾性体の高さは、導電体の高さと等しいか又は導電体の高さよりも大きいことが好ましい。
【００２３】
このようにすると、半導体ウェハの検査用電極同士の間又はフレキシブル基板のプローブ端子同士の間に段差が生じていても、半導体ウェハの全面において検査用電極とプローブ端子とを確実に接触させることができる。
【００２４】
本発明に係る検査用基板は、配線基板とフレキシブル基板との間に設けられ、複数の導電体及び複数の弾性体を保持している絶縁性シート部材を備えていることが好ましい。
【００２５】
このようにすると、複数の導電体及び弾性体を配線基板とフレキシブル基板との間に設けることが容易になる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る検査用基板について、図１を参照しながら説明する。
【００２７】
図１に示すように、従来と同様、ウエハトレイ１１には、複数の半導体チップが形成されている半導体ウェハ１２が保持されており、該半導体ウェハ１２の主面（上面）には複数の検査用電極１２ａが形成されている。
【００２８】
半導体ウェハ１２の上方には配線基板２１が配置されており、該配線基板２１における半導体ウェハ１２の主面と対向する面（下面）には下層配線２１ａ、上層配線２１ｂ及び基板電極２１ｃが形成されており、基板電極２１ｃは下層配線２１ａに接続されていると共に基板電極２１ｃ同士は上層配線２１ｂにより互いに接続されている。
【００２９】
半導体ウェハ１２と配線基板２１との間には、配線基板２１と間隔をおくようにフレキシブル基板２２が配置されている。フレキシブル基板２２の半導体ウェハ１２と対向する第１の主面（下面）における検査用電極１２ａと対向する部位には、バンプよりなる複数のプローブ端子２２ａが形成されている。また、フレキシブル基板２２の配線基板２２と対向する第２の主面（上面）における各プローブ端子２２ａの反対側の部位（各プローブ端子２２ａと対向する部位）には、対応するプローブ端子２２ａと電気的に接続された複数の第１の端子２２ｂが形成されていると共に、フレキシブル基板２２の第２の主面における第１の端子２２ｂと異なる部位には第２の端子２２ｃが形成されており、第１の端子２２ｂと第２の端子２２ｃとは引き出し配線２２ｄにより電気的に接続されている。
【００３０】
フレキシブル基板２２と配線基板２１との間には、例えばゴムよりなる絶縁性シート部材２３が配置されている。絶縁性シート部材２３におけるフレキシブル基板２２の第２の端子２２ｂと対向する部位には、例えば金よりなる導電体２３ａがはめ込まれており、配線基板２１の基板電極２１ｃとフレキシブル基板２２の第２の端子２２ｂとは導電体２３ａにより電気的に接続されている。また、絶縁性シート部材２３におけるフレキシブル基板２２の第１の端子２２ｂと対向する部位には突出部２３ｂが形成されており、配線基板２１とフレキシブル基板２２とを接近させる加圧力が作用すると、フレキシブル基板２２のプローブ端子２２ａは突出部２３ｂの弾性力によって半導体ウェハ１２の検査用電極１２ａの方に押圧されるので、半導体ウェハ１２に段差部が存在したり又は反りが生じたりしていても、半導体ウェハ１２の全面に亘ってプローブ端子２２ａと検査用電極１２ａとの確実なコンタクトが確保できる。
【００３１】
第１の実施形態によると、プローブ端子２２ａの段差を吸収する弾性体よりなる突出部２３ｂと、基板電極２１ｃと第２の端子２２ｃとを電気的に接続する導電体２３ａとが異なる部位に設けられているため、配線基板２１及びフレキシブル基板２２に対してこれらを接近させる加圧力が繰り返し作用し、突出部２３ｂが変形したり又は突出部２３ｂの弾性力が劣化したりしても、配線基板２１の基板電極２１ｃとフレキシブル基板２２の第２の端子２２ｃとの間の抵抗値は増大しない。
【００３２】
尚、第１の実施形態においては、突出部２３ｂの全体の高さは、導電体２３ａの高さと等しいか又は導電体２３ａの高さよりも大きい。このため、半導体ウェハ１２の検査用電極１２ａ同士の間又はフレキシブル基板２２のプローブ端子２２ａ同士の間に段差が生じていても、半導体ウェハ１２の全面において検査用電極１２ａとプローブ端子２２ａとを確実に接触させることができる。
【００３３】
また、第１の実施形態によると、プローブ端子２２ａと対向する部位に設けられている第１の端子２２ａとは異なる位置に、基板電極２１ｃと電気的に接続される第２の端子２２ｂが設けられているため、第２の端子２２ｂのピッチを第１の端子２２ａのピッチよりも大きくできるので、プローブ端子２２ａのピッチひいては第１の端子２２ａのピッチが小さくなっても、隣り合うプローブ端子２２ａ同士が導通することを防止できる。
【００３４】
尚、第１の実施形態においては、基板電極２１ｃと第２の端子２２ｃとが互いに対向しているため導電体２３ａの構造が簡単になるが、基板電極２１ｃと第２の端子２２ｃとは互いに対向していなくてもよい。
【００３５】
また、第１の実施形態においては、導電体２３ａ及び突出部２３ｂは絶縁性シート部材２３に設けられているため、配線基板２１とフレキシブル基板２２との間に導電体２３ａ及び弾性体を簡易且つ確実に配置することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る検査用基板について、図２を参照しながら説明する。
【００３７】
図２に示すように、従来と同様、ウエハトレイ１１には、複数の半導体チップが形成されている半導体ウェハ１２が保持されており、該半導体ウェハ１２の主面（上面）には複数の検査用電極１２ａが形成されている。
【００３８】
半導体ウェハ１２の上方には配線基板３１が配置されており、該配線基板３１における半導体ウェハ１２の主面と対向する面（下面）には下層配線３１ａ、上層配線３１ｂ及び基板電極３１ｃが形成されており、基板電極３１ｃは下層配線３１ａに接続されていると共に基板電極３１ｃ同士は上層配線３１ｂにより互いに接続されている。
【００３９】
半導体ウェハ１２と配線基板３１との間には、配線基板３１と間隔をおくようにフレキシブル基板３２が配置されている。フレキシブル基板３２の半導体ウェハ１２と対向する第１の主面（下面）における検査用電極１２ａと対向する部位には、バンプよりなる複数のプローブ端子３２ａが形成されている。また、フレキシブル基板３２の配線基板３２と対向する第２の主面（上面）における各プローブ端子３２ａの反対側の部位（各プローブ端子３２ａと対向する部位）には、対応するプローブ端子３２ａと電気的に接続された複数の第１の端子３２ｂが形成されていると共に、フレキシブル基板３２の第２の主面における第１の端子３２ｂと異なる部位には第２の端子３２ｃが形成されており、第１の端子３２ｂと第２の端子３２ｃとはボンディングワイヤ３２ｄにより電気的に接続されている。
【００４０】
フレキシブル基板３２と配線基板３１との間には、例えばゴムよりなる絶縁性シート部材３３が配置されており、絶縁性シート部材３３におけるフレキシブル基板３２の第１の端子３２ｂと対向する部位には突出部３３ｂが形成されている。配線基板３１とフレキシブル基板３２とを接近させる加圧力が作用すると、フレキシブル基板３２のプローブ端子３２ａは突出部３３ｂの弾性力によって半導体ウェハ１２の検査用電極１２ａの方に押圧されるので、半導体ウェハ１２に段差部が存在したり又は反りが生じたりしていても、半導体ウェハ１２の全面に亘ってプローブ端子３２ａと検査用電極１２ａとの確実なコンタクトが確保できる。
【００４１】
配線基板３１の基板電極３１ｃには、例えば金バンプよりなる導電体３４が設けられており、配線基板３１の基板電極３１ｃとフレキシブル基板３２の第２の端子３２ｂとは導電体３４により電気的に接続されている。
【００４２】
第２の実施形態によると、プローブ端子３２ａの段差を吸収する弾性体よりなる突出部３３ｂと、基板電極３１ｃと第２の端子３２ｃとを電気的に接続する導電体３４とが異なる位置に設けられているため、配線基板３１及びフレキシブル基板３２に対してこれらを接近させる加圧力が繰り返し作用し、突出部３３ｂが変形したり又は突出部３３ｂの弾性力が劣化したりしても、配線基板３１の基板電極３１ｃとフレキシブル基板３２の第２の端子３２ｃとの間の抵抗値は増大しない。
【００４３】
尚、第２の実施形態においては、突出部３３ｂの全体の高さは、導電体３４の高さと等しいか又は導電体３４の高さよりも大きい。このため、半導体ウェハ１２の全面において検査用電極１２ａとプローブ端子３２ａとを確実に接触させることができる。
【００４４】
また、第２の実施形態によると、プローブ端子３２ａと対向する部位に設けられている第１の端子３２ａとは異なる位置に、基板電極３１ｃと電気的に接続される第２の端子３２ｂが設けられているため、第２の端子３２ｂのピッチを第１の端子３２ａのピッチよりも大きくできるので、プローブ端子３２ａのピッチひいては第１の端子３２ａのピッチが小さくなっても、隣り合うプローブ端子３２ａ同士が導通することを防止できる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係る検査用基板によると、配線基板及びフレキシブル基板に対してこれらを接近させる加圧力が繰り返し作用しても、配線基板の基板電極とフレキシブル基板の第２の端子との間の抵抗値が増大しないと共に、プローブ端子のピッチが小さくなっても、隣り合うプローブ端子同士が導通することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る検査用基板の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る検査用基板の断面図である。
【図３】従来の検査用基板の断面図である。
【符号の説明】
１１  ウエハトレイ
１２  半導体ウェハ
１２ａ  検査用電極
２１  配線基板
２１ａ  下層配線
２１ｂ  上層配線
２１ｃ  基板電極
２２  フレキシブル基板
２２ａ  プローブ端子
２２ｂ  第１の端子
２２ｃ  第２の端子
２２ｄ  引き出し配線
２３  絶縁性シート部材
２３ａ  導電体
２３ｂ  突出部
３１  配線基板
３１ａ  下層配線
３１ｂ  上層配線
３１ｃ  基板電極
３２  フレキシブル基板
３２ａ  プローブ端子
３２ｂ  第１の端子
３２ｃ  第２の端子
３２ｄ  ボンディングワイヤ
３３  絶縁性シート部材
３３ｂ  突出部
３４  導電体
【図１】
2004228208.tif 000003
【図２】
2004228208.tif 000004
【図３】
2004228208.tif 000005