(57)【要約】【課題】接続パッドピッチが高精細な半導体チップに対しても、導通不良を発生させることなくバーンイン等の試験をウエハ状態のまま一括して確実且つ容易に実施できる半導体ウエハ試験装置とその試験方法を提供する。【解決手段】プローブ接続基板６の半導体ウエハＷに対向させる面には、バンプ６ｂを半導体ウエハＷ側の対応する接続パッドＰに当接可能にそれらと同一ピッチｐ１  で配設し、その裏面にはポスト電極６ｄを試験配線基板８の対応する配線接続パッド８ａに異方性導電ゴムシート７を介して対向可能にそれらと同一でピッチｐ１  よりも大きいピッチｐ２  で配設し、対応するプローブ電極６ｂとポスト電極６ｄをスルーホール６ｃを介して引き回し配線６ｅにより電気接続する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに形成されている複数の半導体チップの試験を半導体ウエハに形成された状態のまま行う半導体ウエハ試験装置であって、
被試験半導体ウエハに対向接触させる一方の主面に、前記半導体チップの複数の接続端子電極にそれぞれ直接導通接触させる複数のプローブ電極を第１のピッチで配設し、他方の主面に前記複数のプローブ電極にそれぞれ対応する複数の第１端子電極を前記第１のピッチよりも大きい第２のピッチで配設し、対応する前記プローブ電極と前記第１端子電極とをそれぞれ配線接続してなるプローブ接続基板と、
前記複数の第１端子電極にそれぞれ対応する複数の第２端子電極と、これら第２端子電極を外部駆動回路に電気接続する配線とが設けられた試験配線基板と、
前記プローブ接続基板と前記試験配線基板との間に設けられ、前記第１端子電極と前記第２端子電極を導通接続する導電コネクタとを、
有することを特徴とする半導体ウエハ試験装置。
【請求項２】
前記試験は、前記半導体チップを高温環境下で駆動し、故障に至っていない欠陥を加速して故障させるバーンイン試験であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ試験装置。
【請求項３】
前記第２端子電極は前記第２のピッチと同一ピッチで配設され、前記導電コネクタは対向させた前記第１端子電極と前記第２端子電極間に押圧挟持された部分の押圧方向にのみ導電性を発現する異方性導電ゴムシートであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記プローブ接続基板には、前記一方の主面から前記他方の主面に貫通するスルーホールが形成され、該スルーホールを介して前記プローブ電極と前記第１端子電極とを導通接続する配線径路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ試験装置。
【請求項５】
半導体ウエハに形成されている複数の半導体チップに対する試験を半導体ウエハに形成された状態のまま行う半導体ウエハ試験方法であって、
被試験半導体ウエハを、複数の接続端子電極が第１のピッチで配設された主面を表にして所定位置に載置し、
この被試験半導体ウエハに対し、一方の主面に複数のプローブ電極を前記第１のピッチで配設し、他方の主面に前記複数のプローブ電極にそれぞれ対応する複数の第１端子電極を前記第１のピッチよりも大きい第２のピッチで配設し、対応する前記プローブ電極と前記第１端子電極とをそれぞれ配線接続してなるプローブ接続基板を、前記プローブ電極を対応する前記接続端子電極に直接導通接触させて対向配置し、
このプローブ接続基板に対し、前記複数の第１端子電極にそれぞれ対応する複数の第２端子電極とこれら第２端子電極を外部駆動回路に電気接続する配線とが設けられた試験配線基板を、前記第１端子電極とこれに対応する前記第２端子電極とが導電コネクタを介して導通接続されるように押圧設置し、
前記外部駆動回路から出力される試験信号電圧を前記試験配線基板から前記導電コネクタ及び前記プローブ接続基板を経て前記被試験半導体ウエハに通電することにより、複数の半導体チップに対し一括して試験を行うことを特徴とする半導体ウエハの試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体チップをウエハに形成された状態で試験する半導体チップのウエハレベル試験装置に関し、特に半導体チップのウエハレベル・バーンイン試験に好適な試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、半導体デバイスは、シリコンウエハ上にフォトリソグラフィー法等により多数個の半導体チップを形成し、ダイシングと称する切断工程を経て個々の半導体チップに分離し、ワイヤボンディング工程、樹脂封止工程を経てパッケージ品として完成する。
【０００３】
上述のような工程を経て製造される半導体デバイスには、半導体チップ自体にまだ故障に至っていない欠陥を持つものが含まれており、これら半導体チップを強制的に故障させ不良品として除去するために、１２５℃程度の高温度雰囲気中で短時間通電するバーンイン試験が行われる。
【０００４】
従来、多数の半導体チップに対して上述したバーンイン等の試験を一括して実施する方法として、個々の半導体チップに切断・分離する前の半導体ウエハの状態のままで試験するウエハレベル試験方法が知られている。このウエハレベル試験方法は、近年、ベアチップ搭載方式の半導体チップの増加に伴い半導体チップをウエハ状態でユーザーに提供するケースが多くなったため、益々多用されるようになっている。
【０００５】
半導体チップのウエハレベルのバーンイン試験方法としては、高温度環境下において被試験ウエハの各半導体チップと試験配線基板とをそれぞれの接続パッド間に異方性導電膜等の導電コネクタを挟持させることにより導通接続し、試験配線基板を介して外部試験回路から試験信号を半導体チップに入力し、これに対する出力信号を測定する方法が知られている（例えば特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１４８５３３号公報（第４〜５頁、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のウエハレベル・バーンイン試験方法による場合、導電コネクタを介するため、接続端子電極（以下、接続パッドという）間のピッチは導電コネクタの接続ピッチの限界に制約される。例えば、高温度環境下のバーンイン試験に好適な異方性導電ゴムシートの場合、接続ピッチの限界は１２０〜１８０μｍであり、近年の高精細接続パッドピッチの半導体チップには対応できない。
【０００８】
また、導電コネクタを用いず、試験回路基板に接続用バンプを形成して被試験ウエハの接続パッドとを直接導通接合させる試験方法も提案されている。この方法による場合、高精細接続ピッチの半導体チップには対応可能となるが、ポリイミド等の樹脂からなる試験回路基板とシリコンウェハとの材質の違い等に起因する熱膨張率の差によりウエハ周辺部で接続すべきパッドとバンプが位置ズレを起こし、導通不良が発生する。
【０００９】
本発明は、接続パッドピッチが高精細な半導体チップに対しても、導通不良を発生させることなくバーンイン等の試験をウエハ状態のまま一括して確実且つ容易に実施できる半導体ウエハ試験装置とその試験方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体ウエハ試験装置は、半導体ウエハに形成されている複数の半導体チップの試験を半導体ウエハに形成された状態のまま行う半導体ウエハ試験装置であって、被試験半導体ウエハに対向接触させる一方の主面に、前記半導体チップの複数の接続端子電極にそれぞれ直接導通接触させる複数のプローブ電極を第１のピッチで配設し、他方の主面に前記複数のプローブ電極にそれぞれ対応する複数の第１端子電極を前記第１のピッチよりも大きい第２のピッチで配設し、対応する前記プローブ電極と前記第１端子電極とをそれぞれ配線接続してなるプローブ接続基板と、前記複数の第１端子電極にそれぞれ対応する複数の第２端子電極と、これら第２端子電極を外部駆動回路に電気接続する配線とが設けられた試験配線基板と、前記プローブ接続基板と前記試験配線基板との間に設けられ、前記第１端子電極と前記第２端子電極を導通接続する導電コネクタとを、有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の半導体ウエハ試験装置によれば、被試験ウエハと試験配線基板との間に、プローブ接続基板を介在させ、このプローブ接続基板の被試験ウエハとの対向接触面には被試験ウエハの接続端子電極に対応する第１のピッチでこれに直接導通接触させるバンプ状のプローブ電極を設け、その裏面の試験配線基板との対向面には、第１端子電極を第１のピッチよりも大きい第２のピッチで設け、この第１端子電極と試験配線基板側の対応する第２端子電極とを導電コネクタを介して導通接続するから、導電コネクタの接続ピッチの限界よりも接続端子電極のピッチが小さい高精細半導体チップに対してもウエハ状態で一括してバーンイン等の試験を容易に行うことができる。また、介在させるプローブ接続基板が環境温度変化による試験配線基板と半導体ウェハとの熱膨張率の差を緩衝するから、バーンイン試験等の高温環試験においても導通接触位置の位置ズレによる導通不良が防止される。
【００１２】
本発明の半導体ウエハ試験装置は、請求項２に記載のように、半導体チップを高温環境下で駆動し、故障に至っていない欠陥を加速して故障させるバーンイン試験に好適であり、これにより、多数の半導体チップをウエハ状態のまま一括して容易且つ迅速にバーンイン試験することができる。
【００１３】
また、本発明の半導体ウエハ試験装置においては、請求項３に記載のように、前記第２端子電極を前記第２のピッチと同一ピッチで配設し、前記導電コネクタとして、対向させた前記第１端子電極と前記第２端子電極間に押圧挟持された部分の厚さ方向にのみ導電性を発現する異方性導電ゴムシートを用いることが好ましく、これにより、バーンイン試験等の高温環境下においても、第１端子電極と第２端子電極を容易且つ確実に導通接続することができる。
【００１４】
更に、本発明の半導体ウエハ試験装置においては、請求項４に記載のように、プローブ接続基板に、一方の主面から他方の主面に貫通するスルーホールを形成し、このスルーホールを介してプローブ電極と第１端子電極とを導通接続する配線径路を形成することが好ましく、これにより、プローブ接続基板における配線径路の構成が簡素化され、故障の少ない堅牢なプローブ接続基板が得られる。
【００１５】
本発明の半導体ウエハ試験方法は、半導体ウエハに形成されている複数の半導体チップに対する試験を半導体ウエハに形成された状態のまま行う半導体ウエハ試験方法であって、被試験半導体ウエハを、複数の接続端子電極が第１のピッチで配設された主面を表にして所定位置に載置し、この被試験半導体ウエハに対し、一方の主面に複数のプローブ電極を前記第１のピッチで配設し、他方の主面に前記複数のプローブ電極にそれぞれ対応する複数の第１端子電極を前記第１のピッチよりも大きい第２のピッチで配設し、対応する前記プローブ電極と前記第１端子電極とをそれぞれ配線接続してなるプローブ接続基板を、前記プローブ電極を対応する前記接続端子電極に直接導通接触させて対向配置し、このプローブ接続基板に対し、前記複数の第１端子電極にそれぞれ対応する複数の第２端子電極とこれら第２端子電極を外部駆動回路に電気接続する配線とが設けられた試験配線基板を、前記第１端子電極とこれに対応する前記第２端子電極とが導電コネクタを介して導通接続されるように押圧設置し、前記外部駆動回路から出力される試験信号電圧を前記試験配線基板から前記導電コネクタ及び前記プローブ接続基板を経て前記被試験半導体ウエハに通電することにより、複数の半導体チップに対し一括して試験を行うことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の半導体ウエハ試験方法によれば、被試験ウエハと試験配線基板との間に、一方の主面に被試験ウエハの複数の接続端子電極に対応させて複数のバンプ状のプローブ電極を第１のピッチで設け、その裏面に複数の第１端子電極を前記第１のピッチよりも大きい第２のピッチで設けてなるプローブ接続基板を介在させ、被試験ウエハの前記接続端子電極と対応する前記プローブ電極とを直接導通接触させるとともに、前記第１端子電極と試験配線基板側の対応する第２端子電極とを導電コネクタを介して導通接続するから、導電コネクタの接続ピッチの限界よりも接続端子電極のピッチが小さい高精細半導体チップに対してもウエハ状態で一括してバーンイン等の試験を確実且つ容易に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態としての半導体ウエハ・バーンイン試験装置について、図１乃至図４に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係る全体構成を示す分解斜視図、図２は図１におけるプローブユニットと半導体ウエハの接続端子電極との相対位置関係を示すための分解斜視図、図３は本実施形態のバーンイン試験装置の拡大縦断断面図で、次の図４におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断したものであり、図４は図３において異方性導電ゴムシート７および試験配線基板８を取り除いた状態の拡大平面図である。ものである。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態のバーンイン試験装置は、バーンイン試験に供される半導体ウエハＷを載置するトレイ１、プローブユニット２が駆動回路基板３の一方の主面に搭載されてなる試験ヘッド４、及びトレイ１と試験ヘッド４間に半導体ウエハＷを収容する閉空間を形成するためのシールリング５とからなる。
【００１９】
半導体ウエハＷは図２に図示されるように多数の半導体チップ領域ａを有し、各半導体チップ領域毎に配列ピッチｐｗ  で配列された接続パッドＰが形成されている。
【００２０】
トレイ１は、半導体ウエハＷよりも少し大きい外径の円板形状とされ、その半導体ウエハ載置面には、その周縁部に沿って、外溝１ａと内溝１ｂがそれぞれ二重リング状に凹設されている。この外溝１ａには、シールリング５が、その高さの半分程度が嵌入される。内溝１ｂは、排気溝として設けてあり、図示しないが底面側で外部に連通した排気径路からこの内溝１ｂを通じて、半導体ウエハＷを収容する空間、つまりトレイ１と試験ヘッド３間のシールリング５で囲まれた空間内の空気が排出される。
【００２１】
プローブユニット２は、図２に示すように、プローブ接続基板６と、導電コネクタとしての異方性導電ゴムシート７及び試験配線基板８とからなる。これら３部材は、何れも、半導体ウエハＷよりも約一回り大きい円板状をなしており、駆動回路基板３（図１参照）の回路形成面の所定位置に、試験配線基板８、異方性導電ゴムシート７、プローブ接続基板６の順序で積層され、図示していない固定リングにより互いに圧着させて固定されている。
【００２２】
本実施形態のプローブ接続基板６では、基板として、ポリイミド等の樹脂フィルムからなるフレキシブル基板６ａを用いている。この場合、バーンイン試験のような高温度環境下の試験においては、半導体ウエハＷとフレキシブル基板６ａの熱膨張係数の大きさの相違により、これらの接触位置がずれる不具合が生じるが、本発明では、後述する如く、樹脂フィルムの柔軟性を利用して、半導体ウエハＷとフレキシブル基板６ａとの接触位置がずれないような工夫がなされている。
【００２３】
フレキシブル基板６ａの半導体ウエハＷに対向させる主面（以下、表面という）に、被試験対象物に接触導通させるプローブ電極として、複数のバンプ６ｂが配列ピッチｐｂ  で植設されている。これらバンプ６ｂは、半導体ウエハＷの一方の主面に各半導体チップ領域ａ毎に所定の配置で設置されている複数の接続パッドＰに対応させて、それらと対向可能に同じ配置で設けられている。従って、半導体ウエハＷに形成された接続パッドＰの配列ピッチｐｗ  とプローブ接続基板６に形成されたバンプ６ｂの配列ピッチｐｂ  はピッチｐ１  で同一であり、このピッチｐ１  は本発明の第１のピッチに相当する。なお、本実施形態の接続パッドＰはアルミニウムで形成されている。
【００２４】
本実施形態のバンプ６ｂは、図３に示すように、フレキシブル基板６ａのバンプ６ｂを設けるべき所定位置にそれぞれ貫通形成された各スルーホール６ｃに植設されている。
【００２５】
フレキシブル基板６ａの他方の主面（以下、裏面という）には、本発明における第１端子電極として、複数のポスト電極６ｄが所定の配置で立設されている。これらポスト電極６ｄは、各バンプ６ｂにそれぞれ対応させて設けられており、図４に示すように、それらポスト電極６ｄ間のピッチｐｅ  は、バンプ６ｂ間のピッチｐｂ  よりも大きいピッチｐ２  に設定されている。このピッチｐ２  が本発明の第２のピッチに相当する。
【００２６】
ここで、ポスト電極６ｄ間のピッチｐｅ  は、次に述べる導電コネクタとしての異方性導電ゴムシート７のショートを引き起こさない接続限界ピッチよりも大きいピッチである。この場合、対応するバンプ６ｂとポスト電極６ｄをフレキシブル基板６ａの表裏両面に分けて配設するから、ポスト電極６ｄ間のピッチｐｅ  が大きくなっても、それらポスト電極６ｄを配設するエリアは充分に存在する。
【００２７】
対応するバンプ６ｂとポスト電極６ｄは、それぞれ、引き回し配線６ｅにより導通接続されている。これら引き回し配線６ｅは、フレキシブル基板６ａの裏面に所定のパターンで敷設されている。この場合、フレキシブル基板６ａの表裏両面に分けて配設されているバンプ６ｂとポスト電極６ｄとをスルーホール６ｃを介して引き回し配線６ｅで導通接続するから、引き回し配線６ｅの長さがスルーホールを介さず基板端面に迂回させる場合に比べて格段に短くなると共にパターンも簡素化され、プローブ接続基板６の堅牢性が向上する。
【００２８】
本実施形態のプローブ接続基板６において導通接続径路を構成するバンプ６ｂと引き回し配線６ｅ及びポスト電極６ｄは、次のような材料とプロセスにより形成されている。
【００２９】
まず、銅箔の一方の主面にポリイミド樹脂材料を一様に塗布し硬化させてフレキシブル基板６ａを積層する。次に、フレキシブル基板６ａにのみスルーホール６ｃを所定位置に貫通形成する。ついで、銅箔のフレキシブル基板６ａを積層していない他方の主面にレジスト膜を被着し、銅箔を電極としてニッケルの電気メッキを行う。これにより、スルーホール６ｃ内を埋めてその開口部で周囲に半球状に広がったニッケルメッキ層からなるバンプが形成され、このニッケルバンプの先端部球面に金メッキ層を薄く積層してバンプ６ｂを完成させる。そして次に、銅箔をエッチング等によりパターニングして引き回し配線６ｅを形成し、ポスト電極６ｄをメッキ等により所定位置に立設する。
【００３０】
フレキシブル基板６ａの裏面には、引き回し配線６ｅを覆ってポスト電極６ｄを除く略全面にわたり、樹脂コート絶縁層６ｆが被着形成されている。従って、ポスト電極６ｄはその各先端部だけが、樹脂コート絶縁層６ｆから突出している。この樹脂コート絶縁層６ｆは、各引き回し配線６ｅの腐食等に対する保護と、これら引き回し配線６ｅ間及びこれらと異方性導電ゴムシート７を介して対向する試験配線基板８側の対応しない配線とのショートを防止するために設けられている。
【００３１】
上述のように構成されたプローブ接続基板６の裏面側（ポスト電極６ｄ形成面側）には、導電コネクタとしての異方性導電ゴムシート７を介して試験配線基板８が対向配置されている。試験配線基板８の異方性導電ゴムシート７に圧着させる面には、本発明における第２端子電極として、複数の配線接続パッド８ａが所定位置に配設されている。これら配線接続パッド８ａは、プローブ接続基板６のポスト電極６ｄに対応させて配設されており、試験配線基板８をプローブ接続基板６に異方性導電ゴムシート７を介して重ねた状態で、対応するポスト電極６ｄと対向する位置に配設されている。従って、配線接続パッド８ａ間のピッチｐｄ  はポスト電極６ｄ間のピッチｐｅ  とピッチｐ２  で同一であり、このピッチｐ２  が本発明における第２のピッチである。これら配線接続パッド８ａは、それぞれ、配線８ｂ（図４参照）を介して駆動回路基板９（図１参照）に接続されている。
【００３２】
本実施形態の異方性導電ゴムシート７は、シリコンゴム中に表面に金メッキを施したニッケル粒子等からなる導電性粒子７ａをほぼ均等に分散させたもので、プローブ接続基板６の裏面の略全域をカバーできる大きさの平坦な円板状に形成されており、厚さ方向に圧縮されるとその圧縮された部分が厚さ方向に導通するが、圧縮されない部分では厚さ方向にも、これと直交する方向、すなわち面方向にも導通されないものである。ここで、異方性導電ゴムシート７は、図３に示すように、プローブ接続基板６と試験配線基板８とを異方性導電ゴムシート７を挟んで位置合せし、前述したように固定具（不図示）により互いに圧着させることにより、導電性粒子７ａが対応するポスト電極６ａと配線接続パッド８ａ間に若干潰された状態で挟持され、これにより、導電性粒子７ａとポスト電極６ａ及び配線接続パッド８ａとの間にそれぞれ充分な接触面が確保されて、導電性粒子７ａとポスト電極６ａを良好に導通接続することができる。
【００３３】
このように、突出し状に形成されたポスト電極６ａと配線接続パッド８ａにより異方性導電ゴムシート７を圧着して、その圧着した部分をその厚さ方向に導通させ、圧着されない部分は、厚さ方向にも、面方向にも導通しないので、異方性導電ゴムシート７を平坦状とすることが可能であり、従って、異方性導電ゴムシート７に突出し状の導通部を形成する場合に比し、異方性導電ゴムシート７の構造が簡単になり、且つ、プローブ接続基板６のポスト電極６ｄの配列ピッチｐｅ  を小さくすることができる。また、突出し状に形成されたポスト電極６ａと配線接続パッド８ａにより異方性導電ゴムシート７を圧縮してその位置に固定しており、プローブ接続基板は柔軟性を有する樹脂フィルムからなるので、プローブ接続基板は、半導体ウエハＷよりも熱膨張係数が大きくても、圧着された各部分間で撓み、半導体ウエハＷとフレキシブル基板６ａとの接触位置のずれを防止することができる。
【００３４】
ここで、異方性導電ゴムシート７は、溶融したシリコンゴム中に導電粒子を混入して攪拌することによりシリコンゴム中に導電性粒子７ａを分散させる方法で製造するため、隣接する導電粒子間の距離はランダムである。このため、各導電粒子間の短絡を確実に防止するためにはその距離を所定の大きさ以上とする必要がある。この距離が異方性導電ゴムシート７の接続限界ピッチであり、通常は、１２０〜１８０μｍ程度である。
【００３５】
しかして、本発明では、異方性導電ゴムシート７を介して試験配線基板８の配線接続パッド８ａに接続されるプローブ接続基板６のポスト電極６ｄ間のピッチｐｅ  、すなわち第２のピッチｐ２  を、半導体ウエハＷの接続パッドＰの配列ピッチｐｗ  、すなわち第１のピッチｐ１  より大きくしているので、この第２のピッチｐ２  を異方性導電ゴムシート７の接続限界ピッチ、限定する意味ではないが、例えば１２０〜１８０μｍ程度とすることができ、これにより、半導体ウエハＷの接続パッドＰの配列ピッチｐｗ  がこの異方性導電ゴムシート７の上記接続限界ピッチより小さい高精細半導体ウエハに対するバーンイン試験にも、本試験装置は充分に適用可能である。
【００３６】
次に、上述のように構成された半導体ウエハ・バーンイン試験装置で行う試験の操作手順とそれに伴う動作について説明する。
【００３７】
まず、トレイ１の外溝１ａにシールリング５を嵌入し、その高さの半分ほどトレイ１の試験体載置面より突出しておく。次に、トレイ１の試験体載置面におけるシールリング５内の所定位置に被試験である半導体ウエハＷを載置する。次に、このトレイ１にプローブユニット８が固定具（不図示）により駆動回路基板３に固設された試験ヘッド４を位置を合せて被装する。
【００３８】
次いで、トレイ１に設けられた内溝１ｂとこれに連通する排気径路（不図示）を通じて被試験半導体ウエハＷが収容されている空間内の空気を排出する。これにより、試験ヘッド４が大気圧により半導体ウエハＷに向けて押圧され、図３に示すように、プローブ接続基板６のバンプ６ｂ先端が対応する半導体ウエハＷの接続パッドＰに圧接せしめられる。ここで、各バンプ６ｂは先端部に金メッキ層が積層されているから、この金メッキ層表面がその圧接力により接続パッドＰの平坦な表面に沿った平面に変形し、両者が比較的広い範囲にわたり平面同士で密着した良好な導通接触状態が得られる。
【００３９】
このようにして、半導体ウエハの各接続パッドＰは、対応するバンプ６ｂ、引き回し配線６ｅ、ポスト電極６ｄ、導電性粒子７ａ、配線接続パッド８ａ、試験配線８ｂを経て駆動回路基板９の所定部位に確実に導通接続される。よって、高温度環境下で行われるバーンイン試験においても、適正な試験が安定して実施される。
【００４０】
なお、本発明の半導体ウエハ試験装置は、上記実施形態に限定されるものではない
【００４１】
例えば、樹脂コート絶縁層６ｆは、図５に示すように、試験配線基板８の配線設置面に樹脂コート絶縁層８ｃとして設けてもよく、また、試験配線基板８とプローブ接続基板６の異方性導電ゴムシート７を介して対向する両配線設置面に設けてもよい。双方に絶縁層を設けた場合は、それぞれの基板の配線間のショートと互いの基板の対応しない配線間の異方性導電ゴムシート７を介したショートの双方を確実に防止することができる。更に、異方性導電ゴムシート７として、導通部のみに導電性粒子が存在する偏在型異方性導電ゴムシートを使用すれば、絶縁層６ｆを省略することも可能である。
【００４２】
また、上記実施形態ではプローブユニットを半導体ウエハ全体をカバーできる大きさに形成したが、これに限らず、プローブユニットを複数個の半導体チップをカバーできる大きさに形成し、このプローブユニットを逐次移動させて半導体チップを複数個づつバーンイン試験するように構成してもよい。
【００４３】
さらに、本発明では導電コネクタの接続ピッチ限界に応じて第２のピッチつまり第１、第２端子電極のそれぞれの電極間ピッチを設定できるから、導電コネクタとして、異方性導電ゴムシートに限らず他の種々の導電コネクタを用いることができる。
【００４４】
加えて、本発明は、バーンイン試験に限らず、半導体チップのウエハ状態で行う種々の試験に好適に適用可能である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の半導体ウエハ試験装置によれば、被試験ウエハと試験配線基板との間に、プローブ接続基板を介在させ、このプローブ接続基板の被試験ウエハとの対向接触面には被試験ウエハの接続端子電極に対応する第１のピッチでこれに直接導通接触させるバンプ状のプローブ電極を設け、その裏面の試験配線基板との対向面には、第１端子電極を第１のピッチよりも大きい第２のピッチで設け、この第１端子電極と試験配線基板側の対応する第２端子電極とを導電コネクタを介して導通接続するから、導電コネクタの接続ピッチの限界よりも接続端子電極のピッチが小さい高精細半導体チップに対してもウエハ状態で一括してバーンイン等の試験を容易に行うことができる。また、介在させるプローブ接続基板が環境温度変化による試験配線基板と半導体ウェハとの熱膨張率の差を緩衝するから、バーンイン試験等の高温環試験においても導通接触位置の位置ズレによる導通不良が防止される。
【００４６】
また、本発明の半導体ウエハ試験装置を、請求項２に記載のように、半導体チップを高温環境下で駆動し、故障に至っていない欠陥を加速して故障させるバーンイン試験に適用することによりも、多数の半導体チップをウエハ状態のまま一括して容易且つ迅速にバーンイン試験することができる。
【００４７】
更に、請求項３に記載のように、第２端子電極を第２のピッチと同一ピッチで配設し、導電コネクタとして、対向させた第１端子電極と前記第２端子電極間に押圧挟持された部分の厚さ方向にのみ導電性を発現する異方性導電ゴムシートを用いることにより、バーンイン試験等の高温環境下においても、第１端子電極と第２端子電極を容易且つ確実に導通接続することができる。
【００４８】
加えて、本発明の半導体ウエハ試験装置においては、請求項４に記載のように、プローブ接続基板に、一方の主面から他方の主面に貫通するスルーホールを形成し、このスルーホールを介してプローブ電極と第１端子電極とを導通接続する配線径路を形成することにより、プローブ接続基板における配線径路の構成が簡素化され、故障の少ない堅牢なプローブ接続基板を得ることができる。
【００４９】
また、本発明の半導体ウエハ試験方法によれば、被試験ウエハと試験配線基板との間に、一方の主面に被試験ウエハの複数の接続端子電極に対応させて複数のバンプ状のプローブ電極を第１のピッチで設け、その裏面に複数の第１端子電極を前記第１のピッチよりも大きい第２のピッチで設けてなるプローブ接続基板を介在させ、被試験ウエハの前記接続端子電極と対応する前記プローブ電極とを直接導通接触させるとともに、前記第１端子電極と試験配線基板側の対応する第２端子電極とを導電コネクタを介して導通接続するから、導電コネクタの接続ピッチの限界よりも接続端子電極のピッチが小さい高精細半導体チップに対してもウエハ状態で一括してバーンイン等の試験を確実且つ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての半導体ウエハバーンイン試験装置の全体構成を示す分解斜視図である。
【図２】上記半導体ウエハバーンイン試験装置におけるプローブユニットと半導体ウエハの接続端子電極との相対位置関係を示す分解斜視図である。
【図３】上記半導体ウエハバーンイン試験装置の拡大縦断断面図で、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断したものである。
【図４】上記半導体ウエハバーンイン試験装置において異方性導電ゴムシート７および試験配線基板８を取り除いた状態の拡大平面図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例を示す図３に対応する拡大縦断断面図である。
【符号の説明】
１…トレイ
２…プローブユニット
３…駆動回路基板
４…試験ヘッド
５…シールリング
６…プローブ接続基板
６ａ…フレキシブル基板
６ｂ…バンプ（プローブ電極）
６ｃ…スルーホール
６ｄ…ポスト電極（第１端子電極）
６ｅ…引き回し配線
７…異方性導電ゴムシート
８…試験配線基板
８ａ…配線接続パッド（第２端子電極）
Ｗ…半導体ウエハ
【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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