(57)【要約】【課題】突起電極を有する半導体装置において、電気特性検査あるいはバーンイン試験を行う際に、突起電極の変形が起こりにくく、位置ずれを発生させることなく安定したコンタクト性を確保できるプローブカードを提供することを目的とする。【解決手段】複数の突起電極６を有する半導体装置５の検査に使用されるプローブカードであって、ポリイミドからなる基板１の主面に、半導体装置５の１つの突起電極６に対して、少なくとも３個以上の半球状金属（例えば、ニッケル）で構成する金属バンプ２を各半球状金属が互いに部分的に重なり合うよう形成する。基板１の主面と反対側の面には、検査対象の半導体装置５の突起電極６に対応してパターニングされた金属パッド３を形成し、金属パッド３と少なくとも３個以上の半球状金属が重なり合った金属バンプ２をそれぞれ、基板１を貫通するスルーホール４内に充填された金属により電気的に接続する。【選択図】図３
2007132722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の突起電極を有する半導体装置あるいは前記半導体装置が複数個形成された半導体ウェハを検査するために使用されるプローブカードであって、
基板に、前記半導体装置の各突起電極にそれぞれ電気的に接続される金属バンプを備え、
前記各金属バンプは、前記半導体装置の１つの突起電極に対して、少なくとも３つ以上の半球状金属で構成されていること
を特徴とするプローブカード。
【請求項２】
複数の突起電極を有する半導体装置あるいは前記半導体装置が複数個形成された半導体ウェハを検査するために使用されるプローブカードであって、
基板に、前記半導体装置の各突起電極にそれぞれ電気的に接続される金属バンプを備え、
前記各金属バンプは、前記半導体装置の１つの突起電極に対して、２つ以上の半球状金属で構成され、且つ、前記半導体装置の突起電極のうち隣り合う２つの突起電極に対応する前記２つ以上の半球状金属の中心同士を結ぶ線が９０度の角度を有する構造とされていること
を特徴とするプローブカード。
【請求項３】
前記金属バンプが前記複数の半球状金属表面に、凹凸構造の金属層を有していること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のプローブカード。
【請求項４】
前記１つの突起電極に対応する複数の半球状金属で構成された金属バンプは、前記各半球状金属が互いに重なるように形成されていること
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項５】
前記１つの突起電極に対応する複数の半球状金属で構成された金属バンプは、前記各半球状金属が互いに重なり合わないように形成されていること
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項６】
前記金属バンプを設けた基板の主面と反対側の面に、前記半導体装置の突起電極に対応してパターニングされている金属製パッドを設け、
前記基板に、前記金属製パッドと前記金属バンプとを電気的に接続するスルーホールを１つの前記金属製パッドに対して前記半球状金属の個数に合わせて形成していること
を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項７】
半導体ウェハ上に突起電極を有する半導体装置を複数個形成し、個片化を行う半導体装置の検査方法であって、
前記突起電極を形成した後に、請求項１〜請求項６に記載のプローブカードを用いて、前記半導体ウェハ状態で一括してバーンイン試験を行うこと
を特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項８】
複数の突起電極を有する半導体装置あるいは前記半導体装置が複数個形成された半導体ウェハを検査するために使用されるプローブカードであり、基板に、前記半導体装置の各突起電極にそれぞれ電気的に接続される金属バンプを備えるプローブカードの製造方法であって、
前記基板の一方の面に、導電性金属層を形成する工程と、
前記基板の前記半導体装置の突起電極に対応する位置に、１つの突起電極に対して、少なくとも３つ以上のスルーホールを形成する工程と、
前記導電性金属層を絶縁性の保護膜にて保護し、前記形成したスルーホールに対して、前記導電性金属層をシード層とした電気めっきを行い、前記半導体装置の１つの突起電極に対して、少なくとも３つ以上の半球状金属からなる前記金属バンプを形成する工程と、
前記導電性金属層を保護する前記絶縁性の保護膜を除去し、前記導電性金属層上に、新たにレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとしてエッチングによるパターニングを行い、前記少なくとも３つ以上の半球状金属からなる金属バンプと電気的に接続される金属パッドを形成する工程と、
前記レジストパターンを除去する工程
を有すること
を特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項９】
複数の突起電極を有する半導体装置あるいは前記半導体装置が複数個形成された半導体ウェハを検査するために使用されるプローブカードであり、基板に、前記半導体装置の各突起電極にそれぞれ電気的に接続される金属バンプを備えるプローブカードの製造方法であって、
前記基板の一方の面に、導電性金属層を形成する工程と、
前記基板の前記半導体装置の突起電極に対応する位置に、１つの突起電極に対して、少なくとも２つ以上のスルーホールを、その中心同士を結ぶ線が、隣り合う２つの突起電極では９０度の角度を有するよう形成する工程と、
前記導電性金属層を絶縁性の保護膜にて保護し、前記形成したスルーホールに対して前記導電性金属層をシード層とした電気めっきを行い、前記半導体装置の１つの突起電極に対して、少なくとも２つ以上の半球状金属からなり、隣り合う２つの突起電極に対応する２つの半球状金属の中心同士を結ぶ線が９０度の角度を有する前記金属バンプを形成する工程と、
前記導電性金属層を保護する前記絶縁性の保護膜を除去し、前記導電性金属層上に、新たにレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとしてエッチングによるパターニングを行い、前記少なくとも２つ以上の半球状金属からなる金属バンプと電気的に接続される金属パッドを形成する工程と、
前記レジストパターンを除去する工程
を有すること
を特徴とするプローブカードの製造方法。
【請求項１０】
前記金属バンプを形成する工程は、前記半球状のバンプを形成する工程と、前記半球状バンプの表面に凹凸構造を有する金属層を形成する工程を含むこと
を特徴とする請求項８または請求項９に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項１１】
前記スルーホールを形成する工程において、スルーホールの間隔は前記金属バンプを形成する半球状金属の高さの２倍未満に設定されること
を特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項１２】
前記スルーホールを形成する工程において、スルーホールの間隔は前記金属バンプを形成する半球状金属の高さの２倍以上に設定されること
を特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載のプローブカードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突起電極を有する半導体装置あるいは前記半導体装置が複数個形成された半導体ウェハを検査するためのプローブカード、特にプローブカードにおけるコンタクト部分の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信機器や事務用電子機器の小型化および高機能化が進むのに伴って、これらの電子機器に搭載される半導体集積回路装置等の半導体装置に対して、半導体装置の小型化と共に、入出力のための外部端子の数を増加することが要求されている。
【０００３】
これらの要求を実現させる技術として、ＢＧＡ（Ball Grid Array）型パッケージのように、外部接続端子として半田ボール等の突起電極を有する半導体装置が多用されてきている。また、ベアチップを直接回路基板に実装するため、半導体チップの素子電極に、半田等の突起電極を形成した構造の半導体装置も使われることが多くなってきており、前記突起電極の形成方法としては、半導体ウェハの状態で前記突起電極を形成した後に個々の半導体装置に分割する方法が種々開発されている。
【０００４】
さらに、半導体チップの素子電極を外部と接続するための配線（再配置配線）および半田ボール等の外部接続端子を半導体ウェハの状態で形成し、その後に個片化するウェハレベルＣＳＰと呼ばれる半導体装置の需要も多くなってきている。
【０００５】
上述のように突起電極を有する半導体装置は回路基板に複数個搭載されることが多く、その１つでも異常があれば装置全体が不良となってしまうため、個々のベアチップあるいは半導体装置には高い信頼性が要求される。そこで、個々のベアチップあるいは半導体装置の異常の有無を調べる検査が重要な課題となってきている。
【０００６】
このような外部接続端子として突起電極を有する半導体装置の異常有無の検査としては、電気的特性試験（電気特性検査）、およびその後に行われるバーンイン試験が挙げられる。これらの検査（試験）においては、その信頼性が高く、且つ低コストであることが要求される。したがって、前記検査は、突起電極を形成する前に行うよりも、突起電極形成後すなわち回路基板に実装する直前に行うことが望ましい。さらに、前述したようにウェハ状態で突起電極を形成する形態の半導体装置の場合には、検査を個片化されてから行うよりも、ウェハ状態で一括して行う方が効率的であり、コスト的にも有利である。
【０００７】
ところで、突起電極を有する半導体装置の電気特性検査あるいはバーンイン試験を行う方法としては、例えば、半導体用テストソケットを使用する方法がある。この半導体テストソケットは、半導体装置の複数の突起電極に対応する複数のプローブ（針）を有し、プローブの先端が突起電極に接触して押圧されることによりソケットと突起電極を接続している。
【０００８】
一方、ウェハ状態で電気特性検査あるいはバーンイン試験を行う場合、例えば、突起電極の無い一般的なウェハにおいて、バーンイン試験をウェハ状態で一括して行う場合における方法について、例えば特許文献１に開示されている。
【０００９】
この特許文献１では、図１２および図１３に示すように、メンブレン１０１の一方の面に半導体ウェハの各半導体装置（チップ）のパッドに接触させる半球状のバンプ１０２を有するとともに、メンブレン１０１の他方の面に多層配線基板に接触させるパッド１０３を有し、メンブレン１０１を貫通して形成されたバンプホール１０４を介してバンプ１０２とパッド１０３とを接続構造としたバンプ付きメンブレンリング１０５を設け、またこのメンブレンリング１０５のパッド１０３と電気的に接続されてメンブレン１０１上に孤立する各バンプ１０２にパッド１０３を介して所定のバーンイン試験信号を付与する多層配線基板（図示せず）を設け、これらバンプ付きメンブレンリング１０５と多層配線基板とによりバーンインボードと呼ばれるプローブカードを構成している。
【００１０】
半導体ウェハの各半導体装置の検査に際して、このプローブカードの半球状のバンプ１０２を、半導体ウェハの各半導体装置のパッドに押圧することによりこれら半導体ウェハの各半導体装置のパッドと接続し、所定のバーンイン試験信号を付与することによりバーンイン試験を行っている。
【特許文献１】特許第３６４５０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の上記半導体用テストソケットや、バーンインボードと呼ばれるプローブカードを用いる方法には、以下のような問題がある。
半導体用テストソケットを用いる検査の場合には、突起電極にプローブを押し当てるため、突起電極を変形させてしまう可能性があり、また突起電極が半田系の材質の場合、突起電極の表面に酸化物が形成されているため、確実なコンタクトを取るためには、十分に押圧する必要があり、より変形量が多くなり、実装時に不具合を発生させる場合があった。
【００１２】
一方、突起電極を有する半導体装置をウェハ状態でバーンイン試験を行う場合には、半球状のバンプ付きメンブレンリング１０５を有するバーンインボードを使用すると、球同士が接触することになるため、位置ずれが発生し確実にコンタクトが取れない場合があり、また位置ずれが発生しない場合でも、突起電極が変形してしまい、実装時に不具合を発生させる場合があった。
【００１３】
そこで、本発明は、突起電極を有する半導体装置において、電気特性検査あるいはバーンイン試験を行う際に、突起電極の変形が起こりにくく、位置ずれを発生させることなく安定したコンタクト性を確保できるプローブカードおよびその製造方法ならびに半導体装置の検査方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、複数の突起電極を有する半導体装置あるいは前記半導体装置が複数個形成された半導体ウェハを検査するために使用されるプローブカードであって、基板に、前記半導体装置の各突起電極にそれぞれ電気的に接続される金属バンプを備え、前記各金属バンプは、前記半導体装置の１つの突起電極に対して、少なくとも３つ以上の半球状金属で構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この構成によれば、前記半導体装置の突起電極は、前記少なくとも３つ以上の半球状金属で構成された前記金属バンプによって位置が規制されるので、突起電極の変形が起こりにくく、位置ずれを起こすことなく接触し、確実に電気的接続を確保すること（安定したコンタクト性を確保すること）が可能となる。
【００１６】
また請求項２に記載の発明は、複数の突起電極を有する半導体装置あるいは前記半導体装置が複数個形成された半導体ウェハを検査するために使用されるプローブカードであって、基板に、前記半導体装置の各突起電極にそれぞれ電気的に接続される金属バンプを備え、前記各金属バンプは、前記半導体装置の１つの突起電極に対して、２つ以上の半球状金属で構成され、且つ、前記半導体装置の突起電極のうち隣り合う２つの突起電極に対応する前記２つ以上の半球状金属の中心同士を結ぶ線が９０度の角度を有する構造とされていることを特徴とするものである。
【００１７】
この構成によれば、前記半導体装置の突起電極は、９０度の角度を有する一対の２つ以上の半球状金属によって位置が規制されるので、突起電極の変形が起こりにくく、位置ずれを起こすことなく接触し、確実に電気的接続を確保すること（安定したコンタクト性を確保すること）が可能となる。
【００１８】
また本発明のプローブカードは、前記金属バンプが前記複数の半球状金属表面に、凹凸構造の金属層を有していることを特徴とするものである。
このようにすると、突起電極に酸化物が形成されている場合でも、前記凹凸によって容易に酸化膜を突き破ることが可能となるので半導体装置の突起電極との接続をより確実なものとすることができる。
【００１９】
また本発明のプローブカードは、前記１つの突起電極に対応する複数の半球状金属で構成された金属バンプが、前記各半球状金属が互いに重なるように形成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
このようにすると、突起電極の高さにばらつきが生じている場合でも、確実に電気的接続を得ることが可能となる。
また本発明のプローブカードは、前記１つの突起電極に対応する複数の半球状金属で構成された金属バンプが、前記各半球状金属が互いに重なり合わないように形成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
このようにすると、突起電極を有する半導体装置に対して前記プローブカードを押し当てた際に、前記基板の柔軟性によって半球状金属同士の間隔が広がり、突起電極を横方向から押さえつけることになるので、突起電極の高さ方向の形状を変更させることなく、確実な電気的接続を得ることが可能となる。
【００２２】
また本発明のプローブカードは、前記金属バンプを設けた基板の主面と反対側の面に、前記半導体装置の突起電極に対応してパターニングされている金属製パッドを設け、前記基板に、前記金属製パッドと前記金属バンプとを電気的に接続するスルーホールを１つの前記金属製パッドに対して前記半球状金属の個数に合わせて形成していることを特徴とするものである。
【００２３】
このようにすると、１つの金属製パッドに、金属バンプの各半球状金属がスルーホールを介して接続される。これらスルーホールは、金属バンプの半球状金属を形成するときに使用される。
【００２４】
また本発明のプローブカードを用いる半導体装置の検査方法は、半導体ウェハ上に突起電極を有する半導体装置を複数個形成し、個片化を行う半導体装置の検査方法であって、前記突起電極を形成した後に、プローブカードを用いて、前記半導体ウェハ状態で一括してバーンイン試験を行うことを特徴とするものである。
【００２５】
このようにすると、位置ずれを生じることなく確実に電気的接続を確保した状態で、半導体ウェハ上に複数個形成された、突起電極を有する半導体装置のバーンイン試験を、半導体ウェハの状態で一括して行うことが可能となり、信頼性が高く、製造コストを抑制した状態で突起電極を有する半導体装置のバーンイン試験を行うことができる。
【００２６】
さらに、複数の突起電極を有する半導体装置あるいは前記半導体装置が複数個形成された半導体ウェハを検査するために使用されるプローブカードであり、基板に、前記半導体装置の各突起電極にそれぞれ電気的に接続される金属バンプを備えるプローブカードの製造方法であって、前記基板の一方の面に、導電性金属層を形成する工程と、前記基板の前記半導体装置の突起電極に対応する位置に、１つの突起電極に対して、少なくとも３つ以上のスルーホールを形成する工程と、前記導電性金属層を絶縁性の保護膜にて保護し、前記形成したスルーホールに対して、前記導電性金属層をシード層とした電気めっきを行い、前記半導体装置の１つの突起電極に対して、少なくとも３つ以上の半球状金属からなる前記金属バンプを形成する工程と、前記導電性金属層を保護する前記絶縁性の保護膜を除去し、前記導電性金属層上に、新たにレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとしてエッチングによるパターニングを行い、前記少なくとも３つ以上の半球状金属からなる金属バンプと電気的に接続される金属パッドを形成する工程と、前記レジストパターンを除去する工程を有することを特徴とするものである。
【００２７】
また、複数の突起電極を有する半導体装置あるいは前記半導体装置が複数個形成された半導体ウェハを検査するために使用されるプローブカードであり、基板に、前記半導体装置の各突起電極にそれぞれ電気的に接続される金属バンプを備えるプローブカードの製造方法であって、前記基板の一方の面に、導電性金属層を形成する工程と、前記基板の前記半導体装置の突起電極に対応する位置に、１つの突起電極に対して、少なくとも２つ以上のスルーホールを、その中心同士を結ぶ線が、隣り合う２つの突起電極では９０度の角度を有するよう形成する工程と、前記導電性金属層を絶縁性の保護膜にて保護し、前記形成したスルーホールに対して前記導電性金属層をシード層とした電気めっきを行い、前記半導体装置の１つの突起電極に対して、少なくとも２つ以上の半球状金属からなり、隣り合う２つの突起電極に対応する２つの半球状金属の中心同士を結ぶ線が９０度の角度を有する前記金属バンプを形成する工程と、前記導電性金属層を保護する前記絶縁性の保護膜を除去し、前記導電性金属層上に、新たにレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとしてエッチングによるパターニングを行い、前記少なくとも２つ以上の半球状金属からなる金属バンプと電気的に接続される金属パッドを形成する工程と、前記レジストパターンを除去する工程を有することを特徴とするものである。
【００２８】
このようにすると、これまでのプローブカードの製造方法に比較して、大きな変化を加えることなく、位置ずれを起こすことなく、確実に電気的接続を確保できるプローブカードが製造できる。
【００２９】
また本発明のプローブカードの製造方法は、前記金属バンプを形成する工程が、前記半球状のバンプを形成する工程と、前記半球状バンプの表面に凹凸構造を有する金属層を形成する工程を含むことを特徴とするものである。
【００３０】
このようにすると、酸化膜によって電気的接続が確保しにくい場合でも確実に電気的接続を確保できるプローブカードが製造できる。
また本発明のプローブカードの製造方法は、前記スルーホールを形成する工程において、スルーホールの間隔が前記金属バンプを形成する半球状金属の高さの２倍未満に設定されることを特徴するものである。
【００３１】
このようにすると、１つの突起電極に対応する複数の半球状金属で構成された金属バンプは、各半球状金属が互いに重なるように形成され、突起電極の高さにばらつきが生じている場合でも、確実に電気的接続を得ることが可能となる。
【００３２】
また本発明のプローブカードの製造方法は、前記スルーホールを形成する工程において、スルーホールの間隔が前記金属バンプを形成する半球状金属の高さの２倍以上に設定されることを特徴するものである。
【００３３】
このようにすると、１つの突起電極に対応する複数の半球状金属で構成された金属バンプは、各半球状金属が互いに重ならないように形成され、突起電極を有する半導体装置に対して前記プローブカードを押し当てた際に、前記基板の柔軟性によって半球状金属同士の間隔が広がり、突起電極を横方向から押さえつけることになるので、突起電極の高さ方向の形状を変更させることなく、確実に電気的接続を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のプローブカードは、半導体装置の１つの突起電極に対して複数の半球状金属で構成された金属バンプによって前記突起電極の位置を規制することにより、突起電極を有する半導体装置の検査において位置ずれを起こすことなく確実に電気的接続を行うことができ、またこの金属バンプ構造はウェハ状態で一括してバーンイン試験を行う際にも適用でき、電気的接続を確実に行うことができるばかりでなく、バーンインスクリーニングが行われている信頼性の高い半導体装置を、製造コストや製造リードタイムを低減して製造することができる、という効果を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
［実施の形態１］
図１および図２は、本発明の形態１におけるプローブカードの一部を示し、図１は半導体装置との接続部分である金属バンプの状態を示す平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ’線部の断面構成を示している。
【００３６】
図１および図２に示すように、ポリイミドからなる基板１の主面に、検査対象の半導体装置の各突起電極にそれぞれ電気的に接続される導電性金属、例えばニッケルからなる金属バンプ２が形成されており、各金属バンプ２は、１つの各突起電極に対して４個の半球状金属で構成され、各半球状金属は互いに部分的に重なるように形成されている。
【００３７】
また基板１の主面（半導体装置の各突起電極と接触する面）と反対側の面には、検査対象の半導体装置の突起電極に対応してパターニングされている、導電性金属、例えば銅からなる金属パッド３が形成されている。
【００３８】
また前記金属パッド３と前記４個の半球状金属が重なり合った金属バンプ２は、基板１１を貫通する４つのスルーホール４およびスルーホール内に充填された金属バンプ２の構成金属であるニッケルによって電気的に接続されている。
【００３９】
なお、本実施の形態１においては、金属バンプ２の半球状金属の個数を４としたが、４に限られず、３以上の個数で、環状に並べればよい。また、金属バンプ２はニッケルに限られず、ニッケル基合金等でもよい。また、金属バンプ２の表面には、金などの酸化しない金属を含む膜をさらに形成してもよい。
【００４０】
図３は、突起電極として半田ボールを有する半導体装置を、図１および図２に示したプローブカードで検査を行った際の、接続部分を示した断面図である。
半導体装置５の突起電極６は、金属バンプ２の４つの半球状金属の中央部の窪みに頭頂部がはまり込む形となり、半導体装置５の突起電極６は、４つの半球状金属で構成された金属バンプ２によって位置が規制されている。
【００４１】
次に、このように構成されたプローブカードの製造方法について図４および図５を参照しながら説明する。図４（ａ）〜図４（ｄ），図５（ａ）〜図５（ｄ）は工程順に、図１のＡ−Ａ’線における断面構成を示している。
【００４２】
まず、図４（ａ）に示すように、厚さ１８μｍの銅箔（導電性金属層の一例）と、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを貼り合わせた構造のフィルム４１を作成する。フィルム４１は、ポリイミドからなる基板１となる。なお、ポリイミドフィルム４１の材料、形成方法、厚さ等は前記に限られず、適宜選択できる。例えば、ポリイミドフィルムの代わりにシリコンゴムシートを用いても良いし、銅箔を貼り合わせる代わりにスパッタ法やめっき法等で銅の膜を形成しても良い。
【００４３】
次に、図４（ｂ）に示すように、ポリイミドフィルム４１の所定位置（各突起電極６に対向する位置）にエキシマレーザーを用いて、１つの金属バンプ２（突起電極６）当たり４つのスルーホール４を形成する。これらスルーホール４中心間の距離は、金属バンプ２の高さの２倍未満に小さくする。なお、スルーホールの形成方法についてもエキシマレーザーに限られず、ドリルを用いて機械的にスルーホールを形成しても良い。
【００４４】
次に、図４（ｃ）に示すように、ポリイミドフィルム４１の銅箔上に、電気めっき用の電極部を除いて絶縁性の保護膜４２を形成する。
次に、図４（ｄ）に示すように、スルーホール４に対して、前記電気めっき用の電極部（ポリイミドフィルム４１の銅箔）をシード層とするニッケルの電気めっきを行う。この電気めっきによって、ニッケルはスルーホール４内を埋めるように成長した後、ポリイミドフィルム４１の主面に達すると、ニッケルは等方的に成長して半球状となるが、中心間の距離がバンプ高さの２倍よりも小さいので、４箇所のスルーホール４から成長したニッケルの金属バンプ２は互いに部分的に重なり合った構造となる。
【００４５】
次に、図５（ａ）に示すように、絶縁性の保護膜４２を除去する。
次に、図５（ｂ）に示すようにポリイミドフィルム４１の銅箔上に、新たにエッチングレジストを塗布し、露光、現像を行って金属パッド３に対応するレジストパターン４３を形成する。
【００４６】
次に、図５（ｃ）に示すようにウェットエッチングを行ってポリイミドフィルム４１の銅箔をパターニングし、銅からなる金属パッド３を形成する。
次に、図５（ｄ）に示すようにエッチングレジストパターンを除去することによって、ポリイミドフィルム４１（ポリイミドからなる基板１）に金属バンプ２と、金属パッド３とを有し、金属バンプ２と金属パッド３とがスルーホール４を介して電気的に接続された、本発明の実施の形態１におけるプローブカードの半導体装置５の突起電極６に対応する接続部分ができる。
【００４７】
その後、図示していないが、公知の方法によって突起電極を有する半導体装置を検査するために使用されるプローブカードを製造する。
なお、製造方法においては金属バンプ３はニッケルのみで形成したが、ニッケルに限られず、ニッケル基合金を用いても良いし、金属バンプ３の表面に金からなる薄膜を形成しても良い。
【００４８】
以上のように、本実施の形態１によれば、半導体装置５の突起電極６は、金属バンプ２の少なくとも３つ以上の半球状金属の中央部の窪みに頭頂部がはまり込む形となり、半導体装置５の突起電極６は、少なくとも３つ以上の半球状金属で構成された金属バンプ２によって位置が規制されることにより、従来の如く金属バンプ２を構成する４つの半球状金属と球状の突起電極６とを接触させる際の位置ずれが生じることなく、突起電極６の高さ方向の変形が起こりにくい状態で、確実に突起電極６と金属バンプ２との電気的接続を確保することができる（安定したコンタクト性を確保することができる）。また金属バンプ２の各半球状金属が互いに重なるように形成されることにより、突起電極６の高さにばらつきが生じている場合でも、確実に電気的接続を得ることができる。
【００４９】
また上記プローブカードの製造方法によれば、これまでのプローブカードの製造方法に比較して、大きな変化を加えることなく、位置ずれを起こすことなく、確実に電気的接続を確保できるプローブカードを製造できる。そして、バーンインスクリーニングが行われている信頼性の高い半導体装置を、製造コストや製造リードタイムを低減して製造することができる。
［実施の形態２］
図６および図７は、本発明の実施の形態２におけるプローブカードの一部を示し、図６は半導体装置との接続部分である金属バンプの状態を示す平面図であり、図７は図６におけるＢ−Ｂ’線部の断面構成を示している。
【００５０】
図６および図７に示すように、ポリイミドからなる基板１１の主面に、１つの突起電極に対して２個の半球状金属が互いに部分的に重なるように形成され、且つ、半導体装置５の突起電極６のうち隣り合う２つの突起電極６に対応する２個の半球状金属の中心同士を結ぶ線が９０度の角度を有する構造で、金属、例えばニッケルからなる金属バンプ１２が形成されている。
【００５１】
また基板１１の主面（半導体装置の各突起電極と接触する面）と反対側の面には、検査対象の半導体装置の突起電極に対応してパターニングされている、導電性金属、例えば銅からなる金属パッド１３が形成されている。
【００５２】
また前記金属パッド１３と前記２個の半球状金属が重なり合った金属バンプ１２は、基板１を貫通する２つのスルーホール１４およびスルーホール内に充填された金属バンプ１２の構成金属であるニッケルによって電気的に接続されている。
【００５３】
なお、本実施の形態２においては、金属バンプ１２の半球状金属の個数を２としたが、２に限られず、２以上の個数で、環状に並べればよい。また、金属バンプ２はニッケルに限られず、ニッケル基合金等でもよい。また、金属バンプ２の表面には、金などの酸化しない金属を含む膜をさらに形成してもよい。
【００５４】
このように構成されたプローブカードの製造方法は、前記実施の形態１におけるプローブカードの製造方法と異なる工程を経る必要はなく、図４（ｂ）に示したスルーホールの形成時に、１つの突起電極６に対して、２つのスルーホール１４を、その中心同士を結ぶ線が、隣り合う２つの突起電極６では９０度の角度を有するよう形成する。
【００５５】
以上のように、本実施の形態２によれば、半導体装置５の突起電極６は、金属バンプ１２の９０度の角度を有する一対の２つ以上の半球状金属によって位置が規制されるので、突起電極６の高さ方向の変形が起こりにくい状態で、位置ずれを起こすことなく接触し、確実に突起電極６と金属バンプ１２との電気的接続を確保することができる（安定したコンタクト性が確保することができる）。また金属バンプ２の各半球状金属が互いに重なるように形成されることにより、突起電極６の高さにばらつきが生じている場合でも、確実に電気的接続を得ることができる。
【００５６】
また上記プローブカードの製造方法によれば、これまでのプローブカードの製造方法に比較して、大きな変化を加えることなく、位置ずれを起こすことなく、確実に電気的接続を確保できるプローブカードを製造できる。そして、バーンインスクリーニングが行われている信頼性の高い半導体装置を、製造コストや製造リードタイムを低減して製造することができる。
［実施の形態３］
図８および図９は、本発明の実施の形態３におけるプローブカードの一部を示し、図８は半導体装置との接続部分である金属バンプの状態を示す平面図であり、図９は図８におけるＣ−Ｃ’線部の断面構成を示している。なお、実施の形態１における構成と同一の構成には。同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図８および図９に示すように、本発明の実施の形態３におけるプローブカードでは、新たに金属バンプ２の４個の半球状金属の表面に、山と山の間隔が数マイクロメートルで、高さが数マイクロメートルの矩形の凹凸構造を有する凹凸金属層７が形成されている。
【００５８】
このように構成されたプローブカードの製造方法は、前記実施の形態１におけるプローブカードの製造方法と異なる工程を経る必要はなく、図５（ｄ）に示したニッケルの電気めっき工程の後に、引き続き、金属バンプ２の表面に、針状ニッケルめっきをする工程（半球状バンプの表面に凹凸構造を有する金属層を形成する工程）を追加すればよい。
【００５９】
以上のように、本実施の形態３によれば、半導体装置５の突起電極６に酸化物が形成されており接続性が悪い場合においても、矩形の凹凸金属層７によって容易に酸化膜を突き破ることが可能となるので、突起電極６と金属バンプ２との電気的接続を確実に確保することができる。
［実施の形態４］
図１０および図１１は、本発明の実施の形態４におけるプローブカードの一部を示し、図１０は半導体装置との接続部分である金属バンプの状態を示す平面図であり、図１１は図１０におけるＤ−Ｄ’線部の断面構成を示している。
【００６０】
図１０および図１１に示すように、柔軟性を有するポリイミド基板３１の主面に、検査対象の半導体装置の各突起電極にそれぞれ電気的に接続される導電性金属、例えばニッケルからなる金属バンプ３２が形成されており、各金属バンプ３２は、１つの各突起電極に対して３個の半球状金属で構成され、各半球状金属は互いに重なり合わないように形成されている。
【００６１】
また基板３１の主面（半導体装置の各突起電極と接触する面）と反対側の面には、検査対象の半導体装置の突起電極に対応してパターニングされている、導電性金属、例えば銅からなる金属パッド３３が形成されている。
【００６２】
また前記金属パッド３３と前記３個の金属バンプ３２は、基板３１を貫通する３つのスルーホール４およびスルーホール内に充填された金属バンプ３２の構成金属であるニッケルによって電気的に接続されている。
【００６３】
なお、本実施の形態４においては、金属バンプ３２の半球状金属の個数を３としたが、３に限られず、３以上の個数で、環状に並べればよい。また、金属バンプ３２はニッケルに限られず、ニッケル基合金等でもよい。また、金属バンプ３２の表面には、金などの酸化しない金属を含む膜をさらに形成してもよい。
【００６４】
このように構成されたプローブカードの製造方法は、前記実施の形態１におけるプローブカードの製造方法と異なる工程を経る必要はなく、図４（ｂ）に示したスルーホールの形成時に、スルーホール３４の間隔を、金属バンプ３２の高さの２倍以上に設定してスルーホール３４を形成すればよい。
【００６５】
以上のように本実施の形態３によれば、半導体装置５の突起電極６に、３個以上の互いに重なり合わない半球状金属で構成された金属バンプ３２を押し当てると、ポリイミド基板３１は柔軟性を有するので、半球状金属が互いに重なり合っていない金属バンプ３２は押し拡げられる形となり（半球状金属同士の間隔が広がり）、突起電極６を横方向から押さえつけることになるので、突起電極６の高さ方向の形状を変更させることなく、確実に電気的接続を得ることができる。
［半導体装置の検査方法］
次に、半導体ウェハ上に突起電極６を有する半導体装置（チップ）５を複数個形成し、個片化を行う半導体装置の検査方法は、公知の方法によって半導体ウェハ上に複数の半導体チップを形成し、その後、前記半導体チップ５上に外部接続端子として突起電極６を形成し、前記突起電極６を形成した後に、本発明にかかるプローブカードを用いて、ウェハ状態で一括してバーンイン試験を行い、最後に個片化すればよい。
【００６６】
この検査方法によって、位置ずれを生じることなく確実に電気的接続を確保した状態で、半導体ウェハ上に複数個形成された、突起電極６を有する半導体装置のバーンイン試験を、半導体ウェハの状態で一括して行うことが可能となり、信頼性が高く、製造コストを抑制した状態で突起電極を有する半導体装置のバーンイン試験を行うことができる。
【００６７】
なお、上記実施の形態１，２，４において、金属バンプ２，１２，３２の各半球状金属表面に、実施の形態３で説明した凹凸金属層２７を設けるようにしてもよい。
また上記実施の形態２において、１つの突起電極６に対応する２つの半球状金属で構成された金属バンプ１２は、半導体装置５の突起電極６のうち隣り合う２つの突起電極６に対応する２個の半球状金属の中心同士を結ぶ線が９０度の角度を有する構造で、各半球状金属が互いに重なるように形成されているが、各半球状金属が互いに重なり合わないように形成することもできる。
【００６８】
また本発明は、上述した実施の形態に限定されず、本発明の範囲内で適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明にかかるプローブカードとその製造方法ならびに半導体装置の製造方法は、突起電極を有する半導体装置を製造するにあたり、突起電極が形成された状態で、突起電極の変形量を最小限に抑え、突起電極とプローブカードの接続を確保した状態で、電気特性検査やバーンイン試験を行うための手法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプローブカードの一部を示す平面図である。
【図２】同プローブカードの一部を示し、図１におけるＡ−Ａ’線部の断面構成を示している。
【図３】同プローブカードを突起電極を有する半導体装置に押し当てた状態の、プローブカードおよび半導体装置の一部を示し、図１におけるＡ−Ａ’線部と、それに対応する半導体装置の断面構成を示している。
【図４】同プローブカードの製造方法を順に示す、図１におけるＡ−Ａ’線部における工程の構成断面図である。
【図５】同プローブカードの製造方法を順に示す、図１におけるＡ−Ａ’線部における工程の構成断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２におけるプローブカードの一部を示す平面図である。
【図７】同プローブカードの一部を示し、図６におけるＢ−Ｂ’線部の断面構成を示している。
【図８】本発明の実施の形態３におけるプローブカードの一部を示す平面図である。
【図９】同プローブカードの一部を示し、図８におけるＣ−Ｃ’線部の断面構成を示している。
【図１０】本発明の実施の形態４におけるプローブカードの一部を示す平面図である。
【図１１】同プローブカードの一部を示し、図１０におけるＤ−Ｄ’線部の断面構成を示している。
【図１２】従来のプローブカードの一部を示す平面図である。
【図１３】従来のプローブカードの一部を示し、図１２におけるＥ−Ｅ’線部の断面構成を示している。
【符号の説明】
【００７１】
１，１１，３１    基板
２，１２，３２    金属バンプ
３，１３，３３    金属パッド
４，１４，３４    スルーホール
５    半導体チップ
６    突起電極
７  凹凸金属層
４１  ポリイミドフィルム
４２  絶縁膜
４３  レジストパターン
【図１】
2007132722.tif 000003
【図２】
2007132722.tif 000004
【図３】
2007132722.tif 000005
【図４】
2007132722.tif 000006
【図５】
2007132722.tif 000007
【図６】
2007132722.tif 000008
【図７】
2007132722.tif 000009
【図８】
2007132722.tif 000010
【図９】
2007132722.tif 000011
【図１０】
2007132722.tif 000012
【図１１】
2007132722.tif 000013
【図１２】
2007132722.tif 000014
【図１３】
2007132722.tif 000015