(57)【要約】【課題】狭ピッチの電極構造を有する複数の半導体素子を一括して検査できる検査装置を提供する。【解決手段】ウエハ１に設けられた電極３と接触する接触端子４ａと、接触端子４ａから引き回された引き出し配線４ｃと、引き出し配線４ｃと電気的に接続された電極４ｄを有するプローブシート４と、プローブシート４の電極４ｄに電気的に接続される電極５０ａを有する多層配線基板５０とを有するプローブカードにおいて、接触端子４ａとウエハ１の電極３との接触は、接触端子４ａの端子群の背面から、スプリング５ａを有した押圧ブロック５ｂを介して端子群に加圧力を及ぼして電極３に接触させる１個もしくは複数個の接着ホルダ５を有して行われる。プローブシート４を接着ホルダ５に接着し、この接着ホルダ５を組み合わせて多数チップを同時検査する装置が構成される。【選択図】図２
2007101373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート電極とを有するプローブシートと、
前記プローブシートに接着したホルダとを有し、
前記ホルダ内には、前記プローブシートの前記接触端子の部分を押し出すための押圧部材が設けられていることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【請求項２】
ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート電極とを有するプローブシートと、
前記プローブシートに接着したホルダとを有し、
前記ホルダは、長方形であることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【請求項３】
ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート電極とを有するプローブシートと、
前記プローブシートに接着したホルダとを有し、
前記ホルダ内には、前記プローブシートの前記接触端子の部分を押し出すための押圧部材が設けられ、
前記プローブシートには、金属シートが設けられていることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【請求項４】
請求項３記載のプローブシート接着ホルダにおいて、
前記金属シートの線膨張係数は、１ｐｐｍ／℃から６ｐｐｍ／℃であることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【請求項５】
請求項３又は４記載のプローブシート接着ホルダにおいて、
前記金属シートは、４２アロイシートであることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のプローブシート接着ホルダにおいて、
前記接触端子を設けた面上に、前記接触端子よりも前記ウエハとの接触面積が大きいダミー端子が設けられていることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のプローブシート接着ホルダにおいて、
前記接触端子は、結晶性を有する基板の異方性エッチングによる穴を型材として作られていることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【請求項８】
請求項７記載のプローブシート接着ホルダにおいて、
前記接触端子は、角錐状又は角錐台状の端子であることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のプローブシート接着ホルダにおいて、
前記プローブシートには、コンデンサ、抵抗、ヒューズの少なくとも１つが搭載されていることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【請求項１０】
ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート電極とを有するプローブシートと、
前記シート電極に電気的に接続される基板電極を有する多層配線基板とを有し、
前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングプローブを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【請求項１１】
ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート搭載コネクタとを有するプローブシートと、
前記シート搭載コネクタに電気的に接続される多層基板搭載コネクタを有する多層配線基板とを有し、
前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングプローブを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【請求項１２】
ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線とを有するプローブシートと、
前記配線と電気的に接続される配線が引き回され、この引き回された配線と電気的に接続された配線シート搭載コネクタを有する配線シートと、
前記配線シート搭載コネクタに電気的に接続される多層基板搭載コネクタを有する多層配線基板とを有し、
前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングプローブを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のプローブカードにおいて、
前記スプリングプローブは、取り外し可能であることを特徴とするプローブカード。
【請求項１４】
ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート電極とを有するプローブシートと、
前記シート電極に電気的に接続される基板電極を有する多層配線基板とを有し、
前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングを有した押さえブロックを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【請求項１５】
ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート搭載コネクタとを有するプローブシートと、
前記シート搭載コネクタに電気的に接続される多層基板搭載コネクタを有する多層配線基板とを有し、
前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングを有した押さえブロックを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【請求項１６】
ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線とを有するプローブシートと、
前記配線と電気的に接続される配線が引き回され、この引き回された配線と電気的に接続された配線シート搭載コネクタを有する配線シートと、
前記配線シート搭載コネクタに電気的に接続される多層基板搭載コネクタを有する多層配線基板とを有し、
前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングを有した押さえブロックを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【請求項１７】
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載のプローブカードにおいて、
前記スプリングおよび前記押さえブロックは、取り外し可能であることを特徴とするプローブカード。
【請求項１８】
請求項１０〜１７のいずれか１項に記載のプローブカードにおいて、
前記プローブシート接着ホルダは、取り外し可能であることを特徴とするプローブカード。
【請求項１９】
請求項１０〜１８のいずれか１項に記載のプローブカードにおいて、
前記接触端子は、結晶性を有する基板の異方性エッチングによる穴を型材として作られた角錐状又は角錐台状の端子であることを特徴とするプローブカード。
【請求項２０】
半導体素子を形成したウエハを載せる試料台と、
前記ウエハに設けられた電極と接触する接触端子を有するプローブカードと、
前記プローブカードに接続され、前記半導体素子の電気的特性を検査するテスタとを有し、
前記プローブカードは、請求項１０〜１９のいずれか１項に記載のプローブカードであることを特徴とする半導体検査装置。
【請求項２１】
ウエハに回路を作りこみ、半導体素子を形成する工程と、
前記半導体素子の電気的特性を検査する工程と、
前記ウエハをダイシングし、前記半導体素子ごとに分離する工程とを有し、
前記半導体素子の電気的特性を検査する工程では、請求項１０〜１９のいずれか１項に記載のプローブカードを用いて、複数個の半導体素子を一括して検査する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、半導体装置の製造技術に関し、特に、プローブシート接着ホルダ、プローブカード、半導体検査装置および半導体装置の製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子回路をウエハに形成後に行う半導体装置の製造工程のうち、主に検査工程の流れの一例を、代表的な半導体装置の出荷形態であるパッケージ品、ベアチップおよびＣＳＰを例にして、図１９に示した。
【０００３】
半導体装置の製造工程では、図１９に示したように大きく分けて次の３つの検査が行われる。まず、ウエハに半導体素子回路および電極を形成したウエハ状態で行われ、導通状態および半導体素子の電気信号動作状態を把握するウエハ検査、続いて半導体素子を高温や高印加電圧等の状態において不安定な半導体素子を摘出するバーンイン検査、そして半導体装置を出荷する前に製品性能を把握する選別検査である。
【０００４】
このような半導体装置の検査に用いられる装置（半導体検査装置）の従来技術として、ウエハは、その面上に多数の半導体装置（チップ）が設けられ、個々に切り離して使用に供される。個々に切り離された半導体装置には、その表面に多数の電極が列設されている。こうした半導体装置を工業的に多数生産し、その電気特性を検査するには、プローブカードから斜めに出たタングステン針からなるプローブで構成される接続装置（以下、従来技術１と言う）が用いられている。この接続装置による検査では、プローブのたわみを利用した接触圧により電極を擦って接触を取り、その電気特性を検査する方法が用いられている。
【０００５】
また、他の従来技術として、特許文献１がある（以下、従来技術２と言う）。この技術は、両端にピン（可動ピン）を有するスプリングプローブを用いるものである。すなわち、スプリングプローブの一端側の可動ピンを検査対象物（例えばウエハ状態の半導体素子）の電極に接触させて、他端側の可動ピンを測定回路側の基板に設けられた端子に接触させて、電気的接続を取り検査を行うものである。
【０００６】
また、他の従来技術として、特許文献２がある（以下、従来技術３と言う）。この技術は、シリコンの異方性エッチングによる穴を型材として形成した接触端子を検査対象物の電極に接触させることにより、電気的接続を取り検査を行うものである。
【０００７】
また、他の従来技術として、特許文献３〜６がある（以下、従来技術４と言う）。従来技術４に含まれる特許文献３の技術は、シリコーンゴムの下方に突出した突起部分の中に導電性の小球を埋設したコンタクタと、このコンタクタが取り付けられた領域を押さえるシリコーンゴム又はポリウレタンの弾性体部材を有し、弾性体部材で多数のコンタクタ全体を一括して加圧する方式のプローブカードである。
【０００８】
また、従来技術４に含まれる特許文献４の技術は、中央部に開口が形成され、上面に配線パターンが形成された平板状の配線基板の開口部に、弾性部材が接着されている押え板を装着して、複数のプローブがはんだ付けされているフィルム基板を背後から加圧するプローブカードである。
【０００９】
また、従来技術４に含まれる特許文献５の技術は、接触端子形成領域を囲む枠を固着して、その内部をエラストマシートを介して、スプリングプローブで若干押し出し、枠を倣い動作させて所望の圧力で半導体素子のパッドに加圧接着し、接触特性が良好なプローブビング方法を実現するために、シリコンの異方性エッチング穴を型材として角錐状の接触端子を形成し、引き出し用配線および押圧装置の枠を一体的に形成することにより、半導体素子の電気特性検査用のプローブカードを構成するものである。
【００１０】
また、従来技術４に含まれる特許文献６の技術は、角錐状の接触端子をウエハ電極接続用および多層基板電極接続用に形成し、金属膜で位置精度・膜強度を保って位置合わせ用の孔を設けたプローブシートを用いて、多ピン・狭ピッチＬＳＩ検査用の薄膜プローブカードで半導体装置を製造する方法である。
【特許文献１】特開昭６４−７１１４１号公報
【特許文献２】特開平８−５０１４６号公報
【特許文献３】特開平５−２１８１５０号公報
【特許文献４】特開平１０−３８９２４号公報
【特許文献５】特開平１０−３０８４２３号公報
【特許文献６】特開２００５−２４３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、前記のような半導体装置の製造技術において、例えば、上記従来技術１では、タングステン針からなるプローブは、アルミニウム電極やはんだ電極などの材料表面に酸化物を生成する被接触材料に対しては、接触端子を電極に擦り付けることにより、電極材料表面の酸化物を擦り取り、その下面の金属導体材料に接触することにより、接触を確保している。この結果、電極を接触端子で擦ることにより、電極材料の屑が生じ、配線間のショートおよび異物発生の原因となり、また、電極にプローブを数百ｍＮ以上の荷重をかけながら擦り付けて接触を確保することにより、電極に損傷を与えることが多い。加えて、プロービング後の電極へのワイヤボンディングあるいは接続バンプ形成時に、電極面が荒れていると接続不良の原因となり、信頼性を低下させる要因となる。
【００１２】
一方、上記従来技術２では、接触端子を機械的な構造（可動ピンを有するスプリングプローブ）で形成するため、狭ピッチに配置された半導体素子の電極に対応することができないという課題がある。
【００１３】
一方、上記従来技術３では、接触端子はシリコンのエッチング穴を用いて形成するため、狭ピッチに形成された半導体素子の電極に対応することができる。従って、この構造によりウエハの半導体素子の一つを検査することに問題はない。
【００１４】
しかし、検査対象となる電極数が増えた場合、例えばウエハ状態の複数の半導体素子を同時に検査する場合、接触端子から配線基板に引き回す配線の形成が困難になる。具体的には、接触端子の数が増えれば、当然接触端子から多層配線基板に引き回す配線の数も増加する。対応として、各接触端子からの配線が短絡しないように配線層を多層にすることが考えられるが、接触端子は配線層の上に形成されており、配線層を何層も形成することは製造工程が複雑になり、技術的な困難性が増す。
【００１５】
また、上記従来技術４では、弾性体部材で多数のコンタクタ全体を一括して加圧したり、プローブシートのプローブ形成領域全面を弾性体で背面から押し出したり、プローブシートのプローブ形成領域全体をエラストマシートを介して一括して押し出す方式を用いており、いずれもプローブシートの全面を一括して押し出す方式であり、本発明のように個別のブロックに分けて独立してプローブシートを押し出す方式とは異なる。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、狭ピッチの電極構造を有する複数の半導体素子を一括して検査できる検査装置を提供することである。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、半導体装置の検査工程のコストを抑えることにより、半導体装置全体の製造コストを抑え、またスループットを向上させた半導体装置の製造方法を提供することである。
【００１８】
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】
【００１９】
上記いずれかの目的を達成するために、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。
【００２０】
本発明は、複数のホルダのそれぞれに個別・独立にプローブシートを接着し、プローブシートの接触端子領域を個別、あるいは個別の群の接触端子を、個別にスプリングプローブあるいはスプリングを有した押さえブロックで加圧する方式で、プローブシートの背面から押圧することにより、多数チップ同時検査用の簡単な構成のプローブカードを実現するものであり、具体的には以下のとおりである。
【００２１】
（１）ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート電極とを有するプローブシートと、前記プローブシートに接着したホルダとを有し、前記ホルダ内には、前記プローブシートの前記接触端子の部分を押し出すための押圧部材が設けられていることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【００２２】
（２）ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート電極とを有するプローブシートと、前記プローブシートに接着したホルダとを有し、前記ホルダは、長方形であることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【００２３】
（３）ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート電極とを有するプローブシートと、前記プローブシートに接着したホルダとを有し、前記ホルダ内には、前記プローブシートの前記接触端子の部分を押し出すための押圧部材が設けられ、前記プローブシートには、金属シートが設けられていることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【００２４】
（４）（３）記載のプローブシート接着ホルダにおいて、前記金属シートの線膨張係数は、１ｐｐｍ／℃から６ｐｐｍ／℃であることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【００２５】
（５）（３）又は（４）記載のプローブシート接着ホルダにおいて、前記金属シートは、４２アロイシートであることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【００２６】
（６）（１）〜（５）のいずれかに記載のプローブシート接着ホルダにおいて、前記接触端子を設けた面上に、前記接触端子よりも前記ウエハとの接触面積が大きいダミー端子が設けられていることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【００２７】
（７）（１）〜（６）のいずれかに記載のプローブシート接着ホルダにおいて、前記接触端子は、結晶性を有する基板の異方性エッチングによる穴を型材として作られていることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【００２８】
（８）（７）記載のプローブシート接着ホルダにおいて、前記接触端子は、角錐状又は角錐台状の端子であることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【００２９】
（９）（１）〜（８）のいずれかに記載のプローブシート接着ホルダにおいて、前記プローブシートには、コンデンサ、抵抗、ヒューズの少なくとも１つが搭載されていることを特徴とするプローブシート接着ホルダ。
【００３０】
（１０）ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート電極とを有するプローブシートと、前記シート電極に電気的に接続される基板電極を有する多層配線基板とを有し、前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングプローブを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【００３１】
（１１）ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート搭載コネクタとを有するプローブシートと、前記シート搭載コネクタに電気的に接続される多層基板搭載コネクタを有する多層配線基板とを有し、前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングプローブを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【００３２】
（１２）ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線とを有するプローブシートと、前記配線と電気的に接続される配線が引き回され、この引き回された配線と電気的に接続された配線シート搭載コネクタを有する配線シートと、前記配線シート搭載コネクタに電気的に接続される多層基板搭載コネクタを有する多層配線基板とを有し、前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングプローブを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【００３３】
（１３）（１０）〜（１２）のいずれかに記載のプローブカードにおいて、前記スプリングプローブは、取り外し可能であることを特徴とするプローブカード。
【００３４】
（１４）ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート電極とを有するプローブシートと、前記シート電極に電気的に接続される基板電極を有する多層配線基板とを有し、前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングを有した押さえブロックを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【００３５】
（１５）ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線と、前記配線と電気的に接続されたシート搭載コネクタとを有するプローブシートと、前記シート搭載コネクタに電気的に接続される多層基板搭載コネクタを有する多層配線基板とを有し、前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングを有した押さえブロックを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【００３６】
（１６）ウエハに設けられた電極パッドと接触する接触端子と、前記接触端子から引き回された配線とを有するプローブシートと、前記配線と電気的に接続される配線が引き回され、この引き回された配線と電気的に接続された配線シート搭載コネクタを有する配線シートと、前記配線シート搭載コネクタに電気的に接続される多層基板搭載コネクタを有する多層配線基板とを有し、前記接触端子と前記ウエハに設けられた電極パッドとの接触は、前記接触端子の端子群の背面から、内蔵したスプリングを有した押さえブロックを介して前記端子群に加圧力を及ぼして前記電極パッドに接触させる１個もしくは複数個のプローブシート接着ホルダを有して行われることを特徴とするプローブカード。
【００３７】
（１７）（１４）〜（１６）のいずれかに記載のプローブカードにおいて、前記スプリングおよび前記押さえブロックは、取り外し可能であることを特徴とするプローブカード。
【００３８】
（１８）（１０）〜（１７）のいずれかに記載のプローブカードにおいて、前記プローブシート接着ホルダは、取り外し可能であることを特徴とするプローブカード。
【００３９】
（１９）（１０）〜（１８）のいずれかに記載のプローブカードにおいて、前記接触端子は、結晶性を有する基板の異方性エッチングによる穴を型材として作られた角錐状又は角錐台状の端子であることを特徴とするプローブカード。
【００４０】
（２０）半導体素子を形成したウエハを載せる試料台と、前記ウエハに設けられた電極と接触する接触端子を有するプローブカードと、前記プローブカードに接続され、前記半導体素子の電気的特性を検査するテスタとを有し、前記プローブカードは、（１０）〜（１９）のいずれかに記載のプローブカードであることを特徴とする半導体検査装置。
【００４１】
（２１）ウエハに回路を作りこみ、半導体素子を形成する工程と、前記半導体素子の電気的特性を検査する工程と、前記ウエハをダイシングし、前記半導体素子ごとに分離する工程とを有し、前記半導体素子の電気的特性を検査する工程では、（１０）〜（１９）のいずれかに記載のプローブカードを用いて、複数個の半導体素子を一括して検査することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【００４２】
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。
【００４３】
（１）接触端子の先端位置精度を確保し、多数の検査用電極、狭ピッチ、大面積に分散した電極を有する半導体素子を確実に検査できる検査装置を提供することができる。
【００４４】
（２）独立したスプリングで個々の接触端子あるいは接触端子群をプローブシートの背面から垂直に押圧する構造により、数百μｍのストロークでも荷重の増加が１０％以下程度であるため、接触端子は、ほぼ一定の規定荷重で接触し、接触端子を多数の検査用電極、狭ピッチ、大面積に分散した電極に、一定の接触荷重で接触することができ、半導体素子を確実に検査できる検査装置を提供することができる。
【００４５】
（３）検査回路用の電子部品を接触端子の近傍に搭載できる構造を提供し、電極への良好な接続を確保し、電気特性および信頼性を向上できる半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００４６】
（４）接触端子を形成したプローブシートを独立した接触ホルダに接着して、個別のプローブシート接着ホルダを製作し、該プローブシート接着ホルダを１個もしくは複数個組合わせてプローブカードを構成するため、パターン変更に自由度があり、個別の交換も容易であり、組立性を向上し、検査装置の組み立てコストおよびメンテナンスコストを抑えて半導体装置の検査工程のコストを抑えることにより、半導体装置全体の製造コストを抑える半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００４７】
（５）ウエハのエッジ部分にかかって半導体素子（チップ）をプロービングする状態でも、独立したスプリングで個々の接続端子あるいは接触端子群をプローブシートの背面から垂直に押圧する構造であり、接触しない端子には無理な荷重が加わらないため、ウエハおよび接触端子の損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、発明の実施の形態を、図面を用いて詳しく説明する。なお、発明の実施の形態を説明するために添付する各図面において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００４９】
本明細書中では、主な用語を次のように定義する。半導体装置とは、その形態に関わらず、回路が形成されたウエハ状態のものであっても、半導体素子であっても、その後パッケージされたもの（ＱＦＰ、ＢＧＡ、ＣＳＰ等）でも構わない。プローブシートとは、検査対象と接触する接触端子とそこから引き回された配線が設けられ、該配線に外部接続用の電極が形成された薄膜を言い、厚さ１０μｍ〜１００μｍ程度のものを対象としている。プローブカードとは、検査対象と接触する端子、多層配線基板等を有する構造体（例えば、図２に示す構造体）を示す。半導体検査装置とは、プローブカードと検査対象を載せる試料支持系を有する検査装置を示す。
【００５０】
被検査対象の一例であるＬＳＩ用の半導体素子（チップ）２は、図１に示すようにウエハ１に多数個形成され、その後切り離されて使用に供される。図１（ａ）はＬＳＩ用の半導体素子２が多数並設されたウエハ１を示す斜視図であり、図１（ｂ）は１個の半導体素子２を拡大して示した斜視図である。半導体素子２の表面には、周辺に沿って多数の電極３が配列されている。
【００５１】
ところで、半導体素子は高集積化に伴って上記電極３が高密度化および狭ピッチ化が更に進む状況にある。電極の狭ピッチ化としては、０．１ｍｍ程度以下で、例えば、０．０８ｍｍ、０．０３ｍｍ、それ以下となってきており、電極の高密度化としては、周辺に沿って、１列から２列へ、更に全面に配列される傾向となってきている。
【００５２】
また、半導体素子を高温で動作試験することにより、半導体素子の特性および信頼性をより明確に把握する高温動作試験（８５℃〜１５０℃）が実施される傾向となってきている。
【００５３】
本発明に係る半導体検査装置は、上記電極３の高密度化及び狭ピッチ化に対応でき、なおかつ、多数個チップ同時プロービングによる検査、高速電気信号（１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚ）による検査を可能にするものである。また、半導体検査装置におけるプローブカードの一部の構成材料として、１５０℃の耐熱性があり、かつ線膨張率が被検査対象と同程度の材料を用いることにより、雰囲気温度によるプローブ先端部の位置ずれを防止するものである。
【００５４】
本発明に係るプローブカードの構造について、図２を用いて説明する。
【００５５】
図２は、本発明に係るプローブカードの第一の実施の形態の要部を示した断面図である。接触端子４ａを形成し、該接触端子４ａから引き出し配線４ｃを介して、多層配線基板５０の電極５０ａに接続する電極４ｄを形成したプローブシート４を、接着ホルダ５に接着して、該接着ホルダ５が接着ホルダ固定板４９に位置決め固定されている。スプリング５ａを有した押圧ブロック５ｂでエラストマ５ｃを介して、プローブシート４の背面から、該接触端子４ａの領域を押圧し、接着ホルダ５の側面から引き出し配線４ｃを形成したプローブシート４が接着ホルダ５の上面に引き出されて、多層配線基板５０の電極５０ａに電極４ｄが接続されている。
【００５６】
なお、上記ウエハ１の電極３から、接触端子４ａ、引き出し配線４ｃ、電極４ｄ、多層配線基板５０の電極５０ａ、内部配線５０ｂおよび電極５０ｃへの電気的接続には、半導体装置の検査信号の乱れを防止するためのコンデンサ、抵抗および不良半導体素子の過電流を遮断するためのヒューズ等の基板搭載部品を適宜に配置して接続する。ここで、コンデンサ５１は、上記効果を得る為、接触端子の可能な限り近傍に設置することが望ましい。接触端子から配線を引き出し、多層配線基板に設けられた電極５０ａと接続される本構造においては、接触端子４ａの近傍の引き出し配線４ｃの途中に上記コンデンサ５１を配置でき、電極３からコンデンサ５１までの距離が短くなるため、信号の安定化を図ることができ、高速電気信号による半導体検査にも対応できる。電極５０ａは、引き出し配線の距離を短くし、基板搭載部品を近傍に配置し、組み立てを容易にするためにも、多層配線基板の半導体素子対向領域に形成されていることが望ましい。ここで、多層配線基板の半導体素子対向領域とは、多層配線基板のうち、プローブシートの上部、若しくは、ウエハに形成され、検査対象となる半導体素子の上部又はその付近に対応する領域をいう。
【００５７】
ここで、上述したプローブシート４および接着ホルダ５の代表例の構成について、図３を用いて説明する。
【００５８】
図３（ａ）は、図２の接着ホルダ部分の一部を分解して示した構造体の斜視図である。金属膜９０で補強したプローブシート４を接着した接着ホルダ５に押圧ブロック５ｂおよびスプリング５ａを挿入して、スプリング押さえ板６で、該スプリング５ａを押さえ、プローブシート４の裏面に接着したプローブシート裏基板７を該スプリング押さえ板６に載せて、接着ホルダ５を接着ホルダ固定板４９に載せ、多層配線基板（本図では図示せず）に固定する。
【００５９】
図３（ｂ）は、プローブシート４を接着固定した接着ホルダ５を、接着ホルダ固定板４９に組み立てた状態を示した斜視図である。このプローブシート４に接着した接着ホルダ５は、ウエハ１の半導体素子群の列方向に沿った長方形で形成されている。
【００６０】
なお、図２は、図３（ｂ）のＡ方向から見た接着ホルダ５の断面図である。
【００６１】
図４および図５および図２０および図２１に、押圧方式あるいはプローブシートの引き回し方式が異なる接着ホルダ部分の横断面の例を示した。それぞれのプローブ引き回し方式には、以下の（１）〜（４）に記載した差がある。
【００６２】
（１）図４（ａ）（ｃ）（ｅ）および図５（ａ）（ｃ）（ｅ）および図２０（ａ）（ｃ）および図２１（ａ）（ｃ）に示したように接触端子を形成した領域のプローブシート４を、スプリングを有した押圧ブロック５ｂで加圧する方式、あるいは、図４（ｂ）（ｄ）（ｆ）および図５（ｂ）（ｄ）（ｆ）および図２０（ｂ）（ｄ）および図２１（ｂ）（ｄ）に示したように接触端子を形成した領域のプローブシート４を、スプリングプローブ１１で加圧する方式の差。
【００６３】
（２）接着ホルダの側面にプローブシートを沿わせて引き出す方式として、図５（ａ）（ｂ）および図２１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示したように接着ホルダの両面を用いる方式か、あるいは、他の例のようなプローブシートが接着ホルダの片面だけかの差。
【００６４】
（３）図４（ａ）（ｂ）および図５（ａ）（ｂ）および図２１（ｃ）（ｄ）に示したように多層配線基板５０の電極５０ａにプローブシート４の電極を４ｄを接続させる方式か、あるいは、図２０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）および図２１（ａ）（ｂ）の例のような多層配線基板５０のコネクタ５０ｄにプローブシート４の一端に接続したコネクタ４ｇを接続させるか、あるいは、他の例のような多層配線基板５０のコネクタ５０ｄにプローブシート４に接続した配線シート１０の一端に接続したコネクタ１０ａを接続させる方式の差。
【００６５】
（４）コネクタ１０ａ付きの配線シート１０と接続するためのプローブシート４の電極を、図４（ｃ）（ｄ）および図５（ｃ）（ｄ）に示したように四角錐台の突起４ｅにする方式か、図４（ｅ）（ｆ）および図５（ｅ）（ｆ）に示したようにめっきバンプ４ｆにする方式の差。
【００６６】
上記のどの組み合わせであってもよいことは、いうまでもない。
【００６７】
具体的に、例えば、（１）における、接触端子を形成した領域のプローブシート４を、スプリングを有した押圧ブロック５ｂで加圧する方式は、ウエハ１に設けられた電極３と接触する接触端子４ａと、この接触端子４ａから引き回された引き出し配線４ｃと、この引き出し配線４ｃと電気的に接続された電極４ｄとを有するプローブシート４と、プローブシート４の電極４ｄに電気的に接続される電極５０ａを有する多層配線基板５０とを有し、プローブシート４の接触端子４ａとウエハ１に設けられた電極３との接触は、接触端子４ａの端子群の背面から、内蔵したスプリングを有した押圧ブロック５ｂを介して端子群に加圧力を及ぼして電極３に接触させるプローブシート接着ホルダを有して行われる。
【００６８】
また、（１）における、接触端子を形成した領域のプローブシート４を、スプリングプローブ１１で加圧する方式は、ウエハ１に設けられた電極３と接触する接触端子４ａと、この接触端子４ａから引き回された引き出し配線４ｃと、この引き出し配線４ｃと電気的に接続された電極４ｄとを有するプローブシート４と、プローブシート４の電極４ｄに電気的に接続される電極５０ａを有する多層配線基板５０とを有し、プローブシート４の接触端子４ａとウエハ１に設けられた電極３との接触は、接触端子４ａの端子群の背面から、内蔵したスプリングプローブ１１を介して端子群に加圧力を及ぼして電極３に接触させるプローブシート接着ホルダを有して行われる。
【００６９】
また、（３）における、多層配線基板５０のコネクタ５０ｄにプローブシート４の一端に接続したコネクタ４ｇを接続させる方式は、ウエハ１に設けられた電極３と接触する接触端子４ａと、この接触端子４ａから引き回された引き出し配線４ｃと、この引き出し配線４ｃと電気的に接続されたコネクタ４ｇとを有するプローブシート４と、プローブシート４のコネクタ４ｇに電気的に接続されるコネクタ５０ｄを有する多層配線基板５０とを有し、プローブシート４の接触端子４ａとウエハ１に設けられた電極３との接触は、接触端子４ａの端子群の背面から、内蔵したスプリングを有した押圧ブロック５ｂを介して端子群に加圧力を及ぼして電極３に接触させるプローブシート接着ホルダを有して行われる。あるいは、プローブシート４の接触端子４ａとウエハ１に設けられた電極３との接触は、接触端子４ａの端子群の背面から、内蔵したスプリングプローブ１１を介して端子群に加圧力を及ぼして電極３に接触させるプローブシート接着ホルダを有して行われる。
【００７０】
また、（３）における、多層配線基板５０のコネクタ５０ｄにプローブシート４に接続した配線シート１０の一端に接続したコネクタ１０ａを接続させる方式は、ウエハ１に設けられた電極３と接触する接触端子４ａと、この接触端子４ａから引き回された引き出し配線４ｃとを有するプローブシート４と、プローブシート４の引き出し配線４ｃと電気的に接続される配線が引き回され、この引き回された配線と電気的に接続されたコネクタ１０ａを有する配線シート１０と、配線シート１０のコネクタ１０ａに電気的に接続されるコネクタ５０ｄを有する多層配線基板５０とを有し、プローブシート４の接触端子４ａとウエハ１に設けられた電極３との接触は、接触端子４ａの端子群の背面から、内蔵したスプリングを有した押圧ブロック５ｂを介して端子群に加圧力を及ぼして電極３に接触させるプローブシート接着ホルダを有して行われる。あるいは、プローブシート４の接触端子４ａとウエハ１に設けられた電極３との接触は、接触端子４ａの端子群の背面から、内蔵したスプリングプローブ１１を介して端子群に加圧力を及ぼして電極３に接触させるプローブシート接着ホルダを有して行われる。
【００７１】
なお、上記の構造体の例では、接着ホルダの側面にプローブシートを沿わせて引き出す方式を例示したが、例えば、図２２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示したように、接着ホルダ底部に接着したプローブシート４を、多層配線基板５０に傾斜をつけたり、たるませたりして接続してもよいことはいうまでもない。
【００７２】
プローブシート４に設けられた接触端子４ａとして、結晶性を有する部材の異方性エッチングによる穴を利用して形成された角錐状又は角錐台状の接触端子を用いればよい。これにより、小さな針圧（電極との接触圧は１ピン当たり３〜５０ｍＮ程度）で安定した接触抵抗（０．０５Ω〜０．１Ω程度）を確保でき、チップへのダメージを防止できると共に、検査時に生じる半導体素子への圧痕を小さくすることができる。なお、接触端子４ａ、プローブシート４の製造方法についての詳細は、その製造方法と共に後述する。
【００７３】
次に、前記プローブカードにて用いられる第一の実施の形態のプローブシートの一例について、その製造方法を図６および図７を参照して説明する。
【００７４】
図６は、図２に示すプローブカードを形成するための製造プロセスのうち、特に、型材であるシリコンウエハ８０に異方性エッチングで形成した角錐台状の穴を用いて、角錐台状の接触端子および接続用電極を引き出し配線と共に形成し、金属膜をポリイミドシートに接合して該金属膜をパターンニングして金属膜強化薄膜プローブシートを形成する製造プロセスを工程順に示したものである。
【００７５】
まず、図６（ａ）に示す工程が実行される。この工程は、厚さ０．２〜０．６ｍｍのシリコンウエハ８０の（１００）面の両面に熱酸化により二酸化シリコン膜８１を０．５μｍ程度形成し、ホトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ工程によりパターンを形成した後、ホトレジストをマスクとし、二酸化シリコン膜８１をフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液によりエッチング除去する。前記二酸化シリコン膜８１をマスクとして、シリコンウエハ８０を強アルカリ液（例えば、水酸化カリウム）により異方性エッチングして、（１１１）面の側壁および（１００）面の先端平坦部に囲まれた角錐台状のエッチング穴８０ａを形成する工程が実行される。
【００７６】
ここで、本実施例ではシリコンウエハ８０を型材としたが、型材としては、結晶性を有するものであればよく、その範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。また、本実施例では異方性エッチングによる穴を角錐台状としたが、その形状は、角錐状でもよく、小さな針圧で安定した接触抵抗を確保できる程度の接触端子４ａを形成できる形状の範囲で、種々変更可能である。
【００７７】
次に、図６（ｂ）に示す工程が実行される。この工程は、マスクとして用いた二酸化シリコン膜８１をフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液によりエッチング除去して、再度シリコンウエハ８０の全面を、ウェット酸素中での熱酸化により、二酸化シリコン膜８２を、０．５μｍ程度形成する。次に、二酸化シリコン膜８２上に形成した導電性被覆８３の表面に、接続端子部８を開口するようにホトレジストマスク８４を形成する工程が実行される。
【００７８】
上記導電性被覆８３として、例えば、クロムをスパッタリング法あるいは蒸着法により成膜することにより、厚さ０．１μｍ程度のクロム膜を形成して、該クロム膜を形成した表面に銅をスパッタリング法あるいは蒸着法により成膜することにより、厚さ１μｍ程度の銅膜を形成すればよい。
【００７９】
次に、図６（ｃ）に示す工程が実行される。この工程は、上記ホトレジストマスク８４をマスクとして、上記導電性被覆８３を給電層として電気めっきして、接触端子４ａおよび接続電極部４ｂを一体として形成し、上記ホトレジストマスク８４を除去する工程が実行される。めっき材料として、例えば、ニッケル８ａ、ロジウム８ｂ、ニッケル８ｃを順次にめっきして、接触端子４ａおよび接続電極部４ｂを一体として接触端子部８を形成すればよい。
【００８０】
次に、図６（ｄ）に示す工程が実行される。この工程は、上記接触端子部８および導電性被覆８３を覆うようにポリイミド膜８５を形成し、上記接触端子部８からの引き出し配線接続用穴を形成すべき位置にある該ポリイミド膜８５を、上記接触端子部８の表面に至るまで除去し、上記のポリイミド膜８５に導電性被覆８６を形成し、ホトレジストマスク８７を形成した後、配線材料８８をめっきするものである。
【００８１】
上記ポリイミド膜８５の一部を除去するには、例えば、レーザ穴あけ加工あるいはポリイミド膜８５の表面にアルミニウムマスクを形成してドライエッチングを用いればよい。
【００８２】
上記導電性被覆８６として、例えば、クロムをスパッタリング法あるいは蒸着法により成膜することにより、厚さ０．１μｍ程度のクロム膜を形成して、該クロム膜を形成した表面に銅をスパッタリング法あるいは蒸着法により成膜することにより、厚さ１μｍ程度の銅膜を形成すればよい。また、配線材料８８としては、銅めっきあるいは、銅めっきにニッケルめっきをした材料を用いればよい。
【００８３】
次に、図６（ｅ）に示す工程が実行される。この工程は、上記ホトレジストマスク８７を除去し、配線材料８８をマスクとして導電性被覆８６をソフトエッチングで除去した後、接着層８９および金属膜９０を形成し、金属膜９０をパターンニングするためのホトレジストマスク９１を形成するものである。
【００８４】
ここで、接着層８９としては、例えば、ポリイミド系接着シートあるいは、エポキシ系接着シートあるいは、エポキシ系接着剤を用いればよい。また、金属膜９０として、４２アロイ（ニッケル４２％および鉄５８％の合金で線膨張率４ｐｐｍ／℃程度）あるいはインバー（例えば、ニッケル３６％および鉄６４％の合金で線膨張率１．５ｐｐｍ／℃程度）の様な低線膨張率で、かつシリコンウエハ（シリコン型材）８０の線膨張率に近い金属シート（線膨張係数１〜６ｐｐｍ／℃程度）を、接着層８９で配線材料８８を形成したポリイミド膜８５に貼り合わせて構成することにより、形成されるプローブシートの強度向上、大面積化が図れるほか、検査時の温度による位置ずれ防止等、様々な状況下での位置精度確保が可能である。この主旨において、金属膜９０としては、バーンイン検査時の位置精度確保をねらい、検査対象の半導体素子の線膨張率に近い線膨張率の材料を用いてもよい。
【００８５】
上記接着工程は、例えば、上記図６（ｄ）の接触端子部８および配線材料８８を形成したポリイミド膜８５に配線材料８８をめっきして、ホトレジストマスク８７および導電性被覆８６を除去したシリコンウエハ８０と、接着層８９および金属膜９０とを重ね合わせて、１〜２０ＭＰａで加圧しながら接着層８９のガラス転移点温度（Ｔｇ）以上の温度を加え、真空中で加熱加圧接着すればよい。接着層８９を、例えば、エポキシ系の接着剤を塗布することにより形成してもよい。
【００８６】
次に、図６（ｆ）に示す工程が実行される。まず、上記金属膜９０に形成したホトレジストマスク９１で金属膜９０をエッチングする。金属膜９０として、４２アロイ膜あるいはインバーシートを用いた場合は、塩化第二鉄溶液でスプレーエッチング（シャワーエッチング）すればよい。また、ホトレジストマスク９１としては、液状レジストでもフィルム状レジスト（ドライフィルム）でもよい。次に、上記ホトレジストマスク９１を除去し、プロセスリング９５を前記金属膜９０に接着剤９６で固着し、プロセスリング９５の面に保護フィルムを接着した後、二酸化シリコン膜８１を形成したシリコンウエハ８０の表面に中央をくりぬいた保護フィルムを貼り付けて、該保護フィルムをマスクとして二酸化シリコン膜８１をフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液によりエッチング除去し、前記保護フィルムを剥離し、シリコンエッチング用保護治具１００を取り付けて、シリコンウエハ８０をエッチング除去するものである。
【００８７】
例えば、シリコンエッチング用保護治具１００として、固定治具１００ａとステンレス製のふた１００ｂとの間にＯリング１００ｃを介して装着し、型材であるシリコンウエハ８０を強アルカリ液（例えば、水酸化カリウム）によりエッチング除去すればよい。
【００８８】
次に、図６（ｇ）に示す工程が実行される。この工程は、上記シリコンエッチング用保護治具１００を取り外し、プロセスリング９５の面に保護フィルムを接着した後、二酸化シリコン膜８２、導電性被覆８３のクロム膜および銅膜、電気めっきしたニッケル膜をエッチング除去して、プローブシート構造体１０５を形成するものである。
【００８９】
例えば、二酸化シリコン膜８２をフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液によりエッチング除去し、クロム膜を過マンガン酸カリウム液によりエッチング除去し、銅膜およびニッケル膜をアルカリ性銅エッチング液によりエッチング除去すればよい。
【００９０】
なお、この一連のエッチング処理の結果、接触端子表面に露出するロジウムめっきを用いるのは、電極３の材料であるアルミニウムやはんだ等が付着しにくく、ニッケルより硬度が高く、酸化されにくく接触抵抗が安定なためである。
【００９１】
次に、図７（ａ）に示す工程が実行される。以後の図７（ａ）〜（ｃ）の断面概略図は、接着ホルダ５を図３（ｂ）のＢ方向から見た図面である。この工程は、前記のプロセスリング９５を固定したプローブシート４に、ノックピン孔９７ａおよびノックピン孔９８ｂを孔あけ加工するものである。プローブシート４の孔あけ加工は、レーザ孔あけ、あるいはドライエッチング、パンチング加工などを実施すればよい。
【００９２】
次に、図７（ｂ）に示す工程が実行される。この工程は、ノックピン９７を用いて、接着剤７１を塗布した接着ホルダ５を該接着ホルダ５のノックピン孔９７ｂおよび上記のプローブシート４のノックピン孔９７ａで位置決めして、接触端子保護台７０にノックピン９８を用いて位置決め保持したプローブシート４に載せ、前記接着ホルダ５を接着ホルダ押さえ板７２でプローブシート４に加圧して固着するものである。
【００９３】
次に、図７（ｃ）に示す工程が実行される。この工程は、前記接着ホルダ押さえ板７２をはずして、ノックピン９７およびノックピン９８を取り除き、接着ホルダ５を固着したプローブシート４を所望の形状に切り抜くものである。プローブシート４を切り抜くには、レーザカットあるいは型抜き、ナイフカットなどを実行すればよい。プローブシートの切り抜き形状は、図４および図５および図２０および図２１および図２２に示したプローブシートの構成に合った形状にして、例えば、図３の代表例に示したように、接着ホルダを組み立て、図２の代表例に示したようなプローブカードとする。
【００９４】
図８に、プローブシート４に接着ホルダ５を接着するために使用する組立治具の一例を斜視図で示した。本接着治具を用いて、前述した図７（ｂ）に記載した組立作業を実施すればよい。
【００９５】
次に、上記第一の実施の形態のプローブシートの製造プロセスとは若干異なる第二の実施の形態のプローブシートについて、図９を参照にし、その製造工程を説明する。
【００９６】
図９（ａ）〜（ｄ）は、プローブシートを形成する他の製造プロセスを工程順に示したものである。
【００９７】
まず、前記と同様に、図６（ａ）に示したシリコンウエハ８０に角錐状のエッチング穴８０ａを形成した後、マスクとして用いた二酸化シリコン膜をフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液によりエッチング除去して、再度シリコンウエハ８０の全面を、ウェット酸素中での熱酸化により、二酸化シリコン膜８２を、０．５μｍ程度形成する工程が実行された後、図９（ａ）に示した工程が実行される。この工程は、二酸化シリコン膜８２の表面に導電性被覆８３を形成し、次に上記導電性被覆８３の表面に、ポリイミド膜７５を形成し、ついで、接触端子４ａを形成すべき位置にあるポリイミド膜７５を、上記導電性被覆８３の表面に至るまで除去する工程が実行される。
【００９８】
上記導電性被覆８３としては、例えば、クロムをスパッタリング法あるいは蒸着法により成膜することにより、厚さ０．１μｍ程度のクロム膜を形成して、該クロム膜を形成した表面に銅をスパッタリング法あるいは蒸着法により成膜することにより、厚さ１μｍ程度の銅膜を形成すればよい。上記ポリイミド膜７５を除去するには、例えば、レーザ穴あけ加工あるいはポリイミド膜７５の表面にアルミニウムマスクを形成してドライエッチングを用いればよい。
【００９９】
次に、図９（ｂ）に示す工程が実行される。まず、該ポリイミド膜７５の開口部に露出した導電性被覆８３に、該導電性被覆８３を電極として、硬度の高い材料を主成分として電気めっきして、接触端子４ａおよび接続電極部４ｂを一体として形成する。続いて、上記の接触端子部８およびポリイミド膜７５に導電性被覆８６を形成し、ホトレジストマスク８７を形成した後、配線材料８８をめっきする。
【０１００】
上記硬度の高いめっき材料として、例えば、ニッケル８ａ、ロジウム８ｂ、ニッケル８ｃを順次にめっきして、接触端子４ａおよび接続電極部４ｂを一体として接触端子部８を形成すればよい。
【０１０１】
上記導電性被覆８６として、例えば、クロムをスパッタリング法あるいは蒸着法により成膜することにより、厚さ０．１μｍ程度のクロム膜を形成して、該クロム膜を形成した表面に銅をスパッタリング法あるいは蒸着法により成膜することにより、厚さ１μｍ程度の銅膜を形成すればよい。また、配線材料８８としては、銅あるいは銅にニッケルをめっきして用いればよい。
【０１０２】
次に、図９（ｃ）に示す工程が実行される。この工程は、上記ホトレジストマスク８７を除去し、配線材料８８をマスクとして導電性被覆８６をソフトエッチング除去した後、接着層８９および金属膜９０を形成し、上記金属膜９０にホトレジストマスク９１を形成するものである。
【０１０３】
ここで、接着層８９としては、例えば、ポリイミド系接着シートあるいは、エポキシ系接着シートを用いればよい。また、金属膜９０として、４２アロイ（ニッケル４２％および鉄５８％の合金で線膨張率４ｐｐｍ／℃程度）あるいはインバー（例えば、ニッケル３６％および鉄６４％の合金で線膨張率１．５ｐｐｍ／℃程度）の様な低線膨張率で、かつシリコンウエハ（シリコン型材）８０の線膨張率に近い金属シートを、接着層８９で配線材料８８を形成したポリイミド膜７５に貼り合わせて構成することにより、形成されるプローブシート４の強度向上、大面積化が図れるほか、検査時の温度による位置ずれ防止等、様々な状況下での位置精度確保が可能である。この主旨において、金属膜９０としては、バーンイン検査時の位置精度確保をねらい、検査対象の半導体素子の線膨張率に近い線膨張率の材料を用いてもよい。
【０１０４】
上記接着工程は、例えば、上記図９（ｂ）の接触端子部８および配線材料８８を形成したポリイミド膜７５に配線材料８８をめっきして、ホトレジストマスク８７および導電性被覆８６を除去したシリコンウエハ８０と、接着層８９および金属膜９０とを重ね合わせて、１〜２０ＭＰａで加圧しながら接着層８９のガラス転移点温度（Ｔｇ）以上の温度を加え、真空中で加熱加圧接着すればよい。接着層８９をエポキシ系の接着剤を塗布することにより形成してもよい。
【０１０５】
次に、図９（ｄ）に示す工程が実行される。この工程は、図６（ｆ）と同様な工程を経て、プローブシート構造体１０５を製作するものである。
【０１０６】
このプローブシート構造体１０５を用いて、図７（ａ）〜（ｃ）と同様な接着ホルダ５の接着作業を経て、図２の代表例に示したようなプローブカードとする。
【０１０７】
第三の実施の形態のプローブシートの製造プロセスについて、図１０を参照にし、その製造工程を説明する。
【０１０８】
本プローブシートの製造方法は、図９で記述したプローブシートの製造方法と同様であり、異なる部分は、接触端子４ａから引き出した引き出し配線の配線材料８８に外部接続用のめっきバンプ７７を形成するところである。該めっきバンプ７７は、図４（ｅ）および（ｆ）、図５（ｅ）および（ｆ）に示した例のような多層配線基板５０の電極に接続するための引き出し配線シート１０の電極に接続するための電極（バンプ）４ｆとして用いるものである。
【０１０９】
上記のめっきバンプ７７を形成する製造方法の一例について、図１０を用いて次に説明する。
【０１１０】
図１０（ａ）は、まず、図９（ａ）〜（ｃ）に示した工程と同様の工程で接触端子４ａを形成する工程が実行された後、めっきバンプ７７を形成すべき位置にある接着層８９を、配線材料８８の表面に至るまで除去して、穴７６を形成するものである。
【０１１１】
上記接着層８９を除去するには、例えば、レーザ穴あけ加工あるいは接着層８９の表面にアルミニウムマスクを形成してドライエッチングを用いればよい。
【０１１２】
次に、図１０（ｂ）に示す工程が実行される。この工程は、前記接着層８９の穴７６に露出した配線材料８８に、導電性被覆８３を電極として電気めっきして、めっきバンプ７７ａを形成し、該めっきバンプ７７ａの表面にめっき層７７ｂを形成する。その後、図６（ｆ）と同様な工程を経て、プローブシート構造体１０５を製作するものである。
【０１１３】
上記のめっき材料として、例えば、めっきバンプ７７ａとして銅あるいはニッケルをめっきし、めっき層７７ｂとして、金をめっきすればよい。
【０１１４】
このプローブシート構造体１０５を用いて、図７（ａ）〜（ｃ）と同様な接着ホルダ５の接着作業を経て、プローブカードとする。
【０１１５】
第四の実施の形態のプローブシートの製造プロセスについて、選択めっき膜を用いてプローブシートを形成する製造方法の一例について図１１を参照にし、その製造工程を説明する。
【０１１６】
まず、図１１（ａ）に示す工程が実行される。この工程は、図６（ａ）、図６（ｂ）と同様な工程で、シリコンウエハ８０に角錐状のエッチング穴を形成し、その表面に二酸化シリコン膜８２および導電性被覆８３を形成し、図６（ｂ）とは異なり、接触端子４ａを形成する部分に、ホトレジスト６０のパターンを形成する。ここで、ホトレジストの代わりにドライフィルムを用いてもよい。
【０１１７】
次に、図１１（ｂ）に示す工程が実行される。前記の導電性被覆８３を電極として、選択めっき膜６１をめっきする。選択めっき膜６１としては、例えば、銅を１０〜５０μｍめっきする。
【０１１８】
次に、図１１（ｃ）に示す工程が実行される。この工程は、ホトレジスト６０を除去して、選択めっき膜（銅めっき層）６１の表面にドライフィルム６２のパターンを形成する。
【０１１９】
次に、図１１（ｄ）に示す工程が実行される。この工程は、前記ドライフィルム６２をマスクとして、導電性被覆８３および選択めっき膜６１を電極として、硬度の高い材料を主成分として電気めっきして、接触端子４ａおよび接続電極部４ｂを一体として形成するものである。硬度の高いめっき材料として、例えば、ニッケル８ａ、ロジウム８ｂ、ニッケル８ｃを順次にめっきして、接触端子４ａおよび接続電極部４ｂを一体として接触端子部８を形成すればよい。その後、ドライフィルム６２を除去する。
【０１２０】
次に、図６（ｄ）〜図６（ｅ）と同様な工程で、図１１（ｅ）に示した引き出し配線の配線材料８８および所望の金属膜９０のパターンを形成する。
【０１２１】
次に、図６（ｆ）〜図６（ｇ）と同様な工程で、図１１（ｆ）に示したプローブシート構造体１０５を形成する。図６（ｇ）と異なる点は、選択めっき膜６１を除去する工程が、新たに加わる点である。
【０１２２】
第五の実施の形態のプローブシートの製造プロセスについて、図１２を参照して、その製造工程を説明する。
【０１２３】
本プローブシートの製造方法は、接触端子の高さ（ポリイミド膜からの突出量）を確保するため、図１１と同様に初期的に選択エッチング用のめっき膜を形成した例を用いて、接触端子を形成した引き出し配線間にスリットを形成して、より柔軟性をもたせた例を示した。スリット形成前のプローブシートとして、図６〜図１０の製造方法を用いてもよいことは、いうまでもない。
【０１２４】
本プローブシートの製造方法は、図１１（ａ）〜（ｆ）と同様な工程で、図１２（ａ）の状態のプローブシート構造体を製作する。
【０１２５】
その後、図１２（ｂ１）のように、接触端子部８を形成した領域の接着層８９および配線材料８８で覆われていない部分のポリイミド膜８５をレーザで除去して、配線材料８８およびポリイミド膜８５ａにより、両持ち梁として接触端子４ａが支えられた構造を形成する。なお、ドライエッチングで、接着層８９およびポリイミド膜８５を除去してもよい。
【０１２６】
なお、図１２（ｂ２）は、図１２（ｂ１）の接触端子部８を形成した領域の一部を、図１２（ｂ１）の下面から見た平面図である。このように、接触端子部８の両側を分離することにより、接触端子部８を形成したポリイミド膜に、より柔軟性を持たせた個別の倣い動作を付与することができる。
【０１２７】
なお、図１２（ａ）の状態のプローブシート構造体を形成する場合に、接触端子部８より長く形成した配線材料８８の長さを短くすることにより、図１２（ｃ１）のように、接触端子部８を形成した領域の接着層８９および配線材料８８で覆われていない部分のポリイミド膜８５をレーザで除去して、配線材料８８およびポリイミド膜８５ｂにより、片持ち梁として接触端子４ａが支えられた構造を形成してもよい。図１２（ｃ２）は、図１２（ｃ１）の接触端子部８を形成した領域の一部を、図１２（ｃ１）の下面から見た平面図である。このように、接触端子部８を個別分離することにより、前述した形態のプローブシートよりも可動しやすい個々の倣い動作を付与することができる。
【０１２８】
なお、より安定した接触抵抗値を確保するため、図１３（ａ）に示すように、弾性材料９３ａによるエラストマを接触端子部に対応する部分に形成してもよい。
【０１２９】
エラストマとしては、例えば、弾性樹脂による弾性材料９３ａを印刷あるいはディスペンサ塗布するか、シリコーンシートあるいは弾性線材を設置すればよい。あるいは、感光性弾性材料（例えば、感光性シリコーン樹脂）を塗布して、接触端子部に対応する部分にパターン形成してもよい。
【０１３０】
エラストマは、接着層８９に形成しても、図１２に示したような接着層８９およびポリイミド膜８５を部分的に除去したプローブシートに形成してもよい。図１３（ｂ１）および図１３（ｃ）に、両持ち梁構造に弾性樹脂９３ｂを形成した例および弾性線材９３ｃを設置した例を示した。なお、図１３（ｂ２）は、図１３（ｂ１）の接触端子部８を形成した領域の一部を、図１３（ｂ１）の下面から見た平面図である。
【０１３１】
なお、プローブシートの構造体にエラストマを形成する形態について幾つか述べたが、前述したどのプローブシート構造体にもエラストマ形成が適用できることは言うまでもない。
【０１３２】
エラストマの役目としては、多数の接触端子の先端がウエハ１に配列された電極３に接触する際の全体としての衝撃を緩和すると共に、プローブシートに形成した個々の接触端子の先端の高さの数μｍ程度以下のバラツキを局部的な変形によって吸収してウエハ１上に配列された各電極３の高さの±０．５μｍ程度のバラツキに倣って均一な食い込みによる接触を行わせるためである。
【０１３３】
なお、高速電気信号検査用のプローブとして電気信号の乱れを極力防止するためには、プローブシートにグランド層を形成した構造が望ましい。例えば、図１４あるいは図１５に示したように、引き出し配線の配線材料８８を形成した面に、更にポリイミド膜１０６とグランド層１０７を形成し、更に前述した接着層８９および金属膜９０からなるパターンを形成すればよい。
【０１３４】
あるいは、金属膜９０を可能な限り残して、グランド層として利用することも可能である。金属膜９０として、４２アロイあるいはインバーを用いた場合は、必要に応じて、表面に銅あるいは金などをめっきすることにより、より安定したグランド層を形成してもよい。
【０１３５】
なお、接触端子４ａの形状に準じたダミー端子１０８を、プローブシートの任意な場所に設置して、接触端子群の局所に初期に荷重が集中するのを防止してもよい。図１６を参照にし、このダミー端子の構造及び製造工程を以下に説明する。
【０１３６】
本プローブシートの製造方法は、図６〜図１５で記述したプローブシートの製造方法と同様であり、異なる主要な部分は、接触端子４ａと同時に接触端子の形状に準じたダミー端子１０８を設けるところである。該ダミー端子１０８は、ウエハ１の電極３に接触時のプローブシート４の変形を防止し、接触端子群の局部に初期に荷重が集中するのを防止するために用いるものである。その形状は、接触端子４ａと同一でなくてもよく、図１６に示すように、接触端子４ａよりも底面積（ウエハ１との接触面積）の大きい角錐台状のものとしてもよい。他のプローブシートの製造方法でも、同様にダミー端子１０８を設けてもよいことはいうまでもない。
【０１３７】
上記のダミー端子を形成する製造方法の一例について、図１６を用いて次に説明する。
【０１３８】
まず、図１６（ａ）に示す工程が実行される。この工程は、厚さ０．２〜０．６ｍｍのシリコンウエハ８０の（１００）面の両面に熱酸化により二酸化シリコン膜８１を０．５μｍ程度形成し、ホトレジストマスクにより二酸化シリコン膜８１をフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液によりエッチング除去する工程が実行される。次に、一部がエッチングされた二酸化シリコン膜８１をマスクとして、シリコンウエハ８０を強アルカリ液（例えば、水酸化カリウム）により異方性エッチングして、角錐状あるいは角錐台状のエッチング穴８０ａおよび８０ｂを形成する工程が実行される。
【０１３９】
次に、図１６（ｂ）に示す工程が実行される。この工程は、マスクとして用いた二酸化シリコン膜８１をフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液によりエッチング除去して、再度シリコンウエハ８０の全面に、ウェット酸素中での熱酸化により、二酸化シリコン膜８２を、０．５μｍ程度形成し、該二酸化シリコン膜８２の表面に導電性被覆８３を形成した後、上記導電性被覆８３の表面に、ホトレジスト膜を形成し、ついで、接触端子４ａを形成すべき位置にあるホトレジスト膜を、上記導電性被覆８３の表面に至るまで除去し、該ホトレジスト膜の開口部に露出した導電性被覆８３に、該導電性被覆８３を電極として、硬度の高い材料を主成分として電気めっきして、接触端子４ａおよび接続電極部４ｂを一体として形成した後、該ホトレジストを除去するものである。硬度の高いめっき材料として、例えば、ニッケル８ａ、ロジウム８ｂ、ニッケル８ｃを順次にめっきして、接触端子４ａおよび接続電極部４ｂを一体として接触端子部８を形成すればよい。
【０１４０】
次に、図６（ｄ）〜（ｅ）と同様な工程を経て、図１６（ｃ）の段階から、図６（ｆ）〜（ｇ）と同様な工程を経て、図１６（ｄ）に示すプローブシート構造体１０５を製作するものである。
【０１４１】
また、図１６（ｂ）の工程で、ダミー端子１０８を形成する位置のホトレジスト膜を部分的に除去してダミー端子１０８を形成すべき位置にあるホトレジスト膜を、上記導電性被覆８３の表面に至るまで除去する加工を実施し、接触端子部８と同じ材料構成でダミー端子１０８ｂを形成し、図１６（ｄ２）に示した、プローブシート構造体１０５ｂを製作してもよい。
【０１４２】
次に、以上説明した本発明に係るプローブカード（プロービング装置）を用いた半導体検査装置の一例について、図１７を用いて説明する。図１７は、本発明に係る図２の実施の形態のプローブ構造体を用いた半導体検査装置を含む検査システムの全体構成を示す図である。なお、前記の実施の形態のプローブ構造体の変形例を用いた半導体検査装置においても同様である。
【０１４３】
検査システムの全体構成において、プローブカードはウエハプローバとして構成されている。この検査システムは、被検査対象である半導体ウエハ１を支持する試料支持系１６０と、ウエハ１の電極３に接触して電気信号の授受を行うプローブカード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、半導体素子（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。この半導体ウエハ１は、多数の半導体素子（チップ）が配列され、各半導体素子の表面には、外部接続電極としての複数の電極３が配列されている。試料支持系１６０は、半導体ウエハ１を着脱自在に載置して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、例えば、ステッピングモータなどから構成される。試料台１６２の水平および垂直方向における位置決め動作は、Ｘ−Ｙステージ１６７の水平面内における移動動作と、昇降駆動部１６５による上下動などとを組み合わせることにより行われる。また、試料台１６２には、図示しない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。
【０１４４】
試料台１６２の上方には、プローブカード１２０が配置される。すなわち、例えば、図２に示すプローブカード１２０および多層配線基板５０は、当該試料台１６２に平行に対向する姿勢で設けられる。各々の接触端子４ａは、該プローブカード１２０のプローブシート４に設けられた引き出し配線４ｃ、電極４ｄを介して、多層配線基板５０の電極５０ａおよび内部配線５０ｂとを通して、該多層配線基板５０に設けられた電極５０ｃに接続され、該電極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。
【０１４５】
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の各駆動部のアクチュエータ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、例えば、手動操作の指示を受け付ける。
【０１４６】
試料台１６２には、半導体素子２を加熱させるためのヒータ１４１が備えられている。温度制御系１４０は、試料台１６２のヒータ１４１あるいは冷却治具を制御することにより、試料台１６２に搭載された半導体ウエハ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、温度制御に関する各種指示の入力の受付、例えば、手動操作の指示を受け付ける。
【０１４７】
以下、半導体検査装置の動作について説明する。まず、被検査対象である半導体ウエハ１は、試料台１６２の上に位置決めして載置され、Ｘ−Ｙステージ１６７および回動機構を駆動制御し、半導体ウエハ１上に配列された複数個の半導体素子上に形成された電極３の群を、プローブカード１２０に並設された多数の接触端子群の直下に位置決めする。その後、駆動制御系１５０は、昇降駆動部１６５を作動させて、多数の電極３の全体の面が接触端子の先端に接触した時点から２０μｍ〜１５０μｍ程度押し上げる状態になるまで試料台１６２を上昇させることによって、接触端子４ａの群における各々の先端を、スプリングを有した押圧ブロック５ｂでエラストマ５ｃを介してプローブシート４の背面から、プローブシート４の接触端子４ａが並設された領域部を張り出させて、半導体ウエハ１上に配列された電極３に適正な荷重（１ピン当たり３〜１５０ｍＮ程度）に基づく押し込みによる接触が行われ、各接触端子４と各電極３との間が低抵抗（０．０１Ω〜０．１Ω）で接続されることになる。
【０１４８】
さらに、ケーブル１７１、多層配線基板５０、および接触端子４ａを介して、半導体ウエハ１に形成された半導体素子とテスタ１７０との間で、動作電力や動作検査信号などの授受を行い、当該半導体素子の動作特性の可否などを判別する。さらに、上記の一連の検査動作が、半導体ウエハ１に形成された複数の半導体素子の各々について実施され、動作特性の可否などが判別される。
【０１４９】
以上、プローブシート構造体として、図２で示した例を述べたが、それぞれのプローブシート構造体は、前述のどのプローブカードにも適用できることは言うまでもない。
【０１５０】
次に、上記半導体検査装置を用いた検査方法の更なる応用例について、その一例について図１８を用いて説明する。
【０１５１】
図１８（ａ）は、ウエハ１１０に形成された被検査対象である半導体素子形成領域１１０ａを示した平面図であり、半導体素子形成領域１１０ａを検査するプローブとして、例えば、図１８（ｂ）および図１８（ｃ）に示したような飛び飛びの配置の半導体素子群１１０ｂおよび１１０ｃ（図中の斜線部分）に接触するプローブシート接着ホルダを組み合わせたプローブカードを、半導体素子群のパターンに応じて１種類あるいは必要に応じて２種類以上製作して、順次検査用に用いることにより、全半導体素子形成領域１１０ａを検査するようにしてもよい。例えば、図１８（ｄ）に示したように、長方形のプローブシート接着ホルダを並べて多層配線基板（図示せず）に固定して、ウエハ支持台をＹ方向に１チップ分移動して、Ｘ方向に１個のプローブシート構造体に形成したチップ数分移動してウエハを検査することにより、図１８のように同時半導体素子群１１０ｂ，１１０ｃと順次検査して、２回でウエハ全体を検査する方法により、最小限のタッチダウン回数で半導体素子形成領域１１０ａの全チップを検査できるため、検査効率の向上を図ることができる。
【０１５２】
なお、タッチダウン回数を２回に限らなくても構わないことは言うまでもない。
【０１５３】
本発明のプローブシート接着ホルダは、検査対象のウエハに形成された半導体素子（チップ）の全体配置に合わせて、複数のプローブシート接着ホルダを組み合わせることによって接触端子の配置パターンを自在に設計できるものである。そのため、タッチダウン毎の移動時に、重なってプロービングするチップ領域の極力少なく、効率のよい移動パターンを選択することができ、タッチダウン回数の少ない効率のよい検査装置を設計・構成することができる。
【０１５４】
半導体検査装置におけるプローブシート接着ホルダを上記のように検査対象のウエハに形成された半導体素子の全体配置に合わせて設計しておけば、チップのパッドにだぶってプロービングする領域がないため、ウエハのパッドへのプロービング跡が最小限に抑えられ、後のワイヤボンドあるいはバンプ形成の信頼性が向上する。
【０１５５】
さらに、プローブシート構造体の接触端子が、チップの形成されていない領域にはみ出しても、独立したスプリングで個々の接続端子をプローブシートの背面から垂直に押圧する構造であり、加えて、数百μｍのストロークでも荷重の増加が１０％以下程度に抑えられるため、ウエハに接触した接触端子は、ほぼ一定の規定荷重で接触し、接触しない端子には無理な荷重が加わらないため、ウエハおよび接触端子の損傷を防止することができる。
【０１５６】
以上説明したように、本実施の形態のプローブシート構造体によれば、前述の図２〜図１６の製造プロセスによるプローブシートを形成する場合、接触端子４ａを角錐形状あるいは角錐台形状等の接触端子とすることができるため、従来の半球状めっきバンプや平面電極同士の接触と比較して、硬度のある接触端子で低接触圧で電極の表面酸化物あるいは表面不純物などを突き破って真性な金属電極材料と接触することにより、安定した接触特性値が実現でき、また、シリコンウエハと線膨張率が同じ金属膜９０で裏打ちされたホトリソグラフ工程でプローブシートを形成するため、接触領域が大面積でもプローブシートの接触端子群と、半導体素子の電極群との先端位置精度が良好な接触が容易に実現できる。
【０１５７】
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、本発明は上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言うまでもない。例えば、本実施の形態では、プローブカードのプローブカード接着ホルダとして図２の構成を持つプローブカード接着ホルダを用いた例を示したが、、図４〜図１６のようなプローブシート構造体を用いてもよいことは言うまでもない。
【０１５８】
最後に、上記半導体検査装置を用いた検査工程、又は検査方法を含む半導体装置の製造方法の代表例について、図１９を参照して説明する。
【０１５９】
（１）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、半導体装置を形成する工程（半導体素子回路形成）と、本発明に係る半導体検査装置によりウエハレベルで複数の半導体装置の電気的特性を一括して検査する工程（ウエハ検査）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、半導体素子を樹脂等で封止する工程（組立・封止）を有する。その後、バーンイン、選別検査、外観検査を経て、チップパッケージ品として出荷される。
【０１６０】
（２）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、本発明に係る半導体検査装置により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）を有する。その後、チップ検査用ソケット装着、バーンイン、選別検査、ソケットから取り外し、外観検査を経て、ベアチップ出荷品として出荷される。
【０１６１】
（３）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、半導体装置を形成する工程（半導体素子回路形成）と、本発明に係る半導体検査装置によりウエハレベルで複数の半導体装置の電気的特性を一括して検査する工程（ウエハ検査）を有する。その後、バーンイン、選別検査、外観検査を経て、フルウエハ出荷品として出荷される。このバーンイン、選別検査においても、本発明に係る半導体検査装置により検査が行われる。
【０１６２】
（４）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、半導体装置を形成する工程（半導体素子回路形成）と、本発明に係る半導体検査装置によりウエハレベルで複数の半導体装置の電気的特性を一括して検査する工程（ウエハ検査）を有する。その後、バーンイン、外観検査を経て、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、ベアチップ出荷品として出荷される。このバーンイン、選別検査においても、本発明に係る半導体検査装置により検査が行われる。
【０１６３】
（５）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、半導体装置を形成する工程（半導体素子回路形成）と、ウエハを分割する工程（ウエハ分割）と、本発明に係る半導体検査装置により分割したウエハレベルで複数の半導体装置の電気的特性を一括して検査する工程（分割ウエハ検査）を有する。その後、バーンイン、選別検査、外観検査を経て、分割ウエハ出荷品として出荷される。このバーンイン、選別検査においても、本発明に係る半導体検査装置により検査が行われる。
【０１６４】
（６）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、半導体装置を形成する工程（半導体素子回路形成）と、ウエハを分割する工程（ウエハ分割）と、本発明に係る半導体検査装置により分割したウエハレベルで複数の半導体装置の電気的特性を一括して検査する工程（分割ウエハ検査）を有する。その後、バーンイン、選別検査、分割したウエハを切断し、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、ベアチップ出荷品として出荷される。このバーンイン、選別検査においても、本発明に係る半導体検査装置により検査が行われる。
【０１６５】
（７）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、半導体装置を形成する工程（半導体素子回路形成）と、ウエハに樹脂層等を形成する工程（樹脂層形成）と、樹脂層等を形成し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本発明に係る半導体検査装置により一括して検査する工程（ウエハ検査）を有する。その後、バーンイン、選別検査を経て、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。このバーンイン、選別検査においても、本発明に係る半導体検査装置により検査が行われる。
【０１６６】
（８）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、半導体装置を形成する工程（半導体素子回路形成）と、ウエハに樹脂層等を形成する工程（樹脂層形成）と、樹脂層等を形成し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本発明に係る半導体検査装置により一括して検査する工程（ウエハ検査）を有する。その後、バーンイン、選別検査、外観検査を経て、フルウエハＣＳＰ出荷品として出荷される。このバーンイン、選別検査においても、本発明に係る半導体検査装置により検査が行われる。
【０１６７】
（９）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、半導体装置を形成する工程（半導体素子回路形成）と、ウエハに樹脂層等を形成する工程（樹脂層形成）と、樹脂層等を形成したウエハを分割する工程（ウエハ分割）と、本発明に係る半導体検査装置により分割したウエハレベルで複数の半導体装置の電気的特性を一括して検査する工程（分割ウエハ検査）を有する。その後、バーンイン、選別検査、外観検査を経て、分割ウエハＣＳＰ出荷品として出荷される。このバーンイン、選別検査においても、本発明に係る半導体検査装置により検査が行われる。
【０１６８】
（１０）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、半導体装置を形成する工程（半導体素子回路形成）と、ウエハに樹脂層等を形成する工程（樹脂層形成）と、樹脂層等を形成したウエハを分割する工程（ウエハ分割）と、本発明に係る半導体検査装置により分割したウエハレベルで複数の半導体装置の電気的特性を一括して検査する工程（分割ウエハ検査）を有する。その後、バーンイン、選別検査、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。このバーンイン、選別検査においても、本発明に係る半導体検査装置により検査が行われる。
【０１６９】
上記した半導体装置の製造方法における、半導体素子の電気的特性を検査する工程では、本発明に係るプローブカードを用いることにより、位置精度よく良好な接触特性を得ることができる。
【０１７０】
すなわち、結晶性を有する基板の異方性エッチングによる穴を型材としてめっきすることで形成される角錐形状又は角錐台形状の接触端子４ａを用いて検査することにより、低接触圧で安定した接触特性を実現でき、下部にある半導体素子を傷めずに検査することが可能である。また、複数の接触端子４ａがウエハ１と同じ線膨張率を持った金属膜９０で取り囲まれる構造をとるため、検査動作時でも接触端子は余分な応力を受けず、ウエハ１の電極３との相対位置が精確な接触が実現できる。
【０１７１】
さらに、半導体素子の電極への圧痕は、小さく、しかも点（角錐形状又は角錐台形状に凹状の点）になるため、この電極表面にはほとんど圧痕のない平らな領域が残ることになり、図１９に示した検査工程のように接触による検査が複数回あっても対応できる。
【０１７２】
特に、初期特性検査、バーンイン、選別検査等の複数回の検査工程がある場合でも、検査用部品を搭載したプローブシート４を、突起状の接触端子を半導体素子の検査用電極に加圧接触させた構成にすることにより、半導体素子の一連の検査工程によるウエハ１の電極３へのプロービング痕が、全検査工程終了後でもパッドへのダメージが少なく、その後の半導体素子の接続工程（ワイヤーボンディング、はんだバンプ形成、金バンプ形成、金錫接合等）の信頼性を向上できる。
【０１７３】
また、柔軟な薄膜のプローブシート４に形成した四角錐あるいは四角錐台状の接触端子を、各プローブシート接着ホルダの組み合わせによりウエハの電極に接触させることにより、簡便な押圧機構で各接触端子を確実に接触させることができ、大面積でも対応可能な安定した接触抵抗値を実現できる。
【０１７４】
また、薄膜の配線回路技術を用いることにより、接触端子の間近に、容易に必要な部品（例えば、コンデンサ、抵抗器、ヒューズ、コネクタ）を配置・搭載することができ、安定した検査や回路を実現できる。
【０１７５】
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、本発明は上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言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、プローブシート接着ホルダ、プローブカード、半導体検査装置および半導体装置の製造方法に適用して有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】（ａ）は半導体素子（チップ）が配列された被接触対象であるウエハを示す斜視図であり、（ｂ）は半導体素子（チップ）を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るプローブカードの第一の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図３】（ａ）は図２に示した本発明に係るプローブカードの第一の実施の形態の要部を分解して示した構造体の斜視図であり、（ｂ）は図２に示した本発明に係るプローブカードの第一の実施の形態の要部を組み立てた状態を示した斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は本発明に係るプローブカードの押圧方式あるいはプローブシートの引き回し方式が異なる他の例の要部を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は本発明に係るプローブカードの押圧方式あるいはプローブシートの引き回し方式が異なる他の例の要部を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は本発明に係るプローブカードにおけるプローブシート（構造体）部分を形成する製造プロセスの一部を示した図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は上記図６（ａ）〜（ｇ）の続きの製造プロセスを示した図である。
【図８】本発明に係るプローブカードにおけるプローブシート（構造体）部分を形成する製造プロセスのうち、プローブシートに接着ホルダを接着するために使用する組立治具の一例を示す斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るプローブカードにおけるプローブシートを形成する他の製造プロセスを工程順に示した図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は本発明に係るプローブカードにおけるプローブシートを形成する他の製造プロセスを工程順に示した図である。
【図１１】（ａ）〜（ｆ）は本発明に係るプローブカードにおけるプローブシートを形成する他の製造プロセスを工程順に示した図である。
【図１２】（ａ）は本発明に係るプローブカードにおけるプローブシートを形成する他の製造プロセスを示した図であり、（ｂ２）は（ｂ１）の接触端子部を形成した領域の一部の断面図を（ｂ１）の下面から見た平面図であり、（ｃ２）は（ｃ１）の接触端子部を形成した領域の一部の断面図を（ｃ１）の下面から見た平面図である。
【図１３】（ａ）は本発明に係るプローブカードにおけるプローブシートを形成する他の製造プロセスを示した図であり、（ｂ２）は（ｂ１）の接触端子部を形成した領域の一部の断面図を（ｂ１）の上面から見た平面図であり、（ｃ）は接触端子部を形成した領域の一部の断面図である。
【図１４】本発明に係るプローブカードにおけるプローブシートを形成する他の製造プロセスを示した図である。
【図１５】本発明に係るプローブカードにおけるプローブシートを形成する他の製造プロセスを示した図である。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るプローブカードにおけるプローブシートを形成する他の製造プロセスを工程順に示した図であり、（ｄ２）は、本発明に係るプローブカードにおけるプローブシートを形成する他の製造プロセスを示した図である。
【図１７】本発明に係る検査システムの一実施の形態を示す全体概略構成を示す図である。
【図１８】（ａ）は検査対象のウエハの半導体素子形成領域の一例を示す平面図であり、（ｂ）は検査対象のウエハを複数回に分けて検査する場合の半導体素子の群が飛び飛びの配置である一例を示す平面図であり、（ｃ）は検査対象のウエハを複数回に分けて検査する場合の半導体素子の群が飛び飛びの配置である（ｂ）と対である一例を示す平面図であり、（ｄ）は飛び飛びの配置の半導体素子の群に対応するようにプローブシートを接着して構成したプローブシート接着ホルダを組み合わせて配置した一例を示す斜視図である。
【図１９】本発明に係る半導体検査装置を用いた検査工程を含む半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図２０】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るプローブカードの押圧方式あるいはプローブシートの引き回し方式が異なる他の例の要部を示す断面図である。
【図２１】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るプローブカードの押圧方式あるいはプローブシートの引き回し方式が異なる他の例の要部を示す断面図である。
【図２２】（ａ）〜（ｆ）は本発明に係るプローブカードの押圧方式あるいはプローブシートの引き回し方式が異なる他の例の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１７８】
１…ウエハ、２…半導体素子（チップ）、３…電極、４…プローブシート、４ａ…接触端子、４ｂ…接続電極部、４ｃ…引き出し配線、４ｄ…電極、４ｅ…突起、４ｆ…バンプ、４ｇ…コネクタ、５…接着ホルダ、５ａ…スプリング、５ｂ…押圧ブロック、５ｃ…エラストマ、６…スプリング押さえ板、７…プローブシート裏基板、８…接触端子部、８ａ…ニッケル、８ｂ…ロジウム、８ｃ…ニッケル、１０…配線シート、１０ａ…コネクタ、１１…スプリングプローブ、４９…接着ホルダ固定板、５０…多層配線基板、５０ａ…電極、５０ｂ…内部配線、５０ｃ…電極、５０ｄ…コネクタ、５１…コンデンサ、６０…ホトレジスト、６１…選択めっき膜、６２…ドライフィルム、７０…接触端子保護台、７１…接着剤、７２…接着ホルダ押さえ板、７５…ポリイミド膜、７６…穴、７７…めっきバンプ、７７ａ…めっきバンプ、７７ｂ…めっき層、８０…シリコンウエハ、８０ａ…エッチング穴、８０ｂ…エッチング穴、８１…二酸化シリコン膜、８２…二酸化シリコン膜、８３…導電性被覆、８４…ホトレジストマスク、８５…ポリイミド膜、８５ａ…ポリイミド膜、８５ｂ…ポリイミド膜、８６…導電性被覆、８７…ホトレジストマスク、８８…配線材料、８９…接着層、９０…金属膜、９１…ホトレジストマスク、９３ａ…弾性材料、９３ｂ…弾性樹脂、９３ｃ…弾性線材、９５…プロセスリング、９６…接着剤、９７…ノックピン、９７ａ…ノックピン孔、９７ｂ…ノックピン孔、９８…ノックピン、９８ｂ…ノックピン孔、１００…シリコンエッチング用保護治具、１００ａ…固定治具、１００ｂ…ふた、１００ｃ…Ｏリング、１０５…プローブシート構造体、１０５ｂ…プローブシート構造体、１０６…ポリイミド膜、１０７…グランド層、１０８…ダミー端子、１０８ｂ…ダミー端子、１１０…ウエハ、１１０ａ…半導体素子形成領域、１１０ｂ…半導体素子群、１１０ｃ…半導体素子群、１２０…プロ−ブカード、１４０…温度制御系、１４１…ヒータ、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…筺体、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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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