(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面（第１面）に銅箔が形成された柔軟性の絶縁フィルムを用意する工程と、前記銅箔をパターニングし配線を形成する工程と、前記絶縁フィルムの前記第１面と反対側の面（第２面）にドライフィルムを貼着する工程と、前記ドライフィルムと前記絶縁フィルムの一体物の表裏面を開通する開口を開けた貫通孔を形成する工程と、前記第１面の配線上にカーボン又は金属粒子を含んだ導電性接着剤を用いて金属板を貼着する工程と、前記金属板を電極とする電解めっきにより前記貫通孔に前記金属板に結合する一体構造の金属充填物をその側面を前記第１面の前記配線の側面に接続させて形成する工程と、前記金属板を前記金属充填物から剥離し前記第１面に前記配線を残し、前記ドライフィルムを前記第２面から剥離する工程とからなり、前記絶縁フィルムの前記貫通孔から前記金属充填物を突出させることを特徴とする半導体検査治具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的検査やバーンイン処理に用いることが可能な、半導体の検査治具及び半導体治具の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピューター等に代表されるように、電子機器に小型化、薄型化が求められている。そのため、その内部に用いられる半導体素子、半導体部品にも、小型化、薄型化が求められ、それを実現するために、半導体チップの高集積化が進んでいる。半導体チップが高集積化すると外部と電気信号の授受を行う電極も、より小さく、より狭ピッチに、そして多ピン化してくる。従ってその実装技術も高度なものが要求されている。
半導体チップをプリント配線板等の回路用の基板に実装する方法としては、例えば半導体チップの電極にはんだバンプを形成し、直接実装する方法が行われている。また、半導体チップの電極上にポリイミド樹脂等を絶縁層として単層もしくは多層の微細な回路を形成したり、微細なリードを取着したりして、半導体チップの電極の位置を変換し、半導体チップとそれほど変わらない大きさで実装を行う方法が行われており、チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）と呼ばれている。
【０００３】
また、多ピン化した半導体チップ、ＣＳＰを小さい面積で実装するにあたっては、半導体チップ、ＣＳＰの周囲部に電極を設けたいわゆるペリフェラルタイプのものでは限界があり、格子状に電極を設けたグリッドアレータイプのものでなければ対応できなくなってきている。
ところで、上述のように高度な実装技術を用いて回路用基板に実装された半導体チップやＣＳＰ等の部品は、その実装後に、半導体チップ内部や半導体チップに形成した回路の欠陥に由来する不良が判明した場合に、回路用基板から取り外したり、さらに別の良品を回路用基板に再実装したりすることは困難である。理由は、半導体チップ、ＣＳＰ側および回路用基板側の双方とも、電極が小さく、狭ピッチに、多ピン化しているため、すべての電極にダメージを与えずに、しかも不良の部品だけを取り外すことが困難であり、また取り外した後に回路用基板側の電極表面を、実装された他の部品に影響を与えることなく清浄な状態にすることも困難であるからである。
【０００４】
上述のような理由から、半導体チップ、ＣＳＰ等の部品を実装する以前に検査し、その品質保証を行うことが強く望まれていた。
また、このような検査に用いられる治具は純粋な電気検査だけでなく、半導体チップのバーンイン処理を行うための治具としても用いられる。本明細書中では、検査とは、バーンイン処理を含む概念であり、バーンイン処理用の治具も含めて「検査治具」と称する。
ところで、半導体チップの電気検査、バーンイン処理を行う際に、ウエハー状態のままで行う技術が近年注目されている。この方法はウエハー状態からダイシングした後に行う方法に比べ、数百個の半導体チップを一度に検査、処理することが可能となり、処理時間やコストの面で飛躍的な改善が期待されているものである。しかし、具体的な方法としては種々の方法が提案されてはいるものの、いずれも不十分なものであった。
【０００５】
このように、ウエハー状態で検査、処理を行う方法としては満足できる方法がないが、ダイシングした後のペリフェラルタイプの半導体チップを検査するための検査治具としては、図４に示されているようなものが知られている。これは、一方の面にリード１０２が形成されたポリイミドフィルム１０１にレーザー加工等の手段で貫通孔を形成し、リードを電極として電解めっきすることによって、貫通孔内に金属物質１０３を充填するというものである。そして、他方の面に突起物ができるまでめっきを行うことにより、被検査体１０５の電極１０４に接触させる電極を形成するというものである。
この検査治具は、貫通孔内に金属物質が充填されているため、他に知られている方式に比べ優れている。例えば、金属ピンを多数本植えつける方式はコストが高く、また微細な金属ピンを狭いピッチで植えつけることには限界があり、ファインピッチには対応できなかった。また、異方導電性ゴムを用いる方式も、ファインピッチになると、絶縁されるべき横方向の絶縁性が十分に確保できなくなるという問題を有していた。
そのため、図４に示されている検査治具は突起物をファインピッチに形成できる点については、優れている方式であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述のように、単にリードを電極として電解めっきを行う方法では、他方の面の突起物は、先端が球状の形状のものしか得られないという問題があった。そのため検査時に、被検査体の電極表面に経時的に酸化される等して形成された酸化膜が障害となって、正常な状態の被検査体が断線しているかのような疑似エラーが生じてしまう可能性が高かった。
特に、グリッドアレータイプの被検査体の検査を行う場合、検査治具と被検査体との接触が格子状に形成された電極同士で行われるため、格子状に形成された電極を部分的に見ても、面と面の状態となり、相互の接触をペリフェラルタイプのものに比べてより十分な状態で行わなければならなかった。
またすでに述べたように、半導体チップをウエハー状態で検査を行う場合も、被検査体の電極の形成状態は、グリッドアレータイプの被検査体とほぼ同じ状態となる。即ち面と面との接触の状態となり、相互の接触を、ペリフェラルタイプのものをダイシングされた状態で行う場合に比べて、より十分な状態で行わなければならなかった。
そのためグリッドアレータイプの被検査体を検査する場合においても、また半導体チップをウエハー状態で検査を行う場合においても、酸化膜を破り、また十分な接触力を得ることができる検査治具が求められていた。また、そのような検査治具を製造する場合、上述のように先端が球状になってしまうため、金属充填物の先端を錐状もしくは柱状に高い精度で形成する方法の開発が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決し、グリッドアレータイプの被検査体の検査を行う場合でも、また半導体チップをウエハー状態で検査を行う場合でも、検査治具と被検査体との接触が十分に行われる検査治具を提供することを目的とする。
さらに、検査治具の金属充填物の先端の形状を錐状もしくは柱状に高い精度で、低コストでしかもファインピッチで形成できる製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、半導体検査治具の製造方法であって、一方の面（第１面）に銅箔が形成された柔軟性の絶縁フィルムを用意する工程と、前記銅箔をパターニングし配線を形成する工程と、前記絶縁フィルムの前記第１面と反対側の面（第２面）にドライフィルムを貼着する工程と、前記ドライフィルムと前記絶縁フィルムの一体物の表裏面を開通する開口を開けた貫通孔を形成する工程と、前記第１面の配線上にカーボン又は金属粒子を含んだ導電性接着剤を用いて金属板を貼着する工程と、前記金属板を電極とする電解めっきにより前記貫通孔に前記金属板に結合する一体構造の金属充填物をその側面を前記第１面の前記配線の側面に接続させて形成する工程と、前記金属板を前記金属充填物から剥離し前記第１面に前記配線を残し、前記ドライフィルムを前記第２面から剥離する工程とからなり、前記絶縁フィルムの前記貫通孔から前記金属充填物を突出させることを特徴としている。このような手段において、絶縁フィルムとしては、ポリイミドフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム等、特に限定されないが、機械的強度、膨張率等の点から、ポリイミドフィルムが望ましい。また、金属充填物の材料としては、ニッケル、銅、あるいはそれらの金属を含む合金系が好ましい。なお、本明細書において用いられる用語についてであるが、「錐状」もしくは「柱状」という形状は、円錐、三角錐、四角錐あるいはさらに多角形の錐状、円柱、三角柱、四角柱、多角形の柱状のいずれでもよく、錐状の場合は先端が先鋭なものばかりでなく、例えば円錐の先端がカットされて平面状の接触部となっている形状のものでもよい。「格子状」は、ある領域の格子上のすべての点という意味ばかりでなく、ある領域の外寄りを二周以上囲うように、並んで形成されている場合も含む概念である。
【００１１】
また、本発明の手段において、レジストフィルムとしては、例えばドライフィルムがあげられる。また貫通孔は、機械的加工、レーザー加工、化学エッチング等の手段で形成することができる。また、テーパー状に加工しておくことによって、後に錐状の金属充填物を形成することも可能である。テーパー状に加工することは、レーザー加工、化学エッチングの方法では容易に実現することができ、特にレーザー加工は微細な加工を行うことができ、好ましい。また、上記金属板は電解めっきの際の電極となるものであって、銅板等が用いられる。導電性接着剤としては、カーボンや金属粒子を含んだ接着剤等が特に電気抵抗が低く、好ましい。さらに、電解めっきによって形成する金属充填物であるが、ニッケルめっき、銅めっき等で形成する方法が例示される。さらに、金属板を剥離する工程では、剥離剤を用いる方法や、反対面の金属充填物を保護した上で、エッチングによって金属板を除去する方法があげられる。
【００１７】
［作用］本発明によれば、半導体検査治具の製造方法であって、一方の面に銅箔が形成された柔軟性の絶縁フィルムを用意する工程と、前記銅箔をパターニングし配線を形成する工程と、前記絶縁フィルムの他方の面にレジストフィルムを貼着する工程と、レジストフィルム及び絶縁フィルムに貫通孔を形成する工程と、前記配線上に導電性接着剤を用いて金属板を貼着する工程と、電解めっきにより前記貫通孔に金属充填物を形成する工程と、前記レジストフィルム及び金属板を剥離する工程とからなるため、検査治具の金属充填物の先端の形状を錐状もしくは柱状に高い精度で形成することが可能となる。さらに、金属充填物の位置、大きさ、間隔も、被検査体にあわせて自由に設定することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を例に基づき説明する。
【００２１】
［実施例１］
本発明の第一の実施例を図１に従って説明する。なお、図１では説明のため、金属充填物を１つしか示しておらず、他の金属充填物は図示を省略している。
まず、図１（ａ）に示すように、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム１０の一方の面に厚さ１５μｍの銅箔１１が形成された材料を用意した。この材料は、ポリイミドフィルムに銅箔を接着剤を用いて接着したものや、銅箔にポリイミド樹脂を塗布したもの等を用いることが可能である。
その後、銅箔上にフォトレジストを形成し、露光、現像、エッチングによって銅箔を所望のパターンにパターニングし、配線１２を形成した（図１（ｂ））。そして、他方の面に厚さ５０μｍのドライフィルム１３を貼着した。このドライフィルムが後に形成する突起物の予定する突起量よりあまりに薄いと、突起物の形状が不安定となるため、突起量以上の厚さとすることが望ましい。そのように、一定量以上の厚さを必要とするため、ドライフィルムを用いると、安定した厚さのフォトレジストが得られるため、好ましい。
【００２２】
さらに、機械的に打ち抜くことによって、格子状に貫通孔１４を形成した（図１（ｃ））。そして、図１（ｄ）に示すように、配線１２上に、導電性接着剤を用いて、銅板１５を貼り付けた。この銅板を電極として、電解めっきを行った。図１（ｅ）に示すようにドライフィルムの貫通孔内までほぼ充填された状態でめっきを終了した。次に金属板１５とドライフィルム１３を剥離することにより、図１（ｆ）に示すような金属充填物１６が形成された検査治具を得た。この状態で、図１（ｆ）の下面側から見た図が、図２である。ポリイミドフィルム１０から金属充填物１６が突出している。
この例では、外側付近を二重に囲うように金属充填物が形成されているが、このようなものも、本明細書でいう「格子状」の概念であることは先に述べた通りである。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、検査治具の金属充填物の先端の形状を柱状に高い精度で形成することが可能となり、また、検査治具の金属充填物の先端の形状を柱状に格子状に高い精度で形成することが可能となるため、検査治具と被検査体との接触を十分に確保することが可能で、被検査体表面の酸化膜を突き破ることも可能であり、従って被検査体を非常に高い精度で検査することができる検査治具、またグリッドアレータイプの被検査体であっても、半導体チップをウエハー状態で検査を行う場合においても非常に高い精度で検査することができる検査治具を得ることができる。さらに、低コストで製造可能であり、２０μｍφ程度の電極を４０μｍピッチ程度で形成可能で、ファインピッチ化を図ることができる。また、金属充填物の位置、大きさ、間隔も、被検査体にあわせて検査治具を製造することができる。
【００２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る検査治具の製造方法の説明図
【図２】実施例１の製造方法で製造された検査治具の下面図
【図４】従来技術に係る検査治具の説明図
【符号の説明】
１０ ポリイミドフィルム
１１    銅箔
１２ 配線
１３ ドライフィルム
１４ 貫通孔
１５  金属板
１６ 金属充填物
１０１  ポリイミドフィルム
１０２  リード
１０３  金属物質
１０４  電極
１０５  被検査体
【図１】
0004296609.tif 000002
【図２】
0004296609.tif 000003
【図４】
0004296609.tif 000004