(57)【要約】【課題】長時間の間、減圧下で加熱しながら行う通電負荷試験において、基板上にトランジスタを搭載した薄型パネルの配線基板表面、又は半導体ウェハ表面が汚染されることを防止する。【解決手段】半導体ウェハ１０を載置するウェハ保持具１０４と、ウェハ保持具１０４上に載置された半導体ウェハ１０上に配置された複数の半導体チップ１０ａの電極端子１０ｂと、半導体チップ１０ａに通電負荷を与えるための制御回路１１３とを電気的に接続するための配線基板１０１を含み構成されるコンタクタと、半導体ウェハ１０が載置されたウェハ保持具１０４と、コンタクタの配線基板１０１とで形成される空間部Ｓ１，Ｓ２を減圧する排気部１０９と、空間部Ｓ１，Ｓ２にガスを導入するガス導入部１１０と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板を載置する保持具と、
前記保持具上に載置された前記配線基板上に配置された複数のトランジスタの電極端子と、前記配線基板に通電負荷を与えるための制御回路とを電気的に接続するためのコンタクタ用配線基板を含み構成されるコンタクタと、
前記配線基板が載置された前記保持具と、前記コンタクタの前記コンタクタ用配線基板とで形成される空間部を減圧する排気部と、
前記空間部にガスを導入するガス導入部と、を備えたことを特徴とする通電負荷装置。
【請求項２】
半導体ウェハを載置するウェハ保持具と、
前記ウェハ保持具上に載置された前記半導体ウェハ上に配置された複数の半導体チップの電極端子と、前記半導体チップに通電負荷を与えるための制御回路とを電気的に接続するための配線基板を含み構成されるコンタクタと、
前記半導体ウェハが載置された前記ウェハ保持具と、前記コンタクタの前記配線基板とで形成される空間部を減圧する排気部と、
前記空間部にガスを導入するガス導入部と、を備えたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項３】
前記コンタクタは、可撓性を有する電極シートおよび可撓性を有するコネクターをさらに含み構成されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体検査装置。
【請求項４】
複数の前記半導体チップを加熱状態で通電負荷試験を行う期間中、前記空間部にガス導入すると共に前記空間部を減圧状態に保持する制御部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の半導体検査装置。
【請求項５】
前記コンタクタの前記電極シートは、前記半導体チップの前記電極端子に対応して設けた突起電極と、前記突起電極が形成された面と相対する面上に前記突起電極に対応して配置した上部電極と、前記上部電極と前記突起電極とを接続する貫通導体とを備えて構成され、
前記コンタクタの前記配線基板は、前記電極シートの上方に配置され、前記電極シートの前記上部電極に電気的に接続する接触端子と、前記制御回路からの通電負荷信号を前記接触端子まで導通するための導体パターンとにより構成され、
前記排気部により前記空間部が減圧されることにより、前記電極シートの前記上部電極と前記配線基板の前記接触端子とが前記コネクターを介して電気的に接続されると共に、前記半導体チップの前記電極端子と前記電極シートの前記突起電極とが電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載の半導体検査装置。
【請求項６】
前記電極シートは、前記半導体ウェハに対向する領域の外周領域に、前記コネクターの表面と実質的に同じ面にその表面が位置する気密用接着層がリング状に形成され、前記気密用接着層により前記配線基板に気密状態で接着されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体検査装置。
【請求項７】
前記ガス導入部から延在された導入用配管は、その開口端が前記空間部のうち前記半導体ウェハ表面に近接した空間領域と連通するように設けられ、
前記排気部に接続された排気用配管は、その開口端が前記空間部のうち前記コネクター表面に近接した空間領域と連通するように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の半導体検査装置。
【請求項８】
前記空間部は、前記電極シートと前記配線基板とで形成される第１の空間部、および前記電極シートと前記ウェハ保持具とで形成される第２の空間部により構成され、
前記第１の空間部と前記第２の空間部とは、前記電極シートのうち前記半導体ウェハに対向する領域から外れた領域に設けた貫通孔により接続されており、
前記導入用配管は前記第２の空間部側に設けられ、前記排気用配管は前記第１の空間部側に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の半導体検査装置。
【請求項９】
前記貫通孔は、前記電極シートの中心点に対して前記導入用配管とは反対側の領域に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の半導体検査装置。
【請求項１０】
前記ガス導入部は、表面改質ガスと、非酸化性ガスとを導入するための分岐機構をさらに有することを特徴とする請求項２から請求項９のいずれか１項に記載の半導体検査装置。
【請求項１１】
前記表面改質ガスは、オゾンガスを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方を含み、
前記非酸化性ガスは、アルゴンを含む不活性ガス又は窒素ガスを含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体検査装置。
【請求項１２】
前記空間部は、前記電極シートと前記配線基板とで形成される第１の空間部、および前記電極シートと前記ウェハ保持具とで形成される第２の空間部により構成され、
前記第１の空間部側には、前記排気部に接続する排気用配管が設けられ、
前記第２の空間部側には、前記排気部に接続する排気用配管が設けられていることを特徴とする請求項３又は請求項５に記載の半導体検査装置。
【請求項１３】
前記排気部と前記第１の空間部側に設けた前記排気用配管との間に、Ｕ字形状又はミアンダ形状の配管がさらに設けられていることを特徴とする請求項８又は請求項１２に記載の半導体検査装置。
【請求項１４】
前記配管を冷却する冷却機構がさらに設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の半導体検査装置。
【請求項１５】
半導体ウェハを載置するウェハ保持具と、
前記ウェハ保持具上に載置された前記半導体ウェハの半導体チップの電極端子と前記半導体チップに通電負荷を与えるための制御回路とを電気的に接続するための配線基板、可撓性を有する電極シート、および可撓性を有するコネクターを含み構成されるコンタクタと、
前記半導体ウェハが載置された前記ウェハ保持具と前記コンタクタの前記配線基板とで形成される空間部を減圧する排気部と、
前記空間部にガスを導入するガス導入部と、
前記半導体ウェハ表面に紫外線を照射するための紫外線照射部、又は前記半導体ウェハ表面をプラズマ処理するためのプラズマ処理部を備えたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項１６】
前記コンタクタの前記電極シートは、前記半導体チップの前記電極端子に対応して設けた突起電極と、前記突起電極が形成された面と相対する面上に前記突起電極に対応して配置した上部電極と、前記上部電極と前記突起電極とを接続する貫通導体とを備えて構成され、
前記コンタクタの前記配線基板は、前記電極シートの上方に配置され、前記電極シートの前記上部電極に電気的に接続する接触端子と、前記制御回路からの通電負荷信号を前記接触端子まで導通するための導体パターンとにより構成され、
前記排気部により前記空間部が減圧されることにより、前記電極シートの前記上部電極と前記配線基板の前記接触端子とが前記コネクターを介して電気的に接続されると共に、前記半導体チップの前記電極端子と前記電極シートの前記突起電極とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１５に記載の半導体検査装置。
【請求項１７】
半導体チップの初期故障を取り除くために、前記半導体チップの電極端子と前記半導体チップに通電負荷を与えるための制御回路とを電気的に接続するための配線基板、可撓性を有する電極シート、および可撓性を有するコネクターを含み構成されるコンタクタを用いて、前記半導体チップのバーンイン試験を行う半導体検査方法であって、
表面に複数の前記半導体チップが配列されてなる半導体ウェハをウェハ保持具に載置する工程（ａ）と、
前記半導体チップの電極端子と前記電極シートの突起電極とを位置合わせする工程（ｂ）と、
前記半導体ウェハが載置された前記ウェハ保持具と前記コンタクタの前記配線基板とで形成される空間部を減圧して、前記電極端子と前記突起電極および前記配線基板の接触端子と前記電極シートの上部電極とを電気的に接続する工程（ｃ）と、
前記半導体ウェハを加熱しながら、複数の前記半導体チップのそれぞれに対して通電負荷試験を行う工程（ｄ）とを備え、
前記工程（ｄ）は、前記空間部に非酸化性ガスを導入しながら前記空間部を減圧することにより、前記空間部に導入された前記非酸化性ガスを外部へ排気しながら行うことを特徴とする半導体検査方法。
【請求項１８】
前記工程（ｄ）は、前記非酸化性ガスを、前記空間部のうち前記半導体ウェハ表面に近接した空間領域に導入し、前記空間部のうち前記コネクター表面に近接した空間領域から排気することを特徴とする請求項１７に記載の半導体検査方法。
【請求項１９】
前記工程（ｄ）の後に、前記非酸化性ガスに代えて、オゾンガスを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方を前記空間部に導入することを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の半導体検査方法。
【請求項２０】
半導体ウェハをウェハ保持具に載置する工程（ａ）と、
前記半導体ウェハに配列された複数の半導体チップの電極端子と電極シートの突起電極とを位置合わせする工程（ｂ）と、
前記半導体ウェハが載置された前記ウェハ保持具とコンタクタの配線基板とで形成される空間部を減圧して、前記電極端子と前記突起電極および前記配線基板の接触端子と前記電極シートの上部電極とを電気的に接続する工程（ｃ）と、
前記半導体ウェハを加熱しながら、複数の前記半導体チップのそれぞれに対して通電負荷試験を行う工程（ｄ）と、
前記工程（ｄ）の後に、前記半導体ウェハの表面に付着した有機物の除去および前記有機物の親水化処理の少なくとも一方を行う工程（ｅ）とを備えたことを特徴とする半導体検査方法。
【請求項２１】
前記工程（ｅ）は、
オゾンを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方に前記半導体ウェハ表面を曝す工程、
酸素ガスを導入しながら前記半導体ウェハ表面をプラズマ処理する工程、又は
酸素ガス若しくはオゾンを含む酸化性ガスを導入しながら前記ウェハ表面に紫外線を照射する工程であることを特徴とする請求項２０に記載の半導体検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板状態で薄型パネルの通電負荷試験を行う、又はウェハ状態で半導体チップのバーンイン試験を行う通電負荷装置および通電負荷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型、薄型化の進展に伴い、液晶、プラズマ、および有機ＥＬ等の基板上に薄膜トランジスタを搭載した薄型パネルでは、薄型パネルを配線基板状態で通電しながら高温負荷を与えて、薄型パネルの良・不良を判定する作業が要求されている。
【０００３】
一方、半導体装置では、従来のようなセラミック若しくは樹脂等を用いたパッケージ構成の半導体チップではなく、ベアチップ構成の半導体チップ、又はベアチップ構成に近い構成の半導体チップを、回路基板に実装することが要求されている。この要求を満たす為には、半導体チップをウェハ状態でバーンイン試験を行い、ベアチップ構成の半導体チップの品質保証を行う必要がある。
【０００４】
ここで、バーンイン試験とは、一定時間、半導体チップを加熱しながら通電し、半導体チップに通電負荷を与えて、半導体チップに潜在的に存在する潜在不良を顕在不良にする試験である。これにより、顕在不良となった半導体チップを検出して除去することができる。
【０００５】
従来、このようなバーンイン試験は、パッケージ構成の半導体チップに対して行っていたが、ベア構成の半導体チップに対して行う場合には、ウェハ状態の半導体チップに対して行う、すなわち、半導体ウェハ上に形成された複数の半導体チップに対して一括して行うことが要求される。この要求を満たす為には、半導体ウェハ上に形成された複数の半導体チップの電極端子に電源電圧および信号を同時に印加し、複数の半導体チップを同時に動作させる必要がある。
【０００６】
このため、複数の半導体チップの電極端子と対応する位置に形成されたバンプを、プローブ電極として有するプローブカードを用いた検査方法、又は受光素子等が形成された半導体ウェハにおいても、半導体ウェハ上に形成された複数の半導体チップに対して一括してバーンイン試験を行うことが可能なプローブカードを用いた検査方法等が提案されている（例えば特許文献１参照）。第１の従来例の半導体検査装置は、配線基板、異方導電性コネクター（局在型異方導電性ゴム）、および電極シート（バンプ付きポリイミド薄膜）からなるプローブカード、半導体ウェハを吸着固定するためのウェハ保持具、並びに試験回路等を主体に構成されている。その中で、異方導電性コネクターは弾性材料からなり、厚み方向にのみ導電性を示すものと、厚み方向に加圧されたときに厚み方向のみに導電性を示すものとが用いられている。
【０００７】
ここで、異方導電性コネクターをバーンイン試験に用いる場合、弾性を示す高分子材料として、シリコーンゴム系材料が一般に使用されるが、シリコーンゴム中にはシロキサンに代表されるような未硬化の低分子量成分が残存している。そのため、異方導電性コネクターに残存する低分子量成分がその表面へ浸出して、異方導電性コネクターと接触している半導体ウェハ表面を汚染するという問題があった。
【０００８】
このような問題に対して、第１の従来例では、異方導電性コネクターと半導体ウェハとの間に電極シートを介在させる。これにより、異方導電性コネクターから浸出する低分子成分が、半導体ウェハに直接接触しその表面を汚染することを防止する。
【０００９】
また、第２の従来例では、例えば異方導電性コネクターの片面又は両面にＤＬＣ（Ｄiamond ｌike Ｃarbon）膜を形成する方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。これにより、異方導電性コネクターに残存する低分子量成分が、その表面へ浸出することを防止する。
【００１０】
ところで、バーンイン試験中に半導体ウェハ全面を均一に加熱する為に、伝熱性シートをバーンイン試験に用いる場合がある。しかしながら、このような伝熱性シートを用いると、伝熱性シートが半導体ウェハに接着するという問題があった。さらに、接着した伝熱性シートを半導体ウェハから剥がす際に、半導体ウェハ表面が汚染されるという問題もあった。
【００１１】
このような問題に対して、第３の従来例では、伝熱性シートの表面を例えばコロナ放電処理、グロー放電処理、プラズマ処理、火炎処理、又はオゾン処理する方法が提案されている（例えば特許文献３参照）。これにより、伝熱性シートの表面が非粘着化処理されるため、伝熱シートが半導体ウェハに接着することを防止する。
【特許文献１】特開平１１−１５３６２０号公報
【特許文献２】特開２００４−１１１３７８号公報
【特許文献３】特開２００１−３１６５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、本件発明者らが鋭意検討を重ねた結果、特に、減圧下で、異方導電性コネクターが加熱されると、異方導電性コネクター内に残存する低分子量成分がその表面に浸出するだけでなく、さらに、異方導電性コネクターから低分子量成分が気化することを見出した。
【００１３】
第１の従来例では、半導体ウェハと異方導電性コネクターとの間に電極シートを配置するため、異方導電性コネクターの表面へ浸出した低分子量成分が、半導体ウェハ表面に直接接触することはないものの、異方導電性コネクターから気化した低分子量成分が半導体ウェハ表面に付着してその表面を汚染するという課題がある。
【００１４】
また、第２の従来例に記載の技術は、異方導電性コネクターの表面にＤＬＣ膜を形成することにより、異方導電性コネクター内に残存する低分子量成分がその表面に浸出することを防止する技術であり、低分子量成分が異方導電性コネクターから気化することを防止する技術ではない。特に、シート状の異方導電性コネクターの場合、圧接されると変形が生じるため、異方導電性コネクターを繰り返し使用すると、異方導電性コネクターの表面に形成されたＤＬＣ膜に微細なクラックが発生する。このようにＤＬＣ膜にクラックが発生すると、低分子量成分が異方導電性コネクターの表面に浸出することを効果的に防止できないのに加えて、低分子量成分が異方導電性コネクターの表面から容易に気化するおそれがある。
【００１５】
また、第３の従来例に記載の技術は、コロナ放電、グロー放電、プラズマ、火炎、又はオゾン等により、伝熱性シートの表面を非粘着化処理することにより、伝熱性シートが半導体ウェハに接着することを防止する技術であり、当然ながら、伝熱性シートの表面を非粘着化処理しても、伝熱性シートに残存する例えばシロキサン等の低分子量成分がその表面に浸出することは防止できない。
【００１６】
本件発明者らは、バーンイン試験を行った半導体チップにおいて、樹脂コート又は樹脂封止等を行う際に半導体チップと樹脂との密着性不良が発生すること、ひどい場合には、ワイヤーボンド等の共昌結合が阻害され、半導体チップとワイヤーボンドとの接合不良が発生することに着目した。そして、このような密着性不良および接合不良の原因が、長時間の間、減圧下で加熱しながら行うバーンイン試験中に、異方導電性コネクターから低分子量成分が気化して、半導体ウェハの表面に付着することが原因であることを見出した。
【００１７】
本発明は、上記知見に基づいて成されたものであって、その目的は、長時間の間、減圧下で加熱しながら行う通電負荷試験中に、半導体ウェハの表面に低分子量成分が付着することを防止する、又は付着することがあっても半導体チップと樹脂との密着性不良が発生することを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記の課題を解決するために、本発明に係る通電負荷装置は、配線基板を載置する保持具と、保持具上に載置された配線基板上に配置された複数のトランジスタの電極端子と、配線基板に通電負荷を与えるための制御回路とを電気的に接続するためのコンタクタ用配線基板を含み構成されるコンタクタと、配線基板が載置された保持具と、コンタクタのコンタクタ用配線基板とで形成される空間部を減圧する排気部と、空間部にガスを導入するガス導入部と、を備えた構成からなる。
【００１９】
このような構成とすることにより、高温下での通電負荷試験中、空間部に導入されるガスによるガス流によって、その試験中に発生する低分子量成分をガスと共に排気することができるので、配線基板表面に低分子量成分が付着してその表面が汚染されることを防止することができる。
【００２０】
前記の課題を解決するために、本発明に係る第１の半導体検査装置は、半導体ウェハを載置するウェハ保持具と、ウェハ保持具上に載置された半導体ウェハ上に配置された複数の半導体チップの電極端子と、半導体チップに通電負荷を与えるための制御回路とを電気的に接続するための配線基板を含み構成されるコンタクタと、半導体ウェハが載置されたウェハ保持具と、コンタクタの配線基板とで形成される空間部を減圧する排気部と、空間部にガスを導入するガス導入部と、を備えた構成からなり、コンタクタは、可撓性を有する電極シートおよび可撓性を有するコネクターをさらに含み構成されていてもよく、複数の半導体チップを加熱状態で通電負荷試験を行う期間中、空間部にガス導入すると共に空間部を減圧状態に保持する制御部を備えた構成としてもよい。
【００２１】
このような構成とすることにより、通電負荷試験中に、コネクター（詳細には例えば、異方導電性コネクターを構成する弾性シートの主成分であるシリコーンゴム等）から低分子量成分が気化することがあっても、この低分子量成分を、空間部に導入されるガス（具体的には例えば、非酸化性ガス）によるガス流によって、ガスと共に排気することができる。したがって、長時間の間、減圧下で加熱しながら通電負荷試験を行っても、半導体ウェハ表面に低分子量成分が付着してその表面が汚染されることを防止できる。その結果、半導体ウェハをダイシングして個別化された半導体チップと封止樹脂との密着性不良の発生を防止できる。
【００２２】
また、上記構成において、コンタクタの電極シートは、半導体チップの電極端子に対応して設けた突起電極と、突起電極が形成された面と相対する面上に突起電極に対応して配置した上部電極と、上部電極と突起電極とを接続する貫通導体とを備えて構成され、コンタクタの配線基板は、電極シートの上方に配置され、電極シートの上部電極に電気的に接続する接触端子と、制御回路からの通電負荷信号を接触端子まで導通するための導体パターンとにより構成され、排気部により空間部が減圧されることにより、電極シートの上部電極と配線基板の接触端子とがコネクターを介して電気的に接続されると共に、半導体チップの電極端子と電極シートの突起電極とが電気的に接続される構成としてもよい。
【００２３】
このような構成とすることにより、非常に多くの電極端子を有するウェハ状態の半導体チップであっても、それぞれの半導体チップに対して要求される通電負荷試験を確実に行うことができる。
【００２４】
また、上記構成において、電極シートは、半導体ウェハに対向する領域の外周領域に、コネクターの表面と実質的に同じ面にその表面が位置する気密用接着層がリング状に形成され、気密用接着層により配線基板に気密状態で接着されていてもよい。このような構成とすることにより、コネクター表面と気密用接着層表面が同一面（実質的に同じ面）にある、すなわち、コネクター表面と気密用接着層表面とによって形成される面がフラットになるため、電極シートを屈曲させずに配線基板に対して気密状態で接着できるので、電極シートの寿命を大幅に改善できる。また、直径が３００ｍｍの半導体ウェハに対しても、薄い電極シートを用いることができる。
【００２５】
また、上記構成において、ガス導入部から延在された導入用配管は、その開口端が空間部のうち半導体ウェハ表面に近接した空間領域と連通するように設けられ、排気部に接続された排気用配管は、その開口端が空間部のうちコネクター表面に近接した空間領域と連通するように設けられていてもよい。このような構成とすることにより、導入用配管から半導体ウェハ表面に新鮮なガス（例えば非酸化性ガス）を導入し、そのガスを半導体ウェハ表面からコネクター表面に流して、排気用配管から排気するようなガスの流れを形成することができる。そのため、そのガス流によって、コネクターから気化した低分子量成分をさらに確実に排気することができるので、半導体ウェハ表面に低分子量成分が付着してその表面が汚染されることをさらに確実に防止できる。
【００２６】
また、上記構成において、空間部は、電極シートと配線基板とで形成される第１の空間部、および電極シートとウェハ保持具とで形成される第２の空間部により構成され、第１の空間部と第２の空間部とは、電極シートのうち半導体ウェハに対向する領域から外れた領域に設けた貫通孔により接続されており、導入用配管は第２の空間部側に設けられ、排気用配管は第１の空間部側に設けられていてもよい。この場合に、貫通孔は、電極シートの中心点に対して導入用配管とは反対側の領域に設けられていてもよい。
【００２７】
このような構成とすることにより、第２の空間部から第１の空間部方向、すなわち、半導体ウェハ側からコネクター側方向に流れるガス流を形成でき、さらに、第１の空間部と第２の空間部とは、電極シートのうち半導体ウェハに対向する領域から外れた領域に設けた貫通孔を介して接続されているため、その貫通孔を介して半導体ウェハ表面からコネクター表面方向に流れるガス流を形成できる。
【００２８】
また、上記構成において、ガス導入部は、表面改質ガスと、非酸化性ガスとを導入するための分岐機構をさらに有していてもよく、具体的には例えば、表面改質ガスは、オゾンガスを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方を含み、非酸化性ガスは、アルゴンを含む不活性ガス又は窒素ガスを含むようにしてもよい。
【００２９】
このような構成とすることにより、第１に例えば、通電負荷試験中、空間部に非酸化性ガスを導入する一方、通電負荷試験後、空間部にオゾンガスおよび／又は酸素ラジカルを含む酸化性ガスを導入することができる。第２に例えば、通電負荷試験中、非酸化性ガス、並びにオゾンガスおよび／又は酸素ラジカルを含む酸化性ガスを空間部に導入することができる。第３に例えば、通電負荷試験中、非酸化性ガスを空間部に導入しながら、定期的にオゾンガスおよび／又は酸素ラジカルを含む酸化性ガスを空間部に導入することができる。第４に例えば、通電負荷試験中、空間部への非酸化性ガスの導入を定期的に停止し、停止期間中、非酸化性ガスの代わりにオゾンガスおよび／又は酸素ラジカルを含む酸化性ガスを空間部に導入することができる。
【００３０】
これにより、通電負荷試験中に、コネクターから気化した低分子量成分を非酸化性ガスと共に排気したにも拘わらず、半導体ウェハ表面に低分子量成分が微量に付着する場合があっても、通電負荷試験後に、オゾンガスを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方に半導体ウェハ表面を曝すことにより、微量に付着した低分子量成分を確実に除去することができる。
【００３１】
また、上記構成において、制御部は、半導体チップを加熱状態で通電負荷試験を行う期間中、分岐機構を作動させて空間部に非酸化性ガスを導入し、半導体チップの通電負荷試験の終了に伴い、分岐機構を作動させて非酸化性ガスに代えてオゾンガスを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方を空間部に導入するものであってもよい。
【００３２】
このような構成とすることにより、通電負荷試験中に、コネクターから気化した低分子量成分を非酸化性ガスと共に排気したにも拘わらず、半導体ウェハ表面に低分子量成分が微量に付着する場合があっても、通電負荷試験後に、オゾンガスを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方に半導体ウェハ表面を曝すことにより、微量に付着した低分子量成分を直ちに除去することができる。
【００３３】
また、上記構成において、空間部は、電極シートと配線基板とで形成される第１の空間部、および電極シートとウェハ保持具とで形成される第２の空間部により構成され、第１の空間部側には、排気部に接続する排気用配管が設けられ、第２の空間部側には、排気部に接続する排気用配管が設けられていてもよい。
【００３４】
このような構成とすることにより、コネクターが存在する第１の空間部と、半導体ウェハが存在する第２の空間部とが、電極シートにより分離され、第１の空間部と第２の空間部とは、第１の空間部側および第２の空間部側のそれぞれに設けられた排気用配管から排気されるので、コネクターから気化した低分子量成分が、第１の空間部から第２の空間部に流入することがなく、半導体ウェハ表面に低分子量成分が付着することを確実に防止できる。
【００３５】
また、上記構成において、排気部と第１の空間部側に設けた排気用配管との間に、Ｕ字形状又はミアンダ形状の配管がさらに設けられていてもよい。この場合に、配管を冷却する冷却機構がさらに設けられていてもよい。このような構成とすることにより、コネクターから気化した低分子量成分をＵ字形状又はミアンダ形状の配管の内壁面に付着させることができ、第１の空間部への逆流を防止できると共に大気汚染も抑制できる。
【００３６】
前記の課題を解決するために、本発明に係る第２の半導体検査装置は、半導体ウェハを載置するウェハ保持具と、ウェハ保持具上に載置された半導体ウェハの半導体チップの電極端子と半導体チップに通電負荷を与えるための制御回路とを電気的に接続するための配線基板、可撓性を有する電極シート、および可撓性を有するコネクターを含み構成されるコンタクタと、半導体ウェハが載置されたウェハ保持具とコンタクタの配線基板とで形成される空間部を減圧する排気部と、空間部にガスを導入するガス導入部と、半導体ウェハ表面に紫外線を照射するための紫外線照射部、又は半導体ウェハ表面をプラズマ処理するためのプラズマ処理部を備えた構成からなる。
【００３７】
このような構成とすることにより、通電負荷試験後に、ガス（例えば酸素ガス）を導入しながら、半導体ウェハ表面をプラズマ処理する、又はガス（例えば酸素ガス、又はオゾンを含む酸化性ガス）を導入しながら、半導体ウェハ表面に紫外線を照射することができるので、通電負荷試験中にコネクター（詳細には例えば、異方導電性コネクターを構成する弾性シートの主成分であるシリコーンゴム等）から気化した低分子量成分が半導体ウェハの表面に付着することがあっても、付着した低分子量成分を除去する、あるいはその大部分を除去すると共に除去されずに微量に残存する低分子量成分を親水化処理することができる。このように低分子量成分を除去することにより、半導体ウェハ表面が汚染されることを防止できるので、半導体ウェハをダイシングして個別化された半導体チップと封止樹脂との密着性不良の発生を防止できる。あるいは、微量に残存する低分子量成分を親水化処理することにより、半導体チップと封止樹脂との密着性を改善することができるので、密着性不良の発生を防止できる。
【００３８】
また、上記構成において、コンタクタの電極シートは、半導体チップの電極端子に対応して設けた突起電極と、突起電極が形成された面と相対する面上に突起電極に対応して配置した上部電極と、上部電極と突起電極とを接続する貫通導体とを備えて構成され、コンタクタの配線基板は、電極シートの上方に配置され、電極シートの上部電極に電気的に接続する接触端子と、制御回路からの通電負荷信号を接触端子まで導通するための導体パターンとにより構成され、排気部により空間部が減圧されることにより、電極シートの上部電極と配線基板の接触端子とがコネクターを介して電気的に接続されると共に、半導体チップの電極端子と電極シートの突起電極とが電気的に接続される構成としてもよい。
【００３９】
このような構成とすることにより、非常に多くの電極端子を有するウェハ状態の半導体チップであっても、それぞれの半導体チップに対して要求される通電負荷試験を確実に行うことができる。
【００４０】
前記の課題を解決するために、本発明に係る第３の半導体検査装置は、半導体チップの初期故障を取り除くために、半導体チップのバーンイン試験を行う検査装置であって、表面に複数の半導体チップが配列されてなる半導体ウェハを載置するウェハ保持具と、ウェハ保持具上に載置された半導体ウェハの半導体チップの電極端子と半導体チップに通電負荷を与えるための制御回路とを電気的に接続するための配線基板、可撓性を有する電極シート、および可撓性を有するコネクターを含み構成されるコンタクタと、半導体ウェハが載置されたウェハ保持具とコンタクタの配線基板とで形成される空間部を減圧する排気部と、空間部に、オゾンを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方を導入するガス導入部と、通電負荷試験の終了を認識した後に、ガス導入部を作動させて空間部にオゾンを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方を導入する制御部とを備えた構成からなる。
【００４１】
このような構成とすることにより、通電負荷試験後に、半導体ウェハを加熱しながら、あるいは半導体ウェハを加熱すると共に空間部を減圧しながら、オゾンガスおよび／又は酸素ラジカルを含む酸化性ガスに半導体ウェハ表面を曝すことができるので、通電負荷試験中にコネクター（詳細には例えば、異方導電性コネクターを構成する弾性シートの主成分であるシリコーンゴム等）から気化した低分子量成分が半導体ウェハの表面に付着することがあっても、付着した低分子量成分を除去する、あるいは親水化処理することができる。
【００４２】
前記の課題を解決するために、本発明に係る第１の半導体検査方法は、半導体チップの初期故障を取り除くために、半導体チップの電極端子と半導体チップに通電負荷を与えるための制御回路とを電気的に接続するための配線基板、可撓性を有する電極シート、および可撓性を有するコネクターを含み構成されるコンタクタを用いて、半導体チップのバーンイン試験を行う半導体検査方法であって、表面に複数の半導体チップが配列されてなる半導体ウェハをウェハ保持具に載置する工程（ａ）と、半導体チップの電極端子と電極シートの突起電極とを位置合わせする工程（ｂ）と、半導体ウェハが載置されたウェハ保持具とコンタクタの配線基板とで形成される空間部を減圧して、電極端子と突起電極および配線基板の接触端子と電極シートの上部電極とを電気的に接続する工程（ｃ）と、半導体ウェハを加熱しながら、複数の半導体チップのそれぞれに対して通電負荷試験を行う工程（ｄ）とを備え、工程（ｄ）は、空間部に非酸化性ガスを導入しながら空間部を減圧することにより、空間部に導入された非酸化性ガスを外部へ排気しながら行うことを特徴とする。
【００４３】
このような方法とすることにより、空間部に導入された非酸化性ガスによるガス流によって、コネクター（詳細には例えば、異方導電性コネクターを構成する弾性シートの主成分であるシリコーンゴム等）から気化する低分子量成分を、非酸化性ガスと共に排気しながら、通電負荷試験を行うことができる。したがって、長時間の間、減圧下で加熱しながら通電負荷試験を行っても、半導体ウェハ表面に低分子量成分が付着してその表面が汚染されることを防止できる。したがって、半導体ウェハをダイシングして半導体チップに個別化し、半導体チップを封止する際に、封止樹脂と半導体チップとの密着性不良を防止できる。
【００４４】
また、上記方法において、工程（ｄ）は、非酸化性ガスを、空間部のうち半導体ウェハ表面に近接した空間領域に導入し、空間部のうちコネクター表面に近接した空間領域から排気するようにしてもよい。このような方法とすることにより、半導体ウェハ表面に新鮮な非酸化性ガスを導入し、そのガスを半導体ウェハ表面からコネクター表面に流して排気するようにガスを流しながら、通電負荷試験を行うことができる。そのため、そのガス流によって、コネクターから気化した低分子量成分をさらに確実に排気することができるので、半導体ウェハ表面に低分子量成分が付着してその表面が汚染されることをさらに確実に防止できる。
【００４５】
また、上記方法において、工程（ｄ）の後に、非酸化性ガスに代えて、オゾンガスを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方を空間部に導入してもよい。このような方法とすることにより、通電負荷試験中に、コネクターから気化した低分子量成分を、非酸化性ガスと共に排気したにも拘わらず、半導体ウェハ表面に低分子量成分が微量に付着する場合があっても、通電負荷試験後に、オゾンガスおよび／又は酸素ラジカルを含む酸化性ガスに半導体ウェハ表面を曝すことにより、この低分子量成分を除去する、あるいは、除去できずに残存する場合があっても、残存する低分子量成分を親水化処理することができる。
【００４６】
前記の課題を解決するために、本発明に係る第２の半導体検査方法は、半導体ウェハをウェハ保持具に載置する工程（ａ）と、半導体ウェハに配列された複数の半導体チップの電極端子と電極シートの突起電極とを位置合わせする工程（ｂ）と、半導体ウェハが載置されたウェハ保持具とコンタクタの配線基板とで形成される空間部を減圧して、電極端子と突起電極および配線基板の接触端子と電極シートの上部電極とを電気的に接続する工程（ｃ）と、半導体ウェハを加熱しながら、複数の半導体チップのそれぞれに対して通電負荷試験を行う工程（ｄ）と、工程（ｄ）の後に、半導体ウェハの表面に付着した有機物の除去および有機物の親水化処理の少なくとも一方を行う工程（ｅ）とを備えた方法からなる。
【００４７】
このような方法とすることにより、通電負荷試験後に、半導体ウェハの表面に付着した有機物の除去および／又は有機物の親水化処理を行うことができるので、通電負荷試験中にコネクター（詳細には例えば、異方導電性コネクターを構成する弾性シートの主成分であるシリコーンゴム等）から気化した低分子量成分（有機物）が半導体ウェハの表面に付着することがあっても、付着した低分子量成分を除去および／又は親水化処理することができる。したがって、半導体ウェハをダイシングして半導体チップに個別化し、半導体チップを封止する際に、封止樹脂と半導体チップとの密着性不良を防止できる。
【００４８】
また、上記方法において、工程（ｅ）は、オゾンを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方に半導体ウェハ表面を曝す工程、酸素ガスを導入しながら半導体ウェハ表面をプラズマ処理する工程、又は酸素ガス若しくはオゾンを含む酸化性ガスを導入しながらウェハ表面に紫外線を照射する工程であってもよい。
【００４９】
このような方法とすることにより、通電負荷試験中に半導体ウェハの表面に付着した有機物（特に例えば、コネクターから気化した低分子量成分）を除去する、あるいはその大部分を除去すると共に除去されずに微量に残存する有機物を親水化処理することができる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明に係る半導体検査装置および半導体検査方法によれば、例えばシリコーンゴム等からなる異方導電性コネクターを用いて、減圧且つ高温雰囲気中で長時間の通電負荷試験を行う場合に、半導体ウェハ表面に異方導電性コネクターから気化した低分子量成分が付着することによる半導体ウェハの汚染を防止でき、封止樹脂と半導体チップとの密着性を向上することができ、半導体装置の信頼性を大幅に改善できるという大きな効果を奏する。また高温雰囲気中で長時間の通電負荷試験を行う場合に、半導体チップのパッド電極の酸化が進むことも、ワイヤーボンドと半導体チップとの密着性低下の一因と考えられ、通電負荷試験中のパッド電極酸化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図中に示した各構成要素の形状は、図面の作成上から実際の形状とは異なり、そのため、各構成要素における厚みおよび長さ等は、実際の厚みおよび長さ等とは異なる。さらに、各構成要素が有する電極および端子等の個数も、図面の作成上から実際の個数とは異なる。また、異なる図面であっても、同一の構成要素については同一の符号を付しており、そのため、同一の構成要素に関する説明は繰り返し行わない。
【００５２】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体検査装置の構成について、図１，図２および図３(a) 〜(e) を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体検査装置１について示す構成図であり、具体的には、半導体検査装置１内に半導体ウェハ１０が設置された状態を示す図である。図２は、配線基板１０１、異方導電性コネクター１０２および電極シート１０３からなるコンタクタと、ウェハ保持具１０４に載置された半導体ウェハ１０とが電気的に接続された状態の半導体検査装置１の構成について示す断面図である。図３(a) 〜(e) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体検査装置１を構成する各構成要素の構成について示す断面図であり、詳細には、図３(a) はコンタクタを構成する配線基板１０１の構成、図３(b) はコンタクタを構成する異方導電性コネクター１０２の構成、図３(c) はコンタクタを構成する電極シート１０３の構成、図３(d) は半導体検査装置１内に設置された半導体ウェハ１０の構成、図３(e) はウェハ保持具１０４の構成について示す断面図である。
【００５３】
本実施形態に係る半導体検査装置１は、半導体チップの初期故障を取り除くために、ウェハ状態で半導体チップのバーンイン試験を行う装置である。
【００５４】
そして、この半導体検査装置１は、図１に示すように、主要な構成要素として、ウェハ保持具１０４と、配線基板１０１、電極シート１０３、および異方導電性コネクター１０２を含み構成されるコンタクタと、排気部１０９と、ガス導入部１１０と、制御部１１５とを備えている。
【００５５】
詳細には、表面に複数の半導体チップ（図２：１０ａ参照）が配列されてなる半導体ウェハ１０を載置するウェハ保持具１０４と、半導体チップの電極端子（図２：１０ｂ参照）と半導体チップに通電負荷を与えるための制御回路１１３とを電気的に接続するための配線基板１０１、可撓性を有する電極シート１０３、および可撓性を有する異方導電性コネクター１０２を含み構成されるコンタクタと、半導体ウェハ１０が載置されたウェハ保持具１０４とコンタクタの配線基板１０１とで形成される空間部Ｓ１，Ｓ２を減圧する排気部１０９と、空間部Ｓ１，Ｓ２にガスを導入するガス導入部１１０とを備えている。
【００５６】
そして、複数の半導体チップを加熱状態で通電負荷試験を行う期間中、ガス導入部１１０を作動させて空間部Ｓ１，Ｓ２にガスを導入すると共に、排気部１０９のコンダクタンスを調整して空間部Ｓ１，Ｓ２を減圧状態に保持する制御部１１５をさらに備えている。
【００５７】
以下に、コンタクタを構成する電極シート１０３、配線基板１０１、および異方導電性コネクター１０２のそれぞれについて、詳細に説明する。
【００５８】
＜電極シート＞
コンタクタの電極シート１０３は、図２及び図３(c) に示すように、基材１０３ａ上に半導体チップ１０ａの電極端子１０ｂに対応して設けた突起電極１０３ｃと、基材１０３ａのうち突起電極１０３ｃが形成された面と相対する面上に突起電極１０３ｃ位置と対応する位置に配置した上部電極１０３ｂと、基材１０３ａ中に上部電極１０３ｂと突起電極１０３ｃとを接続する貫通導体１０３ｄとを備えて構成されている。
【００５９】
この電極シート１０３には、その基材１０３ａのうち半導体ウェハ１０と対向する領域の外周領域（基材１０３ａのうち異方導電性コネクター１０２と対向する領域の外周領域）に、異方導電性コネクター１０２の表面（詳細には、電極シート１０３に配置された状態での異方導電性コネクター１０２の表面）と実質的に同じ面にその表面が位置する気密用接着層１０３ｈがリング状に形成されている。そして、電極シート１０３は、気密用接着層１０３ｈにより、配線基板１０１に気密状態で接着されている。また、気密用接着層１０３ｈと、ウェハ保持具１０４の外周領域に設けたシールリング１０４ｅとによって、空間部Ｓ１，Ｓ２は外部の大気から遮断されている。
【００６０】
なお、電極シート１０３には、その基材１０３ａの外周領域（詳細には、基材１０３ａのうち気密用接着層１０３ｈが形成された面と相対する面の外周領域）に、剛性リング１０３ｇが接着層１０３ｆにより接着固定されている。これにより、電極シート１０３にしわ等を生じさせないようにしている。
【００６１】
電極シート１０３の基材１０３ａの厚みは、１０μｍ〜６０μｍの範囲内、より好ましくは２５μｍ〜４５μｍの範囲内に設定されることが望ましい。基材１０３ａの材質としては、ポリイミド樹脂シートを用いることが一般的であるが、その他に例えば弗素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ブタジエン系樹脂又はウレタン系樹脂を用いてもよい。
【００６２】
＜配線基板＞
コンタクタの配線基板１０１は、図２及び図３(a) に示すように、電極シート１０３の上方に配置され、電極シート１０３の上部電極１０３ｂと電気的に接続する接触端子１０１ｃと、制御回路（図１：１１３参照）からの通電負荷信号を接触端子１０１ｃまで導通するための導体パターン１０１ｂと、基材１０１ａの外周領域に形成され、制御回路に接続されたフレキシブル配線基板（図１：１１４参照）と電気的な接続を行うための外部接続端子１０１ｅとにより構成されている。さらに、配線基板１０１には、排気部（図１：１０９参照）に接続するための排気用配管１０１ｆが設けられている。
【００６３】
本実施形態では、配線基板１０１の基材１０１ａはガラス板であり、接触端子１０１ｃ、導体パターン１０１ｂおよび外部接続端子１０１ｅは銅薄膜である。導体パターン１０１ｂは、基材１０１ａ上に形成した層間絶縁層１０１ｄを介した多層構成からなる。
【００６４】
なお、配線基板１０１の基材１０１ａとしては、本実施形態ではガラス板を用いた例について説明したが、その他に例えば石英、アルミナセラミック、ガラスエポキシ樹脂又はＢＴレジン等を用いてもよい。
【００６５】
また、接触端子１０１ｃ、外部接続端子１０１ｅおよび導体パターン１０１ｂとしては、本実施形態では銅薄膜を用いた例について説明したが、その他に例えばニッケル、４２アロイ（鉄にニッケルが４２％含有された超合金）、パラジウム、白金、金、銀、アルミニウム、および鉄等の良導体、並びにタングステン、モリブデン、およびタンタル等の高融点金属のうちのいずれか１種を用いてもよい。また、上記良導体並びに上記高融点金属の中から２種以上の材料を用いてもよく、この場合、接触端子１０１ｃ、外部接続端子１０１ｅおよび導体パターン１０１ｂの構成として、これらの材料が積層された構成を採用する。特に、接触端子１０１ｃと外部接続端子１０１ｅとについては、その表面に金薄膜を形成することが好ましい。
【００６６】
なお、本実施形態では、導体パターン１０１ｂは、層間絶縁層１０１ｄを介した多層構成からなるが、この層間絶縁層１０１ｄとしては、例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリベンゾオキサザール系樹脂、および弗素系樹脂のうちのいずれか１種を用いてもよい。また、これらの樹脂の中から２種類以上の材料を用いてもよく、この場合、層間絶縁層１０１ｄの構成として、これらの材料が積層された構成を採用する。
【００６７】
また、本実施形態では、配線基板１０１として、ガラス板からなる基材１０１ａ上に薄膜多層構成の導体パターン１０１ｂが形成されてなる配線基板を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、一般的に用いられているガラスエポキシ樹脂又はＢＴレジン等を用いた多層配線構成の配線基板であってもよい。
【００６８】
＜異方導電性コネクター＞
異方導電性コネクター１０２は、シート状の局在型異方導電性樹脂シートからなる。具体的には、図２及び図３(b) に示すように、配線基板１０１を構成する接触端子１０１ｃに対応して、導電粒子の集合体である導電部１０２ｂが弾性シート１０２ａを貫通して配置された構成である。その外形寸法は、半導体ウェハ１０の外径と同じ又はそれ以上の外径を有する円形状であり、その厚みは、１００μｍ〜５００μｍの範囲内、さらに２００μｍ〜３００μｍの範囲内に設定されることが好ましい。
【００６９】
弾性シート１０２ａとしては、シリコーンゴム系を用いるが、その他に例えば弗素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ブタジエン系樹脂又はウレタン系樹脂を用いてもよい。また、導電部１０２ｂとしては、ニッケルからなる微粒子の集合体を用いるが、その他に例えば鉄、コバルト、鉄ニッケル合金、又は鉄コバルト合金からなる微粒子の集合体を用いてもよいし、樹脂又はガラスの微粒子表面に導体被膜を形成したものを用いてもよい。
【００７０】
以下に、排気部１０９，ガス導入部１１０について詳細に説明する。
【００７１】
図１に示すように、排気部１０９は、空間部Ｓ１，Ｓ２を減圧する。また、ガス導入部１１０は、空間部Ｓ１，Ｓ２にガスを導入する。なお、排気部１０９は、空間部Ｓ１，Ｓ２を減圧することが可能な真空ポンプであれば、特に制約はない。
【００７２】
図２に示すように、ガス導入部（図１：１１０参照）から延在された導入用配管１０４ｄ（図３(e) 参照）は、ガス導入部から導入されるガスが新鮮な状態で半導体ウェハ１０表面に供給されるように、その開口端が空間部Ｓ１，Ｓ２のうち半導体ウェハ１０表面に近接した空間領域と連通するように設けられている。一方、図２に示すように、排気部（図１：１０９参照）に接続された排気用配管１０１ｆ（図３(a) 参照）は、半導体ウェハ１０表面に供給されたガスが異方導電性コネクター１０２表面に流れるように、その開口端が空間部Ｓ１，Ｓ２のうち異方導電性コネクター１０２表面に近接した空間領域と連通するように設けられている。
【００７３】
そして、空間部Ｓ１，Ｓ２は、図１および図２に示すように、電極シート１０３と配線基板１０１とで形成される第１の空間部Ｓ１、および電極シート１０３とウェハ保持具１０４とで形成される第２の空間部Ｓ２により構成されている。また、本実施形態では、第１の空間部Ｓ１と第２の空間部Ｓ２とは、電極シート１０３のうち半導体ウェハ１０と対向する領域から外れた領域に設けられた貫通孔１０３ｅ（図３(c) 参照）により連通されている。そして、導入用配管１０４ｄは、第２の空間部Ｓ２側に設けられ、排気用配管１０１ｆは、第１の空間部Ｓ１側に設けられている。
【００７４】
貫通孔１０３ｅは、電極シート１０３の中心点に対して導入用配管１０４ｄとは反対側の領域に設けられている。なお、図１，図２，図３(c) 中では、簡略的に図示するために、１個の貫通孔のみを図示しているが、実際には、１個以上の複数の貫通孔が電極シートに設けられていてもよい。
【００７５】
さらに、本実施形態では、ガス導入部１１０は、オゾンガスを含む酸化性ガス、および酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方と、非酸化性ガスとを導入するための分岐機構（図示せず）を、その内部に有している。図１に示すように、分岐機構を内蔵したガス導入部１１０には、オゾンガスを含む酸化性ガス、および酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方を導入するための酸化性ガス発生器１１２と、非酸化性ガスを導入するためのガスボンベ１１１とが接続されている。
【００７６】
以下に、制御部１１５について詳細に説明する。
【００７７】
制御部１１５は、通電負荷試験を行う期間中、ガス導入部１１０に内蔵された分岐機構を作動させて、ガスボンベ１１１から所定量の非酸化性ガスを空間部Ｓ１，Ｓ２に導入すると共に、排気部１０９のコンダクタンスを調整して、空間部Ｓ１，Ｓ２を減圧状態に保持する。非酸化性ガスとしては、例えばアルゴン等の不活性ガス又は窒素を用いることができる。
【００７８】
以下に、ウェハ保持具について詳細に説明する。
【００７９】
ウェハ保持具１０４は、図２および図３(e) に示すように、半導体ウェハ１０を吸着するためにリング状に形成された吸着溝１０４ｂを有する構成で、基材１０４ａの中心部には吸着溝１０４ｂの空気を排気するための排気用配管１０４ｃが設けられており、この排気用配管１０４ｃは真空ポンプからなる排気部（図１：１０８参照）に接続されている。また、基材１０４ａのうち半導体ウェハ１０が載置される領域から外れた領域には、導入用配管１０４ｄが設けられており、この導入用配管１０４ｄはガス導入部（図１：１１０参照）に接続されている。さらに、基材１０４ａの外周領域には、シールリング１０４ｅを固定するシール用溝が設けられており、このシール用溝にはシールリング１０４ｅが埋め込まれている。
【００８０】
このウェハ保持具１０４の基材１０４ａとしては、ステンレスを用いることが多いが、その他に例えば銅合金若しくはアルミニウム、アルミナセラミック、又はエンジニアリングプラスチック等の耐熱性と高熱伝導性とに比較的優れた樹脂を用いてもよい。また、シールリング１０４ｅの高さは半導体ウェハ１０の厚み以上であり、シールリング１０４ｅは一般的に多く用いられるシリコーン樹脂およびバイトン樹脂等の耐熱性樹脂材料からなる。
【００８１】
このような構成とすることで、半導体ウェハ１０が加熱され且つ空間部Ｓ１，Ｓ２が減圧された状態で、長時間の通電負荷試験を行うことにより、その通電負荷試験中に、異方導電性コネクター１０２を構成する弾性シート１０２ａの主成分であるシリコーンゴム等から低分子量成分が気化することがあっても、この低分子量成分を、第２の空間部Ｓ２から第１の空間部Ｓ１方向に向けて流れる非酸化性ガスと共に排気部１０９により排気することができる。したがって、半導体ウェハ１０表面に低分子量成分が付着してその表面が汚染されることを防止できる。その結果、通電負荷試験後の半導体ウェハ１０をダイシングして個別化された半導体チップ１０ａと封止樹脂との密着性不良の発生を防止できる。
【００８２】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体検査装置１を用いて、ウェハ状態で半導体チップのバーンイン試験を行う半導体検査方法について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る半導体検査装置１を用いて、ウェハ状態で半導体チップのバーンイン試験を行う半導体検査方法のフローチャートである。
【００８３】
最初に、図４に示すように、ステップＳ１で、ウェハ保持具に半導体ウェハを載置する。詳細には、図２に示すように、ウェハ保持具１０４の基材１０４ａ上に半導体ウェハ１０を配置し、ウェハ保持具１０４の排気用配管１０４ｃに接続されている排気部（図１：１０８参照）を作動させて、ウェハ保持具１０４に半導体ウェハ１０を吸着固定させる。
【００８４】
つぎに、図４に示すように、ステップＳ２で、コンタクタの突起電極と半導体チップの電極端子とを位置合わせする。ここで、コンタクタは、図２に示すように、配線基板１０１、異方導電性コネクター１０２および電極シート１０３から構成されており、これらを組み合わせてなるコンタクタの突起電極１０３ｃと半導体チップ１０ａの電極端子１０ｂとを位置合わせして、ウェハ保持具１０４上に載置された半導体ウェハ１０上に、コンタクタを保持する。
【００８５】
つぎに、図４に示すように、ステップＳ３で、電極端子と突起電極、および接触端子と上部電極とを電気的に接続する。詳細には、図２に示すように、ステップＳ２での位置合わせした状態を保持したまま、配線基板１０１の排気用配管１０１ｆに接続されている排気部（図１：１０９参照）を作動させて、第１の空間部Ｓ１と第２の空間部Ｓ２とから構成される空間部（言い換えれば、半導体ウェハ１０が載置されたウェハ保持具１０４とコンタクタの配線基板１０１とで形成される空間部）Ｓ１，Ｓ２を減圧する。空間部Ｓ１，Ｓ２を減圧することにより、ウェハ保持具１０４上に載置された半導体ウェハ１０、および半導体ウェハ１０上に保持されたコンタクタに対して大気圧が加わり、半導体チップ１０ａの電極端子１０ｂと電極シート１０３の突起電極１０３ｃとの間が電気的に接続されると共に、配線基板１０１の接触端子１０１ｃと電極シート１０３の上部電極１０３ｂとの間が異方導電性コネクター１０２を介して電気的に接続される。
【００８６】
つぎに、図４に示すように、ステップＳ４で、空間部に非酸化性ガスを導入しながら空間部を減圧する。詳細には、図１に示すように、ガス導入部１１０を作動させて導入用配管１０４ｄから非酸化性ガスを空間部Ｓ１，Ｓ２に導入しながら、排気部１０９を作動させて空間部Ｓ１，Ｓ２を減圧する。このとき、非酸化性ガスが導入された状態の空間部Ｓ１，Ｓ２の圧力が所定の圧力となるように、制御部１１５によって、空間部Ｓ１，Ｓ２に導入される非酸化性ガス量を調整しながらガス導入部１１０を作動させると共に、制御部１１５によって、排気部１０９に接続された排気用配管１０１ｆのコンダクタンスを調整する。
【００８７】
これにより、導入用配管１０４ｄから第２の空間部Ｓ２に導入された非酸化性ガスは、半導体ウェハ１０の表面を流れ、電極シート１０３の貫通孔１０３ｅを介して第１の空間部Ｓ１に流入し、異方導電性コネクター１０２の表面を流れ、異方導電性コネクター１０２を構成する弾性シート１０２ａの主成分であるシリコーンゴム等から気化した低分子量成分と共に排気部１０９に接続された排気用配管１０１ｆから排気される。
【００８８】
ここで、非酸化性ガスを導入しながら減圧するときの空間部Ｓ１，Ｓ２の圧力としては、５ｋＰｓ〜９６ｋＰｓの範囲内、好ましくは５０ｋＰｓ〜７０ｋＰｓの範囲内とすることが望ましい。
【００８９】
つぎに、図４に示すように、ステップＳ５で、半導体ウェハを所定の温度に加熱した後、所定時間の間、制御回路（図１：１１３参照）からフレキシブル配線（図１：１１４参照）を介して配線基板に通電し、半導体ウェハに形成された各半導体チップの通電負荷試験を行う。
【００９０】
つぎに、図４に示すように、ステップＳ６で、各半導体チップの通電負荷試験の終了後、半導体ウェハを冷却すると共にガス導入部（図１：１１０参照）による非酸化性ガスの導入を停止した後、排気部（図１：１０９参照）による空間部の減圧を停止し、コンタクタを半導体ウェハから外す。その後、ウェハ保持具から半導体ウェハを外して、本実施形態に係る半導体検査が完了する。
【００９１】
なお、この半導体検査の完了後、半導体ウェハに形成された各半導体チップの良否を検査することにより、通電負荷試験により発生した初期不良の半導体チップを除去することができる。その後、半導体ウェハをダイシングして半導体チップを個別化し、封止樹脂により各半導体チップを封止することで、半導体装置を製造することができる。
【００９２】
このような半導体検査方法とすることで、通電負荷試験中、半導体ウェハの表面近傍は常に清浄な非酸化性ガス流雰囲気で維持され、半導体ウェハ表面に低分子量成分（主に例えば、異方導電性コネクターを構成する弾性シートの主成分であるシリコーンゴム等から気化した低分子量成分）が付着してその表面が汚染されることを防止できる。これにより、通電負荷試験後に、半導体チップの良否検査、および半導体ウェハのダイシングを順次経た後に行う半導体チップの封止時に、半導体チップと封止樹脂との密着性を改善できるだけでなく、半導体チップの良否検査時に、半導体チップの電極端子にプローブを接触させてもプローブが汚染されることがなく、接触抵抗の増大等による測定不良も防止できる。
【００９３】
−第１の変形例−
ここで、第１の実施形態において、通電負荷試験中に、異方導電性コネクターから気化した低分子量成分を非酸化性ガスと共に排気したにも拘わらず、半導体ウェハ表面に低分子量成分が微量に付着する場合があっても、以下に示す半導体検査方法を採用することにより、半導体ウェハ表面に微量に付着した低分子量成分を除去することができる。
【００９４】
具体的には、図４に示すステップＳ５の後、各半導体チップの通電負荷試験の終了に伴い、制御部（図１：１１５参照）が制御回路（図１：１１３参照）から通電負荷試験の終了信号を受けると、ガス導入部（図１：１１０参照）に内蔵された分岐機構を作動させて、ガスボンベ（図１：１１１参照）からの非酸化性ガスの導入を停止し、酸化性ガス発生器（図１：１１２参照）からオゾンガスおよび／又は酸素ラジカルを含む酸化性ガスを空間部に導入する。
【００９５】
このように、通電負荷試験後に、オゾンガスを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方に半導体ウェハ表面を曝すことにより、半導体ウェハ表面に微量に付着した低分子量成分を確実に除去することができる。
【００９６】
その後、半導体ウェハを冷却すると共にガス導入部による酸化性ガスの導入を停止した後、排気部による空間部の減圧を停止し、コンタクタを半導体ウェハから外す。その後、ウェハ保持具から半導体ウェハを外して、第１の変形例に係る半導体検査が完了する。
【００９７】
ここで、酸化性ガス発生器は、オゾン発生器および／又は酸素ラジカル発生器と、これらから発生するオゾンおよび／又は酸素ラジカルをガス導入部に送り出す機構とを含む。例えば、酸化性ガス発生器は、オゾン発生器によりオゾンを生成し、このオゾンを酸素ガスに載せて送り出す。
【００９８】
なお、酸化性ガスは、通電負荷試験後、半導体ウェハが加熱され且つ空間部が減圧された状態で、空間部に導入されることが望ましいが、本発明はこれに限定されない。
【００９９】
例えば、酸化性ガスの導入は、以下に示す１）〜４）のいずれかでもよい。
１）通電負荷試験中、非酸化性ガス、並びにオゾンガスおよび／又は酸素ラジカルを含む酸化性ガスを空間部に導入する
２）通電負荷試験中、非酸化性ガスを空間部に導入しながら、定期的にオゾンガスおよび／又は酸素ラジカルを含む酸化性ガスを空間部に導入する
３）通電負荷試験中、空間部への非酸化性ガスの導入を定期的に停止し、停止期間中、非酸化性ガスの代わりにオゾンガスおよび／又は酸素ラジカルを含む酸化性ガスを空間部に導入する
４）通電負荷試験後、半導体ウェハの冷却中に、酸化性ガスを空間部に導入する
−第２の変形例−
以下に、本発明の第２の変形例に係る半導体検査装置について、図５および図６(a) 〜(f) を参照しながら説明する。図５は、本発明の第２の変形例に係る半導体検査装置の構成について示す断面図であり、具体的には、配線基板２０１、異方導電性コネクター１０２および電極シート１０３からなるコンタクタと、ウェハ保持具１０４に載置された半導体ウェハ１０とが電気的に接続された状態の半導体検査装置２の構成について示す断面図である。図６(a) 〜(f) は、本発明の第２の変形例に係る半導体検査装置２を構成する各構成要素の構成について示す断面図であり、詳細には、図６(a) はコンタクタを構成する配線基板２０１の構成、図６(b) はコンタクタを構成する異方導電性コネクター１０２の構成、図６(c) はコンタクタを構成する電極シート１０３の構成、図６(d) は半導体検査装置２内に設置される半導体ウェハ１０の構成、図６(e) は第２の変形例の特徴部であるガイドリング２０５の構成、図６(f) はウェハ保持具１０４の構成について示す断面図である。
【０１００】
ここで、本変形例に係る半導体検査装置２の特徴点は、以下に示す点である。
【０１０１】
半導体検査装置２は、電極シート１０３を配線基板２０１に固定する構成が、半導体検査装置１の構成と異なる点が特徴点である。すなわち、第１の実施形態では、図２に示すように、気密用接着層１０３ｈにより電極シート１０３が配線基板１０１に固定されている点に対し、第２の変形例では、図５に示すように、ガイドリング２０５の孔（図６(e) 参照）、および配線基板２０１の孔２０１ｇに挿入されたねじ２０５ａにより電極シート１０３が配線基板２０１に固定されている。このように、第２の変形例では、電極シート１０３を屈曲させて、ガイドリング２０５に設けた孔、および配線基板２０１に設けた孔２０１ｇにねじ２０５ａを挿入し、ねじ２０５ａにより配線基板２０１に電極シート１０３を固定している。
【０１０２】
このため、第２の変形例と第１の実施形態との構成上の相違点は、以下に示す点である。
【０１０３】
配線基板について、第１の実施形態における配線基板１０１には、図３(a) に示すように、孔が設けられていないのに対し、第２の変形例における配線基板２０１には、図６(a) に示すように、ねじ２０５ａが挿入される孔２０１ｇが設けられている。それ以外については、配線基板２０１は、配線基板１０１の構成と同じ構成である。
【０１０４】
また電極シートについて、第１の実施形態における電極シート１０３は、図３(c) に示すように、電極シート１０３を配線基板１０１に固定させることを目的に、気密用接着層１０３ｈを有すると共に、電極シート１０３のシワ発生を防止することを目的に、剛性リング１０３ｇ、および剛性リング１０３ｇを接着する接着層１０３ｆを有する。これに対し、第２の変形例における電極シート１０３は、図６(c) に示すように、気密用接着層１０３ｈ、剛性リング１０３ｇ、および接着層１０３ｆを有していない。
【０１０５】
そして、第２の変形例におけるコンタクタは、電極シート１０３を配線基板２０１に固定させることを目的に、新たな構成要素として、図５に示すように、ガイドリング２０５、およびガイドリング２０５に挿入されるねじ２０５ａを備えている。
【０１０６】
以上のように、第２の変形例に係る半導体検査装置２は、コンタクタの構成が一部異なるだけで、それ以外の構成については、第１の実施形態に係る半導体検査装置１と同じ構成である。なお、第２の変形例に係る半導体検査装置２を用いた半導体検査方法は、第１の実施形態（又は第１の変形例）における半導体検査方法と同じであるので説明を省略する。
【０１０７】
なお、第１の実施形態では、電極シート１０３のうち半導体ウェハ１０に対向する領域から外れた領域に１個以上の貫通孔１０３ｅを設ける例について説明したが、電極シート１０３のうち半導体ウェハ１０に対向する領域にも貫通孔をさらに設けてもよい。また、後述の第２の実施形態に係る半導体検査装置３、および第３の変形例に係る半導体検査装置４のように、第１の空間部Ｓ１に連通する排気用配管１０１ｆと排気部１０９との間に、Ｕ字形状又はミアンダ形状の配管（後述の図７：３０６参照）を設けてもよい。
【０１０８】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体検査装置の構成について、図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係る半導体検査装置３について示す構成図であり、具体的には、半導体検査装置３内に半導体ウェハ１０が設置された状態を示す図である。
【０１０９】
ここで、第２の実施形態に係る半導体検査装置３が、第１の実施形態に係る半導体検査装置１と異なる点は、以下に示す点である。
【０１１０】
第１に、電極シートについて、図１に示すように、第１の実施形態における電極シート１０３には、貫通孔（図２：１０３ｅ参照）が設けられている点に対し、図７に示すように、第２の実施形態における電極シート３０３には、貫通孔が設けられておらず、貫通孔の有無以外については、電極シート３０３は電極シート１０３と同じ構成である。
【０１１１】
第２に、第２の実施形態では、第１の実施形態のようにガス導入部（図１：１１０参照）、ガス導入部から延在された導入用配管（図１：１０４ｄ参照）、並びにガス導入部に接続されたガスボンベ（図１：１１１参照）および酸化性ガス発生器（図１：１１２参照）を備えておらず、図７に示すように、排気部１０９に接続された排気用配管３０４ｆを新たに備えている。すなわち、第１の実施形態では、ガス導入部によって、空間部Ｓ１，Ｓ２にガスを導入する点に対し、本実施形態では、空間部Ｓ１，Ｓ２にガスを導入しない。
【０１１２】
第３に、第２の実施形態では、図７に示すように、第１の空間部Ｓ１に連通する排気用配管１０１ｆと排気部１０９との間に、ミアンダ形状の配管３０６をさらに設けている。
【０１１３】
第４に、第１の実施形態では、図１に示すように、第１の空間部Ｓ１と第２の空間部Ｓ２とが貫通孔（図２：１０３ｅ参照）を介して互いに連通されており、排気部１０９を作動させて排気用配管１０１ｆから空間部Ｓ１，Ｓ２を排気する点に対し、第２の実施形態では、図７に示すように、第１の空間部Ｓ１と第２の空間部Ｓ２とが電極シート３０３を挟んで互いに分離されており、排気部１０９を作動させて排気用配管３０４ｆから第２の空間部Ｓ２を排気する一方、排気用配管１０１ｆから第１の空間部Ｓ１を排気する。そして、第２の実施形態では、排気用配管１０１ｆから第１の空間部Ｓ１を排気して、第１の空間部Ｓ１を減圧することにより、異方導電性コネクター１０２を介して接触端子と上部電極とを電気的に接続する一方、排気用配管３０４ｆから第２の空間部Ｓ２を排気して、第２の空間部Ｓ２を減圧することにより、電極端子と突起電極とを電気的に接続する。
【０１１４】
以上の点が、半導体検査装置３における半導体検査装置１との相違点であり、このような構成とすることにより、第１の空間部Ｓ１に存在する低分子量成分（詳細には、異方導電性コネクター１０２を構成する弾性シートの主成分であるシリコーンゴム等から気化する低分子量成分）は第２の空間部Ｓ２に流入することがない。したがって、通電負荷試験中に、半導体ウェハ１０表面に低分子量成分が付着してその表面が汚染されることがない。さらに、第１の空間部Ｓ１に連通する排気用配管１０１ｆと排気部１０９との間に、ミアンダ形状の配管３０６を設けているので、この配管３０６の内壁面に低分子量成分が付着して排気部１０９まで到達しない。これにより、排気部１０９の内部の汚染を防止できるだけでなく、大気汚染の防止も可能となる。
【０１１５】
なお、排気用配管１０１ｆと排気部１０９との間に設けられる配管３０６は、排気用配管１０１ｆおよび排気部１０９に対して着脱自在に設置されることが好ましい。また、配管３０６を冷却水又は低温水等で冷却すれば、配管３０６の内壁面に低分子量成分をより効率的に付着させることができる。
【０１１６】
第２の実施形態に係る半導体検査装置を用いた半導体検査方法は、従来の半導体検査方法と特に異なる点がないので説明を省略する。
【０１１７】
−第３の変形例−
以下に、本発明の第３の変形例に係る半導体検査装置について、図８を参照しながら説明する。図８は、本発明の第３の変形例に係る半導体検査装置４について示す構成図であり、具体的には、半導体検査装置４内に半導体ウェハ１０が設置された状態を示す図である。
【０１１８】
ここで、第３の変形例に係る半導体検査装置４の特徴点は、以下に示す点である。
【０１１９】
半導体検査装置４は、第２の実施形態に係る半導体検査装置３が備える構成に加えて、分岐機構を内蔵したガス導入部１１０と、ガス導入部１１０から延在された導入用配管１０４ｄと、ガス導入部１１０に接続され非酸化性ガスを導入するためのガスボンベ１１１と、ガス導入部１１０に接続されオゾンガスを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方を導入するための酸化性ガス発生器１１２とをさらに備えており、ガス導入部１１０を作動させて、第２の空間部Ｓ２にガスを導入する点である。この点以外については、半導体検査装置４は半導体検査装置３の構成と同じであるので説明を省略する。
【０１２０】
第３の変形例に係る半導体検査装置４を用いた半導体検査方法は、第１の実施形態（又は第１の変形例）における半導体検査方法と同じであるので説明を省略する。但し、第３の変形例の場合、ガス導入部１１０から導入される非酸化性ガス（又は非酸化性ガスおよび酸化性ガス）は、第２の空間部Ｓ２のみにしか流れないので、第１の空間部Ｓ１および第２の空間部Ｓ２のそれぞれを所定の減圧状態に維持するためには、第２の空間部Ｓ２に連通する排気用配管３０４ｆ、および第１の空間部Ｓ１に連通する排気用配管１０１ｆのそれぞれのコンダクタンスを個別に調整することが必要になる場合がある。ここで、第１の空間部Ｓ１および第２の空間部Ｓ２のそれぞれを所定の減圧状態に維持するためには、各排気用配管３０４ｆ，１０１ｆのコンダクタンスの調整以外に、例えば排気部をさらにもう１台設けて、一方の排気部に排気用配管３０４ｆを接続させると共に、他方の排気部に排気用配管１０１ｆを接続させて、第１の空間部Ｓ２および第２の空間部Ｓ１のそれぞれを個別に排気してもよい。
【０１２１】
なお、第２の実施形態では、排気部１０９と排気用配管１０１ｆとの間に、ミアンダ形状の配管３０６を設ける例について説明したが、その他に例えばＵ字形状の配管を設けてもよい。また例えば、第１の実施形態と同様に、排気部１０９と排気用配管１０１ｆとの間に、配管を設けない構成でもよい。
【０１２２】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係る半導体検査装置について、図９(a) および(b) を参照しながら説明する。図９(a) および(b) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体検査装置５について示す構成図であり、詳細には、図９(a) はウェハ保持具１０４に載置された半導体ウェハ１０上にコンタクタを配置して、減圧且つ加熱雰囲気中で、半導体チップの通電負荷試験を行うときの半導体検査装置５について示す構成図であり、図９(b) はコンタクタを外して、ウェハ保持具１０４に載置された半導体ウェハ１０上に紫外線照射部５０７を配置して、半導体ウェハ１０の紫外線照射処理を行うときの半導体検査装置５について示す構成図である。なお、図９(a) に示す構成は、図１，図２，および図３(a) 〜(e) に示す構成と同一であるので、図９(a) の構成要素のうち符号を付していない構成要素については、図１，図２，および図３(a) 〜(e) において付した符号を用いて説明する。
【０１２３】
第３の実施形態に係る半導体検査装置５は、半導体チップ１０ａの初期故障を取り除くために、ウェハ状態で半導体チップ１０ａのバーンイン試験を行う装置である。
【０１２４】
そして、この半導体検査装置５は、図９(a) および(b) に示すように、主要な構成要素として、ウェハ保持具１０４と、配線基板１０１、電極シート１０３、および異方導電性コネクター１０２を含み構成されるコンタクタと、排気部１０９と、ガス導入部１１０と、制御部１１５と、紫外線照射部５０７とを備えている。
【０１２５】
詳細には、表面に複数の半導体チップ１０ａが配列されてなる半導体ウェハ１０を載置するウェハ保持具１０４と、半導体チップ１０ａの電極端子１０ｂと半導体チップ１０ａに通電負荷を与えるための制御回路１１３とを電気的に接続するための配線基板１０１、可撓性を有する電極シート１０３、および可撓性を有する異方導電コネクター１０２を含み構成されるコンタクタと、半導体ウェハ１０が載置されたウェハ保持具１０４とコンタクタの配線基板１０１とで形成される空間部Ｓ１，Ｓ２を減圧する排気部１０９と、空間部Ｓ１，Ｓ２にガスを導入するガス導入部１１０とを備えており、さらに、通電負荷試験後に、半導体ウェハ１０の表面に紫外線を照射するための紫外線照射部５０７を備えている。なお、空間部Ｓ１，Ｓ２は、第１の空間部Ｓ１と第２の空間部Ｓ２とにより構成されている。
【０１２６】
このように、第３の実施形態に係る半導体検査装置５は、第１の実施形態に係る半導体検査装置１の構成に加えて、紫外線照射部５０７をさらに備えている。ここで、紫外線照射部５０７は、図９(b) に示すように、紫外線を透過させる例えば石英からなる透明基板５０７ａと、紫外線発生部５０７ｂとから構成されている。そして、紫外線照射部５０７は、通電負荷試験後に、コンタクタをウェハ保持具１０４から外した後、半導体ウェハ１０が載置されたウェハ保持具１０４上に配置された状態で使用される。
【０１２７】
以下に、本発明の第３の実施形態に係る半導体検査装置５を用いて、ウェハ状態で半導体チップのバーンイン試験を行う半導体検査方法について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、本発明の第３の実施形態に係る半導体検査装置５を用いて、ウェハ状態の半導体チップのバーンイン試験を行う半導体検査方法のフローチャートである。
【０１２８】
最初に、図１０に示すように、ステップＳ１で、ウェハ保持具１０４に半導体ウェハ１０を載置する。詳細には、図９(a) に示すように、ウェハ保持具１０４の基材１０４ａ上に半導体ウェハ１０を配置し、ウェハ保持具１０４の排気用配管１０４ｃに接続されている排気部１０８を作動させて、ウェハ保持具１０４に半導体ウェハ１０を吸着固定させる。
【０１２９】
つぎに、図４に示すように、ステップＳ２で、コンタクタの突起電極１０３ｃと半導体チップ１０ａの電極端子１０ｂとを位置合わせする。コンタクタは、図９(a) に示すように、配線基板１０１、異方導電性コネクター１０２および電極シート１０３から構成されており、これらを組み合わせてなるコンタクタの突起電極１０３ｃと半導体チップ１０ａの電極端子１０ｂとを位置合わせして、ウェハ保持具１０４上に載置された半導体ウェハ１０上に、コンタクタを保持する。
【０１３０】
つぎに、図４に示すように、ステップＳ３で、電極端子１０ｂと突起電極１０３ｃ、および接触端子１０１ｃと上部電極１０３ｂとを電気的に接続する。詳細には、図９(a) に示すように、ステップＳ２での位置合わせした状態を保持したまま、配線基板１０１の排気用配管１０１ｆに接続されている排気部１０９を作動させて、第１の空間部Ｓ１と第２の空間部Ｓ２とから構成される空間部Ｓ１，Ｓ２を減圧する。空間部Ｓ１，Ｓ２を減圧することにより、ウェハ保持具１０４上に載置された半導体ウェハ１０、および半導体ウェハ１０上に保持されたコンタクタに対して大気圧が加わり、半導体チップ１０ａの電極端子１０ｂと電極シート１０３の突起電極１０３ｃとの間が電気的に接続されると共に、配線基板１０１の接触端子１０１ｃと電極シート１０３の上部電極１０３ｂとの間が異方導電性コネクター１０２を介して電気的に接続される。
【０１３１】
つぎに、図１０に示すように、ステップＳ４で、半導体ウェハ１０を所定の温度に加熱した後、所定時間の間、制御回路１１３からフレキシブル配線１１４を介して配線基板１０１に通電し、半導体ウェハ１０に形成された各半導体チップ１０ａの通電負荷試験を行う。
【０１３２】
つぎに、図１０に示すように、ステップＳ５で、各半導体チップ１０ａの通電負荷試験の終了後、排気部１０９による空間部Ｓ１，Ｓ２の減圧を停止し、コンタクタをウェハ保持具１０４から外す。その後、図９(b) に示すように、半導体ウェハ１０が載置されたウェハ保持具１０４上に紫外線照射部５０７を配置し、紫外線照射部５０７の排気用配管５０７ｄに接続されている排気部１０９を作動させて、半導体ウェハ１０が載置されたウェハ保持具１０４と紫外線照射部５０７とで形成される空間部Ｓ３を減圧し、ウェハ保持具１０４に紫外線照射部５０７を吸着固定させる。
【０１３３】
その後、紫外線発生部５０７ｂから発生する紫外線５０７ｃを、透明基板５０７ａを介して半導体ウェハ１０の表面に照射すると共に、ガス導入部１１０を作動させて、空間部Ｓ３に導入用配管１０４ｄから例えば酸素ガス等の酸化性ガスを導入する。これにより、通電負荷試験中に半導体ウェハ１０の表面に付着した低分子量成分（主に例えば、異方導電性コネクター１０２を構成する弾性シート１０２ａの主成分であるシリコーンゴム等から気化した低分子量成分）は、紫外線エネルギーおよび酸化性ガスにより分解されて除去される。このとき、低分子量成分の付着量が多く、低分子量成分の一部が紫外線エネルギーおよび酸化性ガスにより分解し切れずに残存する場合があっても、この残存する低分子量成分は親水化処理される。
【０１３４】
つぎに、図１０に示すように、ステップＳ６で、半導体ウェハ１０を冷却すると共に、紫外線照射部５０７による紫外線の照射、およびガス導入部１１０による酸化性ガスの導入を停止した後、排気部１０９による空間部Ｓ３の減圧を停止し、紫外線照射部５０７を半導体ウェハ１０から外す。その後、ウェハ保持具１０４から半導体ウェハ１０を外して、第３の実施形態に係る半導体検査が完了する。
【０１３５】
なお、この半導体検査の完了後、半導体ウェハ１０に形成された各半導体チップ１０の良否を検査することにより、通電負荷試験により発生した初期不良の半導体チップを除去することができる。その後、半導体ウェハ１０をダイシングして半導体チップを個別化し、封止樹脂により各半導体チップを封止することで、半導体装置を製造することができる。
【０１３６】
このような半導体検査装置を用いた半導体検査方法とすることで、通電負荷試験中に、半導体ウェハ１０の表面に異方導電性コネクター１０２から気化した低分子量成分が付着することがあっても、付着した低分子量成分を除去する、あるいは大部分を除去すると共に除去されずに残存する低分子量成分を親水化処理することができる。その結果、半導体チップと封止樹脂との密着性不良を防止できる。
【０１３７】
なお、第３の実施形態では、紫外線照射部５０７を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、紫外線照射部５０７の代わりにプラズマ処理部を用いてもよい。この場合においても、半導体ウェハの通電負荷試験の終了後に、プラズマ処理部を半導体ウェハ上に配置し、酸化性ガスを導入しながらプラズマを発生させれば、通電負荷試験中に半導体ウェハの表面に付着した低分子量成分を除去することができる。
【０１３８】
なお、本発明は、第１〜第３の各実施形態、および第１〜第３の変形例における半導体検査装置および半導体検査方法に限定されるものではない。
【０１３９】
例えば、その他の半導体検査装置として、表面に複数の半導体チップが配列されてなる半導体ウェハを載置するウェハ保持具と、ウェハ保持具上に載置された半導体ウェハの半導体チップの電極端子と半導体チップに通電負荷を与えるための制御回路とを電気的に接続するための配線基板、可撓性を有する電極シート、および可撓性を有する異方導電性コネクターを含み構成されるコンタクタと、半導体ウェハが載置されたウェハ保持具とコンタクタの配線基板とで形成される空間部を減圧する排気部と、オゾンを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方を空間部に導入するガス導入部とを備え、そして、通電負荷試験の終了を認識した後に、ガス導入部を作動させて、オゾンを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方を空間部に導入する制御部を備えた半導体検査装置でもよい。
【０１４０】
具体的には、図１に示す第１の実施形態に係る半導体検査装置１において、非酸化性ガスを導入するためのガスボンベ１１１を外した構成であり、さらに、電極シート１０３に設ける貫通孔１０３ｅの位置については、第１の実施形態のような制約はなく任意の位置に設けてもよい。また、貫通孔１０３ｅの個数についても、任意の個数を設けてもよい。
【０１４１】
このような構成によれば、通電負荷試験の終了後に、半導体ウェハの表面に付着した有機物の除去（および有機物の親水化処理）を行うことができ、半導体チップと封止樹脂との密着性を改善できる。
【０１４２】
また、半導体ウェハの表面に付着した有機物の除去（および有機物の親水化処理）を行う方法としては、下記に示す１）〜３）のいずれの方法を採用してもよい。なお、第３の実施形態では、下記に示す３）の方法を例に説明した。
１）通電負荷試験後に、オゾンを含む酸化性ガスおよび酸素ラジカルを含む酸化性ガスの少なくとも一方に半導体ウェハ表面を曝す方法
２）通電負荷試験後に、酸素ガスを導入しながら半導体ウェハ表面をプラズマ処理する方法
３）通電負荷試験後に、酸素ガス又はオゾンを含む酸化性ガスを導入しながら半導体ウェハ表面に紫外線を照射する方法
なお、第１〜第３の実施形態では、１個の半導体ウェハに対して、排気部、ガス導入部、制御回路、および制御部のそれぞれを１個ずつ設けた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数の半導体ウェハに対して、１個の排気部を設けて、各ウェハ保持具と各配線基板とで形成される各空間を一括して排気する構成としてもよい。また、複数の半導体ウェハに対して、１個のガス導入部および制御部を設けて、上記各空間に一括してガスを導入する構成としてもよい。さらに、複数の半導体ウェハに対して、１個の制御回路を設けて、各半導体ウェハの半導体チップに一括して通電負荷を与える構成としてもよい。
【０１４３】
また、本発明は、液晶、プラズマ、および有機ＥＬ等の配線基板上に薄膜トランジスタを搭載した薄型パネル等の通電負荷試験にも有用である。この場合、本発明に係る通電負荷装置は、配線基板を載置する保持具と、保持具上に載置された配線基板上に配置された複数のトランジスタの電極端子と、配線基板に通電負荷を与えるための制御回路とを電気的に接続するためのコンタクタ用配線基板を含み構成されるコンタクタと、配線基板が載置された保持具と、コンタクタのコンタクタ用配線基板とで形成される空間部を減圧する排気部と、空間部にガスを導入するガス導入部とを備えている。これにより、高温下での通電負荷試験中、空間部に導入されるガスによるガス流によって、その試験中に発生する低分子量成分をガスと共に排気することができるので、配線基板表面に低分子量成分が付着してその表面が汚染されることを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明に係る半導体検査装置およびそれを用いた半導体検査方法は、特に、減圧且つ加熱雰囲気中で長時間の通電負荷試験を行う場合に、通電負荷試験中に低分子量成分が半導体ウェハ表面に付着することを防止する、通電負荷試験後に半導体ウェハ表面に付着した低分子量成分を除去する、又は通電負荷試験後に半導体ウェハ表面に付着した低分子量成分を親水化処理することができるため、半導体チップと封止樹脂との密着性不良の発生を防止できるので、高信頼性の半導体装置を実現できる。そのため、半導体装置の通電負荷試験に有用である。また、本発明に係る通電負荷装置および通電負荷方法は、高温下での通電負荷試験中に低分子量成分が配線基板表面に付着することを防止する、又は低分子量成分が配線基板表面に付着しても通電負荷試験後に除去する（又は親水化処理する）ことができる。そのため、液晶、プラズマ、および有機ＥＬ等の基板上に薄膜トランジスタを搭載した薄型パネル等の通電負荷試験にも有用である。この結果、薄型パネル、又は半導体装置が使用される種々の電子機器分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体検査装置について示す構成図である。
【図２】第１の実施形態において、配線基板、異方導電性コネクターおよび電極シートからなるコンタクタと、ウェハ保持具に載置された半導体ウェハとが電気的に接続された状態の半導体検査装置の構成について示す断面図である。
【図３】(a) 〜(e) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体検査装置を構成する各構成要素の構成について示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体検査装置を用いて、ウェハ状態で半導体チップのバーンイン試験を行う半導体検査方法のフローチャートである。
【図５】本発明の第２の変形例に係る半導体検査装置の構成について示す断面図である。
【図６】(a) 〜(f) は、本発明の第２の変形例に係る半導体検査装置を構成する各構成要素について示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体検査装置について示す構成図である。
【図８】本発明の第３の変形例に係る半導体検査装置について示す構成図である。
【図９】(a) および(b) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体検査装置について示す構成図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る半導体検査装置を用いて、ウェハ状態の半導体チップのバーンイン試験を行う半導体検査方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４６】
１，２，３，４，５    半導体検査装置
１０１    配線基板
１０１ａ    基材
１０１ｂ    導体パターン
１０１ｃ    接触端子
１０１ｄ    層間絶縁層
１０１ｅ    外部接続端子
１０１ｆ    排気用配管
１０２    異方導電性コネクター
１０２ａ    弾性シート
１０２ｂ    導電部
１０３    電極シート
１０３ａ    基材
１０３ｂ    上部電極
１０３ｃ    突起電極
１０３ｄ    貫通電極
１０３ｅ    貫通孔
１０３ｆ    接着層
１０３ｇ    剛性リング
１０３ｈ    気密用接着層
１０４    ウェハ保持具
１０４ａ    基材
１０４ｂ    吸着溝
１０４ｃ    排気用配管
１０４ｄ    導入用配管
１０４ｅ    シールリング
１０    半導体ウェハ
１０ａ    半導体チップ
１０ｂ    電極端子
Ｓ１    空間部（第１の空間部）
Ｓ２    空間部（第２の空間部）
１０８    排気部
１０９    排気部
１１０    ガス導入部
１１１    ガスボンベ
１１２    酸化性ガス発生器
１１３    制御回路
１１４    フレキシブル配線基板
１１５    制御部
２０１    配線基板
２０１ａ    基材
２０１ｇ    孔
２０５ａ    ねじ
２０５    ガイドリング
３０３    電極シート
３０４    ウェハ保持具
３０４ｆ    排気用配管
３０６    配管
５０７    紫外線照射部
５０７ａ    透明基板
５０７ｂ    紫外線発生部
５０７ｃ    紫外線
５０７ｄ    排気用配管
Ｓ３    空間部
【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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