專利名稱：探針卡、半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及探針卡、半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造技 術(shù)，尤其是涉及應(yīng)用于以與半導(dǎo)體集成電路的制造所使用的方法相同 的方法形成的探針片、使用該探針片的探針卡、包含該探針卡的半導(dǎo) 體檢驗(yàn)裝置、以及包含利用該半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置進(jìn)行的檢驗(yàn)工序的半導(dǎo) 體裝置的制造工序的有效技術(shù)。
背景技術(shù)：
在將半導(dǎo)體元件電路形成在半導(dǎo)體晶片(以下簡(jiǎn)稱為晶片)上之 后進(jìn)行的半導(dǎo)體裝置的制造工序中，以代表性的半導(dǎo)體裝置的出廠形
態(tài)即封裝件、凈果芯片以及CSP (Chip Size (Scale) Package;芯片尺 寸封裝)為例，用圖26表示主要檢驗(yàn)工序的流程的一個(gè)例子。
在半導(dǎo)體裝置的制造工序中，如圖26所示，大致分為以下三個(gè) 檢驗(yàn)來(lái)進(jìn)行。首先是在半導(dǎo)體元件電路以及電極已形成在了晶片上的 晶片狀態(tài)下進(jìn)行的、用于掌握導(dǎo)通狀態(tài)以及半導(dǎo)體元件的電信號(hào)動(dòng)作 狀態(tài)的晶片檢驗(yàn)；接下來(lái)是在將半導(dǎo)體元件置于高溫和高施加電壓等 的狀態(tài)下從中挑出不穩(wěn)定的半導(dǎo)體元件的預(yù)燒檢驗(yàn)；然后是用于在半 導(dǎo)體裝置出廠之前掌握產(chǎn)品性能的分選檢驗(yàn)。
對(duì)于這樣的半導(dǎo)體裝置的檢驗(yàn)中所使用的裝置(半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝 置)，在現(xiàn)有技術(shù)中，晶片的表面上設(shè)置有多個(gè)半導(dǎo)體裝置(半導(dǎo)體 芯片(以下稱為芯片))，然后被切割分離成單個(gè)的以供使用。在被 切割分離成單個(gè)的半導(dǎo)體裝置中，其表面上并列設(shè)置有多個(gè)電極。在 工業(yè)上大量生產(chǎn)這樣的半導(dǎo)體裝置并檢驗(yàn)其電氣特性時(shí)，使用從探針 卡傾斜地伸出的由鴒針形成的探針構(gòu)成的連接裝置。在利用該連接裝 置進(jìn)行的檢驗(yàn)中，使用以下方法通過(guò)利用探針彎曲的接觸壓力來(lái)擦
過(guò)電極以取得接觸，從而檢驗(yàn)其電特性。
近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體元件的高密度化，在半導(dǎo)體裝置制造時(shí)的檢 驗(yàn)工序中，檢驗(yàn)用探針的窄間距多針化正在發(fā)展。因此，期望開(kāi)發(fā)出 使用如下所述連接裝置的半導(dǎo)體元件的檢驗(yàn)裝置，所述連接裝置能夠 在半導(dǎo)體元件的電極和檢驗(yàn)電路之間可靠地傳輸電信號(hào)，并能夠在進(jìn) 行動(dòng)作檢驗(yàn)的工序中在窄間距多針的半導(dǎo)體元件的微小的電極上進(jìn)
行高位置精度的探測(cè)，而且能夠以低負(fù)載對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行探測(cè)從而 防止損傷。
隨著半導(dǎo)體元件的高密度化、窄間距化的發(fā)展，就需要進(jìn)行高速 信號(hào)的動(dòng)作試驗(yàn)，作為在這種情況下能夠進(jìn)行半導(dǎo)體元件的特性檢驗(yàn)
的檢驗(yàn)方法及檢驗(yàn)裝置，有1988年度的ITC (International Test Conference;國(guó)際測(cè)試會(huì)議)的講演論文集的第601頁(yè)至第607頁(yè)(非 專利文獻(xiàn)l)記載的技術(shù)。圖27是該非專利文獻(xiàn)所公開(kāi)的檢驗(yàn)裝置的 構(gòu)造示意圖，圖28是該檢驗(yàn)裝置的關(guān)鍵部位放大立體圖。在此所使 用的半導(dǎo)體檢驗(yàn)用的探針將如下結(jié)構(gòu)作為接觸端子使用，所述結(jié)構(gòu)是 這樣形成的在柔性的絕緣膜201的上表面以光刻技術(shù)形成配線202, 在絕緣膜201的下表面形成接地層203,在與作為被檢驗(yàn)對(duì)象的半導(dǎo) 體的電極相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置的絕緣膜201的通孔204處，通過(guò)電鍍形 成半球狀的凸部205。該技術(shù)是下述這樣的方法，即使通過(guò)在絕緣 膜201的表面形成的配線202及配線基板206而與檢驗(yàn)電路(省略圖 示)連接的凸部205在板簧207的彈力的作用下擦過(guò)作為檢驗(yàn)對(duì)象的 半導(dǎo)體元件的電極而與之接觸，從而來(lái)接收信號(hào)以進(jìn)行檢驗(yàn)。
另外，在日本特開(kāi)平2- 163664號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1 )中，公開(kāi) 了半導(dǎo)體元件的檢驗(yàn)裝置，圖29是該檢驗(yàn)用探針卡的構(gòu)造的示意圖。 它是如下構(gòu)成的探針裝置，即將帶有板簧207的樞軸銷208保持在 被旋轉(zhuǎn)板209支承的圓錐井210中，以將凸部205及形成了配線的絕 緣膜201推出。
另外，在日本特開(kāi)2005 -24377號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中，公開(kāi) 了半導(dǎo)體元件的檢驗(yàn)裝置，圖30是該檢驗(yàn)用探針卡的構(gòu)造的示意圖。
它是如下這樣的探針裝置，即將探針片分割成4份，通過(guò)設(shè)置在探 針片中央的彈簧柱塞211,借助于推壓隔片214以及緩沖部件將四棱 錐狀的接觸端子212及形成了配線的絕緣膜213推出。
近年來(lái)， 一直期望開(kāi)發(fā)出使用能夠在窄間距且多針的半導(dǎo)體元件 的電極和檢驗(yàn)電路之間傳輸電信號(hào)以進(jìn)行動(dòng)作檢驗(yàn)的連接裝置的半 導(dǎo)體元件的檢驗(yàn)裝置。另外，對(duì)于高速電信號(hào)用半導(dǎo)體元件，為了降 低介電損耗并進(jìn)行微細(xì)配線，使用與二氧化硅(Sio2)相比介電常數(shù) 小一些的材料(例如有機(jī)類材料)。由于這樣的介電常數(shù)小的材料的 耐負(fù)載以及機(jī)械強(qiáng)度都比較弱，所以為了不給該低介電材料帶來(lái)?yè)p 傷，期望檢驗(yàn)裝置能夠以幾lOmN程度以下的低負(fù)載實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的接觸 阻抗值。因此，從這樣的觀點(diǎn)出發(fā)對(duì)上述技術(shù)進(jìn)行研究。
由鴒針構(gòu)成的探針以及形成了上述半球狀的凸部的探針是，對(duì)于 在鋁電極或釬焊電極等的材料表面生成氧化物的被接觸材料，通過(guò)將 接觸端子擦過(guò)電極來(lái)擦掉電極材料表面的氧化物，從而與其下面的金 屬導(dǎo)體材料接觸，由此來(lái)確保接觸狀態(tài)。其結(jié)果是，由于用接觸端子 擦過(guò)電極而產(chǎn)生電極材料的碎屑，這導(dǎo)致配線間短路以及異物的產(chǎn) 生。另外，由于探針以施加幾百mN程度以上的負(fù)載的狀態(tài)擦過(guò)電極 來(lái)確保接觸狀態(tài)，所以有可能對(duì)低介電常數(shù)材料帶來(lái)?yè)p傷。
這樣，如圖27~圖29所示，對(duì)于將在配線的局部上通過(guò)電鍍而 形成的凸部作為探針的方法，由于凸部的前端部是平坦或成為半球 狀，所以對(duì)于在鋁電極或釬焊電極等的材料表面生成氧化物的被接觸 材料，不容易擦掉氧化物，所以接觸阻抗變得不穩(wěn)定，必須使接觸時(shí) 的負(fù)載為幾百mN程度以上。但是，存在接觸時(shí)的負(fù)載過(guò)大的問(wèn)題。 即，由于隨著半導(dǎo)體元件的高集成化的發(fā)展，將高密度多針且窄間距 的電極形成在半導(dǎo)體元件表面，所以大多在電極正下方形成大量有源 元件或微細(xì)的配線，如果半導(dǎo)體元件檢驗(yàn)時(shí)探針與電極的接觸壓力過(guò) 大，則有可能對(duì)電極及其正下方的有源元件或配線帶來(lái)?yè)p傷，因此需 要在探測(cè)時(shí)特別注意動(dòng)作控制，這會(huì)導(dǎo)致檢驗(yàn)的處理量降低。
而且，由于預(yù)想到凸部的形狀等會(huì)產(chǎn)生偏差，所以在使接觸不充
分的突起(凸部)完全接觸時(shí)，整體需要更大的接觸負(fù)載，從而存在 局部的接觸壓力過(guò)大的問(wèn)題。因此，除了需要貫通作為接觸對(duì)象的材 料表面的氧化物等而能確保穩(wěn)定的接觸特性的接觸端子的形狀，為了 在探針片進(jìn)行推壓時(shí)能夠可靠地與作為接觸對(duì)象的電極接觸，還需要 具有柔軟性的探針片。
另外，在以窄間距配置的半導(dǎo)體元件的微小的檢驗(yàn)用電極襯墊 上，必須將檢驗(yàn)用的接觸端子以高位置精度進(jìn)行接觸，而且，在之后 的工序中，為了防止在使用了該電極襯墊的引線接合或連接用凸部的
形成時(shí)發(fā)生連接不良，就需要盡可能防止因探測(cè)導(dǎo)致電極襯墊面的粗 糙。由此，要求纟笨測(cè)痕盡可能地微小。
對(duì)于使用圖30所示的四棱錐狀的接觸端子，與半導(dǎo)體元件的檢 驗(yàn)用電極垂直地進(jìn)行探測(cè)的檢驗(yàn)裝置，雖然接觸阻抗值穩(wěn)定，但在近 年的尋求更窄間距化和高速的電信號(hào)檢驗(yàn)的情況下，就更要求接觸端 子的前端位置精度的提高。而且，對(duì)于高速傳輸用電路形成材料，傾 向于使用低介電常數(shù)的耐負(fù)載較弱的材料，因此為了防止在探測(cè)時(shí)對(duì) 半導(dǎo)體元件的損傷，就需要更低負(fù)載的探針。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體裝置檢驗(yàn)用的探針卡，其能夠在 作為被接觸對(duì)象的電極襯墊上以低負(fù)載而不帶來(lái)?yè)p傷地進(jìn)行探測(cè)檢 驗(yàn)，具有能夠以多點(diǎn)且高密度且以小的探測(cè)痕進(jìn)行接觸的接觸端子， 并且傳輸特性良好，接觸特性穩(wěn)定。
另外，本發(fā)明提供一種探針卡，其能夠?qū)⑻綔y(cè)檢驗(yàn)時(shí)的接觸端子 的前端位置精度保持為高精度。
另外，本發(fā)明提供一種采用了下述探針片的半導(dǎo)體裝置檢驗(yàn)用的 探針卡，所述探針片實(shí)現(xiàn)了阻抗整合的高速傳輸用電路，使得高速傳 輸信號(hào)的損失小。概要。
(1 )本發(fā)明的探針卡具有探針片，該探針片包括 與設(shè)置在被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的多個(gè)接觸端子； 從上述多個(gè)接觸端子的各個(gè)端子引出的配線； 與上述配線電連接且與多層配線基板的電極連接的多個(gè)周邊電
極，
上述探針卡設(shè)有以包圍上述多個(gè)接觸端子的方式形成的框；和 對(duì)上述框施加推壓力的多個(gè)機(jī)構(gòu)。
(2)本發(fā)明的探針卡，是在上述(1)記載的探針卡中，設(shè)有使 形成有上述框的區(qū)域內(nèi)的形成有上述多個(gè)接觸端子的區(qū)域可傾動(dòng)的 機(jī)構(gòu)。
(3 )本發(fā)明的探針卡具有探針片，該探針片包括 與設(shè)置在被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的多個(gè)接觸端子； 從上述多個(gè)接觸端子的各個(gè)端子引出的配線； 與上述配線電連接且與多層配線基板的電極連接的多個(gè)周邊電
極，
上述探針卡設(shè)有以包圍上述多個(gè)接觸端子的方式形成的框；和 使形成有上述框的區(qū)域內(nèi)的形成有上述多個(gè)接觸端子的區(qū)域可傾動(dòng) 的才幾構(gòu)。
(4 )本發(fā)明的探針卡具有探針片，該探針片具有 與設(shè)置在被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的多個(gè)接觸端子； 從上述多個(gè)接觸端子的各個(gè)端子引出的配線； 與上述配線電連接且與多層配線基板的電極連接的多個(gè)周邊電
極，
上述多個(gè)接觸端子是棱錐形狀或棱臺(tái)形狀， 上述探針卡還設(shè)置有將上述探針片的上述多個(gè)周邊電極加壓接 觸在上述多層配線基板的電極上的推壓板；
以包圍上述多個(gè)接觸端子的方式形成的框；和
對(duì)上述框施加推壓力的多個(gè)機(jī)構(gòu)，
上述探針片以從上述多層配線基板伸出的方式被保持。
(5) 本發(fā)明的探針卡具有
與用于檢驗(yàn)被檢驗(yàn)對(duì)象的電氣特性的檢驗(yàn)器電連接的多層配線 基板；
探針片，具有與上述多層配線基板的電極連接的多個(gè)周邊電極、 以及與設(shè)置在上述被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的多個(gè)接觸端子； 以包圍上述多個(gè)接觸端子的方式形成的框； 對(duì)上述框施加推壓力的多個(gè)機(jī)構(gòu)， 上述多個(gè)接觸端子是棱錐形狀或棱臺(tái)形狀， 上述施加推壓力的多個(gè)機(jī)構(gòu)被配置成使得形成有上述框的區(qū)域
和形成有上述多個(gè)接觸端子的區(qū)域可傾動(dòng)。
(6) 本發(fā)明的探針卡，是在上述(l) ~ (5)任一項(xiàng)所述的探
中的至少一層，
與上述地線層或上述電源配線層連接的配線被形成得配線寬度 比與上述地線層和上述電源配線層中的任意一個(gè)都不連接的配線的 配線寬度寬。
(7) 本發(fā)明的探針卡，是上述(l) ~ (6)中任一項(xiàng)所述的探 針卡中，在探針片中央設(shè)有施加推壓力的機(jī)構(gòu)。
(8) 本發(fā)明的探針卡，是上述(l) ~ (6)中任一項(xiàng)所述的探 針卡中，向上述框施加推壓力的上述多個(gè)機(jī)構(gòu)是多個(gè)具有彈性的導(dǎo)銷。
(9) 本發(fā)明的探針卡，是上述(l) ~ (6)中任一項(xiàng)所述的探 針卡中，向上述框施加推壓力的上述多個(gè)機(jī)構(gòu)包括多個(gè)具有彈性的 導(dǎo)銷；和多個(gè)沒(méi)有彈性的導(dǎo)銷。
(10) 本發(fā)明的探針卡，是上述(l) ~ (9)中任一項(xiàng)所述的探 針卡中，上述多個(gè)接觸端子是以通過(guò)對(duì)具有結(jié)晶性的基板進(jìn)行異方性 蝕刻而形成的孔為型材通過(guò)電鍍來(lái)形成的。
(11 )本發(fā)明的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置具有 承載被檢驗(yàn)對(duì)象的試料臺(tái)；和
具有與設(shè)于上述被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的多個(gè)接觸端子，且
與用于檢驗(yàn)上述被檢驗(yàn)對(duì)象的電氣特性的檢驗(yàn)器電連接的探針卡； 上述探針卡具有探針片，該探針片具有 與設(shè)置在上述被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的上述多個(gè)接觸端子； 從上述多個(gè)接觸端子的各個(gè)端子引出的配線；和 與上述配線電連接且與多層配線基板的電極連接的多個(gè)周邊電
極，
上述探針卡設(shè)有以包圍上述多個(gè)接觸端子的方式形成的框； 對(duì)上述框施加推壓力的多個(gè)才幾構(gòu)；和
使形成有上述框的區(qū)域內(nèi)的形成有上述多個(gè)接觸端子的區(qū)域可 傾動(dòng)的才幾構(gòu)。
(12) 本發(fā)明的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置具有 承載被檢驗(yàn)對(duì)象的試料臺(tái)；和
具有與設(shè)于上述被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的多個(gè)接觸端子，且 與用于檢驗(yàn)上述被檢驗(yàn)對(duì)象的電氣特性的檢驗(yàn)器電連接的探針卡； 上述探針卡具有探針片，該探針片具有 與設(shè)置在上述被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的上述多個(gè)接觸端子； 從上述多個(gè)接觸端子的各個(gè)端子引出的配線；和 與上述配線電連接且與多層配線基板的電極連接的多個(gè)周邊電
極，
上述多個(gè)接觸端子是棱錐形狀或棱臺(tái)形狀， 上述探針卡還設(shè)置有將上述探針片的上述多個(gè)周邊電極加壓接 觸在上述多層配線基板的電極上的推壓板；
以包圍上述多個(gè)接觸端子的方式形成的框；和
對(duì)上述框施加推壓力的多個(gè)^/l構(gòu)，
上述探針片以從上述多層配線基板伸出的方式被保持。
(13) 本發(fā)明的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置具有 承載被檢驗(yàn)對(duì)象的試料臺(tái)；和
具有與設(shè)于上述被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的多個(gè)接觸端子，且
與用于檢驗(yàn)上述被檢驗(yàn)對(duì)象的電氣特性的檢驗(yàn)器電連接的探針卡； 上述探針卡具有
與用于檢驗(yàn)被檢驗(yàn)對(duì)象的電氣特性的檢驗(yàn)器電連接的多層配線 基板；
探針片，具有與上述多層配線基板的電極連接的多個(gè)周邊電極、 以及與設(shè)置在上述被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的多個(gè)接觸端子；
以包圍上述多個(gè)接觸端子的方式形成的框；
對(duì)上述框施加推壓力的多個(gè)4幾構(gòu)，
上述多個(gè)接觸端子是棱錐形狀或棱臺(tái)形狀，
上述施加推壓力的多個(gè)機(jī)構(gòu)被配置成使得形成有上述框的區(qū)域 和形成有上述多個(gè)接觸端子的區(qū)域可傾動(dòng)。
(14)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，具有以下工序
向半導(dǎo)體晶片中植入電路以及與上述電路電連接的電極以形成 多個(gè)半導(dǎo)體元件的工序；
利用探針卡對(duì)上述多個(gè)半導(dǎo)體元件的電氣特性進(jìn)行檢驗(yàn)的工序， 上述探針卡具有與設(shè)于上述多個(gè)半導(dǎo)體元件上的上述電極相接觸的 多個(gè)接觸端子，且與對(duì)形成在上述多個(gè)半導(dǎo)體元件的各個(gè)半導(dǎo)體元件 上的上述電路的電氣特性進(jìn)行檢驗(yàn)的檢驗(yàn)器電連接；和
對(duì)上述半導(dǎo)體晶片進(jìn)行切割，并按上述多個(gè)半導(dǎo)體元件的每一個(gè) 進(jìn)行分離的工序；
上述探針卡具有探針片，該探針片具有
與設(shè)置在上述多個(gè)半導(dǎo)體元件上的電極相接觸的上述多個(gè)接觸 端子；
從上述接觸端子的各個(gè)端子引出的配線；和
與上述配線電連接且與多層配線基板的電極連接的多個(gè)周邊電
極，
上述多個(gè)接觸端子是棱錐形狀或棱臺(tái)形狀， 上述探針卡還設(shè)置有以包圍上述多個(gè)接觸端子的方式形成的 框；和對(duì)上述框施加推壓力的多個(gè)^/L構(gòu)，
施加上述推壓力的上述多個(gè)機(jī)構(gòu)被配置成使得形成有上述框的 區(qū)域和形成有上述多個(gè)接觸端子的區(qū)域可傾動(dòng)，
上述探針卡通過(guò)上述框?qū)σ詮纳鲜龆鄬优渚€基板伸出的方式被 保持的上述探針片的形成有上述多個(gè)接觸端子的上述區(qū)域施加推壓 力，并且使上述多個(gè)接觸端子與設(shè)于上述半導(dǎo)體元件上的上述電極接 觸來(lái)檢驗(yàn)上述電路的上述電氣特性。
(15)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，是在上述(14)所述的 半導(dǎo)體裝置的制造方法中，上述多個(gè)接觸端子是以通過(guò)對(duì)具有結(jié)晶性 的基板進(jìn)行異方性蝕刻而形成的孔為型材通過(guò)電鍍來(lái)形成的。
本發(fā)明的上述及其他的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)在以下的更詳細(xì)的用 于實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式的描述以及附圖中明示。


圖l是表示配列了半導(dǎo)體元件(芯片)的被接觸對(duì)象即晶片及一 部分的半導(dǎo)體元件(芯片)的立體圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式1的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。
圖3是圖2所示的探針卡的主要部件的分解立體圖。
圖4是分解圖2所示的探針卡的主要部件進(jìn)行圖示的組裝剖視圖。
圖5是表示圖2所示的探針卡的主要部件即導(dǎo)銷的關(guān)鍵部位的剖視圖。
圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式1的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。 圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。 圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式3的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。 圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式3的探針卡的接觸端子組附近的放大的 關(guān)鍵部位剖視圖。
圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式4的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。 圖11是本發(fā)明的實(shí)施方式5的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。 圖12是圖11所示的探針卡的主要部件的分解立體圖。
圖13是本發(fā)明的實(shí)施方式6的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。
圖14是本發(fā)明的實(shí)施方式7的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。
圖15是本發(fā)明的實(shí)施方式8的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。
圖16是本發(fā)明的實(shí)施方式9的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。
圖17是本發(fā)明的實(shí)施方式10的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。
圖18是本發(fā)明的實(shí)施方式11的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。
圖19是本發(fā)明的實(shí)施方式12的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖。
圖20 (a) ~圖20 (f)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式13的探針卡中
的形成探針片(探針片構(gòu)造體)部分的制造流程的一部分的關(guān)鍵部位
剖視圖。
圖21 (g) ~圖21 (i)是表示圖20的后續(xù)制造流程的關(guān)鍵部位 剖視圖。
圖22 (a) ~圖22 (d)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式14的探針卡中 的形成探針片(探針片構(gòu)造體)部分的制造流程的一部分的關(guān)鍵部位 剖視圖。
圖23 (a)以及圖23 (b)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式15的探針卡 中的形成探針片(探針片構(gòu)造體)部分的制造流程的一部分的關(guān)鍵部 位剖視圖。
圖24 (a)以及圖24 (b)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式16的探針卡 中的形成探針片(探針片構(gòu)造體)部分的制造流程的一部分的關(guān)鍵部 位剖視圖。
圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施方式17的檢驗(yàn)系統(tǒng)的一例的整體示意 結(jié)構(gòu)圖。
圖26是表示半導(dǎo)體裝置的檢驗(yàn)工序的一例的工序圖。
圖27是使用了現(xiàn)有電鍍形成的凸部的半導(dǎo)體元件檢驗(yàn)裝置的關(guān)
鍵部位剖視圖。
圖28是表示圖27的電鍍形成的凸部部分的立體圖。
圖29是使用了現(xiàn)有電鍍形成的凸部的半導(dǎo)體元件檢驗(yàn)裝置的關(guān)
鍵部位剖視圖。
圖30是使用了形成有四棱錐接觸端子的現(xiàn)有探針片的半導(dǎo)體元 件檢驗(yàn)裝置的關(guān)鍵部位剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在以下的實(shí)施方式中，為了方便，在必要時(shí)分割成多個(gè)部分或?qū)?施方式進(jìn)行說(shuō)明，但是，除特別明示的情況以外，它們之間并不是毫 無(wú)關(guān)系的， 一個(gè)實(shí)施方式是另 一 實(shí)施方式的一部分或全部的變形例、 是詳細(xì)、補(bǔ)充說(shuō)明等的關(guān)系。
另外，在以下的實(shí)施方式中，涉及到要素的數(shù)量(包含個(gè)數(shù)、數(shù) 值、量、范圍等)的情況下，除特別明示的情況以及原理上明確限定 為特定數(shù)量的情況等以外，不限于其特定數(shù)量，可以是特定數(shù)量以上 也可以是特定數(shù)量以下。
而且，在以下的實(shí)施方式中，其結(jié)構(gòu)要素(也包含要素步驟等) 除特別明示的情況以及原理上明確是必須的情況等以外，不 一 定是必 須的。另外，在實(shí)施例等中，關(guān)于結(jié)構(gòu)要素等，說(shuō)"由A構(gòu)成"、"由 A形成，，時(shí)，除特別地明確只有該要素的情況等以外，不能排除除此 以外的要素。
同樣地，在以下的實(shí)施方式中，涉及到構(gòu)成要素等的形狀、位置 關(guān)系等時(shí)，除特別明示的情況以及原理上明確地不成立的情況等以 外，還包含實(shí)質(zhì)上與其形狀等近似或類似的要素等。關(guān)于這一點(diǎn)，上 述數(shù)值以及范圍也是一樣的。
另外，涉及到材料等時(shí)，除特別指明不是的情況或者在原理上或 按情況不是的情況以外，特定的材料為主要材料，并不排除次要的要 素、添加物、附加要素等。例如，硅部件除特別明示的情況等，不僅 是純硅的情況，還可以是以添加不純物、硅為主要要素的二元、三元 等的合金(例如SiGe)等。
另外，在用于說(shuō)明本實(shí)施方式的所有附圖中，具有相同功能的要 素原則上使用相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)其重復(fù)說(shuō)明。
另外，在本實(shí)施方式所使用的附圖中，在俯視圖中，也有為了容
易理解附圖而部分地使用了剖面線的情況。
在以下的實(shí)施方式以及實(shí)施例中，主要用語(yǔ)如下定義。 所謂半導(dǎo)體裝置，與其形態(tài)無(wú)關(guān)，可以是形成有電路的晶片狀態(tài)
的裝置，也可以是半導(dǎo)體元件，還可以是之后封裝而成的裝置(QFP (Quad Flat Package;四側(cè)引腳扁平封裝)、BGA ( Ball Grid Array; 球柵陣列封裝)以及CSP ( Chip Size Package;芯片尺寸封裝)等)。
所謂探針片，是指設(shè)有與檢驗(yàn)對(duì)象接觸的接觸端子和從那里引回 的配線且在該配線上形成了外部連接用的電極的薄膜，其以厚度為 10|im~ 100pm左右的薄膜為對(duì)象。
所謂探針卡是表示具有與檢驗(yàn)對(duì)象接觸的端子、多層配線基板等 的構(gòu)造體(例如，后述實(shí)施方式中用圖2說(shuō)明的構(gòu)造體)。
所謂半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置是表示具有承載探針卡和檢驗(yàn)對(duì)象的試料 支承系統(tǒng)的檢驗(yàn)裝置。
如圖1所示，作為被檢驗(yàn)對(duì)象的一例的LSI用半導(dǎo)體元件(芯片) 2在晶片l上形成多個(gè)，之后被切開(kāi)以供使用。圖l是表示并列設(shè)置 有多個(gè)LSI用半導(dǎo)體元件2的晶片1的立體圖，放大其一部即1個(gè)半 導(dǎo)體元件2進(jìn)行表示。在半導(dǎo)體元件2的表面上，沿著周邊排列有與 形成在半導(dǎo)體元件2內(nèi)的電路電連接的多個(gè)電極3。
然而，在半導(dǎo)體元件2中，隨著高集成化，上述電極3的配置的 高密度化以及窄間距化處于進(jìn)一步發(fā)展的狀況。電極3的配置的窄間 距化的傾向趨向O.lmm程度以下，例如，逐漸成為0.08mm、 0.04mm 或更小。作為電極3的高密度化的傾向，有沿著半導(dǎo)體元件2的周邊 從1列到兩列進(jìn)而在整個(gè)面上排列的傾向。
另外，還有實(shí)施高溫動(dòng)作試驗(yàn)(85°C ~ 150°C )的傾向，即通過(guò) 在高溫下對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行動(dòng)作試驗(yàn)來(lái)更明確地掌握半導(dǎo)體元件的 特性以及可靠性。
以下實(shí)施例的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置能與上述電極3的高密度化以及窄 間距化相對(duì)應(yīng)且能夠進(jìn)行基于高速電信號(hào)(100MHz~20GHz)的檢 驗(yàn)。
另外，作為半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置中的探針卡的一部分的構(gòu)成材料，使
用具有150。C的耐熱性，且線膨脹率與被檢驗(yàn)對(duì)象相同的材料，由此 能夠防止因環(huán)境溫度引起的探針前端部的位置偏移。
以下，利用圖2 圖19對(duì)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置檢驗(yàn)用探針卡 進(jìn)行說(shuō)明。
(實(shí)施方式1)
圖2是表示本實(shí)施方式1的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖，圖3是 圖2所示的主要部件的分解立體圖，圖4是分解圖2所示的主要部件 進(jìn)行圖示的組裝剖視圖。利用圖2~圖5對(duì)本實(shí)施方式1的探針卡進(jìn) 行說(shuō)明。
本實(shí)施方式1的探針卡由彈簧柱塞4、框5、中間板6以及多個(gè) 導(dǎo)銷7等構(gòu)成。
彈簧柱塞(向探針片中央施加推壓力的機(jī)構(gòu))4以在高度方向上 可調(diào)整的狀態(tài)固定在中間板6的中央部，并且在該彈簧柱塞4的下部 前端具有突起部4a,以起中央樞軸的作用，該彈簧柱塞4裝填有彈簧 4b，該彈簧4b以該突起部4a的前端為支點(diǎn)通過(guò)可動(dòng)的推壓隔片8對(duì) 探針片9施加推壓力。
框5被粘接固定在探針片9的內(nèi)表面，并包圍探針片9的形成有 接觸端子IO組的區(qū)域。
在中間板6和探針片9的形成有接觸端子IO組的區(qū)域的內(nèi)表面 之間，在中央部具有硅片等緩沖部件11及推壓隔片8,并且，中間板 6螺紋固定在上述框5上。
導(dǎo)銷7被插入在支承部件(上部固定板)12中并被螺紋固定在上 述中間板6上。另外，為了極力防止在探測(cè)檢驗(yàn)時(shí)接觸端子前端的位 置偏移，并且為了以在形成有接觸端子10組的區(qū)域微傾的狀態(tài)下可 進(jìn)行動(dòng)作(微傾動(dòng))的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)所期望的大致恒定的推壓力(例如， 在500針左右的的情況下，推入量為150pm左右，推壓力為5 10N 左右)，使用內(nèi)置有圖5所示的彈簧13的彈簧內(nèi)置導(dǎo)銷7a以及定位 專用導(dǎo)銷7b構(gòu)成導(dǎo)銷7。這些多個(gè)彈簧內(nèi)置導(dǎo)銷(對(duì)框施加推壓力的
多個(gè)機(jī)構(gòu))7a以及多個(gè)定位專用導(dǎo)銷7b被插入在支承部件7中，并 被螺紋固定在中間板6上進(jìn)行使用。另外，彈簧內(nèi)置導(dǎo)銷7a具有以 下構(gòu)造在金屬制的管7c內(nèi)內(nèi)置上述彈簧13及中軸7d,通過(guò)彈簧 13的彈性力使中軸7d推壓中間板6;定位專用導(dǎo)銷7b具有以下構(gòu)造 在金屬制的管7c內(nèi)內(nèi)置中軸7e,通過(guò)將中軸7e固定在中間板6上來(lái) 進(jìn)行定位。導(dǎo)銷7至少設(shè)置3根，優(yōu)選設(shè)置4根以上。另外，為了防 止接觸端子前端的位置偏移，優(yōu)選在支承部件12中，使供導(dǎo)銷7插 入的插入孔12a和插入后的導(dǎo)銷7之間盡量沒(méi)有間隙(游隙)，在本 實(shí)施方式1中，以插入孔12a的直徑比導(dǎo)銷7的直徑僅大10pm 20nm 左右為例。
推壓隔片8是被保持成通過(guò)在中間板6的中央部設(shè)置的彈簧柱塞 4的前端的突起部4a可微傾動(dòng)，并通過(guò)該彈簧柱塞4施加(推壓)所 期望的大致恒定的推壓力的構(gòu)造的隨動(dòng)機(jī)構(gòu)。并且，在推壓隔片8的 上表面中央部形成有與突起部4a卡合的圓錐槽8a。
并且，彈簧柱塞4也可以省去彈簧4b并以突起部4a為支點(diǎn)在可 微傾動(dòng)的狀態(tài)下使用(參照?qǐng)D10),其詳細(xì)說(shuō)明將在后面描述。
在上述探針片9中，在片的探測(cè)(主面)側(cè)的中央?yún)^(qū)域部形成有 用于與半導(dǎo)體元件2的電極3組接觸的上述接觸端子10組，并以二 重包圍該接觸端子10組的周圍的方式形成金屬膜14a和位于與框5 對(duì)應(yīng)的區(qū)域的金屬膜14b。另外，在探針片9的4邊的周邊部，形成 有用于與多層配線基板15進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)的、具有與上述接觸端子 IO組相同構(gòu)造的周邊電極16組，以包圍該周邊電極16組的方式在與 周邊電極固定板17對(duì)應(yīng)的區(qū)域形成金屬膜14c。并且，周邊電極16 組具有與上述接觸端子IO組相同的構(gòu)造，前端與多層配線基板15的 電極15b連接。另外，在接觸端子IO組和周邊電極16組之間，形成 有圖3所示的多個(gè)引出配線18。用于形成接觸端子IO組以及周邊電 極16組的各接觸端子是棱錐形狀或棱臺(tái)形狀，其詳細(xì)說(shuō)明將在后面 描述。
另外，在探針片9的形成有上述接觸端子IO組的區(qū)域的內(nèi)表面
粘接固定有上述框5，在探針片9的形成有用于信號(hào)收發(fā)的上述周邊 電極16組的部分的內(nèi)表面粘接固定有上述周邊電極固定板17。
而且，上述框5被螺紋固定在螺紋固定有多個(gè)導(dǎo)銷7的中間板6 上。在該中間板6上固定有彈簧柱塞4，下部前端的突起部4a與在推 壓隔片8的上表面中央形成的圓錐槽8a卡合。
在金屬膜14c上通過(guò)蝕刻預(yù)先形成定位用的定位銷用孔14e和螺 栓插入用孔14f的布圖，在周邊電極固定板17以及周邊推壓板20上 也分別預(yù)先形成定位用的定位銷用孔17e、20e以及螺栓插入用孔17f、 20f,由此能夠提高組裝性。
隔著緩沖部件19將周邊推壓板20螺紋固定在以包圍周邊電極16 組的方式固定于探針片9上的周邊電極固定板17上，由此隔著緩沖 部件19使周邊電極16組與多層配線基板15的電極15b連接。
另外，也可以使用在支承部件12上設(shè)置的傾斜微調(diào)用雙螺栓21 或者間隔片22a(參照?qǐng)D6)來(lái)對(duì)形成有接觸端子IO組的區(qū)域的探針 片9的傾斜進(jìn)行微調(diào)整。在此，雙螺栓21是在外側(cè)的螺栓21a的中 央形成了另外一個(gè)中間螺栓21b而成的部件，是通過(guò)用外側(cè)的螺栓 21a調(diào)整支承部件12與上板22的間隔來(lái)微調(diào)整兩者的傾斜，然后用 中間螺栓21b進(jìn)行螺紋固定的構(gòu)造。
另外，在探針片9中形成有與基準(zhǔn)電位(接地電位)電連接的地 線23。通過(guò)將這樣的地線23設(shè)置在探針片9中，能夠防止在探測(cè)檢 驗(yàn)時(shí)所傳輸?shù)男盘?hào)波形的紊亂。
另外，在探針片9的內(nèi)表面安裝有芯片電容器24。該芯片電容器 24通過(guò)形成在探針片9中的配線而與接觸端子IO組中的規(guī)定的接觸 端子電連接。這樣的芯片電容器24的配置在通過(guò)將芯片電容器24配 置在接觸端子10的附近來(lái)極力防止信號(hào)的紊亂的情況下起作用。
由上述各種部件形成本實(shí)施方式1的探針片構(gòu)造體25。
根據(jù)上述本實(shí)施方式1，由于是在用多個(gè)導(dǎo)銷7(具有彈性的彈 簧內(nèi)置導(dǎo)銷7a、定位專用導(dǎo)銷7b)定位探針片9的同時(shí)施加推壓力 的結(jié)構(gòu)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)將推壓負(fù)載控制在寬范圍內(nèi)的窄間距多針的半
導(dǎo)體檢驗(yàn)用探針卡。隨著半導(dǎo)體元件2內(nèi)的高集成化發(fā)展，為了將高
密度多針且窄間距的電極3形成在半導(dǎo)體元件2的表面上，大多在電 極3的正下方形成有多個(gè)有源元件或微細(xì)的配線，若在對(duì)半導(dǎo)體元件 2檢驗(yàn)時(shí)接觸端子10組對(duì)電極3組的接觸壓力過(guò)大，則有可能對(duì)電極 3及其正下方的有源元件或配線產(chǎn)生損傷，但在本實(shí)施方式1的半導(dǎo) 體檢驗(yàn)用探針卡中，由于能夠?qū)⑼茐贺?fù)載控制在寬范圍內(nèi)，所以能夠 防止對(duì)有源元件或配線的損傷。
另外，也預(yù)想到了半導(dǎo)體元件2的表面的電極3組的面和接觸端 子10組的面發(fā)生傾斜的情況。此時(shí)，根據(jù)上述本實(shí)施方式1,圖2 中由單點(diǎn)劃線包圍的區(qū)域內(nèi)的彈簧柱塞4、框5、中間板6、導(dǎo)銷7、 推壓隔片8、探針片9、緩沖部件11以及金屬膜14a、 14b，在形成有 接觸端子IO組的區(qū)域可微傾動(dòng)的狀況下，能夠進(jìn)行推壓動(dòng)作。由此， 不需要用于使接觸不充分的接觸端子和電極3完全接觸的更大的接觸 負(fù)載，因此能夠防止接觸端子10組和電極3組之間的接觸壓力局部 過(guò)大，同時(shí)還能夠使接觸端子10組和接觸對(duì)象的電極3組可靠地接 觸。其結(jié)果，能夠盡可能地防止因探測(cè)導(dǎo)致的電極3的表面的粗糙， 因此即使在低負(fù)載下也能確保穩(wěn)定的接觸特性即穩(wěn)定的接觸阻抗值。 (實(shí)施方式2)
圖7是表示本實(shí)施方式2的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖。在上述 實(shí)施方式1中，表示了在探針片9上形成地線23并搭載芯片電容器 24的情況(參照?qǐng)D2以及圖6)，但在不需要高速電檢驗(yàn)信號(hào)的情況 下，如圖7所示，也可以是省略地線23或芯片電容器24或者兩者都 省略的結(jié)構(gòu)。
在以下說(shuō)明的探針卡的結(jié)構(gòu)中，根據(jù)檢驗(yàn)信號(hào)的速度，也可以是 同樣地省略地線23或芯片電容24的結(jié)構(gòu)。另外，傾斜微調(diào)節(jié)用雙螺 栓21 (參照?qǐng)D2)或間隔片22a (參照?qǐng)D6)可以根據(jù)需要使用，也 可以省略。
另外，在上述實(shí)施方式1所示的圖2中，表示了以二重包圍接觸 端子10組的周圍的方式形成金屬膜14a以及位于與框5對(duì)應(yīng)的區(qū)域
的金屬膜14b的例子，但如圖7所示，可以根據(jù)所需要的接觸端子的 前端位置精度省略金屬膜14a或金屬膜14b中的一方，或是兩方都省略。
在探針片9中形成的配線(配線材料)中，與基準(zhǔn)電位(接地電 位)電連接的上述地線23以及與電源電連接的配線也可以形成為比 不與基準(zhǔn)電位(接地電位)或電源電連接的其他配線盡可能寬的配線 寬度。由此，通過(guò)地線23以及與電源電連接的配線，能夠使配線阻 抗值降低，從而能夠極力防止探測(cè)檢驗(yàn)時(shí)的電壓變動(dòng)。
根據(jù)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式2的探針片構(gòu)造體25b,也能夠 得到與上述實(shí)施方式l相同的效果。 (實(shí)施方式3)
圖8是表示本實(shí)施方式3的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖，圖9是 本實(shí)施方式3的探針卡的接觸端子10附近的放大的關(guān)鍵部位剖視圖。 使用圖8以及圖9對(duì)本實(shí)施方式3的探針卡進(jìn)行說(shuō)明。
在探針片9中，在形成有各個(gè)接觸端子10的連接電極部10b和 配線材料26連接的情況下，在上述實(shí)施方式1中是通過(guò)通孔，但是 在本實(shí)施方式3中省略通孔而直接在連接電極部10b的表面上形成配 線材料26(參照?qǐng)D9)。其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式1相同。
根據(jù)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式3的探針片構(gòu)造體25c,由于是 省略了上述通孔的構(gòu)造，所以能夠降低連接電極部10b和配線材料26 之間的接觸阻抗值。另外，在制造探針片9的工序中，由于能夠省略 制造上述通孔的工序，所以能夠縮短探針片9的制造的TAT(Turn Around Time;周轉(zhuǎn)時(shí)間)。而且，由于能夠省略用于形成通孔的掩 模，所以能夠降低探針片9的制造成本。
通過(guò)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式3的探針片構(gòu)造體25c，也能夠 得到與上述實(shí)施方式1相同的效果。 (實(shí)施方式4)
圖10是表示本實(shí)施方式4的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖。使用 圖10對(duì)本實(shí)施方式4的探針卡進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式4的探針卡由支承部件12、導(dǎo)銷7、中間板6c以及框 5等構(gòu)成。
導(dǎo)銷7如上述實(shí)施方式1中使用圖2進(jìn)行說(shuō)明那樣，被插入在支 承部件12中并被螺紋固定在上述中間板6c上。
中間板6c具有突起部27a及調(diào)整螺栓27b。突起部27a以在探針 片9的伸出方向上可調(diào)整的方式^1固定在該中間^反6c的中央部，以 起中央樞軸的作用；調(diào)整螺栓27b以該突起部27a的前端為支點(diǎn)，通 過(guò)可動(dòng)的推壓隔片8將探針片9調(diào)整到所期望的伸出量。
框5如上述實(shí)施方式l使用圖2進(jìn)行說(shuō)明的那樣，被粘接固定在 探針片9的內(nèi)表面，并包圍探針片9的形成有接觸端子IO組的區(qū)域。
在探針片9的形成有接觸端子10組的區(qū)域的內(nèi)表面和中間板6c 之間，硅片等緩沖部件11以及推壓隔片8被配置在中央部，中間板 6c被螺紋固定在框5上。
在此，在本實(shí)施方式4的探針卡中，推壓隔片8被保持成通過(guò)設(shè) 置在中間板6c的中央部的突起部27a可微傾動(dòng)，另外，在中間板6c 上具備如下構(gòu)造的隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，即被保持成通過(guò)螺紋固定在中間板6c 上的多個(gè)彈簧內(nèi)置導(dǎo)銷7a(參照?qǐng)D5)以及多個(gè)定位專用導(dǎo)銷7b (參 照?qǐng)D5)可微傾動(dòng)，并且施加所期望的大致恒定的推壓力(推壓)。 這樣的本實(shí)施方式4的探針卡使接觸端子10組以低負(fù)載在接近平行 的狀態(tài)下對(duì)半導(dǎo)體元件2等的電極3組開(kāi)始加壓，從而能夠可靠地進(jìn) 行接觸端子IO組的隨動(dòng)動(dòng)作，進(jìn)而能夠防止接觸端子以及半導(dǎo)體元 件2等的電極3的損傷。
由上述各種部件形成本實(shí)施方式4的探針片構(gòu)造體25d。
通過(guò)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式4的探針片構(gòu)造體25d，也能夠 得到與上述實(shí)施方式l相同的效果。 (實(shí)施方式5)
圖11是表示本實(shí)施方式5的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖，圖12 是圖11所示的主要部件的分解立體圖。使用圖11以及圖12對(duì)本實(shí) 施方式5的探針卡進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式5的探針卡由彈簧柱塞4、框5b、中間板6b以及導(dǎo) 銷7等構(gòu)成。
彈簧柱塞4以在高度方向上可調(diào)整的狀態(tài)被固定在中間板6b的 中央部，并在下部前端具有突起部4a,以起中央樞軸的作用，在彈簧 柱塞4中裝填有以該突起部4a的前端為支點(diǎn)通過(guò)可動(dòng)的推壓隔片8 對(duì)探針片9施加推壓力的彈簧4b。
框5b被粘接固定在探針片9c的內(nèi)表面，并包圍探針片9c的形成 有接觸端子IO組的區(qū)域。
在探針片9c的形成有接觸端子10組的區(qū)域的內(nèi)表面和中間板6b 之間，硅片等緩沖部件11以及推壓隔片8被配置在中央部，中間板 6b被螺紋固定在框5b上。
導(dǎo)銷7被插入在支承部件(上部固定板)12b中并被螺紋固定在 上述中間板6b上。另外，導(dǎo)銷7如上述實(shí)施方式中說(shuō)明的那樣，是 為了極力防止在探測(cè)檢驗(yàn)時(shí)接觸端子前端的位置偏移，并且為了以在 形成有接觸端子10組的區(qū)域微傾的狀態(tài)下可動(dòng)作(微傾動(dòng))的狀態(tài) 實(shí)現(xiàn)所期望的大致恒定的推壓力(例如，在500針左右的的情況下， 推入量為150pm左右，推壓力為5 10N左右)，使用內(nèi)置有圖5所 示的彈簧13的彈簧內(nèi)置導(dǎo)銷7a以及定位專用導(dǎo)銷7b的結(jié)構(gòu)。這些 多個(gè)彈簧內(nèi)置導(dǎo)銷7a以及多個(gè)定位專用導(dǎo)銷7b被插入在支承部件 12b中，并被螺紋固定在中間板6b上。
上述探針片9c在片的探測(cè)(主面)側(cè)的中央?yún)^(qū)域部形成有用于與 半導(dǎo)體元件2的電極3組接觸的接觸端子10組，并且以二重包圍該 接觸端子IO組的周圍的方式形成金屬膜14a及位于與框5b對(duì)應(yīng)的區(qū) 域的金屬膜14b。另外，在探針片9c的周邊部形成有用于與多層配線 基板15a進(jìn)行信號(hào)收發(fā)的周邊電極16a組，在接觸端子IO組和周邊 電極16a組之間形成有多個(gè)引出配線18a。在探針片9c的內(nèi)表面，隔 著與周邊電極16a組的內(nèi)表面相對(duì)設(shè)置的O型環(huán)30將O型推壓環(huán)31 螺紋固定在多層配線基板15a上，由此能夠通過(guò)O型環(huán)30將周邊電 極16a組連接到多層配線基板15a的電極15c上。
而且，在探針片9c的形成有上述接觸端子IO組的區(qū)域的內(nèi)表面 粘接固定上述框5b,框5b被螺紋固定在中間板6b上。在該中間板 6b上固定有彈簧柱塞4，下部前端的突起部4a與形成在推壓隔片8 的上表面中央的圓錐槽8a卡合。另外，在中間板6b上螺紋固定有被 插入在支承部件12b中的導(dǎo)銷7。
推壓隔片8是被保持成通過(guò)設(shè)置在中間板6的中央部的彈簧柱塞 4的前端的突起部4a可微傾動(dòng)，并通過(guò)該彈簧柱塞4施加(推壓)所 期望的大致恒定的推壓力的構(gòu)造的隨動(dòng)機(jī)構(gòu)。并且，在推壓隔片8的 上表面中央部形成有與突起部4a卡合的圓錐槽8a。
并且，如后述的圖17 ~圖19所示，彈簧柱塞4可以是省略了彈 簧4b的構(gòu)造，在以突起部4a為支點(diǎn)可微傾動(dòng)的狀態(tài)下使用。
并且，可以使用設(shè)置在支承部件12b上的傾斜微調(diào)用雙螺栓21 或間隔片(間隔片22a (參照?qǐng)D6))來(lái)對(duì)探針片9c的形成有接觸端 子IO組的區(qū)域的傾斜進(jìn)行微調(diào)整。在此，雙螺栓21是在外側(cè)的螺栓 21a的中央形成另外一個(gè)中螺栓21b而成的部件，具有通過(guò)用外側(cè)的 螺栓21a調(diào)整支承部件12b和上板22b的間隔來(lái)對(duì)兩者的傾斜進(jìn)行微 調(diào)整，然后用中螺栓21b進(jìn)行螺紋固定的構(gòu)造。
由上述各種部件構(gòu)成本實(shí)施方式5的探針片構(gòu)造體25e。
通過(guò)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式5的探針片構(gòu)造體25e,也能得 到與上述實(shí)施方式1相同的效果。
(實(shí)施方式6)
圖13是表示本實(shí)施方式6的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖。使用 圖13對(duì)本實(shí)施方式6的探針卡進(jìn)行說(shuō)明。
在上述實(shí)施方式5 (參照?qǐng)D11以及圖12)中，表示了在探針片 9c上形成地線23c并搭載芯片電容器24的情況，但是在并不那樣需 要高速電檢驗(yàn)信號(hào)的情況下，如本實(shí)施方式6即圖13所示，也可以 是在探針片9d中省略地線23c或芯片電容器24的結(jié)構(gòu)。
在以下說(shuō)明的探針卡的結(jié)構(gòu)中，也可以是根據(jù)檢驗(yàn)信號(hào)的速度同 樣地省略地線23c或芯片電容器24的結(jié)構(gòu)。另外，傾斜微調(diào)節(jié)用的
雙螺栓21或間隔片22a根據(jù)需要使用即可，當(dāng)然也可以省略。
另外，在上述實(shí)施方式5的圖11中，表示了以二重包圍接觸端 子IO組的周圍的方式形成金屬膜14a以及位于與框5b對(duì)應(yīng)的區(qū)域的 金屬膜14b的例子，但如本實(shí)施方式6的圖13所示，可以根據(jù)所需 要的接觸端子的前端位置精度省略金屬膜14a或金屬膜14b,或者兩 者都省略。
由上述各種部件構(gòu)成本實(shí)施方式6的探針片構(gòu)造體25f。 通過(guò)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式6的探針片構(gòu)造體25f,也能得 到與上述實(shí)施方式1相同的效果。 (實(shí)施方式7)
圖14是表示本實(shí)施方式7的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖。使用 圖14對(duì)本實(shí)施方式7的探針卡進(jìn)行說(shuō)明。
在形成有接觸端子10的連接電極部10b和上層的配線材料連接 的情況下，在上述實(shí)施方式5中是通過(guò)通孔連接，但在本實(shí)施方式7 中則是與上述實(shí)施方式3 (參照?qǐng)D8以及圖9)同樣，省略通孔直接 在連接電極部10b的表面形成配線材料26b。其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方 式5相同。
由上述各種部件構(gòu)成本實(shí)施方式7的探針片構(gòu)造體25g。 通過(guò)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式7的探針片構(gòu)造體25g,也能夠 得到與上述實(shí)施方式l相同的效果。 (實(shí)施方式8)
圖15是表示本實(shí)施方式8的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖。使用 圖15對(duì)本實(shí)施方式8的探針卡進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施方式8中，代替上述實(shí)施方式5的探針卡(參照?qǐng)D10) 中的被螺紋固定在中間板6c上的導(dǎo)銷7,使用固定在彈簧柱塞保持部 件32上的彈簧柱塞32a的構(gòu)造的隨動(dòng)推壓機(jī)構(gòu)。
即，本實(shí)施方式8的探針卡具有支承部件12c、彈簧柱塞保持部 件32、彈簧柱塞32a、彈簧柱塞4、框5c、緩沖部件11以及推壓隔 片8等。
彈簧柱塞保持部件32被螺紋固定在支承部件12c上，彈簧柱塞 32a被裝填到彈簧柱塞保持部件32上。
彈簧柱塞4以在高度方向上可調(diào)整的狀態(tài)被固定在中間板6c的中 央部，在下部前端具有突起部4a，以起中央樞軸的作用，該彈簧柱塞 4裝填有以該突起部4a的前端為支點(diǎn)通過(guò)可動(dòng)的推壓隔片8對(duì)探針片 9c施加推壓力的彈簧4b。
框5c被粘接固定在探針片9c的內(nèi)表面，并包圍探針片9c的形成 有接觸端子IO組的區(qū)域。
在探針片9c的形成有接觸端子10組的區(qū)域的內(nèi)表面和中間板6c 之間，硅片等緩沖部件11以及推壓隔片8被配置在中央部，中間板 6c—皮螺紋-敗固定在框5c上。
在本實(shí)施方式8的探針卡中具有如下構(gòu)造的隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，即推壓 隔片8被保持成通過(guò)設(shè)置在中間板6c的中央部的彈簧柱塞4的前端 的突起部4a可微傾動(dòng)，并且中間板6c被保持成通過(guò)被裝填在彈簧柱 塞保持部件32上的多個(gè)彈簧柱塞32a可微傾動(dòng)，由此施加(推壓) 所期望的大致恒定的推壓力。本實(shí)施方式8的探針卡使接觸端子10
壓，從而可靠地進(jìn)行接觸端子IO組的隨動(dòng)動(dòng)作，進(jìn)而能夠防止接觸
端子以及半導(dǎo)體元件2等的電極3的損傷。
由上述各種部件構(gòu)成本實(shí)施方式8的探針片構(gòu)造體25h。 通過(guò)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式8的探針片構(gòu)造體25h,也能得
到與上述實(shí)施方式1相同的效果。 (實(shí)施方式9)
圖16是表示本實(shí)施方式9的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖。使用 圖16對(duì)本實(shí)施方式9的探針卡進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施方式9中，代替上述實(shí)施方式8的探針卡中的被彈簧柱 塞保持部件32保持的彈簧柱塞32a,具有使用了被彈簧保持部件33 保持的彈簧33a的構(gòu)造的隨動(dòng)推壓機(jī)構(gòu)。其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式8 相同。
由上述各種部件構(gòu)成本實(shí)施方式9的探針片構(gòu)造體25i。 通過(guò)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式9的探針片構(gòu)造體25i,也能得 到與上述實(shí)施方式1相同的效果。 (實(shí)施方式10)
圖17是表示本實(shí)施方式10的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖。使用 圖17對(duì)本實(shí)施方式IO的探針卡進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式10的探針卡是具有支承部件12b、導(dǎo)銷7、中間板6e 以及框5b等的構(gòu)造。
導(dǎo)銷7被插入在支承部件12b中并螺紋固定在中間板6e上。
中間板6e具有突起部27a以及調(diào)整螺栓27b。突起部27a以在探 針片9的伸出方向上可調(diào)整的方式被固定在該中間板6e的中央部， 以起中央樞軸的作用；調(diào)整螺才全27b以該突起部27a的前端為支點(diǎn)通 過(guò)可動(dòng)的推壓隔片8將探針片9調(diào)整成所期望的伸出量。
框5b被粘接固定在探針片9c的內(nèi)表面，并包圍探針片9c的形成 有"t妻觸端子IO組的區(qū)域。
在探針片9c的形成有接觸端子10組的區(qū)域的內(nèi)表面和中間板6e 之間，硅片等緩沖部件11以及推壓隔片8被配置在中央部，中間板 6e被螺紋固定在框5b上。
在此，在本實(shí)施方式IO的探針卡中，推壓隔片8被保持成通過(guò) 設(shè)置在中間板6e的中央部的突起部27a可微傾動(dòng)，另外，在中間板 6e上具備如下構(gòu)造的隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，即被保持成通過(guò)螺紋固定在中間板 6e上的多個(gè)彈簧內(nèi)置導(dǎo)銷7a(參照?qǐng)D5)以及多個(gè)定位專用導(dǎo)銷7b (參照?qǐng)D5)可微傾動(dòng)，并且施加(推壓)所期望的大致恒定的推壓 力。本實(shí)施方式IO的探針卡使接觸端子IO組以低負(fù)載在接近平行的 狀態(tài)下對(duì)半導(dǎo)體元件2等的電極3組開(kāi)始加壓，從而能夠可靠地進(jìn)行 接觸端子10組的隨動(dòng)動(dòng)作，進(jìn)而能夠防止接觸端子以及半導(dǎo)體元件2 等的電極3的損傷。
由上述各種部件構(gòu)成本實(shí)施方式IO的探針片構(gòu)造體25j。
根據(jù)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式10的探針片構(gòu)造體25j,也能得
到與上述實(shí)施方式1相同的效果。 (實(shí)施方式11 )
圖18是表示本實(shí)施方式11的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖。使用 圖18對(duì)本實(shí)施方式11的探針卡進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施方式11中，代替上述實(shí)施方式IO的探針卡(參照?qǐng)D17) 中的被螺紋固定在中間板6e上的導(dǎo)銷7,構(gòu)成采用了固定在彈簧柱塞 保持部件32上的彈簧柱塞32a的構(gòu)造的隨動(dòng)推壓機(jī)構(gòu)。另外，中間 板6f被螺紋固定在框5c上。其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式IO相同。
由上述各種部件構(gòu)成本實(shí)施方式11的探針片構(gòu)造體25k。
通過(guò)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式11的探針片構(gòu)造體25k,也能得 到與上述實(shí)施方式1相同的效果。 (實(shí)施方式12)
圖19是表示本實(shí)施方式12的探針卡的關(guān)鍵部位的剖視圖。使用 圖19對(duì)本實(shí)施方式12的探針卡進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施方式12中，代替上述實(shí)施方式IO的探針卡(參照?qǐng)D17) 中的被螺紋固定在中間板6e上的多個(gè)導(dǎo)銷7，構(gòu)成采用了被裝填到彈 簧保持部件33中的多個(gè)彈簧33a的構(gòu)造的隨動(dòng)推壓機(jī)構(gòu)。其他結(jié)構(gòu) 與上述實(shí)施方式IO相同。
由上述各種部件構(gòu)成本實(shí)施方式12的探針片構(gòu)造體251。
通過(guò)具有上述構(gòu)造的本實(shí)施方式12的探針片構(gòu)造體251，也能得 到與上述實(shí)施方式1相同的效果。
以下，對(duì)與實(shí)施本發(fā)明的最佳方式對(duì)應(yīng)的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。 (實(shí)施方式13)
接下來(lái)，關(guān)于在上述實(shí)施方式1 ~ 12中說(shuō)明的探針卡中使用的探 針片(探針片構(gòu)造體)的一例，參照?qǐng)D20說(shuō)明其制造方法。另外， 形成以下的探針片的各部件在圖2~圖19所示的上述實(shí)施方式1 ~ 12 的探針卡的關(guān)鍵部位剖視圖中也有適當(dāng)表示。
圖20以及圖21按照工序順序示出了用于形成上述實(shí)施方式1中 圖2所示的探針卡的制造流程中的制造工序，尤其是下述的制造工序
在作為型材的硅晶片4 0上以異方性蝕刻形成棱臺(tái)形狀的孔4 0 a,將該 孔40a作為型材使用，使棱臺(tái)形狀的接觸端子部41以及引出配線用 的配線材料26 —體地形成在聚酰亞胺膜42上，再在其表面形成聚酰 亞胺膜43以及配線材料26c,然后用粘結(jié)層52接合金屬膜14，在該 金屬膜14形成固定著框5的探針片9。
首先，實(shí)施圖20 (a)所示的工序。該工序是在厚度0.2 ~ 0.6mm 的硅晶片40的(100)面的兩面通過(guò)熱氧化形成0.5(xm左右的二氧化 硅膜44,然后涂布光致抗蝕劑，通過(guò)光刻工序形成除去了開(kāi)有棱臺(tái)形 狀的孔的位置的光致抗蝕劑的圖案。接著，將該光致抗蝕劑作為掩模， 用氫氟酸和氟化銨的混合液蝕刻除去二氧化硅膜44,將上述二氧化硅 膜44作為掩模，用強(qiáng)堿液(例如，氬氧化鉀)異方性蝕刻硅晶片40, 以形成棱臺(tái)形狀的孔40a。
在此，在本實(shí)施方式13中是將硅晶片40作為型材，但是，作為 型材，只要是具有結(jié)晶性的材料即可，在該范圍內(nèi)當(dāng)然可以進(jìn)行各種 變更。另外，在本實(shí)施方式13中，通過(guò)異方性蝕刻形成的孔是棱臺(tái) 形狀，但是該形狀也可以是棱錐狀，在能夠形成能確保小的針壓且穩(wěn) 定的接觸阻抗的程度的接觸端子IO組的形狀的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各 種變更。另外，在作為接觸對(duì)象的1個(gè)電極上也可以用多個(gè)接觸端子 接觸。
接下來(lái)，實(shí)施圖20(b)所示的工序。在該工序中，用氫氟酸和 氟化銨的混合液蝕刻除去作為掩模使用的二氧化硅膜44，然后再次通 過(guò)在濕氧中的熱氧化，在硅晶片40的整個(gè)表面上形成0.5(im左右的 二氧化硅膜45。接下來(lái)，實(shí)施以下工序在該二氧化硅膜45的表面 形成導(dǎo)電性覆膜46，然后在該導(dǎo)電性覆膜46的表面形成光致抗蝕劑 掩模47,并使得連接端子部41開(kāi)口 。
接下來(lái)，實(shí)施圖20(c)所示的工序。在該工序中，將上述光致 抗蝕劑掩模47作為掩模，將上述導(dǎo)電性覆膜46作為供電層，以硬度 高的材料為主要成分進(jìn)行電鍍，從而將接觸端子IO和連接電極部10b 形成為一體。此時(shí)，還形成了與接觸端子IO相同構(gòu)造的周邊電極16。
之后，實(shí)施除去光致抗蝕劑掩模47的工序。作為硬度高的電鍍材料， 例如依次電鍍鎳41a、銠41b以及鎳41c,只要使接觸端子10及連接 電極部10b成為一體形成接觸端子部41即可。
接下來(lái)，實(shí)施圖20 (d)所示的工序。該工序是，形成聚酰亞胺 膜42，以覆蓋上述接觸端子部41以及導(dǎo)電性覆膜46,然后將位于應(yīng) 形成從上述接觸端子部41引出的引出配線連接用孔的位置的聚酰亞 胺膜42除去，直至到達(dá)上述接觸端子部41的表面，在該聚酰亞胺膜 42上形成導(dǎo)電性覆膜48，形成光致抗蝕劑掩模49,然后電鍍配線材 料26。
在除去上述聚酰亞胺膜42的一部分時(shí)，使用例如激光開(kāi)孔加工 或以形成在聚酰亞胺膜42的表面上的鋁掩模為掩模的干蝕刻即可。
作為上述導(dǎo)電性覆膜48,例如將鉻通過(guò)濺射法或蒸鍍法成膜，由 此形成厚度0.1 |im左右的鉻膜，在形成了該鉻膜的表面上將銅通過(guò)濺 射法或蒸鍍法成膜，由此形成厚度l|im左右的銅膜即可。另外，作 為配線材料26，使用實(shí)施了鍍銅或在鍍銅上實(shí)施了鍍鎳的材料即可。
接下來(lái)，實(shí)施圖20(e)所示的工序。該工序是，除去上述光致 抗蝕劑掩模49,將配線材料26作為掩模，將導(dǎo)電性覆膜48軟蝕刻除 去，然后形成聚酰亞胺膜43,將位于應(yīng)形成從配線材料26與上部的 配線材料26c連接用的孔的位置的聚酰亞胺膜43除去，直至到達(dá)上 述配線材料26的表面。接著，在聚酰亞胺膜43上形成導(dǎo)電性覆膜50, 形成光致抗蝕劑掩模51,之后電鍍配線材料26c。
在除去上述聚酰亞胺膜43的一部分時(shí)，與聚酰亞胺膜42的情況 相同，使用例如激光開(kāi)孔加工或以形成在聚酰亞胺膜43的表面上的 鋁掩模為掩模的干蝕刻即可。
作為上述導(dǎo)電性覆膜50，與導(dǎo)電性覆膜48同樣地，例如將鉻通 過(guò)濺射法或蒸鍍法成膜，由此形成厚度0.1nm左右的鉻膜，在形成了 該鉻膜的表面上將銅通過(guò)濺射法或蒸鍍法成膜，由此形成厚度l(am左 右的銅膜即可。另外，作為配線材料26c，與配線材料26同樣地使用 實(shí)施了鍍銅或在鍍銅上實(shí)施了鍍鎳的材料即可。
接下來(lái)，實(shí)施圖20(f)所示的工序。該工序是，除去上述光致 抗蝕劑掩模51，將配線材料26c作為掩模將導(dǎo)電性覆膜50軟蝕刻除 去，之后將粘結(jié)層52以及金屬膜14粘結(jié)在聚酰亞胺膜43以及配線 材料26c上，利用光致抗蝕劑掩模蝕刻該金屬膜14,以形成所期望的 金屬膜14的圖案(金屬膜14a 14c)。
在此，作為粘結(jié)層52,使用例如聚酰亞胺類粘結(jié)片或環(huán)氧類粘結(jié) 片即可。另夕卜，作為金屬膜14,使用具有42合金(鎳42%以及鐵58 %的合金，線膨脹率為4ppm/。C )或不脹鋼(例如，鎳36%以及鐵 64%的合金，線膨脹率為L(zhǎng)5ppm/。C)那樣的線膨脹率且線膨脹率與 硅晶片(硅型材)40的線膨脹率接近的金屬片，使該金屬片通過(guò)粘結(jié) 層52粘貼在形成了配線材料26c的聚酰亞胺膜43上，由此能夠?qū)崿F(xiàn) 所形成的探針片9的強(qiáng)度的提高以及大面積化，還能防止檢驗(yàn)時(shí)因溫 度導(dǎo)致的位置偏移等，從而能夠確保在各種狀況下的位置精度。在該 主旨中，作為金屬膜14,以確保預(yù)燒檢驗(yàn)時(shí)的位置精度為目的，也可 以使用具有與作為檢驗(yàn)對(duì)象的半導(dǎo)體元件2的線膨脹率接近的線膨脹 率的材料。
上述粘結(jié)工序可以是，例如使形成有接觸端子部41、配線材料 26以及聚酰亞胺膜43的硅晶片40、與粘結(jié)層52以及金屬膜14重合， 以10~ 200kgf/cm2左右加壓并施加粘結(jié)層52的^皮璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)溫度 (Tg)以上的溫度，在真空中加熱加壓粘結(jié)。
另外，作為金屬膜14的產(chǎn)生圖案用的光致抗蝕劑掩模，可以用 液狀保護(hù)膜也可以用膜狀保護(hù)膜(干膜)。
接下來(lái)，實(shí)施圖21 (g)所示的工序。該工序是后續(xù)工序(參照 圖21 (h))的預(yù)處理，首先，用保護(hù)膜覆蓋形成有金屬膜14的面， 以中央被挖通的保護(hù)膜作為掩模，用氫氟酸和氟化銨的混合液將從相 反面的硅蝕刻用保護(hù)夾具的蓋53b (參照?qǐng)D21 (h))露出的區(qū)域的 二氧化硅膜45蝕刻除去。接著，剝離該保護(hù)膜，然后將硅蝕刻用保 持環(huán)54用粘結(jié)劑55粘結(jié)在上述聚酰亞胺膜52上。此外，作為金屬 膜14,在使用42合金片或不脹鋼片的情況下，用氯化亞鐵溶液噴霧
蝕刻即可。
接下來(lái)，實(shí)施圖21 (h)所示的工序。該工序是，將硅蝕刻用保 護(hù)夾具安裝在硅晶片40上，將硅蝕刻除去。
例如，在中間固定板56d上螺紋固定上述硅蝕刻用保持環(huán)54,將 隔著O型環(huán)53c安裝在不銹鋼制的固定夾具53a和不銹鋼制的蓋53b 之間的作為型材的硅晶片40用強(qiáng)堿液(例如，氫氧化鉀)蝕刻除去 即可。
接下來(lái)，實(shí)施圖21 (i)所示的工序。該工序是，拆除上述硅蝕 刻用保護(hù)夾具，將保護(hù)膜以覆蓋單面的方式粘結(jié)在硅蝕刻用保持環(huán)54 上，然后蝕刻除去二氧化硅膜45、導(dǎo)電性覆膜46 (鉻以及銅)以及 鎳41a。接著，除去該保護(hù)膜，然后在金屬膜14與探針片的框5以及 周邊電極固定板17之間涂布粘結(jié)劑55b,以固定在金屬膜14的規(guī)定 位置。
二氧化硅膜45用氫氟酸和氟化銨的混合液蝕刻除去，鉻膜用過(guò) 錳酸鉀液蝕刻除去，銅膜以及鎳膜41 a用石咸性銅蝕刻液蝕刻除去即可。
另外，這一系列蝕刻處理的結(jié)果是，使用從接觸端子表面露出的 銠4lb,這是因?yàn)槠潆y以附著作為半導(dǎo)體元件2的電極3的材料的釬 焊、鋁等，并且比鎳的硬度高，難以被氧化，接觸阻抗穩(wěn)定。
然后，沿著上述框5以及周邊電極固定板17的外周部，切下聚 酰亞胺膜42、 43以及粘結(jié)層52，制成使用了導(dǎo)銷7的探針片構(gòu)造體 25 (參照?qǐng)D2)。
另外，將沿著組裝工序用保持環(huán)的外周部切下的探針片9組裝到 探針卡上的工序的說(shuō)明圖用圖3的立體圖、圖4的剖視圖表示。
當(dāng)將探針片9組裝到探針卡上時(shí)，由于是探針片9的周邊電極16 的前端與多層配線基板15的電極15b接觸的結(jié)構(gòu)，所以周邊電極16 和電極15b的接觸穩(wěn)定，能夠容易地得到探測(cè)檢驗(yàn)時(shí)的電氣特性。 (實(shí)施方式14)
接下來(lái)，參照?qǐng)D22對(duì)與上述實(shí)施方式13中說(shuō)明的探針片9的制 造工序有若干不同的本實(shí)施方式14的探針片的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖22 (a) ~圖22 (d)按工序順序示出與上述實(shí)施方式13有若 千不同的形成探針片9 (參照實(shí)施方式3以及圖8)的制造流程。
在將形成有接觸端子10的連接電極部10b與配線材料26連接的 情況下，在實(shí)施方式13中是通過(guò)通孔連接，但在本實(shí)施方式14的制 造工序中，沒(méi)有形成通孔而是直接在連接電才及部10b的表面形成配線 材料26。其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式13相同。
首先，經(jīng)過(guò)與上述實(shí)施方式13中的圖20 (a)、圖20 (b)相同 的工序，在圖22 (a)所示的硅晶片40上形成棱錐狀的蝕刻孔40a, 然后在該表面形成二氧化硅膜45,在形成于該二氧化硅膜45上的導(dǎo) 電性覆膜46的表面上形成聚酰亞胺膜42b。接著，實(shí)施將位于應(yīng)形成 接觸端子10的位置的聚酰亞胺膜42b除去直至到達(dá)上述導(dǎo)電性覆膜 46的表面的工序。
作為上述導(dǎo)電性膜46,例如，將鉻通過(guò)濺射法或蒸鍍法成膜，由 此形成厚度O.ljim左右的鉻膜，在形成了該鉻膜的表面上將銅通過(guò)濺 射法或蒸鍍法成膜，形成厚度l|im左右的銅膜即可。也可以在該銅 膜上電鍍幾pm厚的銅，以增加激光加工的耐性。
在除去上述聚酰亞胺膜42b的一部分時(shí)，例如使用激光開(kāi)孔加工 或?qū)⑿纬稍诰埘啺纺?2b表面上的鋁掩模作為掩模的干蝕刻即可。
接下來(lái)，實(shí)施圖22(b)所示的工序。首先，對(duì)從上述聚酰亞胺 膜42b的開(kāi)口部露出的導(dǎo)電性覆膜46,以該導(dǎo)電性膜46為電極，以 硬度高的材料為主要成分進(jìn)行電鍍，從而將接觸端子10和連接電極 部10b形成為一體。作為硬度高的電鍍材料，例如依次電鍍鎳41a、 銠41b、鎳41c,使接觸端子IO和連接電極部10b作為一體形成接觸 端子部41即可。另外，此時(shí)，還形成與接觸端子IO相同構(gòu)造的周邊 電極16。
接下來(lái)，實(shí)施圖22(c)所示的工序。首先，在上述接觸端子部 41以及聚酰亞胺膜42b上形成導(dǎo)電性覆膜48b，接著在形成了光致抗 蝕劑掩模49b之后鍍配線材料26。
作為上述導(dǎo)電性膜48b,例如將鉻通過(guò)濺射法或蒸鍍法成膜，由此形成厚度0.1 nm左右的鉻膜，在形成了該鉻膜的表面上將銅通過(guò)-減 射法或蒸鍍法成膜，由此形成厚度lpm左右的銅膜即可。另外，作 為配線材料26，使用銅即可。
接著，實(shí)施圖22(d)所示的工序。該工序是，除去上述光致抗 蝕劑掩模49b,以配線材料26作為掩模軟蝕刻除去導(dǎo)電性覆膜48b， 然后形成聚酰亞胺膜43，將位于應(yīng)形成從配線材料26與上部的配線 材料26d連接用的孔的位置的聚酰亞胺膜43除去，直至到達(dá)上述配 線材料26的表面。接著，在聚酰亞胺膜43上形成導(dǎo)電性覆膜50b， 并在形成了光致抗蝕劑掩模之后，鍍配線材料26d。
接著，除去該光致抗蝕劑掩模，以配線材料26d作為掩模軟蝕刻 除去導(dǎo)電性覆膜50b，之后粘結(jié)粘結(jié)層52以及金屬膜14,利用光致 抗蝕劑掩模蝕刻該金屬膜14以形成所期望的金屬膜14的圖案(金屬 膜14a~ 14c)。
在除去上述聚酰亞胺膜43的一部分時(shí)，使用例如激光開(kāi)孔加工 或以形成在聚酰亞胺膜43表面上的鋁掩模為掩模的干蝕刻即可。
作為上述導(dǎo)電性覆膜50b,與導(dǎo)電性覆膜48b同樣地，例如將鉻 通過(guò)賊射法或蒸鍍法成膜，由此形成厚度0.1nm左右的鉻膜，在形成 了該鉻膜的表面上將銅通過(guò)濺射法或蒸鍍法成膜，由此形成厚度l|im 左右的銅膜即可。另外，作為配線材料26d，與配線材料26同樣地使 用實(shí)施了鍍銅或在鍍銅上實(shí)施了鍍鎳的材料即可。
接下來(lái)，經(jīng)過(guò)與上述實(shí)施方式13中使用圖20 (g) ~圖21 (i) 說(shuō)明的工序相同的工序，制成本實(shí)施方式14的4笨針片構(gòu)造體25c(參 照?qǐng)D8 )。
(實(shí)施方式15)
下面，就本實(shí)施方式15的探針片的制造方法，參照?qǐng)D23說(shuō)明其 制造工序。
本實(shí)施方式15的探針片的制造方法，除了為了使探針片9c (參 照上述實(shí)施方式5以及圖ll)的周邊電極16a與多層配線基板15a的 電極15c摔觸而將周邊電極16a形成在整個(gè)接觸端子10的形成面的
相反面上的工序這點(diǎn)以外，其他與上述實(shí)施方式13 (參照?qǐng)D20以及 圖21 )所述的探針片9的制造方法相同。
本實(shí)施方式15的探針片的制造方法是，首先，經(jīng)過(guò)與上述實(shí)施 方式13中使用圖20 (a) ~圖20 (e)說(shuō)明的工序相同的工序，形成 聚酰亞胺膜42c、 43c、配線材料26以及導(dǎo)電性覆膜50等，進(jìn)一步， 在這些各部件上形成了光致抗蝕劑掩模51,然后鍍配線材料26d。配 線材料26d的一部分成為與規(guī)定的接觸端子10電連接的地線23c,配 線材料26d的另一部分成為用于搭載芯片電容器24的電容器連接用 電極57 (參照?qǐng)D23 (a))。
如上述實(shí)施方式1中說(shuō)明的那樣，配線材料26d中的與基準(zhǔn)電位 (接地電位)電連接的上述地線23c以及與電源電連接的配線在探測(cè) 檢驗(yàn)時(shí)流過(guò)比其他配線大的電流。因此，這些地線23以及與電源電 連接的配線以比其他配線材料26d寬的配線寬度形成，以便使配線阻 抗降低。
接下來(lái)，實(shí)施圖23 (b)所示的工序。該工序是，除去上述光致 抗蝕劑掩模51,將配線材料26d作為掩模軟蝕刻除去導(dǎo)電性覆膜50, 然后在使作為配線材料2 6 d —部分的周邊電才及16 a的部分露出的狀態(tài) 下以覆蓋配線材料26d以及聚酰亞胺膜43c的方式粘結(jié)連接層52以 及金屬膜14。接著，將光致抗蝕劑掩模作為掩模蝕刻該金屬膜14以 形成所期望的金屬膜14的圖案(金屬膜14a， 14b(參照?qǐng)D11))。
接下來(lái)，經(jīng)過(guò)與上述實(shí)施方式13中使用圖20 (g) ~圖21 (i) 說(shuō)明的工序相同的工序，制成使用了圖11所示的導(dǎo)銷7的探針片構(gòu) 造體25e。
另外，為了實(shí)現(xiàn)高速傳輸信號(hào)的穩(wěn)定化，也可以根據(jù)需要在作為 電容器連接用電極57的配線材料26d和地線23c用的配線材料26d 的配線間設(shè)置芯片電容器24。 (實(shí)施方式16)
下面，就本實(shí)施方式16的探針片的制造方法，參照?qǐng)D24說(shuō)明其 制造工序。
本實(shí)施方式16的探針片的制造方法，與上述實(shí)施方式15的探針 片9c的制造方法同樣，為了使探針片9d (參照上述實(shí)施方式6以及 圖13)的周邊電極16a與多層配線基板15a的電極15c接觸而將周邊 電極16a形成在整個(gè)接觸端子10的形成面的相反面。而且是具有將 探針片9d中的配線材料即信號(hào)配線和電源配線形成在同一個(gè)面上的 探針片構(gòu)造的情況的制造方法。
首先，實(shí)施圖24(a)所示的工序。在該工序中，首先，經(jīng)過(guò)與 上述實(shí)施方式13中使用圖20 (a) ~圖20 (d)說(shuō)明的工序相同的工 序，形成導(dǎo)電性覆膜46、聚酰亞胺膜42以及導(dǎo)電性覆膜48d等，進(jìn) 一步，在這些部件上形成了光致抗蝕劑掩模49d之后，鍍配線材料 26e。
接下來(lái)，實(shí)施圖24(b)所示的工序。該工序是，除去上述光致 抗蝕劑掩模49d,將配線材料26e作為掩模軟蝕刻除去導(dǎo)電性覆膜 48d,然后在使周邊電極16a的部分露出的狀態(tài)下以覆蓋配線材料26e 以及聚酰亞胺膜42的方式形成聚酰亞胺膜43d。
接下來(lái)，經(jīng)過(guò)與上述實(shí)施方式13中使用圖20 (g) ~圖21 (i) 說(shuō)明的工序相同的工序，制成使用了圖13所示的導(dǎo)銷7的探針片構(gòu) 造體25f。
(實(shí)施方式17)
下面，利用圖25對(duì)使用了上述實(shí)施方式1~12說(shuō)明的探針卡(探 測(cè)裝置)的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置進(jìn)行說(shuō)明。
圖25是表示包括本實(shí)施方式17的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置的檢驗(yàn)系統(tǒng)的 整體概略結(jié)構(gòu)的圖，示出了將所期望的負(fù)載施加在晶片l的面上以實(shí) 施電特性檢驗(yàn)的試驗(yàn)裝置。在該狀態(tài)下，導(dǎo)銷的推壓力(負(fù)載)施加 在所有接觸端子10上，通過(guò)與晶片1的電極3接觸的接觸端子10、 引出配線18 (配線材料26)、周邊電極16、多層配線基板15的電極 15b、內(nèi)部配線15d以及電極15e,在對(duì)植入晶片l中的半導(dǎo)體元件2 (省略在圖25中的符號(hào))進(jìn)行電氣特性檢驗(yàn)的檢驗(yàn)器58和半導(dǎo)體元 件2之間實(shí)施檢驗(yàn)用電信號(hào)的收發(fā)。
在檢驗(yàn)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)中，探針卡作為晶片探針構(gòu)成。該檢驗(yàn)系
統(tǒng)由以下部件構(gòu)成支承作為被檢驗(yàn)對(duì)象的晶片1的試料支承系統(tǒng) 59;與被檢驗(yàn)對(duì)象(晶片1)的電極3接觸以進(jìn)行電信號(hào)的收發(fā)的探 針卡60;控制試料支承系統(tǒng)59的動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)61;進(jìn)行被檢 驗(yàn)對(duì)象(晶片1)的溫度控制的溫度控制系統(tǒng)62;和進(jìn)行半導(dǎo)體元件 (芯片)2的電氣特性的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)器58。在該晶片1上排列有前述 多個(gè)半導(dǎo)體元件(芯片)2,在各半導(dǎo)體元件2的表面上排列有作為 外部連接電極的多個(gè)電極3。試料支承系統(tǒng)59由以下部件構(gòu)成將晶 片1可拆裝地載置的、大致水平設(shè)置的試料臺(tái)63;以支承該試料臺(tái) 63的方式垂直配置的升降軸64;對(duì)該升降軸64進(jìn)行升降驅(qū)動(dòng)的升降 驅(qū)動(dòng)部65;支^U亥升降驅(qū)動(dòng)部65的X-Y平臺(tái)66。 X-Y平臺(tái)66祐: 固定在筐體67的上方。升降驅(qū)動(dòng)部65例如由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等構(gòu)成。試 料臺(tái)63的在水平以及垂直方向上的定位動(dòng)作是通過(guò)將在X-Y平臺(tái) 66的水平面內(nèi)的移動(dòng)動(dòng)作和升降驅(qū)動(dòng)部65的上下動(dòng)作等組合而進(jìn)行 的。另外，在試料臺(tái)63上設(shè)置有未圖示的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而試料臺(tái)63 能夠在水平面內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)移位。
在試料臺(tái)63的上方配置有探針卡60。即，例如，圖25所示的探 針卡60以與對(duì)應(yīng)的試料臺(tái)63上平行相對(duì)的姿態(tài)設(shè)置。各接觸端子10 借助設(shè)置在探針卡60的探針片9上的引出配線18以及周邊電極16， 通過(guò)多層配線基板15的電極15b以及內(nèi)部配線15d與設(shè)置在該多層 配線基板15上的電極15e電連接，并通過(guò)與該電極15e連接的電纜 68而與檢驗(yàn)器58電連接。
驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)61通過(guò)電纜69與檢驗(yàn)器58電連接。另外，驅(qū)動(dòng) 控制系統(tǒng)61將控制信號(hào)送到試料支承系統(tǒng)58的各驅(qū)動(dòng)部的致動(dòng)器， 以控制其動(dòng)作。即，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)61在內(nèi)部具有計(jì)算機(jī)，其結(jié)合通 過(guò)電纜69傳輸來(lái)的檢驗(yàn)器5 8的檢驗(yàn)動(dòng)作的進(jìn)行信息來(lái)控制試料支承 系統(tǒng)59的動(dòng)作。另外，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)61具有操作部70,以接受與驅(qū) 動(dòng)控制相關(guān)的各種指令的輸入，例如接受手動(dòng)操作的指令。
在試料臺(tái)63上具有用于加熱晶片1(半導(dǎo)體元件2)的加熱器71。
溫度控制系統(tǒng)62通過(guò)控制試料臺(tái)63的加熱器71或冷卻夾具來(lái)控制 搭載在試料臺(tái)63上的晶片1的溫度。另外，溫度控制系統(tǒng)62具有上 述操作部70，以接受與溫度控制相關(guān)的各種指令的輸入，例如接受手 動(dòng)操作的指令。在此，也可以使設(shè)置在上述探針片9或探針卡60的 一部分上的可進(jìn)行溫度控制的發(fā)熱體與試料臺(tái)63的加熱器71連動(dòng)地 進(jìn)行溫度控制。
以下，對(duì)半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。首先，作為被檢驗(yàn)對(duì) 象的晶片l被定位載置在試料臺(tái)63上，驅(qū)動(dòng)控制X-Y平臺(tái)66以及 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將在排列于晶片1上的多個(gè)半導(dǎo)體元件2上形成的電極3 組定位于并列設(shè)置在探針卡60上的多個(gè)接觸端子10的組的正下方。 之后，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)61使升降驅(qū)動(dòng)部65動(dòng)作，以使試料臺(tái)63從所 有多個(gè)電極3 (被接觸部件)的面與接觸端子10的前端接觸的時(shí)刻起 上升，直到向上推動(dòng)10~ 15(Him左右的狀態(tài)。由此，使探針片9中 的多個(gè)接觸端子10在并列設(shè)置的區(qū)域伸出，并使根據(jù)需要實(shí)施了基 于雙螺栓21或墊片的微調(diào)整而高精度地確保了平坦度的多個(gè)接觸端 子10的組中的各接觸端子的前端以通過(guò)多個(gè)導(dǎo)銷7及推壓隔片8的 隨動(dòng)機(jī)構(gòu)(推壓機(jī)構(gòu))而追隨半導(dǎo)體元件2上排列的多個(gè)電極3的組 (所有)的面的方式仿形并平行伸出。由此，模仿晶片l上排列的各 被接觸部件(電極3 )進(jìn)行通過(guò)基于均勻的低負(fù)載(每1個(gè)銷3 ~ 150mN 左右)的推入實(shí)現(xiàn)的接觸，在各接觸端子10和各電極3之間以低阻 4元(0.01口~0.1口)電連沖妄。
在該情況下的推壓時(shí)，通過(guò)彈簧柱塞4的突起部4a(參照?qǐng)D2), 在推壓隔片8可微傾動(dòng)的狀態(tài)下，框5 (參照?qǐng)D2)內(nèi)的探針片面以 追隨半導(dǎo)體元件2的電極3的組的面的方式仿形并平行伸出，在此基 礎(chǔ)上，通過(guò)多個(gè)導(dǎo)銷7，粘結(jié)在該框5上的框5內(nèi)的探針面也以追隨 半導(dǎo)體元件2的電極3的組的面的方式仿形并平行伸出，進(jìn)行通過(guò)推 入實(shí)現(xiàn)的接觸。
在半導(dǎo)體元件2是形成有多功能的半導(dǎo)體集成電路的SoC (System on Chip;系統(tǒng)芯片)的情況下，為了實(shí)現(xiàn)在1個(gè)半導(dǎo)體元
件2內(nèi)植入多功能的半導(dǎo)體集成電路和滿足半導(dǎo)體元件2的小型化的 要求這兩個(gè)目的，采用在電極3下也配置配線及元件的機(jī)構(gòu)。此外， 在半導(dǎo)體元件2為SoC并被用于高速電信號(hào)的情況下，為了降低介電 損耗并使配線微細(xì)化，使用與二氧化硅(Sio2)相比介電常數(shù)小一些 的材料作為配線層間的絕緣膜。由于這樣的介電常數(shù)小的材料耐負(fù)載 能力以及機(jī)械強(qiáng)度較弱，所以期望這樣的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置，即該檢 驗(yàn)裝置能夠以幾lOmN左右以下的低負(fù)載實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的接觸阻抗值，并 且不給作為配線層間的絕緣膜的低介電材料和配置在電極3之下的配 線以及元件帶來(lái)?yè)p傷。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式17的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置，模仿晶片1 上排列的各被接觸部件(電極3)進(jìn)行通過(guò)基于均勻的低負(fù)載的推入 實(shí)現(xiàn)的接觸，在各接觸端子10和各電極3之間以低阻抗電連接。因 此，能夠防止在接觸端子10和電極3接觸時(shí)，對(duì)作為配線層間的絕 緣膜的低介電材料以及配置在電極3之下的配線和元件帶來(lái)?yè)p傷。
另外，在是SoC的上述半導(dǎo)體元件2中，由于能夠在配線以及元 件上配置電極3，所以，不僅是沿著半導(dǎo)體元件2的外周的位置，在 半導(dǎo)體元件2的面內(nèi)也能夠自由選擇配置電極3的位置。由此，由于 能夠提高半導(dǎo)體元件2內(nèi)的元件、配線以及電極3的布置設(shè)計(jì)的自由 度，所以例如通過(guò)在形成于半導(dǎo)體元件2內(nèi)的輸入輸出緩沖電路等的 正上方形成電極3來(lái)縮短從輸入輸出緩沖電路等到電極3的配線長(zhǎng) 度，從而能夠提高輸入輸出緩沖電路等的動(dòng)作速度。
而且，通過(guò)電纜68、配線基板15以及接觸端子10,在形成于晶 片1上的半導(dǎo)體元件2和檢驗(yàn)器58之間進(jìn)行動(dòng)作電流、動(dòng)作檢驗(yàn)信 號(hào)等的收發(fā)，以判別該半導(dǎo)體元件2的動(dòng)作特性的可否等。而且，對(duì) 形成在晶片1上的多個(gè)半導(dǎo)體元件2的每一個(gè)實(shí)施上述一系列的檢驗(yàn) 動(dòng)作，以判別動(dòng)作特性的可否等。 (實(shí)施方式18)
在此，參照?qǐng)D26對(duì)包括使用了上述實(shí)施方式17中說(shuō)明的半導(dǎo)體 檢驗(yàn)裝置的檢驗(yàn)工序或檢驗(yàn)方法的半導(dǎo)體裝置的制造方法的代表例
進(jìn)行說(shuō)明。
(1 )本實(shí)施方式18的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下工序向 晶片1中植入電路以形成半導(dǎo)體裝置的工序(形成半導(dǎo)體元件電路)； 通過(guò)半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置根據(jù)晶片等級(jí)一并檢驗(yàn)多個(gè)半導(dǎo)體裝置的電氣 特性的工序(晶片檢驗(yàn))；切斷晶片并按每個(gè)半導(dǎo)體元件2進(jìn)行分離 的工序(切割)；用樹(shù)脂等封裝半導(dǎo)體元件2的工序(組裝、封裝)。 然后，經(jīng)過(guò)預(yù)燒、分選檢驗(yàn)以及外觀檢驗(yàn)，作為芯片封裝件出廠。
(2) 本實(shí)施方式18的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下工序向 晶片1中植入電路以形成半導(dǎo)體元件2的工序(形成半導(dǎo)體元件電 路)；通過(guò)半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置根據(jù)晶片等級(jí)一并檢驗(yàn)多個(gè)半導(dǎo)體元件2 的電氣特性的工序(晶片檢驗(yàn))；切斷晶片l并按每個(gè)半導(dǎo)體元件2 進(jìn)行分離的工序(切割)。之后，經(jīng)過(guò)芯片檢驗(yàn)用插接安裝、預(yù)燒、 分選檢驗(yàn)、從插接件上拆下以及外觀檢驗(yàn)，作為棵芯片出廠品出廠。
(3) 本實(shí)施方式18的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下工序向 晶片1中植入電路以形成半導(dǎo)體裝置的工序(形成半導(dǎo)體元件電路)； 通過(guò)半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置根據(jù)晶片等級(jí)一并檢驗(yàn)多個(gè)半導(dǎo)體裝置的電氣 特性的工序(晶片檢驗(yàn))。之后，經(jīng)過(guò)預(yù)燒、分選檢驗(yàn)以及外觀檢驗(yàn)， 作為整晶片出廠品出廠。在該預(yù)燒及分選檢驗(yàn)中，也可以通過(guò)上述實(shí) 施方式17的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)。
(4) 本實(shí)施方式18的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下工序向 晶片1中植入電路以形成半導(dǎo)體裝置的工序形成(半導(dǎo)體元件電路)； 通過(guò)半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置根據(jù)晶片等級(jí)一并檢驗(yàn)多個(gè)半導(dǎo)體裝置的電氣 特性的工序(晶片檢驗(yàn))。之后，經(jīng)過(guò)預(yù)燒以及外觀檢驗(yàn)，再經(jīng)過(guò)切 斷晶片1并按每個(gè)半導(dǎo)體元件2進(jìn)行分離的工序(切割)和外觀檢驗(yàn)， 作為棵芯片成品出廠。在該預(yù)燒及分選檢驗(yàn)中，也可以通過(guò)上述實(shí)施 方式17的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)。
(5) 本實(shí)施方式18的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下工序向 晶片1中植入電路以形成半導(dǎo)體裝置的工序(形成半導(dǎo)體元件電路)； 分割晶片1的工序(晶片分割)；通過(guò)半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置根據(jù)分割的晶
片等級(jí)一并檢驗(yàn)多個(gè)半導(dǎo)體裝置的電氣特性的工序(分割晶片檢驗(yàn))。 之后，經(jīng)過(guò)預(yù)燒、分選檢驗(yàn)以及外觀檢驗(yàn)，作為分割晶片出廠品出廠。
在該預(yù)燒及分選檢驗(yàn)中，也可以通過(guò)上述實(shí)施方式17的半導(dǎo)體檢驗(yàn) 裝置進(jìn)行檢驗(yàn)。
(6) 本實(shí)施方式18的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下工序向 晶片1中植入電路以形成半導(dǎo)體裝置的工序(形成半導(dǎo)體元件電路)； 分割晶片1的工序(晶片分割)；通過(guò)半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置根據(jù)分割的晶 片等級(jí)一并檢驗(yàn)多個(gè)半導(dǎo)體裝置的電氣特性的工序(分割晶片檢驗(yàn))。 之后，經(jīng)過(guò)預(yù)燒、分選檢驗(yàn)、切斷分割后的晶片并按每個(gè)半導(dǎo)體元件 2進(jìn)行分離的工序(切割)以及外觀檢驗(yàn)，作為棵芯片出廠品出廠。 在該預(yù)燒以及分選檢驗(yàn)中，也可以通過(guò)上述實(shí)施方式17的半導(dǎo)體檢 驗(yàn)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)。
(7) 本實(shí)施方式18的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下工序向 晶片1中植入電路以形成半導(dǎo)體裝置的工序(形成半導(dǎo)體元件電路)； 在晶片l上形成樹(shù)脂層等的工序(形成樹(shù)脂層)；通過(guò)半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝 置對(duì)形成了樹(shù)脂層等的晶片上所形成的多個(gè)半導(dǎo)體元件的電氣特性 一并進(jìn)行檢驗(yàn)的工序(晶片檢驗(yàn))。之后，經(jīng)過(guò)預(yù)燒以及分選檢驗(yàn)， 再經(jīng)過(guò)切斷晶片1并按每個(gè)半導(dǎo)體元件2進(jìn)行分離的工序(切割)以 及外觀檢驗(yàn)，作為CSP出廠品出廠。在該預(yù)燒及分選檢驗(yàn)中，也可以 通過(guò)上述實(shí)施方式17的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)。
(8) 本實(shí)施方式18的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下工序向 晶片1中植入電路以形成半導(dǎo)體裝置的工序(形成半導(dǎo)體元件電路)； 在晶片l上形成樹(shù)脂層等的工序(形成樹(shù)脂層)；通過(guò)半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝 置對(duì)形成了樹(shù)脂層等的晶片上所形成的多個(gè)半導(dǎo)體元件2的電氣特性 一并進(jìn)行檢驗(yàn)的工序(晶片檢驗(yàn))。之后，經(jīng)過(guò)預(yù)燒、分選檢驗(yàn)以及 外觀檢驗(yàn)，作為整晶片CSP出廠品出廠。在該預(yù)燒及分選檢驗(yàn)中，也 可以通過(guò)上述實(shí)施方式17的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)。
(9) 本實(shí)施方式18的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下工序向 晶片1中植入電路以形成半導(dǎo)體裝置的工序(形成半導(dǎo)體元件電路)；
在晶片l上形成樹(shù)脂層等的工序(形成樹(shù)脂層)；對(duì)形成了樹(shù)脂層等 的晶片1進(jìn)行分割的工序(晶片分割)；通過(guò)半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置根據(jù)分 割后的晶片等級(jí)一并檢驗(yàn)多個(gè)半導(dǎo)體裝置的電氣特性的工序(分割晶 片檢驗(yàn))。之后，經(jīng)過(guò)預(yù)燒、分選檢驗(yàn)以及外觀檢驗(yàn)，作為分割晶片 CSP出廠品出廠。在該預(yù)燒及分選才企驗(yàn)中，也可以通過(guò)上述實(shí)施方式 17的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)。
(10)本實(shí)施方式18的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下工序 向晶片1中植入電路以形成半導(dǎo)體裝置的工序(形成半導(dǎo)體元件電 路)；在晶片l上形成樹(shù)脂層等的工序(形成樹(shù)脂層)；對(duì)形成了樹(shù) 脂層等的晶片1進(jìn)行分割的工序(晶片分割)；通過(guò)半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置 根據(jù)分割后的晶片等級(jí)一并檢驗(yàn)多個(gè)半導(dǎo)體裝置的電氣特性的工序 (分割晶片檢驗(yàn))。之后，經(jīng)過(guò)預(yù)燒、分選檢驗(yàn)、切斷晶片并按每個(gè) 半導(dǎo)體元件2進(jìn)行分離的工序(切割)以及外觀檢驗(yàn)，作為CSP出廠 品出廠。在該預(yù)燒及分選才全驗(yàn)中，也可以通過(guò)上述實(shí)施方式17的半 導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)。
在上述半導(dǎo)體裝置的制造方法中的檢驗(yàn)半導(dǎo)體元件的電氣特性 的工序中，通過(guò)使用上述實(shí)施方式1 12的探針片構(gòu)造體，能夠以幾 10mN以下的低負(fù)載的推壓力實(shí)現(xiàn)接觸端子10的前端位置精度為高 精度且具有穩(wěn)定的接觸阻抗值以及良好的信號(hào)傳輸特性的檢驗(yàn)。
即，上述實(shí)施方式中所說(shuō)明的探針卡一并形成了具有棱錐形狀或 棱臺(tái)形狀的、位置精度良好的接觸端子、引出配線、周邊電極的探針 片，對(duì)于這樣的探針片，能夠以包圍形成了該接觸端子的區(qū)域的方式 固定框，通過(guò)推壓隔片，探針片從該框伸出一些并可微傾動(dòng)，由具有 彈性的多個(gè)導(dǎo)銷以可微傾動(dòng)的狀態(tài)通過(guò)該框以及推壓隔片對(duì)接觸端 子施加推壓力。由此，在以幾10|im以下的窄間距形成了多針的接觸 端子的探針片中，也能夠一并形成以低負(fù)載與半導(dǎo)體元件的對(duì)應(yīng)的電 極組容易地接觸的接觸端子組，由于配線的多層化使得電信號(hào)特性的 設(shè)計(jì)容易，所以能夠?qū)崿F(xiàn)具有阻抗匹配后的高速傳輸用電路且容易組 裝的窄間距多針的半導(dǎo)體檢驗(yàn)用探針卡。
另外，根據(jù)在上述實(shí)施方式中說(shuō)明的探針卡，將一并形成了棱錐 形狀或棱臺(tái)形狀的接觸端子的探針片與組裝用基材一體形成，通過(guò)導(dǎo) 銷使推壓動(dòng)作和微傾動(dòng)動(dòng)作都能實(shí)現(xiàn)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)接觸阻抗值的 穩(wěn)定性良好且接觸端子組的位置精度以及組裝性良好的探針卡。
以上，根據(jù)實(shí)施方式具體地說(shuō)明了本發(fā)明人的發(fā)明，但本發(fā)明不 限于上述實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。
例如，在上述實(shí)施方式中，示出了在以使用圖20以及圖21說(shuō)明 的工序制造的探針片上組裝具有圖2所示的構(gòu)造的探針片構(gòu)造體來(lái)使 用的例子，但是也可以例如自由組合根據(jù)圖23或圖24的制造工序制 作的探針片和圖11或圖13 ~圖19所示的探針片構(gòu)造體來(lái)使用。
如上所述，本發(fā)明具有能夠廣泛地應(yīng)用于探針卡、半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝 置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法的效果。
下面簡(jiǎn)單說(shuō)明通過(guò)本申請(qǐng)公開(kāi)的發(fā)明中的有代表性的結(jié)構(gòu)所得 到的效果。
本發(fā)明的探針卡具有 一 并形成了棱錐形狀或棱臺(tái)形狀的位置精 度良好的接觸端子、引出配線、周邊電極的探針片，將框以包圍該探 針片的形成有接觸端子的區(qū)域的方式固定，利用多個(gè)具有彈性的導(dǎo)銷 向該框施加推壓力，使得探針片從多層配線基板伸出，并使該框以及 中央部的推壓隔片可微傾動(dòng)，本發(fā)明的探針卡與形成半球狀的電鍍凸 部的膜片探針或使用只在探針片中央設(shè)置彈簧柱塞的推壓機(jī)構(gòu)的膜 片探針進(jìn)行比較，具有以下效果。
(1) 即使在以幾10ixm以下的窄間距形成多針的接觸端子的探針 片上，也能夠容易地一并形成以低負(fù)載容易地與半導(dǎo)體元件的對(duì)應(yīng)的 電極組接觸的接觸端子組，由于基于配線的多層化的電信號(hào)特性的設(shè) 計(jì)容易，所以能夠?qū)崿F(xiàn)具有阻抗匹配后的高速傳輸用電路的探針卡。
(2) 通過(guò)在用具有彈性的多個(gè)導(dǎo)銷以及多個(gè)定位專用導(dǎo)銷對(duì)探 針片進(jìn)行定位的同時(shí)施加推壓力的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)將推壓伏在控制在 寬范圍內(nèi)的窄間距多針的半導(dǎo)體檢驗(yàn)用探針卡。
(3) 將一并形成了棱錐形狀或棱臺(tái)形狀的接觸端子的探針片，
與組裝用基材一體形成，通過(guò)導(dǎo)銷使推壓動(dòng)作和微傾動(dòng)動(dòng)作斗能實(shí) 現(xiàn)，由此以低負(fù)載也能夠?qū)崿F(xiàn)接觸阻抗值的穩(wěn)定性良好且接觸端子的 前端位置精度以及組裝性良好的探針卡。
本發(fā)明在不脫離其精神或本質(zhì)特長(zhǎng)的范圍內(nèi)，能夠以其他明確的 方式實(shí)施。因此，本發(fā)明的方式被看成在所有方面都是實(shí)施例，不是 制限性的。因此，在不是通過(guò)上述記載而是通過(guò)權(quán)利要求示出的本發(fā) 明的范圍內(nèi)，在與權(quán)利要求同等的意思和范圍內(nèi)的各種變更都包含在 本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種探針卡，其特征在于， 具有探針片，上述探針片包括 與設(shè)置在被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的多個(gè)接觸端子； 從上述多個(gè)接觸端子的各個(gè)端子引出的配線； 與上述配線電連接且與多層配線基板的電極連接的多個(gè)周邊電極，上述探針卡設(shè)有以包圍上述多個(gè)接觸端子的方式形成的框。
2. 如權(quán)利要求1所述的探針卡，其特征在于， 在上述框上設(shè)有施加推壓力的多個(gè)機(jī)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求2所述的探針卡，其特征在于，設(shè)有使形成有上述框的區(qū)域內(nèi)的形成有上述多個(gè)接觸端子的區(qū) i或可傾動(dòng)的才幾構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求1所述的探針卡，其特征在于，設(shè)有使形成有上述框的區(qū)域內(nèi)的形成有上述多個(gè)接觸端子的區(qū) i或可^f頃動(dòng)的才幾構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求2所述的探針卡，其特征在于， 上述多個(gè)接觸端子為棱錐形狀或棱臺(tái)形狀， 在上述多層配線基板的電極上設(shè)有用于對(duì)上述探針片的上述多個(gè)周邊電極加壓接觸的推壓板，上述探針片以從上述多層配線基板伸出的方式被保持。
6. 如權(quán)利要求2所述的探針卡，其特征在于，上述施加推壓力的多個(gè)機(jī)構(gòu)被配置成使得形成有上述框的區(qū)域 和形成有上述多個(gè)接觸端子的區(qū)域可傾動(dòng)。
7. 如權(quán)利要求2所述的探針卡，其特征在于，上述探針片具有與上述配線電連接的地線層以及電源配線層中 的至少一層，與上述地線層或上述電源配線層連接的配線被形成得配線寬度 比與上述地線層和上述電源配線層中的任意一個(gè)都不連接的配線的 配線寬度寬。
8. 如權(quán)利要求2所述的探針卡，其特征在于， 在探針片中央設(shè)有施加推壓力的機(jī)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求2所述的探針卡，其特征在于，向上述框施加推壓力的上述多個(gè)機(jī)構(gòu)是多個(gè)具有彈性的導(dǎo)銷。
10. 如權(quán)利要求2所述的探針卡，其特征在于，向上述框施加推壓力的上述多個(gè)機(jī)構(gòu)包括多個(gè)具有彈性的導(dǎo) 銷；和多個(gè)沒(méi)有彈性的導(dǎo)銷。
11. 如權(quán)利要求2所述的探針卡，其特征在于，上述多個(gè)接觸端子是以通過(guò)對(duì)具有結(jié)晶性的基板進(jìn)行異方性蝕 刻而形成的孔為型材通過(guò)電鍍來(lái)形成的。
12. 如權(quán)利要求2所述的探針卡，其特征在于， 上述被檢驗(yàn)對(duì)象包括作為配線層間的絕緣膜的、介電常數(shù)比Si02低的絕緣膜。
13. —種半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置，具有 承載被檢驗(yàn)對(duì)象的試料臺(tái)；和具有與設(shè)于上述被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的多個(gè)接觸端子，且 與用于檢驗(yàn)上述被檢驗(yàn)對(duì)象的電氣特性的檢驗(yàn)器電連接的探針卡； 其特征在于，上述探針卡具有探針片，該探針片具有與設(shè)置在上述被檢驗(yàn)對(duì)象上的電極相接觸的上述多個(gè)接觸端子； 從上述多個(gè)接觸端子的各個(gè)端子引出的配線；和 與上述配線電連接且與多層配線基板的電極連接的多個(gè)周邊電極，上述探針卡設(shè)有以包圍上述多個(gè)接觸端子的方式形成的框；和對(duì) 上述框施加推壓力的多個(gè)^/L構(gòu)。
14. 如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置，其特在在于，在上述探針卡中設(shè)有使形成有上述框的區(qū)域內(nèi)的形成有上述多 個(gè)接觸端子的區(qū)域可傾動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
15. 如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置，其特在在于， 上述多個(gè)接觸端子為棱錐形狀或棱臺(tái)形狀，個(gè)周邊電極加壓《^妄觸的推壓，上述探針片以從上述多層配線基板伸出的方式被保持。
16. 如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置，其特在在于，上述施加推壓力的多個(gè)機(jī)構(gòu)被配置成使得形成有上述框的區(qū)域 和形成有上述多個(gè)接觸端子的區(qū)域可傾動(dòng)。
17. 如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置，其特在在于， 上述被檢驗(yàn)對(duì)象包括作為配線層間的絕緣膜的、介電常數(shù)比Si02低的絕緣膜。
18. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，具有以下工序多個(gè)半導(dǎo)體元件的工序；利用探針卡對(duì)上述多個(gè)半導(dǎo)體元件的電氣特性進(jìn)行檢驗(yàn)的工序， 上述探針卡具有與設(shè)于上述多個(gè)半導(dǎo)體元件上的上述電極相接觸的 多個(gè)接觸端子，且與對(duì)形成在上述多個(gè)半導(dǎo)體元件的各個(gè)半導(dǎo)體元件 上的上述電路的電氣特性進(jìn)行檢驗(yàn)的檢驗(yàn)器電連接；和對(duì)上述半導(dǎo)體晶片進(jìn)行切割，并按上述多個(gè)半導(dǎo)體元件的每一個(gè) 進(jìn)行分離的工序；其特征在于，上述探針卡具有探針片，該探針片具有與設(shè)置在上述多個(gè)半導(dǎo)體元件上的電極相接觸的上述多個(gè)接觸 端子；從上述接觸端子的各個(gè)端子引出的配線；和 與上述配線電連接且與多層配線基板的電極連接的多個(gè)周邊電極，上述多個(gè)接觸端子是棱錐形狀或棱臺(tái)形狀， 上述探針卡還設(shè)置有以包圍上述多個(gè)接觸端子的方式形成的 框；和對(duì)上述框施加推壓力的多個(gè)機(jī)構(gòu)，施加上述推壓力的上述多個(gè)機(jī)構(gòu)被配置成使得形成有上述框的 區(qū)域和形成有上述多個(gè)接觸端子的區(qū)域可傾動(dòng)，上述探針卡通過(guò)上述框?qū)σ詮纳鲜龆鄬优渚€基板伸出的方式被 保持的上述探針片的形成有上述多個(gè)接觸端子的上述區(qū)域施加推壓 力，并且使上述多個(gè)接觸端子與設(shè)于上述半導(dǎo)體元件上的上述電極接 觸來(lái)檢驗(yàn)上述電路的上述電氣特性。
19. 如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 上述多個(gè)接觸端子是以通過(guò)對(duì)具有結(jié)晶性的基板進(jìn)行異方性蝕刻而形成的孔為型材通過(guò)電鍍來(lái)形成的。
20. 如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 上述被檢驗(yàn)對(duì)象包括作為配線層間的絕緣膜的、介電常數(shù)比Si02低的絕緣膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種探針卡、半導(dǎo)體檢驗(yàn)裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法。框(5)以包圍在探針片(9)的探測(cè)側(cè)的中央?yún)^(qū)域部一并形成的棱錐形狀或棱臺(tái)形狀的接觸端子(10)組的方式粘接固定在探針片(9)的內(nèi)表面上，該框(5)從多層配線基板(15)伸出，通過(guò)具有彈性的多個(gè)導(dǎo)銷(7)對(duì)該框(5)以及中央部的推壓隔片(8)施加推壓力，使其可微傾動(dòng)。
文檔編號(hào)G01R31/26GK101363875SQ20081012860
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日
發(fā)明者岡本直樹(shù), 春日部進(jìn) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社瑞薩科技