JP3898363B2 - ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板、該多層配線基板に接続するコネクタ、及びそれらの接続構造、並びに検査装置 - Google Patents
ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板、該多層配線基板に接続するコネクタ、及びそれらの接続構造、並びに検査装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験（検査）をウエハの状態で一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成するウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板、この多層配線基板の外周パッドに接続されるコネクタ等、及びこれらの接続構造等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスの検査は、プローブカードによる製品検査（電気的特性試験）と、その後に行われる信頼性試験であるバーンイン試験に大別される。
バーンイン試験は、固有欠陥のある半導体ディバイス、あるいは製造上のばらつきから、時間とストレスに依存する故障を起こすディバイスを除くために行われるスクリーニング試験の一つである。プローブカードによる検査が製造したディバイスの電気的特性試験であるのに対し、バーンイン試験は熱加速試験と言える。
【０００３】
バーンイン試験は、プローブカードによって１チップ毎に行われる電気的特性試験の後に、ウエハをダイシングによりチップに切断し、パッケージングしたものについて一つずつバーンイン試験を行う通常の方法（１チップバーンインシステム）ではコスト的に実現性に乏しい。そこで、ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスのバーンイン試験を一括して一度に行うためのウエハ一括コンタクトボード（バーンインボード）の開発及び実用化が進められている（特開平７−２３１０１９号公報）。ウエハ一括コンタクトボードを用いたウエハ・一括バーンインシステムは、コスト的に実現可能性が高い他に、ベアチップ出荷及びベアチップ搭載といった最新の技術的な流れを実現可能にするためにも重要な技術である。
ウエハ一括コンタクトボードは、ウエハ一括で検査する点、及び加熱試験に用いる点で、従来プローブカードとは要求特性が異なり、要求レベルが高い。ウエハ一括コンタクトボードが実用化されると、従来プローブカードによって行われていた製品検査（電気的特性試験）を、ウエハ一括で行うことも可能となる。
【０００４】
図１３にウエハ一括コンタクトボードの一具体例を示す。
ウエハ一括コンタクトボードは、図１３に示すように、ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板（以下、多層配線基板という）１０上に、異方性導電ゴムシート２０を介して、バンプ付きメンブレンリング３０を固定した構造を有する。
バンプ付きメンブレンリング３０は、被検査素子であるウエハと直接接触するコンタクト部分を受け持つ。バンプ付きメンブレンリング３０においては、リング３１に張り渡されたメンブレン３２の一方の面にはバンプ３３が形成され、他方の面にはパッド３４が形成されている。バンプ３３は、ウエハ４０上の各半導体チップの周縁又はセンターライン上に形成されたパッド（１チップ約６００〜１０００ピン程度で、この数にチップ数を乗じた数のパッドがウエハ上にある）に対応して、このパッドと同じ数だけ対応する位置に形成されている。
多層配線基板１０はメンブレン３２上に孤立する各バンプ３３にパッド３４を介して所定のバーンイン試験信号等を付与するための配線を絶縁性基板の上に有する。多層配線基板１０は配線が複雑であるため多層配線構造を有する。
異方性導電ゴムシート２０は、主面と垂直な方向にのみ導電性を有する弾性体（シリコン樹脂からなり、金属粒子がパッド電極部分に埋め込まれているもの）であり、多層配線基板１０上の端子（図示せず）とメンブレン３２上のパッド３４とを電気的に接続する。異方性導電ゴムシート２０は、その表面に形成された凸部（図示せず）でメンブレン３２上のパッド３４に当接することで、半導体ウエハ４０表面の凹凸及びバンプ３３の高さのバラツキを吸収し、半導体ウエハ上のパッドとメンブレン３２上のバンプ３３とを確実に接続する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ウエハ一括コンタクトボードはウエハ上の半導体ディバイスの検査を一括して一度に行うものであるため、ウエハ一括コンタクトボードに断線・短絡（オープン・ショート）などの欠陥があってはならない。このため、ウエハ一括コンタクトボードの出荷時の検査や納品時の検査が必要となる。
このようなウエハ一括コンタクトボードの検査装置は、プローブカードのオープン・ショートチェックに用いられるプローブカード検査装置と同じ方式で実現可能である。プローブカード検査装置では、プローブカードの外周パッドに一対一で対応するポゴピン（バネが入った伸縮自在のピン）を有するマザーボード（ＤＵＴボード）を用いてプローブカードの検査を行っている。
【０００６】
しかしながら、ウエハ一括コンタクトボードは、基板が大きく、必要となるピン数も膨大となるため、ウエハ一括コンタクトボード検査用のマザーボードを作製すると非常に高価（約１千万円）なものとなってしまい、採算が合わず実用性がない。さらにこの方式では、ウエハ一括コンタクトボード（多層配線基板）の外周パッドの配列は被検査素子である半導体ディバイスによって異なるため、半導体ディバイス毎にそれぞれ専用のマザーボードが必要となり、費用が莫大なものになってしまう。
【０００７】
このため、現状では、透明なフレキシブルシート上に配線を形成したＦＰＣ（フレキシブルプリンティッドサーキット）等のコネクタを用い、目視で外周パッドと位置合わせし、接続を行っている。
しかしながら、多層配線基板の電源線、グランド線、信号線を共通化して減らしたとしても外周パッドの数は依然多く、接続するＦＰＣの数は１０以上にならざるを得ないので、ＦＰＣを一つずつ基板の外周パッドに目視で正確に位置合わせして接続をしていくのは煩雑で時間がかかる。また、ウエハ一括コンタクトボードの出荷時の検査や納品時の検査は、全数検査であり、ウエハ一括コンタクトボードの数も大量であるため、コネクタの接続は容易にしかも位置ずれなく迅速に行えることが要望される。
これらの問題は、ウエハ一括コンタクトボードを使用して実際の検査を行うウエハ一括検査装置（バーンイン検査装置など）においても同様である。
【０００８】
本発明は上述した背景の下になされたものであり、ウエハ一括コンタクトボードにおける多層配線基板の外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続するための多層配線基板の構造、コネクタの構造及びそれらの接続構造の実現を第一の目的とする。
また、高価なポゴピン一体式のマザーボードを必要とせず、ウエハ一括コンタクトボードにおける多層配線基板の外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続でき、接続作業を効率化できるウエハ一括コンタクトボードの検査装置及びウエハ一括検査装置の提供を第二の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下に示す構成としてある。
【００１０】
（構成１）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板であって、前記多層配線基板の周辺領域に形成される外周パッドに隣接して、コネクタを接続する際に案内及び位置合わせの役割を果たすガイド部を設けたことを特徴とするウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板。
【００１１】
（構成２）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板であって、前記多層配線基板の周辺領域に形成される外周パッドをブロック化したことを特徴とするウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板。
【００１２】
（構成３）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板であって、前記多層配線基板の周辺領域に形成される外周パッドの線幅、線間隔を標準化したことを特徴とするウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板。
【００１３】
（構成４）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板における外周パッドに接続されるコネクタであって、前記多層配線基板に形成されたガイド部と係合又は嵌合する係合部を有することを特徴とするコネクタ。
【００１４】
（構成５）基板を狭むことで取り付けできるクリップ構造を有することを特徴とする構成４記載のコネクタ。
【００１５】
（構成６）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板において、基板の周辺領域に形成される外周パッドをブロック化するとともに標準化し、かつ、前記ブロック化された外周パッドに隣接して、前記ブロック化された外周パッドにコネクタを接続する際に案内及び位置合わせの役割を果たすガイド部を設けた構造とし、かつ、
前記ブロック化された外周パッドに接続される接続用コネクタの構造を、前記多層配線基板に形成されたガイド部と係合又は嵌合する係合部を有し、かつ、前記多層配線基板を狭むことで取り付けできるクリップ構造を有する構造とし、
前記多層配線基板に前記コネクタを接続する際に、前記ガイド部と前記係合部とが係合して接続される構造であることを特徴とする接続構造。
【００１６】
（構成７）少なくとも、構成１乃至３記載のウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板と、構成４乃至５記載のコネクタとを用いることを特徴とするウエハ一括コンタクトボードの検査装置。
【００１７】
（構成８）少なくとも、構成１乃至３記載のウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板を有するウエハ一括コンタクトボードと、構成４乃至５記載のコネクタとを具備することを特徴とするウエハ一括検査装置。
【００１８】
【作用】
構成１によれば、多層配線基板の外周パッドに隣接して、コネクタを接続する際に案内（位置合わせ）の役割を果たすガイド部を設けることで、ガイド部に合わせてコネクタを接続すれば良く、したがって、外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続可能となる。
【００１９】
構成２によれば、外周パッドをブロック化することで、ブロック毎にコネクタを接続すれば良く、したがって、外周パッドにコネクタを容易かつ迅速に低コストで接続可能となる。
【００２０】
構成３によれば、外周パッドの線幅、線間隔を標準化することで、コネクタを標準化することができ、コネクタを容易かつ安価に製造できる。また、外周パッドをブロック化しかつ標準化することで、コネクタをより容易かつ安価に製造できる。
【００２１】
構成４によれば、コネクタに係合部を設けることで、この係合部と多層配線基板に形成されたガイド部とを係合又は嵌合させるだけで、簡単かつ確実に外周パッドにコネクタを簡単かつ確実にしかも位置ずれなく迅速に接続できる。
【００２２】
構成５によれば、クリップ式のコネクタとすることで、基板を狭むだけで簡単かつ確実に接続できる。また、コネクタの脱着が容易である。
【００２３】
構成６によれば、上記構成１〜５を組み合わせることで、接続に際して目視による厳密な位置合わせが必要なく、したがって、外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速かつ確実に接続できる接続構造を実現できる。
【００２４】
構成７によれば、上記構成１〜５を採用することで、ウエハ一括コンタクトボードの検査装置において、外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続でき、したがって、安価な装置で作業時間の短縮を図ることが可能となる。
【００２５】
構成８によれば、上記構成１〜５を採用することで、ウエハ一括検査装置（バーンイン検査装置など）において、外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続でき、したがって、安価な装置で作業時間の短縮を図ることが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
（多層配線基板の作製）
図９及び図１０は、多層配線基板の製造工程の一例を示す要部断面図である。
図９の工程（１）に示すように、表面を平らに研磨したガラス基板１（ＨＯＹＡ社製：ＮＡ４０、大きさ３２０ｍｍ角、厚さ３ｍｍ）の片面に、スパッタ法にて、Ｃｒ膜を約３００オングストローム、Ｃｕ膜を約２．０μｍ、Ｎｉ膜を約０．３μｍの膜厚で順次成膜して、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層２を形成する。
ここで、ＣｒはガラスとＣｕに対する密着力を強化する目的で設けている。また、ＮｉはＣｕの酸化を防止する目的、Ｃｕとレジストに対する密着力を強化する目的、及び、Ｃｕとポリイミドとの反応によってコンタクトホール（ビア）底部にポリイミドが残留するのを防止する目的で設けている。
なお、Ｎｉの形成方法はスパッタ法に限定されず、電解めっき法で形成しても良い。また、Ｎｉ膜上にＡｕ膜をスパッタ法、電解めっき法又は無電解めっき法で形成して、コンタクト抵抗の低減を図ることも可能である。
【００２８】
次に、図９の工程（２）に示すように、所定のフォトリソグラフィー工程（レジストコート、露光、現像、エッチング）を行い、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層２をパターニングして、１層目の配線パターン２ａを形成する。
詳しくは、まず、レジスト（シプレイ社製：マイクロポジットＳ１４００）を３μｍの厚みにコートし、９０℃で３０分間ベークし、所定のマスクを用いてレジストを露光、現像して、所望のレジストパターン（図示せず）を形成する。このレジストパターンをマスクとして、塩化第２鉄水溶液等のエッチング液を使用して、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層２をエッチングし、その後レジスト剥離液を用いてレジストを剥離し、水洗して乾燥させて、１層目の配線パターン２ａを形成する。
【００２９】
次に、図９の工程（３）に示すように、１層目の配線パターン上に感光性ポリイミド前駆体をスピンナー等を用いて１０μｍの厚みで塗布して、ポリイミド絶縁層３を形成する。このポリイミド絶縁層３に、コンタクトホール４を形成する。
詳しくは、塗布した感光性ポリイミド前駆体を８０℃で３０分間ベークし、所定のマスクを用いて露光、現像して、コンタクトホール４を形成する。窒素雰囲気中にて３５０℃で４時間キュアを行い感光性ポリイミド前駆体を完全にポリイミド化した後、酸素プラズマ処理によって、ポリイミド表面を粗面化して次工程にて形成する２層目の配線層との密着力を高めるとともに、コンタクトホール４内のポリイミド、現像液等の残さ等の有機物を酸化し除去する。
【００３０】
次に、図９の工程（４）に示すように、上記工程（１）と同様にしてＮｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層５を形成する。
【００３１】
次に、図９の工程（５）に示すように、上記工程（２）と同様にしてＮｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層５をパターニングして、２層目の配線パターン５ａを形成する。
【００３２】
次に、図１０の工程（６）に示すように、上記工程（３）〜（５）を同様に繰り返して、２層目のポリイミド絶縁層６及びコンタクトホール７、３層目の配線パターン８ａを順次形成して、３層構造のガラス多層配線基板を得た。
ただし、３層目の配線パターン８ａは、異方性導電膜との電気的コンタクト性を良くする等の目的で、Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ構造の多層配線とした。詳しくは、Ｎｉ膜上にＡｕ膜を電解めっき法で０．５μｍの厚みで形成し、Ａｕ膜のエッチングをヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液を使用して行ったこと以外は、１層目の配線パターンと同様にして３層目の配線パターン８ａを形成した。なお、Ｎｉ膜は、Ａｕ膜とＣｕの密着力を強化する役割を果たす。Ｎｉ膜上にＡｕ膜を無電解めっき法で形成することもできるが、Ａｕ膜の膜厚を厚くできない。
【００３３】
本実施の形態では、図１０の工程（６）において、図１に示すように、多層配線基板の最上層の周辺領域に形成される外周パッド（外部取り出し端子）５１を複数の外周パッド群にブロック化するとともに、図１の紙面上の縦、横、斜め方向の外周パッドの線幅、線間隔をそれぞれ同じとし標準化した。なお、図１は説明を容易にするため簡略化して描かれており、ブロック化、標準化の態様は図１に示す態様に限定されない。ブロックの数は自由に設計でき、例えば、１０〜２０程度にできる。また、ブロック化及び標準化は、半導体ディバイスの種類（メモリー、ＡＳＩＣ、ＭＰＣ、マイコン、ＣＬＤ用など）に応じて自由に設計できる。
【００３４】
次に、図１０の工程（１０）に示すように、レジストを除去後、基板上に絶縁膜としてのポリイミドを塗布し、これをパターニングして保護用絶縁膜１１を形成して、ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板１０を得た。
【００３５】
（ガイド部の形成）
次に、図１に示すように、ブロック化された外周パッド５２の各ブロックの両脇にガイド部としてガイド穴５３を設けた。
【００３６】
（コネクタの作製）
次に、図２に示すような、ブロック化された外周パッドに接続されるコネクタ６０を作製した。コネクタ６０は、多層配線基板１０に形成されたガイド穴５３と係合又は嵌合する係合部としてガイドピン６１を有している。また、コネクタ６０は、図２及び図３に示すように、多層配線基板１０を狭むことで取り付けできるようにスプリング６２を有するクリップ構造としてある。コネクタ６０は、多層配線基板１０上の外周パッド５１に一対一で接続される配線６３を有し、配線６３の他端にはソケット６４が設けられ、このソケット６４を介してテスター（図示せず）に接続される構造となっている。
【００３７】
なお、上記ガイド部の形成において、ガイド部は、図４に示す貫通したガイド穴５４、図５に示す溝状のガイド穴５５、図６に示す埋設したガイドピン５６、図７に示す凸状又は凹状のガイドパターン５７などの態様とすることができる。これらの場合、コネクタにおける係合部はガイド部に合う形状とすればよい。なお、ガイド部と係合部を入れ替え、コネクタ側にガイド部を形成し、多層配線基板側に係合部を形成する態様とすることもできる。
【００３８】
ガラス基板へのガイド穴やガイド溝の形成は、例えば、ドリルや超音波ドリル等を使用して行うことができる。この場合、研磨剤と水を供給しながら加工を行うことが好ましい。セラミック基板の場合は、グリーンシートの状態で穴を開け、その後焼結を行うことでガイド穴を形成できる。溝状のガイド穴の深さは、１００〜５００μｍ程度あれば十分ガイド部としての機能を果たし得る。
【００３９】
図７に示す凸状又は凹状のガイドパターン５７は、多層配線基板の最上層に形成する配線層又は保護用絶縁膜をパターニングする際に同時に形成できる。配線層を利用してガイドパターンを形成する場合は、ガイドパターン周辺の保護用絶縁膜を除去する。保護用絶縁膜を利用してガイドパターンを形成する場合は、凸状の場合はガイドパターン周辺部分の保護用絶縁膜を除去し、凹状の場合はガイドパターン部分の保護用絶縁膜を除去する。凸状又は凹状のガイドパターンの高低差は、大きい方が好ましいが、数μｍの高低差でがあれば十分ガイド部としての機能を果たし得る。したがって、配線層の膜厚（通常２〜２０μｍ）や保護用絶縁膜の膜厚（通常５〜２０μｍ）と同程度の高低差でがあれば十分ガイドとしての機能を果たし得る。
ガイド部及び係合部の位置精度及び形状精度は高い方が好ましいが、これらの精度が数μｍずれていても、ガイド部と係合部とが係合（嵌合）できれば、外周パッド５１と配線６３との接続上問題はない。この程度の精度でガイド部及び係合部を形成することは容易である。
【００４０】
（異方性導電ゴムシートの張合わせ）
次に、シリコン樹脂からなり、金属粒子がパッド電極部分に埋め込まれている異方性導電ゴムシートをウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板１０の所定の位置に張合わせた。
【００４１】
（メンブレンリングの作成）
次に、ウエハと直接接触するコンタクト部分を受け持つバンプ付きメンブレンリングを作製した。
【００４２】
メンブレンリングの作成方法について、図１１を用いて説明する。
まず、図１１（ａ）に示すように、平坦度の高いアルミニウム板３５上に厚さ５ｍｍの均一の厚さのシリコンゴムシート３６を置く。
その一方で、例えば、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム上に、スパッタ法又はめっき法で銅を厚さ１８μｍで成膜したフィルム３７を準備する。
なお、フィルム３７の材料、形成方法、厚さ等は適宜選択できる。例えば、厚さ２５μｍ（１２〜５０μｍ）程度のポリイミドフィルムや、厚さ０．３ｍｍ（０．１〜０．５ｍｍ）程度のシリコンゴムシートを使用できる。フィルムの形成方法もコーティング法で形成したり、市販のフィルム又はシートを利用したりできる。さらに、銅箔にポリイミド前駆体をキャスティングした後、ポリイミド前駆体を加熱して乾燥及び硬化させて、銅箔とポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルムを形成することもできる。また、フィルムの一方の面に複数の導電性金属を順次成膜して、フィルムの一方の面に積層構造を有する導電性金属層を形成した構造のものを使用することもできる。
また、ポリイミドとＣｕの間には、両者の接着性を向上させること、及び膜汚染を防止することを目的として、特に図示しないが薄いＮｉ膜を形成してもよい。
【００４３】
次いで、上記シリコンゴムシート３６上に、銅とポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルム３７を銅側を下にして均一に展開した状態で吸着させる。この際、シリコンゴムシート３６にフィルム３７が吸着する性質を利用し、しわやたわみが生じないように、空気層を追い出しつつ吸着させることで、均一に展開した状態で吸着させる。
【００４４】
次に、外径２６０ｍｍφ、内径２４０ｍｍφ、厚さ約２ｍｍの円形のＳｉＣリング３１の接着面に熱硬化性接着剤３８を薄く均一に、５０〜１００μｍ程度の厚さで塗布し、フィルム３７上に置く。ここで、熱硬化性接着剤３８としては、バーンイン試験の設定温度８０〜１５０℃よりも０〜５０℃高い温度で硬化するものを使用する。本実施の形態では、ボンドハイチップＨＴ−１００Ｌ（主剤：硬化剤＝４：１）（コニシ（株）社製）を使用した。
さらに、平坦性の高いアルミニウム板（重さ約２．５ｋｇ）を重石として、リング３１上に載せる（図示せず）。
【００４５】
上記準備工程を終えたものをバーンイン試験の設定温度（８０〜１５０℃）以上の温度（例えば２００℃、２．５時間）で加熱して前記フィルム３７と前記リング３１を接着する（図１１（ｂ））。
この際、シリコンゴムシート３６の熱膨張率はフィルム３７の熱膨張率よりも大きいので、シリコンゴムシート３６に吸着したフィルム３７はシリコンゴムシート３６と同じだけ熱膨張する。すなわち、フィルム３７を単にバーンイン試験の設定温度（８０〜１５０℃）以上の温度で加熱した場合に比べ、シリコンゴムシートの熱膨張が大きいのでこのストレスによりポリイミドフィルムがより膨張する。このテンションが大きい状態で、熱硬化性接着剤３８が硬化し、フィルム３７とリング３１が接着される。また、シリコンゴムシート３６上のフィルム３７は、しわやたわみ、ゆるみなく均一に展開した状態で吸着されているので、フィルム３７にしわやたわみ、ゆるみなく、リング３１にフィルム３７を接着することができる。さらに、シリコンゴムシート３６は平坦性が高く、弾力性を有するので、リング３１の接着面に、均一にむらなくフィルム３７を接着することができる。ポリイミドフィルムの張力は０．５ｋｇ／ｃｍ2 以上とした。
なお、熱硬化性接着剤を使用しない場合、フィルムが収縮し、張力が弱まる他に、接着剤の硬化時期が場所によってばらつくため、リングの接着面に均一にむらなく接着ができない。
【００４６】
上記加熱接着工程を終えたものを常温まで冷却し、加熱前の状態まで収縮させる。その後、カッターでリング３１の外周に沿ってリング３１の外側のフィルム３７を切断除去して、メンブレンリングを作製する（図１１（ｃ））。
【００４７】
次に、上記メンブレンリングを加工してバンプ及びパッドを形成する工程について説明する。
【００４８】
まず、図１２（ａ）に示す、上記で作製したメンブレンリングにおける銅箔とポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルム３７の銅箔（Ｃｕ）上に、図１２（ｂ）に示すように、電気めっきにより、Ｎｉを０．２〜０．５μｍ（好ましい範囲は０．１〜３μｍ）めっきした後、その上にＡｕを０．１〜０．５μｍ（好ましい範囲は０．５〜２μｍ）で形成して、Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｕ／ポリイミドフィルム積層膜構造を形成する。
【００４９】
次いで、図１２（ｃ）に示すように、ポリイミドフィルムの所定位置に、エキシマレーザを用いて、直径が約３０μｍのバンプホールを形成する。
【００５０】
次に、図１２（ｄ）に示すように、最上層のＡｕ膜の表面がめっきされないようにするために、レジストなどの保護膜等を、電極として使用するＡｕ膜の一部を除く全面に約２〜３μｍの厚さで塗布して、Ａｕ膜を保護する。
【００５１】
次いで、前記最上層のＡｕ膜に電極の一方を接続し、ポリイミドフィルム側にＮｉあるいはＮｉ合金の電気めっきを行う。この電気めっきにより、めっきは図１２（ｄ）に示すバンプホールを埋めるようにして成長した後、ポリイミドフィルムの表面に達すると、等方的に広がってほぼ半球状に成長し、ＮｉまたはＮｉ合金からなるバンプが形成される。
続いて、バンプの表面に膜厚１〜２μｍのＡｕからなる電気めっき層を形成する。その後、特に図示しないが、前記保護膜を剥離する。
【００５２】
そして、最上層のＡｕ上に新たにレジストを全面に塗布し、パッドを形成する部分以外のレジストを露光、現像によって除去し、パッド形成部に図１２（ｅ）に示すように、レジストパターンを形成する。
【００５３】
次いで、図１２（ｆ）に示すように、Ａｕ膜をヨウ素・ヨウ化カリウム水溶液にてエッチングし、ＡｕとＣｕ間に存在する薄いＮｉ膜及びＣｕ膜を塩化第二鉄水溶液等にてエッチングを行い、よくリンスした後、前記レジストを剥離して、図１２（ｇ）に示すように、Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｕからなるパッドを形成する。この時、エッチングはスプレー方式を使用するとサイドエッチングが少なく、望ましい。
【００５４】
以上の工程を経て、メンブレンリングに、バンプ及びパッドが形成され、バンプ付きメンブレンリングが完成する。
【００５５】
（組立工程）
図８に示すように、上記で製作した異方性導電ゴムシート２０付き多層配線基板１０及びバンプ付きメンブレンリングリング３０をパッド電極３４が外れないように位置を合わせした後貼り合わせ、ウエハ一括コンタクトボードを完成した。
【００５６】
（ボードの検査）
図８に示すように、真空チャック７０のＸ・Ｙ・Ｚテーブル７１上に、金属プレート７２を載せ、その上にウエハ一括コンタクトボードを位置合わせして載せ、真空ポンプ７３で内部を真空にしてこれらを吸着させた。ブロック化されたパッドの１つのブロックにクリップ式コネクタ６０を接続し、コネクタ６０と金属プレート７２との間にテスター８０を接続した。この状態で、テスタを動作させオープン・ショートのチェック及び容量測定を行った。他のブロックについても同様にテストした。
この場合、ガイド部及び係合部によって、多層配線基板の外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続できた。
【００５７】
（バーンイン試験）
真空チャックのＸ・Ｙ・Ｚテーブル上にウエハを載せ、ウエハ上のパッドとバンプ付きメンブレンリングのバンプとを位置を合わせした後、ウエハ上にウエハ一括コンタクトボードを載せ、真空ポンプで内部を真空にしてこれらを吸着させた。ブロック化されたパッドの１つのブロックにクリップ式コネクタを接続し、コネクタと金属プレートとの間にテスターを接続した。その状態でバーンイン装置に入れ１２５℃の動作環境にて試験した。他のブロックについても同様にテストした。
この場合、ガイド部及び係合部によって、多層配線基板の外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続できた。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の範囲内で適宜変形して実施できる。
【００５９】
例えば、ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板における配線の積層数は３層に限らず、所望の積層数（例えば通常２〜５層）とすることが可能である。
【００６０】
また、ガラス基板はＨＯＹＡ社製：ＮＡ４０に限定されず、Ｓｉと熱膨張率が同じか又はＳｉと膨張率が近い材質であって、応力による反りが発生せず、成形が容易である材質のものを使用することができる。このような材質のものとしては、ＳｉＣ、ＳｉＮ、アルミナなどのセラミック基板や、他のガラス基板（例えば、ＮＡ３５、ＮＡ４５、ＳＤ１、ＳＤ２（以上ＨＯＹＡ社製）、パイレックス、７０５９（以上コーニング社製）等のＳｉと熱膨張率がほぼ同じ（熱膨張係数が０．６〜５ＰＰＭ）の範囲内のものや、ニッケル鉱など）や、ガラスセラミクス基板、樹脂基板（特に小さい基板の場合）等を挙げることができる。
なお、ガラス基板は、セラミクス基板に比べ、安価で、加工しやすく、高精度研磨によってフラットネス等が良く、透明であるのでアライメントしやすいとともに、熱膨張を材質によってコントロールすることができ、電気絶縁性にも優れる。また、無アルカリガラスであればアルカリの表面溶出等による悪影響がない。
【００６１】
さらに、パッド、バンプ、メンブレン等の材料及び形成方法等は、上記実施の態様に限定されない。
【００６２】
具体的には、バンプの形成材料としては、導電性が良く安価で形成が容易であるとともに耐久性が良いという観点からはニッケル（Ｎｉ）もしくはニッケル合金等が好ましいが、これに限定されない。また、バンプホールの形成方法も特に制限されないが、精度や経済性を考慮するとレーザー又はフォトリソグラフィー法を用いて形成することが好ましい。
【００６３】
パッド（導電層）の形成材料、形成方法、厚さ等は適宜選択できる。導電性が良く安価で形成が容易であるという観点からは銅（Ｃｕ）が好ましい。また、パッドはＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇなど複数の金属層の積層構造や単層構造とすることができる。パッド（導電層）の形成方法としては、スパッタ法や蒸着法などの成膜法や、無電解メッキや電気メッキなどのメッキ法、あるいは、銅箔を接着する方法などを利用できる。パッド（導電層）の厚さは、耐久性が必要なため５〜３５μｍ程度が望ましい。
【００６４】
また、パッド表面及びバンプ表面に、Ａｕめっきの代わりにＡｕ−Ｃｏ合金による電気めっきを施すこともできる。この場合、Ａｕ（純金）に比べてＡｕ−Ｃｏ合金の方が硬度が高いのでバンプ及びパッド表面の摩耗が少ない。また、Ａｕ、Ａｕ−Ｃｏ合金のかわりに、バラジウム、ロジウムもしくはそれら金属を含む合金を形成しても同様の効果を得ることができる。電気めっきは、無電解めっきに比べ、めっきを短時間で行うことができ、機械的強度及び密着力が強く剥がれにくい。また、めっきの膜厚を厚く形成することができるため、被接触部分との付着性（コンタクト性）が良い。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続できる。したがって、ウエハ一括コンタクトボードの検査や、ウエハ一括検査（バーンイン検査装置など）において、接続作業を効率化でき、これらの装置を安価で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる多層配線基板を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかるコネクタを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかる接続の様子を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態にかかる多層配線基板におけるガイド部を示す部分拡大斜視図である。
【図５】本発明の他の実施の形態にかかる多層配線基板におけるガイド部を示す部分拡大斜視図である。
【図６】本発明の他の実施の形態にかかる多層配線基板におけるガイド部を示す部分拡大斜視図である。
【図７】本発明の他の実施の形態にかかる多層配線基板におけるガイド部を示す部分拡大斜視図である。
【図８】本発明の一実施の形態にかかるウエハ一括コンタクトボードの検査装置の概略を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態にかかるウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板の製造工程を説明するための要部断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態にかかるウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板の製造工程を説明するための要部断面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態におけるメンブレンリングの形成工程を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態におけるメンブレンリングの加工工程を説明するための要部断面図である。
【図１３】ウエハ一括コンタクトボードを模式的に示す図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層
２ａ １層目の配線パターン
３ 絶縁層
４ コンタクトホール
５ Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層
５ａ ２層目の配線パターン
６ 絶縁層
７ コンタクトホール
８ａ ３層目の配線パターン
１０ 多層配線基板
１１ 保護用絶縁膜
２０ 異方性導電ゴムシート
３０ バンプ付きメンブレンリング
３１ リング
３２ メンブレン
３３ バンプ
３４ パッド
３５ アルミニウム板
３６ シリコンゴムシート
３７ フィルム
３８ 熱硬化性接着剤
４０ シリコンウエハ
５１ 外周パッド
５２ ブロック化された外周パッド
５３ ガイド穴
５４ 貫通したガイド穴
５５ 溝状のガイド穴
５６ 埋設したガイドピン
５７ 凸状又は凹状のガイドパターン
６０ コネクタ
６１ ガイドピン
６２ スプリング
６３ 配線
６４ ソケット
７０ 真空チャック
７１ Ｘ・Ｙ・Ｚテーブル
７２ 金属プレート
７３ 真空ポンプ
８０ テスター
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験（検査）をウエハの状態で一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成するウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板、この多層配線基板の外周パッドに接続されるコネクタ等、及びこれらの接続構造等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスの検査は、プローブカードによる製品検査（電気的特性試験）と、その後に行われる信頼性試験であるバーンイン試験に大別される。
バーンイン試験は、固有欠陥のある半導体ディバイス、あるいは製造上のばらつきから、時間とストレスに依存する故障を起こすディバイスを除くために行われるスクリーニング試験の一つである。プローブカードによる検査が製造したディバイスの電気的特性試験であるのに対し、バーンイン試験は熱加速試験と言える。
【０００３】
バーンイン試験は、プローブカードによって１チップ毎に行われる電気的特性試験の後に、ウエハをダイシングによりチップに切断し、パッケージングしたものについて一つずつバーンイン試験を行う通常の方法（１チップバーンインシステム）ではコスト的に実現性に乏しい。そこで、ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスのバーンイン試験を一括して一度に行うためのウエハ一括コンタクトボード（バーンインボード）の開発及び実用化が進められている（特開平７−２３１０１９号公報）。ウエハ一括コンタクトボードを用いたウエハ・一括バーンインシステムは、コスト的に実現可能性が高い他に、ベアチップ出荷及びベアチップ搭載といった最新の技術的な流れを実現可能にするためにも重要な技術である。
ウエハ一括コンタクトボードは、ウエハ一括で検査する点、及び加熱試験に用いる点で、従来プローブカードとは要求特性が異なり、要求レベルが高い。ウエハ一括コンタクトボードが実用化されると、従来プローブカードによって行われていた製品検査（電気的特性試験）を、ウエハ一括で行うことも可能となる。
【０００４】
図１３にウエハ一括コンタクトボードの一具体例を示す。
ウエハ一括コンタクトボードは、図１３に示すように、ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板（以下、多層配線基板という）１０上に、異方性導電ゴムシート２０を介して、バンプ付きメンブレンリング３０を固定した構造を有する。
バンプ付きメンブレンリング３０は、被検査素子であるウエハと直接接触するコンタクト部分を受け持つ。バンプ付きメンブレンリング３０においては、リング３１に張り渡されたメンブレン３２の一方の面にはバンプ３３が形成され、他方の面にはパッド３４が形成されている。バンプ３３は、ウエハ４０上の各半導体チップの周縁又はセンターライン上に形成されたパッド（１チップ約６００〜１０００ピン程度で、この数にチップ数を乗じた数のパッドがウエハ上にある）に対応して、このパッドと同じ数だけ対応する位置に形成されている。
多層配線基板１０はメンブレン３２上に孤立する各バンプ３３にパッド３４を介して所定のバーンイン試験信号等を付与するための配線を絶縁性基板の上に有する。多層配線基板１０は配線が複雑であるため多層配線構造を有する。
異方性導電ゴムシート２０は、主面と垂直な方向にのみ導電性を有する弾性体（シリコン樹脂からなり、金属粒子がパッド電極部分に埋め込まれているもの）であり、多層配線基板１０上の端子（図示せず）とメンブレン３２上のパッド３４とを電気的に接続する。異方性導電ゴムシート２０は、その表面に形成された凸部（図示せず）でメンブレン３２上のパッド３４に当接することで、半導体ウエハ４０表面の凹凸及びバンプ３３の高さのバラツキを吸収し、半導体ウエハ上のパッドとメンブレン３２上のバンプ３３とを確実に接続する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ウエハ一括コンタクトボードはウエハ上の半導体ディバイスの検査を一括して一度に行うものであるため、ウエハ一括コンタクトボードに断線・短絡（オープン・ショート）などの欠陥があってはならない。このため、ウエハ一括コンタクトボードの出荷時の検査や納品時の検査が必要となる。
このようなウエハ一括コンタクトボードの検査装置は、プローブカードのオープン・ショートチェックに用いられるプローブカード検査装置と同じ方式で実現可能である。プローブカード検査装置では、プローブカードの外周パッドに一対一で対応するポゴピン（バネが入った伸縮自在のピン）を有するマザーボード（ＤＵＴボード）を用いてプローブカードの検査を行っている。
【０００６】
しかしながら、ウエハ一括コンタクトボードは、基板が大きく、必要となるピン数も膨大となるため、ウエハ一括コンタクトボード検査用のマザーボードを作製すると非常に高価（約１千万円）なものとなってしまい、採算が合わず実用性がない。さらにこの方式では、ウエハ一括コンタクトボード（多層配線基板）の外周パッドの配列は被検査素子である半導体ディバイスによって異なるため、半導体ディバイス毎にそれぞれ専用のマザーボードが必要となり、費用が莫大なものになってしまう。
【０００７】
このため、現状では、透明なフレキシブルシート上に配線を形成したＦＰＣ（フレキシブルプリンティッドサーキット）等のコネクタを用い、目視で外周パッドと位置合わせし、接続を行っている。
しかしながら、多層配線基板の電源線、グランド線、信号線を共通化して減らしたとしても外周パッドの数は依然多く、接続するＦＰＣの数は１０以上にならざるを得ないので、ＦＰＣを一つずつ基板の外周パッドに目視で正確に位置合わせして接続をしていくのは煩雑で時間がかかる。また、ウエハ一括コンタクトボードの出荷時の検査や納品時の検査は、全数検査であり、ウエハ一括コンタクトボードの数も大量であるため、コネクタの接続は容易にしかも位置ずれなく迅速に行えることが要望される。
これらの問題は、ウエハ一括コンタクトボードを使用して実際の検査を行うウエハ一括検査装置（バーンイン検査装置など）においても同様である。
【０００８】
本発明は上述した背景の下になされたものであり、ウエハ一括コンタクトボードにおける多層配線基板の外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続するための多層配線基板の構造、コネクタの構造及びそれらの接続構造の実現を第一の目的とする。
また、高価なポゴピン一体式のマザーボードを必要とせず、ウエハ一括コンタクトボードにおける多層配線基板の外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続でき、接続作業を効率化できるウエハ一括コンタクトボードの検査装置及びウエハ一括検査装置の提供を第二の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下に示す構成としてある。
【００１０】
（構成１）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板であって、前記多層配線基板の周辺領域に形成される外周パッドに隣接して、コネクタを接続する際に案内及び位置合わせの役割を果たすガイド部を設けたことを特徴とするウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板。
【００１１】
（構成２）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板であって、前記多層配線基板の周辺領域に形成される外周パッドをブロック化したことを特徴とするウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板。
【００１２】
（構成３）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板であって、前記多層配線基板の周辺領域に形成される外周パッドの線幅、線間隔を標準化したことを特徴とするウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板。
【００１３】
（構成４）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板における外周パッドに接続されるコネクタであって、前記多層配線基板に形成されたガイド部と係合又は嵌合する係合部を有することを特徴とするコネクタ。
【００１４】
（構成５）基板を狭むことで取り付けできるクリップ構造を有することを特徴とする構成４記載のコネクタ。
【００１５】
（構成６）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板において、基板の周辺領域に形成される外周パッドをブロック化するとともに標準化し、かつ、前記ブロック化された外周パッドに隣接して、前記ブロック化された外周パッドにコネクタを接続する際に案内及び位置合わせの役割を果たすガイド部を設けた構造とし、かつ、
前記ブロック化された外周パッドに接続される接続用コネクタの構造を、前記多層配線基板に形成されたガイド部と係合又は嵌合する係合部を有し、かつ、前記多層配線基板を狭むことで取り付けできるクリップ構造を有する構造とし、
前記多層配線基板に前記コネクタを接続する際に、前記ガイド部と前記係合部とが係合して接続される構造であることを特徴とする接続構造。
【００１６】
（構成７）少なくとも、構成１乃至３記載のウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板と、構成４乃至５記載のコネクタとを用いることを特徴とするウエハ一括コンタクトボードの検査装置。
【００１７】
（構成８）少なくとも、構成１乃至３記載のウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板を有するウエハ一括コンタクトボードと、構成４乃至５記載のコネクタとを具備することを特徴とするウエハ一括検査装置。
【００１８】
【作用】
構成１によれば、多層配線基板の外周パッドに隣接して、コネクタを接続する際に案内（位置合わせ）の役割を果たすガイド部を設けることで、ガイド部に合わせてコネクタを接続すれば良く、したがって、外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続可能となる。
【００１９】
構成２によれば、外周パッドをブロック化することで、ブロック毎にコネクタを接続すれば良く、したがって、外周パッドにコネクタを容易かつ迅速に低コストで接続可能となる。
【００２０】
構成３によれば、外周パッドの線幅、線間隔を標準化することで、コネクタを標準化することができ、コネクタを容易かつ安価に製造できる。また、外周パッドをブロック化しかつ標準化することで、コネクタをより容易かつ安価に製造できる。
【００２１】
構成４によれば、コネクタに係合部を設けることで、この係合部と多層配線基板に形成されたガイド部とを係合又は嵌合させるだけで、簡単かつ確実に外周パッドにコネクタを簡単かつ確実にしかも位置ずれなく迅速に接続できる。
【００２２】
構成５によれば、クリップ式のコネクタとすることで、基板を狭むだけで簡単かつ確実に接続できる。また、コネクタの脱着が容易である。
【００２３】
構成６によれば、上記構成１〜５を組み合わせることで、接続に際して目視による厳密な位置合わせが必要なく、したがって、外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速かつ確実に接続できる接続構造を実現できる。
【００２４】
構成７によれば、上記構成１〜５を採用することで、ウエハ一括コンタクトボードの検査装置において、外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続でき、したがって、安価な装置で作業時間の短縮を図ることが可能となる。
【００２５】
構成８によれば、上記構成１〜５を採用することで、ウエハ一括検査装置（バーンイン検査装置など）において、外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続でき、したがって、安価な装置で作業時間の短縮を図ることが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
（多層配線基板の作製）
図９及び図１０は、多層配線基板の製造工程の一例を示す要部断面図である。
図９の工程（１）に示すように、表面を平らに研磨したガラス基板１（ＨＯＹＡ社製：ＮＡ４０、大きさ３２０ｍｍ角、厚さ３ｍｍ）の片面に、スパッタ法にて、Ｃｒ膜を約３００オングストローム、Ｃｕ膜を約２．０μｍ、Ｎｉ膜を約０．３μｍの膜厚で順次成膜して、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層２を形成する。
ここで、ＣｒはガラスとＣｕに対する密着力を強化する目的で設けている。また、ＮｉはＣｕの酸化を防止する目的、Ｃｕとレジストに対する密着力を強化する目的、及び、Ｃｕとポリイミドとの反応によってコンタクトホール（ビア）底部にポリイミドが残留するのを防止する目的で設けている。
なお、Ｎｉの形成方法はスパッタ法に限定されず、電解めっき法で形成しても良い。また、Ｎｉ膜上にＡｕ膜をスパッタ法、電解めっき法又は無電解めっき法で形成して、コンタクト抵抗の低減を図ることも可能である。
【００２８】
次に、図９の工程（２）に示すように、所定のフォトリソグラフィー工程（レジストコート、露光、現像、エッチング）を行い、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層２をパターニングして、１層目の配線パターン２ａを形成する。
詳しくは、まず、レジスト（シプレイ社製：マイクロポジットＳ１４００）を３μｍの厚みにコートし、９０℃で３０分間ベークし、所定のマスクを用いてレジストを露光、現像して、所望のレジストパターン（図示せず）を形成する。このレジストパターンをマスクとして、塩化第２鉄水溶液等のエッチング液を使用して、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層２をエッチングし、その後レジスト剥離液を用いてレジストを剥離し、水洗して乾燥させて、１層目の配線パターン２ａを形成する。
【００２９】
次に、図９の工程（３）に示すように、１層目の配線パターン上に感光性ポリイミド前駆体をスピンナー等を用いて１０μｍの厚みで塗布して、ポリイミド絶縁層３を形成する。このポリイミド絶縁層３に、コンタクトホール４を形成する。
詳しくは、塗布した感光性ポリイミド前駆体を８０℃で３０分間ベークし、所定のマスクを用いて露光、現像して、コンタクトホール４を形成する。窒素雰囲気中にて３５０℃で４時間キュアを行い感光性ポリイミド前駆体を完全にポリイミド化した後、酸素プラズマ処理によって、ポリイミド表面を粗面化して次工程にて形成する２層目の配線層との密着力を高めるとともに、コンタクトホール４内のポリイミド、現像液等の残さ等の有機物を酸化し除去する。
【００３０】
次に、図９の工程（４）に示すように、上記工程（１）と同様にしてＮｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層５を形成する。
【００３１】
次に、図９の工程（５）に示すように、上記工程（２）と同様にしてＮｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層５をパターニングして、２層目の配線パターン５ａを形成する。
【００３２】
次に、図１０の工程（６）に示すように、上記工程（３）〜（５）を同様に繰り返して、２層目のポリイミド絶縁層６及びコンタクトホール７、３層目の配線パターン８ａを順次形成して、３層構造のガラス多層配線基板を得た。
ただし、３層目の配線パターン８ａは、異方性導電膜との電気的コンタクト性を良くする等の目的で、Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ構造の多層配線とした。詳しくは、Ｎｉ膜上にＡｕ膜を電解めっき法で０．５μｍの厚みで形成し、Ａｕ膜のエッチングをヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液を使用して行ったこと以外は、１層目の配線パターンと同様にして３層目の配線パターン８ａを形成した。なお、Ｎｉ膜は、Ａｕ膜とＣｕの密着力を強化する役割を果たす。Ｎｉ膜上にＡｕ膜を無電解めっき法で形成することもできるが、Ａｕ膜の膜厚を厚くできない。
【００３３】
本実施の形態では、図１０の工程（６）において、図１に示すように、多層配線基板の最上層の周辺領域に形成される外周パッド（外部取り出し端子）５１を複数の外周パッド群にブロック化するとともに、図１の紙面上の縦、横、斜め方向の外周パッドの線幅、線間隔をそれぞれ同じとし標準化した。なお、図１は説明を容易にするため簡略化して描かれており、ブロック化、標準化の態様は図１に示す態様に限定されない。ブロックの数は自由に設計でき、例えば、１０〜２０程度にできる。また、ブロック化及び標準化は、半導体ディバイスの種類（メモリー、ＡＳＩＣ、ＭＰＣ、マイコン、ＣＬＤ用など）に応じて自由に設計できる。
【００３４】
次に、図１０の工程（１０）に示すように、レジストを除去後、基板上に絶縁膜としてのポリイミドを塗布し、これをパターニングして保護用絶縁膜１１を形成して、ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板１０を得た。
【００３５】
（ガイド部の形成）
次に、図１に示すように、ブロック化された外周パッド５２の各ブロックの両脇にガイド部としてガイド穴５３を設けた。
【００３６】
（コネクタの作製）
次に、図２に示すような、ブロック化された外周パッドに接続されるコネクタ６０を作製した。コネクタ６０は、多層配線基板１０に形成されたガイド穴５３と係合又は嵌合する係合部としてガイドピン６１を有している。また、コネクタ６０は、図２及び図３に示すように、多層配線基板１０を狭むことで取り付けできるようにスプリング６２を有するクリップ構造としてある。コネクタ６０は、多層配線基板１０上の外周パッド５１に一対一で接続される配線６３を有し、配線６３の他端にはソケット６４が設けられ、このソケット６４を介してテスター（図示せず）に接続される構造となっている。
【００３７】
なお、上記ガイド部の形成において、ガイド部は、図４に示す貫通したガイド穴５４、図５に示す溝状のガイド穴５５、図６に示す埋設したガイドピン５６、図７に示す凸状又は凹状のガイドパターン５７などの態様とすることができる。これらの場合、コネクタにおける係合部はガイド部に合う形状とすればよい。なお、ガイド部と係合部を入れ替え、コネクタ側にガイド部を形成し、多層配線基板側に係合部を形成する態様とすることもできる。
【００３８】
ガラス基板へのガイド穴やガイド溝の形成は、例えば、ドリルや超音波ドリル等を使用して行うことができる。この場合、研磨剤と水を供給しながら加工を行うことが好ましい。セラミック基板の場合は、グリーンシートの状態で穴を開け、その後焼結を行うことでガイド穴を形成できる。溝状のガイド穴の深さは、１００〜５００μｍ程度あれば十分ガイド部としての機能を果たし得る。
【００３９】
図７に示す凸状又は凹状のガイドパターン５７は、多層配線基板の最上層に形成する配線層又は保護用絶縁膜をパターニングする際に同時に形成できる。配線層を利用してガイドパターンを形成する場合は、ガイドパターン周辺の保護用絶縁膜を除去する。保護用絶縁膜を利用してガイドパターンを形成する場合は、凸状の場合はガイドパターン周辺部分の保護用絶縁膜を除去し、凹状の場合はガイドパターン部分の保護用絶縁膜を除去する。凸状又は凹状のガイドパターンの高低差は、大きい方が好ましいが、数μｍの高低差でがあれば十分ガイド部としての機能を果たし得る。したがって、配線層の膜厚（通常２〜２０μｍ）や保護用絶縁膜の膜厚（通常５〜２０μｍ）と同程度の高低差でがあれば十分ガイドとしての機能を果たし得る。
ガイド部及び係合部の位置精度及び形状精度は高い方が好ましいが、これらの精度が数μｍずれていても、ガイド部と係合部とが係合（嵌合）できれば、外周パッド５１と配線６３との接続上問題はない。この程度の精度でガイド部及び係合部を形成することは容易である。
【００４０】
（異方性導電ゴムシートの張合わせ）
次に、シリコン樹脂からなり、金属粒子がパッド電極部分に埋め込まれている異方性導電ゴムシートをウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板１０の所定の位置に張合わせた。
【００４１】
（メンブレンリングの作成）
次に、ウエハと直接接触するコンタクト部分を受け持つバンプ付きメンブレンリングを作製した。
【００４２】
メンブレンリングの作成方法について、図１１を用いて説明する。
まず、図１１（ａ）に示すように、平坦度の高いアルミニウム板３５上に厚さ５ｍｍの均一の厚さのシリコンゴムシート３６を置く。
その一方で、例えば、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム上に、スパッタ法又はめっき法で銅を厚さ１８μｍで成膜したフィルム３７を準備する。
なお、フィルム３７の材料、形成方法、厚さ等は適宜選択できる。例えば、厚さ２５μｍ（１２〜５０μｍ）程度のポリイミドフィルムや、厚さ０．３ｍｍ（０．１〜０．５ｍｍ）程度のシリコンゴムシートを使用できる。フィルムの形成方法もコーティング法で形成したり、市販のフィルム又はシートを利用したりできる。さらに、銅箔にポリイミド前駆体をキャスティングした後、ポリイミド前駆体を加熱して乾燥及び硬化させて、銅箔とポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルムを形成することもできる。また、フィルムの一方の面に複数の導電性金属を順次成膜して、フィルムの一方の面に積層構造を有する導電性金属層を形成した構造のものを使用することもできる。
また、ポリイミドとＣｕの間には、両者の接着性を向上させること、及び膜汚染を防止することを目的として、特に図示しないが薄いＮｉ膜を形成してもよい。
【００４３】
次いで、上記シリコンゴムシート３６上に、銅とポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルム３７を銅側を下にして均一に展開した状態で吸着させる。この際、シリコンゴムシート３６にフィルム３７が吸着する性質を利用し、しわやたわみが生じないように、空気層を追い出しつつ吸着させることで、均一に展開した状態で吸着させる。
【００４４】
次に、外径２６０ｍｍφ、内径２４０ｍｍφ、厚さ約２ｍｍの円形のＳｉＣリング３１の接着面に熱硬化性接着剤３８を薄く均一に、５０〜１００μｍ程度の厚さで塗布し、フィルム３７上に置く。ここで、熱硬化性接着剤３８としては、バーンイン試験の設定温度８０〜１５０℃よりも０〜５０℃高い温度で硬化するものを使用する。本実施の形態では、ボンドハイチップＨＴ−１００Ｌ（主剤：硬化剤＝４：１）（コニシ（株）社製）を使用した。
さらに、平坦性の高いアルミニウム板（重さ約２．５ｋｇ）を重石として、リング３１上に載せる（図示せず）。
【００４５】
上記準備工程を終えたものをバーンイン試験の設定温度（８０〜１５０℃）以上の温度（例えば２００℃、２．５時間）で加熱して前記フィルム３７と前記リング３１を接着する（図１１（ｂ））。
この際、シリコンゴムシート３６の熱膨張率はフィルム３７の熱膨張率よりも大きいので、シリコンゴムシート３６に吸着したフィルム３７はシリコンゴムシート３６と同じだけ熱膨張する。すなわち、フィルム３７を単にバーンイン試験の設定温度（８０〜１５０℃）以上の温度で加熱した場合に比べ、シリコンゴムシートの熱膨張が大きいのでこのストレスによりポリイミドフィルムがより膨張する。このテンションが大きい状態で、熱硬化性接着剤３８が硬化し、フィルム３７とリング３１が接着される。また、シリコンゴムシート３６上のフィルム３７は、しわやたわみ、ゆるみなく均一に展開した状態で吸着されているので、フィルム３７にしわやたわみ、ゆるみなく、リング３１にフィルム３７を接着することができる。さらに、シリコンゴムシート３６は平坦性が高く、弾力性を有するので、リング３１の接着面に、均一にむらなくフィルム３７を接着することができる。ポリイミドフィルムの張力は０．５ｋｇ／ｃｍ2 以上とした。
なお、熱硬化性接着剤を使用しない場合、フィルムが収縮し、張力が弱まる他に、接着剤の硬化時期が場所によってばらつくため、リングの接着面に均一にむらなく接着ができない。
【００４６】
上記加熱接着工程を終えたものを常温まで冷却し、加熱前の状態まで収縮させる。その後、カッターでリング３１の外周に沿ってリング３１の外側のフィルム３７を切断除去して、メンブレンリングを作製する（図１１（ｃ））。
【００４７】
次に、上記メンブレンリングを加工してバンプ及びパッドを形成する工程について説明する。
【００４８】
まず、図１２（ａ）に示す、上記で作製したメンブレンリングにおける銅箔とポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルム３７の銅箔（Ｃｕ）上に、図１２（ｂ）に示すように、電気めっきにより、Ｎｉを０．２〜０．５μｍ（好ましい範囲は０．１〜３μｍ）めっきした後、その上にＡｕを０．１〜０．５μｍ（好ましい範囲は０．５〜２μｍ）で形成して、Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｕ／ポリイミドフィルム積層膜構造を形成する。
【００４９】
次いで、図１２（ｃ）に示すように、ポリイミドフィルムの所定位置に、エキシマレーザを用いて、直径が約３０μｍのバンプホールを形成する。
【００５０】
次に、図１２（ｄ）に示すように、最上層のＡｕ膜の表面がめっきされないようにするために、レジストなどの保護膜等を、電極として使用するＡｕ膜の一部を除く全面に約２〜３μｍの厚さで塗布して、Ａｕ膜を保護する。
【００５１】
次いで、前記最上層のＡｕ膜に電極の一方を接続し、ポリイミドフィルム側にＮｉあるいはＮｉ合金の電気めっきを行う。この電気めっきにより、めっきは図１２（ｄ）に示すバンプホールを埋めるようにして成長した後、ポリイミドフィルムの表面に達すると、等方的に広がってほぼ半球状に成長し、ＮｉまたはＮｉ合金からなるバンプが形成される。
続いて、バンプの表面に膜厚１〜２μｍのＡｕからなる電気めっき層を形成する。その後、特に図示しないが、前記保護膜を剥離する。
【００５２】
そして、最上層のＡｕ上に新たにレジストを全面に塗布し、パッドを形成する部分以外のレジストを露光、現像によって除去し、パッド形成部に図１２（ｅ）に示すように、レジストパターンを形成する。
【００５３】
次いで、図１２（ｆ）に示すように、Ａｕ膜をヨウ素・ヨウ化カリウム水溶液にてエッチングし、ＡｕとＣｕ間に存在する薄いＮｉ膜及びＣｕ膜を塩化第二鉄水溶液等にてエッチングを行い、よくリンスした後、前記レジストを剥離して、図１２（ｇ）に示すように、Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｕからなるパッドを形成する。この時、エッチングはスプレー方式を使用するとサイドエッチングが少なく、望ましい。
【００５４】
以上の工程を経て、メンブレンリングに、バンプ及びパッドが形成され、バンプ付きメンブレンリングが完成する。
【００５５】
（組立工程）
図８に示すように、上記で製作した異方性導電ゴムシート２０付き多層配線基板１０及びバンプ付きメンブレンリングリング３０をパッド電極３４が外れないように位置を合わせした後貼り合わせ、ウエハ一括コンタクトボードを完成した。
【００５６】
（ボードの検査）
図８に示すように、真空チャック７０のＸ・Ｙ・Ｚテーブル７１上に、金属プレート７２を載せ、その上にウエハ一括コンタクトボードを位置合わせして載せ、真空ポンプ７３で内部を真空にしてこれらを吸着させた。ブロック化されたパッドの１つのブロックにクリップ式コネクタ６０を接続し、コネクタ６０と金属プレート７２との間にテスター８０を接続した。この状態で、テスタを動作させオープン・ショートのチェック及び容量測定を行った。他のブロックについても同様にテストした。
この場合、ガイド部及び係合部によって、多層配線基板の外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続できた。
【００５７】
（バーンイン試験）
真空チャックのＸ・Ｙ・Ｚテーブル上にウエハを載せ、ウエハ上のパッドとバンプ付きメンブレンリングのバンプとを位置を合わせした後、ウエハ上にウエハ一括コンタクトボードを載せ、真空ポンプで内部を真空にしてこれらを吸着させた。ブロック化されたパッドの１つのブロックにクリップ式コネクタを接続し、コネクタと金属プレートとの間にテスターを接続した。その状態でバーンイン装置に入れ１２５℃の動作環境にて試験した。他のブロックについても同様にテストした。
この場合、ガイド部及び係合部によって、多層配線基板の外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続できた。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の範囲内で適宜変形して実施できる。
【００５９】
例えば、ウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板における配線の積層数は３層に限らず、所望の積層数（例えば通常２〜５層）とすることが可能である。
【００６０】
また、ガラス基板はＨＯＹＡ社製：ＮＡ４０に限定されず、Ｓｉと熱膨張率が同じか又はＳｉと膨張率が近い材質であって、応力による反りが発生せず、成形が容易である材質のものを使用することができる。このような材質のものとしては、ＳｉＣ、ＳｉＮ、アルミナなどのセラミック基板や、他のガラス基板（例えば、ＮＡ３５、ＮＡ４５、ＳＤ１、ＳＤ２（以上ＨＯＹＡ社製）、パイレックス、７０５９（以上コーニング社製）等のＳｉと熱膨張率がほぼ同じ（熱膨張係数が０．６〜５ＰＰＭ）の範囲内のものや、ニッケル鉱など）や、ガラスセラミクス基板、樹脂基板（特に小さい基板の場合）等を挙げることができる。
なお、ガラス基板は、セラミクス基板に比べ、安価で、加工しやすく、高精度研磨によってフラットネス等が良く、透明であるのでアライメントしやすいとともに、熱膨張を材質によってコントロールすることができ、電気絶縁性にも優れる。また、無アルカリガラスであればアルカリの表面溶出等による悪影響がない。
【００６１】
さらに、パッド、バンプ、メンブレン等の材料及び形成方法等は、上記実施の態様に限定されない。
【００６２】
具体的には、バンプの形成材料としては、導電性が良く安価で形成が容易であるとともに耐久性が良いという観点からはニッケル（Ｎｉ）もしくはニッケル合金等が好ましいが、これに限定されない。また、バンプホールの形成方法も特に制限されないが、精度や経済性を考慮するとレーザー又はフォトリソグラフィー法を用いて形成することが好ましい。
【００６３】
パッド（導電層）の形成材料、形成方法、厚さ等は適宜選択できる。導電性が良く安価で形成が容易であるという観点からは銅（Ｃｕ）が好ましい。また、パッドはＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇなど複数の金属層の積層構造や単層構造とすることができる。パッド（導電層）の形成方法としては、スパッタ法や蒸着法などの成膜法や、無電解メッキや電気メッキなどのメッキ法、あるいは、銅箔を接着する方法などを利用できる。パッド（導電層）の厚さは、耐久性が必要なため５〜３５μｍ程度が望ましい。
【００６４】
また、パッド表面及びバンプ表面に、Ａｕめっきの代わりにＡｕ−Ｃｏ合金による電気めっきを施すこともできる。この場合、Ａｕ（純金）に比べてＡｕ−Ｃｏ合金の方が硬度が高いのでバンプ及びパッド表面の摩耗が少ない。また、Ａｕ、Ａｕ−Ｃｏ合金のかわりに、バラジウム、ロジウムもしくはそれら金属を含む合金を形成しても同様の効果を得ることができる。電気めっきは、無電解めっきに比べ、めっきを短時間で行うことができ、機械的強度及び密着力が強く剥がれにくい。また、めっきの膜厚を厚く形成することができるため、被接触部分との付着性（コンタクト性）が良い。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、外周パッドにコネクタを容易にしかも位置ずれなく迅速に接続できる。したがって、ウエハ一括コンタクトボードの検査や、ウエハ一括検査（バーンイン検査装置など）において、接続作業を効率化でき、これらの装置を安価で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる多層配線基板を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかるコネクタを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかる接続の様子を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態にかかる多層配線基板におけるガイド部を示す部分拡大斜視図である。
【図５】本発明の他の実施の形態にかかる多層配線基板におけるガイド部を示す部分拡大斜視図である。
【図６】本発明の他の実施の形態にかかる多層配線基板におけるガイド部を示す部分拡大斜視図である。
【図７】本発明の他の実施の形態にかかる多層配線基板におけるガイド部を示す部分拡大斜視図である。
【図８】本発明の一実施の形態にかかるウエハ一括コンタクトボードの検査装置の概略を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態にかかるウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板の製造工程を説明するための要部断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態にかかるウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板の製造工程を説明するための要部断面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態におけるメンブレンリングの形成工程を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態におけるメンブレンリングの加工工程を説明するための要部断面図である。
【図１３】ウエハ一括コンタクトボードを模式的に示す図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層
２ａ １層目の配線パターン
３ 絶縁層
４ コンタクトホール
５ Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層配線層
５ａ ２層目の配線パターン
６ 絶縁層
７ コンタクトホール
８ａ ３層目の配線パターン
１０ 多層配線基板
１１ 保護用絶縁膜
２０ 異方性導電ゴムシート
３０ バンプ付きメンブレンリング
３１ リング
３２ メンブレン
３３ バンプ
３４ パッド
３５ アルミニウム板
３６ シリコンゴムシート
３７ フィルム
３８ 熱硬化性接着剤
４０ シリコンウエハ
５１ 外周パッド
５２ ブロック化された外周パッド
５３ ガイド穴
５４ 貫通したガイド穴
５５ 溝状のガイド穴
５６ 埋設したガイドピン
５７ 凸状又は凹状のガイドパターン
６０ コネクタ
６１ ガイドピン
６２ スプリング
６３ 配線
６４ ソケット
７０ 真空チャック
７１ Ｘ・Ｙ・Ｚテーブル
７２ 金属プレート
７３ 真空ポンプ
８０ テスター
Claims (5)
- ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板であって、
前記多層配線基板の周辺領域に形成される外周パッドに隣接して、コネクタを接続する際に案内及び位置合わせの役割を果たすガイド部を設け、
前記多層配線基板の周辺領域に形成される外周パッドをブロック化し、
前記多層配線基板の周辺領域に形成される外周パッドの線幅、線間隔を標準化し、
たことを特徴とするウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板。 - 請求項１に記載の多層配線基板における外周パッドに接続されるコネクタであって、
前記多層配線基板に形成されたガイド部と係合又は嵌合する係合部を有し、
基板を狭むことで取り付けできるクリップ構造を有する
ことを特徴とするコネクタ。 - ウエハ上に多数形成された半導体デバイスの試験を一括して行うために使用されるウエハ一括コンタクトボードの一部を構成する多層配線基板において、前記多層配線基板の周辺領域に形成される外周パッドをブロック化するとともに線幅、線間隔を標準化し、かつ、前記ブロック化された外周パッドに隣接して、前記ブロック化された外周パッドにコネクタを接続する際に案内及び位置合わせの役割を果たすガイド部を設けた構造とし、かつ、
前記ブロック化された外周パッドに接続される接続用コネクタの構造を、前記多層配線基板に形成されたガイド部と係合又は嵌合する係合部を有し、かつ、前記多層配線基板を狭むことで取り付けできるクリップ構造を有する構造とし、
前記多層配線基板に前記コネクタを接続する際に、前記ガイド部と前記係合部とが係合して接続される構造であることを特徴とする接続構造。 - 少なくとも、請求項１記載のウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板と、請求項２記載のコネクタとを用いることを特徴とするウエハ一括コンタクトボードの検査装置。
- 少なくとも、請求項１記載のウエハ一括コンタクトボード用多層配線基板を有するウエハ一括コンタクトボードと、請求項２記載のコネクタとを具備することを特徴とするウエハ一括検査装置。
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