JP4160665B2 - コンタクトボード及びその構成部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタクトボード及びその構成部品等に関し、特に、ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードとして好適に使用できるコンタクトボード及びその構成部品やそれらの製造方法等に関する。
【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行うためのバーンインボード（コンタクトボード）の開発及び実用化が進められている（特開平７−２３１０１９号公報）。バーンイン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。
【０００４】
図１４にバーンインボードの具体例を示す。
バーンインボードは、図１４に示すように、多層配線基盤２０上に、異方性導電ゴムシート３０を介して、メンブレンリング１０を固定した構造を有する。
メンブレンリング１０は、被検査素子と直接接触するコンタクト部分を受け持つ。メンブレンリング１０においては、リング１に張り渡されたメンブレン２の一方の面にはバンプ３が、他方の面にはパッド４が形成されている。メンブレンリング１０においては、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（約６００〜１０００ピン程度）に対応して、この数にチップ数を乗じた数のバンプ３がメンブレン２上に形成されている。
多層配線基盤２０はメンブレン２上に孤立する各バンプ３にパッド４を介して所定のバーンイン試験信号を付与するための配線をムライト系セラミクス基板等の上に有する。多層配線基盤２０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３０は、主面と垂直な方向にのみ導電性を有する弾性体であり、多層配線基盤２０上の端子とメンブレン２上のパッド４とを電気的に接続する。異方性導電ゴムシート３０は、その表面に形成された凸部でメンブレン２上のパッド４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３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２上のバンプ３とを確実に接続する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したバーンインボード及びその構成部品等には次に示す問題がある。
【０００６】
第１に、従来、メンブレンリングと異方性導電ゴムシートの組合せで、半導体ウエハ上のパッドやメンブレン上のバンプ３の高さのバラツキをある程度吸収することはできるが、隣接するバンプ間の間隔が狭くなる（狭ピッチになる）と図１５（特に（ｂ））に示すように、フレキシブル性を発揮できず高さのバラツキを吸収できなくなり、接触不良を生じる。
【０００７】
第２に、コンタクトボード及びその構成部品等にあっては、接続の信頼性等を向上させるため、さらなる改良を施す必要がある。
【０００８】
本発明は上述した背景の下になされたものであり、高さのバラツキを吸収できるコンタクトボード及びその構成部品等の提供を第一の目的とする。
また、接続の信頼性等をさらに向上できるコンタクトボード及びその構成部品等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バーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングであって、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させるバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記バンプと前記パッドとを接続した構造を有するメンブレンリングにおいて、前記メンブレンにおける隣接するバンプ間のメンブレンに切り込みを設けたことを特徴とするメンブレンリング。
【００１１】
（構成２）前記切り込みを、レーザーによって設けたことを特徴とする構成１記載のメンブレンリング。
【００１２】
（構成３）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングであって、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させるバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記バンプと前記パッドとを接続した構造を有するメンブレンリングにおいて、前記パッドの断面形状を凹状としたことを特徴とするメンブレンリング。
【００１３】
（構成４）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングであって、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させるバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記バンプと前記パッドとを接続した構造を有するメンブレンリングにおいて、前記パッドの断面形状を凹状とするとともに、該パッドの凹状部分に異方性導電ゴム片、導電性ゴム片、又は非導電性ゴム片を介在させたことを特徴とするメンブレンリング。
【００１４】
（構成５）前記パッドがＣｕからなり、前記バンプがＮｉ又はＮｉ合金からなり、前記メンブレンがポリイミドからなることを特徴とする構成１乃至４記載のメンブレンリング。
【００１５】
（構成６）前記パッド及び／又は前記バンプの表面に、金、Ａｕ−Ｃｏ合金、ロジウム、パラジウム及びこれらを含む合金のうちのいずれかからなる膜を形成したことを特徴とする構成１乃至５記載のメンブレンリング。
【００１６】
（構成７）構成１乃至６記載の構造を有するメンブレンリングと、多層配線基板とからなることを特徴とするコンタクトボード。
【００１７】
（構成８）構成１乃至６記載の構造を有するメンブレンリングと、リングの径を異とする複数の配線用メンブレンリングからなることを特徴とするフレキシブルコンタクトボード。
【００１８】
（構成９）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングであって、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させるバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記バンプと前記パッドとを接続した構造を有するメンブレンリングにおいて、前記バンプの表面に凹凸を設けたことを特徴とするメンブレンリング。
【００１９】
（構成１０）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングであって、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させるバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記バンプと前記パッドとを接続した構造を有するメンブレンリングにおいて、リング材料が、下記条件式を満たすことを特徴とするメンブレンリング。
（リングの熱膨張率−シリコンの熱膨張率）×１０-6×（ウエハの半径×１０3）×（測定温度（バーンイン試験温度）−製造温度（接着時温度））＜｜（ウエハのパッド寸法／２）−（アライメント精度）｜
【００２０】
（構成１１）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングの形成方法において、導電性金属層が形成されたフィルムとリングとを接着する際に、嫌気性接着剤又は好気性接着剤を用い、所定温度に加熱した後、酸素を遮断するか又は酸素を供給して接着を行うことを特徴とするメンブレンリングの形成方法。
【００２１】
（構成１２）多層配線基板の最上層のパッドを形成する際に、薄い導電性金属層を形成し、導電性金属層上にレジストを塗布し、パッドを形成する部分のレジストを露光、現像によって除去し、前記導電性金属にメッキ用電極の一方を接続して電気メッキを行いパッドを形成する工程と、レジストを除去後、パッドの下部以外の部分の導電性金属をエッチングにより除去する工程と、を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【００２２】
（構成１３）多層配線基板を構成するガラス基板に素子付け用の貫通孔を形成する際に、貫通孔の上下の周縁に面取り加工を施したことを特徴とする多層配線基板。
【００２３】
（構成１４）多層配線基板の形成工程において、多層配線層形成後のガラス基板の反りを防止する処理を施す工程を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【００２４】
【作用】
構成１によれば、図１（コンタクト前）に示すように、メンブレン２における隣接するバンプ３間に切り込み５を設けることで、隣接する各バンプ３を独立させ、図２（コンタクト後）に示すようにして、バンプ３やパッド４１の高さのバラツキを吸収することが可能となる。なお、図２（ａ）ではウエハ４０上のパッド４１の高さのバラツキを吸収する様子を示しているが、バンプ３の高さにバラツキがある場合も同様に吸収できる。
【００２５】
構成２によれば、切り込みをレーザーによって設けることで、精度良くかつ簡単に低コストでメンブレンに切り込みを設けることが可能となる。
【００２６】
構成３によれば、図３（ａ）（コンタクト前）に示すように、パッド４の断面形状を凹状とすることで、図３（ｂ）（コンタクト後）に示すように、コンタクト時にパッド４の凹部の窪みの分だけ、高さのバラツキを吸収することが可能となる。
【００２７】
構成４によれば、図５に示すように、パッド４の断面形状を凹状とすることで、構成３と同様に高さのバラツキを吸収することが可能となる。また、パッド４の凹状部分に異方性導電ゴム片、導電性ゴム片、又は非導電性ゴム片などのゴム片６を介在させることで、より弾力性を付与することができる。
【００２８】
構成５では、パッド、バンプ、メンブレンについて品質及びコスト等の観点から現在のところ好ましい材料を示している。
【００２９】
構成６では、パッド及び／又はバンプの表面に、これらの金属膜を形成することで、コンタクト抵抗を低減するとともに、化学的耐久性を高めることができる。
【００３０】
構成７では、構成１乃至６記載の構造を有するメンブレンリングと、多層配線基板とでコンタクトボードを構成することで、高さのバラツキを吸収することが可能なコンタクトボードが得られる。また、このコンタクトボードは、バーンインボード以外の用途に適用可能である。
【００３１】
構成８によれば、次の作用がある。
第１に、従来の多層配線基板の代わりに配線用のメンブレンリングを使用している、すなわち、バーンインボード全体を複数のメンブレンリングで構成することで、フレキシブル性やクッション性が高くなり、したがって、コンタクトの圧力が全面で均一になり、また、バンプやパッドの高さのバラツキにも構造的に対応できる。さらに、一部のメンブレンリング（例えばコンタクト用のメンブレンリング）あるいは全てのメンブレンリングの構造を、構成１乃至４に記載の高さのバラツキを吸収可能な構造とすることで、バンプやパッドの高さのバラツキをより吸収しやすくなる。
第２に、構造が簡単で、製造コストが安い（約５分の１以下にできる）。
第３に、各メンブレンリングに分解できるので、欠陥の修正が容易で、修正が困難な場合であっても欠陥のあるメンブレンリングだけ交換できる。
第４に、バーンインボード以外の用途に適用可能である。
【００３２】
構成９によれば、バンプ表面に凹凸を設けることで、相手のパッドに食い込みやすく、接触時に滑ることがなく、接触抵抗を低減でき、良好な接触状態が得られる。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３３】
構成１０によれば、所定の条件式を満たすリング材料を用いることで、ウエハ−メンブレンリング−多層配線基板間の位置ずれの問題を回避できる。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３４】
構成１１によれば、メンブレンリングの形成に際して、導電性金属層が形成されたフィルムとリングとを接着する接着剤としてこれらの接着剤を用いることで、厳密に所定の温度に到達した時点（所望の熱膨張を果たした時点）で、接着剤を硬化させて接着でき、硬化温度を厳密に制御できる。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３５】
構成１２によれば、多層配線基板の最上層のパッドを形成する際に、薄い導電性金属層を形成し、導電性金属層上にレジストを塗布し、パッドを形成する部分のレジストを露光、現像によって除去し、前記導電性金属にメッキ用電極の一方を接続して電気メッキを行いパッドを形成することによって、パッドの寸法精度が高く、面内の寸法バラツキが少ない。また、パッドの表面に電気メッキによる金の厚メッキや、金コバルト合金メッキ等が可能になり、パッドの機械的強度を増すことができる。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３６】
構成１３によれば、多層配線基板を構成するガラス基板に素子付け用の貫通孔を形成する際に、貫通孔の上下の周縁に面取り加工を施すことで、貫通孔の形成に伴って貫通孔の上下の周縁に生じる凸部を除去できる。また、貫通孔に金属膜をスパッタ法やめっき法で形成する際の形成が容易かつ確実となり、断線がなくスルーホール導通の信頼性が向上する。さらに、貫通孔に素子を半田付けする際にも、面取りによる溝があるため半田が基板表面よりはみ出すことがない。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３７】
構成１４によれば、多層配線基板の形成工程において、多層配線層形成後のガラス基板の反りを防止する処理を施すことで、多層配線基板の平坦性を向上できる。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３８】
【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。
【００３９】
実施の形態１
（１）メンブレンリングの作製
メンブレンリングの作製工程
メンブレンリングの作製方法について、図６を参照して説明する。
【００４０】
まず、図６（ａ）に示すように、平坦度の高いアルミニウム板１１上に厚さ５ｍｍの均一の厚さのシリコンゴムシート１２を置く。
その一方で、例えば、厚さ１８μｍの銅箔と、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルム１３、あるいは厚さ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１３を準備する。
なお、フィルム１３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。
なお、ポリイミドフィルムと銅との間には、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膜等を形成してもよい。
【００４１】
次いで、上記シリコンゴムシート１２上に、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１３を銅箔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１２にフィルム１３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。
【００４２】
次に、内径２２０ｍｍφ、外径２４０ｍｍφ、厚さ２ｍｍの円形のＳｉＣリング１４の接着面に熱硬化性接着剤１５を薄く均一に、５０〜１００μｍ程度の厚さで塗布し、フィルム１３上に置く。ここで、熱硬化性接着剤１５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１４上に載せる（図示せず）。
【００４３】
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１３と前記リング１４を接着する（図（６ｂ））。
この際、シリコンゴムシート１２の熱膨張率はフィルム１３の熱膨張率よりも大きいので、シリコンゴムシート１２に吸着したフィルム１３はシリコンゴムシート１２と同じだけ熱膨張する。すなわち、フィルム１３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、より熱膨張する。このようにテンションの大きい状態で、熱硬化性接着剤１５が硬化し、フィルム１３とリング１４が接着される。また、シリコンゴムシート１２上のフィルム１３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１３にしわやたわみ、ゆるみなく、リング１４にフィルム１３を接着することができる。さらに、シリコンゴムシート１２は平坦性が高く、弾力性を有するので、リング１４の接着面に、均一にむらなくフィルム１３を接着することができる。
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。
【００４４】
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１４の外周に沿ってリング１４の外側のフィルム１３を切断除去する（図６（ｃ））。その後、表面を良く洗浄する。
【００４５】
なお、上記メンブレンリングの作製工程において、ＳｉＣリングの代わりに、ＳｉＮ、ＳｉＣＮ、インバーニッケルや、その他のＳｉに近い熱膨張率を有し強度の高い材料からなるリングを用いてもよい。
また、リングは、シリコンウエハのサイズ、シリコンウエハ上のパッドサイズ、及びウエハ−メンブレンリング−多層配線基板間のアライメント精度に応じて要求される熱膨張率の値が異なるので、その場合は下記条件式を満たすリング材料を用いることが好ましい。
【００４６】
（リングの熱膨張率−シリコンの熱膨張率）×１０-6×（ウエハの半径×１０3）×（測定温度（バーンイン試験温度）−製造温度（接着時温度））＜｜（ウエハのパッド寸法／２）−（アライメント精度）｜
【００４７】
上記関係を満たすと、バーンイン試験時（加熱時）に、メンブレンリング上のバンプとウエハ上のパッドとが非接触とならない程度にメンブレンリングの膨張によるシリコンウエハ上のパッドとの位置ずれの最大値が小さく、かつ、多層配線基板上のパッドがシリコンウエハ上のパッド内に収まり、良好な接触が得られる。上記関係を満たすリング材料としては、クロム、銅、タングステン、ニッケル、モリブデン、アルミニウムブロンズ、ステライト、ステンレス鋼、ニッケル鋼、モネルメタル、燐青銅などの各種金属、酸化チタン、酸化アルミニウム、ＳｉＯ2などのセラミクス、各種ガラス（低膨張ガラス、石英を含む）などが挙げられる。
なお、リング材料と多層配線基板の基板材料とを、同じ材料とすると、メンブレンリングと多層配線基板の膨張率が同一であるので、膨張率の差によるずれは生じず、膨張率の差によるずれを回避できる。
【００４８】
また、上記メンブレンリングの作製工程において、アルミニウム板の代わりに、テフロン板を用いてもよい。
さらに、シリコンゴムシートの代わりに、粘着性を持たせたフッ素ゴムを用いてもよい。
また、熱硬化性接着剤として、他の市販の各種熱硬化性接着剤を用いてもよい。例えば、エイブルボンド７３６等を使用できる。
さらに、熱硬化性接着剤の代わりに、嫌気性接着剤（テトラエチレングリコールジメタクリル酸エステルなど）を用い、バーンイン試験の設定温度以上の所定の温度に達した時点で、真空にするか窒素をパージして酸素を遮断し、嫌気性接着剤を硬化させて、フィルム１３とリング１４を接着することもできる。同様に、 好気性接着剤を用い、酸素をパージして、フィルム１３とリング１４を接着することもできる。これらの場合、厳密に所定の温度に到達した時点（所望の熱膨張を果たした時点）で、接着剤を硬化させて接着でき、硬化温度を厳密に制御できる。熱硬化性接着剤を用いた場合は、熱硬化性接着剤の硬化温度に多少分布（幅）があるため、平均値としての硬化温度（例えば１５０℃）に到達する前に部分的に硬化してしまい、硬化温度の厳密な制御が難しい。
【００４９】
メンブレンリングの加工工程
次に、上記で作製した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。
図７に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を示す。なお、図７では、メンブレンにリングが接着されているが、リングの図示は省略する。
【００５０】
まず、図７（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１３の銅箔（Ｃｕ）上に、図７（ｂ）に示すように、電気めっきにより、Ｎｉを０．３μｍ（０．１〜３μｍ）めっきした後、その上にＡｕを０．５μｍ（０．３〜０．５μｍ）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。
なお、無電解めっきでＮｉ膜、Ａｕ膜を形成することもできるが、無電解めっきは膜を厚付けできず、密着力及び強度が弱いため、電気めっきを適用してＮｉ膜、Ａｕ膜を形成するのが好ましい。
【００５１】
次いで、図７（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。
【００５２】
次に、図７（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、レジスト等の保護膜を、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。
なお、Ａｕ膜上に保護膜を塗布する以外にも、治具を使用してＮｉ膜を保護することもできる。
【００５３】
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７（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（ポリイミドフィルム表面からの高さ２０μｍ、径７０μｍ）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。このように、バンプを形成した直後にバンプ表面に酸化しない金属を含む膜を形成することで、バンプ表面の酸化を回避し、酸化膜の除去工程が不要となる。
その後、特に図示しないが、前記保護膜を剥離する。
【００５４】
次に、図７（ｅ）に示すように、最上層のＡｕ膜上に新たにレジスト（ヘキスト社製：ＡＺ１３５０）を全面に塗布し、９０℃で３０分間ベークした後、パッドを形成する部分以外のレジストをフォトマスクを用いて露光し、現像によって除去し、パッド形成部の上部にレジストパターンを形成する。
【００５５】
次いで、図７（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、Ｎｉ膜及びＣｕ膜を４０ボーメ度塩化第二鉄水溶液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７（ｇ）に示すように、パッドを形成する。なお、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。
【００５６】
その後、ポリイミドフィルムの所定位置（バンプ間）に、エキシマレーザ等を用いて、幅約０．１〜３０μｍ、長さ約５０〜３００μｍの切り込み（図示せず）を形成する。
なお、切り込みは、レーザー加工、エッチング法、カッターによる切断などの方法によっても形成できる。
【００５７】
以上の工程を経て、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面にバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンの所定位置に切り込みを有するメンブレンリングが作製される。
【００５８】
なお、上記メンブレンリングの加工工程において、以下に示す方法等を用いて、バンプ表面に凹凸を設けることができる。
第１に、バンプの表面を研磨する方法がある。例えば、表面研磨セラミック（表面粗さ５μｍ程度）などからなる研磨シート又は研磨基板を用いて、バンプの表面を研磨する。これにより、バンプの表面が粗くなり、接触（コンタクト）時に滑ることなく、良好な接触状態が得られる。
第２に、図８に示すように、単一のバンプを形成すべき中心から外れた位置に複数のバンプホールを形成し、複数のバンプ３ａ，３ｂで単一のバンプを構成することで、表面に凹凸があり、相手のパッドに食い込みやすく、接触抵抗を低減できる。なお、図９に示すように、複数のバンプ３ａ，３ｂを離して形成しても良い。
第３に、図１０に示すように、バンプ側にレジストを塗布し（図１０（ａ））、アッシングによりバンプ３の頂部を露出させ（図１０（ｂ））、エッチングによってバンプ３の頂部をキザキザ状にすることもできる（図１０（ｃ）、（ｄ））。
【００５９】
（２）多層配線基板の作製
次に、多層配線基板の製造方法について図１１を参照して説明する。なお、説明を容易にするため３層構造の多層配線基板を作製する場合について説明するが、３層構造に限られず、任意の積層数とすることができる。
【００６０】
まず、図１１（ａ）に示すように、表面を平らに研磨した厚さ約３〜５ｍｍ、サイズ３２０ｍｍ角のガラス基板２１（Ｓｉと膨張率が同じか又はＳｉと膨張率が近いガラス基板）の片面に、スパッタ法にて、Ｃｒを約３００オングストローム、Ｃｕを約２．５μｍの膜厚にてそれぞれ成膜する。次いで、Ｃｕ表面上に電解めっきにより、Ｎｉ膜を約０．３μｍの膜厚にて形成する。なお、Ｎｉ膜をスパッタにて形成することも可能である。
【００６１】
続いて、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多層配線層を、図１１（ｂ）に示すようにパターニングして、第１配線層２２（第１配線パターン）を形成する。詳しくは、塩化第２鉄水溶液等のエッチング液を使用して、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層膜をエッチングすることによりパターニングを行い、レジスト剥離液を用いてレジストを剥離し、水洗後、乾燥させる。
【００６２】
次いで、第１配線パターン上に感光性ポリイミド前駆体（例えば、旭化成社製パイメルポリイミド前駆体など）を用いて、ポリイミド絶縁層２３を形成し、このポリイミド絶縁層２３上にフォトリソグラフィーにて図１１（ｃ）に示すようにコンタクトホール２５を形成する。詳しくは、ポリイミド前駆体に対し、３５０℃における３時間の焼き付け、ベーク、加熱が行われ（キュアされ）、前記ポリイミド前駆体が完全にポリイミド化された後、その表面を、軽く酸素プラズマに曝す。これによって、ポリイミド絶縁層の表面に凹凸が形成され、ドライエッチングにてポリイミド絶縁層表面を約０．１μｍ程度の粗さにすることにより、その表面積を広げ、アンカー効果にて、次工程にて形成される第２配線層との密着力を高めるとともに、コンタクトホール内のポリイミド、現像液等の残さ等の有機物を酸化し除去することができる。
【００６３】
そして、多層配線基板を、例えば、９８％硫酸を使用して硫酸：水＝１：１０で混合して作成した、１／１０硫酸水溶液に浸漬し、コンタクトホール底部に露出するＮｉ膜表面に存在する酸化物を除去した後、Ｎｉ膜を触媒として無電解めっきを行い、図１１（ｄ）に示すように、コンタクトホール２５の底部にＡｕを約０．１μｍの膜厚にて形成する。つまり、無電解めっきによるＡｕ膜形成においては、ＡｕがＮｉ膜表面に選択的に析出し、他の部分には析出しないというメリットがあり、この性質を利用して、コンタクトホール底部のみにＡｕを析出させて、その後乾燥が行われている。
【００６４】
その後、多層配線基板を、表面酸化層を除去するため多層配線基板を酸にてソフトエッチングした後、水にて洗浄（リンス）して、約１００℃にて乾燥を行う。このとき、コンタクトホール底部に形成されているＡｕ膜は耐酸化性が高いために、容易に高温乾燥を行うことができる。
【００６５】
次いで、図１１（ｅ）に示すように、第２配線層における、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒの多層構造を有する金属膜を、第１配線層２２と同様にして、図４（ａ）の工程を再度行うことにより形成し、電解めっきによりＡｕ膜を約０．３μｍの膜厚にて形成する。
【００６６】
最後に、エッチングにより、Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層膜を所定のパターンにパターニングすることによって、図１１（ｆ）に示すように第２配線層２４が形成される。
【００６７】
上記多層配線基板によれば、第１配線層と第２配線層とを接続するコンタクトホールの底部にＡｕ膜を形成しているので、全てのコンタクトホール（例えば８７００箇所）について酸化による接続不良を生ずることがなく、かつ、コンタクト抵抗を低減できる。
また、最終的な多層配線基板の最表面にＡｕが形成されているため、耐酸化性が強く、多層配線基板の信頼性を向上することができる。さらに、最表面のＡｕは電解めっきにて形成しているため、合金によって形成することもできるので、さらに硬度をあげることができ、コンタクタとして使用しても強度が高いため、信頼性を向上することができる。
【００６８】
なお、上記多層配線基板の形成工程において、多層配線層形成後のガラス基板（厚さ３〜５ｍｍ）の反り（例えばポリイミド４層で８０μｍ位反る）をなくすため、以下の処理を施すことができる。
第１に、あらかじめ、ガラス基板の裏面に、表面に形成する多層配線層の厚さと同程度の厚さの絶縁層をコートしておく。
第２に、ガラス基板表面を化学強化し、研磨等により表裏の化学強化層の深さに差異を持たせることによって、多層配線層形成後のガラス基板に反りが生じないようにする。
第３に、ガラス基板の裏面に引っ張り応力が出るように金属膜を形成する。
【００６９】
また、上記多層配線基板の形成工程において、多層配線基板の最上層におけるパッドの形成を、パッドを形成する部分以外の部分にレジストパターンを形成し、このレジストパターンの間に、電気メッキによりパッドを形成する方法で行うことができる。この方法によると、パッドの寸法精度が高く、面内の寸法バラツキが少ない。これは、パッドの寸法がレジストパターンで規制されるためであり、レジストパターンはマスク寸法に忠実に高い寸法精度で形成できるからである。また、パターニング前であるので、パッドの表面に電気メッキによる金の厚メッキや、金コバルト合金メッキ、ロジウムメッキ等が可能になり、パッドの機械的強度を増すことができる。
【００７０】
さらに、上記多層配線基板において、ガラス基板等にドリル等で素子付け用の貫通孔（０．３〜０．５ｍｍφ程度）を形成する際に、図１２（ａ）に示すように、貫通孔の上下の周縁に面取り加工を施すことが好ましい。これにより、ドリルによる穴あけに伴って貫通孔の上下の周縁に生じる凸部を除去できる。また、貫通孔に金属膜をスパッタ法やめっき法で形成する際の形成が容易となり、断線がなくスルーホール導通の信頼性が向上する。さらに、図１２（ｂ）に示すように、貫通孔に素子を半田付けする際にも、面取りによる溝があるため半田が基板表面よりはみ出すことがない。
【００７１】
また、上記多層配線基板において、ガラス基板として、ＨＯＹＡ社製ＮＡ３５，ＨＯＹＡ社製ＮＡ４０，ＨＯＹＡ社製ＮＡ４５，ＨＯＹＡ社製ＳＤ１，ＨＯＹＡ社製ＳＤ２，パイレックス，コーニング社製７０５９などのＳｉと熱膨張率がほぼ同じ（熱膨張係数が０．６〜５ＰＰＭ）の範囲内のものを用いることができる。
【００７２】
（３）バーンイン試験
次に、バーンイン試験について説明する。
バーンイン試験は、図１４に示すように、バキュームチャック（図示せず）上に載せたＳｉウエハ４０上に、メンブレンリング１０、異方性導電ゴムシート３０、多層配線基板２０の順に載せ、全体を吸着固定してウエハ４０上の各デバイスを多層配線基板２０にプリントボード（図示せず）を介して接続したテスターに評価していく。
その結果、メンブレンリング１０による高さのバラツキの吸収性能が高く、コスト面、耐久性面でも優れており、十分に実用性があることが確認された。また、従来に比べ高さのバラツキの吸収性能が高いためメンブレンリングにおけるバンプ間の間隔を狭くすることができた。
【００７３】
実施の形態２
メンブレンリングに切り込みを形成せず、パッドの断面形状を図３に示す凹状としたこと以外は実施の態様１と同様にしてメンブレンリングを作製し、バーンイン試験を行った。なお、図４（ａ）に示すように、パッド４上にラインアンドスペース（好ましくは１０〜３０μｍ間隔）のレジストパターンを形成し、これにより図４（ｂ）に示すようにパッド４に凹部を形成した。
その結果、メンブレンリングによる高さのバラツキの吸収性能が高いことが確認された。
【００７４】
実施の形態３
メンブレンリングに切り込みを形成せず、図５に示すように、パッドの断面形状を凹状とするとともに、このパッドの凹状部分に異方性導電ゴム片、導電性ゴム片、又は非導電性ゴム片を介在させたこと以外は実施の態様１及び２と同様にしてメンブレンリングを作製し、バーンイン試験を行った。
その結果、メンブレンリングによる高さのバラツキの吸収性能が高いことが確認された。
【００７５】
実施の形態４
図１３に示すように、実施の形態１で作製したメンブレンリング１０と、実施の形態１と同様の方法で作製したリングの径を異とする複数の配線用メンブレンリング１６、１７からなるフレキシブルコンタクトボード１８を作製した。
上記フレキシブルコンタクトボードは、フレキシブル性（クッション性）が高く、コンタクトの圧力が全面で均一になり、また、バンプやパッドの高さのバラツキにも構造的に対応でき、したがって、密着不良による接続不良が生じない。また、構造が簡単で、製造コストが約５分の１以下にできる。さらに、各メンブレンリングに分解できるので、欠陥の修正が容易であり、修正が困難な場合であっても欠陥のあるメンブレンリングだけ容易に交換できる。
なお、説明を容易にするため３層構造の場合について説明したが、３層構造に限られず、任意のリング数とすることができる。
【００７６】
実施の形態５
多層配線基板の最上層のパッドを以下のプロセスで形成した。
【００７７】
まず、絶縁層上に、スパッタ法にて、Ｃｒを約３００オングストローム、Ｃｕを約０．５μｍの膜厚にてそれぞれ成膜する。
次いで、レジスト（シプレイ社製マイクロポジットＳＪＲ５７４０）を１４μｍの厚みで塗布し、１１０℃で６分間ベークした後、所定のマスクを用いて露光し、現像して、パッドを形成する部分以外の部分にレジストパターンを形成する。 次に、レジストパターン内を希硫酸にて１０秒間処理する。
その後、直ちに、硫酸銅水溶液系のめっき層内で、Ｃｕを約１３μｍの膜厚で厚めっきし、さらに、Ｎｉを約０．３μｍの膜厚でめっきし、Ａｕを約０．５μｍの膜厚で順次めっきする（いずれも電気めっき）。
最後に、レジストを剥離し、最初にスパッタ法で付けた薄いＣｕ／Ｃｒ膜をエッチングする。このとき、Ｃｕ／Ｃｒ膜は薄いのでエッチングに要する時間は１０秒程度と短く、また、パッドの表面はＡｕがあるので保護される。
【００７８】
上記多層配線基板によれば、パッドの寸法精度が高く、面内の寸法バラツキが少ない。また、パッドの表面に電気メッキによる金の厚メッキや、金コバルト合金メッキ等が可能になり、パッドの機械的強度を増すことができる。
【００７９】
本発明は、上記実施の態様に限定されず、本発明の範囲内で適宜変形実施できる。
【００８０】
例えば、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。
【００８１】
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。
【００８２】
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、レーザーによって穴のあかない程度の薄さ（２〜５μｍ程度）以上であればよいが、耐久性が必要なため５〜３５μｍ程度が望ましい。
【００８３】
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よりもＡｕ−Ｃｏ合金の方がバンプ及びパッド表面の摩耗が少ない。すなわち、バンプのＡｕめっきは電気めっきなので、合金を形成することができ、純金では軟らかすぎるので、合金にすることにより硬度を上げることができる。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。
【００８４】
本発明のコンタクトボードやメンブレンリングの用途は特に制限されない。例えば、バーンインボードとしての用途以外に、プローブカード用の多層配線基盤、プリントボード、ＭＣＭ基盤等に代表される高密度多層配線基盤、多層ＴＡＢ、ＦＰＣなどの用途に使用できる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明のコンタクトボード及びその構成部品等は、高さのバラツキの吸収性能に優れる。
【００８６】
また、本発明のコンタクトボード及びその構成部品等によれば、接続の信頼性等を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のメンブレンリングの一態様を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は（ａ）の横断面図である。
【図２】本発明のメンブレンリングのコンタクト後の様子を説明するための図であり、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は横断面図である。
【図３】本発明のメンブレンリングの他の態様を説明するための断面図である。
【図４】メンブレンリングの加工工程の一部を示す断面図である。
【図５】本発明のメンブレンリングの他の態様を説明するための断面図である。
【図６】本発明の実施態様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７】本発明の実施態様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８】メンブレンリングにおけるバンプの他の態様を示す要部断面図である。
【図９】メンブレンリングにおけるバンプの他の態様を示す要部断面図である。
【図１０】メンブレンリングにおけるバンプの他の態様及び製造方法を説明するための要部断面図である。
【図１１】本発明の実施態様における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１２】多層配線基板の他の態様を説明するための要部断面図である。
【図１３】本発明の実施の態様におけるフレキシブルコンタクトボードの概略を示す断面図である。
【図１４】バーンインボード及びバーンイン試験を説明するための図である。
【図１５】従来のメンブレンリングによるコンタクト後の様子を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は（ａ）の横断面図である。
【符号の説明】
１ リング
２ メンブレン
３ バンプ
４ パッド
５ 切り込み
６ ゴム片
１０ メンブレンリング
１１ アルミニウム板
１２ シリコンゴムシート
１３ フィルム
１４ リング
１５ 熱硬化性接着剤
１６ 配線用メンブレンリング
１７ 配線用メンブレンリング
１８ フレキシブルコンタクトボード
２０ 多層配線基盤
３０ 異方性導電ゴムシート
４０ シリコンウエハ
４１ ウエハ上のパッド
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタクトボード及びその構成部品等に関し、特に、ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードとして好適に使用できるコンタクトボード及びその構成部品やそれらの製造方法等に関する。
【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行うためのバーンインボード（コンタクトボード）の開発及び実用化が進められている（特開平７−２３１０１９号公報）。バーンイン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。
【０００４】
図１４にバーンインボードの具体例を示す。
バーンインボードは、図１４に示すように、多層配線基盤２０上に、異方性導電ゴムシート３０を介して、メンブレンリング１０を固定した構造を有する。
メンブレンリング１０は、被検査素子と直接接触するコンタクト部分を受け持つ。メンブレンリング１０においては、リング１に張り渡されたメンブレン２の一方の面にはバンプ３が、他方の面にはパッド４が形成されている。メンブレンリング１０においては、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（約６００〜１０００ピン程度）に対応して、この数にチップ数を乗じた数のバンプ３がメンブレン２上に形成されている。
多層配線基盤２０はメンブレン２上に孤立する各バンプ３にパッド４を介して所定のバーンイン試験信号を付与するための配線をムライト系セラミクス基板等の上に有する。多層配線基盤２０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３０は、主面と垂直な方向にのみ導電性を有する弾性体であり、多層配線基盤２０上の端子とメンブレン２上のパッド４とを電気的に接続する。異方性導電ゴムシート３０は、その表面に形成された凸部でメンブレン２上のパッド４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３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２上のバンプ３とを確実に接続する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したバーンインボード及びその構成部品等には次に示す問題がある。
【０００６】
第１に、従来、メンブレンリングと異方性導電ゴムシートの組合せで、半導体ウエハ上のパッドやメンブレン上のバンプ３の高さのバラツキをある程度吸収することはできるが、隣接するバンプ間の間隔が狭くなる（狭ピッチになる）と図１５（特に（ｂ））に示すように、フレキシブル性を発揮できず高さのバラツキを吸収できなくなり、接触不良を生じる。
【０００７】
第２に、コンタクトボード及びその構成部品等にあっては、接続の信頼性等を向上させるため、さらなる改良を施す必要がある。
【０００８】
本発明は上述した背景の下になされたものであり、高さのバラツキを吸収できるコンタクトボード及びその構成部品等の提供を第一の目的とする。
また、接続の信頼性等をさらに向上できるコンタクトボード及びその構成部品等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バーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングであって、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させるバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記バンプと前記パッドとを接続した構造を有するメンブレンリングにおいて、前記メンブレンにおける隣接するバンプ間のメンブレンに切り込みを設けたことを特徴とするメンブレンリング。
【００１１】
（構成２）前記切り込みを、レーザーによって設けたことを特徴とする構成１記載のメンブレンリング。
【００１２】
（構成３）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングであって、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させるバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記バンプと前記パッドとを接続した構造を有するメンブレンリングにおいて、前記パッドの断面形状を凹状としたことを特徴とするメンブレンリング。
【００１３】
（構成４）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングであって、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させるバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記バンプと前記パッドとを接続した構造を有するメンブレンリングにおいて、前記パッドの断面形状を凹状とするとともに、該パッドの凹状部分に異方性導電ゴム片、導電性ゴム片、又は非導電性ゴム片を介在させたことを特徴とするメンブレンリング。
【００１４】
（構成５）前記パッドがＣｕからなり、前記バンプがＮｉ又はＮｉ合金からなり、前記メンブレンがポリイミドからなることを特徴とする構成１乃至４記載のメンブレンリング。
【００１５】
（構成６）前記パッド及び／又は前記バンプの表面に、金、Ａｕ−Ｃｏ合金、ロジウム、パラジウム及びこれらを含む合金のうちのいずれかからなる膜を形成したことを特徴とする構成１乃至５記載のメンブレンリング。
【００１６】
（構成７）構成１乃至６記載の構造を有するメンブレンリングと、多層配線基板とからなることを特徴とするコンタクトボード。
【００１７】
（構成８）構成１乃至６記載の構造を有するメンブレンリングと、リングの径を異とする複数の配線用メンブレンリングからなることを特徴とするフレキシブルコンタクトボード。
【００１８】
（構成９）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングであって、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させるバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記バンプと前記パッドとを接続した構造を有するメンブレンリングにおいて、前記バンプの表面に凹凸を設けたことを特徴とするメンブレンリング。
【００１９】
（構成１０）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングであって、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させるバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記バンプと前記パッドとを接続した構造を有するメンブレンリングにおいて、リング材料が、下記条件式を満たすことを特徴とするメンブレンリング。
（リングの熱膨張率−シリコンの熱膨張率）×１０-6×（ウエハの半径×１０3）×（測定温度（バーンイン試験温度）−製造温度（接着時温度））＜｜（ウエハのパッド寸法／２）−（アライメント精度）｜
【００２０】
（構成１１）ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングの形成方法において、導電性金属層が形成されたフィルムとリングとを接着する際に、嫌気性接着剤又は好気性接着剤を用い、所定温度に加熱した後、酸素を遮断するか又は酸素を供給して接着を行うことを特徴とするメンブレンリングの形成方法。
【００２１】
（構成１２）多層配線基板の最上層のパッドを形成する際に、薄い導電性金属層を形成し、導電性金属層上にレジストを塗布し、パッドを形成する部分のレジストを露光、現像によって除去し、前記導電性金属にメッキ用電極の一方を接続して電気メッキを行いパッドを形成する工程と、レジストを除去後、パッドの下部以外の部分の導電性金属をエッチングにより除去する工程と、を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【００２２】
（構成１３）多層配線基板を構成するガラス基板に素子付け用の貫通孔を形成する際に、貫通孔の上下の周縁に面取り加工を施したことを特徴とする多層配線基板。
【００２３】
（構成１４）多層配線基板の形成工程において、多層配線層形成後のガラス基板の反りを防止する処理を施す工程を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【００２４】
【作用】
構成１によれば、図１（コンタクト前）に示すように、メンブレン２における隣接するバンプ３間に切り込み５を設けることで、隣接する各バンプ３を独立させ、図２（コンタクト後）に示すようにして、バンプ３やパッド４１の高さのバラツキを吸収することが可能となる。なお、図２（ａ）ではウエハ４０上のパッド４１の高さのバラツキを吸収する様子を示しているが、バンプ３の高さにバラツキがある場合も同様に吸収できる。
【００２５】
構成２によれば、切り込みをレーザーによって設けることで、精度良くかつ簡単に低コストでメンブレンに切り込みを設けることが可能となる。
【００２６】
構成３によれば、図３（ａ）（コンタクト前）に示すように、パッド４の断面形状を凹状とすることで、図３（ｂ）（コンタクト後）に示すように、コンタクト時にパッド４の凹部の窪みの分だけ、高さのバラツキを吸収することが可能となる。
【００２７】
構成４によれば、図５に示すように、パッド４の断面形状を凹状とすることで、構成３と同様に高さのバラツキを吸収することが可能となる。また、パッド４の凹状部分に異方性導電ゴム片、導電性ゴム片、又は非導電性ゴム片などのゴム片６を介在させることで、より弾力性を付与することができる。
【００２８】
構成５では、パッド、バンプ、メンブレンについて品質及びコスト等の観点から現在のところ好ましい材料を示している。
【００２９】
構成６では、パッド及び／又はバンプの表面に、これらの金属膜を形成することで、コンタクト抵抗を低減するとともに、化学的耐久性を高めることができる。
【００３０】
構成７では、構成１乃至６記載の構造を有するメンブレンリングと、多層配線基板とでコンタクトボードを構成することで、高さのバラツキを吸収することが可能なコンタクトボードが得られる。また、このコンタクトボードは、バーンインボード以外の用途に適用可能である。
【００３１】
構成８によれば、次の作用がある。
第１に、従来の多層配線基板の代わりに配線用のメンブレンリングを使用している、すなわち、バーンインボード全体を複数のメンブレンリングで構成することで、フレキシブル性やクッション性が高くなり、したがって、コンタクトの圧力が全面で均一になり、また、バンプやパッドの高さのバラツキにも構造的に対応できる。さらに、一部のメンブレンリング（例えばコンタクト用のメンブレンリング）あるいは全てのメンブレンリングの構造を、構成１乃至４に記載の高さのバラツキを吸収可能な構造とすることで、バンプやパッドの高さのバラツキをより吸収しやすくなる。
第２に、構造が簡単で、製造コストが安い（約５分の１以下にできる）。
第３に、各メンブレンリングに分解できるので、欠陥の修正が容易で、修正が困難な場合であっても欠陥のあるメンブレンリングだけ交換できる。
第４に、バーンインボード以外の用途に適用可能である。
【００３２】
構成９によれば、バンプ表面に凹凸を設けることで、相手のパッドに食い込みやすく、接触時に滑ることがなく、接触抵抗を低減でき、良好な接触状態が得られる。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３３】
構成１０によれば、所定の条件式を満たすリング材料を用いることで、ウエハ−メンブレンリング−多層配線基板間の位置ずれの問題を回避できる。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３４】
構成１１によれば、メンブレンリングの形成に際して、導電性金属層が形成されたフィルムとリングとを接着する接着剤としてこれらの接着剤を用いることで、厳密に所定の温度に到達した時点（所望の熱膨張を果たした時点）で、接着剤を硬化させて接着でき、硬化温度を厳密に制御できる。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３５】
構成１２によれば、多層配線基板の最上層のパッドを形成する際に、薄い導電性金属層を形成し、導電性金属層上にレジストを塗布し、パッドを形成する部分のレジストを露光、現像によって除去し、前記導電性金属にメッキ用電極の一方を接続して電気メッキを行いパッドを形成することによって、パッドの寸法精度が高く、面内の寸法バラツキが少ない。また、パッドの表面に電気メッキによる金の厚メッキや、金コバルト合金メッキ等が可能になり、パッドの機械的強度を増すことができる。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３６】
構成１３によれば、多層配線基板を構成するガラス基板に素子付け用の貫通孔を形成する際に、貫通孔の上下の周縁に面取り加工を施すことで、貫通孔の形成に伴って貫通孔の上下の周縁に生じる凸部を除去できる。また、貫通孔に金属膜をスパッタ法やめっき法で形成する際の形成が容易かつ確実となり、断線がなくスルーホール導通の信頼性が向上する。さらに、貫通孔に素子を半田付けする際にも、面取りによる溝があるため半田が基板表面よりはみ出すことがない。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３７】
構成１４によれば、多層配線基板の形成工程において、多層配線層形成後のガラス基板の反りを防止する処理を施すことで、多層配線基板の平坦性を向上できる。したがって、コンタクトボードの接続の信頼性向上等に寄与できる。
【００３８】
【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。
【００３９】
実施の形態１
（１）メンブレンリングの作製
メンブレンリングの作製工程
メンブレンリングの作製方法について、図６を参照して説明する。
【００４０】
まず、図６（ａ）に示すように、平坦度の高いアルミニウム板１１上に厚さ５ｍｍの均一の厚さのシリコンゴムシート１２を置く。
その一方で、例えば、厚さ１８μｍの銅箔と、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルム１３、あるいは厚さ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１３を準備する。
なお、フィルム１３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。
なお、ポリイミドフィルムと銅との間には、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膜等を形成してもよい。
【００４１】
次いで、上記シリコンゴムシート１２上に、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１３を銅箔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１２にフィルム１３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。
【００４２】
次に、内径２２０ｍｍφ、外径２４０ｍｍφ、厚さ２ｍｍの円形のＳｉＣリング１４の接着面に熱硬化性接着剤１５を薄く均一に、５０〜１００μｍ程度の厚さで塗布し、フィルム１３上に置く。ここで、熱硬化性接着剤１５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１４上に載せる（図示せず）。
【００４３】
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１３と前記リング１４を接着する（図（６ｂ））。
この際、シリコンゴムシート１２の熱膨張率はフィルム１３の熱膨張率よりも大きいので、シリコンゴムシート１２に吸着したフィルム１３はシリコンゴムシート１２と同じだけ熱膨張する。すなわち、フィルム１３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、より熱膨張する。このようにテンションの大きい状態で、熱硬化性接着剤１５が硬化し、フィルム１３とリング１４が接着される。また、シリコンゴムシート１２上のフィルム１３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１３にしわやたわみ、ゆるみなく、リング１４にフィルム１３を接着することができる。さらに、シリコンゴムシート１２は平坦性が高く、弾力性を有するので、リング１４の接着面に、均一にむらなくフィルム１３を接着することができる。
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。
【００４４】
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１４の外周に沿ってリング１４の外側のフィルム１３を切断除去する（図６（ｃ））。その後、表面を良く洗浄する。
【００４５】
なお、上記メンブレンリングの作製工程において、ＳｉＣリングの代わりに、ＳｉＮ、ＳｉＣＮ、インバーニッケルや、その他のＳｉに近い熱膨張率を有し強度の高い材料からなるリングを用いてもよい。
また、リングは、シリコンウエハのサイズ、シリコンウエハ上のパッドサイズ、及びウエハ−メンブレンリング−多層配線基板間のアライメント精度に応じて要求される熱膨張率の値が異なるので、その場合は下記条件式を満たすリング材料を用いることが好ましい。
【００４６】
（リングの熱膨張率−シリコンの熱膨張率）×１０-6×（ウエハの半径×１０3）×（測定温度（バーンイン試験温度）−製造温度（接着時温度））＜｜（ウエハのパッド寸法／２）−（アライメント精度）｜
【００４７】
上記関係を満たすと、バーンイン試験時（加熱時）に、メンブレンリング上のバンプとウエハ上のパッドとが非接触とならない程度にメンブレンリングの膨張によるシリコンウエハ上のパッドとの位置ずれの最大値が小さく、かつ、多層配線基板上のパッドがシリコンウエハ上のパッド内に収まり、良好な接触が得られる。上記関係を満たすリング材料としては、クロム、銅、タングステン、ニッケル、モリブデン、アルミニウムブロンズ、ステライト、ステンレス鋼、ニッケル鋼、モネルメタル、燐青銅などの各種金属、酸化チタン、酸化アルミニウム、ＳｉＯ2などのセラミクス、各種ガラス（低膨張ガラス、石英を含む）などが挙げられる。
なお、リング材料と多層配線基板の基板材料とを、同じ材料とすると、メンブレンリングと多層配線基板の膨張率が同一であるので、膨張率の差によるずれは生じず、膨張率の差によるずれを回避できる。
【００４８】
また、上記メンブレンリングの作製工程において、アルミニウム板の代わりに、テフロン板を用いてもよい。
さらに、シリコンゴムシートの代わりに、粘着性を持たせたフッ素ゴムを用いてもよい。
また、熱硬化性接着剤として、他の市販の各種熱硬化性接着剤を用いてもよい。例えば、エイブルボンド７３６等を使用できる。
さらに、熱硬化性接着剤の代わりに、嫌気性接着剤（テトラエチレングリコールジメタクリル酸エステルなど）を用い、バーンイン試験の設定温度以上の所定の温度に達した時点で、真空にするか窒素をパージして酸素を遮断し、嫌気性接着剤を硬化させて、フィルム１３とリング１４を接着することもできる。同様に、 好気性接着剤を用い、酸素をパージして、フィルム１３とリング１４を接着することもできる。これらの場合、厳密に所定の温度に到達した時点（所望の熱膨張を果たした時点）で、接着剤を硬化させて接着でき、硬化温度を厳密に制御できる。熱硬化性接着剤を用いた場合は、熱硬化性接着剤の硬化温度に多少分布（幅）があるため、平均値としての硬化温度（例えば１５０℃）に到達する前に部分的に硬化してしまい、硬化温度の厳密な制御が難しい。
【００４９】
メンブレンリングの加工工程
次に、上記で作製した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。
図７に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を示す。なお、図７では、メンブレンにリングが接着されているが、リングの図示は省略する。
【００５０】
まず、図７（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１３の銅箔（Ｃｕ）上に、図７（ｂ）に示すように、電気めっきにより、Ｎｉを０．３μｍ（０．１〜３μｍ）めっきした後、その上にＡｕを０．５μｍ（０．３〜０．５μｍ）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。
なお、無電解めっきでＮｉ膜、Ａｕ膜を形成することもできるが、無電解めっきは膜を厚付けできず、密着力及び強度が弱いため、電気めっきを適用してＮｉ膜、Ａｕ膜を形成するのが好ましい。
【００５１】
次いで、図７（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。
【００５２】
次に、図７（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、レジスト等の保護膜を、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。
なお、Ａｕ膜上に保護膜を塗布する以外にも、治具を使用してＮｉ膜を保護することもできる。
【００５３】
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７（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（ポリイミドフィルム表面からの高さ２０μｍ、径７０μｍ）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。このように、バンプを形成した直後にバンプ表面に酸化しない金属を含む膜を形成することで、バンプ表面の酸化を回避し、酸化膜の除去工程が不要となる。
その後、特に図示しないが、前記保護膜を剥離する。
【００５４】
次に、図７（ｅ）に示すように、最上層のＡｕ膜上に新たにレジスト（ヘキスト社製：ＡＺ１３５０）を全面に塗布し、９０℃で３０分間ベークした後、パッドを形成する部分以外のレジストをフォトマスクを用いて露光し、現像によって除去し、パッド形成部の上部にレジストパターンを形成する。
【００５５】
次いで、図７（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、Ｎｉ膜及びＣｕ膜を４０ボーメ度塩化第二鉄水溶液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７（ｇ）に示すように、パッドを形成する。なお、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。
【００５６】
その後、ポリイミドフィルムの所定位置（バンプ間）に、エキシマレーザ等を用いて、幅約０．１〜３０μｍ、長さ約５０〜３００μｍの切り込み（図示せず）を形成する。
なお、切り込みは、レーザー加工、エッチング法、カッターによる切断などの方法によっても形成できる。
【００５７】
以上の工程を経て、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面にバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンの所定位置に切り込みを有するメンブレンリングが作製される。
【００５８】
なお、上記メンブレンリングの加工工程において、以下に示す方法等を用いて、バンプ表面に凹凸を設けることができる。
第１に、バンプの表面を研磨する方法がある。例えば、表面研磨セラミック（表面粗さ５μｍ程度）などからなる研磨シート又は研磨基板を用いて、バンプの表面を研磨する。これにより、バンプの表面が粗くなり、接触（コンタクト）時に滑ることなく、良好な接触状態が得られる。
第２に、図８に示すように、単一のバンプを形成すべき中心から外れた位置に複数のバンプホールを形成し、複数のバンプ３ａ，３ｂで単一のバンプを構成することで、表面に凹凸があり、相手のパッドに食い込みやすく、接触抵抗を低減できる。なお、図９に示すように、複数のバンプ３ａ，３ｂを離して形成しても良い。
第３に、図１０に示すように、バンプ側にレジストを塗布し（図１０（ａ））、アッシングによりバンプ３の頂部を露出させ（図１０（ｂ））、エッチングによってバンプ３の頂部をキザキザ状にすることもできる（図１０（ｃ）、（ｄ））。
【００５９】
（２）多層配線基板の作製
次に、多層配線基板の製造方法について図１１を参照して説明する。なお、説明を容易にするため３層構造の多層配線基板を作製する場合について説明するが、３層構造に限られず、任意の積層数とすることができる。
【００６０】
まず、図１１（ａ）に示すように、表面を平らに研磨した厚さ約３〜５ｍｍ、サイズ３２０ｍｍ角のガラス基板２１（Ｓｉと膨張率が同じか又はＳｉと膨張率が近いガラス基板）の片面に、スパッタ法にて、Ｃｒを約３００オングストローム、Ｃｕを約２．５μｍの膜厚にてそれぞれ成膜する。次いで、Ｃｕ表面上に電解めっきにより、Ｎｉ膜を約０．３μｍの膜厚にて形成する。なお、Ｎｉ膜をスパッタにて形成することも可能である。
【００６１】
続いて、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多層配線層を、図１１（ｂ）に示すようにパターニングして、第１配線層２２（第１配線パターン）を形成する。詳しくは、塩化第２鉄水溶液等のエッチング液を使用して、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層膜をエッチングすることによりパターニングを行い、レジスト剥離液を用いてレジストを剥離し、水洗後、乾燥させる。
【００６２】
次いで、第１配線パターン上に感光性ポリイミド前駆体（例えば、旭化成社製パイメルポリイミド前駆体など）を用いて、ポリイミド絶縁層２３を形成し、このポリイミド絶縁層２３上にフォトリソグラフィーにて図１１（ｃ）に示すようにコンタクトホール２５を形成する。詳しくは、ポリイミド前駆体に対し、３５０℃における３時間の焼き付け、ベーク、加熱が行われ（キュアされ）、前記ポリイミド前駆体が完全にポリイミド化された後、その表面を、軽く酸素プラズマに曝す。これによって、ポリイミド絶縁層の表面に凹凸が形成され、ドライエッチングにてポリイミド絶縁層表面を約０．１μｍ程度の粗さにすることにより、その表面積を広げ、アンカー効果にて、次工程にて形成される第２配線層との密着力を高めるとともに、コンタクトホール内のポリイミド、現像液等の残さ等の有機物を酸化し除去することができる。
【００６３】
そして、多層配線基板を、例えば、９８％硫酸を使用して硫酸：水＝１：１０で混合して作成した、１／１０硫酸水溶液に浸漬し、コンタクトホール底部に露出するＮｉ膜表面に存在する酸化物を除去した後、Ｎｉ膜を触媒として無電解めっきを行い、図１１（ｄ）に示すように、コンタクトホール２５の底部にＡｕを約０．１μｍの膜厚にて形成する。つまり、無電解めっきによるＡｕ膜形成においては、ＡｕがＮｉ膜表面に選択的に析出し、他の部分には析出しないというメリットがあり、この性質を利用して、コンタクトホール底部のみにＡｕを析出させて、その後乾燥が行われている。
【００６４】
その後、多層配線基板を、表面酸化層を除去するため多層配線基板を酸にてソフトエッチングした後、水にて洗浄（リンス）して、約１００℃にて乾燥を行う。このとき、コンタクトホール底部に形成されているＡｕ膜は耐酸化性が高いために、容易に高温乾燥を行うことができる。
【００６５】
次いで、図１１（ｅ）に示すように、第２配線層における、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒの多層構造を有する金属膜を、第１配線層２２と同様にして、図４（ａ）の工程を再度行うことにより形成し、電解めっきによりＡｕ膜を約０．３μｍの膜厚にて形成する。
【００６６】
最後に、エッチングにより、Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｃｒ多層膜を所定のパターンにパターニングすることによって、図１１（ｆ）に示すように第２配線層２４が形成される。
【００６７】
上記多層配線基板によれば、第１配線層と第２配線層とを接続するコンタクトホールの底部にＡｕ膜を形成しているので、全てのコンタクトホール（例えば８７００箇所）について酸化による接続不良を生ずることがなく、かつ、コンタクト抵抗を低減できる。
また、最終的な多層配線基板の最表面にＡｕが形成されているため、耐酸化性が強く、多層配線基板の信頼性を向上することができる。さらに、最表面のＡｕは電解めっきにて形成しているため、合金によって形成することもできるので、さらに硬度をあげることができ、コンタクタとして使用しても強度が高いため、信頼性を向上することができる。
【００６８】
なお、上記多層配線基板の形成工程において、多層配線層形成後のガラス基板（厚さ３〜５ｍｍ）の反り（例えばポリイミド４層で８０μｍ位反る）をなくすため、以下の処理を施すことができる。
第１に、あらかじめ、ガラス基板の裏面に、表面に形成する多層配線層の厚さと同程度の厚さの絶縁層をコートしておく。
第２に、ガラス基板表面を化学強化し、研磨等により表裏の化学強化層の深さに差異を持たせることによって、多層配線層形成後のガラス基板に反りが生じないようにする。
第３に、ガラス基板の裏面に引っ張り応力が出るように金属膜を形成する。
【００６９】
また、上記多層配線基板の形成工程において、多層配線基板の最上層におけるパッドの形成を、パッドを形成する部分以外の部分にレジストパターンを形成し、このレジストパターンの間に、電気メッキによりパッドを形成する方法で行うことができる。この方法によると、パッドの寸法精度が高く、面内の寸法バラツキが少ない。これは、パッドの寸法がレジストパターンで規制されるためであり、レジストパターンはマスク寸法に忠実に高い寸法精度で形成できるからである。また、パターニング前であるので、パッドの表面に電気メッキによる金の厚メッキや、金コバルト合金メッキ、ロジウムメッキ等が可能になり、パッドの機械的強度を増すことができる。
【００７０】
さらに、上記多層配線基板において、ガラス基板等にドリル等で素子付け用の貫通孔（０．３〜０．５ｍｍφ程度）を形成する際に、図１２（ａ）に示すように、貫通孔の上下の周縁に面取り加工を施すことが好ましい。これにより、ドリルによる穴あけに伴って貫通孔の上下の周縁に生じる凸部を除去できる。また、貫通孔に金属膜をスパッタ法やめっき法で形成する際の形成が容易となり、断線がなくスルーホール導通の信頼性が向上する。さらに、図１２（ｂ）に示すように、貫通孔に素子を半田付けする際にも、面取りによる溝があるため半田が基板表面よりはみ出すことがない。
【００７１】
また、上記多層配線基板において、ガラス基板として、ＨＯＹＡ社製ＮＡ３５，ＨＯＹＡ社製ＮＡ４０，ＨＯＹＡ社製ＮＡ４５，ＨＯＹＡ社製ＳＤ１，ＨＯＹＡ社製ＳＤ２，パイレックス，コーニング社製７０５９などのＳｉと熱膨張率がほぼ同じ（熱膨張係数が０．６〜５ＰＰＭ）の範囲内のものを用いることができる。
【００７２】
（３）バーンイン試験
次に、バーンイン試験について説明する。
バーンイン試験は、図１４に示すように、バキュームチャック（図示せず）上に載せたＳｉウエハ４０上に、メンブレンリング１０、異方性導電ゴムシート３０、多層配線基板２０の順に載せ、全体を吸着固定してウエハ４０上の各デバイスを多層配線基板２０にプリントボード（図示せず）を介して接続したテスターに評価していく。
その結果、メンブレンリング１０による高さのバラツキの吸収性能が高く、コスト面、耐久性面でも優れており、十分に実用性があることが確認された。また、従来に比べ高さのバラツキの吸収性能が高いためメンブレンリングにおけるバンプ間の間隔を狭くすることができた。
【００７３】
実施の形態２
メンブレンリングに切り込みを形成せず、パッドの断面形状を図３に示す凹状としたこと以外は実施の態様１と同様にしてメンブレンリングを作製し、バーンイン試験を行った。なお、図４（ａ）に示すように、パッド４上にラインアンドスペース（好ましくは１０〜３０μｍ間隔）のレジストパターンを形成し、これにより図４（ｂ）に示すようにパッド４に凹部を形成した。
その結果、メンブレンリングによる高さのバラツキの吸収性能が高いことが確認された。
【００７４】
実施の形態３
メンブレンリングに切り込みを形成せず、図５に示すように、パッドの断面形状を凹状とするとともに、このパッドの凹状部分に異方性導電ゴム片、導電性ゴム片、又は非導電性ゴム片を介在させたこと以外は実施の態様１及び２と同様にしてメンブレンリングを作製し、バーンイン試験を行った。
その結果、メンブレンリングによる高さのバラツキの吸収性能が高いことが確認された。
【００７５】
実施の形態４
図１３に示すように、実施の形態１で作製したメンブレンリング１０と、実施の形態１と同様の方法で作製したリングの径を異とする複数の配線用メンブレンリング１６、１７からなるフレキシブルコンタクトボード１８を作製した。
上記フレキシブルコンタクトボードは、フレキシブル性（クッション性）が高く、コンタクトの圧力が全面で均一になり、また、バンプやパッドの高さのバラツキにも構造的に対応でき、したがって、密着不良による接続不良が生じない。また、構造が簡単で、製造コストが約５分の１以下にできる。さらに、各メンブレンリングに分解できるので、欠陥の修正が容易であり、修正が困難な場合であっても欠陥のあるメンブレンリングだけ容易に交換できる。
なお、説明を容易にするため３層構造の場合について説明したが、３層構造に限られず、任意のリング数とすることができる。
【００７６】
実施の形態５
多層配線基板の最上層のパッドを以下のプロセスで形成した。
【００７７】
まず、絶縁層上に、スパッタ法にて、Ｃｒを約３００オングストローム、Ｃｕを約０．５μｍの膜厚にてそれぞれ成膜する。
次いで、レジスト（シプレイ社製マイクロポジットＳＪＲ５７４０）を１４μｍの厚みで塗布し、１１０℃で６分間ベークした後、所定のマスクを用いて露光し、現像して、パッドを形成する部分以外の部分にレジストパターンを形成する。 次に、レジストパターン内を希硫酸にて１０秒間処理する。
その後、直ちに、硫酸銅水溶液系のめっき層内で、Ｃｕを約１３μｍの膜厚で厚めっきし、さらに、Ｎｉを約０．３μｍの膜厚でめっきし、Ａｕを約０．５μｍの膜厚で順次めっきする（いずれも電気めっき）。
最後に、レジストを剥離し、最初にスパッタ法で付けた薄いＣｕ／Ｃｒ膜をエッチングする。このとき、Ｃｕ／Ｃｒ膜は薄いのでエッチングに要する時間は１０秒程度と短く、また、パッドの表面はＡｕがあるので保護される。
【００７８】
上記多層配線基板によれば、パッドの寸法精度が高く、面内の寸法バラツキが少ない。また、パッドの表面に電気メッキによる金の厚メッキや、金コバルト合金メッキ等が可能になり、パッドの機械的強度を増すことができる。
【００７９】
本発明は、上記実施の態様に限定されず、本発明の範囲内で適宜変形実施できる。
【００８０】
例えば、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。
【００８１】
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。
【００８２】
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、レーザーによって穴のあかない程度の薄さ（２〜５μｍ程度）以上であればよいが、耐久性が必要なため５〜３５μｍ程度が望ましい。
【００８３】
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よりもＡｕ−Ｃｏ合金の方がバンプ及びパッド表面の摩耗が少ない。すなわち、バンプのＡｕめっきは電気めっきなので、合金を形成することができ、純金では軟らかすぎるので、合金にすることにより硬度を上げることができる。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。
【００８４】
本発明のコンタクトボードやメンブレンリングの用途は特に制限されない。例えば、バーンインボードとしての用途以外に、プローブカード用の多層配線基盤、プリントボード、ＭＣＭ基盤等に代表される高密度多層配線基盤、多層ＴＡＢ、ＦＰＣなどの用途に使用できる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明のコンタクトボード及びその構成部品等は、高さのバラツキの吸収性能に優れる。
【００８６】
また、本発明のコンタクトボード及びその構成部品等によれば、接続の信頼性等を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のメンブレンリングの一態様を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は（ａ）の横断面図である。
【図２】本発明のメンブレンリングのコンタクト後の様子を説明するための図であり、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は横断面図である。
【図３】本発明のメンブレンリングの他の態様を説明するための断面図である。
【図４】メンブレンリングの加工工程の一部を示す断面図である。
【図５】本発明のメンブレンリングの他の態様を説明するための断面図である。
【図６】本発明の実施態様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７】本発明の実施態様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８】メンブレンリングにおけるバンプの他の態様を示す要部断面図である。
【図９】メンブレンリングにおけるバンプの他の態様を示す要部断面図である。
【図１０】メンブレンリングにおけるバンプの他の態様及び製造方法を説明するための要部断面図である。
【図１１】本発明の実施態様における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１２】多層配線基板の他の態様を説明するための要部断面図である。
【図１３】本発明の実施の態様におけるフレキシブルコンタクトボードの概略を示す断面図である。
【図１４】バーンインボード及びバーンイン試験を説明するための図である。
【図１５】従来のメンブレンリングによるコンタクト後の様子を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は（ａ）の横断面図である。
【符号の説明】
１ リング
２ メンブレン
３ バンプ
４ パッド
５ 切り込み
６ ゴム片
１０ メンブレンリング
１１ アルミニウム板
１２ シリコンゴムシート
１３ フィルム
１４ リング
１５ 熱硬化性接着剤
１６ 配線用メンブレンリング
１７ 配線用メンブレンリング
１８ フレキシブルコンタクトボード
２０ 多層配線基盤
３０ 異方性導電ゴムシート
４０ シリコンウエハ
４１ ウエハ上のパッド
Claims (4)
- ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードの一部を構成するメンブレンリングの製造方法であって、
前記メンブレンリングは、リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させるバンプを有するとともに、メンブレンの他方の面にパッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記バンプと前記パッドとを接続した構造を有するメンブレンリングであって、
前記製造方法は、
フィルムとリングとを熱硬化性接着剤で接着する工程を有し、この接着する工程は、前記フィルムよりも熱膨張率が大きいシート上に、前記フィルムを展開した状態で吸着させた後、前記リングにおける前記フィルムとの接着面に熱硬化性接着剤を形成した前記リングを前記フィルム上に置き、バーンイン試験の設定温度以上の温度で加熱して前記フイルムを前記シートと同じだけ熱膨張させて、前記フィルムと前記リングを接着する工程であり、
その後、前記リングに接着した前記フィルムに、前記バンプ及び前記パッドを形成する工程と、
その後、前記フィルムにおける隣接するバンプ間のフィルムに切り込みを設ける工程と、を有することを特徴とするメンブレンリングの製造方法。 - 前記切り込みを、レーザーによって設けたことを特徴とする請求項１記載のメンブレンリングの製造方法。
- 前記パッドがＣｕからなり、前記バンプがＮｉ又はＮｉ合金からなり、前記メンブレンがポリイミドからなることを特徴とする請求項１又は２記載のメンブレンリングの製造方法。
- 前記パッド及び／又は前記バンプの表面に、金、Ａｕ−Ｃｏ合金、ロジウム、パラジウム及びこれらを含む合金のうちのいずれかからなる膜を形成したことを特徴とする請求項１乃至３記載のメンブレンリングの製造方法。
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