JP2017040561A - Semiconductor chip testing device and semiconductor chip testing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体チップのテスト装置およびテスト方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor chip test apparatus and a test method.
従来の半導体チップテストでは、半導体チップの終端部がシュリンクされ、電極間の距離が短くなると、耐圧試験または遮断試験などの高電圧印加測定時に半導体チップの終端部で放電が起きるなどの問題があった。 In the conventional semiconductor chip test, when the end portion of the semiconductor chip is shrunk and the distance between the electrodes is shortened, there is a problem that discharge occurs at the end portion of the semiconductor chip during high voltage application measurement such as a withstand voltage test or a break test. It was.
例えば、特許文献1には、次のようなプローブ装置が開示されている。被検査チップのおもて側電極(ゲート電極およびソース電極)にそれぞれ対応するプローブ針の先端が接触している状態では、環状突起部の頂部がコンタクトプレートの下面に接触または近接して、コンタクトプレートと載置台との間の隙間が少なくとも雰囲気に関して塞がるようになっている。そして、ガス供給機構からのガス供給により囲繞室内に形成される正圧雰囲気の圧力をさらに効率的に高くすることで、半導体デバイスの電気的特性検査をウエハレベルで行う際にウエハ表面付近でスパーク(放電)が発生することを簡便かつ効率的に防止している。
For example,
しかしながら、半導体チップの表面に異物が付着している場合、半導体チップの電気的特性の測定時に高電圧側のチップ端部とGND側のチップ表面電極間に電流経路が発生し放電する可能性がある。 However, if foreign matter adheres to the surface of the semiconductor chip, there is a possibility that a current path is generated between the chip end on the high voltage side and the chip surface electrode on the GND side during electrical characteristic measurement of the semiconductor chip and discharge occurs. is there.
そこで、本発明は、被検体の電気的特性の測定時に放電の発生を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing the occurrence of discharge when measuring the electrical characteristics of a subject.
本発明に係る半導体チップテスト装置は、被検体である半導体チップが載置される下治具と、前記被検体の表面に接触させて前記被検体の電気的特性を測定するためのコンタクトピンと、前記被検体の上側に配置され、かつ、前記コンタクトピンが固定される上治具と、前記被検体の側面を囲む位置に配置され、かつ、前記上治具と前記下治具とで前記被検体を密閉可能な絶縁壁と、前記上治具において、前記被検体の表面に向けて絶縁性ガスを噴出可能に配置されるガス噴出口と、前記ガス噴出口に前記絶縁性ガスを供給するガス供給部とを備え、前記ガス供給部は、前記被検体が前記下治具に載置されかつ前記被検体が密閉されていない状態で、予め定められた周期で前記絶縁性ガスを前記ガス噴出口に供給するものである。 A semiconductor chip test apparatus according to the present invention includes a lower jig on which a semiconductor chip as a subject is placed, a contact pin for measuring the electrical characteristics of the subject in contact with the surface of the subject, The upper jig, which is arranged on the upper side of the subject and to which the contact pin is fixed, is arranged at a position surrounding the side surface of the subject, and the upper jig and the lower jig are used to An insulating wall capable of sealing a specimen, a gas outlet arranged in the upper jig so as to be able to eject an insulating gas toward the surface of the subject, and supplying the insulating gas to the gas outlet A gas supply unit, and the gas supply unit supplies the insulating gas to the gas at a predetermined cycle in a state where the object is placed on the lower jig and the object is not sealed. It is supplied to the spout.
本発明によれば、ガス供給部は、被検体が下治具に載置されかつ被検体が密閉されていない状態で、予め定められた周期で絶縁性ガスをガス噴出口に供給する。 According to the present invention, the gas supply unit supplies the insulating gas to the gas outlet at a predetermined cycle in a state where the subject is placed on the lower jig and the subject is not sealed.
したがって、被検体の表面に異物が付着している場合、被検体の電気的特性の測定時に被検体の端部と表面との間に電流経路が生じ放電する可能性があるが、ガス噴出口から予め定められた周期で絶縁性ガスが被検体の表面に向けて噴出される。これにより、被検体の表面に付着した異物を除去することができるため、被検体の電気的特性の測定時に放電が発生することを抑制できる。 Therefore, if foreign matter is attached to the surface of the subject, there is a possibility that a current path will be generated between the end of the subject and the surface during measurement of the electrical characteristics of the subject and the discharge may occur. Insulating gas is ejected toward the surface of the subject at a predetermined cycle. As a result, the foreign matter adhering to the surface of the subject can be removed, so that it is possible to suppress the occurrence of discharge when measuring the electrical characteristics of the subject.
<実施の形態1>
本発明の実施の形態1について、図面を用いて以下に説明する。図1は、実施の形態1に係る半導体チップテスト装置の断面図であり、コンタクト前、すなわち、半導体チップの電気的特性の測定における直前の状態を示す図である。図2は、半導体チップテスト装置の断面図であり、コンタクト時、すなわち、半導体チップの電気的特性の測定時の状態を示す図である。図3は、下治具8の平面図であり、図4は、上治具7の底面図である。
<
図1に示すように、下治具8、コンタクトピン1、上治具7、絶縁壁3、ガス噴出口2、ガス供給部12、排気口4、吸着口5、および排気部14を備えている。
As shown in FIG. 1, a
図1と図3に示すように、下治具8は、被検体である半導体チップ6を載置するための台座である。下治具8には、排気口4および吸着口5が設けられている。吸着口5は、下治具8に対して上下方向に貫通状に形成され、吸着口5の一端は、下治具8における半導体チップ6が載置される領域の内側に形成されている。吸着口5の他端は、排気管14aを介して排気部14と接続され、排気部14の駆動により吸着口5を介して半導体チップ6を吸着して固定する。排気口4は、下治具8に対して上下方向に貫通状に形成され、排気口4の一端は、下治具8における半導体チップ6が載置される領域の外側に設けられている。排気口4の他端は、排気管14aを介して排気部14と接続され、排気部14の駆動により半導体チップ6の周辺の空気を排気する。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
図1と図4に示すように、上治具7は、半導体チップ6の上側、すなわち、下治具8の上側に配置され、下治具8に対して上下方向に昇降可能に構成されている。上治具7には、コンタクトピン1、ガス噴出口2、および絶縁壁3が設けられている。コンタクトピン1は、下治具8に載置された半導体チップ6の表面に接触させて半導体チップ6の電気的特性を測定するための部材である。コンタクトピン1は、上治具7における半導体チップ6が載置される領域の内側に対応する位置に固定されている。ここで、電気的特性の測定とは、耐圧試験または遮断試験などの高電圧印加測定を含むものである。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
絶縁壁3は、上治具7の下面に配置されている。より具体的には、上治具7の下面に溝(図示省略)が形成されており、溝に絶縁壁3が装着されている。また、絶縁壁3は、図3に示すように、平面視にて、半導体チップ6と排気口4よりも外側に配置されており、すなわち、絶縁壁3は、半導体チップ6の側面を囲む位置に配置されている。絶縁壁3は、上治具7とともに下治具8に対して昇降可能に構成されている。図2に示すように、半導体チップ6は、上治具7が下降位置に位置する状態で上治具7と下治具8と絶縁壁3とで密閉される。
The
ガス噴出口2は、上治具7に対して上下方向に貫通状に形成され、ガス噴出口2の一端は、下治具8に載置された半導体チップ6の表面に向けられている。より具体的には、ガス噴出口2は複数(例えば2つ)設けられ、一方は、図1において半導体チップ6の中心に対して左上に配置され右下に向けられている。他方は、図1において半導体チップ6の中心に対して右上に配置され左下に向けられている。ガス噴出口2の他端は供給管12aを介してガス供給部12と接続されている。ガス供給部12は、ガス噴出口2に絶縁性ガスを供給し、ガス噴出口2から半導体チップ6の表面に向けて絶縁性ガスを噴出させる。ここで、絶縁性ガスとは、例えばSF6(六フッ化硫黄)である。
The
次に、半導体チップテスト方法について説明する。最初に、上治具7が上昇位置に位置する状態(すなわち、半導体チップ6が密閉されていない状態)で、ガス噴出口2から下治具8に載置された半導体チップ6の表面に向けて予め定められた周期で絶縁性ガスを噴出する(工程a)。ガス噴出口2から半導体チップ6の表面に向けて絶縁性ガスを噴出することで、半導体チップ6の表面に付着している異物が除去される。ここで、絶縁性ガスの噴出の周期は、例えば5Hzから30Hz程度である。また、絶縁性ガスの噴出時間は例えば1秒程度であり、噴出量は例えば1600Paから3200Pa程度の圧力である。
Next, a semiconductor chip test method will be described. First, in a state where the
次に、上治具7を下降させて、上治具7が下降位置に到達すると、コンタクトピン1の先端が半導体チップ6の表面に接触すると同時に絶縁壁3の下端が下治具8の表面に接触する。これにより、上治具7と下治具8と絶縁壁3とで半導体チップ6が密閉される(工程b)。
Next, when the
ここで、コンタクトピン1として先端が収縮できるようスプリングを兼ね備えたピンが採用されている。半導体チップ6の厚みのばらつきにより、コンタクトピン1の先端が半導体チップ6の表面に接触していない、または絶縁壁3が下治具8の表面に接触していないことを防ぐためである。また、絶縁壁3として柔らかい部材が採用されている。
Here, a pin having a spring so that the tip can be contracted is employed as the
次に、ガス供給部12は、上治具7と下治具8と絶縁壁3とで密閉された空間が予め定められた圧力になるまで絶縁性ガスを供給する。ここで、予め定められた圧力とは、例えば0.3MPaから0.6MPa程度である。
Next, the
次に、密閉された空間を絶縁性ガスにより予め定められた圧力にした状態で、半導体チップ6の電気的特性を測定する(工程c)。半導体チップ6の電気的特性の測定時に最も放電が発生しやすい場所は、電圧を印加したときの高電位面とGND面の最短距離である、半導体チップ6の高電圧印加電極端部とGND電極端部との間である。半導体チップ6を密閉した空間に絶縁性ガスを満たすことで、半導体チップ6における高電圧印加電極端部とGND電極端部との間の絶縁性を高めることができる。これにより、半導体チップ6の電気的特性の測定時に放電が発生することを一層抑制できる。
Next, the electrical characteristics of the
しかし、ウエハプロセス性能およびウエハ材料の性質向上に伴い、半導体チップ6の終端部がシュリンクされることで電極間の距離が短くなり、絶縁性ガスを満たしても放電する可能性がある。その場合は、絶縁性ガスの圧力を高くすることで放電を抑制することができる。
However, as the wafer process performance and the properties of the wafer material are improved, the end portion of the
測定後、排気部14は、密閉された空間に存在する絶縁性ガスを下治具8に設けられた排気口4を介して排気する。なお、絶縁性ガスは下治具8の排気口4から排出されるが、排出された絶縁性ガスを回収し、再度、ガス供給部12から絶縁性ガスを供給する、すなわち絶縁性ガスを再使用することで、絶縁性ガスの使用量を削減することができる。また、半導体チップ6の吸着と絶縁性ガスの排気について1つの排気部14が行うことで、装置の小型化および軽量化を図ることができ、ひいては装置の低コスト化を図ることができる。
After the measurement, the
なお、ガス供給部12が、上治具7と下治具8と絶縁壁3とで密閉された空間が予め定められた圧力になるまで絶縁性ガスを供給する工程は必須ではなく、この工程を省略することも可能である。
It is not essential that the
以上のように、実施の形態1に係る半導体チップテスト装置および半導体チップテスト方法では、ガス供給部12は、被検体である半導体チップ6が下治具8に載置されかつ半導体チップ6が密閉されていない状態で、予め定められた周期で絶縁性ガスをガス噴出口2に供給する。
As described above, in the semiconductor chip test apparatus and the semiconductor chip test method according to the first embodiment, the
したがって、半導体チップ6の表面に異物が付着している場合、半導体チップ6の電気的特性の測定時に半導体チップ6の端部と表面との間に電流経路が生じ放電する可能性があるが、ガス噴出口2から予め定められた周期で絶縁性ガスが半導体チップ6の表面に向けて噴出される。これにより、半導体チップ6の表面に付着した異物を除去することができるため、半導体チップ6の電気的特性の測定時に放電が発生することを抑制できる。
Therefore, when foreign matter is attached to the surface of the
ガス供給部12は、予め定められた周期で絶縁性ガスをガス噴出口2に供給した後であって、半導体チップ6が密閉された状態で、密閉された空間が予め定められた圧力になるまで絶縁性ガスをガス噴出口2に供給する。
The
したがって、半導体チップ6を密閉した空間に絶縁性ガスを満たすことで、半導体チップ6における高電圧印加電極端部とGND電極端部との間の絶縁性を高めることができる。これにより、半導体チップ6の電気的特性の測定時に放電が発生することを一層抑制できる。
Therefore, by filling the space in which the
<実施の形態2>
次に、図1と図2を用いて、実施の形態2に係る半導体チップテスト装置および半導体チップテスト方法について説明する。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<
Next, a semiconductor chip test apparatus and a semiconductor chip test method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
実施の形態2に係る半導体チップテスト装置は、実施の形態1に係る半導体チップテスト装置と同じ構成であるが、排気部14の機能が実施の形態1の場合と異なっており、排気部14は、半導体チップ6が密閉された状態で、密閉された空間の空気を排気し負圧にする。
The semiconductor chip test apparatus according to the second embodiment has the same configuration as that of the semiconductor chip test apparatus according to the first embodiment, but the function of the
次に、半導体チップテスト方法について説明する。最初に、図1と図2に示すように、上治具7を下降させて、上治具7が下降位置に到達すると、コンタクトピン1の先端が半導体チップ6の表面に接触すると同時に絶縁壁3の下端が下治具8の表面に接触する。これにより、上治具7と下治具8と絶縁壁3とで半導体チップ6が密閉される(工程d)。
Next, a semiconductor chip test method will be described. First, as shown in FIGS. 1 and 2, when the
次に、排気部14は、半導体チップ6が密閉された状態で、密閉された空間の空気を排気口4から排気させることで密閉された空間を負圧にする(工程e)。密閉された空間を負圧にすることで、半導体チップ6の表面に付着した異物が除去され、除去された異物は密閉された空間から排気口4を介して排出される。次に、密閉された空間を負圧にした状態で、半導体チップ6の電気的特性を測定する(工程f)。
Next, the
以上のように、実施の形態2に係る半導体チップテスト装置および半導体チップテスト方法では、排気部14は被検体が密閉された状態で、密閉された空間の空気を排気し負圧にする。したがって、負圧にすることで、半導体チップ6の表面に付着した異物を除去し、除去した異物を密閉された空間から排気口4を介して排出することができるため、半導体チップ6の電気的特性の測定時に放電が発生することを抑制できる。
As described above, in the semiconductor chip test apparatus and the semiconductor chip test method according to the second embodiment, the
また、実施の形態2では、工程dを行う前に、実施の形態1の工程aを行うことも可能である。具体的には、ガス供給部12は、排気部14により排気を行う前であって、半導体チップ6が下治具8に載置されかつ半導体チップ6が密閉されていない状態で、予め定められた周期で絶縁性ガスをガス噴出口2に供給する。この場合、半導体チップ6の電気的特性の測定前にも、半導体チップ6の表面に付着した異物を除去することができるため、密閉された空間を負圧にした場合のみよりも、半導体チップ6の電気的特性の測定時に放電が発生することを一層抑制できる。
In the second embodiment, step a in the first embodiment can be performed before performing step d. Specifically, the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1 コンタクトピン、2 ガス噴出口、3 絶縁壁、6 半導体チップ、7 上治具、8 下治具、12 ガス供給部、14 排気部。 1 contact pin, 2 gas ejection port, 3 insulating wall, 6 semiconductor chip, 7 upper jig, 8 lower jig, 12 gas supply part, 14 exhaust part.
Claims (6)
前記被検体の表面に接触させて前記被検体の電気的特性を測定するためのコンタクトピンと、
前記被検体の上側に配置され、かつ、前記コンタクトピンが固定される上治具と、
前記被検体の側面を囲む位置に配置され、かつ、前記上治具と前記下治具とで前記被検体を密閉可能な絶縁壁と、
前記上治具において、前記被検体の表面に向けて絶縁性ガスを噴出可能に配置されるガス噴出口と、
前記ガス噴出口に前記絶縁性ガスを供給するガス供給部と、
を備え、
前記ガス供給部は、前記被検体が前記下治具に載置されかつ前記被検体が密閉されていない状態で、予め定められた周期で前記絶縁性ガスを前記ガス噴出口に供給する、半導体チップテスト装置。 A lower jig on which a semiconductor chip as an object is placed;
A contact pin for contacting the surface of the subject to measure the electrical characteristics of the subject;
An upper jig which is arranged on the upper side of the subject and to which the contact pin is fixed;
An insulating wall disposed at a position surrounding the side surface of the subject and capable of sealing the subject with the upper jig and the lower jig;
In the upper jig, a gas outlet arranged to be able to eject an insulating gas toward the surface of the subject;
A gas supply unit for supplying the insulating gas to the gas outlet;
With
The gas supply unit supplies the insulating gas to the gas outlet at a predetermined cycle in a state where the subject is placed on the lower jig and the subject is not sealed. Chip test device.
前記被検体の表面に接触させて前記被検体の電気的特性を測定するためのコンタクトピンと、
前記被検体の上側に配置され、かつ、前記コンタクトピンが固定される上治具と、
前記被検体の側面を囲む位置に配置され、かつ、前記上治具と前記下治具とで前記被検体を密閉可能な絶縁壁と、
前記被検体が密閉された状態で、密閉された空間の空気を排気し負圧にする排気部と、
を備える、半導体チップテスト装置。 A lower jig on which a semiconductor chip as an object is placed;
A contact pin for contacting the surface of the subject to measure the electrical characteristics of the subject;
An upper jig which is arranged on the upper side of the subject and to which the contact pin is fixed;
An insulating wall disposed at a position surrounding the side surface of the subject and capable of sealing the subject with the upper jig and the lower jig;
An exhaust part for exhausting the air in the sealed space and making it negative pressure in a state where the subject is sealed;
A semiconductor chip test apparatus.
前記ガス噴出口に前記絶縁性ガスを供給するガス供給部と、
をさらに備え、
前記ガス供給部は、前記排気部により排気を行う前であって、前記被検体が前記下治具に載置されかつ前記被検体が密閉されていない状態で、予め定められた周期で前記絶縁性ガスを前記ガス噴出口に供給する、請求項3記載の半導体チップテスト装置。 In the upper jig, a gas outlet arranged to be able to eject an insulating gas toward the surface of the subject;
A gas supply unit for supplying the insulating gas to the gas outlet;
Further comprising
The gas supply unit is configured to perform the insulation at a predetermined cycle before the exhaust is exhausted by the exhaust unit and in a state where the subject is placed on the lower jig and the subject is not sealed. The semiconductor chip test apparatus according to claim 3, wherein a sex gas is supplied to the gas ejection port.
(b)前記被検体の上側に配置された上治具と、前記下治具と、前記被検体の側面を囲む位置に配置された絶縁壁とで前記被検体を密閉する工程と、
(c)前記被検体を密閉した状態で前記被検体の電気的特性を測定する工程と、
を備える、半導体チップテスト方法。 (A) a step of ejecting an insulating gas at a predetermined cycle toward the surface of a semiconductor chip that is an object placed on a lower jig;
(B) sealing the subject with an upper jig arranged on the upper side of the subject, the lower jig, and an insulating wall arranged at a position surrounding the side surface of the subject;
(C) measuring the electrical characteristics of the subject in a state where the subject is sealed;
A semiconductor chip test method comprising:
(e)密閉された空間の空気を排気し負圧にする工程と、
(f)密閉された空間を負圧にした状態で前記被検体の電気的特性を測定する工程と、
を備える、半導体チップテスト方法。 (D) The lower jig on which the semiconductor chip as the subject is placed, the upper jig arranged on the upper side of the subject, and the insulating wall arranged at a position surrounding the side surface of the subject. Sealing the subject; and
(E) exhausting the air in the sealed space to a negative pressure;
(F) measuring the electrical characteristics of the subject in a state where the sealed space is under negative pressure;
A semiconductor chip test method comprising:
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