JP3153834B2 - 半導体装置のテスト装置及び半導体装置の検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、組立途中の半導体装
置の例えば導電性等の電気的特性の検査工程に使用され
る半導体装置のテスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の半導体装置のテスト装置の
一例を示し、また、図７はそのテスト装置のコンタクト
治具の一部を示し、図において、符号１はテスター、２
ａ及び２ｂはテスター１とコンタクト治具３ａ及び３ｂ
とをそれぞれ接続する接続ケーブル、４は被検査物であ
る半導体装置５を収納するための金属トレイ、６はこの
金属トレイ４とテスター１とを接続ケーブル２ｃによっ
て接続するために、接続ケーブル２ｃの端部を金属トレ
イ４に固定するわにぐちクリップである。

【０００３】また、符号７はコンタクト治具３ａ及び３
ｂの先端部にそれぞれ取り付けられたコンタクトプロー
ブピン、８は半導体装置５の測定ポイントに直接触れる
接触ピン、そして、符号９はスリーブ１０に内蔵された
圧縮ばねである。また、図８はブレークされた半導体装
置５を示し、符号５ａ及び５ｂはこの半導体装置５の中
に組み込まれたセルであり、半導体装置５の裏面には共
通電極を有している。

【０００４】次に、半導体装置５のテスト手順について
説明すると、回路素子の組み込まれた半導体ウエハはダ
イシングされた後、ブレ−クシートの上で個々の半導体
装置５に分割され、その後、それぞれの電気的特性の近
いものどうしに分類するために次の検査工程にかけられ
る。検査工程では、ブレークシートから金属トレイ４に
真空ピンセット等によって検査待ちの半導体装置５を検
査済みの半導体装置５と移し替えた後、テスター１から
の接続ケーブル２ｃをわにぐちクリップ６を介して金属
トレイ４に接続して、テスター１と半導体装置５の裏面
にある共通電極とを接続する。

【０００５】同様に、テスター１と接続ケーブル２ａ，
２ｂによって接続された、先端部にコンタクトプローブ
ピン７が組み込まれたコンタクト治具３ａ，３ｂを半導
体装置５の測定ポイントに押しつけることによりコンタ
クトプローブピン７内の圧縮ばね９が撓み、適度な接触
圧が接触ピン８に加えられ、例えば半導体装置５の導電
性等を検査するための特定検査用測定回路がつくられ
る。

【０００６】そして、検査作業台下のフットスイッチ
（図省略）によりテスター１側にスタート信号が送られ
てテスター１による検査が実施される。検査結果は、テ
スター１の前面のパネルの表示部（図省略）に表示さ
れ、不良品は作業者が分類区別する。また、図８に示す
ように、一個の半導体装置５に複数個の測定ポイントが
あるときは、コンタクト治具３ａ，３ｂの測定ポイント
を順次ずらしながら同様の検査を繰り返し行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置のテ
スト装置は、以上のように構成されているので、図８に
示すように一個の半導体装置５の中に測定ポイントが複
数箇所あるときは、コンタクト治具３ａ及び３ｂの測定
ポイントを順次ずらしながら行う必要があるため、作業
性がきわめて悪く、しかも実際の使用状態とは異なる単
一の半導体装置のセル単位での測定しかできないため、
全セル動作時、即ち、一半導体装置での電気的特性との
相関が取り難く、正確なクラス分けがしにくいという課
題があった。

【０００８】また、ブレーク時に発生したくずが半導体
装置５の裏側に付着することがあるが、そのとき上方か
ら測定ポイントにコンタクトプローブピン７によって測
定荷重を加えたとき、このくずが原因で半導体装置５を
損傷してしまう等の課題もあった。

【０００９】この発明は、以上のような課題を解決する
ためになされたもので、半導体装置テスト時の信頼性及
び作業性を向上させ、かつ半導体装置テスト時の半導体
装置の損傷を防止することを可能にした半導体装置のテ
スト装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項第
１項記載の半導体装置のテスト装置は、半導体装置を搭
載するための半導体装置搭載面を有する第１電極及び第
２電極と、この第１電極及び第２電極の下側に配置さ
れ、前記第２電極とコンタクトするためのコンタクトポ
イントを有し、かつ前記第１電極と第２電極とを絶縁し
た状態で保持する電極ホルダーと、この電極ホルダーの
下側に配置され、前記第１電極とコンタクトするための
コンタクトポイントを有する下部導体とを含む下電極ユ
ニットと、前記第１電極及び前記第２電極の上方に配置
され、前記半導体装置の表面、前記電極ホルダーのコン
タクトポイント及び前記下部導体のコンタクトポイント
と上方からコンタクトするための複数組のコンタクトプ
ローブピンを有するコンタクトユニットとを備えたもの
である。

【００１１】この発明に係る請求項第２項記載の半導体
装置のテスト装置は、請求項第１項記載の半導体装置の
テスト装置において、第１電極及び第２電極の半導体装
置搭載面を角錐台形状に所定間隔おきに形成したもので
ある。

【００１２】この発明に係る請求項第３項記載の半導体
装置のテスト装置は、下電極ユニットを所定間隔おきに
複数個搭載するためのテストトレイと、このテストトレ
イ上の前記下電極ユニットをコンタクトユニットの位置
まで水平移動するためのテストトレイ搬送モジュールと
を備えたものである。

【００１３】この発明に係る請求項第４項記載の半導体
装置の検査方法は、互いに絶縁された第１電極及び第２
電極を跨ぐようにして前記半導体装置を搭載する工程
と、コンタクトプローブピンを前記半導体装置の表面の
測定ポイントにコンタクトする工程と、前記測定ポイン
ト間に電流を流すことによりコンタクトプローブピンが
正常にコンタクトしているか否かを調べる工程と、前記
第１の電極、前記共通電極及び前記第２の電極に電流を
流すことにより、前記共通電極が前記第１の電極及び前
記第２の電極に正常にコンタクトしているか否かを調べ
る工程とを含むものである。

【００１４】

【作用】この発明に係る請求項第１項記載の半導体装置
のテスト装置においては、コンタクトプローブピンによ
って半導体装置の表面の測定ポイント間及び裏面の共通
電極での導通チェックが行われる。その際、半導体装置
の表面は、コンタクトプローブピンを半導体装置の測定
ポイントに直接接触することにより行われる。一方、半
導体装置の裏面は、第１電極に接続された下部導体のコ
ンタクトポイントと電極ホルダーに設けられたコンタク
トポイントとの間を上方からコンタクトプローブピンに
よってコンタクトすることにより行われる。そして、半
導体装置の表面および裏面の導通チェックが正常であれ
ば、その後半導体装置の実測定が行われる。

【００１５】また、この発明に係る請求項第２項記載の
半導体装置のテスト装置においては、第１電極及び第２
電極の半導体装置搭載面の間隙に半導体装置のブレーク
時に発生したくずが入り込むことで、第１電極及び第２
電極の半導体装置搭載面と半導体装置との間にブレーク
くずが挟まることが防止され、ブレークくずによる半導
体装置の損傷が防止される。

【００１６】また、この発明に係る請求項第３項記載の
半導体装置のテスト装置においては、各下電極ユニット
の半導体装置搭載面に搭載された半導体装置は、半導体
装置搭載面上に保持された状態でコンタクトユニットの
位置までテストトレイ搬送モジュールによって水平移動
され、そこで、半導体装置の表面及び裏面の導通チェッ
クが正常であれば、その後半導体装置の実測定が行われ
る。

【００１７】また、この発明に係る請求項第４項記載の
半導体装置の検査方法においては、コンタクトプローブ
ピンを半導体装置の表面の測定ポイントにコンタクトし
て測定ポイント間に電流を流すことによりコンタクトプ
ローブピンが正常にコンタクトしているか否かを調べ
る。また、第１の電極、共通電極及び第２の電極に電流
を流すことにより共通電極が第１の電極及び第２の電極
に正常にコンタクトしているか否かを調べる。

【００１８】

【実施例】実施例１． 図１〜図４は、この発明に係る請求項第１項及び第２項
記載の半導体装置のテスト装置の一実施例を示し、図に
おいて、符号１１は半導体装置搭載面１１ａが角錐台形
状に所定間隔おきに形成された第１電極、１２は半導体
装置搭載面１２ａが同じく角錐台形状に所定間隔おきに
形成され、かつ、第１電極１１の側部にＬ字状に配置さ
れた第２電極、１３は第１電極１１及び第２電極１２の
下側に設置され、第１電極１１及び第２電極１２を保持
する電極ホルダーであって、この電極ホルダー１３には
真上に突出したコンタクトポイント１３ａと１３ｂとが
設けられている。

【００１９】符号１４は電極ホルダー１３の下側に設置
された下部導体であって、この下部導体１４の両端部に
は電極ホルダー１３の外側に真上に突出したコンタクト
ポイント１４ａと１４ｂとを有している。また、符号１
５は先端部が電極ホルダー１３に接続され、第１電極１
１の半導体装置搭載面１１ａ及び第２電極１２の半導体
装置搭載面１２ａ上に載置された半導体装置５を半導体
装置搭載面１１ａ側に真空吸着するために真空引きする
真空吸引用パイプである。

【００２０】第１電極１１及び第２電極１２の半導体装
置搭載面１１ａ，１２ａ及び電極ホルダー１３の上端面
は、半導体装置５が電気的に接して載置されるように同
一面状に形成されている。符号１６は第１電極１１の各
側面を電極ホルダー１３と絶縁する第１絶縁シート、１
７は第１電極１１の底面を電極ホルダー１３と絶縁する
第２絶縁シート、１８は電極ホルダー１３と下部導体１
４とを絶縁する絶縁リング、１９は第１電極１１と下部
導体１４とを導通可能なように連結する導体締結ボルト
である。なお、電極ホルダー１３に形成されたボルト孔
１３ｄは導体締結ボルト１９が電極ホルダー１３に接触
しないようにやや大きめに形成されている。

【００２１】従って、電極ホルダー１３の凹部１３ｃ内
に設置された第１電極１１と下部導体１４とは導通状態
にあり、また第２電極１２と電極ホルダー１３とは導通
状態にある。一方、第１電極１１と第２電極１２とは絶
縁状態にあり、第１電極１１と電極ホルダー１３とは絶
縁状態にあり、さらに第２電極１２と下部導体１４とは
電気的に絶縁状態にある。なお、第１電極１１、第２電
極１２、電極ホルダー１３および下部導体１４により下
電極ユニット２７を構成している。

【００２２】符号２０，２１，２２及び２３は半導体装
置５を測定するためのコンタクトプローブピンで、内部
にある圧縮ばね（図省略）が縮設され、押圧時にコンタ
クトポイントに加圧状態でコンタクするように構成され
ている。２４はこのコンタクトプローブピン２０，２
１，２２及び２３を保持して上下動させる駆動機構（図
示なし）を有するコンタクトユニット、２５はコンタク
トプローブピン２０，２１，２２及び２３の接触ピン２
０ａ，２１ａ，２２ａ及び２３ａをテスター（図省略）
に接続する接続ケーブル、２６は電極ホルダー１３に接
続された真空吸引用パイプ１５の接続部から空気がリー
クするのを防止するパッキンである。

【００２３】次に、上記構成の半導体装置のテスト装置
による半導体装置５のテスト手順について説明する。半
導体装置５の搭載位置において、第１電極１１及び第２
電極１２の半導体装置搭載面１１ａ及び１２ａに、双方
の搭載面に跨がるように半導体装置５を載せ、真空吸引
用パイプ１５によって半導体装置５を真空吸引しながら
前後左右にアライメント爪（図省略）によって位置決め
する。

【００２４】その際、半導体装置５を挟み付ける等して
半導体装置搭載面１１ａ及び１２ａの所定の位置にセッ
トするのではなく、真空吸引用パイプ１５で真空吸引し
た状態で所定の位置にセットするので、半導体装置５の
セットがし易い。また、半導体装置５のサイズが変わっ
ても、第１電極１１の半導体装置搭載面１１ａのコーナ
部Ａ（図２参照）を基準にセットすることで対応でき、
作業性が著しく向上する。

【００２５】半導体装置５の位置決めが完了したら、半
導体装置５が動かないように真空吸着した状態でコンタ
クトユニット２４を駆動機構（図省略）によって軌道上
を降下させ、コンタクトプローブピン２０及び２１の接
触ピン２０ａと２１ａとによって半導体装置５表面の測
定ポイントにコンタクトする。このとき、テスター、接
続ケーブル２５、コンタクトプローブピン２０の接触ピ
ン２０ａ、半導体装置５、コンタクトプローブピン２１
の接触ピン２１ａおよび接続ケーブル２５によって特定
検査用測定回路が形成され、半導体装置５表面の測定ポ
イント間の導通チェックを行うことにより、接触ピン２
０ａ、２１ａが測定ポイントと正常にコンタクトしてい
るが否かが判定される。

【００２６】また、コンタクトプローブピン２０及び２
１をそれぞれ一本で一組として、複数組設けることによ
り、複数個の測定ポンイトを同時に導通チェックするこ
とが可能となる。次に、半導体装置５の裏面の共通電極
が第１の電極１１と第２の電極１２とに正常にコンタク
トしているかどうかを調べるために、コンタクトプロー
ブピン２２及び２３の接触ピン２２ａと２３ａとを上方
から電極ホルダー１３のコンタクトポイント１３ａと下
部導体１４のコンタントポイント１４ａとにコンタクト
して、導通チェックを行う。

【００２７】このとき、半導体装置５の裏面が第１電極
１１及び第２電極１２の半導体装置搭載面１１ａ及び１
２ａに電気的に接触していれば、テスター、接続ケーブ
ル２５、コンタクトプローブピン２２の接触ピン２２
ａ、電極ホルダー１３のコンタクトポイント１３ａ、電
極ホルダー１３、第２電極１２、半導体装置５の共通電
極、第１電極１１、導体締結ボルト１９、下部導体１
４、下部導体１４のコンタクトポイント１４ａ、コンタ
クトプローブピン２３の接触ピン２３ａおよび接続ケー
ブル２５によって特定検査用測定回路が形成される。従
って、コンタクトポイント１３ａ、１３ｂ間の導通チェ
ックを行うことにより、半導体装置５の裏面に形成され
た共通電極が第１電極１１と第２電極１２とに正常にコ
ンタクトしているか否かが判定される。次に、この半導
体装置５の表面がコンタクトポイント１３ａ、１４ａに
正常にコンタクトされ、またその裏面が第１電極１１、
第２電極１２に正常にコンタクトされていれば、半導体
装置５の実測定に入り、テスターからコンタクトプロー
ブピンを介してテスト信号を入力し、半導体装置５の電
気的特性が測定される。なお、上記テスト信号の回路と
してコンタクトポイント１３ａ，１４ａを用いて説明し
たが、テスト信号の容量が多いときには、電極ホルダー
１３のコンタクトポイント１３ｂと下部導体１４のコン
タクトポイント１４ｂとの間も同時にコンタクトするこ
とにより対処することができる。

【００２８】実施例２． 図５は、この発明に係る請求項第３項記載の半導体装置
のテスト装置の一実施例を示し、図において、実施例１
と同一部分及び相当する部分には同一符号を付し、その
説明は省略する。２８は第１電極１１、第２電極１２、
電極ホルダー１３および下部導体１４により構成された
下電極ユニット２７を所定間隔おきに複数個搭載するテ
ストトレイである。

【００２９】次に、この半導体装置のテスト装置による
半導体装置５のテスト手順について説明する。半導体装
置５の搭載位置において、実施例１の動作と同じ要領で
テストトレイ２８上の各下電極ユニット２７の上に半導
体装置５をそれぞれ載せる。なお、このとき、各下電極
ユニット２７の真空吸引用パイプ１５の操作は個別に操
作できるようにしておく。

【００３０】次に、各半導体装置５を半導体装置の搭載
面１１ａ及び１２ａに真空吸着した状態で一番目の下電
極ユニット２７をテストトレイ搬送モジュール（図省
略）の軌道上に設けられたコンタクトユニット２４（図
１参照）の位置までテストトレイ搬送モジュールによっ
て水平移動する。次に、コンタクトユニット２４を下降
させ、実施例１のコンタクト方法と同じ要領で半導体装
置５の表面及び裏面のコンタクト状態の判定を行い、コ
ンタクトが正常であれば、半導体装置５の電気的特性の
実測定を行う。

【００３１】測定が完了したら、コンタクトユニット２
４を上昇させ、テストトレイ２８を所定ピッチ水平移動
し、隣の半導体装置５を測定するために再度コンタクト
ユニット２４を降下させ、前記動作を繰り返す。なお、
これらの動作は自動化されている。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る請
求項第１項記載の半導体装置のテスト装置によれば、検
査待ちの半導体装置を載せるための半導体装置搭載面を
有する第１電極及び第２電極と、この第１電極と第２電
極とを絶縁した状態に保持する電極ホルダーと、前記第
１電極と導通状態にある下部導体とを含む下電極ユニッ
トを備え、前記第２電極と導通状態にある電極ホルダー
には第２電極とコンタクトするためのコンタクトポイン
トが設けられ、かつ前記下部導体には第１電極とコンタ
クトするためのコンタクトポイントが設けられており、
半導体装置の表面だけでなく裏面の導通チェックも上方
からコンタクトプローブピンによってコンタクトポイン
トとコンタクトして容易に行うことができる。

【００３３】また、半導体装置の表面、電極ホルダーの
コンタクトポイント及び下部導体のコンタクトポイント
をコンタクトするためのコンタクトプローブピンは複数
組備えているので、複数箇所の測定ポンイトを同時にコ
ンタクトでき、作業性が向上するとともに半導体装置の
全セル動作時における電気的特性を測定することができ
る効果がある。さらに、半導体装置のサイズが変わって
も、半導体装置搭載面のコーナ部を基準にセットして対
応できるという効果がある。

【００３４】また、請求項第２項記載の半導体装置のテ
スト装置によれば、第１電極及び第２電極の半導体装置
搭載面が角錐台形状に形成されているので、半導体装置
のブレーク時に発生したくずは半導体装置の搭載面の間
隙部に落ち込み、半導体装置搭載面とこの上に載置され
る半導体装置との間に挟まる確率がきわめて少なくな
り、半導体装置の損傷による製品不良を大幅に減らすこ
とができる効果がある。また、第１電極及び第２電極の
半導体装置搭載面が角錐台形状に形成されているので、
テスト時に半導体装置の裏面を流れる電流が分散され、
一か所当たりの発熱量が少なくなるので、半導体装置の
温度上昇が均一化されるという効果もある。

【００３５】また、この発明に係る請求項第３項記載の
半導体装置のテスト装置にれば、検査待ちの半導体装置
を載せた下電極ユニットをコンタクトユニットの位置ま
で順次移動し、半導体装置の導通チェックを連続的に行
うことができ、半導体装置テストの作業性が著しく向上
するという効果がある。

【００３６】また、この発明に係る請求項第４項記載の
半導体装置の検査方法によれば、半導体装置の電気的特
性の実測定において、測定誤差を低減することができ、
また例えば測定電流が第１電極または第２電極のどちら
か一方に集中して半導体装置 が破壊されるのを防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る請求項第１項及び第２項記載
の半導体装置のテスト装置の一実施例を示す縦断面図で
ある。

【図２】 図１に示す半導体装置のテスト装置の一部斜
視図である。

【図３】 図１に示す半導体装置のテスト装置の一部分
解斜視図である。

【図４】 電極ホルダー及び下部導体のコンタクトポイ
ントの位置を示す下電極ユニットの概要平面図である。

【図５】 この発明に係る請求項第３項記載の半導体装
置のテスト装置の一実施例を示す斜視図である。

【図６】 従来の半導体装置のテスト装置の一例を示す
斜視図である。

【図７】 コンタクトプローブピンの断面図である。

【図８】 半導体装置の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

５ 半導体装置、１１ 第１電極、１２ 第２電極、１
３ 電極ホルダー、１４ 下部導体、２０ コンタクト
プローブピン、２１ コンタクトプローブピン、２２
コンタクトプローブピン、２３ コンタクトプローブピ
ン、２４ コンタクトユニット、１３ａ コンタクトポ
イント、１３ｂ コンタクトポイント、１４ａ コンタ
クトポイント、１４ｂ コンタクトポイント、２７ 下
電極ユニット、２８ テストトレイ、１１ａ 半導体
装置搭載面、１２ａ 半導体装置搭載面。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−72079（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/26 H01L 21/66

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハのダイシング工程後の個別に分割
   された裏面に共通電極を有する半導体装置の電気的特性
   の検査工程に使用される半導体装置のテスト装置におい
   て、 前記半導体装置を搭載するための半導体装置搭載面を有
   する第１電極及び第２電極と、この第１電極及び第２電
   極の下側に配置され、前記第２電極とコンタクトするた
   めのコンタクトポイントを有し、かつ、前記第１電極と
   第２電極とを絶縁した状態で保持する電極ホルダーと、
   この電極ホルダーの下側に配置され、前記第１電極とコ
   ンタクトするためのコンタクトポイントを有する下部導
   体とを含む下電極ユニットと、 前記第１電極及び前記第２電極の上方に配置され、前記
   半導体装置の表面、前記電極ホルダーのコンタクトポイ
   ント及び前記下部導体のコンタクトポイントと上方から
   コンタクトするための複数組のコンタクトプローブピン
   を有するコンタクトユニットと、 を備えたことを特徴とする半導体装置のテスト装置。
2. 【請求項２】 第１電極及び第２電極の半導体装置搭載
   面を角錐台形状に所定間隔おきに形成してなることを特
   徴とする請求項第１項記載の半導体装置のテスト装置。
3. 【請求項３】 下電極ユニットを所定間隔おきに複数個
   搭載するためのテストトレイと、このテストトレイ上の
   前記下電極ユニットをコンタクトユニットの位置まで水
   平移動するためのテストトレイ搬送モジュールとを備え
   たことを特徴とする請求項第１項または第２項記載の半
   導体装置のテスト装置。
4. 【請求項４】 ウエハのダイシング工程後の個別に分割
   された裏面に共通電極を有する半導体装置の検査方法で
   あって、 互いに絶縁された第１電極及び第２電極を跨ぐようにし
   て前記半導体装置を搭載する工程と、 コンタクトプローブピンを前記半導体装置の表面の測定
   ポイントにコンタクト する工程と、 前記測定ポイント間に電流を流すことによりコンタクト
   プローブピンが正常にコンタクトしているか否かを調べ
   る工程と、 前記第１の電極、前記共通電極及び前記第２の電極に電
   流を流すことにより、前記共通電極が前記第１の電極及
   び前記第２の電極に正常にコンタクトしているか否かを
   調べる工程とを含む半導体装置の検査方法。