JP5696624B2

JP5696624B2 - 半導体試験治具

Info

Publication number: JP5696624B2
Application number: JP2011191466A
Authority: JP
Inventors: 岡田　章; 章岡田; 貴也野口; 肇秋山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: JP2013053898A

Description

本発明は、下面電極と上面電極を有する複数の縦型半導体装置を試験するための半導体試験治具及びその製造方法に関する。

チップ状に細片化した複数の半導体装置の電気的特性を試験する際、それぞれの半導体装置を個別に位置決めして試験していた。このため、作業性が悪く、試験時間が長くなっていた。これに対して、ＩＣパッケージなどの複数の半導体装置を一括して位置決めできる絶縁性の搬送トレイ、及びそれを用いた試験装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、作業性を改善し、試験時間を短縮することができる。

特開２００６−２９２７２７号公報

縦型半導体装置は、装置の上面電極と下面電極との間に電流が流れる。この縦型半導体装置を試験する場合には、半導体装置の下面電極が接するステージが測定電極の一つとなる。従って、従来の絶縁性の搬送トレイに縦型半導体装置を設置したままでは、縦型半導体装置の試験を行うことはできかなった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は複数の縦型半導体装置を試験する際の作業性を改善し、試験時間を短縮することができる半導体試験治具及びその製造方法を得るものである。

本発明に係る半導体試験治具は、下面電極と上面電極を有する複数の縦型半導体装置を試験するための半導体試験治具であって、前記下面電極が接触した状態で前記複数の縦型半導体装置がそれぞれ個別に設置される複数の設置部を有する導電性の基台と、前記基台上に設けられ、前記複数の設置部をそれぞれ囲う格子状の絶縁性の枠部とを備え、前記枠部は、前記縦型半導体装置に対向する側面が傾斜面である枠本体と、前記枠本体の下に設けられ前記枠本体よりも広い幅を持つ土台部とを有し、前記基台に凹部が設けられ、前記基台の前記凹部内に前記枠部の前記土台部が設置されていることを特徴とする。

本発明により、複数の縦型半導体装置を試験する際の作業性を改善し、試験時間を短縮することができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体試験治具を示す上面図である。図１のＩ−ＩＩに沿った断面図である。本発明の実施の形態２に係る半導体試験治具を示す断面図である。本発明の実施の形態３に係る半導体試験治具を示す断面図である。本発明の実施の形態４に係る半導体試験治具を示す断面図である。本発明の実施の形態５に係る半導体試験治具を示す上面図である。図６のＩ−ＩＩに沿った断面図である。

本発明の実施の形態に係る半導体試験治具及びその製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体試験治具を示す上面図である。図２は図１のＩ−ＩＩに沿った断面図である。図１では説明の簡略化のため、基台１と枠部２からなる搬送トレイのみ示している。この半導体試験治具は、下面電極３と上面電極４を有する複数の縦型半導体装置５を試験するために用いられる。縦型半導体装置５は例えば半導体チップであるが、これに限るものではなく、半導体チップを仮組した基板でもよい。

基台１は、アルミニウムなどの導電性を持つ板状の金属からなる。基台１は１６個の設置部６を有する。設置部６には、下面電極３が接触した状態で複数の縦型半導体装置５がそれぞれ個別に設置される。設置部６は、縦型半導体装置５の下面電極３にダメージを与えないために、洗浄や研磨工程によりバリや突起が除去されたフラットな面であることが望ましい。設置部６の数量は１６個に限られず、試験装置や縦型半導体装置５の大きさに応じて増減してもよい。

基台１上に格子状の枠部２が設けられている。枠部２は複数の設置部６をそれぞれ囲う。縦型半導体装置５に対向する枠部２の側面が傾斜面である。枠部２は、隣接する縦型半導体装置５が互いに導通しないように、ＰＰＳ樹脂などの絶縁性材料からなる。

機械加工により基台１に位置決め部７，８が設けられている。位置決め部７は、基台１の少なくとも一つの角部に設けられた切り欠きである。４つの位置決め部８は、基台１に設けられた貫通孔であり、ステージ９の凸部と嵌合する。ただし、位置決め部８は、これに限るものではなく、個数も４つに限るものではない。

導電性のステージ９に、基台１の裏面が接触した状態で基台１が設置される。導電性のプローブ１０が縦型半導体装置５の上面電極４に接触する。試験装置１１は、縦型半導体装置５が設置部６に設置された状態で、基台１、ステージ９及びプローブ１０を介して縦型半導体装置５の試験を行う。

続いて、上記の半導体試験治具を用いた試験方法を説明する。まず、枠部２の傾斜面を滑らすように、枠部２に囲まれた基台１の設置部６に縦型半導体装置５を設置する。この際に、縦型半導体装置５の下面電極３が基台１の設置部６に接触する。複数の縦型半導体装置５の設置方向が全て同じになるようにする。

次に、複数の縦型半導体装置５を設置した搬送トレイをステージ９上に設置する。この際に、位置決め部７を用いて搬送トレイの方向を確認する。

次に、位置決め部８を用いて個々の縦型半導体装置５の上面電極４の位置を確定して、プローブ１０を縦型半導体装置５の上面電極４に接触させる。そして、試験装置１１により縦型半導体装置５の試験を行う。

続いて、上記の半導体試験治具の製造方法を説明する。まず、基台１の表面に多孔質形状を形成する。次に、結晶性の絶縁性樹脂を基台１の多孔質形状に充填させて枠部２を形成する。また、枠部２を形成する前に、前処理として超臨界媒質（エチルアルコール、二酸化炭素、水等）中に溶解させた媒体を多孔質形状内に塗布してもよい。

以上説明したように、基台１と枠部２からなる搬送トレイにより、複数の縦型半導体装置５を一括して位置決めできる。そして、基台１が導電性であるため、基台１そのものを測定電極として機能させることができる。従って、搬送トレイに設置したままで縦型半導体装置５の試験を行うことができる。よって、複数の縦型半導体装置５を試験する際の作業性を改善し、試験時間を短縮することができる。

また、枠部２の側面が傾斜面であるため、縦型半導体装置５の設置が容易である。また、基台１が少なくとも１つの位置決め部７，８を有するため、位置決め時間を短縮でき、位置決め精度を向上させることができる。

また、基台１の表面に多孔質形状を形成し、この多孔質形状に結晶性の絶縁性樹脂を充填させて枠部２を形成する。これにより、基台１と枠部２の接着力が増加する。これに伴って、高温下や低温下の試験において枠部２の変形や剥離等の形状変化を抑制できるため、縦型半導体装置５を安定して保持できる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る半導体試験治具を示す断面図である。説明の簡略化のため、基台１と枠部２からなる搬送トレイのみ示している。

縦型半導体装置５が例えばシリコンウエハからダイシングして作製した半導体チップである場合、縦型半導体装置５の端部からシリコン屑などの異物が生じやすい。また、枠部２の傾斜面を滑らすように縦型半導体装置５を設置する場合、摩擦等によって、付着していたシリコン屑などの落下や新たなシリコン屑などの異物が生じやすい。そこで、図３の治具では、枠部２の傾斜面近傍において基台１に溝部１２を設けている。その他の構成は実施の形態１と同様である。

縦型半導体装置５の端部の下方に配置される溝部１２内に異物を収めることで、縦型半導体装置５の下面電極３と基台１との間に異物が入り込むのを防いで、不良発生を低減することができる。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る半導体試験治具を示す断面図である。説明の簡略化のため、基台１と枠部２からなる搬送トレイのみ示している。

枠部２は、縦型半導体装置５に対向する側面が傾斜面である枠本体１３と、枠本体１３の下に設けられ枠本体１３よりも広い幅を持つ土台部１４とを有する。枠部２の断面は略Ｌ字型である。基台１に凹部１５が設けられている。この基台１の凹部１５内に枠部２の土台部１４が設置されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。

これにより、基台１と枠部２の接触面積が増加するため、両者の接着力が増加する。これに伴って、高温下や低温下の試験において枠部２の変形や剥離等の形状変化を抑制できるため、縦型半導体装置５を安定して保持できる。また、近隣の縦型半導体装置５との沿面距離を増加して放電を抑制できるため、測定精度を向上することもできる。

実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係る半導体試験治具を示す断面図である。説明の簡略化のため、基台１と枠部２からなる搬送トレイのみ示している。

枠部２の傾斜面近傍において枠部２の土台部１４に溝部１６が設けられている。その他の構成は変形例２と同様である。これにより、変形例２と同様の効果が得られるだけでなく、不良発生を低減することもできる。

実施の形態５．
図６は、本発明の実施の形態５に係る半導体試験治具を示す上面図である。図７は図６のＩ−ＩＩに沿った断面図である。実施の形態１と異なる構成についてのみ説明する。

複数の設置部６にそれぞれ開口部１７が設けられている。開口部１７は、設置部６に設置された縦型半導体装置５の下面電極３の少なくとも一部を露出させる。熱電対などの温度センサ１８が基台１に設けられている。

導電性のプローブ１９が、設置部６に設置された縦型半導体装置５の下面電極３に開口部１７を介して接触する。導電性のプローブ１０が、縦型半導体装置５の上面電極４に接触する。縦型半導体装置５が設置部６に設置された状態で、試験装置１１がプローブ１０，１９を介して縦型半導体装置５の試験を行う。

基台１を貫通する開口部１７を介して縦型半導体装置５の下面電極３に直接コンタクトをとるため、基台１と縦型半導体装置５の接触抵抗を考慮する必要がない。よって、実施の形態１よりも試験精度が向上する。

また、基台１に温度センサ１８を設置することで、高温、低温テストにおける正確な試験温度を得ることができる。なお、搬送トレイを位置決めして設置する際に、温度センサ１８の出力部を試験装置１１に接続して温度情報を得るが、これに限られない。実施の形態１〜４の構成に温度センサ１８を追加してもよい。

１基台
２枠部
３下面電極
４上面電極
５縦型半導体装置
６設置部
７，８位置決め部
９ステージ
１０プローブ（第２のプローブ）
１１試験装置
１２，１６溝部
１３枠本体
１４土台部
１５凹部
１７開口部
１８温度センサ
１９プローブ（第１のプローブ）

Claims

下面電極と上面電極を有する複数の縦型半導体装置を試験するための半導体試験治具であって、
前記下面電極が接触した状態で前記複数の縦型半導体装置がそれぞれ個別に設置される複数の設置部を有する導電性の基台と、
前記基台上に設けられ、前記複数の設置部をそれぞれ囲う格子状の絶縁性の枠部とを備え、
前記枠部は、前記縦型半導体装置に対向する側面が傾斜面である枠本体と、前記枠本体の下に設けられ前記枠本体よりも広い幅を持つ土台部とを有し、
前記基台に凹部が設けられ、
前記基台の前記凹部内に前記枠部の前記土台部が設置されていることを特徴とする半導体試験治具。
前記基台の裏面が接触した状態で前記基台が設置される導電性のステージと、
前記縦型半導体装置の前記上面電極に接触する導電性のプローブと、
前記縦型半導体装置が前記設置部に設置された状態で、前記基台、前記ステージ及び前記プローブを介して前記縦型半導体装置の試験を行う試験装置とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体試験治具。
下面電極と上面電極を有する複数の縦型半導体装置を試験するための半導体試験治具であって、
前記複数の縦型半導体装置がそれぞれ個別に設置される複数の設置部と、前記複数の設置部にそれぞれ設けられ、前記設置部に設置された前記縦型半導体装置の前記下面電極の少なくとも一部を露出させる開口部とを有する基台と、
前記基台上に設けられ、前記複数の設置部をそれぞれ囲う格子状の絶縁性の枠部とを備え、
前記枠部は、前記縦型半導体装置に対向する側面が傾斜面である枠本体と、前記枠本体の下に設けられ前記枠本体よりも広い幅を持つ土台部とを有し、
前記基台に凹部が設けられ、
前記基台の前記凹部内に前記枠部の前記土台部が設置されていることを特徴とする半導体試験治具。
前記設置部に設置された前記縦型半導体装置の前記下面電極に前記開口部を介して接触する導電性の第１のプローブと、
前記縦型半導体装置の前記上面電極に接触する導電性の第２のプローブと、
前記縦型半導体装置が前記設置部に設置された状態で、前記第１及び第２のプローブを介して前記縦型半導体装置の試験を行う試験装置とを更に備えることを特徴とする請求項３に記載の半導体試験治具。
前記枠部の前記傾斜面近傍において前記枠部の前記土台部に溝部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体試験治具。
前記基台は、前記基台と前記縦型半導体装置の前記上面電極との間の位置関係を決めるための少なくとも１つの位置決め部を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体試験治具。
前記基台に設けられた温度センサを更に備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の半導体試験治具。