JP5970552B2 - 試験用治具、検査装置、載置装置および試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置などのバーンイン試験に用いられる試験用治具、検査装置、載置装置および試験装置に関する。

従来、レーザダイオードなどの半導体素子は、半導体素子の製造完成後に、完成品の初期不良などを判別するために、バーンイン試験およびエージング試験などの信頼性試験が行われる。エージング試験は、被試験体の長時間駆動後の動作を確認するために、被試験体である半導体素子に所定の電流を長時間供給する。バーンイン試験は、被試験体の劣化を加速させて短時間で初期不良を発見するために、被試験体である半導体素子に電力を供給しつつ加熱する。

半導体素子の信頼性試験は、一般的には、完成状態の半導体素子に対して行われる。完成状態の半導体素子は、サブマウントに接合された半導体チップであるチップ部品と、端子電極を備えたパッケージとを含む。パッケージは、ステムやフレームなどによって実現される。完成状態の半導体素子において、チップ部品がパッケージに内封され、パッケージの端子電極にチップ部品の半導体チップがボンディングワイヤなどによって電気的に接続される。半導体素子の信頼性試験のための従来技術として、以下の特許文献１および特許文献２が挙げられる。

特許文献１には、半導体素子の検査用治具および検査装置が開示されている。この従来技術では、検査装置は恒温槽式のバーンイン試験装置であって、パッケージであるリードフレーム上に半導体チップが載置された構成の完成状態の半導体素子を、被試験体とする。前記検査装置は、完成状態の半導体素子を保持した試験用治具を恒温槽内に収納し、恒温槽内の雰囲気温度を制御しつつ試験用治具上の半導体素子を駆動させて、完成状態の半導体素子の駆動結果となる信号を検出する。

前記試験用治具は、ベース板上に配設されて完成状態の複数の半導体素子を保持するための保持手段と、保持手段に保持される半導体素子の駆動熱を放熱する放熱体とを備える。保持手段は、完成状態の半導体素子を保持するために該半導体素子のリードフレームを挟持し、かつ、保持された完成状態の半導体素子を放熱体に圧接させている。

特許文献２には、電子部品試験装置が開示されている。この従来技術では、ペルチェ素子式のバーンイン試験の試験装置である。特許文献２の電子部品試験装置は、半導体レーザがステム上に載置されてステム裏面から接続端子が突き出した構成である完成状態の半導体レーザ装置を、被試験体とする。特許文献２の電子部品試験装置は、完成状態の半導体レーザ装置を搭載した伝熱板にペルチェ素子からの熱を伝えつつ、該半導体レーザ装置に電力を供給して、該半導体レーザ装置の駆動状態を調べる。

特許文献２の電子部品試験装置において、完成状態の半導体レーザ装置が伝熱板への載置時には、該半導体レーザ装置の接続端子が、伝熱板に設けられた貫通孔を貫通する。前記半導体レーザ装置載置済の伝熱板が電子部品駆動装置に取り付けられると、伝熱板に載置された前記半導体レーザ装置の接続端子が、伝熱板を貫通して、電子部品試験装置側のソケットに電気的に接続される。

特開２００８−２３２８６２号公報 特開２０１０−１５１７９４号公報

上述した特許文献１および特許文献２において、完成状態の半導体素子を被試験体として、バーンイン試験などの信頼性試験が実行されている。完成状態の半導体素子への信頼性試験によって該半導体素子が不良品であると判定された場合、不良な半導体素子は出荷品から外される。完成状態の半導体素子への信頼性試験において不良品が発見される場合、出荷品から完成状態の不良な半導体素子を除くことになるので、製造コストが大きく成り易い。

完成状態の半導体素子の構成要素のうち、サブマウントに接合された半導体チップから成るチップ部品が、バーンイン試験などの信頼性試験を特に必要としている。たとえば、半導体素子が半導体レーザ素子である場合、チップ部品であるレーザチップとサブマウントとの接合状態が、半導体レーザ素子自体の温度特性、特に半導体レーザ素子の高温特性に影響を与える。このため、チップ部品とサブマウントとの接合状態の確認が可能であって、かつ不良発生時の損失を最小限とするために、チップ部品単体での信頼性試験を行うことができる試験装置が望まれている。

上記したような、サブマウントに接合された半導体チップであるチップ部品は、完成状態の半導体素子と異なり、外部から半導体チップへ電力を供給するための端子電極が備えられていないことが多い。そのため、半導体チップへ電力を与えるには、外部電力供給路の電極を半導体チップへ直接接触させる必要がある。しかしながら、完成状態の半導体素子よりも、チップ部品のほうが格段に小さい。チップ部品に対して信頼性試験を実施する場合、小さなチップ部品である半導体チップに信頼性試験用の電力供給路の電極を接触させることが困難であるので、信頼性試験を行いにくいという問題がある。

たとえば、完成状態の半導体素子が半導体レーザ素子である場合、レーザチップの大きさが１００μｍ×５００μｍ、サブマウントの大きさが５００μｍ×５００μｍ程度である。

このようなサブマウントに接合されたレーザチップから成る小型のチップ部品の取扱いに際し、該チップ部品の位置決めのために、小型で高精度の位置決め機構が必要となる。また、上述のような小型のチップ部品内の半導体チップへ信頼性試験用の電力供給路の端子を接触させるためには、小型で高精度の端子接触機構が必要とされる。そのため、上述のチップ部品に対する信頼性試験用の試験装置は、小型で高精細であるチップ部品用位置決め機構と、小型で高精度の端子接触機構とを必要とするため、試験装置の構成が複雑化し易い。

また、一般に、量産性を考慮して、１回の試験時に多数、たとえば１０００個程度のチップ部品に対する信頼性試験が同時に実行される。このため、信頼性試験用の試験装置は、チップ部品用の小型かつ高精度の位置決め機構および小型かつ高精細の端子接触機構をそれぞれ多数具備する必要があるため、装置の構成がさらに複雑化して、装置が高価なものになってしまう。また、量産性を考慮した上述の試験装置において、外部の電力供給路の多数の端子が多数の半導体チップに同時に接触させる際、電力供給路の多数の端子と多数の半導体チップとを同時に位置決めすることは困難である。

また上述のように、試験装置に多数のチップ部品用の位置決め機構が設けられた場合、多数の位置決め機構を正常に動作させるための維持管理に、多くのコストを要する。また、上述のように、試験装置に多数の端子接触機構が位置決め機構が設けられた場合、端子の半導体素子への接触圧力の維持管理するためなどに、多くのコストがかかる。

本発明の目的は、サブマウントに接合された半導体チップである被試験体に対する信頼性試験による不良判定時の損失を最小限に抑えつつ、装置の維持管理が容易な試験用治具、検査装置、載置装置および試験装置を提供することである。

本発明は、サブマウントに接合された半導体チップである被試験体に電力供給路を接続させて通電し、該被試験体に対する試験を行う試験装置で用いられる試験用治具であって、
前記被試験体が載置されるパレットと、
前記被試験体に電気的に接続可能であって、前記電力供給路と前記被試験体との間に介在される接触部材を有するコンタクトブロックとを含み、
前記接触部材は、細長い板状部材であって、該板状部材の長手方向両端に、該板状部材の幅方向の相反する向きにそれぞれ突出した突出部を有することを特徴とする試験用治具である。

また本発明において、前記コンタクトブロックは、前記パレットに着脱自在に装着され、
前記接触部材が、導電性材料から成り、かつ、前記コンタクトブロックの前記パレットへの装着時に、前記接触部材の一部分が前記パレットに載置される前記被試験体に機械的に接触することが好ましい。

また本発明において、前記接触部材は、前記パレットへの装着時に前記被試験体を押圧可能な板ばねであることが好ましい。

また本発明において、前記各コンタクトブロックは、前記被試験体と前記電力供給路との間に介在可能な予め定める電気的特性を有することが予め判断されていることが好ましい。

本発明は、上述の試験用治具に用いられるコンタクトブロックの電気的特性を検査する検査装置であって、
前記試験用治具に載置されるべき前記被試験体と一部分が同形状である疑似チップと、
前記試験用治具に備えられる前記パレットと同形状であって、前記疑似チップが載置されるとともに、検査対象の前記コンタクトブロックが装着される疑似パレットと、
前記疑似パレット上の前記疑似チップに、前記疑似パレット上の前記コンタクトブロックの接触部材を介して電力を供給する検査用電力供給部と、
前記コンタクトブロックの接触抵抗を計測する抵抗計測部とを含むことを特徴とする検査装置である。

また本発明は、上述の試験用治具の前記パレットに前記被試験体を載置するとともに前記コンタクトブロックを装着するための載置装置であって、
前記被試験体を把持して前記パレットへ移送する被試験体移送部と、
前記コンタクトブロックを把持して前記パレットへ移送するコンタクトブロック移送部と、
前記被試験体移送部および前記コンタクトブロック移送部を制御する移送制御部であって、
前記パレット内の前記被試験体を載置すべき予定位置を認識し、
前記被試験体移送部が把持する前記被試験体の形状および把持状態を認識し、
前記パレット上の認識された前記予定位置の中心と前記被試験体の中心が一致する位置に該被試験体が載置されるように、前記被試験体移送部を制御し、
前記パレット上に載置された前記被試験体に前記接触部材が電気的に接続可能な予め定める基準位置に前記コンタクトブロックが装着されるように、前記コンタクトブロック移送部を制御する移送制御部とを含むことを特徴とする載置装置である。

また本発明は、サブマウントに接合された半導体チップである前記被試験体を保持するための上述の試験用治具と、
前記被試験体を保持した前記試験用治具の温度環境を制御する温度環境制御部と、
前記試験用治具に保持される被試験体に、前記試験用治具のコンタクトブロックを介して、前記被試験体を駆動するための電力を供給する試験用電力供給部とを含むことを特徴とする試験装置である。

本発明において、前記試験用治具の前記パレットは、前記パレット上の前記被試験体を載置する位置に一端が開口する吸着孔を有し、
前記試験装置は、前記吸着孔内の気体を吸引可能な真空吸引源をさらに含むことが好ましい。

また本発明において、前記温度環境制御部は、
予め定める一表面が前記試験用治具の前記パレットに接触し、前記パレットへの熱伝導が可能な恒温プレートと、
前記恒温プレートを加熱冷却する加熱冷却部とを含み、
前記恒温プレートは、前記一表面内の前記パレットとの接触時に前記パレットの吸着孔と連通可能な位置に開口する連通孔を有し、
前記真空吸引源が、前記恒温プレートの連通孔を介して、前記パレットの吸着孔内の気体を吸引することが好ましい。

また本発明において、前記被試験体の半導体チップは、レーザダイオードであり、
前記試験用電力供給部は、前記コンタクトブロックと接触する外部電極を含み、
前記試験装置は、
前記被試験体のレーザダイオードから出射された光を予め定められた方向へ反射する反射鏡と、
前記反射鏡によって反射された光を受光する受光素子と、
前記外部電極と前記受光素子とを支持する支持基板と、
前記試験用治具に対して前記支持基板を近接離反させる基板移動部とをさらに含むことが好ましい。

以上のように本発明によれば、本発明の試験用治具は、サブマウントに接合された半導体チップである被試験体に電力供給路を接続させて通電しつつ該被試験体に対して各種の試験を行うための試験装置において用いられる。以後の説明では、「サブマウントに接合された半導体チップ」を「チップ部品」と称することがある。チップ部品は、端子電極を備えたパッケージに取付けられて、完成状態の半導体素子を構成する。

本発明の試験用治具は、パレットと接触部材を有するコンタクトブロックとを含む。本発明の試験用治具において、上述のチップ部品である被試験体が、パレット上に載置される。コンタクトブロックの接触部材は、パレット上の被試験体にそれぞれ電気的に接続される。パレット上の被試験体への電力供給時に、被試験体と電力供給路との間に、コンタクトブロックの接触部材が介在される。

これによって、本発明の試験用治具を用いたチップ部品に対する試験は、チップ部品に電力供給路が直接に電気的接続する従来技術の試験と比較して、該試験を容易に行うことができる。またこれによって、本発明の試験用治具を用いたチップ部品に対する試験は、完成状態の半導体素子に対する従来技術の試験に比較して、容易に行うことができる。

この結果、本発明の試験用治具を用いた試験を含む半導体素子の製造工程は、完成状態の半導体素子に対する従来技術の試験を含む半導体素子の製造工程よりも、完成状態の半導体素子の生産効率を向上させて、不良品を完成品全体から排除した際の製造コストを抑えることができる。またチップ部品が単体で出荷される場合に、本発明の試験用治具を用いる試験が行われることによって、出荷されるチップ部品の信頼性を容易かつ充分に向上することができる。

また本発明によれば、本発明の試験用治具において、１以上の各コンタクトブロックが、パレットに着脱自在に装着可能に構成される。これによって、コンタクトブロックの維持管理が容易になるので、本発明の試験用治具の使い勝手が向上される。また本発明の試験用治具において、各コンタクトブロックの接触部材が、導電性材料から成り、かつ、各コンタクトブロックのパレットへの装着時に、該接触部材の一部分がパレットに載置される各被試験体に機械的に接触する。これによって、コンタクトブロックの接触部材と被試験体との電気的接続が容易になるので、本発明の試験用治具の使い勝手が向上される。これらによって、本発明の試験用治具は、本発明の試験用治具を用いる試験の難易度を低下させることができる。

さらにまた本発明によれば、本発明の試験用治具において、コンタクトブロックの接触部材が、板ばねによって実現される。この結果、本発明の試験用治具において、被試験体載置済のパレットへの各コンタクトブロックの装着時に、各コンタクトブロックの接触部材が各被試験体を押圧する。これによって、本発明の試験用治具において、簡単な構成のコンタクトブロックおよびパレットを用いて、被試験体の位置姿勢を保持しつつ、外部の電力供給路と被試験体とを容易に電気的接続させることができる。したがって、本発明の試験用治具の使い勝手を向上することができる。

また本発明によれば、本発明の試験用治具において、パレットに取付けられる各コンタクトブロックが、被試験体と電力供給路との間に介在可能な予め定める電気的特性を有することが予め判断されている。すなわち、本発明の試験用治具において、多数のコンタクトブロックのうちの被試験体と電力供給路との間を介在可能な良品のコンタクトブロックが予め選別され、選別された良品のコンタクトブロックだけを用いて、本発明の試験用治具を用いた試験が行われる。これによって、本発明の試験用治具を用いる試験において、コンタクトブロックの不良に起因する試験の誤判断が未然に防がれる。ゆえに、本発明の試験用治具の使い勝手をさらに向上することができる。

本発明によれば、本発明の検査装置は、単一の被試験体と同形状である疑似チップが、試験用治具のパレットと同形状である疑似パレット上に載置されており、被検査物であるコンタクトブロックが疑似パレット上にさらに装着される。コンタクトブロックの疑似パレットへの装着後、コンタクトブロックの接触部材を介して、疑似パレット上の疑似チップに電力を供給しつつ、コンタクトブロックの接触抵抗が計測される。計測されたコンタクトブロックの接触抵抗に基づき、コンタクトブロックが良品であるか否かが判断される。これによって、本発明の検査装置は、試験装置のパレットへのコンタクトブロックの装着手順と同等の簡単な手順を用いて、コンタクトブロックの電気的特性を計測することができるので、使い勝手が向上される。

また本発明によれば、本発明の載置装置は、上述の試験用治具のパレットに上述の被試験体を載置して上述のコンタクトブロックを装着するための装置である。本発明の載置装置は、被試験体を把持して移送するための被試験体移送部と、コンタクトブロックを把持して移送するためのコンタクトブロック移送部と、被試験体移送部およびコンタクトブロック移送部を制御するための移送制御部とを含む。

本発明の載置装置において、最初に、パレット内の被試験体を載置すべき予定位置と、被試験体移送部に把持される被試験体の形状および把持状態とが、認識される。次いで、パレット上の認識された予定位置の中心と被試験体の中心とが一致する位置に、該被試験体が載置される。最後に、パレット上に載置された被試験体に接触部材が電気的に接続可能な予め定める基準位置に、コンタクトブロックが装着される。

この結果、載置装置が用いられる場合、パレットとコンタクトブロックと被試験体とを相互に位置決めするための位置決め機構を、必要としない。これによって、本発明の載置装置は、本発明の試験用治具の構成を簡略化しつつ、パレット上の被試験体およびコンタクトブロックを的確に位置決めすることができる。したがって、本発明の載置装置は、試験用治具の使い勝手を向上することができる。

本発明によれば、本発明の試験装置は、サブマウントに接合された半導体チップである１以上の被試験体を上述した試験用治具によって保持し、被試験体を保持した試験用治具の温度環境を制御しつつ、試験用治具に保持された各試験体に各コンタクトブロックを介して電力を供給する。この結果、温度環境を制御しつつチップ部品を駆動させて、該チップ部品に対する試験を行うことができる。

これによって、上述の試験用治具を用いる試験装置は、チップ部品に試験用電力供給部が直接に電気的接続する構成である従来技術の試験装置と比較して、チップ部品に対する試験を容易に行うことができる。またこれによって、本発明の試験装置は、完成状態の半導体素子に対する従来技術の試験装置に比較して、被試験体に対する試験を容易に行うことができる。したがって、本発明の試験装置による試験を含む半導体素子の製造工程は、完成状態の半導体素子の生産効率を向上させて、完成品全体から不良品を排除した際の製造コストを抑えることができる。また、チップ部品が単体で出荷される場合に、出荷されるチップ部品の信頼性を容易かつ充分に向上することができる。

また本発明によれば、試験用治具のパレットが吸着孔を有し、吸着孔の一端の開口に重なる位置に被試験体が載置される。パレット上に各被試験体が載置された状態で、吸着孔内の気体が真空吸引源によって吸引される。この結果、試験用治具内の被試験体の位置および姿勢が、真空吸着によって保持される。

これによって、コンタクトブロックの接触部材を用いて被試験体の位置姿勢を保持するだけでなく、真空吸引によって被試験体の位置姿勢をさらに保持することができる。したがって、試験用治具内の被試験体の位置姿勢の保持がより確実になるため、試験装置の使い勝手が向上される。

また本発明によれば、試験装置は、温度環境制御部が、パレットと接触して熱を伝える恒温プレートと、恒温プレートを加熱冷却する加熱冷却部とを含む。また、パレットの吸着孔と連通可能な連通孔が恒温プレートに形成されており、パレットの吸着孔内の気体の吸引時に連通孔内の気体も吸引される。これによって、パレットと恒温プレートとの接触性が向上されるため、試験用治具の温度制御がより確実に実行される。したがって、試験装置の使い勝手が向上される。

また本発明によれば、被試験体の半導体チップがレーザダイオードから形成される。すなわち、被試験体であるチップ部品は、サブマウントにレーザダイオードが接続されたサブマウント接合レーザチップによって実現され、該チップ部品を含む完成状態の半導体素子は、半導体レーザ素子によって実現される。

被試験体であるサブマウント接合レーザチップから出射された光は、反射鏡によって反射されて、受光素子に導かれる。この結果、サブマウント接合レーザチップの光の出射方向に拘らず、受光素子の位置を任意に設定可能になるため、試験装置の構成上の自由度が向上される。

また本発明の試験装置は、試験用電力供給部の外部電極と受光素子とが単一の支持基板によって支持され、外部電極および受光素子が、支持基板ごと、試験用治具に対して近接離反される。この結果、試験用電極供給部の外部端子と検査用の受光素子とが一体化されて近接離反する。これによって、被試験体がサブマウント接合レーザチップである状況下で、試験装置は、構成要素の駆動系を共通化して、装置構成を簡略化することができる。

本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
本発明の一実施形態である試験用治具を用いた試験装置の構成を模式的に示す平面図である。 図１の試験装置で用いられる試験用治具の構成を模式的に示す正面図である。 図２の試験用治具１０の構成を模式的に示す平面図である。 接触部材１３の外部接触端部３２付近の拡大平面図である。 図２の試験用治具１０において被試験体１とコンタクトブロック１２の接触部材１３との機械的な接触状態を説明するための部分拡大図である。 図２の試験用治具１０のコンタクトブロック１２に備えられる接触部材１３の詳細な構成を示す図である。 図２の試験用治具１０に含まれるコンタクトブロック１２の詳細な構成を示す正面図である。 コンタクトブロック１２の平面図である。 コンタクトブロック１２の側面図である。 図２の試験用治具１０に含まれるパレット１１の詳細な構成を示す平面図である。 本実施形態のパレット１１内の後述する載置台５２において、被試験体１の予定位置１７近傍を示す部分拡大図である。 図１の試験装置２０の被試験体であるチップ部品４の一例であるサブマウント接合レーザチップ１００の構成を示す模式的な平面図である。 図８Ａのサブマウント接合レーザチップ１００の構成を示す模式的な側面図である。 図８Ａのサブマウント接合レーザチップ１００の電気記号を示す図である。 図８Ａのサブマウント接合レーザチップ１００を含む完成状態の半導体素子５である半導体レーザ素子の構成を示す模式図である。 図２の試験用治具１０のコンタクトブロック１２の電気的特性を検査するための検査装置１１０の構成を示す模式図である。 検査装置１１０の電気系の構成を示す図である。 載置装置１２０の構成を示す図である。 載置装置１２０の構成を示す図である。 載置装置１２０の構成を示す図である。 載置装置１２０の載置手順を説明するための模式図である。 載置装置１２０の載置手順を説明するための模式図である。 載置装置１２０の載置手順を説明するための模式図である。 載置装置１２０の載置手順を説明するための模式図である。 載置装置１２０の載置手順を説明するためのフローチャートである。 載置装置１２０の載置手順を説明するためのフローチャートである。

図１は、本発明の一実施形態である試験用治具１０を用いた試験装置２０の構成を模式的に示す平面図である。図２は、図１の試験装置２０で用いられる試験用治具１０の構成を模式的に示す正面図である。図３Ａおよび図３Ｂは、図２の試験用治具１０の構成を模式的に示す図であり、図３Ａは図２の試験用治具１０を上方から見た平面図であり、図３Ｂは接触部材１３の外部接触端部３２付近の拡大平面図である。図４は、図２の試験用治具１０において被試験体１とコンタクトブロック１２の接触部材１３との機械的な接触状態を説明するための部分拡大図である。図１、図２、図３Ａ、図３Ｂおよび図４を併せて参照して、本実施形態の試験装置２０の構成について説明する。

本実施形態の試験装置２０は、サブマウント３に接合された半導体チップ２である被試験体１に電力供給路を電気的に接続させて通電し、該被試験体１に対する各種試験を行うために用いられる。本実施形態の試験用治具１０は、前述の試験装置２０に備えられる。以下の説明では、サブマウント３と、サブマウント３に接合された半導体チップ２とを含んで、「チップ部品４」と称することがある。

チップ部品４は、完成状態の半導体素子５の構成要素の１つである。完成状態の半導体素子５は、チップ部品４と、端子電極７を備えたパッケージ６とを含む。パッケージ６は、たとえばステムやフレームなどで実現され、チップ部品４を内包する。パッケージ６の端子電極７は、チップ部品４と電力供給路との間に介在されるため、パッケージ６内においてチップ部品４に電気的に接続される。

前記試験用治具１０は、パレット１１と１以上のコンタクトブロック１２とを含む。各コンタクトブロック１２は、接触部材１３をそれぞれ有する。前記試験用治具１０において、チップ部品４である１以上の被試験体１が、パレット１１上に載置される。１以上のコンタクトブロック１２の接触部材１３は、パレット１１上の各被試験体１にそれぞれ電気的に接続される。パレット１１上の各被試験体１への電力供給時に、各被試験体１と試験用治具１０外部の電力供給路との間に、各コンタクトブロック１２の接触部材１３が介在される。

本実施形態の試験用治具１０が用いられる場合、被試験体１への電力供給路は、コンタクトブロック１２の接触部材１３に電気的接続されればよく、チップ部品４である被試験体１に直接に電気的に接続される必要はない。すなわち、コンタクトブロック１２の接触部材１３が、完成状態の半導体素子５におけるパッケージ６の端子電極７の代わりを務める。これによって、本実施形態の試験用治具１０を用いて行われるチップ部品４に対する本実施形態の試験は、チップ部品４に電力供給路が直接に電気的接続する構成であるチップ部品４に対する従来技術の試験と比較して、容易に行うことができる。

特に、被試験体１であるチップ部品４の大きさが小さいほど、電力供給路をチップ部品４へ直接に電気的に接続することは困難である。本実施形態の試験用治具１０は、チップ部品４の大きさに拘らず、コンタクトブロック１２の接触部材１３と電力供給路との電気的接続を容易に行うことができる大きさに、接触部材１３を構成することが可能である。これによって、本実施形態の試験用治具１０を用いる試験は、前述したチップ部品４に対する従来技術の試験と比較して、容易に行うことができる。

また従来技術においては、端子電極７を備えるパッケージ６（後述の図８参照）にチップ部品４が取付けられた構成である完成状態の半導体素子５を被試験体１として、完成状態の半導体素子５に対して各種の試験が行われる。これに対し、本実施形態の試験用治具１０を用いる試験は、被試験体１であるチップ部品４がパッケージ６に取付けられていなくとも、パッケージ６の端子電極７の代わりに、コンタクトブロック１２の接触部材１３が電力供給路とチップ部品４との間に介在される。これによって、本実施形態の試験用治具１０を用いる試験は、完成状態の半導体素子５に対する従来技術に比較して、容易に行うことができる。

以上の結果、本実施形態の試験用治具１０を用いる試験は、サブマウント３に接合された半導体チップ２であるチップ部品４に対して、直接的に行うことができる。たとえば、本実施形態の試験用治具１０を用いる試験は、チップ部品４に対して、半導体チップ２とサブマウント３との接合状態を直接的に確認することができる。

特に、完成状態の半導体素子５が半導体レーザ素子である場合、電力供給に応答してレーザ光を発振するレーザチップによって、半導体チップ２が実現される。半導体チップ２とサブマウント３との接合状態は、半導体レーザ素子自体の温度特性、特に高温特性に影響を与える。上述した本実施形態の試験用治具１０を用いる試験は、サブマウント３に半導体チップ２が接合されたチップ部品４に対して直接的に行うことができるので、半導体チップ２とサブマウント３との接合状態を直接的に確認することができる。したがって、チップ部品４の温度特性の信頼性を向上させることができる。

また上述したように、本実施形態の試験用治具１０を用いる試験は、チップ部品４をステムやフレームなどのパッケージ６に実装する前に、チップ部品４に対して直接的に行うことができる。これによって、たとえば、本実施形態の試験用治具１０を用いる試験の実施後、チップ部品４をパッケージ６に取付ける前に、該チップ部品４に対する本実施形態の試験の結果に基づいて、多数のチップ部品４の中から不良なチップ部品４を除くスクリーニングを行うことが可能である。

この結果、チップ部品４に対する本実施形態の試験用治具１０を用いた試験を含む半導体素子５の製造工程は、パッケージ６に取付けるチップ部品４から不良なチップ部品４を予め排除することができる。このため、本実施形態の試験用治具１０を用いた試験を含む半導体素子５の製造工程は、完成状態の半導体素子５に対する従来技術の試験を含む半導体素子５の製造工程よりも、パッケージ６にチップ部品４を取付けた完成状態の半導体素子５の不良の発生率を低減させることができるため、完成状態の半導体素子５の生産効率を向上させることができる。

したがって、本実施形態の試験用治具１０を用いた試験を含む半導体素子５の製造工程は、完成状態の半導体素子５に対する従来技術の試験を含む半導体素子５の製造工程よりも、最終的に出荷される半導体素子５全体に要する材料費および作業費を削減することができる。この結果、本実施形態の試験を含む半導体素子５の製造工程は、試験結果に基づいて不良品を完成品全体から排除した際の製造コストを抑えることができる。

また、サブマウント３に接合された半導体チップ２から成るチップ部品４は、チップ部品４がパッケージ６に実装された状態で出荷されるだけでなく、チップ部品４単体がそのまま出荷されることがある。本実施形態の試験用治具１０を用いる試験は、チップ部品４に対して直接的に行うことができるので、パッケージ６に実装する前のチップ部品４を出荷前に直接的に試験することができる。したがって、チップ部品４が単体で出荷される場合であっても、出荷されるチップ部品４の信頼性を従来よりも向上させることができる。

また本実施形態の試験用治具１０を用いる試験は、チップ部品４単体に対して直接的かつ簡単に行うことができるので、チップ部品４が単体で出荷される場合に、チップ部品４に対する試験を抜取り検査ではなく全数検査としても、過度に長い時間を要せず、容易に実施可能である。これによって、出荷されるチップ部品４の信頼性を容易かつ充分に向上することができる。

また本実施形態の試験用治具１０において、１以上、好ましくは複数のコンタクトブロック１２が、パレット１１に着脱自在に装着可能に構成される。この結果、各コンタクトブロック１２を個別に維持管理することが可能となり、複数のコンタクトブロック１２に対する維持管理が容易になる。これによって、本実施形態の試験用治具１０の使い勝手が向上される。

本実施形態の試験用治具１０において、たとえば、各コンタクトブロック１２がパレット１１に着脱自在であることによって、多数のコンタクトブロック１２の電気的特性を個別に判定することが容易である。したがって、本実施形態の試験用治具１０において、良品のコンタクトブロック１２だけを実際に利用することが可能である。

また、本実施形態の試験用治具１０において、各コンタクトブロック１２がパレット１１に着脱自在であることによって、パレット１１にコンタクトブロック１２が常設される構成の試験用治具１０に比較して、本実施形態の試験用治具１０は、いずれかのコンタクトブロック１２に不具合が生じた時点で、不良なコンタクトブロック１２だけを素早く容易に交換することが可能である。これによって、多数のコンタクトブロック１２の維持管理が容易になる。

また、本実施形態の試験用治具１０において、各コンタクトブロック１２がパレット１１に容易に着脱可能であることによって、パレット１１へ被試験体１を載置する際に、パレット１１からコンタクトブロック１２を取外しておくことが可能である。このため、パレット１１への被試験体１の載置時に、コンタクトブロック１２や被試験体１の位置決め機構などの干渉物が、パレット１１内の被試験体１を載置すべき予定位置１７周辺に存在しない状態で、パレット１１へ被試験体１を載置することが可能である。これによって、パレット１１への被試験体１の載置に関わる機構およびパレット１１へのコンタクトブロック１２の装着に関わる機構を簡略化することが可能になる。

また、本実施形態の試験用治具１０において、各コンタクトブロック１２がパレット１１に着脱自在であれば、被試験体１の構造に合わせた構造のコンタクトブロック１２を被試験体１の構造が共通な種類毎に作成しておき、被試験体１の構造が変更されたとき、コンタクトブロック１２だけを交換することが可能である。これによって、多種類の被試験体１へ容易に適応することができる。

さらに、本実施形態の試験用治具１０において、コンタクトブロック１２の接触部材１３が、導電性材料から成る部材であって、各コンタクトブロック１２のパレット１１への装着時に、該接触部材１３の一部分がパレット１１に載置される各被試験体１に機械的に接触する構成を有する。この結果、被試験体１を載置済のパレット１１へのコンタクトブロック１２の装着に伴い、被試験体１と導電性材料から成る接触部材１３との機械的接触によって、コンタクトブロック１２の接触部材１３が被試験体１と電気的に接続させることができる。

これによって、コンタクトブロック１２の接触部材１３と被試験体１との電気的接続が容易になるので、本実施形態の試験用治具１０の使い勝手が向上される。特に、本実施形態の試験用治具１０を用いる試験において、１回の試験でパレット１１に載置される被試験体１の数が多数である場合、パレット１１への装着時に被試験体１に機械的に接触する構成の接触部材１３を有するコンタクトブロック１２が用いられることによって、各コンタクトブロック１２と各被試験体１とを電気的に接続する手間が軽減される。

以上説明したように、本実施形態の試験用治具１０において、パレット１１に着脱自在な構成のコンタクトブロック１２が用いられ、かつパレット１１装着時に導電性材料から成る接触部材１３が被試験体１に機械的に接触する。このような構成によって、本実施形態の試験用治具１０の取扱いの手間が軽減され、本実施形態の試験用治具１０を用いる試験の難易度を低下させることができる。

さらにまた本実施形態の試験用治具１０において、コンタクトブロック１２の接触部材１３が、板ばねによって実現される。板ばねから成る接触部材１３は、被試験体１を載置済のパレット１１への各コンタクトブロック１２の装着時に、各コンタクトブロック１２の接触部材１３が各被試験体１に機械的に接触しつつ、該各被試験体１を押圧する。これによって、各コンタクトブロック１２の接触部材１３が、パレット１１上の各被試験体１に対して電気的に接続を達成しつつ、該各被試験体１の位置姿勢を保持することができる。

したがって、各被試験体１の位置姿勢の保持機構をパレット１１に別途に備える必要がないため、パレット１１の構成を簡略化することができる。また各被試験体１の位置姿勢の保持機構をコンタクトブロック１２が別途に備える必要がなく、各被試験体１への電気的接続のための接触部材１３に前記保持機構を兼任させることができるので、コンタクトブロック１２の構成が複雑化することが防がれる。これらの結果、簡単な構成のコンタクトブロック１２およびパレット１１を用いて、被試験体１の位置姿勢を保持しつつ、外部の電力供給路と被試験体１とを容易に電気的に接続することができる。したがって、使い勝手の高い試験用治具１０を実現することができる。

また、本実施形態の試験用治具１０において、板ばね構造を有する接触部材１３は、極めて簡単な構成によって、被試験体１と電気的に接続しつつ、被試験体１の位置姿勢を保持することが可能である。本実施形態の接触部材１３の構成が簡単であるので、コンタクトブロック１２の維持管理も簡便化することができる。これによって、試験用治具１０の構成がより簡略化され、かつ試験用治具１０の使い勝手がさらに向上される。

さらに、本実施形態の試験用治具１０において、パレット１１に取付けられる各コンタクトブロック１２が、被試験体１と試験用治具１０外部の電力供給路との間に介在可能な予め定める電気的特性を有すると、予め判断されている。すなわち、多数のコンタクトブロック１２のうちの被試験体１と電力供給路との間を介在可能な電気的特性を有する良品のコンタクトブロック１２が予め選別され、選別された良品のコンタクトブロック１２がパレット１１に装着されて、本実施形態の試験用治具１０を用いた試験が行われる。これによって、本実施形態の試験用治具１０を用いる試験において、コンタクトブロック１２の不良に起因する試験の誤判断が未然に防がれる。これによってもまた、本実施形態の試験用治具１０の使い勝手がさらに向上される。

また、本実施形態の試験用治具１０において、コンタクトブロック１２がパレット１１に着脱自在であることによって、パレット１１からコンタクトブロック１２を取外した状態で、コンタクトブロック１２の電気的特性を検査することが可能である。パレット１１に多数のコンタクトブロック１２を装着したまま各コンタクトブロック１２を検査する場合に比較して、本実施形態のようにパレット１１から取外されたコンタクトブロック１２を検査する場合のほうが、コンタクトブロック１２の検査の手間が少ない。このように、コンタクトブロック１２の検査の手間が軽減されるため、本実施形態の試験用治具１０の使い勝手がさらに向上される。

再び、図１を参照して、本実施形態の試験用治具１０は、試験装置２０に、着脱自在に取付けられる。試験用治具１０を用いる試験装置２０は、サブマウント３に接合された半導体チップ２である１以上の被試験体１を上述した試験用治具１０によって保持し、各被試験体１を保持した試験用治具１０の温度環境を制御しつつ、試験用治具１０に保持された各被試験体１に各コンタクトブロック１２を介して電力を供給する。この結果、試験装置２０は、温度環境を制御しつつ、チップ部品４である被試験体１を駆動させることによって、該チップ部品４に対する試験を行うことができる。

このように、本実施形態の試験装置２０は、上述した試験用治具１０が着脱自在に取付けられ、取付けられた試験用治具１０を試験に用いる。これによって、チップ部品４である被試験体１に試験用電力供給部２２が直接に、電気的に接続する必要がなく、試験用治具１０のコンタクトブロック１２の接触部材１３に試験用電力供給部２２が電気的に接続されればよい。

これによって、上述の試験用治具１０を用いる試験装置２０は、チップ部品４に試験用電力供給部２２が直接に電気的接続する構成である従来技術の試験装置２０と比較して、チップ部品４に対する試験を容易に行うことができる。またこれによって、本実施形態の試験装置２０におけるチップ部品４に対する試験が、完成状態の半導体素子５に対する従来技術の試験に比較して、容易に行うことができる。

以上の結果、本実施形態の試験装置２０は、サブマウント３に接合された半導体チップ２であるチップ部品４に対する試験を、温度環境を制御しつつ直接的に行うことができる。したがって、本実施形態の試験装置２０による試験を含む半導体素子５の製造工程は、完成状態の半導体素子５の生産効率を向上させて、不良品による製造コストを抑えることができる。またしたがって、チップ部品４が単体で出荷される場合に、チップ部品４に対する全数検査を容易に行うことができるので、出荷されるチップ部品４の信頼性を容易かつ充分に向上させることができる。

また本実施形態の試験装置２０において、好ましくは、試験用治具１０のパレット１１が吸着孔１４を有する。この場合、パレット１１上の吸着孔１４の一端の開口に重なる位置に被試験体１が載置され、パレット１１上に各被試験体１が載置された状態で吸着孔１４内の気体が真空吸引源２３によって吸引される。この結果、試験用治具１０内の被試験体１の位置姿勢が、真空吸着によって保持される。

これによって、本実施形態の試験装置２０に、パレット１１上の被試験体１の位置姿勢の保持機構として、試験用治具１０のパレット１１の吸着孔１４と真空吸引源２３とを組合せた簡単な構成が追加される。ゆえに、本実施形態の試験装置２０は、コンタクトブロック１２の接触部材１３を用いて被試験体１の位置姿勢を保持するだけでなく、真空吸引によって被試験体１の位置姿勢をさらに保持することができる。したがって、試験用治具１０内の被試験体１の位置姿勢の保持がより確実になるため、本実施形態の試験装置２０の使い勝手が向上される。

さらにまた、本実施形態の試験装置２０において、温度環境制御部２１が、パレット１１と接触して熱を伝える恒温プレート７４と、恒温プレート７４を加熱冷却する加熱冷却部７５とを含む。また、パレット１１の吸着孔１４と連通可能な連通孔８１が恒温プレート７４に形成されており、パレット１１の吸着孔１４内の気体の吸引時に連通孔８１内の気体も吸引される。この結果、被試験体１の位置姿勢の保持のための真空吸引時に、被試験体１がパレット１１に吸着されるだけでなく、パレット１１が恒温プレート７４に吸着される。これによって、パレット１１と恒温プレート７４との接触性が向上されるため、恒温プレート７４の熱がパレット１１に効率的に伝達される。したがって、試験用治具１０の温度制御がより確実に実行されるため、本実施形態の試験装置２０の使い勝手が向上される。

以上のように説明した本実施形態の試験装置２０の具体的構成の一例としては、被試験体１の半導体チップ２がレーザダイオードから成る。すなわち、本実施形態の試験装置２０の被試験体１であるチップ部品４が、サブマウント３にレーザダイオードが接続された構成であるサブマウント接合レーザチップによって実現され、該チップ部品４を含む完成状態の半導体素子５が半導体レーザ素子で実現される。サブマウント接合レーザチップは、外部の電力供給路からの電力供給に応答して、所定の光を出射する。

被試験体１がサブマウント接合レーザチップであるならば、本実施形態の試験装置２０において、被試験体１であるサブマウント接合レーザチップから出射された光は、反射鏡１５によって反射されて、受光素子２５に導かれる。この結果、サブマウント接合レーザチップの出射方向に拘らず、受光素子２５の位置を任意に設定可能になるため、本実施形態の試験装置２０の構成の自由度が向上される。たとえば、本実施形態の試験装置２０においては、被試験体１に対して、試験用電力供給部２２が備えるコンタクトブロック１２接触用の外部電極２８が位置する側に、サブマウント接合レーザチップから出射された光が導かれる。

上述した本実施形態の試験装置２０において、好ましくは、試験用電力供給部２２の外部電極２８と受光素子２５とが単一の支持基板２６によって支持され、外部電極２８および受光素子２５が、支持基板２６ごと、試験用治具１０に対して近接離反される。この結果、試験用電極供給部の外部端子と検査用の受光素子２５とが一体化されて近接離反する。これによって、被試験体１がサブマウント接合レーザチップである状況下で、本実施形態の試験装置２０は、構成要素の駆動系を共通化して、装置構成を簡略化することができる。

たとえば、試験用治具１０の試験装置２０への着脱時に、試験実施時の位置よりも温度環境制御部２１の恒温プレート７４から離反する待機位置まで、支持基板２６が基板移動部２７によって移動させられる。この結果、支持基板２６の移動に伴って、支持基板２６に支持される受光素子２５および試験用電力供給部２２の外部電極２８も、恒温プレート７４から離反する。

またたとえば、試験用治具１０の試験装置２０への装着後、試験実施時には、前記待機位置の支持基板２６が、待機位置から試験実施時の位置まで、基板移動部２７によって移動させられる。この結果、支持基板２６の移動に伴って、支持基板２６に支持される受光素子２５および試験用電力供給部２２の外部電極２８も、待機位置よりも恒温プレート７４に接近する。

これらによって、本実施形態の試験装置２０において、試験用治具１０の試験装置２０への着脱時に、支持基板２６と恒温プレート７４との間隔が試験実施時よりも広がるため、試験用治具１０を試験装置２０に着脱し易くなる。したがって、本実施形態の試験装置２０の使い勝手が向上される。

図５は、本実施形態の試験用治具１０において、コンタクトブロック１２に備えられる一対の接触部材１３の詳細な構成を示す図である。一対の接触部材１３は、基本的な構成は等しく、実際の寸法が相互に異なる。ゆえに一対の接触部材１３の一方だけを図５に記載して説明する。以後の説明において、コンタクトブロック１２とパレット１１との近接離反方向を「Ｚ方向」と定義し、後述するコンタクトブロック１２の接触部材１３の長手方向を「Ｙ方向」と定義し、Ｙ方向およびＺ方向に直交する方向を「Ｘ方向」と定義する。

接触部材１３は、導電性材料から形成される。導電性材料から形成される電極や端子が接触部材１３に機械的に接触すれば、該電極や端子と接触部材１３とが電気的に接続される。接触部材１３の詳細な構成は、上述の機能を実現可能であれば、特に限定されるものではない。接触部材１３は、一例としては、ベリリウム銅から形成され、表面に金メッキなどが施される。

接触部材１３は、細長い板状部材の両端が板状部材の幅方向の相反する向きにそれぞれ突出した形状であり、全体として略乙形状を成す。接触部材１３の長手方向一方端の突出部が、被試験体１と機械的に接触して電気的接続を成す。接触部材１３の長手方向他方端の突出部が、試験用治具１０の外部からの電力供給用端子と機械的に接触して電気的接続を成す。たとえば、本実施形態の試験用治具１０が本実施形態の試験装置２０に取付けられる場合、試験用電力供給部２２の外部電極２８が、一対の接触部材１３の長手方向他方端の突出部に、機械的に接触する。

以後の説明では、接触部材１３の長手方向両端部のうち、被試験体１と機械的接触すべき一方端部を「内部接触端部３１」と称し、試験用治具１０の外部の各種電極と機械的接触すべき他端部を「外部接触端部３２」と称する。また接触部材１３の内部接触端部３１および外部接触端部３２を除く長手方向中央部を、「中央撓り部３３」と称する。

一対の接触部材１３の内部接触端部３１の突出部は、前述した図３Ｂに示すように、コンタクトブロック１２のパレット１１への装着時に、被試験体１の陽極陰極にそれぞれ機械的に接触可能になるように、形状および位置が定められる。すなわち、一対の接触部材１３の内部接触端部３１の突出部の形状および大きさは、被試験体１の構成に応じて定められる。また、一対の接触部材１３の外部接触端部３２の突出部は、被試験体１の大きさに拘らず、試験用治具１０の外部の各種電極との容易な機械的接触が可能となるように、充分に大きく形成される。このような一対の接触部材１３が用いられることで、被試験体１の大きさに拘らず、試験用治具１０の外部の各種電極との機械的接触が容易になるため、試験用治具１０の使い勝手が向上される。

接触部材１３の外部接触端部３２は、コンタクトブロック１２内で固定される。接触部材１３の内部接触端部３１は、固定端部である外部接触端部３２を支点として、コンタクトブロック１２のパレット１１への載置時に被試験体１と近接離反するＺ方向に変位可能である。接触部材１３の中央撓み部は、外部接触端部３２を支点として、内部接触端部３１の変位に応じて、Ｚ方向に撓ることが可能に構成される。

コンタクトブロック１２のパレット１１への載置時には、接触部材１３の内部接触端部３１の突出部が、パレット１１上の被試験体１と接触する。接触部材１３の内部接触端部３１突出部の被試験体１との機械的接触に伴い、接触部材１３の中央撓り部３３がＺ方向に撓る。これによって、接触部材１３が被試験体１を押さえ込む。一例としては、接触部材１３は約０．０５Ｎの力で、被試験体１を押さえ込む。

接触部材１３が板ばね構造を成すことによって被試験体１の電気的接続と被試験体１の保持とを行う接触部材１３の構成を簡単にすることができるため、本実施形態の試験用治具１０の製造コストおよび管理維持コストを低減させることが可能になる。

図６Ａ〜図６Ｃは、本実施形態の試験用治具１０に備えられるコンタクトブロック１２の詳細な構成を示す図であり、図６Ａはコンタクトブロック１２の正面図であり、図６Ｂはコンタクトブロック１２の平面図であり、図６Ｃはコンタクトブロック１２の側面図である。図７Ａおよび図７Ｂは、試験用治具１０に含まれるパレット１１の詳細な構成を示す図であり、図７Ａはパレット１１の平面図であるであり、図７Ｂは本実施形態のパレット１１内の後述する載置台５２において、被試験体１の予定位置１７近傍を示す部分拡大図である。

以下に、図６Ａ〜図６Ｃ、図７Ａおよび図７を参照して、パレット１１およびコンタクトブロック１２の具体的な構成を以下に説明する。なお図６Ａ〜図６Ｃに示すコンタクトブロック１２の詳細構成ならびに図７Ａおよび図７Ｂに示すパレット１１の詳細構成は、コンタクトブロック１２およびパレット１１の詳細構成の一例であり、これに限定されるものではない。以後の説明において、コンタクトブロック１２とパレット１１との近接離反方向を「Ｚ方向」と定義し、後述するコンタクトブロック１２の接触部材１３の長手方向を「Ｙ方向」と定義し、Ｙ方向およびＺ方向に直交する方向を「Ｘ方向」と定義する。

コンタクトブロック１２は、被試験体１と試験用治具１０の外部部材との電気的接続を介在し、かつ、被試験体１であるチップ部品４をパレット１１に固定する機能を有する。コンタクトブロック１２は、接触部材１３の他に、カバー体４１と、ベース板４２と、ブロック用位置決めピン４３とをさらに含む。パレット１１は、反射鏡１５の他に、基台５１と、載置台５２と、固定機構５３と、鏡台５４とをさらに含む。一例として、ベース板４２がＰＥＥＫ材などから形成され、カバー体４１がアルミなどから形成され、ブロック用位置決めピン４３がステンレスなどから形成される。

パレット１１において、１以上のコンタクトブロック１２をそれぞれ装着すべき基準位置１８が、基台５１の上面に予め設定されている。基台５１上面の単一の基準位置１８に対し、載置台５２と一対の固定機構５３と反射鏡１５と鏡台５４とが備えられる。なお、図７Ａおよび図７Ｂの例では、１以上の被試験体１を載置すべきパレット１１において、単一の被試験体１に係る範囲内の構成だけを詳細に示す。実際のパレット１１は、図７Ａおよび図７Ｂで示す構成を載置すべき被試験体１の数だけ並べた構成を有する。

コンタクトブロック１２において、矩形板状のベース板４２の上面に、直方体状のカバー体４１が載置される。ベース板４２は、たとえばねじ止めによって、カバー体４１の底面に固定される。カバー体４１のＹ方向の奥行きは、ベース板４２のＹ方向の奥行きよりも短い。ベース板４２およびカバー体４１は、コンタクトブロック１２の各種構成要素を保持する。ベース板４２は、接触部材１３とパレット１１を絶縁する。コンタクトブロック１２の移載時には、網掛けで示すカバー体４１の側面の一部分が把持される。

コンタクトブロック１２において、カバー体４１の底部の中央部には、底部溝４５が形成されている。カバー体４１の底部溝４５は、カバー体４１の底面側に開口して、カバー体４１をＹ方向に貫通する。ベース板４２には、固定時にカバー体４１の底部溝４５と対向する位置に、スリット４８が形成されている。ベース板４２のスリット４８は、カバー体４１の底部溝４５の長手方向と同方向に延伸して、底部溝４５よりも幅が狭い。

コンタクトブロック１２において、Ｚ方向と平行であるベース板４２の法線方向から見て、接触部材１３の長手方向両端部である外部接触端部３２および内部接触端部３１が、カバー体４１の外に位置する。接触部材１３の長手方向中央部である中央撓り部３３が、接触部材１３の外部接触端部３２を支点としてベース板４２の法線方向Ｚに撓り自在になるように、カバー体４１の底部溝４５およびベース板４２に囲まれた空間内に配置される。カバー体４１の底部溝４５のＺ方向の高さは、接触部材１３の内部接触端部３１の被試験体１への接触に伴う接触部材１３の撓りを妨げない程度の充分な高さを有する。

パレット１１において、載置台５２は、被試験体１を載置するための部材である。直方体形状の載置台５２は、長手方向がＹ方向と平行になるように、基台５１上面の基準位置１８内のＸ方向中央部に固定される。被試験体１を載置すべき予定位置１７は、詳しくは、載置台５２上面に設定される。

パレット１１において、図７Ｂに示すように、基台５１の法線方向であるＺ方向から見て、パレット１１の予定位置１７の中央部に、パレット１１の吸着孔１４の一方端が開口する。パレット１１の吸着孔１４は、具体的には、載置台５２および基台５１を貫通しており、基台５１の底面に吸着孔１４の他方端が開口している。

コンタクトブロック１２において、略板状の一対の接触部材１３は、接触部材１３の長手方向他方端である外部接触端部３２が固定されるように、ベース板４２に取付けられる。ベース板４２に取付けられた一対の接触部材１３の中央撓り部３３の間隔は、パレット１１の載置台５２のＸ方向の幅よりも広い。コンタクトブロック１２のパレット１１への装着時に、パレット１１の載置台５２がコンタクトブロック１２の一対の接触部材１３の中央撓り部３３間の間隙に位置できるように、一対の接触部材１３のコンタクトブロック１２内の位置および載置台５２のパレット１１内の各基準位置１８に対する位置が定められる。

パレット１１において、基台５１上面に備えられる載置台５２の上面に被試験体１が載置されることによって、被試験体１の載置位置が、基台５１上面よりも一段高くなる。被試験体１が基台５１上面に直接載置される構成よりも、本実施形態のように基台５１上面の載置台５２上に被試験体１が載置される構成のほうが、コンタクトブロック１２のパレット１１への装着時に、接触部材１３の内部接触端部３１の被試験体１への機械的接触に応答して、コンタクトブロック１２内の接触部材１３が充分に撓る。これによって、接触部材１３の撓りによって被試験体１がより充分に押さえ込まれるため、被試験体１の位置姿勢が充分に保持される。

コンタクトブロック１２において、ベース板４２の底面には、１以上のブロック用位置決めピン４３が固定される。またパレット１１において、基準位置１８毎に、各ブロック用位置決めピン４３が嵌合すべきブロック用嵌合凹部６１が、基台５１上面に形成されている。ブロック用位置決めピン４３が２本ある場合、２本のブロック用位置決めピン４３は、たとえば、ベース板４２の対角の隅部にそれぞれ配置される。なお、パレット１１側にブロック用位置決めピン４３が設けられ、コンタクトブロック１２側にブロック用嵌合凹部６１が形成される構成であってもよい。

ブロック用位置決めピン４３およびブロック用嵌合凹部６１は、コンタクトブロック１２のパレット１１への装着時に、コンタクトブロック１２の位置を固定するための構成である。コンタクトブロック１２がパレット１１の所定の基準位置１８に載置されると、パレット１１のブロック用嵌合凹部６１にコンタクトブロック１２のブロック用位置決めピン４３が嵌合する。この結果、基台５１上面に平行な方向のコンタクトブロック１２の移動が阻害されるので、コンタクトブロック１２がパレット１１の基準位置１８に固定される。

ブロック用位置決めピン４３およびブロック用嵌合凹部６１は、好ましくは、コンタクトブロック１２とパレット１１との位置決めガイドを兼ねる。逆円錐状のブロック用位置決めピン４３と円筒孔状のブロック用嵌合凹部６１とが嵌合可能になるようにコンタクトブロック１２がパレット１１の所定位置におおよそ位置決めされると、ブロック用位置決めピン４３がブロック用嵌合凹部６１に嵌合する挙動に合わせて、パレット１１に対するコンタクトブロック１２の位置が自然に調整される。ゆえに、ブロック用位置決めピン４３およびブロック用嵌合凹部６１が設けられるならば、詳細な位置決め無しにパレット１１とコンタクトブロック１２との相対位置が自然調整されるので、使い勝手がよい。

パレット１１において、パレット１１上のコンタクトブロック１２が載置されるべき基準位置１８のＸ方向両側に、一対の固定機構５３が配置される。コンタクトブロック１２において、カバー体４１のＸ方向の両側面に、固定凹部４６がそれぞれ設けられる。すなわち、単一のコンタクトブロック１２に対し、同形状の一対の固定機構５３および一対の固定凹部４６が備えられる。パレット１１側の固定機構５３と、コンタクトブロック１２側の固定凹部４６とが組合わされて、コンタクトブロック１２をパレット１１上に着脱自在に装着するための装着機構５６が構成される。

パレット１１において、単一の固定機構５３は、詳しくは、ストッパボール６４と、ボール用ばね６５と、固定部材６６とを含む。固定部材６６のＸ方向両側面のうちの基準位置１８側に向く一側面に、該一側面に開口する収納凹部６７が形成される。収納凹部６７には、収納凹部６７から突出自在になるように、ストッパボール６４が収納される。またストッパボール６４と収納凹部６７の底部との間に、ボール用ばね６５がＸ軸方向に伸縮自在に介在される。ボール用ばね６５の一端が収納凹部６７の底部に固定されるため、ボール用ばね６５のばね力は、固定部材６６の収納凹部６７内部から収納凹部６７外部へストッパボール６４を押出す向きに作用する。コンタクトブロック１２において、カバー体４１のＸ方向両側面の固定凹部４６は、固定機構５３のストッパボール６４の一部分が嵌合可能な形状を有する。

ストッパボール６４に外部から力が作用しない状態では、ストッパボール６４は、ボール用ばね６５によって、収納凹部６７から一部分が突出する状態で待機する。ボール用ばね６５のばね力以上の力がストッパボール６４に外部から加えられると、ストッパボール６４はばね力に逆らって収納凹部６７内部に収納される。収納凹部６７内部に収納されたストッパボール６４は、ばね力によって再び収納凹部６７から一部分が突出する。

一対の固定機構５３のストッパボール６４の待機時の距離は、コンタクトブロック１２のカバー体４１のＸ方向の両側面の幅よりも多少狭い。２つの固定機構５３の対面するＸ方向１側面の距離は、コンタクトブロック１２のＸ方向の幅と同程度か多少広い。ゆえに、コンタクトブロック１２のパレット１１の基台５１への近接離反に伴い、コンタクトブロック１２のカバー体４１の接触による外力がパレット１１の固定機構５３のストッパボール６４に加わってストッパボール６４の位置がＸ方向に移動し、コンタクトブロック１２のカバー体４１の固定凹部４６にパレット１１の固定機構５３のストッパボール６４が嵌合脱離する。この結果、コンタクトブロック１２のパレット１１への着脱自在に装着される。

たとえば、コンタクトブロック１２のパレット１１への装着時には、コンタクトブロック１２がパレット１１の基台５１に近接する向きに移動する。コンタクトブロック１２の移動に伴い、基準位置１８の両側に配置される一対の固定機構５３の間にコンタクトブロック１２が挿入され、コンタクトブロック１２のカバー体４１のＸ方向両側面が一対の固定機構５３のストッパボール６４に接触する。ストッパボール６４は球状なので、コンタクトブロック１２の移動に伴い、カバー体４１のＸ方向両側面がストッパボール６４にばね力に逆らう向きの外力を加え、ストッパボール６４が収納凹部６７内部に収納される。コンタクトブロック１２のカバー体４１のＸ方向両側面の固定凹部４６がストッパボール６４と対向する位置に至ると、ストッパボール６４に加わる外力が低減するので、ストッパボール６４の一部分が収納凹部６７から突出して固定凹部４６に入り込む。この結果、一対の固定機構５３によってコンタクトブロック１２が固定される。

以上説明したように、コンタクトブロック１２がパレット１１の所定の基準位置１８に載置されると、パレット１１の基台５１のブロック用嵌合凹部６１に、コンタクトブロック１２のブロック用位置決めピン４３が嵌合する。またコンタクトブロック１２がパレット１１の基準位置１８に載置されると、コンタクトブロック１２のカバー体４１の固定凹部４６に、パレット１１の固定機構５３のストッパボール６４が嵌合する。これらによって、コンタクトブロック１２がパレット１１に着脱自在に装着される。

パレット１１において、被試験体１が後述するサブマウント接合レーザチップなどの発光部品である場合、反射鏡１５は、被試験体１から出射された光を所定の方向に反射させる。鏡台５４は、被試験体１から出射される光を反射させるべき方向に合わせた角度で、反射鏡１５を支える。反射鏡１５によって光の光路を９０度屈折させるならば、鏡台５４は反射鏡１５を光の出射方向に対して４５度傾けた角度に支持する。

被試験体１がサブマウント接合レーザチップなどの発光部品である場合、本実施形態の試験装置２０において、好ましくは、パレット１１の反射鏡１５は、サブマウント接合レーザチップからの光の出射方向に対して４５度傾けられて設置されており、サブマウント接合レーザチップから出射される光を、光の出射方向に対して９０度を成す方向へ反射させる。

サブマウント接合レーザチップの発光面に対して平行に受光素子２５を設置する構成では、サブマウント接合レーザチップの発光面の前に受光素子２５を設けるスペースが必要なので、パレット１１のサイズが大きく成り易い。サブマウント接合レーザチップの発光面に対して４５度傾けた反射鏡１５を使用することで、サブマウント接合レーザチップからの光出射方向に対して光の出射方向を９０度曲げることによって、サブマウント接合レーザチップの発光面に対し受光素子２５を垂直に設置することができるため、パレット１１および試験装置２０を小型化することができる。

再び図１を参照して、本実施形態の試験装置２０の詳細な構成を、以下に説明する。本実施形態の試験装置２０は、詳しくは、制御部７１と出力部７２とをさらに含む。また試験用電力供給部２２は、詳しくは、外部電極２８の他に、駆動回路２９を備える。温度環境制御部２１の加熱冷却部７５は、ペルチェ素子８５と、放熱ファン８７と、放熱フィン８６と、温度制御器８４とを含む。温度環境制御部２１の恒温プレート７４の上面には、試験用治具１０を位置決めするための治具用位置決めピン８２が備えられる。試験用治具１０のパレット１１の基台５１底面には、治具用位置決めピン８２が嵌合すべき治具用嵌合凹部６２が形成される。

制御部７１は、被試験体１に対する試験を行うために、試験装置２０の構成要素を制御する。制御部７１は、例えば、温度環境制御部２１によって制御された温度環境下で電力供給された被試験体１の駆動結果を入手し、入手した駆動結果に基づいて被試験体１の良否などを判断する。被試験体１の試験結果は、出力部７２に出力される。出力部７２は、被試験体１の試験結果を試験装置２０の利用者に提示する。また出力部７２は、試験装置２０を備えた製造工程の他の装置へ、試験結果を伝達する。

試験用電力供給部２２の駆動回路２９は、試験装置２０の制御部７１からの制御命令に応答し、外部電極２８を介して、試験用治具１０内の被試験体１に、被試験体１を駆動するための電力を供給する。また、試験用電力供給部２２の駆動回路２９は、受光素子２５と制御部７１との間に介在されて、受光素子２５からの信号を制御部７１に伝達する。すなわち、試験用電力供給部２２の駆動回路２９は、所謂ドライバ回路として動作する。

温度環境制御部２１の加熱冷却部７５において、ペルチェ素子８５の上面は、恒温プレート７４の底面に機械的接触している。放熱フィン８６は、ペルチェ素子８５の底面に機械的接触している。放熱ファン８７は、放熱フィン８６を通過する気流を発生させる。温度制御器８４は、試験装置２０の制御部７１からの制御信号に応答して、試験用治具１０の温度環境が制御部７１から指示される温度環境になるように、ペルチェ素子８５を駆動させる。温度制御器８４からの制御に応答して、ペルチェ素子８５の上面および底面のいずれか一方面が発熱し、いずれか他方面が吸熱する。ペルチェ素子８５の上面の発熱・吸熱に応答して、ペルチェ素子８５と恒温プレート７４との間で熱交換が起こる。ペルチェ素子８５の裏面の発熱は、放熱フィン８６に伝達される。ペルチェ素子８５の発する余分な熱は、放熱フィン８６および放熱ファン８７によって排熱される。

治具用位置決めピン８２および治具用嵌合凹部６２は、試験用治具１０の試験装置２０への取付け時に、試験用治具１０の位置を固定するための構成である。試験用治具１０が試験装置２０の恒温プレート７４上の所定位置に載置されると、試験用治具１０のパレット１１の基台５１底面の治具用嵌合凹部６２に、恒温プレート７４の上面の治具用位置決めピン８２が嵌合する。この結果、恒温プレート７４上面に平行な方向の試験用治具１０の移動が阻害されるので、試験用治具１０が試験装置２０内の所定位置に固定される。治具用位置決めピン８２および治具用嵌合凹部６２は、好ましくは、ブロック用位置決めピン４３およびブロック用嵌合凹部６１の組合せと同様に、試験用治具１０と恒温プレート７４との位置決めガイドを兼ねる。この結果、試験装置２０の使い勝手がよくなる。なお、試験用治具１０側に治具用位置決めピン８２が設けられ、恒温プレート７４側に治具用嵌合凹部６２が形成される構成であってもよい。

上述したように、本実施形態の試験装置２０は、端子電極７を備えるパッケージ６へチップ部品４が封入された構成である完成状態の半導体素子５ではなく、チップ部品４単体を被試験体１とする。また本実施形態の試験装置２０において、被試験体１であるチップ部品４は、パッケージ６の端子電極７に代わって、試験用治具１０のコンタクトブロック１２の接触部材１３を介して、試験用電力供給部２２と電気的に接続される。

本実施形態の試験装置２０において、チップ部品４がレーザダイオードなどの発光を成す構成である場合、チップ部品４の発光状態が試験結果として観測される。もちろん、チップ部品４の試験結果は、発光状態に限らず、電気信号の出力状態など、チップ部品４の駆動状態を推測可能な出力が得られればよい。なお、試験結果としてチップ部品４からの電気的な出力を観察する必要がある場合、本実施形態の試験装置２０は、チップ部品４からの電気的出力も、試験用治具１０のコンタクトブロック１２の接触部材１３を介して、外部に取出せばよい。

前述の図１で説明したように、本発明の試験装置２０の被試験体１であるチップ部品４は、サブマウント３に接合された半導体チップ２を含む。半導体チップ２は、電力供給に応じて所定の機能を発揮する部品である。サブマウント３は、たとえば、半導体チップ２を載置支持する部品であり、半導体チップ２に直接的に接合される。

たとえば、半導体チップ２は、半導体層を含む複数の機能層が重ねられて構成される。一例としては、半導体チップ２は、表層に多数の回路が作り込まれたウェハを所定形状に切断して形成される所謂ダイで実現される。サブマウント３は、たとえば、半導体チップ２の機能層へ機械的に接触する電極層や、半導体チップ２から発生する熱の放熱層などを含む。

完成状態の半導体素子５は、端子電極７を備えたパッケージ６にチップ部品４を内封し、チップ部品４と端子電極７とを電気的に接続した構成を有する。パッケージ６は、たとえば、後述するいわゆるステム１０１やフレームで実現される。パッケージ６内に内封されたチップ部品４とパッケージ６の端子電極７とは、たとえば、接続用ワイヤ８をボンディングすることで、電気的に接続される。

上述したように、チップ部品４から完成状態の半導体素子５を作成するには、高価なステム１０１やワイヤ８を含むパッケージ６が必要であり、かつ、パッケージ６にチップ部品４を内封して電気的に接続するための各種のアセンブリ工程が必要である。このため、チップ部品４から完成状態の半導体素子５を作成するには、各種アセンブリ工程に要する作業時間がかかり、かつ、チップ部品４の他にパッケージ６などの部品などの費用がさらに必要とされる。

従来技術の半導体素子５の製造工程においては、多数の完成状態の半導体素子５を作成して、完成した全ての半導体素子５の中から不良な半導体素子５を除き、良品の半導体素子５だけを出荷する。上述の製造工程において、全半導体素子５の製造に要した費用総額に対して、欠品とされた不良な半導体素子５の製造に要した費用が、損失費用となる。

上述した従来技術の半導体素子５の製造工程においては、完成状態の半導体素子５に対して各種の信頼性試験が実施されている。ゆえに、完成状態の半導体素子５にチップ部品４に起因する不良が発見された場合、パッケージ６に不良が無いにもかかわらず、完成状態の半導体素子５そのものを欠品とせざるを得なかった。このため、上述した従来技術の半導体素子５の製造工程においては、チップ部品４の不良に起因する不良な半導体素子５が発見された状況下において、チップ部品４単体を欠品とする場合よりも、完成状態の半導体素子５全体を欠品とする場合のほうが、１ロット当りの損失費用が多くなる。

本実施形態の試験装置２０は、完成状態の半導体素子５ではなく、パッケージ６に取付ける前のチップ部品４に対して各種の試験を実施するため、チップ部品４単独の良否を判断することができる。このような本実施形態の試験装置２０を含む半導体素子５の製造工程においては、パッケージ６に取付ける前にチップ部品４単独の良否が判断され、パッケージ６未装着の全てのチップ部品４から不良なチップ部品４を排除して、良品のチップ部品４だけがパッケージ６に取付けられる。ゆえに、本実施形態の製造工程において、良品のパッケージ６に不良なチップ部品４が取付けられて完成状態の半導体素子５自体が不良となることが、未然に防止される。これによって、チップ部品４に対する本実施形態の試験装置２０を含む製造工程は、完成状態の半導体素子５に対する試験装置２０を含む従来技術の製造工程よりも、チップ部品４の不良に起因する製造コストを削減することができる。

本実施形態のチップ部品４の一例として、半導体チップ２がレーザダイオード９０で実現されるチップ部品４が挙げられる。以後の説明において、「半導体チップ２がレーザダイオード９０であるチップ部品４」を「サブマウント接合レーザチップ１００」と称することがある。

図８Ａは、本実施形態の試験装置２０の被試験体であるチップ部品４の一例であるサブマウント接合レーザチップ１００の構成を示す模式的な平面図である。図８Ｂは、図８Ａのサブマウント接合レーザチップ１００の構成を示す模式的な側面図である。図８Ｃは、図８Ａのサブマウント接合レーザチップ１００の電気記号を示す図である。図８Ｄは、図８Ａのサブマウント接合レーザチップ１００を含む完成状態の半導体素子５である半導体レーザ素子の構成を示す模式図である。

半導体チップ２の１種類であるレーザダイオード９０は、Ｐ型半導体層９１とＮ型半導体層９２とが接合されたＰＮ接続層を有し、図８Ｃの回路図で表されるようなダイオードとして機能する。ＰＮ接続層の一方の半導体層側に陽極９３（アノード）が設けられ、ＰＮ接続層の他方の半導体層側に陰極９４（カソード）が設けられる。レーザダイオード９０は、一例としては、ガリウムヒ素（Gallium_Arsenide：ＧａＡｓ）の半導体層を含んで形成される。

レーザダイオード９０に接合されるサブマウント３は、レーザダイオード９０が発する熱を放熱する機能を備える。また前述のサブマウント３は、たとえば、導電性材料から成る上面電極層９７と、絶縁体から成る下部絶縁体層９８とを含む。下部絶縁体層９８のレーザダイオード９０側の面に、上面電極層９７が重ねて配置される。サブマウント３は、一例としては、窒化アルミニウムから成る放熱層を含んで構成される。

サブマウント接合レーザチップ１００内において、レーザダイオード９０の陽極９３および陰極９４のどちらか一方極が上面電極層９７と機械的かつ電気的に接続するように、レーザダイオード９０がサブマウント３上の上面電極層９７に接合される。ゆえに、サブマウント接合レーザチップ１００に電力を供給するための電力供給路の外部電極２８は、サブマウント３の上面電極層９７を介して、レーザダイオード９０の前記どちらか一方極に電気的に接続する。

レーザダイオード９０の陽極９３および陰極９４間に所定の電力が供給されると、Ｐ型半導体層９１とＮ型半導体層９２との接合境界部の発光点９５が発光する。サブマウント接合レーザチップ１００の発光点９５から出射する光は、サブマウント接合レーザチップ１００外部へ出射される。

サブマウント接合レーザチップ１００を含む完成状態の半導体レーザ素子は、一例としては、図８Ｄに示すように、サブマウント３に接合されたレーザチップであるサブマウント接合レーザチップ１００を、ステム１０１やフレームなどで実現されるパッケージ６へボンディングし、パッケージ６の一対の端子電極７にサブマウント接合レーザチップ１００の陽極９３、陰極９４をワイヤーボンディングした構成を有する。

具体例としては、完成状態の半導体レーザ素子は、いわゆるＣＡＮパッケージ６を有する。ＣＡＮパッケージ６を有する完成状態の半導体レーザ素子は、端子電極７を備えるステム１０１と、キャップ１０２とを含む。

ステム１０１は、略円柱形の基部１０４と、サブマウント接合レーザチップ１００が搭載される搭載部１０５とを有する。ステム１０１の搭載部１０５は、ステム１０１の基部１０４の軸線方向の一表面から突出している。ステム１０１は、サブマウント接合レーザチップ１００から発生する熱を放射する機能を有する。ステム１０１は、熱伝導性および導電性の高い金属によって形成される。ステム１０１の基部１０４の軸線方向の他表面から、一対の端子電極７が突出する。

一対の端子電極７は、完成状態の半導体レーザ素子を駆動する電流を供給するためのプラス（＋）側端子電極１０６とグランド側端子電極１０７とを含む。プラス側端子電極１０６は、ステム１０１に電気絶縁性部材を介して設けられ、ステム１０１とは電気的に絶縁されている。プラス側端子電極１０６およびグランド側端子電極１０７は、ステム１０１に搭載されるサブマウント接合レーザチップ１００に電気的に接続されている。

キャップ１０２は、基部１０４の一表面の周縁部が露出するような大きさの有底筒状に形成され、基部１０４と同軸に設けられる。有底筒状のキャップ１０２は、サブマウント接合レーザチップ１００およびステム１０１の搭載部１０５を覆い、開口部がステム１０１の基部１０４の一表面で基部１０４に接合される。キャップ１０２も、サブマウント接合レーザチップ１００から発生する熱を放射する機能を有する。キャップ１０２は、サブマウント接合レーザチップ１００から出射されるレーザ光を透過する透過部を底部分に有する。キャップ１０２の透過部を除く部分については、熱伝導性および導電性の高い金属によって形成される。

半導体レーザ素子の詳細な構成は、上述の機能を実現可能であれば、特に限定されるものではない。たとえば、半導体レーザ素子は、ＣＤ（Compact Disk）の読取り書込み用またはＤＶＤ（Digital Versatile Disk）の読取り書込み用の光を発する構成であってもよいし、単波長または２波長の光を出力する構成のものであってもよい。サブマウント接合レーザチップ１００の発光波長としては、４００ｎｍ〜１３００ｎｍのものが好ましい。サブマウント接合レーザチップ１００に用いられる半導体としては、ガリウム砒素系のものが好ましい。ステム１０１の構成材料は、特に限定されるものではなく、たとえばアルミニウムが挙げられる。端子電極７の構成材料は、特に限定されるものではなく、たとえば銅などが挙げられる。キャップ１０２の透過部を除く部分の構成材料は、特に限定されるものではなく、たとえばアルミニウムが挙げられる。

上述したように、被試験体１がサブマウント接合レーザチップ１００である場合、たとえば、電流制御モード（Auto Current Control：ＡＣＣ）駆動時およびパワー駆動モード（Auto Power Control：ＡＰＣ）駆動時の両方において、サブマウント接合レーザチップ１００から発振されたレーザ光をフィードバックしてサブマウント接合レーザチップ１００の良否判定のために測定するとよい。

図９Ａは、本実施形態の試験用治具１０のコンタクトブロック１２の電気的特性を検査するための検査装置１１０の構成を示す模式図である。図９Ｂは、本実施形態の検査装置１１０の電気系の構成を示す模式図である。

図９Ａおよび図９Ｂの検査装置１１０は、本実施形態の試験用治具１０において、多数のコンタクトブロック１２のうちから、被試験体１と電力供給路との間を介在可能な良品のコンタクトブロック１２を予め選別するための装置である。本実施形態の検査装置１１０で選別された良品のコンタクトブロック１２だけを用いて、本実施形態の試験用治具１０を用いた試験が行われる。

本実施形態の検査装置１１０は、詳しくは、上述した本実施形態の試験用治具１０に用いられるコンタクトブロック１２の電気的特性を検査するための装置である。検査装置１１０は、疑似パレット１１１と、疑似チップ１１２と、検査用電力供給部１１３と、抵抗計測部１１４とを含む。疑似チップ１１２は、本実施形態の試験用治具１０の単一の被試験体１と同形状の電極である。疑似パレット１１１は、本実施形態の試験用治具１０のパレット１１と同形状の部材である。

本実施形態の検査装置１１０において、擬似チップ１１２が疑似パレット１１１上に載置されている。疑似チップ１１２載置済の疑似パレット１１１上に、被検査物であるコンタクトブロック１２が装着される。検査装置１１０における疑似チップ１１２と疑似パレット１１１とコンタクトブロック１２との位置関係は、試験装置２０における被試験体１とパレット１１とコンタクトブロック１２との位置関係は等しい。

本実施形態の検査装置１１０において、コンタクトブロック１２の疑似パレット１１１への装着後、コンタクトブロック１２の接触部材１３を介して、疑似パレット１１１上の疑似チップ１１２に電力を供給しつつ、コンタクトブロック１２の接触抵抗が計測される。計測されたコンタクトブロック１２の接触抵抗に基づき、コンタクトブロック１２が良品であるか否かが判断される。

これによって、本実施形態の検査装置１１０は、疑似チップ１１２載置済の疑似パレット１１１にコンタクトブロック１２を装着すれば、該コンタクトブロック１２の電気的特性を容易に計測することができる。したがって、本実施形態の検査装置１１０は、試験装置２０のパレット１１へのコンタクトブロック１２の装着手順と同等の簡単な手順を用いてコンタクトブロック１２の電気的特性を計測することができる。ゆえに、本実施形態の検査装置１１０は、使い勝手がよい。

図９Ａおよび図９Ｂを参照して、本実施形態の検査装置１１０の詳細構成を、以下に説明する。本実施形態の検査装置１１０において、疑似チップ１１２と検査用電力供給部１１３と抵抗計測部１１４とを含む電気系が、試験用治具１０の接触部材１３の数と同数用意される。図９Ａおよび図９Ｂの例では、前記電気系が２系統用意される。単一の電気系において、抵抗計測部１１４は、検査用外部電極１１７と疑似チップ１１２との間の電圧を計測する。計測結果に基づいて、コンタクトブロック１２の接触部材１３の接触抵抗が求められる。

本実施形態の検査装置１１０において、検査装置１１０の疑似パレット１１１は、試験用治具１０のパレット１１の基台５１の単一のコンタクトブロック１２に関連する部分と同形状に形成される。たとえば、試験用治具１０のパレット１１の基台５１のブロック用嵌合凹部６１と同形状の凹部が疑似パレット１１１の上面に形成されており、疑似パレット１１１へのコンタクトブロック１２の装着時に、コンタクトブロック１２のブロック用位置決めピン４３が疑似パレット１１１の凹部に嵌まり込む。

本実施形態の検査装置１１０において、検査用電力供給部１１３は、定電流電源１１６と検査用外部電極１１７とを含む。検査用電力供給部１１３の検査用外部電極１１７は、試験用治具１０の接触部材１３の外部接触端部３２と機械的に接触する。試験用治具１０の接触部材１３の内部接触端部３１は、検査装置１１０の疑似チップ１１２の先端部に機械的に接触する。疑似チップ１１２の先端部の形状は、試験用治具１０のパレット１１上に載置される被試験体１と同形状に形成される。また疑似パレット１１１に対する疑似チップ１１２の先端部の位置関係が試験用治具１０におけるパレット１１に対する被試験体１の位置関係を同等になるように、疑似パレット１１１に対する疑似チップ１１２の位置が定められる。定電流電源１１６は、定電流電源１１６と検査用外部電極１１７とコンタクトブロック１２の接触部材１３と疑似チップ１１２と抵抗計測部１１４とを含む電気系へ、所定の電力を供給する。

これらの構成によって、検査装置１１０の疑似パレット１１１にコンタクトブロック１２を装着すると、コンタクトブロック１２の接触部材１３の中央撓り部３３がパレット１１へのコンタクトブロック１２の装着時と同等に撓りつつ、該接触部材１３の内部接触端部３１が疑似チップ１１２の先端部と機械的に接触する。コンタクトブロック１２装着後、検査用外部電極１１７が接触部材１３の外部接触端部３２と電気的に接続され、検査用外部電極１１７と疑似チップ１１２との間の電圧が計測される。これによって、検査装置１１０は、コンタクトブロック１２の電気的特性を確実に計測することができる。

図１０Ａ〜図１０Ｃは、載置装置１２０の構成を示す模式図である。図１１Ａ〜図Ｄは、本実施形態の載置装置１２０において、被試験体１およびコンタクトブロック１２をパレット１１に載置する載置手順を説明するための模式図である。図１２Ａおよび図１２Ｂは、載置装置１２０の載置手順を説明するためのフローチャートである。図１０Ａ図１０Ｃ、図１１Ａ〜図１１Ｄ、図１２Ａおよび図１２Ｂを合わせて説明する。

本実施形態の載置装置１２０は、上述の試験用治具１０のパレット１１に、上述の被試験体１を載置して上述のコンタクトブロック１２を装着するための装置である。本実施形態の載置装置１２０は、図１０Ａに示すように、被試験体１を把持して移送するための被試験体移送部１２２と、コンタクトブロック１２を把持して移送するためのコンタクトブロック移送部１２３と、被試験体移送部１２２およびコンタクトブロック移送部１２３を制御するための移送制御部１２４とを含む。コンタクトブロック移送部１２３には、好ましくは、前述したコンタクトブロック１２の検査装置１１０が含まれる。

本実施形態の載置装置１２０において、最初に、パレット１１内の被試験体１を載置すべき予定位置１７と、被試験体移送部１２２に把持される被試験体１の形状および把持状態とが、認識される。次いで、パレット１１上の認識された予定位置１７の中心と被試験体１の中心が一致する位置に、該被試験体１が載置される。最後に、パレット１１上に載置された被試験体１に接触部材１３が電気的に接続可能な予め定める基準位置１８に、コンタクトブロック１２が載置される。

この結果、本実施形態の載置装置１２０が用いられる場合、載置装置１２０がパレット１１に対する被試験体１およびコンタクトブロック１２の位置を定めるので、パレット１１とコンタクトブロック１２と被試験体１とを相互に位置決めするための位置決め機構を、パレット１１およびコンタクトブロック１２が備える必要がない。これによって、本実施形態の試験用治具１０の構成を簡略化しつつ、パレット１１上の被試験体１およびコンタクトブロック１２を的確に位置決めすることができる。

特に、一度に多数の被試験体１に対する試験が行われる状況下において、パレット１１およびコンタクトブロック１２が上記位置決め機構を備える場合、多数の位置決め機構の正常な動作を維持管理するために、多数のコストがかかる。これに対し、上述の状況下において、本実施形態の試験用治具１０のようにパレット１１およびコンタクトブロック１２自体に位置決め機構が無い場合、多数の位置決め機構の維持管理の必要が無いため、本実施形態の試験用治具１０の維持管理が容易であり、維持管理に要するコストを削減することができる。したがって、本実施形態の試験用治具１０の使い勝手がさらに向上される。

本実施形態の載置装置１２０は、詳しくは、被試験体移送部１２２を含む被試験体移載機構１２６と、パレット制御機構１２７と、コンタクトブロック移送部１２３を含むコンタクトブロック移載機構１２８とを含む。被試験体移載機構１２６は、被試験体１の移載に係る。パレット制御機構１２７は、パレット１１の位置制御などに係る。コンタクトブロック移載機構１２８は、コンタクトブロック１２の移載に係る。

被試験体移載機構１２６は、被試験体移送部１２２の他に、チップシート１３１と、被試験体吸着位置補正用カメラ１３２と、被試験体底面認識用カメラ１３３とを含む。パレット制御機構１２７は、パレット位置補正用カメラ１３４と、載置用真空吸引源１３５とを含む。コンタクトブロック移載機構１２８は、コンタクトブロック移送部１２３と検査装置１１０との他に、コンタクトブロックマガジン１３６と不良ブロックマガジン１３７とを含む。

図１２Ａおよび図１２Ｂの工程図において、ステップＡ１、ステップＡ４〜ステップＡ６，およびステップＡ１２は、被試験体移載機構１２６に係る工程である。また図１２Ａおよび図１２Ｂの工程図において、ステップＡ３、ステップＡ７〜ステップＡ９，ステップＡ１１、ステップＡ１３、およびステップＡ１８は、パレット制御機構１２７に係る工程である。さらにまた図１２Ａおよび図１２Ｂの工程図において、ステップＡ１４〜ステップＡ１７は、コンタクトブロック移載機構１２８に係る工程である。被試験体移載機構１２６に係る工程と、パレット制御機構１２７に係る工程と、コンタクトブロック移載機構１２８に係る工程は、適宜並列に実施可能である。

図１０Ａ〜図１０Ｃ、図１１Ａ〜図１１Ｄ、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照して、本実施形態の載置装置１２０における被試験体１およびコンタクトブロック１２の詳細な載置手順を、以下に説明する。図１０Ａ〜図１０Ｃ、図１１Ａ〜図１１Ｄ、図１２Ａおよび図１２Ｂの例では、単一の試験用治具１０のパレット１１に、複数の被試験体１が載置され、パレット１１載置済の各被試験体１に被さる位置に、コンタクトブロック１２が装着される。

ステップＡ１において、パレット１１に載置すべき複数の被試験体１が、チップシート１３１に搭載された状態で、載置装置１２０の被試験体移載機構１２６にセットされる。ステップＡ２において、パレット１１に載置すべき複数のコンタクトブロック１２が、コンタクトブロックマガジン１３６に搭載された状態で、載置装置１２０のコンタクトブロック移載機構１２８にセットされる。ステップＡ３において、図１１Ａに示すように、パレット１１が、載置装置１２０のパレット制御機構１２７内の所定位置にセットされる。

ステップＡ４において、被試験体移送部１２２が、チップシート１３１上の単一の被試験体１を把持する。詳しくは、被試験体吸着位置補正用カメラ１３２がチップシート１３１上の載置対象の被試験体１を撮影して、撮影画像に基づいて載置対象の被試験体１の位置を認識する。認識結果に基づき、被試験体移送部１２２が、載置対象の被試験体１を真空吸着によって把持する。

ステップＡ５において、被試験体底面認識用カメラ１３３が、被試験体移送部１２２に把持される被試験体１の底面側から該被試験体１を撮影する。ステップＡ６において、被試験体底面認識用カメラ１３３の撮影画像に基づいて、被試験体移送部１２２に把持される被試験体１の形状および把持状態が認識される。特に、図１１Ｂに示すように、被試験体移送部１２２の基準軸に対す被試験体１のＸ方向およびＹ方向の位置ずれなどが認識される。

ステップＡ７において、パレット１１上の載置対象の被試験体１が載置されるべき予定位置１７に開口する吸着孔１４の開口部が載置装置１２０の所定の搭載位置に位置するように、パレット１１が移動される。ステップＡ８において、パレット位置補正用カメラ１３４が、パレット１１の基台５１の平面側から、該パレット１１の予定位置１７内の吸着孔１４の開口部を撮影する。ステップＡ９において、パレット位置補正用カメラ１３４内の撮影画像に基づいて、パレット１１内の被試験体１を載置すべき予定位置１７が認識される。特に、図１１Ｂに示すように、搭載位置に対する吸着孔１４のＸ方向およびＹ方向の位置ずれなどが認識される。

ステップＡ１０において、被試験体移送部１２２に把持される被試験体１の形状および把持状態の認識された位置ずれならびにパレット１１内の被試験体１を載置すべき予定位置１７の認識された位置ずれに基づいて、パレット１１のＸ方向およびＹ方向の位置補正量が把握される。ステップＡ１１において、把握されたパレット１１の位置補正量が打消されるように、パレット１１の位置が補正される。たとえば、搭載位置の中心に吸着孔１４が位置するように、パレット１１の位置が補正される。

ステップＡ１２において、図１１Ｃに示すように、パレット１１上の認識された予定位置１７の中心と被試験体１の中心とが一致する位置に、被試験体１が載置される。載置完了後、パレット制御機構１２７は、ステップＡ１２からステップＡ４に戻り、次の被試験体１の移載制御に掛かる。

ステップＡ１３において、パレット１１の吸着孔１４内の気体が、載置用真空吸引源１３５によって吸引される。吸着孔１４内の気体吸引は、後述するステップＡ１８まで継続される。

ステップＡ４〜ステップＡ１３の工程と平行して、ステップＡ１４〜ステップＡ１６の工程が実施される。ステップＡ１４において、コンタクトブロック移送部１２３が、コンタクトブロックマガジン１３６から、単一のコンタクトブロック１２を把持して、本実施形態の検査装置１１０へ移送する。

ステップＡ１５において、本実施形態の検査装置１１０において、コンタクトブロック１２の電気的特性が検査される。電気的特性が不良であれば、ステップＡ１６において、不良なコンタクトブロック１２が不良ブロックマガジンへセットされる。不良なコンタクトブロック１２の排除後、ステップＡ１５からステップＡ１４に戻り、次のコンタクトブロック１２をコンタクトブロック移送部１２３が把持して、本実施形態の検査装置１１０へ移送する。ステップＡ１４〜ステップＡ１６の処理は、電気的特性が良好であるコンタクトブロック１２が得られるまで、繰返される。電気的特性が良好であるコンタクトブロック１２が得られれば、ステップＡ１５からステップＡ１７へ進む。

ステップＡ１７において、図１１Ｄに示すように、コンタクトブロック移送部１２３が、電気的特性が良性であるコンタクトブロック１２を、ステップＡ１２で被試験体１載置済であるパレット１１に装着する。コンタクトブロック１２の装着後、コンタクトブロック移載機構１２８は、ステップＡ１７からステップＡ１４に戻り、次のコンタクトブロック１２の移載制御に掛かる。

コンタクトブロック１２の装着後、ステップＡ１８において、パレット１１の吸着孔１４内の気体の吸引が終了される。ステップＡ１３〜ステップＡ１８までの間、パレット制御機構１２７の制御によって、吸着孔１４内の気体が真空吸引源２３によって吸引される。吸着孔１４内の気体吸引中は、被試験体１がパレット１１上に真空吸着される。これによって、被試験体１載置後からコンタクトブロック１２装着までの間、被試験体１の位置ずれが防がれる。ゆえに、パレット１１への被試験体１の載置精度が向上される。

吸引終了後、パレット制御機構１２７は、ステップＡ１８からステップＡ７に戻り、パレット１１上の次の被試験体１の次の予定位置１７に係るパレット制御に掛かる。

ステップＡ４〜ステップＡ１８の工程は、パレット１１上に複数の被試験体１が全て載置され、かつ全ての各被試験体１に対応するコンタクトブロック１２が装着されるまで、繰返される。全被試験体１の載置および全コンタクトブロック１２装着の完了後、図１０Ｂに示すように、被試験体１が載置された試験用治具１０が載置装置１２０から取出される。

本実施形態の載置装置１２０から取り出された被試験体１載置済の試験用治具１０は、図１０Ｃに示すように、本実施形態の試験装置２０に取付けられる。本実施形態の試験装置２０は、上述の状態の試験用治具１０を用いて、試験用治具１０の温度環境を制御しつつ、試験用治具１０に載置される被試験体１へコンタクトブロック１２を介して電力を供給する。電力供給に応じて駆動する被試験体の駆動結果を測定して、該被試験体の特性が検査される。

本実施形態の試験装置２０における試験中に、試験装置２０では、試験用治具１０が恒温プレート７４上に載置された状態で、恒温プレート７４の連通孔８１を介してパレット１１の吸着孔１４から気体が真空吸引される。この結果、試験用治具１０内で被試験体１が固定され、かつ、恒温プレート７４とパレット１１とが密着する。これによって、試験用治具１０を用いた試験が精度よく実行される。

本実施形態２０を用いた被試験体１への試験後、本実施形態の試験装置２０から試験用治具１０が取出され、取出された試験用治具１０から被試験体１が取外される。試験用治具から取外された被試験体は、試験用治具１０を用いた試験の試験結果に基づき、各被試験体の特性に応じてランク分けされつつ回収される。以上の手順によって、本実施形態の試験装置２０を用いた被試験体の試験が完了する。

試験用治具１０からの被試験体１の回収は、たとえば、本実施形態の載置装置１２０における試験用治具１０への被試験体１の載置手順と逆の手順で行われる。試験用治具１０のコンタクトブロック１２がパレット１１から着脱自在なので、本実施形態の試験用治具１０からの被試験体の回収手順も容易である。ゆえに、本実施形態の試験用治具１０の使い勝手がよい。

以上説明したように、本実施形態の試験用治具１０、試験装置２０、検査装置１１０、および載置装置１２０は、本発明の試験用治具１０、試験装置２０、検査装置１１０、および載置装置１２０の最良の実施形態の１つである。本実施形態の試験用治具１０、試験装置２０、検査装置１１０、および載置装置１２０の構成要素の詳細構成は、上述の作用効果が発揮可能な構成であれば、上述した構成に限らず、他の様々な構成が用いられてもよい。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

１ 被試験体
２ 半導体チップ
３ サブマウント
４ チップ部品
５ 完成状態の半導体素子
６ パッケージ
７ パッケージの端子電極
１０ 試験用治具
１１ パレット
１２ コンタクトブロック
１３ コンタクトブロックの接触部材
１４ パレットの吸着孔
１７ パレット上の被試験体の予定位置
１８ パレット上のコンタクトブロックの基準位置
２０ 試験装置
２１ 温度環境制御部
２２ 試験用電力供給部
２３ 真空吸引源
２５ 受光素子
２６ 支持基板
２７ 基板移動部
２８ 試験用電力供給部の外部電極
２９ 試験用電力供給部の駆動回路
３１ 接触部材の内部接触端部
３２ 接触部材の外部接触端部
３３ 接触部材の中央撓り部
４１ コンタクトブロックのカバー体
４２ コンタクトブロックのベース板
４３ コンタクトブロックのブロック用位置決めピン
４５ カバー体の底部溝
４６ カバー体の固定凹部
４８ ベース板のスリット
５１ パレットの基台
５２ パレットの載置台
５３ パレットの固定機構
５４ パレットの鏡台
６１ ブロック用嵌合凹部
６２ 治具用嵌合凹部
６４ 固定機構のストッパボール
６５ 固定機構のボール用バネ
６６ 固定機構の固定部材
６７ 固定部材の収納凹部
７４ 温度環境制御部の恒温プレート
７５ 温度環境制御部の加熱冷却部
８１ 恒温プレートの連通孔
１００ サブマウント接合レーザチップ
１１０ コンタクトブロックの検査装置
１１１ 疑似パレット
１１２ 疑似チップ
１１３ 検査用電力供給部
１１４ 抵抗計測部
１１７ 検査用電力供給部の検査用外部電極
１２０ 載置装置
１２２ 被試験体移送部
１２３ コンタクトブロック移送部
１２４ 移送制御部

Claims (10)

1. サブマウントに接合された半導体チップである被試験体に電力供給路を接続させて通電し、該被試験体に対する試験を行う試験装置で用いられる試験用治具であって、
   前記被試験体が載置されるパレットと、
   前記被試験体に電気的に接続可能であって、前記電力供給路と前記被試験体との間に介在される接触部材を有するコンタクトブロックとを含み、
   前記接触部材は、細長い板状部材であって、該板状部材の長手方向両端に、該板状部材の幅方向の相反する向きにそれぞれ突出した突出部を有することを特徴とする試験用治具。
2. 前記コンタクトブロックは、前記パレットに着脱自在に装着され、
   前記接触部材が、導電性材料から成り、かつ、前記コンタクトブロックの前記パレットへの装着時に、前記接触部材の一部分が前記パレットに載置される前記被試験体に機械的に接触することを特徴とする請求項１に記載の試験用治具。
3. 前記接触部材は、前記パレットへの装着時に前記被試験体を押圧可能な板ばねであることを特徴とする請求項１または２に記載に試験用治具。
4. 前記各コンタクトブロックは、前記被試験体と前記電力供給路との間に介在可能な予め定める電気的特性を有することが予め判断されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の試験用治具。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の試験用治具に用いられるコンタクトブロックの電気的特性を検査する検査装置であって、
   前記試験用治具に載置されるべき前記被試験体と一部分が同形状である擬似チップと、
   前記試験用治具に備えられる前記パレットと同形状であって、前記擬似チップが載置されるとともに、検査対象の前記コンタクトブロックが装着される擬似パレットと、
   前記擬似パレット上の前記擬似チップに、前記擬似パレット上の前記コンタクトブロックの接触部材を介して電力を供給する検査用電力供給部と、
   前記コンタクトブロックの接触抵抗を計測する抵抗計測部とを含むことを特徴とする検査装置。
6. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の試験用治具の前記パレットに前記被試験体を載置するとともに前記コンタクトブロックを装着するための載置装置であって、
   前記被試験体を把持して前記パレットへ移送する被試験体移送部と、
   前記コンタクトブロックを把持して前記パレットへ移送するコンタクトブロック移送部と、
   前記被試験体移送部および前記コンタクトブロック移送部を制御する移送制御部であって、
   前記パレット内の前記被試験体を載置すべき予定位置を認識し、
   前記被試験体移送部が把持する前記被試験体の形状および把持状態を認識し、
   前記パレット上の認識された前記予定位置の中心と前記被試験体の中心が一致する位置に該被試験体が載置されるように、前記被試験体移送部を制御し、
   前記パレット上に載置された前記被試験体に前記接触部材が電気的に接続可能な予め定める基準位置に前記コンタクトブロックが装着されるように、前記コンタクトブロック移送部を制御する移送制御部とを含むことを特徴とする載置装置。
7. サブマウントに接合された半導体チップである前記被試験体を保持するための請求項１〜４のいずれか１つに記載の試験用治具と、
   前記被試験体を保持した前記試験用治具の温度環境を制御する温度環境制御部と、
   前記試験用治具に保持される被試験体に、前記試験用治具のコンタクトブロックを介して、前記被試験体を駆動するための電力を供給する試験用電力供給部とを含むことを特徴とする試験装置。
8. 前記試験用治具の前記パレットは、前記パレット上の前記被試験体を載置する位置に一端が開口する吸着孔を有し、
   前記試験装置は、前記吸着孔内の気体を吸引可能な真空吸引源をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の試験装置。
9. 前記温度環境制御部は、
   予め定める一表面が前記試験用時具の前記パレットに接触し、前記パレットへの熱伝導が可能な恒温プレートと、
   前記恒温プレートを加熱冷却する加熱冷却部とを含み、
   前記恒温プレートは、前記一表面内の前記パレットとの接触時に前記パレットの吸着孔と連通可能な位置に開口する連通孔を有し、
   前記真空吸引源が、前記恒温プレートの連通孔を介して、前記パレットの吸着孔内の気体を吸引することを特徴とする請求項８に記載の試験装置。
10. 前記被試験体の半導体チップは、レーザダイオードであり、
    前記試験用電力供給部は、前記コンタクトブロックと接触する外部電極を含み、
    前期試験装置は、
    前記被試験体のレーザダイオードから出射された光を予め定められた方向へ反射する反射鏡と、
    前記反射鏡によって反射された光を受光する受光素子と、
    前記外部電極と前記受光素子とを支持する支持基板と、
    前記試験用治具に対して前記支持基板を近接離反させる基板移動部とをさらに含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１つに記載の試験装置。

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