JPH0666881A - 半導体検査装置及び半導体検査システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組込み抵抗値を変化させてチップを検査する
ことが可能な半導体検査装置を提供する。 【構成】 内部空間を密閉可能な加圧容器１底部にコネ
クタソケット４を、容器１外部に検査回路を設け、ソケ
ット４を介してパッケージ２のリード３を前記検査回路
に導通する導通手段である信号ピン５を容器１に設け
る。パッケージ２のチップ上部側には、圧力伝達用の開
口部を形成する。モニタ用抵抗を含むチップ８をパッケ
ージ２に収納し、このパッケージ２をソケット４に装着
する。シリンダ部１ａ内に、ファインセラミックスパウ
ダー１０をまんべんなく充填した後、モニタ抵抗の抵抗
値を測定しながら、ピストン部１ｂとアクチュエータに
よってシリンダ部１ａ内の内部空間を加圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣやＬＳＩなどの半
導体装置（以下、「チップ」という。）の動作確認や諸
特性の測定評価を行う半導体検査装置及び半導体検査シ
ステムの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、チップの動作確認や諸特性の
測定評価を行う装置として、半導体検査装置が知られて
いる。この半導体検査装置は、チップを検査する検査回
路と、検査対象であるチップを収納したチップパッケー
ジを着脱自在に装着するためのコネクタソケットとを有
する装置である。このような半導体検査装置を用いたチ
ップの検査は次のように行う。すなわち、まず、チップ
をチップパッケージに収納してボンディングをおこなっ
た後、このパッケージをコネクタソケットに挿入する。
検査回路は、パッケージのリードを介して電源電圧や入
力信号など、チップの外部的動作環境を変化させ、同様
にリードを介してチップ内部の動作状態や電流電圧など
を測定する。

【０００３】このような半導体検査装置は、製品である
チップの検査の他、チップ設計時の試作品の検査にも用
いられる。すなわち、一般に、チップ設計においては、
論理設計やコンピュータによる動作シミュレーションな
どの後、実際にサンプルを試作し、半導体検査装置によ
る動作確認や諸特性の測定評価を行う。特に、アナログ
ＩＣのように、抵抗素子と、抵抗に敏感な回路を含むチ
ップの場合は、設計時に試作品の動作確認を要するだけ
でなく、量産移行時にも、非不良品率である歩留まりの
安定・向上のため、試作品の諸特性を測定評価し、量産
に最適な抵抗値を決定する必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体検査装置は、次のような問題点を有していた。す
なわち、前記のアナログＩＣのように抵抗に敏感な回路
を含むチップは、動作や量産に最適な抵抗値を論理設計
やシミュレーションのみで決定することができない。こ
のため、この種のチップでは、理論上の値を中心とし
て、異なった抵抗値ごとに実際の動作を確認する必要が
ある。そして、チップ内部に組込み済の抵抗（以下、
「組込み抵抗」という。）の抵抗値（以下、「組込み抵
抗値」という。）は、抵抗を構成するシート抵抗の形成
時に決定され、その後の変更は、通常の状態では不可能
である。

【０００５】これに対して、従来の半導体検査装置は、
組込み抵抗値を変化させてチップを検査する手段を何ら
備えていなかった。このため、抵抗に敏感な回路を含む
チップについて、最適な抵抗値を決定するためには、設
計時、量産移行時ともに、異なった抵抗値ごとに、その
チップを実際に試作して検査しなければならなかった。
そして、この試作の度に、チップ製造のプロセスを実施
しなければならないため、半導体設計の所要期間と費用
が増大するという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記の従来技術の問題点を解決
するために提案されたもので、その目的は、組込み抵抗
値を変化させてチップを検査することが可能な半導体検
査装置及び半導体検査システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、本発明の半導体検査装置は、内部空間を密閉可能な
加圧容器と、検査対象であるチップを収納したチップパ
ッケージのリードを着脱自在に装着するために、前記空
間内に設けられたコネクタソケットと、前記加圧容器外
部に設けられ、前記チップを検査するための検査回路
と、前記ソケットを介して前記リードを前記検査回路に
導通する導通手段と、前記空間を加圧する加圧手段とを
有することを特徴とする。

【０００８】また、請求項２の半導体検査システムは、
前記チップを内部に収納して前記ソケットに着脱自在に
装着され、かつ、前記チップの上部側に圧力伝達用の開
口部が形成された測定用チップパッケージと、前記空間
内に、圧力伝達用の絶縁物質が充填された請求項１記載
の半導体検査装置とを有することを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記のような構成を有する本発明は、次のよう
な作用を有する。すなわち、請求項１の半導体検査装置
は、チップパッケージが配置される内部空間を密閉可能
な加圧容器と、前記空間を加圧する加圧手段とを有する
ので、前記空間を加圧することによって検査対象である
チップとその組込み抵抗を加圧することができる。ここ
で、一般に、組込み抵抗を構成する半導体のシート抵抗
は、半導体結晶の加圧によって変化することが知られて
いるので、加圧された組込み抵抗の抵抗値は前記空間の
圧力に応じて変化する。したがって、本発明によれば、
組込み抵抗値を変化させてチップを検査することが可能
となる。

【００１０】また、請求項２の半導体検査システムで
は、システムを構成する半導体検査装置の前記空間内
に、圧力伝達用の絶縁物質が充填されているので、前記
空間内の圧力はチップ表面に均一に伝達され、チップ全
体の組込み抵抗値が一様に変化する。このため、変化し
た抵抗値における検査結果を、実際の試作品と同様に正
確に得ることができる。また、このシステムでは、測定
用チップパッケージのチップ上部側に、圧力伝達用の開
口部が形成されているので、前記圧力の伝達がパッケー
ジ上面によって阻害されることがない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例である半導体検査シ
ステムについて、図面に従って具体的に説明する。

【００１２】（１）実施例の構成…図１ 本実施例は、チップを検査する半導体検査装置と、検査
対象であるチップを収納する測定用チップパッケージと
を有する半導体検査システムである。本実施例の半導体
検査装置は、図１に示すように、内部空間を密閉可能な
加圧容器１と、測定用チップパッケージ２のリード３を
着脱自在に装着するために、加圧容器１底部に設けられ
たコネクタソケット４と、加圧容器１外部に設けられ、
前記チップを検査するための図示しない検査回路と、前
記ソケット４を介して前記リード３を検査回路に導通す
る導通手段である信号ピン５と、前記空間を加圧する加
圧手段とを有する。

【００１３】このうち、加圧容器１は、シリンダ状のシ
リンダ部１ａと、このシリンダ部１ａ内部に上下スライ
ド自在に密接するピストン部１ｂとを有する。また、信
号ピン５は絶縁体６によって加圧容器１と絶縁されてい
る。ピストン部１ｂは加圧手段の一部としての役割をも
有しており、本実施例の加圧手段は、このピストン部１
ｂと、このピストン部１ｂを駆動する図示しないアクチ
ュエータとを有する。

【００１４】パッケージ２は、前記チップを内部に収納
してソケット４に着脱自在に装着可能なように構成さ
れ、パッケージ２のチップ上部側には、圧力伝達用の開
口部７が形成されている。

【００１５】（２）実施例の作用及び効果 本実施例の半導体検査システムを用いたチップの検査は
次のように行う。すなわち、まず、論理設計、シミュレ
ーション、ブレッドボードなどの決定手段によって、予
想される抵抗値を求め、この抵抗値に基づいてチップ８
を試作する。この際、加圧によるシート抵抗の変化量
は、結晶方位や拡散条件によって異なり、予測不可能で
あるため、パターンの長さと幅が一定のモニタ用抵抗を
チップ８上に同時に形成する。このチップ８をパッケー
ジ２に収納し、ボンディングワイヤ９を用いてボンディ
ングを行う。

【００１６】次に、加圧容器１のシリンダ部１ａからピ
ストン部１ｂを抜き、チップ８を収納したパッケージ２
をソケット４に装着する。そして、そのシリンダ部１ａ
内に、圧力伝達用の絶縁物質である適量のファインセラ
ミックスパウダー１０をまんべんなく充填した後、ピス
トン部１ｂをシリンダ部１ａに挿入し、モニタ抵抗の抵
抗値を測定しながら、ピストン部１ｂのアクチュエータ
によってシリンダ部１ａ内の内部空間を加圧する。

【００１７】このとき、加圧によって、組込み抵抗を構
成する半導体のシート抵抗が変化し、これによって組込
み抵抗値とモニタ抵抗の抵抗値が同様に変化する。この
ため、モニタ抵抗の抵抗値から組込み抵抗値を算出し、
所望の組込み抵抗値が得られた時点で圧力変化を停止さ
せ、検査回路によってチップ８の動作確認や諸特性の測
定評価を行う。

【００１８】なお、組込み抵抗の抵抗値は、モニタ抵抗
の抵抗値から、次のように算出することができる。すな
わち、一般にチップの組込み抵抗の抵抗値Ｒは、シート
抵抗をＲｓ、抵抗パターンの長さをＬ、パターンの幅を
Ｗ、コンタクト抵抗をＲｃとしたとき、Ｒ＝Ｒｓ・（Ｌ
／Ｗ）＋Ｒｃである（式１）。この式を変形させると、
Ｒｓ＝（Ｒ−Ｒｃ）・（Ｗ／Ｌ）となるので（式２）、
モニタ抵抗の抵抗値Ｒと、コンタクト抵抗Ｒｃと、パタ
ーンの幅Ｗと、パターンの長さＬから、その時点のシー
ト抵抗Ｒｓを求めることができる。このシート抵抗Ｒｓ
と、抵抗値を求めようとする組込み抵抗のパターンサイ
ズを式１に代入すれば、その組込み抵抗のその時点での
抵抗値を求めることができる。

【００１９】以上のように、本実施例によれば、組込み
抵抗値を変化させてチップ８を検査することが可能とな
る。このため、アナログＩＣのように抵抗に敏感な回路
を含むチップ８においても、設計時、量産移行時とも
に、異なった抵抗値ごとにそのチップ８を実際に試作す
ることなく、異なった抵抗値ごとに実際の動作を確認す
ることが可能となる。したがって、試作の度に、チップ
製造のプロセスを実施する必要がなくなり、半導体設計
の所要期間と費用とを、大幅に削減することができる。

【００２０】特に、本実施例によれば、半導体検査装置
の空間内に圧力伝達用の絶縁物質であるファインセラミ
ックスパウダー１０が充填されているので、このパウダ
ー１０を介して、圧力がチップ８表面に均一に伝達さ
れ、チップ８全体の組込み抵抗値が一様に変化する。こ
のため、変化した抵抗値における正確な検査結果を得る
ことができる。また、このシステムでは、パッケージ２
のチップ上部側に、圧力伝達用の開口部が形成されてい
るので、前記圧力の伝達がパッケージ２上面によって阻
害されることがない。

【００２１】また、本実施例によれば、加圧容器１上部
のピストン部１ｂが加圧手段の一部としての役割を有す
るので、空間内に効果的に圧力を伝達することができ
る。

【００２２】（３）他の実施例 なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、次のような他の実施例を包含する。例えば、検査回
路とリードの導通手段は、信号ピンには限定されず、リ
ード線やプリント配線その他の導通手段を用いることも
可能である。また、信号ピンと加圧容器間の絶縁体は必
ずしも必要ではなく、加圧容器自体を絶縁体で形成して
各信号ピン同士を絶縁することもできる。また、空間内
に充填する絶縁物質はファインセラミックスパウダーに
は限定されず、他の種類のパウダーや流動体・半流動体
などの絶縁物質を用いることができる。また、加圧容器
と加圧手段は、前記実施例のピストン部のように同一部
材を兼用する必要はなく、ピストンとシリンダから構成
された加圧機構を、加圧容器と別個独立に設け、圧力媒
体を介してその加圧力を加圧容器内に伝達してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、組込み
抵抗値を変化させてチップを検査することが可能な半導
体検査装置を提供することができる。したがって、抵抗
に敏感な回路を含むチップの設計時、量産移行時いずれ
についても、異なった抵抗値ごとにチップを実際に試作
する必要がなくなり、容易に最適な抵抗値を決定できる
ので、半導体設計の所要期間と費用を大幅に削減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の半導体検査システムの加圧時
の断面図。

【符号の説明】

１：加圧容器 ２：測定用チップパッケージ ３：リード ４：コネクタソケット ５：信号ピン ６：絶縁体 ７：開口部 ８：チップ ９：ボンディングワイヤ １０：ファインセラミックスパウダー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部空間を密閉可能な加圧容器と、 検査対象である半導体装置を収納したチップパッケージ
   のリードを着脱自在に装着するために、前記空間内に設
   けられたコネクタソケットと、 前記加圧容器外部に設けられ、前記半導体装置を検査す
   るための検査回路と、 前記ソケットを介して前記リードを前記検査回路に導通
   する導通手段と、 前記空間を加圧する加圧手段とを有することを特徴とす
   る半導体検査装置。
2. 【請求項２】 前記半導体装置を内部に収納して前記ソ
   ケットに着脱自在に装着され、かつ、前記半導体装置の
   上部側に圧力伝達用の開口部が形成された測定用チップ
   パッケージと、 前記空間内に、圧力伝達用の絶縁物質が充填された請求
   項１記載の半導体検査装置とを有することを特徴とする
   半導体検査システム。