(57)【要約】【課題】  コスト増大を抑制でき、かつ小型化する半導体素子の搬送も容易に行うことが可能となる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  半導体チップを準備し（ステップ１）、ベースフレームに半導体チップを実装する（ステップ２）。その後、半導体チップを樹脂封止し（ステップ３）、ベースフレームに、半導体チップを外部と電気的に接続可能な外部接続用端子を形成する（ステップ４）。ベースフレームに実装した状態で半導体チップの低温テストを含む各種テストを行う（ステップ５〜７）。各種テストの後に、各半導体チップをパッケージ単位に個片化し（ステップＳ８）、外観検査を行う（ステップＳ９）。【選択図】        図１
2006308520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを準備する工程と、
両側端に搬送部を有するベースフレームに前記半導体チップを実装する工程と、
前記半導体チップを樹脂封止することで前記搬送部の内側に樹脂部を形成する工程と、
前記ベースフレームに、前記半導体チップを外部と電気的に接続可能な外部接続用端子を形成する工程と、
前記半導体チップの低温テストを行う低温テスト装置内に、前記ベースフレームに実装された状態の前記半導体チップを搬入する工程と、
低温空気で冷却された冷却プレートを前記樹脂部に接触あるいは近づけることで前記半導体チップを冷却し、前記半導体チップの低温テストを行う工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記ベースフレームの搬送方向と直交する直交方向における前記冷却プレートの幅を、前記搬送部よりも内側に位置する前記ベースフレームの前記直交方向における幅以下とすることで、前記低温テスト時に、前記搬送部よりも内側に位置する前記ベースフレームの内側領域を前記冷却プレートで冷却するようにした、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記冷却プレートを前記樹脂部に接触させるとともに、前記外部接続用端子を前記低温テスト装置内のソケットに接触させるようにした、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記冷却プレートにより同時に冷却可能な冷却エリアの前記ベースフレームの搬送方向における長さを、前記低温テスト装置によって同時に低温テストを行えるテストエリアの前記搬送方向における長さよりも長くし、
前記低温テストを行う前の前記半導体チップを、前記冷却プレートを用いて予め冷却するようにした、請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記冷却プレートを用いて前記半導体チップを冷却する際に、前記樹脂部あるいはその周囲に前記低温空気を供給するようにした、請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体チップを準備する工程と、
ベースフレームに前記半導体チップを実装する工程と、
前記半導体チップを樹脂封止する工程と、
前記ベースフレームに、前記半導体チップを外部と電気的に接続可能な外部接続用端子を形成する工程と、
前記ベースフレームに実装した状態で前記半導体チップの低温テストを含む各種テストを行う工程と、
前記各種テストの後に前記半導体チップを個片化することで半導体装置を作製する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に複数の半導体チップを実装したフレームの状態で低温テストを含む各種テストを行うようにした半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の製造方法では、パッケージ単位に分割して個片化した後に各半導体装置の低温テストを行っていた。より詳しくは、上記のようにパッケージ単位に半導体装置を個片化した後に、個片化された半導体装置をテスト用ラインパレットに挿入し、この状態でたとえば冷風循環方式の恒温槽（チャンバ）内のデバイスコンタクト部まで搬送し、テストソケットに半導体装置をコンタクトさせることで半導体装置の低温テストを行っていた。
【０００３】
なお、半導体装置の低温テストを行う際に使用可能な装置として、マルチチップモジュールの機能検査装置が特開昭６２−２７８４７１号公報に記載され、電子部品試験装置が特開２０００−１９２２１号公報に記載され、半導体試験用テストボードが特開２００３−３１５４０８号公報に記載され、極低温ＬＳＩ試験方式が特開平１−１５６６７８号公報に記載され、半導体素子テストハンドラの素子加熱および冷却装置が特開２００３−１９４８７４号公報に記載され、低温ハンドラとテストヘッドの接続機構が特開２００１−２４２２１６号公報に記載されている。
【特許文献１】特開昭６２−２７８４７１号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２２１号公報
【特許文献３】特開２００３−３１５４０８号公報
【特許文献４】特開平１−１５６６７８号公報
【特許文献５】特開２００３−１９４８７４号公報
【特許文献６】特開２００１−２４２２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようにパッケージ単位に分割した後に半導体装置の低温テストを行なう場合、パッケージ毎に位置決め方法や場所が異なるため、パッケージ毎に対応した治具を準備する必要が生じる。そのため、コストが増大するばかりでなく小型化する半導体装置の搬送も困難となり、搬送途中の装置トラブルによる停止のため稼動率が悪化するという問題が生じ得る。
【０００５】
その上、恒温槽やチャンバ内で半導体装置を冷却する、特開２０００−１９２２１号公報に記載の電子部品試験装置、特開２００３−３１５４０８号公報に記載の半導体試験用テストボード、特開平１−１５６６７８号公報に記載の極低温ＬＳＩ試験方式、特開２００１−２４２２１６号公報に記載の低温ハンドラとテストヘッドの接続機構の場合には、恒温槽やチャンバ内全体を低温雰囲気にするので、恒温槽やチャンバ内で使用する各種部品や機器について低温仕様のものを使用する必要があり、設備に対するコストが増大するという問題もある。
【０００６】
また、コールドプレートを用いてＬＳＩチップを冷却する特開昭６２−２７８４７１号公報に記載のマルチチップモジュールの機能検査装置や、冷却プレートを用いて半導体素子を冷却する特開２００３−１９４８７４号公報に記載の半導体素子テストハンドラの素子加熱および冷却装置の場合には、半導体装置の冷却のために冷却水や液化窒素を使用しているので、液体用の配管設備が別途必要となる。この場合も、設備に対するコストが増大するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コスト増大を抑制可能となり、かつ小型化する半導体チップの搬送も容易に行うことが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、１つの局面では、半導体チップを準備する工程と、両側端に搬送部を有するベースフレームに半導体チップを実装する工程と、半導体チップを樹脂封止することで搬送部の内側に樹脂部を形成する工程と、ベースフレームに、半導体チップを外部と電気的に接続可能な外部接続用端子を形成する工程と、半導体チップの低温テストを行う低温テスト装置内にベースフレームに実装された状態の半導体チップを搬入する工程と、低温空気で冷却された冷却プレートを上記樹脂部に接触あるいは近づけることで半導体チップを冷却し半導体チップの低温テストを行う工程とを備える。
【０００９】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、他の局面では、半導体チップを準備する工程と、ベースフレームに半導体チップを実装する工程と、半導体チップを樹脂封止する工程と、ベースフレームに、半導体チップを外部と電気的に接続可能な外部接続用端子を形成する工程と、ベースフレームに実装した状態で半導体チップの低温テストを含む各種テストを行う工程と、各種テストの後に半導体チップを個片化することで半導体装置を作製する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、ベースフレームに実装された状態で半導体チップの低温テスト含む各種テストを行うことができるので、テスト工程で半導体チップを個片化する必要がなくなる。それにより、半導体装置が小型化された場合でも、半導体装置の取扱いや搬送を容易に行うことができる。また、テスト工程で各パッケージ毎に対応した治具を準備する必要もなくなり、製造コスト増大をも抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１〜図２１を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１〜図１８を用いて、本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法について説明する。
【００１２】
図１に示すように、まず半導体チップを準備する（ステップＳ１）。半導体チップを作製する場合には、不純物注入、不純物拡散、導電膜や絶縁膜の形成やパターニングなどの様々な既存のウェハプロセスを経て各種デバイスを半導体ウェハ上に形成し、該半導体ウェハを分割することで半導体チップを作製する。他方、完成品の半導体チップを購入するなどして半導体チップを準備することもできる。
【００１３】
次に、半導体チップをベースフレーム（基材）としての配線基板フレームに実装する（ステップＳ２）。この配線基板フレームは、半導体チップが実装される配線基板を複数個連ねたフレーム状の要素である。
【００１４】
図２に、配線基板フレーム２２の一例を示す。配線基板フレーム２２は、樹脂などの絶縁性材料と導電材料とを用いて作製することができる。図２の例では、配線基板フレーム２２は帯状であり、両側端に搬送部２２ａと、搬送部２２ａよりも内側に位置する内側領域に複数の製品領域２３とを有する。搬送部２２ａは、配線基板フレーム２２を搬送する際に使用する部分であり、たとえばローラなどで搬送部２２ａを駆動することで配線基板フレーム２２を搬送することができる。製品領域２３は、製品（半導体装置）の一部となる領域であり、該製品領域２３内に複数の電極パッド２４を形成する。図３に配線基板フレーム２２の裏面構造例を示す。図３に示すように、配線基板フレーム２２の裏面には、外部接続用端子を形成するための複数の電極パッド２５を形成する。
【００１５】
上記のような構成の配線基板フレーム２２の表面上に、図４に示すように、半導体チップ８を実装する。より詳しくは、製品領域２３内に位置する配線基板フレーム２２の表面上に、接着材等を介して半導体チップ８を実装する。半導体チップ８の表面上には、複数のパッド電極２６が形成されている。
【００１６】
次に、図５に示すように、ワイヤボンディングを行い、半導体チップ８上のパッド電極２６と、配線基板上のパッド電極２４とを金などのボンディングワイヤ（金属製の細線）で接続する。なお、図６に図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図を示す。
【００１７】
次に、樹脂封止を行う（ステップＳ３）。たとえばトランスファモールド法などを用いて、半導体チップ８を樹脂で封止することができる。本実施の形態１では、図７および図８に示すように、複数の半導体チップ８を覆う樹脂部２８を配線基板フレーム２２の表面上に選択的に形成している。このように樹脂封止を行うことにより、パッケージ化された半導体チップ（半導体パッケージ）が作製される。
【００１８】
次に、外部接続用バンプ（外部接続用端子）を形成する（ステップＳ４）。たとえば、パッド電極２５上に半田ボールをフラックスで仮止めしてリフロー（熱処理）を行うことで、図９および図１０に示すように、パッド電極２５上にボール状の半田バンプ２９を形成することができる。
【００１９】
次に、フレーム状態での高温テスト、常温テストおよび低温テストを行う（ステップＳ５〜Ｓ７）。高温テストは、たとえば８７℃程度の高温環境下で行うテストであり、常温テストは、たとえば室温（低温テスト時の温度よりも高く、高温テスト時の温度よりも低い温度環境下）において行う様々なテストであり、低温テストは、たとえば−２３℃程度の低温環境下で行うテストである。
【００２０】
本実施の形態１では、配線基板フレーム２２に半導体チップ８を実装した状態で、高温テスト、常温テストおよび低温テストの全てのテスト工程を行う。また低温テストの際には、低温空気で冷却された冷却プレートを用いて配線基板フレーム２２と半導体チップ８の少なくとも一方を冷却しながらテストを行う。この低温テストを行う際に後述するテスト装置を使用可能である。
【００２１】
なお、高温テストおよび常温テストについては周知の手法を採用可能であるので、以下には、本実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における低温テストに使用可能な低温テスト装置と、該テスト装置を用いた低温テスト方法についてのみ詳細に説明する。
【００２２】
低温テスト装置（半導体試験装置）は、複数の半導体チップを実装したフレームの状態で半導体デバイスの低温テストを行うものであって、ベースフレームとともに半導体チップを搬送する搬送機構と、半導体チップを冷却する冷却プレートと、冷却プレートに低温空気を供給する低温空気供給部と、低温テストを行なうテスト部とを備える。
【００２３】
上記のように冷却プレートを用いて半導体チップを冷却することにより、恒温槽やチャンバの内部空間全体を低温雰囲気とする必要なくなり、冷却に要する時間を短縮することができる。また、恒温槽やチャンバ内で使用する各種部品や機器について低温仕様のものを使用する必要がなくなる。さらに、低温空気を用いて冷却プレートを冷却するので、低温空気供給用の配管設備に要するコストも低く抑えることができる。したがって、コスト増大を抑制することができる。さらに、フレーム状態で半導体チップの低温テストを行うことができるので、半導体装置の製造工程における半導体チップの取扱い性を向上することもできる。
【００２４】
上記冷却プレートは、低温テスト前に半導体チップを予冷する第１冷却部と、低温テスト時に半導体チップを冷却する第２冷却部とを含むことが好ましい。第１冷却部と第２冷却部は、ベースフレームの搬送方向に並べて配置すればよい。
【００２５】
上記低温テスト装置は、冷却プレートの温度を検知する温度センサと、温度センサによる検知結果に基づいて低温空気の温度を制御する温度制御部とを備えることが好ましい。上記低温空気供給部は、好ましくは、低温空気を供給する冷凍機と、該冷凍機からの低温空気を冷却プレートに供給する配管と、該配管に設置され低温空気を加熱するヒータとを含む。温度制御部は、温度センサによる検知結果に基づいてヒータを作動させて低温空気を加熱することで低温空気の温度を制御するものであることが好ましい。
【００２６】
上記低温空気供給部は、好ましくは、搬送機構と、冷却プレートと、テスト部とを収容するチャンバを備える。この場合、チャンバ内に乾燥気体を供給することが好ましい。
【００２７】
上記低温テスト装置は、冷却プレートを昇降可能な昇降機構を備えるものであってもよい。また、冷却プレートは、好ましくは、半導体チップとベースフレームの少なくとも一方に向かって低温空気を放出可能な低温空気放出部を有する。
【００２８】
図１３に、低温テスト装置１の具体的な構造例を示す。図１３に示すように、低温テスト装置１は、チャンバ２と、断熱材３と、低温テストを行うテスト部と、配線基板フレーム２２とともに半導体チップを搬送する搬送機構と、半導体チップや配線基板フレーム２２を冷却可能な冷却プレート１６と、冷却プレート１６を昇降させることが可能な昇降機構１７と、冷却プレート１６に低温空気を供給する低温空気供給部と、テスト前の配線基板フレーム２２を収納するローダ部３５と、テスト後の配線基板フレーム２２を収納するアンローダ部３６とを備える。
【００２９】
チャンバ２は、たとえば金属製であり、チャンバ２内の空間に、上記搬送機構と、冷却プレート１６と、テスト部とを収容する。該チャンバ２内には乾燥気体を供給することが好ましい。典型的には、乾燥空気をチャンバ２内に導入する。それにより、テスト部あるいはその周囲に乾燥気体を供給することができ、テスト部あるいはその近傍での結露の発生を抑制することができる。
【００３０】
断熱材３は、チャンバ２を覆うように設置される。それにより、チャンバ２内と外部との間の伝熱量を低減することができ、効率的に半導体チップ８およびその近傍を冷却することができる。
【００３１】
テスト部は、配線基板フレーム２２上の半導体チップ８の電気特性に関するテストを行ない、図１の例では、テストソケット９を含むＩＦ（インターフェース）基板ユニット１０を有する。
【００３２】
ＩＦ基板ユニット１０は、各デバイスに対応して設計され、マザーボード部１１から延出する配線と接続され、各デバイスに対応したテストソケット９を有する。テストソケット９は、配線基板フレーム２２上の半導体チップ８などの半導体デバイスをテストするためのソケットであり、テスト部の下方に設置されたテスタ３１と電気的に接続される。該テストソケット９を介して配線基板フレーム２２上の半導体チップ８とテスタ３１とが電気的に接続される。図１３の例では、テストソケット９は、ＩＦ基板ユニット１０におけるＩＦ基板上に配置されている。また、テストソケット９は、ポゴピンなどのコンタクトプローブを有しており、該コンタクトプローブを外部接続用端子に当接することでテストを行うことができる。
【００３３】
図１３に示すように、テスタ３１に接続されるテストヘッド１３上にマザーボード部１１を設置し、該マザーボード部１１上にＩＦ基板ユニット１０を含むボード部２０を設置する。
【００３４】
搬送機構は、ＩＦ基板ユニット１０上に設置され、配線基板フレーム２２を搬送するための複数の搬送レール４と、配線基板フレーム２２を搬送レール４に沿って搬送方向に駆動する駆動機構とを含む。図１の例では、駆動機構は、モータ３２と、駆動ベルト３３ａ，３３ｂと、複数の搬送ローラ３４とを含む。駆動ベルト３３ａは、モータ３２の駆動軸と所定の搬送ローラ３４とを接続し、モータ３２からの駆動力を所定の搬送ローラ３４に伝達する。駆動ベルト３３ｂは、上記所定の搬送ローラ３４とこれ以外の搬送ローラ３４とを接続し、上記所定の搬送ローラ３４に伝達された駆動力を他の搬送ローラ３４に伝達する。
【００３５】
冷却プレート１６は、主として半導体チップ８を冷却する機能を有し、熱伝導性に優れた銅などの金属で作製することができる。該冷却プレート１６は、昇降機構１７によって昇降可能である。この冷却プレート１６によって半導体チップ８を直接または何らかの部材を介して間接的に冷却してもよいが、配線基板フレーム２２等の半導体チップ８の周囲の要素を冷却することで間接的に半導体チップ８を冷却することも可能である。
【００３６】
冷却プレート１６によって半導体チップ８を直接冷却する場合、冷却プレート１６を半導体チップ８に接触させて半導体チップ８やその周囲を冷却してもよいが、冷却プレート１６を半導体チップ８に近づけて非接触状態で半導体チップ８やその周囲を冷却することも可能である。また、何らかのパッド部材を介して半導体チップ８やその周囲を冷却することも考えられる。さらに、冷却プレート１６に供給される低温空気を半導体チップ８やその周囲に供給することで、半導体チップ８やその周囲を冷却してもよい。
【００３７】
上記のように冷却プレート１６を用いて半導体チップ８等を冷却することにより、冷却したい部分のみを局所的に冷却することができる。それにより、チャンバ２内全体を低温雰囲気にする必要がなくなり、半導体チップ８等の冷却に要する時間を短縮することができる。冷却プレート１６を半導体チップ８に接触させるとともに低温空気を半導体チップ８やその周囲に供給した場合には、さらに効率的に半導体チップ８等を冷却することができ、半導体チップ８等の冷却に要する時間を短縮することができる。
【００３８】
また、チャンバ２内全体を低温雰囲気にする必要がないので、チャンバ２内に設置する各種部品や機器、潤滑材などを低温仕様のものとする必要がなくなり、常温仕様のものを採用することができる。それにより、コスト低減も可能となる。
【００３９】
図１４に、搬送レール４上に載置された配線基板フレーム２２を下方から見た状態を示し、図１５に、搬送レール４上に載置された配線基板フレーム２２を上方から見た状態を示す。
【００４０】
図１３から図１５に示すように、冷却プレート１６により同時に冷却可能な冷却エリアの配線基板フレーム２２の搬送方向における長さは、低温テスト装置１によって同時に低温テストを行えるテストエリア３７の上記搬送方向における長さよりも長くなっている。それにより、低温テストを行う前の半導体チップ８を、冷却プレート１６を用いて予め冷却することができる。
【００４１】
図１３および図１５に示すように、冷却プレート１６は、テスト部に対し配線基板フレーム２２の搬送方向手前側に配置される第１冷却部と、テスト部上に配置される第２冷却部とを有する。第１冷却部は低温テスト前に半導体チップ８等を予冷する機能を有し、第２冷却部は、低温テスト時に半導体チップ８等を冷却する機能を有する。該第１と第２冷却部は、フレーム搬送方向に順次並べて配置されることとなる。図１４には、配線基板フレーム２２においてテスト部上に位置する領域であるテストエリア３７を破線で示しているが、該テストエリア３７内の半導体チップについて低温テストが行われることとなる。
【００４２】
上記のように第１冷却部を設けることにより、低温テスト前に半導体チップ８を予冷することができる。このように予冷された半導体チップ８を、低温テスト時に第２冷却部によってさらに冷却することができるので、低温テスト時の冷却時間を短縮することができ、効率的に低温テストを行うことができる。
【００４３】
図１３に示すように、冷却プレート１６には、冷凍機１４からの低温空気が配管１５を介して送り込まれる低温空気流路１６０と、半導体チップ８あるいはその近傍に低温空気を供給可能な低温空気放出孔とをそれぞれ設ける。
【００４４】
低温空気流路１６０は、典型的には冷却プレート１６に設けられ低温空気が流通可能な凹部（溝部）や貫通孔等で構成可能であるが、冷却プレート１６の表面に沿って配設された管路等によっても低温空気流路１６０を構成することができる。低温空気放出孔は、典型的には冷却プレート１６の表面に開口する貫通孔で構成可能であるが、低温空気を半導体チップ８等に供給できるものであればこれ以外の構成を採用することができる。
【００４５】
上記のように低温空気流路１６０を設けることにより、低温空気によって冷却プレート１６を冷却することができる。このとき、冷却プレート１６の全体にわたって低温空気流路１６０を設けることにより、冷却プレート１６を効率的に冷却することができる。
【００４６】
また、低温空気放出孔を設けることにより、低温空気を半導体チップ８やその周囲の配線基板フレーム２２等に供給することができる。このとき、低温空気放出孔を半導体チップ８やその周囲の配線基板フレーム２２に向けて開口させることで、低温空気を半導体チップ８やその周囲の配線基板フレーム２２等に直接供給することができ、これらを効率的に冷却することができる。
【００４７】
低温空気流路１６０と低温空気放出孔との双方を設けた場合には、冷却された冷却プレート１６自体と、冷却プレート１６から放出される低温空気との双方で半導体チップ８等を冷却することができ、さらに効率的に半導体チップ８等を冷却することができる。
【００４８】
図１６に、冷却プレート１６の構造例を示す。図１６に示す例では、冷却プレート１６は矩形の平面形状を有し、冷却プレート１６の長手方向両端から該冷却プレート１６の長手方向に延びるように低温空気流路１６０を設けている。
【００４９】
図１６の例では、４本の低温空気流路１６０が平行に設けられているが、低温空気流路１６０の数は任意に設定可能である。また、各低温空気流路１６０は、冷却プレート１６の長手方向両端部近傍にまで達し、該両端部近傍で連通しているが、これ以外の箇所で連通させてもよい。図１６に示すように、冷却プレート１６の全体にわたって低温空気流路１６０を設けることにより、冷却プレート１６を効率的に冷却することができる。
【００５０】
また、図１６の例では、冷却プレート１６の幅方向両端部近傍に、低温空気放出孔１６１を複数設けている。より詳しくは、冷却プレート１６の幅方向両端部近傍に位置する低温空気流路１６０の底面に複数の低温空気放出孔１６１を等間隔で設けている。この低温空気放出孔１６１の数も任意に設定可能である。また、隣合う低温空気放出孔１６１間の間隔Ｌも、任意に設定可能である。
【００５１】
たとえば半導体チップ８に直接低温空気を供給したい場合には、テスト時の半導体チップ８の位置に対応した位置に上記の低温空気放出孔１６１を配置すればよい。より詳しくは、フレーム搬送方向に隣合う半導体チップ８間の間隔（フレーム搬送方向における隣合う半導体チップ８の中心間の間隔）と同じ大きさとなるように低温空気放出孔１６１間の間隔Ｌを設定することが考えられる。
【００５２】
他方、半導体チップ８の周囲に位置する配線基板フレーム２２に直接低温空気を供給したい場合には、テスト時の半導体チップ８の周囲の領域に開口するように低温空気放出孔１６１を設ければよい。たとえば、フレーム搬送方向における半導体チップ８の長さよりも大きくなるように低温空気放出孔１６１間の間隔Ｌを設定し、フレーム搬送方向に隣合う半導体チップ８間の領域に低温空気放出孔１６１を開口させることが考えられる。
【００５３】
図１３に示すように、本実施の形態では冷却プレート１６の第１冷却部はテスト前の半導体チップ８の温度を予め常温よりも低くできればよいものと考えられることから、第２冷却部程の冷却特性は必ずしも必要ではない。そこで、第１冷却部に設ける低温空気流路１６０の流路断面積を第２冷却部に設ける低温空気流路１６０の流路断面積よりも小さくしたり、第１冷却部には低温空気放出孔を設けないようにすることも考えられる。
【００５４】
低温空気供給部は、図１３に示すように、低温空気を供給する冷凍機１４と、冷凍機１４からの低温空気を冷却プレート１６に供給する配管１５と、配管１５に設置され低温空気を加熱するヒータユニット１９とを含む。
【００５５】
冷凍機１４は、たとえば−６０℃程度の低温空気を供給可能である。このような低温空気が、配管１５を介して冷却プレート１６に供給される。それにより、冷却プレート１６をたとえば−３０℃程度にまで冷却することができる。このとき、低温空気を用いて冷却プレート１６を冷却することにより、既存の配管設備を流用することができ、配管系統に要するコストを低く抑えることができる。また、設備規模も小さく抑えることができる。さらに、空気の熱伝達特性は優れているとは言えないことから、低温空気を用いて冷却プレート１６を冷却することにより、冷却プレート１６の温度を設定温度に維持することが容易となり、かつ冷却プレート１６の温度変動をも小さく抑えることができる。
【００５６】
図１７に示すように、冷却プレート１６には熱電対などの温度センサ１８を設置することが好ましい。この温度センサ１８は温度制御部２１と接続される。該温度センサ１８により、冷却プレート１６の温度を検知することができる。温度制御部２１は、温度センサ１８による検知結果に基づいてヒータユニット１９を作動させて低温空気を加熱することで低温空気の温度を制御する。
【００５７】
このように冷凍機１４から低温空気を供給しながらヒータユニット１９で加熱して低温空気の温度を制御することにより、冷凍機１４からの低温空気の供給量自体を変化させる場合と比較して、冷却プレート１６の温度の微調整を行うことができる。その結果、冷却プレート１６の温度制御を高精度に行うことができる。
【００５８】
次に、上記のテスト装置を用いた低温テストの手法について説明する。
まずローダ部３５から配線基板フレーム２２を搬送レール４上に移送する。そして、モータ３２を駆動して搬送ローラ３４を回転駆動し、配線基板フレーム２２を搬送レール４に沿って搬送方向に移動させる。それにより、配線基板フレーム２２をテスト部に搬送することができる。つまり、図１３に示すＩＦ基板１０上に設置されたテストソケット９上まで配線基板フレーム２２を搬送することができる。
【００５９】
配線基板フレーム２２の一部がテスト部上に達すると、昇降機構１７によって冷却プレート１６を下降させ、冷却プレート１６を、半導体チップ８と配線基板フレーム２２の少なくとも一方と接触させる。
【００６０】
このとき、冷却プレート１６には、冷凍機１４から配管１５を介して、たとえば−５５℃程度の温度の低温空気が供給されており、冷却プレート１６は−３０℃程度の温度に冷却されている。この程度の温度にまで冷却プレート１６を冷却するために要する時間は１０分〜２０分程度であり、従来例のように恒温槽やチャンバ内全体を低温化するのに要する時間（たとえば１〜２時間程度）に比べて格段に短縮することができる。したがって、従来例と比較して、低温テストを実施できるまでの待機時間を格段に短縮することができる。
【００６１】
また、上記のように低温に冷却された冷却プレート１６を、それぞれ半導体チップ８と配線基板フレーム２２の少なくとも一方と接触させることにより、半導体チップ８や配線基板フレーム２２の温度を急激に低下させることができる。
【００６２】
さらに、配線基板フレーム２２の搬送方向と直交する直交方向における冷却プレート１６の幅を、搬送部２２ａよりも内側に位置する配線基板フレーム２２の上記直交方向における幅以下とすることで、低温テスト時に、搬送部２２ａが冷却プレート１６で直接冷却されるのを回避しながら、搬送部２２ａよりも内側に位置する配線基板フレーム２２の内側領域を冷却プレート１６で冷却することができる。
【００６３】
図１８に示すように、予冷を行わなかった配線基板フレーム２２の場合でも、常温Ｔ１から数秒程度の時間ｔ１経過後に所望の温度Ｔ３（−２３℃程度）にまで冷却することができることを本願発明者等は確認している。
【００６４】
予冷を行った場合には、配線基板フレーム２２はテスト直前の冷却前に既に常温Ｔ１よりも低い温度Ｔ２まで冷却されているので、上記の時間ｔ１よりもさらに短い時間ｔ２で所望の温度Ｔ３（−２３℃程度）にまで冷却することができる。
【００６５】
図１８に示す温度Ｔ３に達した後はテスト開始可能であるが、前述の温度制御部２１により冷却プレート１６の温度を高精度に所望の温度に維持することができるので、低温テスト中に半導体チップ８や配線基板フレーム２２の温度をも高精度に所望の温度に維持することができる。それにより、信頼性の高いテストを行える。また、図１５に示すように、冷却プレート１６の幅を、左右の搬送レール４の間隔の幅よりも小さくする事で、冷却プレート１６を樹脂部２８に接触させる際に、冷却プレート１６が搬送レール４に接触するのを避ける事が容易となる。冷却プレート１６を樹脂部２８に接触させて冷却する際に、搬送レール４に接触させない事により、搬送レール４の不要な冷却を避ける事ができ、テスト工程中の搬送レール４の温度をある程度高く維持する事ができるので、搬送レール４に使用する部品の選択肢を広げる事ができる。本実施の形態では、テスト対象の半導体装置を−２０℃以下に冷却する場合でも、冷却プレート１６を搬送レール４に接触させないことにより、搬送レール４の最低温度を−１０℃以上に維持する事ができた。このように、搬送レール４を過剰に冷却しないようにする事により、搬送レール４を構成する部品として、−２０℃以下、あるいはテスト温度以下での動作特性が保証されないような部品を使用する事が可能となる。例えば、駆動ベルト３３として、従来では非常に低い温度にも耐えられるように、金属製の高価なベルトを使用せざるを得なかった。これに比較して、本実施の形態においては、冷却プレート１６が搬送レール４に接触しないようにしているため、テスト工程時の駆動ベルト３３の常温からの温度変化を抑える事ができる。従って、温度変化に伴って、弾性など特性の変化を伴う樹脂製の駆動ベルト３３を使用する事が容易となる。また、搬送ローラー３４として、搬送ローラ３４の内部に含まれるグリースの動作保証温度範囲に、テスト工程時の半導体装置の冷却温度、もしくは−２０℃といった低温を含まない安価な物を選択する事が可能となる。このように、様々な駆動系を含む搬送レール４の過剰な冷却を避ける事により、搬送レール４を構成する部品の選択の幅を広げる事ができ、装置全体にかかるコスト、さらにはテスト工程にかかる原価を低減する事ができ、半導体装置の製造に係るコストを引き下げる事が容易となる。
【００６６】
図１３の例では、上記のようにして半導体チップ８や配線基板フレーム２２等をテスト部上で冷却する際に、冷却プレート１６が下降して配線基板フレーム２２に押付けられることとなるが、その際に、配線基板フレーム２２上の半導体チップ８の端子をテストソケット９に押し付けることができる。それにより、冷却プレート１６で冷却しながら半導体チップ８の端子とテストソケット９とを接触させることができ、これらを電気的に接続することができる。この接続状態を保持しながら電気特性のテストを行なう。
【００６７】
冷却プレート１６の温度は、上述のように温度制御部２１によって高精度に管理できるので、低温テスト中に冷却プレート１６の温度を所望の温度に高精度に維持することができ、信頼性の高いテストを行える。
【００６８】
テスト完了後、昇降機構１７によって冷却プレート１６を上昇させる。それにより、半導体チップ８の端子からテストソケット９を離隔させることができ、搬送可能な状態となる。半導体チップ８の端子からテストソケット９を離隔させた後、テストを完了した配線基板フレーム２２を搬送レール４に沿って搬送方向に搬送し、テスト部から搬出する。これと同時に、冷却プレート１６の第１冷却部によって予冷された配線基板フレーム２２の他の部分がテスト部に搬送され、同様の手法で低温テストが行われる。低温テスト終了後に、配線基板フレーム２２はアンローダ部３６に収納される。
【００６９】
上述のように、デバイスの高温テスト、常温テストおよび低温テストを行った後に、マーキングを行う。その後、図１１に示す切断線３０で配線基板フレーム２２を切断し、各半導体チップ８をパッケージ単位に個片化する（ステップＳ８）。それにより、図１２に示すように、配線基板２２ｂ上に半導体チップ８が実装された半導体装置（半導体パッケージ）が得られる。このように各種テストおよびマーキングが終了した後に半導体チップ８を個片化するので、全てのテスト過程のみならずマーキング過程においても、フレームに保持された状態で半導体チップ８を搬送することができ、半導体チップ８の取扱い性を向上することができる。半導体チップ８を個片化した後、外観検査を行う（ステップＳ９）。この外観検査後に半導体装置が出荷されることとなる。
【００７０】
（実施の形態２）
次に、図１９〜図２１を用いて、本発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法について説明する。上述の実施の形態１では、ベースフレームの一例として配線基板フレームを例示したが、本実施の形態２では、ベースフレームの他の例としてリードフレームを採用した場合について説明する。
【００７１】
まず図１９に示すように、実施の形態１の場合と同様に、半導体チップを準備する（ステップＳ１１）。次に、半導体チップを、ベースフレームとしてのリードフレームに実装する（ステップＳ１２）。たとえばダイボンドによりリードフレームに半導体チップを固定・接合する。その後、ワイヤボンディングを行い、半導体チップ上の電極パッドとリードとを金などの金属製の細線で接続する。
【００７２】
次に、実施の形態１の場合と同様の手法で、樹脂封止を行い（ステップＳ１３）、外部接続用のバンプを形成する（ステップＳ１４）。その後、実施の形態１の場合と同様の手法で、フレーム状態での高温テスト、常温テストおよび低温テストを行う（ステップＳ１５〜Ｓ１７）。
【００７３】
本実施の形態においても、高温テスト、常温テストおよび低温テストの全てのテスト工程を、フレームに半導体チップを実装した状態で行う。また、低温テストの際には、低温空気で冷却された冷却プレートを用いてリードフレームと半導体チップの少なくとも一方を冷却しながらテストを行う。この低温テストを行う際に図２０に示すテスト装置を使用可能である。
【００７４】
ここで、本実施の形態２において使用可能な低温テスト装置１と、該低温テスト装置１を用いた低温テストの手法について説明する。
【００７５】
本実施の形態２において使用可能な低温テスト装置１は、図２０に示すように、チャンバ２と、断熱材３と、低温テストを行うテスト部と、リードフレーム７とともに半導体チップ８を搬送する搬送機構と、半導体チップ８やリードフレーム７を冷却可能な冷却プレート１６と、冷却プレート１６を昇降させることが可能な昇降機構１７と、冷却プレート１６に低温空気を供給する低温空気供給部とを備える。
【００７６】
チャンバ２や断熱材３は、実施の形態１の場合と同様である。テスト部は、リードフレーム７上の半導体チップ８の電気特性に関するテストを行ない、図２０の例では、テストソケット９を含むＩＦ（インターフェース）基板ユニット１０を有する。
【００７７】
ＩＦ基板ユニット１０は、各デバイスに対応して設計され、マザーボード部１１から延出する配線と接続され、各デバイスに対応したテストソケット９を有する。テストソケット９は、リードフレーム７上の半導体チップ８などの半導体デバイスをテストするためのソケットであり、テスト部下に設置されたテスタ（図示せず）と電気的に接続される。該ソテストソケット９を介してリードフレーム７上の半導体チップ８とテスタとが電気的に接続される。図２０の例では、テストソケット９は、ＩＦ基板ユニット１０におけるＩＦ基板上に配置されている。
【００７８】
図２０に示すように、テスタに接続されるテストヘッド１３上にマザーボード部１１を設置し、該マザーボード部１１上にフローティング１２を介してＩＦ基板ユニット１０を含むボード部２０を設置する。フローティング１２は、ＩＦ基板ユニット１０の位置精度のばらつきを吸収し、ＩＦ基板ユニット１０とマザーボード部１１との間の位置ずれを緩和する機能を有する。
【００７９】
搬送機構は、ＩＦ基板ユニット１０上に設置され、リードフレーム７を搬送するための複数の搬送レール４と、この搬送レール４が取付けられる搬送レール取付板５と、リードフレーム７を搬送レール４に沿って搬送方向に駆動する駆動機構（図示せず）とを含む。
【００８０】
搬送レール取付板５は、ＩＦ基板ユニット１０を含むボード部２０に立設されたガイドポスト６に沿って昇降可能である。ガイドポスト６は、ＩＦ基板ユニット１０と搬送レール取付板５間の位置精度を確保するとともに、搬送レール取付板５を上下方向に案内するガイドとして機能する。昇降機構１７によってガイドポスト６に沿って搬送レール取付板５を昇降させることでリードフレーム７とともに半導体チップ８を昇降させることができ、半導体チップ８をテストソケット９と接触またはテストソケット９から離隔させることができる。
【００８１】
リードフレーム７の駆動手段としては、実施の形態１の場合と同様に、搬送ローラ、駆動ベルトおよびモータを使用することができる。搬送ローラは、リードフレーム７を上下から挟み込むように上下方向に間隔をあけて設置され、モータにより駆動される。各搬送ローラは、駆動ベルトを介して接続され、モータからの動力（トルク）が駆動ベルトを介して駆動側の各搬送ローラに伝達される。
【００８２】
冷却プレート１６の構成も、実施の形態１の場合と基本的に同様である。このように冷却プレート１６を用いて半導体チップ８等を冷却することにより、実施の形態１の場合と同様に、半導体チップ８等の冷却に要する時間を短縮することができる。また、チャンバ２内全体を低温雰囲気にする必要がないので、チャンバ２内に設置する各種部品や機器、潤滑材などを低温仕様のものとする必要がなくなり、常温仕様のものを採用することができる。それにより、コスト低減も可能となる。
【００８３】
図２０に示すように、冷却プレート１６の幅は、リードフレーム７の幅よりも狭くなっている。より詳しくは、冷却プレート１６は、リードフレーム７において該リードフレーム７を搬送するために使用する搬送部（図２０に示す幅方向の両端部分）を除いたリードフレーム７の幅方向中央部分とほぼ同等の幅を有する。
【００８４】
半導体チップ８は通常は上記のリードフレーム７の幅方向中央部分に実装されるので、前述の昇降機構１７を用いて冷却プレート１６を下降させることで冷却プレート１６を半導体チップ８に近づけることができ、半導体チップ８やその周囲を局所的に冷却することができる。
【００８５】
図２１に、本実施の形態２における冷却プレートおよびその周囲の拡大図を示す。図２１の例では、冷却プレート１６は、第１冷却プレート（第１冷却部）１６ａと、第２冷却プレート（第２冷却部）１６ｂとを有する。第１冷却プレート１６ａは、テスト部に対しリードフレーム７の搬送方向手前側に配置され、低温テスト前に半導体チップ８等を予冷する機能を有する。第２冷却プレート１６ｂは、テスト部上に配置され、低温テスト時に半導体チップ８等を冷却する機能を有する。図２１に示すように、第１冷却プレート１６ａと第２冷却プレート１６ｂは、リードフレーム搬送方向に順次並べて配置されることとなる。
【００８６】
上記のように第１冷却プレート１６ａを設けることにより、低温テスト前に半導体チップ８を予冷することができる。このように予冷された半導体チップ８を、低温テスト時に第２冷却プレート１６ｂによってさらに冷却することができるので、低温テスト時の冷却時間を短縮することができ、効率的に低温テストを行うことができる。
【００８７】
なお、図２１の例では、第１冷却部と第２冷却部とを個別の冷却プレートで構成したが、実施の形態１の場合と同様に第１冷却部と第２冷却部とを一体の冷却プレートで構成してもよい。この場合、該冷却プレートは、テスト部上から、リードフレーム搬送方向と反対方向に延在することとなる。また、図２１の例では、２つの冷却プレートをリードフレーム搬送方向に並べているが、３つ以上の冷却プレートをリードフレーム搬送方向に並べてもよい。
【００８８】
図２１に示すように、第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂには、冷凍機１４からの低温空気が送り込まれる低温空気流路１６ａ１，１６ｂ１と、半導体チップ８ａ，８ｂとリードフレーム７ａ，７ｂの少なくとも一方に向かって低温空気を放出可能な低温空気放出孔（低温空気放出部）１６ａ２，１６ｂ２とをそれぞれ設ける。
【００８９】
低温空気流路１６ａ１，１６ｂ１は、実施の形態１の場合と同様に、第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂに設けられ低温空気が流通可能な凹部（溝部）や貫通孔等で構成可能であるが、第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂの表面に沿って配設された管路等によっても低温空気流路を構成することができる。
【００９０】
低温空気放出孔１６ａ２，１６ｂ２も、実施の形態１の場合と同様に、第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂの表面に開口する貫通孔で構成可能であるが、低温空気を半導体チップ８ａ，８ｂ等に供給できるものであればこれ以外の構成を採用することができる。
【００９１】
上記のように低温空気流路１６ａ１，１６ｂ１を設けることにより、低温空気によって第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂを冷却することができる。このとき、第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂの全体にわたって低温空気流路１６ａ１，１６ｂ１を設けることにより、第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂを効率的に冷却することができる。
【００９２】
また、低温空気放出孔１６ａ２，１６ｂ２を設けることにより、低温空気を半導体チップ８ａ，８ｂやリードフレーム７ａ，７ｂ等に供給することができる。このとき、低温空気放出孔１６ａ２，１６ｂ２を半導体チップ８ａ，８ｂやリードフレーム７ａ，７ｂに向けて開口させることで、低温空気を半導体チップ８ａ，８ｂやリードフレーム７ａ，７ｂ等に直接供給することができ、これらを効率的に冷却することができる。
【００９３】
低温空気流路１６ａ１，１６ｂ１と低温空気放出孔１６ａ２，１６ｂ２との双方を設けた場合には、冷却された第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂ自体と、第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂから放出される低温空気との双方で半導体チップ８ａ，８ｂやリードフレーム７ａ，７ｂ等を冷却することができ、さらに効率的に半導体チップ８ａ，８ｂやリードフレーム７ａ，７ｂ等を冷却することができる。
【００９４】
なお、第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂの詳細な構造は、図１６に示す冷却プレート１６の場合と同様である。このように第１冷却プレート１６ａと第２冷却プレート１６ｂとを同様の構造としてもよいが、第１冷却プレート１６ａと第２冷却プレート１６ｂの構造を異ならせることも考えられる。
【００９５】
図２１に示すように、本実施の形態２では第１冷却プレート１６ａはテスト前の半導体チップ８ａの温度を予め常温よりも低くできればよいものと考えられることから、第２冷却プレート１６ｂ程の冷却特性は必ずしも必要ではない。そこで、第１冷却プレート１６ａに設ける低温空気流路１６ａ１の流路断面積を低温空気流路１６ｂ１の流路断面積よりも小さくしたり、第１冷却プレート１６ａには低温空気放出孔を設けないようにすることも考えられる。この場合には、第１冷却プレート１６ａの構造を簡略化することができ、第１冷却プレート１６ａの製造コストを第２冷却プレート１６ｂの製造コストよりも低減することができる。
【００９６】
再び図２０を参照して、昇降機構１７は、搬送レール取付板５と接続される１組のシャフト１７ｂと、該シャフト１７ｂを連結する連結プレート１７ａと、連結プレート１７ａを駆動する駆動部とを備える。駆動部としては、たとえばボールねじと、該ボールねじを駆動する駆動モータ等を挙げることができる。
【００９７】
上記のように、冷却プレート１６を昇降可能な昇降機構を設けることにより、テスト時あるいはテスト前に冷却プレート１６を昇降させることができ、必要に応じて冷却プレート１６を半導体チップ８等に近接させることができる。
【００９８】
図２０の例では、昇降機構１７に、冷却プレート１６を昇降させるプレート昇降機構としての機能と、リードフレーム７を昇降させるフレーム昇降機構としての機能とを付与しているが、シャフト１７ｂを冷却プレート１６と接続し、リードフレーム７を昇降機構１７とは別個の昇降機構で駆動するようにしてもよい。
【００９９】
このようにプレート昇降機構をフレーム昇降機構とを別個に設けることで、テスト時に冷却プレート１６によって半導体チップ８等を所定温度にまで冷却した後に、フレーム昇降機構によってリードフレーム７とともに半導体チップ８を降下させてテストソケット９と接触させることができる。それにより、半導体チップ８等を確実に所望の温度にまで冷却した後に低温テストを行える。
【０１００】
低温空気供給部としては、実施の形態１の場合と同様のものを使用可能である。また、実施の形態１の場合と同様に、冷却プレート１６に熱電対などの温度センサ１８を設置し、この温度センサ１８を温度制御部２１と接続することが好ましい。
【０１０１】
次に、本実施の形態２における低温テストの手法について説明する。
まずローダ部からリードフレーム７ａ，７ｂを搬送レール４上に移送する。そして、モータを駆動して搬送ローラを回転駆動し、リードフレーム７ａ，７ｂを搬送レール４に沿って搬送方向に移動させる。それにより、リードフレーム７ｂをテスト部に搬送することができる。つまり、図２０に示すＩＦ基板１０上に設置されたテストソケット９上までリードフレーム７ｂを搬送することができる。このとき、図２１に示すように低温テスト前に予冷する予冷部を設けた場合には、リードフレーム７ｂの次にテストされるリードフレーム７ａが予冷部に搬送されることとなる。なお、予冷部において予冷した後にリードフレーム７ｂをテスト部に搬送してもよい。
【０１０２】
リードフレーム７ｂがテスト部に達し、リードフレーム７ａが予冷部に達すると、昇降機構１７によって第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂをともに下降させ、第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂを、半導体チップ８ａ，８ｂとリードフレーム７ａ，７ｂの少なくとも一方と接触させる。
【０１０３】
このとき、第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂには、図２１において矢印３８で示すように、冷凍機１４から配管１５を介して、たとえば−５５℃程度の温度の低温空気が供給されており、第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂは−３０℃程度の温度に冷却されている。この程度の温度にまで第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂを冷却するために要する時間は１０分〜２０分程度であり、従来例のように恒温槽やチャンバ内全体を低温化するのに要する時間（たとえば１〜２時間程度）に比べて格段に短縮することができる。したがって、従来例と比較して、低温テストを実施できるまでの待機時間を格段に短縮することができる。
【０１０４】
また、上記のように低温に冷却された第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂを、それぞれ半導体チップ８ａ，８ｂとリードフレーム７ａ，７ｂの少なくとも一方と接触させることにより、半導体チップ８ａ，８ｂやリードフレーム７ａ，７ｂの温度を急激に低下させることができる。
【０１０５】
本実施の形態２の場合も、図１８の場合と同様に示すように、予冷を行わなかったリードフレーム７ｂの場合でも、常温Ｔ１から数秒程度の時間ｔ１経過後に所望の温度Ｔ３（−２３℃程度）にまで冷却することができる。予冷を行った場合には、リードフレーム７ａはテスト直前の冷却前に既に常温Ｔ１よりも低い温度Ｔ２まで冷却されるているので、上記の時間ｔ１よりもさらに短い時間ｔ２で所望の温度Ｔ３（−２３℃程度）にまで冷却することができる。
【０１０６】
図１８に示す温度Ｔ３に達した後はテスト開始可能であるが、前述の温度制御部２１により第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂの温度を高精度に所望の温度に維持することができるので、低温テスト中に半導体チップ８ａ，８ｂやリードフレーム７ａ，７ｂの温度をも高精度に所望の温度に維持することができる。それにより、信頼性の高いテストを行える。
【０１０７】
図２０の例では、上記のようにして半導体チップ８ｂやリードフレーム７ｂ等をテスト部上で冷却する際に、搬送レール取付板５がガイドポスト６に沿って下降し、搬送レール４に固定されたリードフレーム７ｂも半導体チップ８ｂとともに下降することとなる。そして、リードフレーム７ｂ上の半導体チップ８ｂの端子がテストソケット９に押し付けられる。それにより、第２冷却プレート１６ｂで冷却しながら半導体チップ８ｂの端子とテストソケット９とを接触させることができ、これらを電気的に接続することができる。この接続状態を保持しながら電気特性のテストを行なう。
【０１０８】
なお、プレート昇降機構とフレーム昇降機構とが個別に作動可能となるようにした場合には、プレート昇降機構によって第２冷却プレート１６ｂのみを下降させて半導体チップ８ｂ等を冷却し、半導体チップ８ｂ等の冷却後に、フレーム昇降機構によってリードフレーム７ｂ等をテストソケット９に向けて下降させるとともに、プレート昇降機構によって第２冷却プレート１６ｂをもさらに下降させて第２冷却プレート１６ｂを半導体チップ８ｂに押し付け、第２冷却プレート１６ｂで半導体チップ８ｂを押圧しながら半導体チップ８ｂをテストソケット９に押し付けることができる。
【０１０９】
第２冷却プレート１６ｂの温度は、温度制御部２１によって高精度に管理できるので、低温テスト中に第２冷却プレート１６ｂの温度を所望の温度に高精度に維持することができ、信頼性の高いテストを行える。
【０１１０】
テスト完了後、昇降機構１７によって第１と第２冷却プレート１６ａ，１６ｂを上昇させるとともに、搬送レール取付板５をガイドポスト６に沿って上昇させる。それにより、半導体チップ８ｂの端子からテストソケット９を離隔させることができ、搬送可能な状態となる。
【０１１１】
半導体チップ８ｂの端子からテストソケット９を離隔させた後、テストを完了したリードフレーム７ｂを搬送レール４に沿って搬送方向（図２１において矢印３９で示す方向）に搬送し、テスト部から搬出する。これと同時に、第１冷却プレート１６ａによって予冷されたリードフレーム７ａがテスト部に搬送され、リードフレーム７ｂの場合と同様の手法で低温テストが行われる。低温テスト終了後、リードフレーム７ｂはアンローダ部に収納される。
【０１１２】
上述のように、デバイスの高温テスト、常温テストおよび低温テストを行った後に、マーキングを行い、各半導体チップ８ａ，８ｂをパッケージ単位に個片化する（ステップＳ１８）。
【０１１３】
このように各種テストおよびマーキングが終了した後に半導体チップ８ａ，８ｂを個片化するので、全てのテスト過程のみならずマーキング過程においても、フレームに保持された状態で半導体チップ８ａ，８ｂを搬送することができ、半導体チップ８ａ，８ｂの取扱い性を向上することができる。
【０１１４】
半導体チップ８ａ，８ｂを個片化した後、外観検査を行う（ステップＳ１９）。この外観検査後に半導体装置が出荷されることとなる。
【０１１５】
なお、上述の半導体装置の製造方法では、デバイスの高温テスト、常温テストおよび低温テストを順に行う場合について説明したが、デバイスの各テストの順序は任意に選択可能である。また、少なくとも低温テスト工程を含む半導体装置の製造方法であれば本発明は適用可能である。
【０１１６】
さらに、上述の各実施の形態では、フレーム形態で低温テストを行えるテスト装置について説明したが、冷却プレートの形状を適切に選択することで、個片化した半導体装置をパレット内に挿入した状態で冷却することも可能である。この場合には、冷却プレートの形状をパレット内の半導体装置の挿入部位に応じた形状とすればよい。
【０１１７】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、半導体装置の製造方法に有効に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法を説明するためのフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態１における配線基板フレームの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における配線基板フレームの底面図である。
【図４】図２に示す配線基板フレームに半導体チップを実装した状態を示す平面図である。
【図５】図４に示す半導体チップに対しワイヤボンディングを行った状態を示す平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図５に示す半導体チップに対し樹脂封止を行った状態を示す平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図７に示す配線基板フレームに半田バンプを形成した状態を示す底面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図９に示す配線基板フレームの断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法により製造された半導体装置の断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法において使用可能な低温テスト装置の断面図である。
【図１４】図１３に示す低温テスト装置の搬送レール上に載置された配線基板フレームを下方から見た状態を示す図である。
【図１５】図１３に示す低温テスト装置の搬送レール上に載置された配線基板フレームを上方から見た状態を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態１における低温テスト装置の冷却プレートの構造例を示す平面図である。
【図１７】本発明の実施の形態１における低温テスト装置の温度制御システムを示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施の形態１における低温テスト装置の冷却特性を説明するための図である。
【図１９】本発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法を説明するためのフロー図である。
【図２０】本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法において使用可能な低温テスト装置の断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法において使用可能な低温テスト装置の冷却プレートおよびその近傍の拡大図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  低温テスト装置、２  チャンバ、３  断熱材、４  搬送レール、５  搬送レール取付板、６  ガイドポスト、７，７ａ，７ｂ  リードフレーム、８，８ａ，８ｂ  半導体チップ、９  テストソケット、１０  ＩＦ基板ユニット、１１  マザーボード部、１２  フローティング、１３  テストヘッド、１４  冷凍機、１５  配管、１６  冷却プレート、１６ａ  第１冷却プレート、１６ｂ  第２冷却プレート、１６ａ１，１６ｂ１，１６０  低温空気流路、１６ａ２，１６ｂ２，１６１  低温空気放出孔、１７  昇降機構、１７ａ  連結プレート、１７ｂ  シャフト、１８  温度センサ、１９  ヒータユニット、２０  ボード部、２１  温度制御部、２２  配線基板フレーム、２２ａ  搬送部、２２ｂ  配線基板、２３  製品領域、２４，２５，２６  パッド電極、２７  ボンディングワイヤ、２８  樹脂部、２９  半田バンプ、３０  切断線、３１  テスタ、３２  モータ、３３  駆動ベルト、３４  搬送ローラ、３５  ローダ部、３６  アンローダ部、３７  テストエリア。
【図１】
2006308520.tif 000003
【図２】
2006308520.tif 000004
【図３】
2006308520.tif 000005
【図４】
2006308520.tif 000006
【図５】
2006308520.tif 000007
【図６】
2006308520.tif 000008
【図７】
2006308520.tif 000009
【図８】
2006308520.tif 000010
【図９】
2006308520.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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