(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験デバイスと並列して載置されて試験回路に接続可能なダイオードと、
前記被試験デバイス及び前記ダイオードを載置するステージと、
前記ステージを、前記被試験デバイスの静特性を測定する第１試験回路を有する静特性試験ステーション、及び前記被試験デバイスの動特性を測定する第２試験回路を有する動特性試験ステーションに移動させる移動機構と、を備え、
前記ダイオードは、前記被試験デバイスの直近に配置されており、
前記ダイオードと前記被試験デバイスとは電気的に互いに接続されており、
前記ダイオードは、前記被試験デバイスの特性を試験する試験回路の一構成要素である、
被試験デバイスの検査システム。
【請求項２】
前記ステージに対して前記ダイオードを昇降させる昇降機構を備え、
前記昇降機構によって前記ダイオードは前記第１試験回路及び前記第２試験回路に対して接続又は分離可能となっている、
請求項１に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項３】
前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージは、前記静特性試験ステーションにおいて、前記第１試験回路に設けられたプローブに接触するように前記ダイオードを押し上げることにより、前記第１試験回路に前記ダイオードを接続する、
請求項１又は２に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項４】
前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージは、前記静特性試験ステーションにおいて、前記第１試験回路に設けられたプローブから離間するように前記ダイオードを下げることにより、前記第１試験回路から前記ダイオードを分離する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項５】
前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージには、前記静特性試験ステーションにおいて、前記プローブから離間するように前記ダイオードを下げることにより、前記第１試験回路から前記ダイオードを分離する分離機構が設けられており、
前記分離機構は、前記ダイオードの載置台の下部に連結された昇降機構と、前記ダイオードと前記被試験デバイスとを電気的に接続するフレキシブルケーブルと、を備える、
請求項４に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項６】
前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージには、前記静特性試験ステーションにおいて、前記プローブと前記ダイオードとが接触するかしないかによって、前記第１試験回路に対して前記ダイオードを接続又は分離する接続分離機構が設けられており、
前記接続分離機構は、前記ダイオードの載置台の下部に連結された昇降機構と、前記ダイオードと前記被試験デバイスとを電気的に接続するフレキシブルケーブルと、を備える、
請求項４に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項７】
前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージは、前記動特性試験ステーションにおいて、前記第２試験回路に設けられたプローブから離間するように前記ダイオードを下げることにより、前記第２試験回路から前記ダイオードを分離する、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項８】
前記動特性試験ステーションにおいて、前記第２試験回路に設けられたプローブとプローブホルダと動特性試験回路と動特性試験手段とは互いに接続する、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項９】
前記移動機構は、前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージを、更に、前記被試験デバイスを移載する移載ステーションに移動させる、
請求項１に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項１０】
前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージは、前記静特性試験ステーション、前記動特性試験ステーション及び前記移載ステーションの順に移動する、
請求項９に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項１１】
前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージには、前記被試験デバイスを前記ステージに吸着固定させる吸着固定手段が設けられる、
請求項１に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項１２】
前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージには、前記被試験デバイスを前記ステージに吸着固定させる吸着固定手段と、画像処理装置を用いて前記被試験デバイスのアライメントを行う位置決め手段と、が設けられ、前記被試験デバイスの電極にプローブが接触する、
請求項１に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項１３】
前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージには、前記被試験デバイスを前記ステージに吸着固定させる吸着穴を備えた吸着固定手段と、絶縁性のガイド構造物によって前記被試験デバイスを所定の位置に位置決めする位置決め手段とが設けられ、前記被試験デバイスの電極にプローブが接触する、
請求項１に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項１４】
前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージには、前記被試験デバイスを固定する加工溝を有する位置決め手段が設けられ、前記被試験デバイスの電極にプローブが接触する、
請求項１に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項１５】
前記移動機構は、前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージを、ＸＹＺθ方向に制御しつつ移動させ、前記プローブを前記被試験デバイスの所定の電極に接触させる、
請求項１３又は１４に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項１６】
前記動特性試験ステーションにおいて、前記プローブとプローブホルダと動特性試験回路と動特性試験手段が互いに接続し、前記プローブホルダは、Ｐ電極とＮ電極とが積層された平行平板構造を有する、
請求項８に記載の被試験デバイスの検査システム。
【請求項１７】
被試験デバイスとダイオードとを載置したステージが、静特性試験ステーションと動特性試験ステーションとに移動する被試験デバイスの検査システムで用いられる検査システムの操作方法であって、
前記被試験デバイスと前記ダイオードとを載置した前記ステージを搬入及び載置する工程と、前記被試験デバイスを試験ステーションに搬入及び固定する工程と、前記ダイオードにプローブを接触する工程と、前記ダイオードの位置を切り替える工程と、前記被試験デバイスを測定する工程と、前記被試験デバイスを前記ステージから搬出する工程と、前記被試験デバイスを選別する工程と、を備え、
前記ダイオードは、前記被試験デバイスの直近に配置され、
前記ダイオードと前記被試験デバイスとは電気的に互いに接続されており、
前記ダイオードは、前記被試験デバイスの特性を試験する試験回路の一構成要素である、
被試験デバイスの検査システムの操作方法。
【請求項１８】
前記プローブを接触する工程では、前記被試験デバイスが、前記ステージで吸着穴により吸着固定され、画像処理装置によりアライメントが行われて、前記被試験デバイスの電極に前記プローブが接触する、
請求項１７に記載の被試験デバイスの検査システムの操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面及び実施形態は、被試験デバイスの検査システムに関する。特に、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）又はＦＥＴ（Field  effect  transistor）といったベアチップ等におけるデバイス特性の検査において、静特性及び動特性を検査する検査システム、並びにその操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体モジュールの電気特性を検査するＡＣ（Alternating  Current）試験、ＤＣ（Direct  Current）試験及び熱抵抗試験を順次に行うための半導体試験装置が知られている。特許文献１に記載された半導体試験装置は、被試験デバイス（以下、ＤＵＴ（Device  Under  Test）ともいう）を所定の位置に固定する保持手段と、ＤＵＴに試験信号を出力して試験を行う複数の試験手段と、複数の試験手段の１つと保持手段に固定されたＤＵＴの所定電極とを電気的に接続する接続手段と、を備える。この半導体試験装置では、ＤＵＴに試験手段を順次接続することによって複数種類の試験が行われる。【０００３】
特許文献１に記載された半導体試験装置は、前述の接続手段によってＤＵＴに接続される試験手段を切替えている。このため、この半導体試験装置では、試験手段への接続に係る構成が簡素となっているので、設備コストを低減することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７８１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ベアチップ等のＤＵＴでは、デバイス破損等の不具合を誘発する可能性がある。よって、例えば、車載向けの製品では、ベアチップの全数検査が原則となっている。このように、多数のＤＵＴの検査を行わなければならない上に、ＤＵＴの検査をより精度よく行うことが求められている。しかしながら、特許文献１に記載された半導体試験装置では、ＤＵＴの検査の精度が不十分である。【０００６】
例えば、図１３には、従来のＤＵＴの検査システムに関し、ステージ１０２にＤＵＴ１０４を載置した状態が示されている。この図１３の例では、ＤＵＴ１０４の特性を計測するダイオードは、試験ステーションに設けられた試験回路に内蔵されている。【０００７】
しかしながら、ダイオードが試験回路に内蔵されている場合には、ダイオードがＤＵＴから遠く離れた位置に配置されるので、ダイオードとＤＵＴとを接続する配線が長くなる。また、ダイオードが試験回路に内蔵されている場合には、ＤＵＴを他の試験回路に接続するときに切り離し器が必要である。このように、ダイオードとＤＵＴとを接続する配線が長い上に、切り離し器等の部品がダイオードとＤＵＴとの間に介在するためインダクタンスが大きい。従って、ＤＵＴの検査の精度について改善の余地がある。【０００８】
本発明の種々の側面は、上記の問題を解決するためになされたものであり、被試験デバイスの検査システムにおいて、精度よくデバイス特性を検査することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面に係る被試験デバイスの検査システムは、被試験デバイスと並列して載置されて試験回路に接続可能なダイオードと、被試験デバイス及びダイオードを載置するステージと、ステージを、被試験デバイスの静特性を測定する第１試験回路を有する静特性試験ステーション、及び被試験デバイスの動特性を測定する第２試験回路を有する動特性試験ステーションに移動させる移動機構と、を備える。【００１０】
本発明の一側面によれば、被試験デバイスがダイオードと共にステージに載置され、この状態でステージが静特性試験ステーションと動特性ステーションとに移動する。よって、従来よりもダイオードを被試験デバイスに近い位置に配置することができるので、ダイオードと被試験デバイスとを接続する配線を短くすることができる。また、ダイオードと被試験デバイスとがステージ上に配置されるので、ダイオードを別の試験回路に接続するときであっても切り離し器を不要とすることができる。従って、ダイオードと被試験デバイスとを接続する配線を短くすることができると共に、切り離し器を不要とすることができるためインダクタンスを小さくすることができる。よって、被試験デバイスの検査を精度よく行うことができる。【００１１】
一実施形態では、ステージに対してダイオードを昇降させる昇降機構を備え、
昇降機構によってダイオードは第１試験回路及び第２試験回路に対して接続又は分離可能となっていてもよい。このように、昇降機構によって、第１試験回路及び第２試験回路に対してダイオードを接続又は分離可能とすると、第１試験回路及び第２試験回路へのダイオードの接続を容易に行うことができる。また、昇降機構によって第２試験回路にダイオードを接続させると、被試験デバイスは、ダイオードを介して第２試験回路に接続される。従って、第２試験回路における電流の経路が確保されるので、被試験デバイスのスイッチング特性を測定することができる。【００１２】
一実施形態では、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージは、静特性試験ステーションにおいて、第１試験回路に設けられたプローブに接触するようにダイオードを押し上げることにより、第１試験回路にダイオードを接続してもよい。【００１３】
一実施形態では、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージは、静特性試験ステーションにおいて、第１試験回路に設けられたプローブから離間するようにダイオードを下げることにより、第１試験回路からダイオードを分離してもよい。【００１４】
一実施形態では、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージには、静特性試験ステーションにおいて、プローブから離間するようにダイオードを下げることにより、第１試験回路からダイオードを分離する分離機構が設けられており、分離機構は、ダイオードの載置台の下部に連結された昇降機構と、ダイオードと被試験デバイスとを電気的に接続するフレキシブルケーブルと、を備えてもよい。このように、ダイオードと被試験デバイスとを電気的に接続するフレキシブルケーブルを使用することにより、ダイオードの移動を柔軟に行うことができる。従って、簡単に試験回路の切り替えを行うことができる。【００１５】
一実施形態において、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージには、静特性試験ステーションにおいて、プローブとダイオードとが接触するかしないかによって、第１試験回路に対してダイオードを接続又は分離する接続分離機構が設けられており、接続分離機構は、ダイオードの載置台の下部に連結された昇降機構と、ダイオードと被試験デバイスとを電気的に接続するフレキシブルケーブルと、を備えてもよい。このようなフレキシブルケーブルを備えることにより、簡単に試験回路の切り替えを行うことができる。【００１６】
一実施形態では、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージは、動特性試験ステーションにおいて、第２試験回路に設けられたプローブから離間するようにダイオードを下げることにより、第２試験回路からダイオードを分離してもよい。このような構成により、動特性試験ステーションにおいても、簡単に試験回路の切り替えを行うことができる。また、第２試験回路に設けられたプローブから離間するようにダイオードを下げることにより、被試験デバイスは、ダイオードを介して第２試験回路に接続されなくなる。従って、第２試験回路へのエネルギーの逃げ道が無くなり、被試験デバイスにエネルギーが加わることとなる。よって、被試験デバイスのアバランシェ特性を測定することができる。【００１７】
一実施形態では、動特性試験ステーションにおいて、第２試験回路に設けられたプローブとプローブホルダと動特性試験回路と動特性試験手段とは互いに接続してもよい。このような構成によれば、動特性試験ステーションの構成を簡易にすることができる。【００１８】
一実施形態では、移動機構は、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージを、更に、被試験デバイスを移載する移載ステーションに移動させてもよい。この構成によれば、被試験デバイスの移載を簡単に効率よく行うことができる。【００１９】
一実施形態では、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージは、静特性試験ステーション、動特性試験ステーション及び移載ステーションの順に移動してもよい。このような構成によれば、被試験デバイスを効率よく搬入、検査及び搬出することができる。【００２０】
一実施形態では、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージには、被試験デバイスをステージに吸着固定させる吸着固定手段が設けられてもよい。【００２１】
一実施形態では、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージには、被試験デバイスをステージに吸着固定させる吸着固定手段と、画像処理装置を用いて被試験デバイスのアライメントを行う位置決め手段と、が設けられ、被試験デバイスの電極にプローブが接触してもよい。【００２２】
一実施形態では、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージには、被試験デバイスをステージに吸着固定させる吸着穴を備えた吸着固定手段と、絶縁性のガイド構造物によって被試験デバイスを所定の位置に位置決めする位置決め手段とが設けられ、被試験デバイスの電極にプローブが接触してもよい。【００２３】
一実施形態では、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージには、被試験デバイスを固定する加工溝を有する位置決め手段が設けられ、被試験デバイスの電極にプローブが接触してもよい。【００２４】
一実施形態では、移動機構は、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージを、ＸＹＺθ方向に制御しつつ移動させ、プローブを被試験デバイスの所定の電極に接触させてもよい。【００２５】
一実施形態では、動特性試験ステーションにおいて、プローブとプローブホルダと動特性試験回路と動特性試験手段が互いに接続し、プローブホルダは、Ｐ電極とＮ電極とが積層された平行平板構造を有してもよい。このような構成によれば、配線を最低限とすることができインダクタンスが低減されるので、精度の高い検査を実現できる。【００２６】
本発明の他の側面に係る被試験デバイスの検査システムの操作方法は、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージが、静特性試験ステーションと動特性試験ステーションとに移動する被試験デバイスの検査システムで用いられる検査システムの操作方法であって、被試験デバイスとダイオードとを載置したステージを搬入及び載置する工程と、被試験デバイスを試験ステーションに搬入及び固定する工程と、ダイオードにプローブを接触する工程と、ダイオードの位置を切り替える工程と、被試験デバイスを測定する工程と、被試験デバイスをステージから搬出する工程と、被試験デバイスを選別する工程と、を備える。本発明の他の側面によれば、精度の高い検査を実現することができる。【００２７】
一実施形態において、プローブを接触する工程では、被試験デバイスが、ステージで吸着穴により吸着固定され、画像処理装置によりアライメントが行われて、被試験デバイスの電極にプローブが接触してもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の種々の側面によれば、精度よくデバイス特性を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係るベアチップ検査システムの直進タイプのシステム構成を示すブロック図の例である。
【図２】実施形態に係るベアチップ検査システムの回転タイプのシステム構成を示すブロック図の例である。
【図３】実施形態に係るベアチップ検査システムのＤＵＴとダイオードとを載置したステージを示す斜視図である。
【図４】実施形態に係るベアチップ検査システムのＤＵＴとダイオードとを載置したステージを示す側面図である。
【図５】実施形態に係るベアチップ検査システムのダイオードの切り離し機構を説明する概略図であって、ダイオードとプローブカードが接続されている状態を示す図である。
【図６】実施形態に係るベアチップ検査システムのダイオードの切り離し機構を説明する概略図であって、ダイオードとプローブカードが切り離されている状態を示す図である。
【図７】実施形態に係るベアチップ検査システムの静特性試験ステーションにおける構成を示す概略図である。
【図８】実施形態に係るベアチップ検査システムの動特性試験ステーションにおける構成を示す概略図である。
【図９】実施形態に係るベアチップ検査システムの動特性試験ステーションにおける構成を示す斜視図である。
【図１０】実施形態に係るベアチップ検査システムのプローブカードを説明する概略図である。
【図１１】実施形態に係るベアチップ検査システムのプローブホルダを説明する概略図である。
【図１２】実施形態に係るベアチップ検査システムの測定等価回路を説明する概略図である。
【図１３】従来のベアチップ検査システムにおいてステージにＤＵＴを載置した状態を示す概略図である。
【図１４】従来のベアチップ検査システムのプローブカードを説明する概略図である。
【図１５】従来のベアチップ検査システムのプローブホルダを説明する概略図である。
【図１６】従来のベアチップ検査システムの測定回路を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の一側面に係る被試験デバイスの検査システムの一例として、本実施形態では、ベアチップ検査システムについて説明する。本実施形態のベアチップ検査システムは、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージが静特性試験ステーションと動特性試験ステーションとに移動する。
【００３１】
ここで、本実施形態において、ベアチップとはチップの状態のまま基板に実装される半導体チップをいう。また、本実施形態において検査システムとは、ＤＵＴの特性を検査する装置の全体をいう。更に、本実施形態において「ＤＵＴとダイオードとを載置したステージ」（以下、ＤＤＳともいう）とは、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージであって移動可能なものである。また、「対向」するとは、二つの物が、互いに正面同士になるような状態を意味する。具体的には、例えば、ＤＵＴとダイオードとが上から見ると並列して載置されている状態をいうが、ＤＵＴ及びダイオードの向きは固定されたものではない。ただし、２つのチップは相互に近傍に配置される。更に、後述するように、ＤＵＴとダイオードとは、一対で搬送されることができるが、検査時に一対で使用される場合と、一対では使用されない場合がある。そして、ＤＵＴと、ダイオードと、ＤＵＴ及びダイオードを載置したステージとは、ＤＵＴの種類に応じて、形状、大きさ及び配置が適宜変更可能である。
【００３２】
静特性（ＤＣ）試験ステーションとは、ＤＵＴの静特性及び熱抵抗を測定するステーションをいう。以下単に、静特性試験ステーションということもある。静特性試験では、ＤＵＴのリーク電流又はオン電圧等の静特性が測定される。ここで静特性試験は、ＤＣパラメータ特性試験、又は静特性を構成する特性名を用いて、例えば降伏電圧、漏れ電流、順方向電圧試験、ゲートしきい値電圧試験等と称される場合もある。熱抵抗試験とは、ＤＵＴの放熱特性を測定するための試験である。
【００３３】
動特性（ＡＣ）試験ステーションとは、ＤＵＴの動特性を測定するステーションをいう。以下単に、動特性試験ステーションということもある。動特性とは、スイッチング動作時におけるフォールタイム、あるいは内蔵された高速ダイオード（ＦＷＤ：Ｆｒｅｅ  Ｗｈｅｅｌｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）の逆回復時間等に代表されるスイッチング特性等を測定し、その品質を保証するための試験である。動特性試験は、個別の動特性を測定するための試験名で呼ばれることもある。この試験名としては、例えば、スイッチング特性試験、負荷短絡試験、短絡時安全動作領域（ＳＣＳＯＡ：Ｓｈｏｒｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｓａｆｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ａｒｅａ）試験、逆バイアス安全動作領域（ＲＢＳＯＡ：Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｂｉａｓ  Ｓａｆｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ａｒｅａ）試験、アバランシェ試験又は逆回復特性試験等といった名前が挙げられる。
【００３４】
「移動」とは、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージを次の試験ステーションに動かすことをいう。「移動機構」とは、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージを移動させる手段を示しており、例えば、「移動機構」は、シリンダによってステージを動かす装置、又はボールねじ機構によってステージを動かす装置、である。ただし、「移動機構」は、ステージを複数の試験ステーションに移動可能であればよく、「移動機構」がステージを移動させる方向、及び「移動機構」がステージを移動させる手段については特に限定されない。「移動機構」としては、例えば、ステージを回転移動させる回転タイプの移動機構を用いてもよいし、ステージを直進移動させる直進タイプの移動機構を用いてもよい。ここで、ステージにおいて、ダイオードはＤＵＴの直近に配置され、インダクタンスを低減するように構成されている。あるいは、極性を合わせるためにダイオードは天地逆に配置されてもよい。
【００３５】
「接続又は分離可能」とは、ＤＵＴ及びダイオードを載置したステージと、プローブカードとが接触するかしないか（接続するか又は分離するか）の状態を選択できることをいう。
【００３６】
「第１試験回路（第２試験回路）に設けられたプローブに接触する」とは、ダイオードがプローブに接触して電気回路が繋がることをいう。「ダイオードを押し上げる」とは、電磁ソレノイド等により、上方向、つまりプローブに接触させる側にダイオードを機械的に動かすことをいう。「第１試験回路（第２試験回路）に設けられたプローブから離間する」とは、ダイオードがプローブに接触しておらず電気回路が繋がっていないことをいう。「ダイオードを下げる」とは、電磁ソレノイド等により、下方向、つまりプローブから分離させる側にダイオードを機械的に動かすことをいう。「第１試験回路（第２試験回路）からダイオードを分離する」とは、各試験回路からダイオードを電気的に切り離すことをいう。「第１試験回路（第２試験回路）からダイオードを接続又は分離する接続分離機構」とは、各試験回路にダイオードが有る状態又は無い状態を作り出す機構のことをいう。
【００３７】
「ダイオードの載置台の下部に連結された昇降機構」としては、空圧シリンダ又はソレノイドが挙げられるが、昇降機構の駆動源は問わない。「動特性試験ステーションにおいて、第２試験回路に設けられたプローブとプローブホルダと動特性試験回路と動特性試験手段とが互いに接続する」とは、電気的に接続し測定ができる状態をいう。「移載ステーションに移動させる」とは、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージを移載ステーションに動かすことをいう。「静特性試験ステーション、動特性試験ステーション及び移載ステーションの順に移動する」とは、静特性試験ステーションでＤＵＴの静特性を測定し、動特性試験ステーションでＤＵＴの動特性を測定し、移載ステーションでＤＵＴを載せ替えるという一連の動作を含み、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージを移動させ、順に検査することを含んでもよい。この場合、静特性試験ステーションでは、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージの移動と、静特性の測定のみを反復して行う。動特性試験ステーションでは、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージの移動と、動特性の測定のみを反復して行う。同様に、移載ステーションでは、ＤＵＴの移載のみを反復して行う。
【００３８】
「ＤＵＴとダイオードとを載置したステージには、ＤＵＴを吸着固定させる吸着固定手段が設けられる」とは、例えば、ＤＵＴを吸引で固定するために、ＤＵＴを載置する電極ブロックの側面に穴をあけ、ＤＵＴを置く電極ブロックの上面に連通させ、ＤＵＴを吸着固定する手段を備えたことをいう。
【００３９】
また、ダイオードを載置したステージには、「画像処理装置を用いてＤＵＴのアライメントを行う位置決め手段」を備えることができる。例えば、「画像処理装置」は、ＤＵＴを撮影するＣＣＤカメラを備えており、ＣＣＤカメラが撮影した映像を画像処理することによってＤＵＴの位置を算出する装置である。この「画像処理装置」によってＤＵＴの位置を正確に算出することができる。アライメントとは、ＤＤＳをＸＹＺθ方向に制御移動させることにより、プローブをＤＵＴの所定の電極に接触させることを指す。更に、「ＤＵＴの電極にプローブが接触する」とは、ＤＵＴの内部に形成された回路と接続すると共にＤＵＴの表面に出ており、互いに機能が異なる複数の電極にプローブが接続することを含む。ＩＧＢＴの場合には、例えばコレクタ、ゲート、エミッタにプローブを接触させることをいう。この構成により、ＤＵＴを置く位置の精度が低くても良いという利点がある。なせなら、アライメントで微調整するからである。
【００４０】
「位置決め手段」としては、絶縁性のガイド構造物によって所定の位置に吸着固定させる手段が挙げられる。絶縁性のガイド構造物とは、例えば、交換可能なＤＵＴプレート上に設けられるガイドであって、ＤＵＴプレート上におけるＤＵＴの位置を定める構造、である。更に、「位置決め手段」は、ＤＵＴを固定する加工溝を備え、この加工溝によってＤＵＴを吸着固定する位置決め手段とすることができる。なお、「ステージをＸＹＺθ方向に制御しつつ移動させる」手段としては、直交ロボットを組み合わせる構成を用いることができる。例えば、ステージをＸＹＺθ方向に制御しつつ移動させる手段として、４軸駆動ステージを用いることもできる。
【００４１】
「プローブホルダは、平行平板構造を有する」とは、プローブホルダが、絶縁材を介して互いに平行、且つ近接して配置された平行平板電極を備えていることをいう。
【００４２】
「検査システムの操作方法」とは、検査システムの操作手順をいう。「ＤＵＴとダイオードとを載置したステージを搬入及び載置する工程」とは、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージを試験ステーションのところまで移動させることをいう。「ＤＵＴを試験ステーションに搬入及び固定する工程」とは、ＤＵＴを試験ステーションに移動させてＤＵＴを固定し、ＤＵＴにプローブを接触可能な状態にすることをいう。「プローブを接触する工程」とは、ＤＵＴとプローブを接触させ電気的に接続することをいう。「ダイオードの位置を切り替える工程」とは、電磁ソレノイド等により、ダイオードを機械的に移動させることをいう。「ＤＵＴを測定する工程」とは、ＤＵＴの特性を取得することをいう。「ＤＵＴをステージから搬出する工程」とは、ＤＵＴをステージから取り出すことをいう。「ＤＵＴを選別する工程」とは、ＤＵＴを、その特性の違いによって振り分けることをいう。
【００４３】
以下、図面に基づき実施形態を説明する。図１は、本実施形態のベアチップ検査システムの直進タイプのシステム構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態のベアチップ検査システムの回転タイプのシステム構成を示すブロック図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）のシステム構成は、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージ（ＤＤＳ）が搬入載置ステーション（ａ）、静特性試験ステーション（ｂ）、動特性試験ステーション（ｃ）及び移載ステーション（ｄ）の順に直進し、各試験ステーションで検査が行われる直進タイプである。すなわち、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、移動機構は、ＤＤＳを直進移動させる。なお、戻り工程（ｅ）にはＤＵＴは載っていない。図２のシステム構成は、ＤＤＳが、搬入載置ステーション（ａ）、静特性試験ステーション（ｂ）、動特性試験ステーション（ｃ）及び移載ステーション（ｄ）の順に回転し、各試験ステーションで検査が行われる回転タイプである。すなわち、図２において、移動機構は、ＤＤＳを回転移動させる。なお、静特性試験ステーション、動特性試験ステーションの順は問わない。また、静特性試験ステーション又は動特性試験ステーションを、更に、試験回路ごとに分割したステーションとすることも可能である。ここで、ＤＤＳは、各試験ステーションにおいて各種の試験回路と接続され、各試験ステーションにおける検査項目の試験が行われた後に、次のステーションに移動する。
【００４４】
図３は、本実施形態のベアチップ検査システムのＤＵＴとダイオードＤとを載置したＤＤＳを示す斜視図である。また、図４は、本実施形態のベアチップ検査システムのＤＵＴとダイオードとを載置したＤＤＳにおいて、ＤＵＴを実装する状態を説明する概略図である。図３及び図４において、ステージ基板１の上には、Ｏ電極ブロックを兼ねた導体のＤＵＴ載置台２が載置されている。このＤＵＴ載置台２には、凹部Ｃ（加工溝）が形成されている。そして、この凹部Ｃの底２１に、ＤＵＴ載置台２の側部から底２１に通ずる吸着穴２２が設けられている。そして、この吸着穴２２は図示していない吸引手段に連通されている。更に、ＤＵＴプレート２３が配置され、このＤＵＴプレート２３にはＤＵＴ４が載るようにＤＵＴガイド２４が設けられている。このＤＵＴガイド２４は、例えば、絶縁性のガイド構造物である。また、ＤＵＴプレート２３は交換できるようになっており、摩耗したら交換するように構成されている。一方、ステージ基板１の下方には、ダイオードＤを昇降する昇降機構５が設けられている。ステージ基板１には貫通穴Ｈが開けられており、この貫通穴Ｈの中で昇降機構５のロッド７が昇降する。ロッド７の上端には、ダイオード基板６を介してダイオードユニットＤＵが載置される。
【００４５】
図４において、ベアチップ等のＤＵＴ４はダイオードＤと共にＤＤＳに載置されている。ダイオードＤは、樹脂ケース２７等のケースによって保護されている。ダイオードユニットＤＵは、ロッド７の上端に接続されたダイオード基板６の上に載置される。このダイオードユニットＤＵは、下から順に、導体のＡ電極２５、ダイオードＤ、及び導体のＫ電極２６を備えている。Ａ電極２５、ダイオードＤ及びＫ電極２６は互いに電気的に接続されており、Ａ電極２５、ダイオードＤ及びＫ電極２６の周囲は樹脂ケース２７に覆われている。電極（Ａ電極２５、Ｋ電極２６）の部分には、導電性のよい銅部材等、接触信頼性の高い金メッキが施されている。導電性部材（Ａ電極２５、ダイオードＤ、Ｋ電極２６）を保持及び保護する部分は、例えばＭＣナイロン等のような絶縁性、寸法安定性及び加工性に優れたエンジニアリングプラスチックが使用される。また、樹脂ケース２７等のケースによって、ダイオードＤの寿命が長く、ダイオードＤが数多くの試験回数に耐えうるように構成されている。
【００４６】
ＤＵＴ４の位置決めを行う位置決め手段としては、例えば、位置決めピンを使用する方法又はＤＤＳを移動させる方法が用いられる。ＤＤＳの移動量を検出する手段としては、例えば画像処理装置が用いられる。この画像処理装置は、例えば、ＤＵＴ４を上方から撮影するＣＣＤカメラを備えている。そして、ＤＵＴ載置台２とダイオード基板６は、例えば、平編み線等のフレキシブルケーブル１１によって互いに電気的に接続されている。また、ＤＵＴ載置台２の上面とＤＵＴ４の上面とダイオードＤの上面は、同一高さの一つの仮想平面上に位置させることができる。これにより、後述するプローブカードＫの下面を水平にすることができ、正確な接触を確保できる。なお、ＤＵＴ４と、ダイオードＤと、ＤＵＴ４及びダイオードＤを載置するステージ基板１とは、ＤＵＴ４の種類に応じて、形状、大きさ及び配置を適宜変更可能である。すなわち、ＤＤＳは可変ステージである。
【００４７】
図５は、本実施形態のベアチップ検査システムにおけるダイオードＤの切り離し機構を説明する概略図である。図５では、ダイオードＤとプローブカードＫが接続されている状態を示す。図５では、ＤＤＳにおいて、ＤＵＴ４の上面とＤＵＴ載置台２の上面とダイオードＤの上面とは、上方に位置するプローブカードＫのワイヤープローブＰ（図１０参照）を介して、互いに電気的に接続されている。この際、昇降機構５により、ダイオードＤの上面とＤＵＴ載置台２の上面とＤＵＴ４の上面とは、共に同一高さの一つの仮想平面上に位置している。これにより、プローブカードＫの下面を水平にすることができ、正確な接触を確保できる。なお、ＤＵＴ４とダイオードＤは、ＤＵＴ４の種類に応じて、形状、大きさ及び配置を適宜変更可能である。プローブカードＫも、例えば、検査するＤＵＴ４に応じて、形状、大きさ及び配置を適宜変更可能である。
【００４８】
図６は、本実施形態のベアチップ検査システムにおけるダイオードの切り離し機構を説明する概略図である。図６では、ダイオードＤとプローブカードＫが離間している状態を示す。図６において、ロッド７は昇降機構５によって下方へ降りており、ダイオードＤの上面とプローブカードＫの下端とは分離される。なお、この際、ＤＵＴ載置台２の上面とＤＵＴ４の上面とは、共に同一高さの一つの仮想平面上に位置している。
【００４９】
図７は、本実施形態のベアチップ検査システムの静特性試験ステーションにおける構成を示す概略図である。図７では、ダイオードＤとプローブカードＫが分離されている状態を示す。図７において、プローブホルダ６０の下面は、プローブカードＫの上面に電気的に接続可能となっている。更に、プローブホルダ６０は、静特性試験手段１４と熱抵抗試験手段１５に、電線１６によって電気的に接続されている。静特性試験手段１４、熱抵抗試験手段１５及び電線１６は、静特性試験ステーションの第１試験回路に相当する。
【００５０】
図８は、本実施形態のベアチップ検査システムの動特性試験ステーションにおける構成を示す概略図である。図８において、プローブホルダ６０の下面は、プローブカードＫの上面に電気的に接続可能となっている。更に、プローブホルダ６０は、動特性試験手段１７に、電線１６によって電気的に接続されている。電線１６及び動特性試験手段１７は、動特性試験ステーションの第２試験回路に相当する。
【００５１】
図９は、本実施形態のベアチップ検査システムの動特性試験ステーションを示す斜視図である。図９は、図８の斜視概略図である。ここで、プローブホルダ６０は、平行平板構造を有する。プローブホルダ６０の上面は、図示していない動特性測定手段と接続可能になっている。
【００５２】
図１０は、本実施形態のベアチップ検査システムのプローブカードＫを示す概略図である。図１０において、上部プローブ支持部材５１は平板状に形成されている。上部プローブ支持部材５１は、複数の柱５４を介して下部プローブ支持部材５２，５３と接続されている。上部プローブ支持部材５１と下部プローブ支持部材５２，５３とは、互いに平行となっている。上部プローブ支持部材５１と下部プローブ支持部材５２，５３との間では、複数のワイヤープローブＰ及び複数の細い柱５６が挟持されている。上部プローブ支持部材５１の上方には、ワイヤープローブＰの先端と、細い柱５６の先端とが突き出ている。この構成により、ワイヤープローブＰは、下からＤＵＴ４によって押し付けられる荷重に耐えうるようになっている。また、ワイヤープローブＰとプローブホルダ６０との接触を確保し、ワイヤープローブＰを正確に位置決めできるという利点がある。なお、プローブカードＫは、ＤＵＴ４の種類又は仕様等に応じて専用のものが適宜設計される。また、ワイヤープローブＰの位置は、適宜修正される。
【００５３】
図１１は、本実施形態のベアチップ検査システムのプローブホルダ６０を説明する概略図である。プローブホルダ６０は、ダイオードＤとプローブカードＫとが接続されるときに使用される。プローブホルダ６０は、第１絶縁体６０ａと、Ｎ電極６１と、第２絶縁体６０ｂと、Ｐ電極６２と、第３絶縁体６０ｃとを備える。第１絶縁体６０ａ、Ｎ電極６１、第２絶縁体６０ｂ、Ｐ電極６２及び第３絶縁体６０ｃは、上からこの順で積層されている。そして、第３絶縁体６０ｃの下面には、プローブ支持部材６３が連結されている。このように、プローブホルダ６０は平行平板構造を有するので、磁界が相殺されてインダクタンスが低減され、精度の高い測定を実現できる。ここで、絶縁体６０ａ〜６０ｃは、電極間の接触及び放電を防ぐために設けられる。この絶縁体６０ａ〜６０ｃは、例えば絶縁特性に優れた絶縁紙を用いることによって、薄くしてもよい。Ｐ電極６２とＮ電極６１との間隔が小さくなるほど「電流による磁界」（以下、電磁誘導という）の相殺効果が大きくなり、インダクタンスが小さくなる。一方、平面視において、絶縁体６０ａ〜６０ｃは、電極より大きくしてもよい。このように絶縁体６０ａ〜６０ｃを大きくすると、沿面距離を長くして放電をより効果的に防ぐことができる。また、Ｐ電極６２は、Ｎ電極６１と同一形状としてもよい。この場合、Ｐ電極６２とＮ電極６１とで電流経路を往復させることによって、電磁誘導を相殺でき磁界を相殺することができるので、インダクタンスが小さくなる。
【００５４】
図１２は、本実施形態のベアチップ検査システムの測定等価回路を説明する概略図である。図１２に示すように、ダイオードがＤＵＴの直近に配置されることにより、インダクタンスが低減されるのである。ここで、試験回路とは、プローブホルダ、プローブ及びＤＤＳで構成される回路をいい、例えば試験手段は除かれる。試験手段とは、いわゆる測定器のことである。試験手段は、例えば、測定に必要なコンデンサ、電流センサー、電圧センサー及び異常時の保護回路等を備える。
【００５５】
図１４は、従来のベアチップ検査システムのプローブカードを説明する概略図である。図１４において、ワイヤープローブＰの先端はＮ電極に接続されており、Ｎ電極はその左右端でＯ電極に接続されている。更に、Ｏ電極は、細い柱１４１に連結されている。ここで、従来のベアチップ検査システムは、ダイオードが不要なため簡易であるという特徴があるが、インダクタンスが大きいという欠点があった。
【００５６】
図１５は、従来のベアチップ検査システムのプローブホルダを説明する概略図である。図１５において、プローブホルダ１５０は、Ｎ電極１５１の左右端にＯ電極１５２、１５３が各々接続されている点では、本実施形態のプローブホルダ６０と同じである。しかしながら、プローブホルダ１５０は、ワイヤープローブＰが使用されていない点でプローブホルダ６０と異なる。ワイヤープローブＰを使用しないでスプリングプローブ１５４を使用すると、簡易的にＯ電極との接続を提供できるという利点はある。しかしながら、この場合もインダクタンスが大きいという欠点がある。これに対して、本実施形態のプローブホルダ６０では、インダクタンスが大きいという課題を解決して精度よくデバイス特性を検査することができる。更に、本実施形態では、効率よくデバイス特性を検査するために、ＤＵＴ４とダイオードＤとを載置したＤＤＳを、静特性試験ステーションと動特性試験ステーションに移動させて各試験回路に接続させるベアチップ検査システムとしている。そして、本実施形態では、プローブホルダ６０は平行平板構造を有する。このような構成によれば、配線を最低限とすることができインダクタンスが低減されるので、精度の高い測定を実現できる。更に、プローブホルダ６０はワイヤープローブＰを電極面で受けているため、ＤＵＴに応じてワイヤープローブＰの位置が変更されても、プローブホルダの変更を不要とすることができる。このように、本実施形態では効率と精度とをより高めることができる。
【００５７】
図１６は、従来のベアチップ検査システムの測定回路を説明する概略図である。図１６では、ＤＵＴの設置場所がダイオードから遠く離れているため、ＤＵＴとダイオードとを接続する配線が長い。更に、図１６では、ＤＵＴとダイオードとの接続を切り離す切り離し器が必要である。従って、配線及び切り離し器といった部品が有するインダクタンスが追加されるので、インダクタンスが大きいという問題を生じさせる。
【００５８】
以下、本実施形態の構成を用いた場合の動作を実施例１及び実施例２として説明する。実施例１及び実施例２では、本実施形態に係るベアチップ検査システムの操作方法を示している。
【００５９】
（実施例１）
まず、前準備が必要である。ＤＵＴの大きさ及び種類は目的によって異なっており、更に検査の目的も異なる。そこで、実際に検査をする前に、ＤＵＴの大きさ、種類、仕様及び検査目的に応じて、変動部としてのステージ（ＤＤＳ）と、プローブカードと、を予め製作しておく。
【００６０】
一方、検査目的に応じて使用する試験手段及び試験回路は異なる。ここで、ＤＵＴに応じて、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージと、プローブカードとを変更することにより、検査によって使用する試験手段及び試験回路を選択可能になっている。
【００６１】
更に、プローブホルダは、ステージとプローブカードを介して、選択的に試験手段又は試験回路に接続できるようになっている。プローブホルダはワイヤープローブＰを電極面で受けている。このため、ＤＵＴに応じてワイヤープローブＰの位置が変更されても、通常は、プローブホルダの変更は不要である。このプローブホルダも予め製作しておく。したがって、プローブホルダの変更は不要であるという意味で、プローブホルダは「固定部」とも言える。
【００６２】
この様に変動部のみを変更すれば、様々な種類（寸法、電極レイアウト、電圧又は電流）のＤＵＴに対応できる。次に、例えば図１に示すように、ＤＵＴとダイオードとを載置したＤＤＳを搬入及び載置する。そして、ＤＤＳを試験ステーションに搬入及び固定する。その後、移動機構によって、ＤＤＳが、静特性試験を行う静特性試験ステーションに搬送される。ここで、図７に示すような第１試験回路が形成される。この第１試験回路で静特性試験が行われ、その後当該第１試験回路の形成が解除される。
【００６３】
その後、移動機構によって、ＤＤＳが、動特性試験を行う動特性試験ステーションに搬送される。ここで、図８に示すような第２試験回路が形成され、この第２試験回路で動特性試験が行われる。
【００６４】
その後、上記第２試験回路の形成が解除される。次いで、移動機構によって、ＤＤＳが、移載ステーションに搬送される。このとき、ＤＤＳからＤＵＴが取り除かれ、その後、移動機構によってＤＤＳが移載ステーションに搬送される。このようにしてＤＵＴをステージから搬出する。
【００６５】
この間、必要に応じて、図５で説明したように、ダイオードの位置を切り替えることにより、特性に合わせた検査をすることができる。なお、プローブを接触する工程は、計測直前までに行えばよい。
【００６６】
以上の工程を繰り返す。なお、測定対象の特性が仕様範囲に入らない場合、その測定対象は選別されて正常な工程から外される。
【００６７】
（実施例２）
前準備として、ＤＵＴの大きさ若しくは種類、仕様又は検査目的に応じて、変動部としてのステージと、プローブカードと、を予め製作しておく。また、ＤＵＴに応じて、ステージと、プローブカードとを変更することにより、検査によって使用する試験手段及び試験回路を選択可能になっている。また、プロ―ブホルダを準備しておく。次いで、図２のＤＵＴとダイオードとを載置したＤＤＳを搬入及び載置する。そして、ＤＤＳを試験ステーションに搬入及び固定する。その後、移動機構によって、ＤＤＳが、静特性試験を行う静特性試験ステーションに搬送される。その後の試験は、前述した実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００６８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の装置及びシステムは、例えば、全数検査が原則であるＤＵＴの検査の効率が要求された場合に採用される。ＤＵＴの使用目的は問わない。また、本実施形態では、固定部と変動部を組み合わせてベアチップ検査システムを実現している。従って、ＤＵＴの搬送部は、限られた方式から選択するだけとすることができるので設計が簡単となる。
【００６９】
更に、ＤＤＳとプローブを設計変更するだけで、ＤＤＳの柔軟性を十分に活用することができ、様々な試験に対応可能である。また、本実施形態のシステムは、システム構造が簡単であり、システム構築費用を抑えることができる。
【００７０】
また、本実施形態の操作方法は、本実施形態のベアチップ検査システムの操作方法である。上記操作方法は、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージを搬入及び載置する工程と、ＤＵＴを試験ステーションに搬入及び固定する工程と、プローブを接触する工程と、ダイオードの位置を切り替える工程と、測定する工程と、ＤＵＴをステージから搬出する工程と、選別する工程と、を備える。よって、ＤＵＴとダイオードとを載置したステージの機械的及び電気的な柔軟性を生かすことができるので、簡単な操作で多様な検査を実行することができる。
【００７１】
このように、本実施形態では、システム構造が簡単であり、システム構築費用が少なくてすむのである。
【００７２】
以上、実施形態及び変形例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。例えば、プローブホルダは、図１１に示されるプローブホルダ６０に限定されず、電極又は絶縁体の枚数、形状及び大きさを適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の一側面に係る被試験デバイスの検査システムは、パワー半導体の単体デバイスの検査、特に車載用半導体デバイスの検査に好適であるが、その用途は問わない。【００７４】
また、ＤＵＴは技術の進歩によって変化していくが、本発明の一側面では、ＤＵＴが変化してもプローブホルダは再設計及び製作が不要で、通常はそのまま使えるという利点がある。
【符号の説明】
【００７５】
１…ステージ基板（ＤＤＳ：ＤＵＴとダイオードとを載置したステージ）、４…ＤＵＴ（被試験デバイス）、５…昇降機構（分離機構、接続分離機構）、６…ダイオードの載置台（ダイオード基板）、１１…フレキシブルケーブル（分離機構、接続分離機構）、１４…静特性試験手段（第１試験回路）、１５…熱抵抗試験手段（第１試験回路）、１６…電線（第１試験回路、第２試験回路）、１７…動特性試験手段（第２試験回路）、２２…吸着穴、６０…プローブホルダ、６１…Ｎ電極、６２…Ｐ電極、Ｃ…凹部（加工溝）、Ｄ…ダイオード、Ｋ…プローブカード（プローブ）、ａ…搬入載置ステーション、ｂ…静特性試験ステーション、ｃ…動特性試験ステーション、ｄ…移載ステーション。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【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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