(57)【要約】【課題】温度条件を低温域から高温域、あるいは高温域から低温域に切り替えて連続的に試験を実施することができる半導体デバイスのテスト用チャンバを提供する。【解決手段】各ソケットボード（２００）を格納可能な試験ユニット（Ｕ）と、温度調整手段と、各試験ユニット毎に設けられるテスタボードユニット３００と、マイクロコンピュータ１００を備え、前記温度調整手段は、筐体内に半導体デバイスを加熱する第１の雰囲気を供給する加熱手段と、前記半導体デバイスを冷却する第２の雰囲気を供給する冷却手段と、常温空気を供給する常温空気供給手段と、マイクロコンピュータにより加熱手段と冷却手段と常温空気供給手段とを所定のタイミングで切り替える電磁バルブ（３０ａ〜３０ｌ、３１ａ〜３１ｌ）とを有するようにした。【選択図】図１
2008224455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスを挿脱可能に保持する複数のソケットを有するソケットボードをそれぞれ格納可能な１または２以上の試験ユニットと、
前記各ソケットボードの各ソケットに装着された半導体デバイスの周囲温度を所定の試験環境温度に調整する温度調整手段と、
前記各試験ユニット毎に設けられ、前記各ソケットに装着された各半導体デバイスの電極端子と電気的導通を行って各半導体デバイスの電気的特性を試験するデバイス検査手段と、
前記各試験ユニット、前記温度調整手段およびデバイス検査手段を収容する筐体と、
前記温度調整手段およびデバイス検査手段を適宜制御する制御手段と、を備え、
前記温度調整手段は、
前記筐体内に前記半導体デバイスを加熱する第１の雰囲気を供給する加熱手段と、
前記筐体内に前記半導体デバイスを冷却する第２の雰囲気を供給する冷却手段と、
前記筐体内に常温空気を供給する常温空気供給手段と、
前記制御手段による制御に基づいて、前記加熱手段と前記冷却手段と前記常温空気供給手段とを所定のタイミングで切り替える雰囲気切替手段と、を有する
ことを特徴とする半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項２】
前記筐体は、気密性を有する恒温槽で構成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項３】
前記筐体は、内部に供給される雰囲気をこの雰囲気の導入方向と順方向および逆方向の少なくとも一方に排出する排気手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項４】
前記排気手段は、各雰囲気毎に別途設けられていることを特徴とする請求項３に記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項５】
前記筐体は、前記ソケットボードの搬入口および搬出口を備え、当該搬入口と搬出口には、前記制御手段により開閉制御されて外部の空気が前記筐体内に進入するのを防ぐシャッタ機構が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項６】
前記筐体は、前記ソケットボードの搬入口および搬出口を備え、前記筐体の内圧が外気圧より高くなるように前記雰囲気切替手段を制御することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項７】
前記筐体は、前記ソケットボードの搬入口および搬出口を備え、当該搬入口と搬出口には、前記制御手段により開閉制御されて外部の空気が前記筐体内に進入するのを防ぐエアカーテン生成手段が設けられることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項８】
前記雰囲気切替手段は、前記制御手段によって開閉制御される電磁バルブで構成されることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項９】
前記デバイス検査手段は、
前記各半導体デバイスと一対一の関係をもって複数設けられ、前記各半導体デバイスに所定のテスト信号を入力するとともに、当該テスト信号に応じて前記半導体デバイスから出力された出力信号に基づいて前記半導体デバイスの検査を行うデバイステスト手段と、
前記各半導体デバイスに形成された電極と電気的に接触可能な接触部が複数配列され、当該接触部を介して前記半導体デバイスとこれに対応する前記デバイステスト手段とを電気的に接続する接続手段とを有し、
前記デバイステスト手段は、前記半導体デバイスに入力される波形を生成する波形発生手段を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項１０】
前記ソケットボードの各ソケットは、上方に前記半導体デバイスを出し入れ可能な開放面を有し、内底面には半導体デバイスの各端子を挿脱可能なコネクタ部を備え、
前記ソケットボードの裏面側に対向させて、前記各コネクタ部と電気的に接続可能な前記デバイステスト手段としてのテスト回路モジュールを備えたテスタボードユニットが配設されている
ことを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項１１】
前記各試験ユニットは、前記加熱手段と前記冷却手段と前記常温空気供給手段とから分岐される前記第１の雰囲気、前記第２の雰囲気、前記常温空気を導く雰囲気導入手段を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項１２】
前記雰囲気導入手段は、
前記各電磁バルブを介して前記加熱手段、前記冷却手段、前記常温空気供給手段に接続され各試験ユニットの上方まで延設される給気用ダクトと、
該給気用ダクトの下面から前記各ソケットボードの各ソケットに向けて各雰囲気を送給する送給管と、
から構成されることを特徴とする請求項８から請求項１１の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項１３】
前記各給気用ダクトは、前記雰囲気導入手段と対向する側の端部が閉塞され、
該給気用ダクト内は、給気用ダクトの長手方向の全長より所定長さだけ短く形成される板状の温度調整部材によって上部と下部に仕切られると共に、前記雰囲気導入手段と対向する側の端部に雰囲気の折り返し部が形成され、
さらに、前記送給管は前記下部側に接続され、
前記雰囲気導入手段からの雰囲気は、該給気用ダクト内において前記温度調整部材によって仕切られた上部側に供給され、前記折り返し部を介して前記下部側を流通するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項１４】
前記各試験ユニットにおいて、
前記各ソケットボードの上方には、各ソケットの開放面を閉塞可能な板状の押圧用フレームが昇降可能に配設され、
該押圧用フレームには、押圧用フレーム自体を前記各ソケットの開放面に対して押圧する押圧手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１３の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項１５】
前記押圧手段は、前記ソケットボードと前記テスタボードユニットとの間にも押圧力を付与して、互いを電気的に接続させることを特徴とする請求項１４に記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項１６】
前記押圧手段は、エアシリンダで構成されることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項１７】
前記押圧用フレームには、前記給気用ダクトから送給される雰囲気を各ソケット内に流通可能な送給孔が設けられていることを特徴とする請求項１４から請求項１６の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項１８】
前記押圧用フレームには、前記送給孔を介してソケット内に送給された雰囲気をソケットの外部に排出する排気孔が設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項１９】
前記排気孔は、前記排気手段に配管用パイプを介して接続され、
前記排気手段は、前記制御手段の制御によって所定のタイミングで前記雰囲気切替手段を切り替えて排気を行うように構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項２０】
前記テスタボードユニットの構成部材のうち少なくとも前記テスト回路モジュールを収容可能な通気ダクトが設けられ、該通気ダクトには、前記冷却手段から前記半導体デバイスを冷却する第２の雰囲気が導入されるように構成されていることを特徴とする請求項１０から請求項１９の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項２１】
前記波形発生手段は、パターン発生器および波形発生器の少なくとも何れかであることを特徴とする請求項９から請求項２０の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項２２】
前記デバイステスト手段は、生成された波形を前記半導体デバイスに入力するドライバをさらに備えることを特徴とする請求項９から請求項２１の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【請求項２３】
前記デバイステスト手段は、単一の半導体装置で構成されていることを特徴とする請求項９から請求項２２の何れかに記載の半導体デバイスのテスト用チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体デバイスの各種特性試験を行うための１または２以上の独立した試験ユニット（スロット）を備えるテスト用チャンバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを試験する装置の一種として、試験用の空間を提供するテスト用チャンバ内において半導体デバイスをテストヘッドに電気的に接触させ、試験装置本体に試験を行なわせ、試験後に半導体デバイスをテスト用チャンバから搬出し、試験結果に基づいて良品、不良品に仕分けを行なう、いわゆるテストハンドラと呼ばれるものがある。
【０００３】
従来のテストハンドラは、例えば加熱手段および冷却手段を備えたテスト用チャンバ（高低温チャンバ）内において、例えばテスタに接続されたテストヘッドを有しており、このテストヘッドに複数のコンタクト用ピン（プローブ）を備えたテストコンタクトボードが接続されている。テストコンタクトボードの上方には、トレイに搭載された複数の半導体デバイスをそれぞれ対応するコンタクト用ピンに接続させるための位置決め押しあて機構が配置されている。また、テストハンドラには、トレイを搬送する搬送手段が設けられると共に試験前の半導体デバイスをプリヒートするプリヒート部と試験後の半導体デバイスを良品と不良品とに分類する分類装置等が設けられている。なお、低温テストの場合は予備冷却部がさらに設けられる。
【０００４】
半導体デバイスは、トレイ上に搭載されたままプリヒート部で予め設定された試験温度までプリヒートされた後、テストコンタクトボードの直上まで搬送される。位置決め押しあて機構により各半導体デバイスはそれぞれ対応するコンタクト用ピンに押し付けられ、コンタクト用ピン及びテストコンタクトボードを介してテストヘッドに電気的に接続される。この状態で、テスタによりトレイ上の複数の半導体デバイスの電気的特性試験が同時並行的に行われる。
【０００５】
そして、このようにして半導体デバイスの試験が終了すると、位置決め押しあて機構が上昇し、試験を終えたトレーが分類装置に払い出され、プリヒート部でプリヒートされていた次のトレイが代わりにテストコンタクトボードの直上に搬送され、同様にして半導体デバイスの試験が行われる。また、分類装置に搬送されたトレイ上の半導体デバイスは、テスタによる試験結果に基づいて良品あるいは不良品に分類される。
【０００６】
このようなテストハンドラによれば、トレイ上に搭載された複数の半導体デバイスを同時に試験するので、特に一つの半導体デバイスに対する試験時間が比較的短い単品種のデバイスを多量に試験する場合には、効率的な試験を行うことができた。
【０００７】
なお、半導体デバイスの検査装置（テストハンドラおよびＩＣ試験装置）に関する技術を記載した文献としては、例えば特許第３４１７５２８号公報、特許第３１３６６１３号公報などがある。
【特許文献１】特許第３４１７５２８号公報
【特許文献２】特許第３１３６６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、近年の半導体デバイスはその高密度化及び回路の複雑化に伴って一つの半導体デバイスの試験に要する時間が長くなる傾向にあり、テストコストの低廉化のためにテスト用チャンバ内で行われる半導体デバイス試験の一層の効率化が望まれている。
【０００９】
また半導体デバイスについて多品種で変量生産の傾向が強くなっているため、半導体デバイスの種類に応じてテスト用チャンバ内における試験環境を頻繁に変更する必要性が高まっている。
【００１０】
特に、各種の半導体デバイスについて幅広い特性を一度に試験するためには、低温条件下と高温条件下で試験を実施する必要があるが、従来は一般的に高温用の試験装置と低温用の試験装置を別々に用意する場合が通常であったので、試験装置の設置に大きな床面積を要し、スペース効率が良くないという問題点もあった。
【００１１】
そこで、温度条件を低温域（例えば−３０℃あるいは−１０℃）から高温域（例えば、８５℃，１２５℃あるいは１３５℃）に切り替えて（あるいは、逆に高温域から低温域に切り替えて）、一台の試験装置（テスト用チャンバ）で連続的に試験を実施したいという要望がある。しかしながら、従来においても低温と高温を切り替える構造を備える試験装置は存在するものの、低温域と高温域を連続して試験することは想定していないため、温度の切り替えに長時間を要したり手間がかかるという問題を抱えていた。
【００１２】
また、低温域から高温域に切り替えた際に、装置内に結露を生じる虞があり、ショート等の危険性を排除して、安全且つ効率的に試験を実施するために、この結露の発生を有効に防止する必要があった。
【００１３】
そこで、本発明は、半導体デバイスの同測数を増加することができると共に、温度条件を低温域から高温域、あるいは高温域から低温域に切り替えて連続的に試験を実施することができ、且つ、結露の発生を防止することができ、安全且つ効率的に試験を実施することができ、さらに省スペースを図ることのできる半導体デバイスのテスト用チャンバ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】
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る半導体デバイスのテスト用チャンバは、半導体デバイスを挿脱可能に保持する複数のソケットを有するソケットボードをそれぞれ格納可能な１または２以上の試験ユニットと、前記各ソケットボードの各ソケットに装着された半導体デバイスの周囲温度を所定の試験環境温度に調整する温度調整手段と、前記各試験ユニット毎に設けられ、前記各ソケットに装着された各半導体デバイスの電極端子と電気的導通を行って各半導体デバイスの電気的特性を試験するデバイス検査手段と、前記各試験ユニット、前記温度調整手段およびデバイス検査手段を収容する筐体と、前記温度調整手段およびデバイス検査手段を適宜制御する制御手段とを備え、前記温度調整手段は、前記筐体内に前記半導体デバイスを加熱する第１の雰囲気を供給する加熱手段と、前記筐体内に前記半導体デバイスを冷却する第２の雰囲気を供給する冷却手段と、前記筐体内に常温空気を供給する常温空気供給手段と、前記制御手段による制御に基づいて、前記加熱手段と前記冷却手段と前記常温空気供給手段とを所定のタイミングで切り替える雰囲気切替手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、前記筐体は、気密性を有する恒温槽で構成されるようにできる。
【００１６】
また、前記筐体は、内部に供給される雰囲気をこの雰囲気の導入方向と順方向および逆流方向の少なくとも一方に排出する排気手段を備えるようにできる。
【００１７】
また、前記排気手段は、各雰囲気毎に別途設けられるようにできる。
【００１８】
また、前記筐体は、前記ソケットボードの搬入口および搬出口を備え、当該搬入口と搬出口には、前記制御手段により開閉制御される外部の空気が前記筐体内に進入するのを防ぐシャッタ機構が設けられるようにしてもよい。
【００１９】
また、前記筐体は、前記ソケットボードの搬入口および搬出口を備え、前記筐体の内圧が外気圧より高くなるように前記雰囲気切替手段を制御するようにしてもよい。
【００２０】
また、前記筐体は、前記ソケットボードの搬入口および搬出口を備え、当該搬入口と搬出口には、前記制御手段により開閉制御されて外部の空気が前記筐体内に進入するのを防ぐエアカーテン生成手段が設けられるようにしてもよい。
【００２１】
また、前記雰囲気切替手段は、前記制御手段によって開閉制御される電磁バルブで構成されるようにできる。
【００２２】
また、前記デバイス検査手段は、前記各半導体デバイスと一対一の関係をもって複数設けられ、前記各半導体デバイスに所定のテスト信号を入力するとともに、当該テスト信号に応じて前記半導体デバイスから出力された出力信号に基づいて前記半導体デバイスの検査を行うデバイステスト手段と、前記各半導体デバイスに形成された電極と電気的に接触可能な接触部が複数配列され、当該接触部を介して前記半導体デバイスとこれに対応する前記デバイステスト手段とを電気的に接続する接続手段とを有し、前記デバイステスト手段は、前記半導体デバイスに入力される波形を生成する波形発生手段とを備えるようにしてもよい。
【００２３】
また、前記ソケットボードの各ソケットは、上方に前記半導体デバイスを出し入れ可能な開放面を有し、内底面には半導体デバイスの各端子を挿脱可能なコネクタ部を備え、前記ソケットボードの裏面側に対向させて、前記各コネクタ部と電気的に接続可能な前記デバイステスト手段としてのテスト回路モジュールを備えたテスタボードユニットが配設されるようにできる。
【００２４】
また、前記各試験ユニットは、前記加熱手段と前記冷却手段と前記常温空気供給手段とから分岐される前記第１の雰囲気、前記第２の雰囲気、前記常温空気を導く雰囲気導入手段を備えるようにできる。
【００２５】
また、前記雰囲気導入手段は、前記各電磁バルブを介して前記加熱手段、前記冷却手段、前記常温空気供給手段に接続され各試験ユニットの上方まで延設される給気用ダクトと、該給気用ダクトの下面から前記各ソケットボードの各ソケットに向けて各雰囲気を送給する送給管とから構成されるようにしてもよい。
【００２６】
また、前記各給気用ダクトは、前記雰囲気導入手段と対向する側の端部が閉塞され、該給気用ダクト内は、給気用ダクトの長手方向の全長より所定長さだけ短く形成される板状の温度調整部材によって上部と下部に仕切られると共に、前記雰囲気導入手段と対向する側の端部に雰囲気の折り返し部が形成され、さらに、前記送給管は前記下部側に接続され、前記雰囲気導入手段からの雰囲気は、該給気用ダクト内において前記温度調整部材によって仕切られた上部側に供給され、前記折り返し部を介して前記下部側を流通するように構成されるようにしてもよい。
【００２７】
また、前記各試験ユニットにおいて、前記各ソケットボードの上方には、各ソケットの開放面を閉塞可能な板状の押圧用フレームが昇降可能に配設され、該押圧用フレームには、押圧用フレーム自体を前記各ソケットの開放面に対して押圧する押圧手段が設けられるようにできる。
【００２８】
また、前記押圧手段は、前記ソケットボードと前記テスタボードユニットとの間にも押圧力を付与して、互いを電気的に接続させるようにしてもよい。
【００２９】
また、前記押圧手段は、エアシリンダで構成されるようにできる。
【００３０】
また、前記押圧用フレームには、前記給気用ダクトから送給される雰囲気を各ソケット内に流通可能な送給孔が設けられるようにできる。
【００３１】
また、前記押圧用フレームには、前記送給孔を介してソケット内に送給された雰囲気をソケットの外部に排出する排気孔が設けられるようにしてもよい。
【００３２】
また、前記排気孔は、前記排気手段に配管用パイプを介して接続され、前記排気手段は、前記制御手段の制御によって所定のタイミングで前記雰囲気切替手段を切り替えて排気を行うように構成してもよい。
【００３３】
また、前記テスタボードユニットの構成部材のうち少なくとも前記テスト回路モジュールを収容可能な通気ダクトが設けられ、該通気ダクトには、前記冷却手段から前記半導体デバイスを冷却する第２の雰囲気が導入されるように構成されるようにできる。
【００３４】
また、前記波形発生手段は、パターン発生器および波形発生器の少なくとも何れかであるようにできる。
【００３５】
また、前記デバイステスト手段は、生成された波形を前記半導体デバイスに入力するドライバをさらに備えるようにしてもよい。
【００３６】
また、前記デバイステスト手段は、単一の半導体装置で構成するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００３８】
すなわち、本発明によれば、温度調整手段が、筐体内に前記半導体デバイスを加熱する第１の雰囲気を供給する加熱手段と、筐体内に前記半導体デバイスを冷却する第２の雰囲気を供給する冷却手段と、筐体内に常温空気を供給する常温空気供給手段と、制御手段による制御に基づいて前記加熱手段と前記冷却手段と前記常温空気供給手段とを所定のタイミングで切り替える雰囲気切替手段とを備えているので、筐体内の温度（特に半導体デバイスの周囲温度）を高温域から低温域へ、あるいは低温域から高温域にスムーズに切り替えて、高温下と低温下における半導体デバイスの試験を連続的に実施することができ、半導体デバイスの試験に要する時間を低減して効率化，低コスト化を図ることができる。
【００３９】
また、各試験ユニットにソケットボードを収納して多数の半導体デバイスに対して同時並行的に試験を実施することができるので、同測数を増大させて検査効率を大幅に向上することができる。
【００４０】
また、従来において、高温用と低温用の半導体デバイスの試験装置を別個に要していたところを、本発明に係るテスト用チャンバを試験装置に適用することにより、一台で高温域と低温域の試験を行うことができるようになるので、試験装置の設置面積を縮小して省スペース化を図ることができる。
【００４１】
また特に、本発明によれば、常温空気供給手段から筐体内に例えば乾燥した常温空気（ドライエア）を供給することができるので、例えば低温域から高温域へ移行させた際に常温空気を筐体内に所定時間、所定量を供給することにより、チャンバ内の各部に結露が発生する事態を有効に防止することができ、ショート等の危険性を排除して安全且つ効率的に半導体デバイスの試験を実施することができる。
【００４２】
また、前記筐体を気密性の恒温槽で構成した場合には、外気の影響を遮断して温度変動を小さくすることができ、半導体デバイスの試験を高精度で行うことができる。
【００４３】
また、前記筐体が、内部に供給される雰囲気をこの雰囲気の導入方向と順方向および逆流方向の少なくとも一方に排出する排気手段を備える場合には、効率良くチャンバ内の雰囲気を排出することができるので、高温域から低温域へ、あるいは低温域から高温域への移行を短時間で行うことができ、試験の効率化を図ることができる。
【００４４】
また、前記排気手段は、各雰囲気毎に別途設けられるように構成した場合には、各雰囲気を回収して再度加熱あるいは冷却あるいは除湿することにより、エネルギー効率を高めることができ、試験コストの低廉化に資することができる。なお、ドライエアに関しては除湿を行わない場合には、そのまま外部に排気してもよい。
【００４５】
また、前記筐体が、前記ソケットボードの搬入口および搬出口を備え、当該搬入口と搬出口には、外部の空気が前記筐体内に進入するのを防ぐシャッタ機構を備えるようにした場合には、ソケットボードの搬出入時の外気の流入を抑制してチャンバ内の温度変化を小さくすることができ、また結露の発生を防止するのに貢献することができる。なお、シャッタ機構を設けるのに代えて、筐体内の気圧を高めることにより搬入口および搬出口からの外気の進入を防止することも考えられる。
【００４６】
また、本発明によれば、デバイステスト手段と半導体デバイスとが一対一の関係で設けられていることから、半導体デバイスの同測数を増加でき、テストコストの一層の低減を図ることができる。
【００４７】
また、前記ソケットボードの各ソケットは、上方に前記半導体デバイスを出し入れ可能な開放面を有し、内底面には半導体デバイスの各端子を挿脱可能なコネクタ部を備え、前記ソケットボードの裏面側に対向させて、前記各コネクタ部と電気的に接続可能な前記デバイステスト手段としてのテスト回路モジュールを備えたテスタボードユニットが配設されるようにした場合には、前記ソケットボードと前記テスタボードユニットとを位置合わせして各コネクタ部を接続するだけで通電して試験可能な状態とすることができる。
【００４８】
また、前記各試験ユニットは、前記加熱手段と前記冷却手段と前記常温空気供給手段とから分岐される前記第１の雰囲気、前記第２の雰囲気、常温空気を導く雰囲気導入手段を備えるようにでき、前記雰囲気導入手段は、前記各電磁バルブを介して前記加熱手段、前記冷却手段、前記常温空気供給手段に接続され各試験ユニットの上方まで延設される給気用ダクトと、該給気用ダクトの下面から前記各ソケットボードの各ソケットに向けて各雰囲気を送給する送給管とから構成されるようにした場合には、各ソケットに各雰囲気を確実に供給することができる。
【００４９】
また、前記各給気用ダクトは、前記雰囲気導入手段と対向する側の端部が閉塞され、該給気用ダクト内は、給気用ダクトの長手方向の全長より所定長さだけ短く形成される板状の温度調整部材によって上部と下部に仕切られると共に、前記雰囲気導入手段と対向する側の端部に雰囲気の折り返し部が形成され、さらに、前記送給管は前記下部側に接続され、前記雰囲気導入手段からの雰囲気は、該給気用ダクト内において前記温度調整部材によって仕切られた上部側に供給され、前記折り返し部を介して前記下部側を流通するように構成される場合には、各給気用ダクトを介して各ソケットに送給される雰囲気の温度を均一にすることができる。
【００５０】
より具体的には、温度調整部材を、例えばアルミニウムや銅などの伝熱材により形成し、例えば長手方向に進むに従って徐々に厚みが薄くなるように構成する。これにより、各給気用ダクトの長手方向の所定位置において、「上部側の雰囲気温度＋下部側の雰囲気の温度＝所定温度」という式が成り立つ条件を作り出すことができ、結果的に各給気用ダクトを介して各ソケットに送給される雰囲気の温度を均一にすることが可能となる。これにより、各ソケット内で行われる試験の温度条件を均一化して半導体デバイスの試験の精度を向上させることができる。
【００５１】
また、温度調整部材は、前記材料の以外に、空気層に近い熱伝達率を持つ例えば所定のプラスチック材料等としてもよい。
【００５２】
また、前記各試験ユニットにおいて、前記各ソケットボードの上方には、各ソケットの開放面を閉塞可能な板状の押圧用フレームが昇降可能に配設され、該押圧用フレームには、押圧用フレーム自体を前記各ソケットの開放面に対して押圧する押圧手段が設けられるようにした場合には、各ソケットを押圧用フレームで閉塞することにより、各ソケット内を外気から遮断した試験可能な小空間とすることができる。
【００５３】
また、前記押圧手段は、前記ソケットボードと前記テスタボードユニットとの間にも押圧力を付与して、互いを電気的に接続させるように構成した場合には、前記押圧手段を作動させるだけで、上記のように各ソケット毎にミニチャンバを形成すると同時に、前記ソケットボードと前記テスタボードユニットの電気的接続を完了させることができ、半導体デバイスの試験を効率的に行うことができる。
【００５４】
また、前記押圧用フレームに、前記各給気用ダクトから送給される雰囲気を各ソケット内に流通可能な送給孔を設け、前記送給孔を介してソケット内に送給された雰囲気をソケットの外部に排出する排気孔が設けられるように構成した場合には、前記押圧用フレームを介在させた構造において、各雰囲気の供給と排気を効率良く行うことができる。
【００５５】
また、前記排気孔は、前記排気手段に配管用パイプを介して接続され、前記排気手段は、前記制御手段の制御により所定のタイミングで前記雰囲気切替手段と切り替えられて排気を行うように構成した場合には、各ソケットにおいて効率良く排気を実施して、他の雰囲気を素速く導入することができるので、より短時間で高温域から低温域へ、あるいは低温域から高温域への移行を行うことができ、効率良く半導体デバイスの試験を行うことができる。
【００５６】
また、前記テスタボードユニットの構成部材のうち少なくとも前記テスト回路モジュールを収容可能な通気ダクトが設けられ、該通気ダクトに、乾燥空気が導入されるように構成した場合には、前記テスト回路モジュール等の結露防止をすることができ、ショートの発生を未然に防止することができる。
【００５７】
また、本発明によれば、半導体デバイスと一対一の関係で設けられたデバイステスト手段は、半導体デバイスに入力される波形を生成する波形発生手段を備えているので、検査対象である半導体デバイスが相互にアイソレーションされて隣接した半導体デバイスの動作ノイズの影響が大幅に低減されるというメリットもある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明を実施するための一形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される一形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００５９】
図１は本発明の実施の形態に係る半導体デバイスのテスト用チャンバの概略を示す正面断面図（ａ）と右側方断面図（ｂ）、図２はその半導体デバイスのテスト用チャンバの概略を示す平面断面図、図３は半導体デバイスのテスト用チャンバの要部を構成する試験ユニットの構成の非押圧時の状態を示す正面断面図（ａ）と側方断面図（ｂ）、図４はその試験ユニットの構成の押圧時の状態を示す正面断面図（ａ）と側方断面図（ｂ）、図５は接続機構の他の方式の構成を示す側方断面図、図６は半導体デバイスのテスト用チャンバの制御系を示すブロック図、図７はテスト回路モジュールの機能構成を示すブロック図である。
【００６０】
図１に示すように、本実施の形態における半導体デバイスのテスト用チャンバ１は、筐体１０内のほぼ中央に試験ユニット群Ｕが配置され、試験ユニット群Ｕの右側には、雰囲気導入手段としての給気用配管（高温給気用配管１１，低温給気用配管１２，常温ドライエア給気用配管１３）が、左側には、排気手段としての排気用配管（高温排気用配管１６，低温排気用配管１７，常温ドライエア排気用配管１８）がそれぞれ配設されている。
【００６１】
高温給気用配管１１には高温エアＡ１が、低温給気用配管１２には低温エアＡ２が、常温ドライエア給気用配管１３には常温のドライエアＡ３がそれぞれ供給されるようになっている。なお、高温エアＡ１，低温エアＡ２，常温のドライエアＡ３は、例えば半導体デバイスのテスト用チャンバ１に隣接して設置されるチラー等で生成して供給される。
【００６２】
なお、低温エアＡ２に代えて、所定部位に液体窒素等の冷媒を供給し、その液体窒素によって供給する雰囲気を冷却するようにしてもよい。この場合、液体窒素を供給するシステムが別途必要となるが、チラーによる低温エアの製造は不要となる。なお、液体窒素等の冷媒は冷却に使用後、装置外部に放出するのが好ましい。
【００６３】
試験ユニット群Ｕは、図３を参照して後述するが、それぞれソケットボードを格納する空間を有すると共に半導体デバイス試験用のテストボード等を備えるスロット状の複数の試験ユニット（本実施の形態では１２個：Ｕ１〜Ｕ１２）を垂直方向に複数段（本実施の形態では１２段）にわたって配設したものである。
【００６４】
なお、試験ユニットＵの配設数は任意であり、段数も自由に変更できることは言うまでもない。
【００６５】
各試験ユニットＵ１〜Ｕ１２の右端側には、各給気用配管（高温給気用配管１１，低温給気用配管１２，常温ドライエア給気用配管１３）に接続された供給側ダクト１４を介して配管用パイプ１５が接続されている。
【００６６】
各試験ユニットＵ１〜Ｕ１２の各給気用配管（高温給気用配管１１，低温給気用配管１２，常温ドライエア給気用配管１３）と供給側ダクト１４との間には、雰囲気切替手段としての電磁バルブ３０ａ〜３０ｌがそれぞれ配設され、制御装置（図５のマイクロコンピュータ１００等）により所定のタイミングで開閉されるようになっている。
【００６７】
なお、図２では、試験ユニットＵ１を例にとって示しているが、電磁バルブ３０ａは、高温給気用配管１１と供給側ダクト１４との間に配設される電磁バルブ３０ａ１、低温給気用配管１２と供給側ダクト１４との間に配設される電磁バルブ３０ａ２，常温ドライエア給気用配管１３と供給側ダクト１４との間に配設される電磁バルブ３０ａ３の計３つの電磁バルブから構成され、各電磁バルブ３０ａ１，３０ａ２，３０ａ３はそれぞれ個別に開閉制御できるようになっている。
【００６８】
同様に試験ユニットＵ２〜Ｕ１２においても、各電磁バルブ３０ｂ〜３０ｌは、高温給気用配管１１と供給側ダクト１４との間に配設される電磁バルブ３０ｂ１，３０ｃ１・・・３０ｋ１，３０ｌ１と、低温給気用配管１２と供給側ダクト１４との間に配設される電磁バルブ３０ｂ２，３０ｃ２・・・３０ｋ２，３０ｌ２と、常温ドライエア給気用配管１３と供給側ダクト１４との間に配設される電磁バルブ３０ｂ３，３０ｃ３・・・３０ｋ３，３０ｌ３の３種類から構成されている。
【００６９】
そして、各電磁バルブ３０ａ〜３０ｌが所定のタイミングで切り替えられることにより、各試験ユニットＵ１〜Ｕ１２において後述する各ソケット２０２内の温度を高温域（例えば、８５℃，１２５℃あるいは１３５℃）から低温域（例えば、−３０℃あるいは−１０℃）へ、あるいは低温域から高温域にスムーズに切り替えて、高温下と低温下における半導体デバイスの試験を連続的に実施することができ、半導体デバイスの試験に要する時間を低減して効率化，低コスト化を図ることができる。
【００７０】
また、従来において、高温用と低温用の半導体デバイスの試験装置を別個に要していたところを、本実施の形態に係るテスト用チャンバ１を半導体デバイスの試験装置に適用することにより、一台の試験装置で高温域と低温域の試験を行うことができるようになるので、試験装置の設置面積を縮小して省スペース化を図ることができる。
【００７１】
また特に、本実施の形態によれば、常温ドライエア給気用配管１３から筐体１０内に常温のドライエア（常温空気）を供給することができるので、例えば低温域から高温域へ移行させた際に常温のドライエアを筐体１０内の所定位置に対して、所定時間、所定量を供給することにより、チャンバ内の各部に結露が発生する事態を有効に防止することができ、ショート等の危険性を排除して安全且つ効率的に半導体デバイスの試験を実施することができる。
【００７２】
また、常温ドライエアＡ３については、高温テストあるいは低温テストの終了後に常温に戻す際あるいは、高温テストの終了後に低温テストに移行する場合、または低温テストから高温テストに移行する場合に、各部材に急激な温度変化による温度ストレスが加わらないように、所定期間にわたって常温のドライエアＡ３を所定の領域に供給することが考えられる。
【００７３】
また、供給側の配管用パイプ１５は、本実施の形態においては、各試験ユニットＵ１〜Ｕ１２毎に９本ずつ設けられ、各雰囲気が均一に供給されるようになっている。また、排気側の配管用パイプ２０も、各試験ユニットＵ１〜Ｕ１２毎に９本ずつ設けられ、効率良く排気できるようになっている。なお、各配管用パイプ１５，２０の本数や管径等は設計事項であり、任意の本数で任意の太さとすることが可能である。
【００７４】
一方、各試験ユニットＵ１〜Ｕ１２の左端側には、各排気用配管（高温排気用配管１６，低温排気用配管１７，常温ドライエア排気用配管１８）に接続された排気側ダクト１９を介して配管用パイプ２０が接続されている。
【００７５】
各排気用配管（高温排気用配管１６，低温排気用配管１７，常温ドライエア排気用配管１８）と排気側ダクト１９との間には、電磁バルブ３１ａ〜３１ｌがそれぞれ配設され、制御手段としての制御装置（図５のマイクロコンピュータ１００等）により所定のタイミングで開閉されるようになっている。
【００７６】
なお、図２では、試験ユニットＵ１を例にとって示しているが、電磁バルブ３１ａは、高温排気用配管１６と排気側ダクト１９との間に配設される電磁バルブ３１ａ１、低温排気用配管１７と排気側ダクト１９との間に配設される電磁バルブ３１ａ２，常温ドライエア排気用配管１８と排気側ダクト１９との間に配設される電磁バルブ３１ａ３の計３つの電磁バルブから構成され、各電磁バルブ３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３はそれぞれ個別に開閉制御できるようになっている。
【００７７】
同様に試験ユニットＵ２〜Ｕ１２においても、各電磁バルブ３１ｂ〜３１ｌは、高温排気用配管１６と排気側ダクト１９との間に配設される電磁バルブ３１ｂ１，３１ｃ１・・・３１ｋ１，３１ｌ１と、低温排気用配管１７と排気側ダクト１９との間に配設される電磁バルブ３１ｂ２，３１ｃ２・・・３１ｋ２，３１ｌ２と、常温ドライエア排気用配管１８と排気側ダクト１９との間に配設される電磁バルブ３１ｂ３，３１ｃ３・・・３１ｋ３，３１ｌ３の３種類から構成されている。
【００７８】
また、図２に示すように、半導体デバイスのテスト用チャンバ１の筐体１０の前面側と後面側の各試験ユニットＵ１〜Ｕ１２に対向する位置には、ソケットボード２００の搬入口４０、搬出口４１が設けられ、その搬入口４０、搬出口４１には外部の空気が筐体１０内に進入するのを防ぐシャッタ機構Ｓ１，Ｓ２が設けられている。このシャッタ機構Ｓ１，Ｓ２を制御装置１００の制御によって適宜開閉させることにより、ソケットボード２００の搬出入時の外気の流入を抑制してチャンバ内の温度変化を小さくすることができ、また結露の発生を防止するのに貢献することができる。なお、シャッタ機構Ｓ１，Ｓ２を設けるのに代えて、筐体１０内の気圧を高めることにより搬入口４０および搬出口４１からの外気の進入を防止することも考えられる。また、エアカーテンを生成する装置を設け、そのエアカーテンで搬入口４０および搬出口４１からの外気の進入を防止するようにしてもよい。
【００７９】
なお、常温ドライエアＡ３の供給については、本実施の形態の構成に限定されるものではなく、常温ドライエアを試験ユニットＵ１〜Ｕ１２内には導入しない構成とし、後述するテスタボードユニット３００内およびテスト回路モジュール３０１の表面等にのみ常温ドライエアＡ３が供給される構成とすることも可能である。この場合には、常温ドライエア給気用配管１３および電磁バルブ３０ｂ３，３０ｃ３・・・３０ｋ３，３０ｌ３の配置位置等が適宜変更され、テスタボードユニット３００内およびテスト回路モジュール３０１の表面等の領域に、所定のタイミングで常温ドライエアＡ３を供給可能な構成とされる。
【００８０】
また、高温エアＡ１を各給気用ダクト１０１に流通させると温度が所定値よりも上昇する場合があるため、その場合には各給気用ダクト１０１に所定期間にわたって常温ドライエアＡ３を供給して所定温度まで冷却することも考えられる。
【００８１】
次に、図３と図４を参照して半導体デバイスのテスト用チャンバ１の要部を構成する試験ユニットＵの構成について説明する。
【００８２】
なお、各試験ユニットＵ（Ｕ１〜１２）は何れも同一の構成を備えているので、ここでは試験ユニットＵ１を例にとって説明する。
【００８３】
試験ユニットＵ１は、給気配管１５から延設される給気用ダクト１０１と、排気配管２０へ延設される排気用ダクト１０２と、排気用ダクト１０２の下方にあって昇降可能に配設され、ソケットボード２００の上面を閉塞するための押圧フレーム１０３と、押圧フレーム１０３の左右端部（図３，図４では左端のみを図示）に配設されて押圧フレーム１０３に押圧力を付与するエアシリンダ１０４と、押圧フレーム１０３の下方側に水平方向から出し入れ可能に配置されるソケットボード２００と、ソケットボード２００の下方側に配設されソケットボード２００のソケット２０２にコネクタ部（図示せず）を介して装着されている半導体デバイスＤの試験を行うテスタボードユニット３００と、ソケットボード２００とテスタボードユニット３００との電気的な接続を行うシートコンタクト２０１と、から構成されている。
【００８４】
給気用ダクト１０１内には、給気用ダクト１０１の長手方向（図上は左右方向）の全長より所定長さだけ短く形成される板状の温度調整部材１０５によって上部１０１ａと下部１０１ｂに仕切られると共に、左端部に雰囲気の折り返し部１０１ｃが形成されている。
【００８５】
また、給気用ダクト１０１の下部１０１ｂ側には、ソケットボード２００の各ソケット２０２と対向する位置に送給管１０６が接続され、各ソケット２０２内に雰囲気を導入するようになっている。
【００８６】
これにより、供給側ダクト１４および配管用パイプ１５を介して供給される雰囲気は、給気用ダクト１０１内において温度調整部材１０５によって仕切られた上部１０１側を流通し、該雰囲気は折り返し部１０１ｃを介して下部１０１ｂ側を流通する。そして、下部１０１ｂ側を流通する雰囲気は、送給管１０６を介してソケットボード２００の各ソケット２０２に導かれるようになっている。
【００８７】
温度調整部材１０５は、例えばアルミニウムや銅などの伝熱材により形成され、例えば長手方向に進むに従って徐々に厚みが薄くなるように構成する。これにより、給気用ダクト１０１の長手方向の所定位置において、「上部側の雰囲気温度＋下部側の雰囲気の温度＝所定温度」という式が成り立つ条件を作り出すことができ、結果的に送給管１０６を介して各ソケット２０２に送給される雰囲気の温度を均一にすることが可能となる。これにより、各ソケット２０２内で行われる試験の温度条件を均一化して半導体デバイスの試験の精度を向上させることができる。
【００８８】
押圧フレーム１０３は、鋼板等の強剛性の素材によって構成され、各送給管１０６と対向する位置に、当該送給管１０６を挿通して通気可能な挿通孔１０３ａが形成されている。
【００８９】
なお、本実施の形態では、送給管１０６を囲むように同心円状の排気孔１０７が設けられ、各ソケット２０２内の雰囲気を当該排気孔１０７から行うようになっている。もっとも、排気孔１０７の形態はこれには限定されず、別途、押圧フレーム１０３を挿通する排気孔あるいは排気管を設けるようにしてもよい。
【００９０】
エアシリンダ１０４は、所定のストローク（例えば、５ｍｍ）で伸縮可能なプランジャ１０４ａを備え、制御装置１００の制御によりプランジャ１０４ａを下方に進出させて押圧フレーム１０３の左右端部（図３，４では左端側のみが示されるが、右端側にも同様のエアシリンダが配設されている）に下方向きの押圧力を付与するようになっている。
【００９１】
ソケットボード２００は、例えばエンジニアリングプラスチックやアルミニウム等で構成され、例えば縦横に２０列×１２列（計２４０個）のソケット２０２が配列され、各ソケット２０２内には試験対象としての半導体デバイスＤが上方の開口部を介して装着されている。なお、ソケットボード２００は、例えば４列×１２列（計４８個）ソケットのユニットを５個並設する（即ち、上記２０列×１２列（計２４０個）のソケット２０２を５分割する）ようにしてもよい。
【００９２】
なお、ソケットボード２００に配列されるソケット２０２の数は任意であり、縦横の配列数も任意に変更可能である。
【００９３】
ここで、上記押圧フレーム１０３とソケットボード２００との関わり合いについて説明する。
【００９４】
押圧フレーム１０３は、後述するように所定のタイミングで作動されるエアシリンダ１０４の作用により下方に押し下げられ、図３の状態から図４の状態に変位する。
【００９５】
そして、押圧フレーム１０３の下面は、ソケットボード２００の上面に密着された状態で保持される。この状態において、ソケットボード２００の各ソケット２０２の上部開放面は押圧フレーム１０３の下面によって閉塞され、外気と遮断された小空間を形成する。
【００９６】
シートコンタクト２０１は、上方および下方に向けてコンタクト用のピン２０１ａ，２０１ｂが多数配設され、各コンタクト用ピン２０１ａ，２０１ｂは所定ストローク（例えば、約０．５ｍｍ）だけ伸縮するように構成されている。なお、上方のコンタクト用ピン２０１ａはソケットボード２００の底面側の電極（コンタクトパッド）のパターンと１対１で対向するように、また、下方のコンタクト用ピン２０１ｂはテスタボードユニット３００の上面の電極（コンタクトパッド）のパターンと１対１で対向するように構成されている。
【００９７】
テスタボードユニット３００は、マザーボードの上面側に前記シートコンタクト２０１の下方のコンタクト用ピン２０１ｂと接触可能な電極（コンタクトパッド）が所定のパターンで形成され、底面側にはコネクタ３０２を介してＬＳＩ化されたテスト回路モジュール３０１が装着されている。
【００９８】
また、ソケットボード２００の左右端部の下側には、テスタボードユニット３００との位置決めを行う突起１１０が形成され、テスタボードユニット３００の端部の対向面には前記突起１１０と係合可能な位置決め用孔１１１が形成されている。これにより、ソケットボード２００とテスタボードユニット３００とを精度良く位置合わせすることができる。
【００９９】
なお、各テスト回路モジュール３０１は、常温ドライエアＡ３を導入可能な通気ダクト４００内に位置するように構成されている。これにより、テスト回路モジュール３０１の結露を防止することができ、ショートの発生を未然に防止することができる。
【０１００】
ここで、図５を参照して、接続機構の他の方式について説明する。
【０１０１】
図５に示す接続機構Ｋでは、図４に示す位置決め用突起１１０、位置決め用孔１１１、シートコンタクト２０１、コンタクト用ピン２０１ａ，２０１ｂに代えて次の構成部材から構成されている。
【０１０２】
即ち、接続機構Ｋは、ソケット２００を押圧して後述するプローブピン５００とソケットマザー５０１とを接触させるプッシャ５０２と、プッシャ５０２を上下動させる駆動源としてのシリンダ５０３と、ソケット２００内に加熱雰囲気または冷却雰囲気を吹き出す（吹き出した雰囲気の戻し口も備える）ノズル５０４、ソケット２００を例えば１９２個並設して保持するソケットフレーム５０５と、ソケット２００に装着される半導体デバイスＤ（図示せず）とソケットマザー５０１とを接続するプローブピン５００と、前記テスタボードユニット３００への変換基板としてのソケットマザー５０１と、ソケットマザー５０１とテスタボードユニット３００とを中継するコネクタ５０６とから構成されている。なお、テスタボードユニット３００の下方には図４の構成と同様に複数のテスト回路モジュール３０１が設けられている。
【０１０３】
なお、テスタボードユニット３００とソケット２００に装着される半導体デバイスＤとの接続は、異方性導電性フィルム等で形成されるコンタクトシートを介して行うこともできる。
【０１０４】
また、各テスト回路モジュール３０１は、前述した常温ドライエアＡ３を導入可能な通気ダクト４００内に位置するように構成されている。これにより、テスト回路モジュール３０１の結露を防止することができ、ショートの発生を未然に防止することができる。
【０１０５】
次に、図６を参照して、本実施の形態に係る半導体デバイスのテスト用チャンバ１の制御系について簡単に説明する。
【０１０６】
本制御系では、制御装置としてのマイクロコンピュータ１００に、給気切替弁としての電磁バルブ３０ａ〜３０ｌ、排気切替弁としての電磁バルブ３１ａ〜３１ｌ、エアシリンダ１０４、シャッタ機構Ｓ１，Ｓ２、テスタボードユニット３００がそれぞれ接続されており、マイクロコンピュータ１００が内蔵するプログラムあるいは外部から供給されるプログラムによって、各装置を所定のタイミングで動作させる。
【０１０７】
ここで、テスタボードユニット３００が備えるテスト回路モジュール３０１の機能構成について、図７を用いて説明する。
【０１０８】
デバイステスト手段としてのテスト回路モジュール３０１は、ソケット２０２に装着されている各半導体デバイスＤに所定のテスト信号を入力するとともに、当該テスト信号に応じて半導体デバイスＤから出力された出力信号に基づいて半導体デバイスＤの検査を行うものであり、パターン発生器８２−１、ドライバ８２−２、コンパレータ８２−３、波形発生器８２−４、インターフェイス８２−５、テストエンジン８２−６、メモリ８２−７、電圧調整器８２−８、および電圧・電流印加計測ユニット８２−９を備えている。
【０１０９】
ここで、複数個（例えば１０〜２０個）のテスト回路モジュール３０１に対応して、副制御部としてのサブコントローラ８３が設けられている。このサブコントローラ８３はホストコントローラ１２３の制御下におかれ、対応する各テスト回路モジュール３０１へテストプログラムを送信し、半導体デバイスＤのテスト結果の管理を実行したり、ログの管理、ステータス管理などを実行する。
【０１１０】
そして、テスト回路モジュール３０１には数種類（±１５Ｖ、＋５Ｖなど）の電圧が電源１３０から供給され、半導体デバイスＤには、電源１３０から供給される電圧を、テスト回路モジュール３０１が高精度に制御して供給する。なお、テスト回路モジュール３０１は、テスト機能を有している限り、これら以外の機能構成であってもよく、これらの一部の機能構成しか有していなくてもよい。
【０１１１】
ここで、波形発生手段の一つであるパターン発生器８２−１は、テスタ言語から波形用パラメータを抽出して波形をドライバ８２−２に入力する。ドライバ８２−２は、パターン発生器８２−１から入力された波形を所定の電圧にバッファリングし、テスト対象となっている半導体デバイスＤに入力する。
【０１１２】
コンパレータ８２−３は、半導体デバイスＤからの出力波形を所定の基準電圧をベースにして「ハイ」「ロー」にし、テストエンジン８２−６に送る。テストエンジン８２−６は、コンパレータ８２−３からの波形を期待値と比較して半導体デバイスＤのパス／フェイル（良否）を判定するとともに、サブコントローラ８３あるいはホストコントローラ１２３との制御を行う。
【０１１３】
メモリ８２−７は、このようにしてテストエンジン８２−６で判定された半導体デバイスＤのパス／フェイルの情報および不良の発生した試験パターン毎のアドレス位置などを記憶する。また、半導体デバイスＤがメモリＬＳＩの場合には、不良ビット位置の記憶、不良ビットのマスク、不良ビット数の実時間計数、ＲＯＭ用試験パターンの発生などを行う。
【０１１４】
波形発生手段の他の一つである波形発生器８２−４は、サイン波、三角波、矩形波などの任意のアナログ波形を生成して半導体デバイスＤに入力する。
【０１１５】
インターフェイス８２−５は、ホストコントローラ１２３とテスト回路モジュール３０１とのインターフェイスであり、具体的には、シリアルインターフェイスまたはパラレルインターフェイスである。電圧調整器８２−８は、ドライバ８２−２の入力電源および半導体デバイスＤの入力電源であり、所定の電圧の電源を供給する。
【０１１６】
そして、電圧・電流印加計測ユニット８２−９は、半導体デバイスＤに電圧や電流を印加して半導体デバイスＤの動作電流や動作電圧を測定したり、半導体デバイスＤに形成された配線のオープン／ショートの測定を行う。
【０１１７】
次に、概略以上のように構成された本実施の形態に係る半導体デバイスのテスト用チャンバ１の動作について説明する。
【０１１８】
まず、制御装置（マイクロコンピュータ）１００の制御により、各試験ユニットＵ１〜Ｕ１２のシャッタ機構Ｓ１を順次作動させて各搬入口４０を開放させる。
【０１１９】
次いで、予め半導体デバイスＤを所定の装置により各ソケット２０２に装着したソケットボード２００を所定の搬送手段によって各搬入口４０から各試験ユニットＵ１〜Ｕ１２に搬入する。
【０１２０】
そして、ソケットボード２００が搬入された試験ユニットＵ１〜Ｕ１２のシャッタ機構Ｓ１を作動させて搬入口４０を閉塞した後、エアシリンダ１０４を作動させてプランジャ１０４ａを下方に変位させる。これにより、押圧フレーム１０３が押し下げられ、ソケットボード２００の上面に当接した状態で押圧する。
【０１２１】
これにより、ソケットボード２００も若干押し下げられ、左右端部の位置決め用突起１１０がテスタボードユニット３００の位置決め用孔１１１に案内されて係合された状態となる（図４参照）。
【０１２２】
この際に、シートコンタクト２０１の各コンタクト用ピン２０１ａ，２０１ｂは、縮んだ状態でソケットボード２００の底面側の電極（コンタクトパッド）およびテスタボードユニット３００の上面の電極（コンタクトパッド）と良好に接触する。
【０１２３】
次いで、外部に配設されるチラー等から各雰囲気の供給を開始し、所望の試験条件に合わせて給気切替弁としての電磁バルブ３０ａ〜３０ｌを開閉させる。
【０１２４】
例えば、高温域での試験を行う場合には、電磁バルブ３０ａ１〜３０ｌ１を開いて、高温エアＡ１を供給側ダクト１４に導入する。
【０１２５】
その高温エアＡ１は配管１５を介して給気用ダクト１０１に流入し、給気用ダクト１０１内の上部側１０１ａ→折返し部１０１ｃ→下部側１０１ｂの経路で流通する。そして、給気用ダクト１０１内の下部側１０１ｂから各送給管１０６を介して高温エアＡ１が各ソケット２０２内に導入される。
また、試験後には、排気切替弁３１ａ〜３１ｌとしての電磁バルブを所定のタイミングで開閉させて各ソケット２０２内の雰囲気を排気させる。
【０１２６】
これにより、各半導体デバイスＤを高温状態（例えば、１２５℃）とすることができ、この状態でテスタボードユニット３００のテスト回路モジュール３０１の所定プログラムを動作させることにより、高温条件下による各半導体デバイスＤの試験を実施することができる。
【０１２７】
また、続いて低温域における半導体デバイスＤの試験を行う場合には、まず、排気切替弁としての電磁バルブ３１ａ１〜３１ｌ１を開いて、各ソケット２０２内の高温エアＡ１を排気孔１０７および排気用ダクト１０２を介して排出させる。
【０１２８】
次に、電磁バルブ３０ａ２〜３０ｌ２を開いて、低温エアＡ２を供給側ダクト１４に導入する。
【０１２９】
その低温エアＡ２は配管１５を介して給気用ダクト１０１に流入し、給気用ダクト１０１内の上部側１０１ａ→折返し部１０１ｃ→下部側１０１ｂの経路で流通する。そして、給気用ダクト１０１内の下部側１０１ｂから各送給管１０６を介して低温エアＡ２が各ソケット２０２内に導入される。
【０１３０】
これにより、各半導体デバイスＤを低温状態（例えば、−３０℃）とすることができ、この状態でテスタボードユニット３００のテスト回路モジュール３０１の所定プログラムを動作させることにより、低温条件下による各半導体デバイスＤの試験を実施することができる。
【０１３１】
なお、低温状態から急激に温度を上げた場合には、筐体１０内の各部に結露を生じる虞がある。これを防止するために、低温エアＡ２を流す前に常温ドライエアＡ３を給気用ダクト１０１内に流通させたり、各テスタボードユニット３００の上面と各ソケットボード２００との隙間、各ソケットボード２００と各排気用ダクト１０２との隙間等に常温ドライエアＡ３を流通させる。これにより、筐体１０内の各部に結露が発生する事態を有効に防止することができ、ショート等の危険性を排除して安全且つ効率的に半導体デバイスＤの試験を実施することができる。
【０１３２】
そして、各テスタボードユニット３００による半導体デバイスＤの試験が完了すると、シャッタ機構Ｓ２が作動されて搬出口４１が開放され、所定の搬出手段により各ソケットボード２００が搬出される。
【０１３３】
次いで、上述の各過程を繰り返して行うことにより、連続して試験を継続することができ、高効率で大量の半導体デバイスＤの試験を実施することが可能となる。
【０１３４】
このように本実施の形態に係る半導体デバイスのテスト用チャンバ１によれば、各ソケット２０２内（いわゆるミニチャンバ内ともいえる）の温度、即ち半導体デバイスＤの周囲温度を高温域から低温域へ、あるいは低温域から高温域にスムーズに切り替えて、高温下と低温下における半導体デバイスＤの試験を連続的に実施することができ、半導体デバイスの試験に要する時間を低減して効率化，低コスト化を図ることができる。
【０１３５】
また、従来において、高温用と低温用の半導体デバイスの試験装置を別個に要していたところを、本実施の形態に係るテスト用チャンバ１を試験装置に適用することにより、一台で高温域と低温域の試験を行うことができるようになるので、試験装置の設置面積を縮小して省スペース化を図ることができる。
【０１３６】
また、各排気用ダクト１０２は、各雰囲気毎（即ち、高温エアＡ１，低温エアＡ２，常温ドライエアＡ３）に排気切替弁（３１ａ〜３１ｌ）を備えているので、各雰囲気毎に回収することができ、それらの回収された雰囲気を再度加熱あるいは冷却あるいは除湿することにより、エネルギー効率を高めることができ、試験コストの低廉化に資することができる。
【０１３７】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。即ち、本発明の技術的な範囲は、上記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈すべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１３８】
例えば、本実施の形態に示す筐体１０を気密性の恒温槽で構成することもでき、その場合には、外気の影響を遮断して温度変動を小さくすることができ、半導体デバイスＤの試験をより高精度で行うことができる。
【０１３９】
また、本実施の形態では、ソケットボード２００の搬入出について、表側から搬入して裏側に搬出する構成について述べたが、これに限定されず、表側から搬入し、且つ表側から搬出する構成とすることも考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明による半導体デバイスのテスト用チャンバは、特性テストが必要な様々な半導体デバイスの検査に適用できるものであり、ＳＤＲＡＭ、スタティックＲＡＭ、フラッシュメモリ、ロジックデバイス、ロジック・アナログ混載デバイスなど、様々な半導体デバイスをテスト対象として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスのテスト用チャンバの概略を示す正面断面図（ａ）と右側方断面図（ｂ）である。
【図２】その半導体デバイスのテスト用チャンバの概略を示す平面断面図である。
【図３】半導体デバイスのテスト用チャンバの要部を構成する試験ユニットの構成の非押圧時の状態を示す正面断面図（ａ）と側方断面図（ｂ）である。
【図４】その試験ユニットの構成の押圧時の状態を示す正面断面図（ａ）と側方断面図（ｂ）である。
【図５】接続機構の他の方式の構成を示す側方断面図である。
【図６】半導体デバイスのテスト用チャンバの制御系を示すブロック図である。
【図７】テスト回路モジュールの機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１    半導体デバイスのテスト用チャンバ
１０  筐体
Ｕ（Ｕ１〜Ｕ１２）  試験ユニット
１１  高温給気用配管
１２  低温給気用配管
１３  常温ドライエア給気用配管
１４  供給側ダクト
１５  配管用パイプ
１６  高温排気用配管
１７  低温排気用配管
１８  常温ドライエア排気用配管
Ａ１  高温エア（半導体デバイスを加熱する第１の雰囲気）
Ａ２  低温エア（半導体デバイスを冷却する第２の雰囲気）
Ａ３  常温ドライエア（常温空気）
１９  排気側ダクト（排気手段）
２０  配管用パイプ
３０ａ〜３０ｌ  給気切替弁（電磁バルブ）
３１ａ〜３１ｌ  排気切替弁（電磁バルブ）
４０  搬入口
４１  搬出口
Ｓ１，Ｓ２  シャッタ機構
１００  制御装置（制御手段：マイクロコンピュータ）
１０１  給気用ダクト
１０１ａ  上部
１０１ｂ  下部
１０１ｃ  折り返し部
１０２  排気用ダクト
１０３  押圧フレーム
１０３ａ  挿通孔
１０４  エアシリンダ
１０４ａ  プランジャ
１０５  温度調節部材
１０６  送給管
１０７  排気孔
１１０  突起（位置決め用）
１１１  位置決め用孔
２００  ソケットボード
２０１  シートコンタクト
２０１ａ，２０１ｂ  コンタクト用ピン
２０２  ソケット
３００  テスタボードユニット（デバイス検査手段））
３０１  テスト回路モジュール
３０２  コネクタ
４００  通気ダクト
５００  プローブピン
５０１  ソケットマザー
５０２  プッシャ
５０３  シリンダ
５０４  ノズル
５０５  ソケットフレーム
５０６  コネクタ
Ｄ      半導体デバイス
【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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