(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象としての半導体デバイスを複数個にわたって搭載可能とされたトレーユニットであって、底部を形成する底板部材と、該底板部材の上に載置され、且つ水平方向に複数に分割され、それぞれが複数個の前記半導体デバイスを搭載保持する半導体デバイス搭載トレーとを有し、前記半導体デバイスが備える端子を上面側に向けた状態で各半導体デバイスの電気的特性を試験する半導体デバイスの検査装置に着脱自在に載置され、
前記各半導体デバイス搭載トレーは、別途設けられる位置決め手段による位置決めが行われるまでは、前記底板部材に対して水平方向の移動を所定範囲で許容した状態で保持され、
前記底板部材の上面には、半導体デバイスの直交する２辺の位置を規制する突起部、或いは半導体デバイスの移動を規制する角穴を持ち、前記半導体デバイストレーを所定の方向に押圧すると同時に半導体デバイスも同方向に移動され、前記底板部材に設けられる直交する２辺の突起に押し付けられることで前記半導体デバイスと前記半導体デバイス搭載トレーとの隙間を無くす手段を備え、
前記位置決め手段は、
前記半導体デバイス搭載トレーに設けられ前記所定の方向に沿った長円形状を有する位置合わせ用の孔と、
前記半導体デバイス搭載トレーと対向して設けられるコンタクト基板側に設けられ、前記長円形状を有する位置合わせ用の孔と相似の断面形状を有し、前記位置合わせ用の孔に挿通される位置合わせ用のピンと、
前記位置合わせ用のピンを前記位置合わせ用の孔から抜いた際に、弾発力によって前記半導体デバイス搭載トレーを前記所定の方向と反対方向の元の位置に復帰させる押圧手段とを備える、
ことを特徴とするトレーユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のトレーユニットを載置する載置部と、
前記トレーユニットに搭載された半導体デバイスの電極端子と電気的導通を行って前記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に接続されたテストボードと、前記テストボードと前記半導体デバイス搭載トレーとの間に設けられ、前記トレーユニットが備える半導体デバイス搭載トレーに搭載された各半導体デバイスの電極端子と前記テストボードが備える電極端子とを電気的に接続させる導電手段が設けられたコンタクト基板と、前記コンタクト基板を介して前記半導体デバイスと前記テストボートに接続された前記デバイス検査手段とを電気的に接続させる接続機構とを備え、
前記接続機構は、前記載置部の両側に設けられる昇降手段と、該昇降手段により前記載置部が所定位置まで相対移動された際に、前記半導体デバイスが備える端子と前記コンタクト基板、当該コンタクト基板と前記テストボードとがそれぞれ密着するように負圧吸引する減圧手段とから構成され、
前記減圧手段は、前記コンタクト基板を囲むコンタクト基板枠上の周囲に設けられる、或いは前記載置部の端部に設けられるシール部材と当該載置部が移動された際に前記コンタクト基板枠或いは前記載置部に当接されるシール部材と、前記コンタクト基板枠、前記コンタクト基板、前記載置部および前記シール部材とによって形成される減圧チャンバ内の雰囲気を吸引する真空ポンプと、から構成されることを特徴とする半導体デバイスの検査装置。
【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トレーユニットおよび半導体デバイスの検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、試験対象としての半導体デバイスに目的とする高温または低温の温度ストレスを与える半導体デバイスの検査装置が存在する。
【０００３】
半導体デバイスの検査装置としては、例えば、半導体デバイスに対して高温または低温の温度ストレスを与える恒温槽と、この恒温槽で熱ストレスが与えられた状態にある半導体デバイスをテストヘッドに電気的に接触させて電気的特性を試験するテストチャンバと、テストチャンバで試験された半導体デバイスから、与えられた熱ストレスを除去する除熱槽を備えるものがある。
【０００４】
このような半導体デバイスの検査装置では、複数個の半導体デバイスを同時に試験するために、半導体デバイスを搭載する複数個のソケットを取付けたソケットボードを用いている。
【０００５】
このようなソケットボードを用いた半導体デバイスの検査装置に関する技術は種々提案されている。
【０００６】
例えば、特開２０００−３０４８０８号公報には、一度に検査を行なうことができる半導体装置の数を増加させると共に検査装置のコストを低減し、また、検査工程を安定して行なうことができるようにした半導体装置の検査装置が開示されている。
【０００７】
この半導体装置の検査装置では、プリント基板の上には、ヒータ、多層配線基板及び異方導電性ゴムシートが順次設けられ、異方導電性ゴムシートの上には、半導体パッケージの多層配線基板に対する位置を規制する位置規制部材が配置され、位置規制部材の上方には押圧部材を有する押圧板が設けられ、該押圧板の周縁部には環状のシール部材が設けられ、押圧板、シール部材及び多層配線基板によって密封空間が形成され、密封空間を減圧すると、シール部材が変形して、半導体パッケージのバンプと多層配線基板の電極とが異方導電性ゴムシートを介して電気的に確実に接続するようになっている。
【０００８】
また、特開２００７−３０９７８７号公報には、ＩＣトレーに搭載されている全ての半導体デバイスをテスト容易な専用トレーに一括に移し変える事が可能なテストトレー構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３０４８０８号公報
【特許文献２】特開２００７−３０９７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、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半導体デバイス試験の一層の効率化が望まれている。
【００１１】
また、半導体デバイスについて多品種の少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温度条件等の試験環境を頻繁に変更する必要性が高まっている。
【００１２】
しかしながら、上記特開２０００−３０４８０８号公報に係る従来技術では、配線基板（コンタクト基板）は固定されており、端子配列の異なる半導体デバイスに迅速に対応することができないという問題があった。
【００１３】
また、半導体デバイスの構成毎に端子配列が異なるため、従来は、各半導体デバイスの構成毎に端子配列に適合させたソケットやソケットボードを用意する必要がありコストが嵩むという不都合があった。
【００１４】
また、検査用ピンの数の増加に伴ってソケット自体が高価になり、検査装置のコストや検査コストが高騰化するという問題もある。特に、微細化、高集積化等によりテストに長時間を要するデバイスも増加しており、検査効率の低下および検査コストの上昇は大きな問題になる。
【００１５】
また、近年の半導体デバイスのバーンインテストおよびファイナルテストは、ハンドラーと呼ばれる自動機によりトレーからバーンインボード上のソケットに移し替え、或いはテスターのキャリアボード上のキャリアソケットに移し替え、バーンイン槽或いはテストハンドラーのテストステージで検査を実施している。
【００１６】
そのため、一度に検査を実可能な処理数量の限界および高価で多量に使用するソケットやボード等によるテストコストの増大が大きな課題になっている。
【００１７】
また、ロジックの一部では組立工程ラインでテストを実施されているが、メモリを含めた多くのデバイスの検査は検査専用工程が設けられ、且つ専用のテストハンドラーと一体のシステムが使用され、効率的な生産ラインが実現できていないという課題もある。
【００１８】
一方、比較対象としての半導体デバイスを載せるトレー（ＩＣトレー）では、半導体デバイスの搭載部を構成する樹脂部と、この樹脂部を載せる比較的熱伝導性の高い金属で形成されるベース板とから構成されていた。
【００１９】
また、半導体デバイスとテストボードとの電気的接続を行うコンタクト基板とのアライメントは、例えばトレーの四隅に形成される位置決め用の孔を介して行われていた。
【００２０】
しかしながら、樹脂と金属の線膨張率の違い、比較的薄い樹脂板で成形される場合に樹脂部に熱変形が生じ易いという問題があった。
【００２１】
特に、基板及びトレーの長さが例えば３００ｍｍ程度と比較的大きい場合、コンタクト基板の端子とトレー内の半導体デバイスの端子の位置合わせ（アライメント手段）が難しいという問題あり、且つトレーとトレー内の半導体デバイス間の隙間のばらつきの抑え手段が無く、高精度の位置合わせが難しいという問題もあった。
【００２２】
そこで、本発明は、半導体デバイスをより効率的且つ低コストで試験することができ、トレーにおける位置合わせの精度を向上させることのできるトレーユニットおよび半導体デバイスの検査装置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】
【００２３】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るトレーユニットは、検査対象としての半導体デバイスを複数個にわたって搭載可能とされたトレーユニットであって、底部を形成する底板部材と、該底板部材の上に載置され、且つ水平方向に複数に分割され、それぞれが複数個の前記半導体デバイスを搭載保持する半導体デバイス搭載トレーとを有し、前記半導体デバイスが備える端子を上面側に向けた状態で各半導体デバイスの電気的特性を試験する半導体デバイスの検査装置に着脱自在に載置され、前記各半導体デバイス搭載トレーは、別途設けられる位置決め手段による位置決めが行われるまでは、前記底板部材に対して水平方向の移動を所定範囲で許容した状態で保持され、前記底板部材の上面には、半導体デバイスの直交する２辺の位置を規制する突起部、或いは半導体デバイスの移動を規制する角穴を持ち、前記半導体デバイストレーを所定の方向に押圧すると同時に半導体デバイスも同方向に移動され、前記底板部材に設けられる直交する２辺の突起に押し付けられることで前記半導体デバイスと前記半導体デバイス搭載トレーとの隙間を無くす手段を備え、前記位置決め手段は、前記半導体デバイス搭載トレーに設けられ前記所定の方向に沿った長円形状を有する位置合わせ用の孔と、前記半導体デバイス搭載トレーと対向して設けられるコンタクト基板側に設けられ、前記長円形状を有する位置合わせ用の孔と相似の断面形状を有し、前記位置合わせ用の孔に挿通される位置合わせ用のピンと、前記位置合わせ用のピンを前記位置合わせ用の孔から抜いた際に、弾発力によって前記半導体デバイス搭載トレーを前記所定の方向と反対方向の元の位置に復帰させる押圧手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
請求項２の発明に係る半導体デバイスの検査装置は、請求項１に記載のトレーユニットを載置する載置部と、前記トレーユニットに搭載された半導体デバイスの電極端子と電気的導通を行って前記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に接続されたテストボードと、前記テストボードと前記半導体デバイス搭載トレーとの間に設けられ、前記トレーユニットが備える半導体デバイス搭載トレーに搭載された各半導体デバイスの電極端子と前記テストボードが備える電極端子とを電気的に接続させる導電手段が設けられたコンタクト基板と、前記コンタクト基板を介して前記半導体デバイスと前記テストボートに接続された前記デバイス検査手段とを電気的に接続させる接続機構とを備え、前記接続機構は、前記載置部の両側に設けられる昇降手段と、該昇降手段により前記載置部が所定位置まで相対移動された際に、前記半導体デバイスが備える端子と前記コンタクト基板、当該コンタクト基板と前記テストボードとがそれぞれ密着するように負圧吸引する減圧手段とから構成され、前記減圧手段は、前記コンタクト基板を囲むコンタクト基板枠上の周囲に設けられる、或いは前記載置部の端部に設けられるシール部材と当該載置部が移動された際に前記コンタクト基板枠或いは前記載置部に当接されるシール部材と、前記コンタクト基板枠、前記コンタクト基板、前記載置部および前記シール部材とによって形成される減圧チャンバ内の雰囲気を吸引する真空ポンプと、から構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００４２】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、半導体デバイス搭載トレーを用いて搭載した各半導体デバイスの電気的特性を試験するので、試験効率を向上させることができ、試験コストを低廉化させるという優れた効果を奏することができる。
【００４３】
また、トレーユニットは、底部を形成する底板部材と、該底板部材の上に載置され、且つ水平方向に複数に分割され、それぞれが半導体デバイスを複数個にわたって保持する半導体デバイス搭載トレーとから構成されるので、熱変形等を抑制して半導体デバイスとデバイス検査手段との電気的接続をより確実に行うことができる。
【００４４】
また、請求項１に記載の発明によれば、各半導体デバイス搭載トレーは、位置決め手段による位置決めが行われるまでは、底板部材に対して水平方向の移動を所定範囲で許容した状態で保持される所謂フローティング構造となっているので、位置決め手段による位置決めの精度を向上させることができる。
【００４８】
さらに、請求項１に記載の発明によれば、トレーと半導体デバイス間の隙間が無くなる状態で位置合わせが出来るため、より一層の位置合わせ精度を向上させて、電気的な接続をより確実に行うことができる。
【００４９】
請求項１に記載の発明によれば、簡易な構成で半導体デバイスが備える端子とコンタクト基板と位置合わせ精度を向上させて、電気的な接続をより確実に行うことができる。
【００５０】
請求項１に記載の発明によれば、簡易な構成で半導体デバイス搭載トレーを元の位置に復帰させることができる。
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、端子配列が異なる半導体デバイスや構成の異なる半導体デバイスに対応することができ、試験効率を高めると共に試験コストを低廉化することができるという効果がある。
【００５６】
また、請求項２に記載の発明によれば、半導体デバイスが備える端子とコンタクト基板との電気的な接続を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置の概略構成を示す側面図（ａ）、Ａ−Ａ線矢視（ｂ）、Ｂ−Ｂ線矢視図（ｃ）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置の一部拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置における１層構成真空チャンバの構成例を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置における２槽構成真空チャンバの構成例を示す概略構成図である。
【図７】半導体デバイス搭載トレーのアライメント用ピンの構成図である。
【図８】テストトレーの構成例を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図９】トレーのデバイス収納部の詳細を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図１０】トレーとコンタクト基板がアライメントされた後の状態を示す説明図である。
【図１１】デバイスがトレーに搭載された後（アライメント前）の状態を示す説明図である。
【図１２】コンタクト基板とトレー全体のアライメント用穴の説明図（ａ）、コンタクト基板とトレー上部フレームのアライメント用穴の説明図（ｂ）、トレー上部フレームのフローティング機構の説明図（ｃ）である。
【図１３】半導体デバイスの検査システムの構成例を示す説明図である。
【図１４】半導体デバイスの検査システムの構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、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最良の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。
【００６４】
図１から図３等に示される第１の実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置Ｍ１は、検査対象としての半導体デバイスＤが搭載される図８，図９で示されるトレーユニット（半導体デバイス搭載トレーの一例）Ｕ１と、トレーユニットＵ１に搭載された半導体デバイスＤの電極端子１０１と電気的導通を行って半導体デバイスＤの電気的特性を試験するテスタユニット２００（デバイス検査手段の一例）が搭載されたテスタマザー基板ＴＭ（テストボードの一例）と、テスタマザー基板ＴＭに対向して設けられ、テスタマザー基板ＴＭが備える端子の配列に対応したコンタクトピン１０２（導電手段の一例）が設けられた第１のコンタクト基板Ｃ１と、第１のコンタクト基板Ｃ１に対向して交換可能に設けられ、半導体デバイスＤが備える端子１０１の配列とテスタマザー基板ＴＭが備える端子の配列の相違に対応させて双方を電気的に接続させる電極および配線構造を有する端子配列の変換基板３００と、変換基板３００とトレーユニットＵ１との間に設けられ、半導体デバイスＤが備える端子１０１の配列に対応したコンタクトピン１０３（導電手段の一例）が設けられ、当該コンタクトピン１０３が直接半導体デバイスＤと導通する第２のコンタクト基板Ｃ２と、第１のコンタクト基板Ｃ１、変換基板３００および第２のコンタクト基板Ｃ２を介して半導体デバイスＤとテスタマザー基板ＴＭに接続されたテスタユニット２００とを電気的に接続させる接続機構４００（接続手段の一例）とを備える。
【００６５】
半導体デバイス搭載トレー（フレーム２００２）は、検査対象としての半導体デバイスＤを複数個にわたって搭載し、トレーユニットＵ１に複数個のフレーム２００２を搭載するようになっている。
【００６６】
なお、半導体デバイス搭載トレーＵ１は、テスタユニット２００による検査結果に関する情報（例えば、トレーユニットＵ１を識別するＩＤデータ等を含む）を格納するメモリ、ＲＦＩＤ（ＩＣタグ）或いはバーコードなど（図示せず）を備えるようにしてもよい。
【００６７】
これにより、例えばトレーのＩＤ（識別番号）に基づいて、不良品を良品に入れ替えたり、不良品を分類するなどの処理を行うことができ、利便性を向上させることができる。
【００６８】
また、コンタクトピンに代えて、メンブレンシート、異方性導電シート等で前記導電手段を構成するようにしてもよい。
【００６９】
テスタユニット２００は、図２に示すようにテスタマザー基板ＴＭの直上に設けてもよいし、テスタマザー基板ＴＭの延長部の表面側２００’または裏面側２００’’に設けるようにしてもよい。
【００７０】
また、テスタユニット２００は、同軸ケーブル等の接続で外部に設けるようにしてもよい。
【００７１】
また、本実施の形態において、半導体デバイスＤは、当該半導体デバイスＤが備える端子１０１側が上面となるようにトレーユニットＵ１に保持されている。
【００７２】
また、第１のコンタクト基板Ｃ１、変換基板３００および第２のコンタクト基板Ｃ２を介して半導体デバイスＤとテスタマザー基板ＴＭに接続されたテスタユニット２００とを電気的に接続させる接続機構４００を備えている。
【００７３】
本実施の形態において、接続機構４００は、トレーユニットＵ１を載置する載置部４０１と、当該載置部４０１を第２のコンタクト基板Ｃ２に対して昇降させるアクチュエータ（例えば、エアシリンダ等で構成される昇降手段４０２）とを備える。
【００７４】
さらに、本実施の形態において接続機構４００は、載置部４０１の両側に設けられる昇降手段４０２と、この昇降手段４０２により載置部４０１が所定位置まで上昇された際に、半導体デバイスＤが備える端子１０１とコンタクト基板Ｃ２とが密着するように負圧吸引する真空ポンプ５００（減圧手段の一例）とから構成されている。
【００７５】
また、減圧手段は、第２のコンタクト基板Ｃ２を囲むコンタクト基板枠４０３に設けられ、或いは載置部４０１の端部に設けられて当該載置部４０１が上昇された際にコンタクト基板枠４０３或いは載置部４０１に当接されるシール部材４０４と、コンタクト基板枠４０３、第１のコンタクト基板Ｃ１、載置部４０１およびシール部材４０４とによって減圧チャンバ５５０が形成され、この減圧チャンバ５５０内の雰囲気を真空ポンプ５００で吸引するようになっている。
【００７６】
なお、真空ポンプ５００は、減圧量を調整する減圧弁５６０を備えている。
【００７７】
即ち、コンタクト基板枠４０３を昇降手段４０２で加圧することにより、半導体デバイスＤの表面およびトレーユニットＵ１の上面を押し下げ、シール部材４０４に予圧を加えた後、真空ポンプ５００に接続された減圧弁５６０をオンすることにより、減圧チャンバ５５０が減圧され、半導体デバイスＤとトレーユニットＵ１がさらに熱板７０１により押圧され、第２のコンタクト基板Ｃ２、変換基板３００及び第２のコンタクト基板Ｃ２がテスタマザー基板ＴＭに加圧され、トレーユニットＵ１に収納された半導体デバイスＤとテスタマザー基板ＴＭ間の全コンタクトが所定の力で一括接続される。
【００７８】
このように、本実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置Ｍ１によれば、端子配列が異なる半導体デバイスＤや構成の異なる半導体デバイスＤに機動的に対応することができ、試験効率を高めると共に試験コストを低廉化することができる。
【００７９】
なお、減圧手段は、上記構成に限定されるものではなく、第１のコンタクト基板Ｃ１、変換基板３００および第２のコンタクト基板Ｃ２を介して半導体デバイスＤとテスタマザー基板ＴＭとを密着させて電気的に接続させることのできる構造であれば採用できる。
【００８０】
また、トレーのベース板２００１のコーナーには、位置決め用の孔６００が複数箇所（図１から図３に示す例では４隅）に形成され、テスタマザー基板ＴＭから下方に延伸されるアライメントピン６０１が係合されて位置合わせを行うようになっている（図１（ａ）、図３、図４等参照）。
【００８１】
また、半導体デバイスの検査装置Ｍ１は、各トレーユニットＵ１に搭載された半導体デバイスＤ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をさらに備えている。
【００８２】
本実施の形態において、温度調整手段は、例えば、トレーのベース板２００１の下方に配設され、伝熱プレート７００、熱板７０２を介してペルチェモジュールやヒータ等の熱源８００等で構成されている。
【００８３】
なお、特には限定されないが、伝熱プレート７００は厚さ数ミリメートル程度のアルミニウム、銅、ステンレス、黄銅板等で形成される。
【００８４】
また、熱源８００は、チラーから供給される冷媒又は熱媒、或いはＬＮ２などとしてもよいし、あるいはペルチェモジュール、ヒータ、冷媒（ＬＮ２含む）及び熱媒による冷却と加熱を組み合わせてもよい。
【００８５】
このような構成の温度調整手段により、従来のように恒温槽等にトレーユニットＵ１を収容することなく、簡便に試験環境温度を調整することができ、利便性が向上され試験の高速化が図られると共に、試験コストを低廉化することができる。
【００８６】
また、熱源８００としてペルチェモジュールを実装することにより、高温テスト及び低温テスト、或いは高温と低温との間のサイクルテストを容易に実現することができる。
【００８７】
なお、符号９００は、トレーユニットＵ１を下方から支持する受部である。
【００８８】
次に、本実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置Ｍ１の動作について説明する。
【００８９】
まず、半導体デバイスの検査装置Ｍ１において、検査対象としての半導体デバイスＤの特性（端子配列、構成等）に対応するように、第２のコンタクト基板Ｃ２および変換基板３００を交換する。
【００９０】
次いで、検査対象としての半導体デバイスＤを搭載したトレーユニットＵ１を載置部４０１にセットする。
【００９１】
続いて、昇降手段４０２が作動され、トレーユニットＵ１が載置部４０１ごと上昇される。
【００９２】
そして、所定の高さに達すると、真空ポンプ５００が駆動され、上述の減圧チャンバ５５０内の雰囲気が吸引される。
【００９３】
これにより、半導体デバイスＤが備える端子１０１と、第１コンタクト基板Ｃ１、第２のコンタクト基板Ｃ２、変換基板３００、テスタマザー基板ＴＭとが密着され、電気的に接続される。
【００９４】
次いで、温度調整手段により半導体デバイスＤが所定の温度まで加熱または冷却された後、テスタマザー基板ＴＭおよびテスタユニット２００の動作によって各半導体デバイスＤの検査処理が実行されることとなる。
【００９５】
また、他の構成の半導体デバイスを検査する場合には、コンタクト基板Ｃ２および変換基板３００を対応するものに交換した後、上述の手順で検査を行う。
【００９６】
このように、本実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置Ｍ１によれば、端子配列が異なる半導体デバイスＤや構成の異なる半導体デバイスＤに機動的に対応することができ、試験効率を高めると共に試験コストを低廉化することが可能となる。
【００９７】
なお、本実施の形態では、半導体デバイスＤの端子を上向きにした場合を示したが、半導体デバイスＤの端子を下向きにした場合にも本発明を適用することが可能である。
【００９８】
次に、図８から図１２を参照して、第３の実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置Ｍ３について説明する。
【００９９】
半導体デバイスの検査装置Ｍ３では、検査対象としての半導体デバイスＤを複数個にわたって並列状態で搭載する１または２以上のトレーユニットＵ１を用い、各トレーユニットＵ１に、半導体デバイスＤが備える端子を上面側に向けて搭載した状態で各半導体デバイスＤの電気的特性を一括して試験するテストボード（デバイス検査手段の一例：図８には現れない）を備え、トレーユニットＵ１は、アルミニウム等の金属で形成される底板部材（ベース板）２００１と、このベース板２００１の上に載置され、且つ水平方向に複数に分割され、それぞれが半導体デバイスＤを複数個にわたって保持する半導体デバイス搭載トレー（例えば樹脂あるいは金属で形成されるフレーム）２００２ａ、２００２ｂ、２００２ｃとから構成される。
【０１００】
また、各フレーム２００２ａ、２００２ｂ、２００２ｃは、別途設けられる位置決め装置（図５〜図１２参照）による位置決めが行われるまでは、ベース板２００１に対して水平方向の移動（例えば、矢印Ａ方向への移動）を所定範囲（例えば、図９の（ｃ）で示すアライメント穴２００３の隅部に接触するまでの範囲）で許容した状態で保持される所謂フローティング構造とされている。
【０１０１】
また、ベース板２００１の構成材料は、アルミニウムに限らないが、熱伝導率が１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料が好ましい。
【０１０２】
なお、本実施の形態では、フレームを３つに分割しているが、これに限定されず、２以上であれば幾つに分割してもよい。
【０１０３】
各フレーム２００２ａ、２００２ｂ、２００２ｃの縁部には、図示しないコンタクト基板との間で各フレーム２００２ａ、２００２ｂ、２００２ｃの位置合わせを行うためのアライメント孔２００３が穿設されている。
【０１０４】
また、ベース板２００１の四隅には、トレーユニットＵ１全体の位置合わせを行うためのアライメント孔２００５が穿設されている。
【０１０５】
アライメント孔２００３およびアライメント孔２００５には、装置内において対応するアライメント用のピン（図７参照）が係合して、それぞれの部材の位置合わせを行うようになっている。
【０１０６】
これにより、アライメント用のピンにより位置補正を行うことができる。
【０１０７】
また、トレーユニットＵ１における熱変形の抑制を図ることもできる。
【０１０８】
また、本実施の形態では、図５〜図９に示すように、一つのトレーユニットＵ１にフレーム２００２が横に２個（２００２ａ、２００２ｂ、２００２ｃ）設けられるようになっている。
【０１０９】
また、本実施の形態では、各フレーム２００２に、複数個の半導体デバイスＤ（例えば、ＤＤＲ３、ＢＧＡパッケージ）が、端子２５００を上側に向けた状態で搭載されるようになっている。
【０１１０】
各フレーム２００２の上下周辺部には、３つのアライメント用の孔２００３と、３つのフローティング用の孔２００４が設けられている。
【０１１１】
アライメント用の孔２００３およびフローティング用の孔２００４は、図１２の（ａ）、（ｂ）に示すように矢印Ａ方向に沿って形成される長円形状とされている。
【０１１２】
図５〜図７に示すように、コンタクト基板１０２２には、アライメント用の孔２００３に挿通されるアライメント用のピン１０２４が設けられている。
【０１１３】
アライメント用のピン１０２４の形状は、特には限定されないが、例えば図７に示すように、アライメント用の孔２００３の長円形状と相似の断面形状を有するようにされる。
【０１１４】
図９の（ａ）、（ｂ）に示すようにベース板２００１の上部のデバイスＤが収納される所定の位置にはデバイスＤをガイドするための直交する２辺の突起２００６が設けられている。
【０１１５】
そして、アライメント用の孔２００３にアライメント用のピン１０２４が挿通されると、アライメント用のピン１０２４とアライメント用の孔２００３との係合により、各フレーム２００２が、矢印Ａ方向に移動（図８〜図１２参照）すると同時にフレーム２００２に搭載されている半導体デバイスも同方向に移動され、ベース板２００１に設けられた直交する２辺の突起２００６に押しつけられることでデバイスＤとフレーム２００２間の隙間が無くなり（図１０〜図１２参照）精度の高い位置合わせが行われる。
【０１１６】
なお、本実施の形態においては、図８および図９に示すように、ベース板２００１の所定の位置に、板バネ２００９が設けられ、アライメント用のピン１０２４をアライメント用の孔２００３から抜いた際に、板バネ２００９の弾発力により各フレーム２００２が矢印Ａと逆方向に戻って、デバイスＤも同時に元の位置に復帰させるようになっている。
【０１１７】
一方、ベース板２００１には固定孔２００８が形成され、フローティングピン２００７がフローティング用の孔２００４から挿通され、先端部が固定孔２００８に圧入されて固定されるようになっている（図１２の（ｃ）を参照）。
【０１１８】
次に、図４〜図１２を参照して、第２の実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置Ｍ２について説明する。
【０１１９】
半導体デバイスの検査装置Ｍ２は、トレーユニットＵ１と、トレーユニットＵ１に搭載された半導体デバイスＤの電極端子２００７（図１０〜図１２参照）と電気的導通を行って半導体デバイスＤの電気的特性を試験するテストユニット（デバイス検査手段の一例：図示せず）に接続されたテストボード１０２１と、テストボード１０２１と下部真空チャンバを構成するフレーム１０１０との間に設けられ、トレーユニットＵ１が備える半導体デバイス搭載トレー２００２に搭載された各半導体デバイスＤの電極端子２００７とテストボード１０２１が備える電極端子とを電気的に接続させる配線構造（導電手段）が設けられたコンタクト基板１０２２と、コンタクト基板１０２２を介して半導体デバイスＤとテストボート１０２１に接続されたテストユニットとを電気的に接続させる接続機構（図５〜図７参照）とを備えている。
【０１２０】
また、テストボード１０２１は、半導体デバイスＤの種類または半導体デバイスＤが備える電極端子２００７の配列に応じて、交換可能とされている。
【０１２１】
次に、本実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置Ｍ２におけるアライメント動作の概要について説明する。
【０１２２】
まず、トレーユニットＵ１を下部真空チャンバベース板１０１０に設置し、次いで、コンタクト基板１０２２のアライメントピン１０２３とトレーのベース板２００１のアライメント孔２００５によりアライメントを行う。これにより、トレーユニットＵ１の位置が決められる。
【０１２３】
次に、分割されたフレーム２００２上のアライメント孔２００３とコンタクト基板１０２２に設けられたコンタクトピン１０２４によりアライメントを行う。
【０１２４】
そして、最後にコンタクト基板１０２２の端子１０２６の先端と半導体デバイスＤの端子２００７との間のアライメントを行う。
【０１２５】
これにより、フレーム２００２の熱変形等を抑制して半導体デバイスＤとテストボードとの電気的接続をより確実に行うことができる。
【０１２６】
また、アライメント用のピン１０２４とアライメント用の孔２００３との係合によりフレーム２００２を移動させる機構に代えて、フレーム２００２の外部にフレーム２００２自体を矢印Ａ方向に押圧する機構を設けるようにしてもよい。
【０１２７】
次に、図４〜図６を参照して、第２の実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置Ｍ２について説明する。
【０１２８】
図４〜図６に示すように、上部構成は、テストボード１０２１の下側には分割された３つのコンタクト基板１０２２が配置されている。
【０１２９】
テストボード１０２１の四隅には、後述するガイドピン１０１４が挿通されるガイド孔１０２３が設けられている。
【０１３０】
符号１００４は、各種回路部材や接続コネクタの実装領域を示す。
【０１３１】
また、テストボード１０２１の一側方にはエッジコネクタを設けるようにしてもよい。
【０１３２】
テストボード１０２１の下方には、コンタクト基板枠（上部真空チャンバ枠）１００６が設けられている。
【０１３３】
また、図４〜図６に示すように、コンタクト基板枠１００６の周囲には、Ｏリング等のシール部材１０１２が設けられている。
【０１３４】
一方、下部構成は、金属製（例えばアルミ製）の載置部（下部真空チャンバ）１０１０の上に、前出の図８で示したトレーユニットＵ１が載置されている。
【０１３５】
ベース板１０１０の四隅には、テストボード１０２１側のガイド孔１００７に挿通されるガイドピン１０１４が立設されている。
【０１３６】
また、下部の載置部ベース板１０１０の一部には、真空バルブの取付口１０１３が形成されている。
【０１３７】
また、載置部ベース板の下方には、ヒートシンク或いは熱源等で構成される温調部１０１５が設けられている。
【０１３８】
なお、トレーユニットＵ１の詳細については、第３の実施の形態に係る半導体デバイスの検査装置Ｍ３で説明したので省略する。
【０１３９】
また、図５〜図９に示すように、接続機構として、半導体デバイスＤが備える端子２００７とコンタクト基板１０２２と、コンタクト基板１０２２とテストボード１０２１とがそれぞれ密着するように負圧吸引する減圧機構（減圧手段）１０００を備えている。
【０１４０】
本実施の形態において、減圧機構１０００は、テストボード１０２１、コンタクト基板１０２２およびシール部材１０２５によって形成される第１の減圧チャンバ１００１と、第１の減圧チャンバ１００２内の雰囲気を吸引する真空バルブ１０１６に接続される第１の真空ポンプ（図示せず）と、コンタクト基板１０２２を囲むコンタクト基板枠１００６と、載置部１０１０の端部に設けられて当該載置部１０１０が移動された際にコンタクト基板枠１００６との間に介在されるシール部材１０１２とによって形成される第２の減圧チャンバ１００２と、該第２の減圧チャンバ１００２内の雰囲気を吸引する真空バルブ１０１３に接続される第２の真空ポンプ（図示せず）とから構成される。
【０１４１】
そして、特には限定されないが、例えば、まず最初に第１の真空ポンプにより第１の減圧チャンバ１００１を減圧し、次いで第２の真空ポンプにより第２の減圧チャンバ１００２を減圧することにより、半導体デバイスＤとテストボード１０２１との確実な電気的接続を行うことができる。
【０１４２】
また、第１の真空ポンプ、第２の真空ポンプに代えて、一つの真空ポンプを設け、バルブの切り換えによって、第１の減圧チャンバ１００１と第２の減圧チャンバ１００２内の雰囲気を吸引するようにしてもよい。
【０１４３】
また、例えば、テストトレーＵ１に底板を設け、この底板を熱伝導率が１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成するようにしてもよい。
【０１４４】
より具体的には、底板を銅（熱伝導率３８５Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比重８．９ｇ／ｃｍ３）またはアルミニウム（熱伝導率２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比重２．７ｇ／ｃｍ３）或いは黄銅（熱伝導率１０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比重８．７ｇ／ｃｍ３）で構成するとよい。
【０１４５】
これにより、トレーユニットＵ１の底板の熱伝導率を高めて半導体デバイスの検査効率を向上させることができる。
【０１４６】
また、トレーのベース板２００１の複数箇所に図８〜図１２で示すような板バネ２００９を設けて、フレーム２００２を矢印Ａ方向と反対方向に付勢して、位置を復帰させるようにしてもよい。
【０１４７】
また、図９の（ａ）、（ｂ）では１例として、半導体デバイスＤを押し付けたい側の２辺に突起を設けているがベース板２００１にデバイスの位置を規制する角穴（図示は省略）を設けるなど他の手段でも良い。
【０１４８】
次に、図１３、図１４を参照して、半導体デバイスの検査システムＳ１について簡単に説明する。
【０１４９】
図１３に示すように、半導体デバイスの検査システムＳ１は、本発明に係る半導体デバイスの検査装置Ｍ１を適用してトレーユニットＵ１ごと一括して半導体デバイスＤの電気的特性等の測定を行う半導体デバイス測定装置Ｍ１０と、半導体デバイスＤの反転および移し替えを行う半導体デバイストレー移替装置Ｍ１１と、半導体デバイスＤの良否を選別する半導体デバイス自動選別機Ｍ１２とから構成されている。
【０１５０】
半導体デバイス測定装置Ｍ１０は、テストユニット２００を備えている。
【０１５１】
そして、半導体デバイス測定装置Ｍ１０では、半導体デバイストレー移替装置Ｍ１１から移送されたトレーユニットＵ１を予熱部３００１で予熱した後、図１〜図３等に示す構成の半導体デバイスの検査装置Ｍ１によってトレーユニットＵ１に搭載された半導体デバイスＤについて一括して電気的特性の試験が行われる。
【０１５２】
次いで、トレーユニットＵ１は除熱部３００２に移送され、除熱された後に、半導体デバイストレー移替装置Ｍ１１へ移送される。
【０１５３】
半導体デバイストレー移替装置Ｍ１１において、テスト前出荷トレー  →  半導体デバイスＤのトレー移替  →  トレーハンドリング装置３００３の過程で半導体デバイス測定装置Ｍ１０にトレーユニットＵ１を移送し、導体デバイス測定装置Ｍ１０にテストトレーＵ１から戻って来たトレーユニットＵ１について、トレーハンドリング装置３００４  →  半導体デバイスＤの反転と移替  →  テスト後出荷トレーの過程で半導体デバイス自動選別機Ｍ１２に移送したり、あるいはトレーハンドリング装置３００４  →  半導体デバイスＤのトレー移替  →  空テストトレーの流れで移送する。
【０１５４】
また、半導体デバイス自動選別機Ｍ１２では、テスト後出荷トレーを介して移送されて来た半導体デバイスＤについて、検査結果に基づいて、不良品の取除き  →  良品充填  →  良品出荷トレーの流れで半導体デバイスＤをテスト結果に基づき選別する。
【０１５５】
なお、取り除いた不良品については、トレーユニットＵ１に、識別情報等を格納するメモリ、ＲＦＩＤ（ＩＣタグ）或いはバーコードを備えるようにした場合に、それらの情報に基づいて不良品を分類するようにしてもよい。
【０１５６】
また、半導体デバイスの検査装置Ｍ１を適用したテストステージを１〜Ｎ（Ｎは整数）段にわたって積み重ねた多段構造を有する半導体デバイスの検査システムＳ２として構成してもよい。
【０１５７】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明による半導体デバイスの検査装置および当該検査装置を用いた半導体デバイスの検査システムは、特性テストが必要な様々な半導体デバイスの検査装置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。
【符号の説明】
【０１５９】
Ｍ１〜Ｍ３  半導体デバイス検査装置
Ｃ１  第１のコンタクト基板
Ｃ２  第２のコンタクト基板
１０１  電極端子
１０２  コンタクトピン
１０３  コンタクトピン
２００  テスタユニット
３００  変換基板
３０１  予熱部
４００  接続機構
４０１  載置部
４０２  昇降手段
４０３  コンタクト基板枠
４０４  シール部材
５００  真空ポンプ
５５０  減圧チャンバ
５６０  減圧弁
６００  位置決め用の孔
６０１  アライメントピン
７００  伝熱プレート
７０１  熱板
７０２  熱板
８００  熱源
Ｕ１      トレーユニット
１０００  減圧機構
１００１  第１の減圧チャンバ
１００２  第２の減圧チャンバ
１００４  回路部品及び同軸コネクタ実装域
１００５  エッジコネクタ
１００６  コンタクト基板枠
１００７  ガイド孔
１０１０  ベース板（下部真空チャンバ）
１０１２  シール部材
１０１３  取付口
１０１４  ガイドピン
１０１５  温調部
１０１６  取付口
１０２１  テストボード（テスタマザー基板）
１０２２  コンタクト基板
１０２３  アライメントピン（コンタクト基板とトレーユニット間）
１０２４  アライメントピン（コンタクト基板と半導体搭載トレー間）
１０２５  シール部材
１０２６  コンタクト基板端子
２００１  トレーベース板
２００２  フレーム（分割された半導体デバイス搭載トレー）
２００３  アライメント用の孔（コンタクト基板と半導体搭載トレー間）
２００４  フローティング用の孔
２００５  アライメント用の孔（コンタクト基板とトレーユニット間）
２００６  位置規制用突起
２００７  半導体デバイスの端子
２００８  フローティングピン用孔
２００９  板バネ
３００１  予熱部
３００２  除熱部
３００３  トレーハンドリング装置
３００４  トレーハンドリング装置
３００５  テスター用電源装置等
Ｄ  半導体デバイス
Ｍ１０  半導体デバイス測定装置
Ｍ１１  半導体デバイストレー移替装置
Ｍ１２  半導体デバイス自動選別機
Ｓ１，Ｓ２  検査システム
５００２  第１の真空バルブ
５００３  第２の真空バルブ
【要約】
【課題】位置合わせの精度を向上させることのできるトレーユニットを提供する。
【解決手段】検査対象としての半導体デバイスを複数個にわたって搭載可能とされたトレーユニットであって、底部を形成する底板部材と、該底板部材の上に載置され、且つ水平方向に複数に分割され、それぞれが複数個の前記半導体デバイスを搭載保持する半導体デバイス搭載トレーとを有し、前記半導体デバイスが備える端子を上面側に向けた状態で各半導体デバイスの電気的特性を一括して試験する半導体デバイスの検査装置に着脱自在に載置される。
【選択図】図８【図１】
0004765127.tif 000002
【図２】
0004765127.tif 000003
【図３】
0004765127.tif 000004
【図４】
0004765127.tif 000005
【図５】
0004765127.tif 000006
【図６】
0004765127.tif 000007
【図７】
0004765127.tif 000008
【図８】
0004765127.tif 000009
【図９】
0004765127.tif 000010
【図１１】
0004765127.tif 000011
【図１２】
0004765127.tif 000012
【図１３】
0004765127.tif 000013
【図１４】
0004765127.tif 000014
【図１０】
0004765127.tif 000015