(57)【要約】【課題】  安価で、ＥＭ評価等の４００℃程度の温度下で半導体の評価を適切に行うことができる半導体試験装置を実現する。【解決手段】  測定用基板１は、半導体ウエハ５を装着した状態で該半導体ウエハ５の各ダイのパッドを露出させる貫通孔が形成され、一方の面に、前記半導体ウエハ５が前記ウエハホルダ１２によって支持され、他方の面に、支持された半導体ウエハ５に前記評価試験用信号を伝送する配線パターンが形成され、前記各ダイのパッドと前記配線パターンのパッドとが前記貫通孔を介してワイヤボンディングされた状態で、評価試験時に、前記半導体ウエハ装着部分が高温槽１０１内に、且つ、前記評価試験用信号を印加するための端子部分が該高温槽１０１外になるようにセットされている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験体である半導体ウエハを測定用基板に装着した状態で、評価試験用信号を該測定用基板を介して前記半導体ウエハに印加することで該半導体ウエハの評価試験を行う半導体試験装置において、
前記測定用基板に装着された半導体ウエハを、評価試験に必要な温度に設定する高温槽と、
前記半導体ウエハを該測定用基板に装着する際に該半導体ウエハを支持するウエハ支持部材とを有し、
前記測定用基板は、表面が前記評価試験に必要な温度に耐え得る絶縁膜で覆われた略長方形状の鋼板からなると共に、該半導体ウエハを装着した状態で該半導体ウエハの各ダイのパッドを露出させる貫通孔が形成され、一方の面に、前記半導体ウエハが前記ウエハ支持部材によって支持され、他方の面に、支持された半導体ウエハに前記評価試験用信号を伝送する配線パターンが形成され、前記各ダイのパッドと前記配線パターンとが前記貫通孔を介してワイヤボンディングされた状態で、前記評価試験時に、前記半導体ウエハ装着部分が前記高温槽内に、且つ、前記評価試験用信号を印加するための端子部分が該高温槽外になるようにセットされていることを特徴とする半導体試験装置。
【請求項２】
前記測定用基板には、前記半導体ウエハ装着面とは反対側の面に、前記ワイヤボンディング部分を保護する保護用カバーが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体試験装置。
【請求項３】
前記高温槽において、前記測定用基板は、略水平状態で、且つ、前記半導体ウエハ装着側を上側に、前記配線パターン形成面を下側にしてセットされていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体試験装置。
【請求項４】
前記高温槽内に、複数の前記測定用基板が多段にセットされていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の半導体試験装置。
【請求項５】
被試験体である半導体ウエハを測定用基板に装着した状態で、評価試験用信号を該測定用基板を介して前記半導体ウエハに印加することで該半導体ウエハの評価試験を行う半導体試験方法において、
表面が前記評価試験に必要な温度に耐え得る絶縁膜で覆われた略長方形状の鋼板からなると共に、半導体ウエハの装着部分に、該半導体ウエハの各ダイのパッドを露出させる貫通孔が形成され、一方の面に該半導体ウエハに前記評価試験用信号を伝送する配線パターンが形成された前記測定用基板の他方の面に、ウエハ支持部材によって前記半導体ウエハを支持して所定の位置に装着する第１工程と、
前記半導体ウエハの各ダイと前記配線パターンとを前記貫通孔を介してワイヤボンディングする第２工程と、
第２工程においてワイヤボンディングが完了した測定用基板を、半導体ウエハ装着部分が該半導体ウエハの評価試験に必要な温度に設定する高温槽内に、且つ、配線パターンの評価試験用信号を印加する部分が前記高温槽外になるようにセットする第３工程と、
前記高温槽にセットされた測定用基板の配線パターンに評価試験用信号を印加する第４工程とを含んでいることを特徴とする半導体試験方法。
【請求項６】
前記第２工程から第３工程に移行するまでに、前記測定用基板の前記半導体ウエハ装着面とは反対側の面に、前記ワイヤボンディング部分を保護する保護用カバーを設けることを特徴とする請求項５に記載の半導体試験方法。
【請求項７】
前記第３工程において、前記測定用基板を高温槽において略水平状態で、且つ、前記半導体ウエハ装着側を上側に、前記配線パターン形成面を下側にしてセットすることを特徴とする請求項５または６に記載の半導体試験方法。
【請求項８】
前記第３工程において、ワイヤボンディング完了後の複数の前記測定用基板を、前記高温槽内において多段にセットすることを特徴とする請求項５ないし７の何れか１項に記載の半導体試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の評価試験を行う半導体試験装置及び半導体試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体を評価するための試験、特に、信頼性評価試験において、半導体の寿命等、信頼性評価の重要な試験項目としてＥＭ（エレクトロマイグレーション）がある。
【０００３】
このＥＭ評価では、半導体素子内に形成した微細配線を流れる電子が配線の金属イオンを陽電位方向に押しやる結果生じた空孔部の電流密度が増大し、断線に至る現象を観ている。なお、このＥＭ評価の試験は、時間短縮のため金属イオンを活性化する高温下（２００℃〜４００℃）で半導体素子に流す電流を多くして実施され、配線抵抗の経時変化を計測して評価する。
【０００４】
このように、ＥＭ評価は高温下で実施することから、一般的に、半導体素子を耐熱性のある高価なセラミックパッケージにダイボンドしたうえで評価項目毎（ＴＥＧ：テストエレメントグループ）にボンディング配線を施し、アッセンブリする。
【０００５】
完成したパッケージをさらに高価なセラミック製ソケットに装着し、特殊な耐熱電線を用いて高温中から外部へ引き出し、計測器に接続したコネクタへ配線していた。この方法では、パッケージングに多くのコストと時間を要するとともにソケット等を含む評価装置も高額になった。
【０００６】
そこで、パッケージ工程と、ソケットや耐熱電線による配線を廃止し、ウエハ状態のＴＥＧと配線基板の配線回路を直接ボンディングにより接続して、半導体を評価する方式として、特許文献１や特許文献２等が提案されている。
【特許文献１】特開平９−４５７４０号公報（公開日：平成９年２月１４日）
【特許文献２】特開２００２−３２９７５９（公開日：平成１４年１１月１５日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１は、常温で半導体チップの動作状態をチェックするための評価を行っているだけで、半導体素子を高温下でＥＭ評価等を行うことを想定したものでない。
【０００８】
これに対して、上記特許文献２は、半導体素子を高温下でＥＭ評価等を行うことを想定したものであるが、半導体ウエハと測定器を、プローバーで接続した状態で高温（４００℃）にすれば、熱によりプローバーに不具合が生じ、正確な評価を行うことができないという問題が生じる。
【０００９】
また、プローバーに耐熱処理を施すことも考えられるが、評価装置全体のコストを高くするという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記の各問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価で、４００℃程度の温度下で適切に半導体のＥＭ評価等を行うことができる半導体試験装置及び半導体試験方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る半導体試験装置は、上記課題を解決するために、被試験体である半導体ウエハを測定用基板に装着した状態で、評価試験用信号を該測定用基板を介して前記半導体ウエハに印加することで該半導体ウエハの評価試験を行う半導体試験装置において、前記測定用基板に装着された半導体ウエハを、評価試験に必要な温度に設定する高温槽と、前記半導体ウエハを該測定用基板に装着する際に該半導体ウエハを支持するウエハ支持部材とを有し、前記測定用基板は、表面が前記評価試験に必要な温度に耐え得る絶縁膜で覆われた略長方形状の鋼板からなると共に、該半導体ウエハを装着した状態で該半導体ウエハの各ダイのパッドを露出させる貫通孔が形成され、一方の面に、前記半導体ウエハが前記ウエハ支持部材によって支持され、他方の面に、支持された半導体ウエハに前記評価試験用信号を伝送する配線パターンが形成され、前記各ダイのパッドと前記配線パターンとが前記貫通孔を介してワイヤボンディングされた状態で、前記評価試験時に、前記半導体ウエハ装着部分が前記高温槽内に、且つ、前記評価試験用信号を印加するための端子部分が該高温槽外になるようにセットされていることを特徴としている。
【００１２】
前記測定用基板には、前記半導体ウエハ装着面とは反対側の面に、前記ワイヤボンディング部分を保護する保護用カバーが設けられていてもよい。
【００１３】
前記高温槽において、前記測定用基板は、略水平状態で、且つ、前記半導体ウエハ装着側を上側に、前記配線パターン形成面を下側にしてセットされていてもよい。
【００１４】
前記高温槽内に、複数の前記測定用基板が多段にセットされていてもよい。
【００１５】
本発明に係る半導体試験方法は、上記課題を解決するために、被試験体である半導体ウエハを測定用基板に装着した状態で、評価試験用信号を該測定用基板を介して前記半導体ウエハに印加することで該半導体ウエハの評価試験を行う半導体試験方法において、表面が前記評価試験に必要な温度に耐え得る絶縁膜で覆われた略長方形状の鋼板からなると共に、半導体ウエハの装着部分に、該半導体ウエハの各ダイのパッドを露出させる貫通孔が形成され、一方の面に、半導体ウエハに前記評価試験用信号を伝送する配線パターンが形成された前記測定用基板の他方の面に、ウエハ支持部材によって前記半導体ウエハを支持して所定の位置に装着する第１工程と、前記半導体ウエハの各ダイと前記配線パターンとを前記貫通孔を介してワイヤボンディングする第２工程と、第２工程においてワイヤボンディングが完了した測定用基板を、半導体ウエハ装着部分が該半導体ウエハの評価試験に必要な温度に設定する高温槽内に、且つ、配線パターンの評価試験用信号を印加する部分が前記高温槽外になるようにセットする第３工程と、前記高温槽にセットされた測定用基板の配線パターンに評価試験用信号を印加する第４工程とを含んでいることを特徴としている。
【００１６】
前記第２工程から第３工程に移行するまでに、前記測定用基板の前記半導体ウエハ装着面とは反対側の面に、前記ワイヤボンディング部分を保護する保護用カバーを設けてもよい。
【００１７】
前記第３工程において、測定用基板を高温槽において略水平状態で、且つ、前記半導体ウエハ装着側を上側に、前記配線パターン形成面を下側にしてセットするようにしてもよい。
【００１８】
前記第３工程において、ワイヤボンディング完了後の複数の前記測定用基板を、前記高温槽内において多段にセットするようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る半導体試験装置は、以上のように、測定用基板が、表面が前記評価試験に必要な温度に耐え得る絶縁膜で覆われた略長方形状の鋼板からなると共に、半導体ウエハを装着した状態で該半導体ウエハの各ダイのパッドを露出させる貫通孔が形成され、一方の面に、前記半導体ウエハがウエハ支持部材によって支持され、他方の面に、支持された半導体ウエハに前記評価試験用信号を伝送する配線パターンが形成され、前記各ダイのパッドと前記配線パターンとが前記貫通孔を介してワイヤボンディングされた状態で、前記評価試験時に、前記半導体ウエハ装着部分が前記高温槽内に、且つ、前記評価試験用信号を印加するための端子部分が該高温槽外になるようにセットされていることで、評価試験用信号を印加するための端子部分の温度を高温槽内よりも低くすることができる。
【００２０】
これにより、評価試験用信号を印加するための端子部分に接続される測定器等への熱の影響を低減することができるので、評価試験を適切に行うことができる。例えば、ＥＭ評価のような半導体ウエハを４００℃程度にまで加熱する必要のある評価方法においても、評価試験用信号を印加する端子部分は、高温槽外にあるので、４００℃のような高温にさらされることがない。
【００２１】
しかも、測定用基板が、表面が前記評価試験に必要な温度に耐え得る絶縁膜で覆われた略長方形状の鋼板からなるので、従来のように高価なセラミック基板を使用する必要がなくなる。その結果、評価装置、すなわち半導体試験装置を安価に提供することができる。
【００２２】
また、前記測定用基板には、前記半導体ウエハ装着面とは反対側の面に、前記ワイヤボンディング部分を保護する保護用カバーが設けられていることで、ボンディング配線を完了した測定用基板のハンドリングに際し、ボンディング配線を保護するとともに、ホコリ等の降積を防ぐことができる。
【００２３】
また、前記高温槽において、前記測定用基板は、略水平状態で、且つ、前記半導体ウエハ装着側を上側に、前記配線パターン形成面を下側にしてセットされていることで、半導体ウエハは、自重により測定用基板に密着できるようになる。
【００２４】
これにより、半導体ウエハを下側になるようにした場合、半導体を装着した状態で測定基板を移動させれば、半導体ウエハと配線基板との接続であるボンディングワイヤの切断等の不具合を生じるが、半導体ウエハを上側になるようにした場合、半導体ウエハは自重により測定用基板に押しつけられることになり、配線パターンと接続しているボンディングワイヤに負担をかけずに済むので、該ボンディングワイヤの切断を防止することが可能となる。従って、半導体試験装置における試験の信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００２５】
しかも、半導体ウエハが測定用基板の上側に配置された状態となるので、該半導体ウエハを支持するウエハ支持部材は、さらに、半導体ウエハの上側に配置された状態となる。これにより、前記ウエハ支持部材が熱によって変形しても、下側にある半導体ウエハにその影響を与える虞がないので、該ウエハ支持部材の熱による変形によって、半導体ウエハが測定用基板からずれることにより、ボンディングワイヤを切断するという不具合を防止することができる。
【００２６】
また、測定用基板を、天地を反転して高温槽にセットすれば、試験中の高温で炭化したホコリ（導電性）等が測定用基板の配線パターン部分や半導体ウエハのボンディング部分に降積付着して試験結果に影響を与えないようにすることができる。
【００２７】
さらに、前記高温槽内に、複数の前記測定用基板が多段にセットされていることで、大量の半導体ウエハに対して同時に試験を行うことができる。この場合、全ての半導体ウエハに対して、同じ評価試験用信号を供給すれば、大量の半導体ウエハに対して同時に同一の評価試験を行うことが可能となり、各半導体ウエハに対して異なる評価試験用信号を供給するようにすれば、大量の半導体ウエハに対して同時に異なる評価試験を行うことが可能となる。
【００２８】
なお、測定用基板としては、耐熱性に優れ、且つ、安価に作成できることが好ましく、例えば鋼板としてステンレス板を使用し、絶縁膜として、ガラスコーティング膜を使用することが考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【００３０】
本実施の形態にかかる半導体試験装置は、被試験体である半導体ウエハを測定用基板に装着した状態で、評価試験用信号を該測定用基板を介して前記半導体ウエハに印加することで該半導体ウエハの評価試験を行う装置であり、例えば、図１に示すように、測定用基板１に半導体ウエハ５を装着した状態で半導体の各種評価試験を行うものである。
【００３１】
前記半導体試験装置は、図１に示すように、半導体ウエハ５の評価試験において必要な温度になるように、該半導体ウエハ５の温度を設定する高温槽１０１と、半導体ウエハ５に印加する評価試験用信号を供給するための信号供給槽１０２とで構成されている。
【００３２】
前記高温槽１０１は、半導体の評価試験に応じて、半導体ウエハ５を加熱維持する機能を有した槽である。本実施の形態では、半導体ウエハ５を約４００℃まで加熱する必要のあるＥＭ評価を行うことを想定している。
【００３３】
また、前記信号供給槽１０２は、測定用基板１のエッジ部分の端子１１（後述の配線パターン３に接続された端子）が接続されるコネクタ１９が配置されている箇所である。このコネクタ１９には、測定器（図示せず）に接続される端子２１が設けられている。
【００３４】
従って、前記信号供給槽１０２においては、上述のように評価試験用信号を半導体ウエハ５に供給する手段（測定器等）が設けられているので、前記高温槽１０１のように高温にならないようにする必要がある。
【００３５】
そこで、本実施の形態では、図１に示すように、高温槽１０１と信号供給槽１０２との間に断熱壁１６が形成され、前記高温槽１０１からの熱を信号供給槽１０２に伝わり難くしている。これにより、信号供給槽１０２内の温度を前記高温槽１０１よりも低くくすることが可能となっている。
【００３６】
前記断熱壁１６には、測定用基板１が貫通するための貫通孔１７が形成されている。この貫通孔１７の高温槽１０１側の端部と信号供給槽１０２側の端部には、断熱部材となる柔軟材１８が測定用基板１の両面側から密着するように設けられている。この柔軟材１８は、例えば、ガラス繊維等を束状にしたものからなり、断熱壁１６の表面にビス２０によって取り付けられている。
【００３７】
このように、貫通孔１７の開口部分に柔軟材１８を設けることで、測定用基板１を半導体試験装置にセットした際の断熱効果を維持することが可能となる。
【００３８】
このように、高温槽１０１と信号供給槽１０２との間に断熱壁１６を設けることで、高温槽１０１の高温を維持でき、正確な試験を行うことが可能となる。また、前記貫通孔１７の外部である信号供給槽１０２には、計測器（図示せず）と接続するコネクタ１９が配置され、該コネクタ１９と前記端子１１が嵌合して、半導体ウエハ５の評価用素子を計測器に電気的に接続し試験が行われるようになっている。この信号供給槽１０２は高温にならないことが必要であるが、上述のように貫通孔１７の開口部分にそれぞれ柔軟材１８を設けて気密性を高めることで、高温槽１０１の熱が信号供給槽１０２に伝わることを低減している。
【００３９】
さらに、信号供給槽１０２における冷却効果を高めるために、本実施の形態では、前記測定用基板１において、前記高温槽１０１の外に露出している部位、すなわち信号供給槽１０２内に露出している部位に対して、通気手段（図示せず）を用いて通気するようにしている。
【００４０】
なお、加熱が必要なのは、前記高温槽１０１のみであるので、前記信号供給槽１０２を槽として扱う必要はなく、該信号供給槽１０２に対応する部位は開放された状態であってもよい。
【００４１】
つまり、測定用基板１において、半導体ウエハ５の装着部分が高温槽１０１内に、且つ、評価試験用信号を印加するための端子部分が該高温槽１０１外になるようにセットされていればよいので、前記信号供給槽１０２は、槽とする必要はない。
【００４２】
ここで、前記測定用基板１の詳細について、図２ないし図５を参照しながら以下に説明する。
【００４３】
図２は、半導体ウエハ５を装着する前の測定用基板１の平面図である。図３は、半導体ウエハ５を測定用基板１に装着した状態を示す概略の拡大図である。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、半導体ウエハ５を測定用基板１に装着する際のウエハ支持部材であるウエハホルダ１２を示す図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、半導体ウエハ５と測定用基板１とをワイヤボンディングした状態の測定用基板１のボンディング側を覆うカバー１５を示す図である。
【００４４】
測定用基板１は、図２に示すように、長方形状の金属板（ステンレスＳＵＳ４３０）からなり、両面にガラス質の電気絶縁層２（図３参照）が形成され、一方面側に配線パターン３が形成され、さらに、該配線パターン３の保護のためオーバーコート層４（図３参照）が形成されている。
【００４５】
また、測定用基板１の供試体である半導体ウエハ５の設置部分６には、前記半導体ウエハ５のダイレイアウトに合わせてボンディング配線用の孔（貫通孔）７が多数開孔されている。つまり、前記孔７は、半導体ウエハ５の各ダイの評価試験に必要なパッドを露出させるように形成されたものである。
【００４６】
従って、前記配線用の孔７の内側には、図３に示すように、半導体ウエハ５のボンディングパッド８が露出し、前記孔７の周囲にはアルミワイヤ９でボンディング接続するための基板側ボンディングパッド１０が５個設けられる。
【００４７】
前記基板側ボンディングパッド１０は、５個の内４個が半導体ウエハ５に作られた評価素子（図示しない）の微細配線の電気抵抗を正確に測る４線式測定用端子であり、残る１個は前記評価用素子内部の電気リーク測定用端子であり、各端子から計測器（図示せず）と接続する端子１１に前記配線パターン３が引かれている。
【００４８】
また、測定用基板１には、半導体ウエハ５の設置部分６の周囲４隅に貫通孔１ａが形成されている。この貫通孔１ａは、後述するウエハホルダ１２及びカバー１５を固定するための孔である。
【００４９】
前記ウエハホルダ１２は、図３に示すように、半導体ウエハ５を測定用基板１の所定位置（設置部分６）に設置固定する補助材であり、オス・メススタッドボルト１３で測定用基板１の裏面（配線パターン３のない面側）に締結して用いる。
【００５０】
前記ウエハホルダ１２は、図４（ａ）に示すように、中央部に半導体ウエハ５の外径より少し小さな開孔１４を開設し、該開孔１４と同芯状に前記測定用基板１の裏面に接する面側から、直径が前記半導体ウエハ５に等しく、深さが前記半導体ウエハ５の厚さ相当に段差１２ｂをエッチング加工で設ける。
【００５１】
また、ウエハホルダ１２の開孔１４の周囲４隅には、測定用基板１の貫通孔１ａと同じ位置に貫通孔１２ａが形成されている。
【００５２】
前記ウエハホルダ１２の段差１２ｂ内に半導体ウエハ５を収容して、前記測定用基板１の裏面側と前記半導体ウエハ５の表面（評価用素子が形成された面側）が接するよう、前記オス・メススタッドボルト１３の雄ネジ１３ｂが前記測定用基板１の貫通孔１ａを貫通し、さらに、前記ウエハホルダ１２の貫通孔１２ａを貫通して、該測定用基板１と締結して、半導体ウエハ５を設置部分６に固定する。なお、前記ウエハホルダ１２には、半導体ウエハ５が装着されたときに、設置部分６において回転するのを防止するためのノッチ１２ｃが形成されている。このノッチ１２ｃは、半導体ウエハ５の図示しない切欠き部分と嵌合するようになっている。
【００５３】
また、前記ウエハホルダ１２の４辺は、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、補強のため折り曲げておく。
【００５４】
また、後工程のボンディング配線時にワイヤボンダに半導体ウエハ５を固定するため、前記開孔１４から半導体ウエハ５を真空チャックするようになっている。
【００５５】
なお、本実施の形態では、図４（ａ）に示すように、ウエハホルダ１２は外形中心と開孔１４の中心が一致しているが、半導体ウエハ５のダイレイアウトに合わせ開孔１４の位置を変えることで、一種類の測定用基板１がダイレイアウトの異なる複数の種類の半導体ウエハに使用可能にすることができる。
【００５６】
また、図３に示すように、測定用基板１の半導体ウエハ５の装着面とは反対面には、カバー１５が形成されている。
【００５７】
前記カバー１５は、図５（ａ）に示すように、４隅に貫通孔１５ａが形成されており、測定用基板１のウエハ設置部分６全体を覆うよう、前記測定用基板１の表面側（配線パターン３の形成側の面）に配置する際に、前記オス・メススタッドボルト１３の雌ネジ１３ａにネジ締結して固定される。このカバー１５は、ボンディング配線を完了した測定用基板１のハンドリングに際し、ボンディング配線を保護するとともに、ホコリ等の降積を防ぐ目的で用いられている。
【００５８】
なお、前記カバー１５も、前記ウエハホルダ１２と同様に、ステンレス鋼板からできており、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、補強のために４隅が折り曲げられている。
【００５９】
ここで、上記構成の半導体試験装置を用いた半導体試験方法について説明すれば、以下の通りである。
【００６０】
すなわち、被試験体である半導体ウエハ５を測定用基板１に装着した状態で、評価試験用信号を該測定用基板１を介して前記半導体ウエハ５に印加することで該半導体ウエハ５の評価試験を行う半導体試験方法であって、以下の工程を実行することで、評価試験を適切に且つ安価に行うことが可能となる。
【００６１】
ここで、測定用基板１は、略水平状態で、高温槽１０１にセットされるものとする。
【００６２】
まず、第１の工程として、測定用基板１の配線パターン３の形成面とは反対側の面に、半導体ウエハ５をウエハホルダ１２を用いて装着する。このとき、ウエハホルダ１２の各貫通孔１２ａと測定用基板１の各貫通孔１ａとが対応するように配置し、オス・メススタッドボルト１３の雄ネジ１３ｂによって締結する。
【００６３】
次に、第２の工程として、測定用基板１の配線パターン３のボンディングパッド１０と、半導体ウエハ５のボンディングパッド８とをアルミワイヤ９でワイヤボンディングする。
【００６４】
続いて、アルミワイヤ９がむき出し状態になっている測定用基板１の配線パターン３側の面をカバー１５によって覆う。このとき、カバー１５の各貫通孔１５ａと測定用基板１の貫通孔１ａに締結されているオス・メススタッドボルト１３の雄ネジ１３ｂとを対応させて、雌ネジ１３ａによって締結する。
【００６５】
その後、第３の工程として、半導体ウエハ５が装着された状態の測定用基板１を、図１に示すように、半導体ウエハ５側が上向きになるようにして、高温槽１０１にセットする。セットされた測定用基板１の端子１１は、コネクタ１９に嵌合して、半導体ウエハ５の評価用素子と計測器に電気的接続が行われる。
【００６６】
最後に、第４の工程として、半導体試験に応じた信号を半導体ウエハ５に印加して、高温槽１０１を試験温度（ここでは、４００℃）まで上昇させる。
【００６７】
以上の各工程において、試験準備が完了した測定用基板１は、準備段階における測定用基板１の姿勢を天地反転して高温槽１０１に投入されて、高温槽１０１にセットされている。すなわち、測定用基板１の上面側に半導体ウエハ５が位置した姿勢となる。
【００６８】
このように、天地を反転して高温槽１０１に投入する第１の目的は、試験中の高温で炭化したホコリ（導電性）等が測定用基板１や半導体ウエハ５のボンディングパッド部やボンディングワイヤ等の露出部に降積付着して試験結果に影響を与えないようにするためである。
【００６９】
さらに、第２の目的は、半導体ウエハ５の自重により測定用基板１に確実に密着させることができ、この結果、正確な試験を行うことができることである。これは、半導体ウエハ５を支持するウエハホルダ１２の熱による膨張等の変形を考慮したものである。例えば、半導体ウエハ５を測定用基板１の下側にした状態にして高温にした場合、ウエハホルダ１２が変形して、該半導体ウエハ５が測定用基板１からずれる虞がある。このように半導体ウエハ５が測定用基板１からずれた場合、アルミワイヤ９が切断される虞があり、正確な試験を行うことができない虞がある。
【００７０】
以上のように、本実施の形態に係る半導体試験装置によれば、例えば、ＥＭ評価のような半導体ウエハを４００℃程度にまで加熱する必要のある評価方法においても、評価試験用信号を印加する端子部分は、高温槽１０１外にあるので、４００℃のような高温にさらされることがない。
【００７１】
しかも、測定用基板１が、表面が前記評価試験に必要な温度に耐え得る絶縁膜で覆われた略長方形状の鋼板からなるので、従来のように高価なセラミック基板を使用する必要がなくなる。その結果、評価装置、すなわち半導体試験装置を安価に提供することができる。
【００７２】
本実施の形態では、ウエハホルダ１２をエッチング加工して、半導体ウエハ５を載置できるようにしているが、測定用基板１の半導体ウエハ５の載置面をエッチングしてもよい。
【００７３】
なお、本実施の形態では、図１に示すように、半導体ウエハ５を装着した測定用基板１を半導体装置に一つセットした例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、高温槽１０１内に、複数枚の測定用基板１を多段にセットするようにしてもよい。
【００７４】
このように、前記高温槽１０１内に、複数の前記測定用基板１が多段にセットされていることで、大量の半導体ウエハ５に対して同時に試験を行うことができる。この場合、全ての半導体ウエハ５に対して、同じ評価試験用信号を供給すれば、大量の半導体ウエハ５に対して同時に同一の評価試験を行うことが可能となり、各半導体ウエハ５に対して異なる評価試験用信号を供給するようにすれば、大量の半導体ウエハ５に対して同時に異なる評価試験を行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の半導体試験装置は、特に、高温下で行う必要のあるＥＭ評価等に好適に用いられるが、高温下で行う必要のある他の評価試験や、特に高温下で行う必要のない評価試験にも適用できる。また、ＴＤＤＢ(Time Dependence Dielectric Breakdown)評価試験、すなわち半導体の絶縁膜（酸化膜）に高電圧を印加して、絶縁性、絶縁破壊電圧、時間的依存性等の半導体の絶縁膜の評価試験にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、半導体試験装置の要部を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す半導体試験装置で使用する測定用基板の概略平面図である。
【図３】図２に示す測定用基板に半導体ウエハを装着した状態の要部を示す概略構成図である。
【図４】（ａ）はウエハホルダの平面図であり、（ｂ）（ｃ）は（ａ）の側面図である。
【図５】（ａ）はカバーの平面図であり、（ｂ）（ｃ）は（ａ）の側面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示すものであり、測定用基板を多段にセットした場合の半導体試験装置の要部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００７７】
１    測定用基板
２    電気絶縁層
３    配線パターン
５    半導体ウエハ
８    ボンディングパッド
７    孔（貫通孔）
９    アルミワイヤ
１０    基板側ボンディングパッド
１１    端子
１２    ウエハホルダ（ウエハ支持部材）
１２ａ  貫通孔
１２ｂ  段差
１３    オス・メススタッドボルト
１３ａ  雌ネジ
１３ｂ  雄ネジ
１４    開孔
１５    カバー（保護用カバー）
１５ａ  貫通孔
１６    断熱壁
１７    貫通孔
１８    柔軟材
１９    コネクタ
１０１  高温槽
１０２  信号供給槽
【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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