(57)【要約】  半導体試験装置２０において被試験半導体デバイス３００を試験用ソケット５００に向かって押圧するプッシャ２００であって、熱源４００に熱的に結合された本体部２１０と、それぞれが本体部２１０に対して物理的且つ熱的に結合され、本体部２１０からの押圧力により試験用ソケット５００に向かって変位しつつ被試験半導体デバイス３００の被押圧面に当接して、それぞれが被試験半導体デバイス３００を押圧し且つそれぞれが熱源４００からの熱を被試験半導体デバイス３００に伝える複数のデバイス押圧部２２０とを備える。プッシャおよび被試験半導体デバイスの間の熱伝導効率を向上させ、正確で迅速な半導体試験を実現するプッシャを提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の熱源に熱的に結合された複数のデバイス押圧部を備え、
前記複数のデバイス押圧部の各々が前記被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して押圧することにより、前記被試験半導体デバイスの各々を半導体試験装置の試験用ソケットに押圧し且つ前記熱源からの熱を前記被試験半導体デバイスに伝えるプッシャ。
【請求項２】
本体部と、前記本体部に対して揺動できるように前記本体部に支持されたデバイス押圧部とを備え、
前記デバイス押圧部が、被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して、前記被押圧面の傾斜に従って揺動することにより前記被押圧面に密着して、前記押圧面を均一に押圧して前記被試験半導体デバイスを半導体試験装置の試験用ソケットに向かって押圧するプッシャ。
【請求項３】
熱源に熱的に結合された本体部と、前記本体部に対して物理的且つ熱的に結合され、各々が被試験半導体デバイスの被押圧面を押圧する複数のデバイス押圧部とを備え、
前記デバイス押圧部の各々が、前記被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して前記被試験半導体デバイスを半導体試験装置の試験用ソケットに向かって押圧し、且つ、前記熱源からの熱を前記被試験半導体デバイスに伝えるプッシャ。
【請求項４】
熱源に熱的に結合された本体部と、前記本体部に対して物理的且つ熱的に結合され、且つ、前記本体部に対して揺動できるように前記本体部に支持され、被試験半導体デバイスの被押圧面を押圧するデバイス押圧部とを備え、
前記デバイス押圧部が、被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して、前記被押圧面の傾斜に従って揺動することにより前記被押圧面に密着して、前記押圧面を均一に押圧し且つて前記被試験半導体デバイスを半導体試験装置の試験用ソケットに向かって押圧し、且つ、前記熱源からの熱を前記被試験半導体デバイスに伝えるプッシャ。
【請求項５】
前記デバイス押圧部が球面状の端部を有し、前記本体部が前記端部と相補的な形状の座部を有し、前記端部および座部が嵌合することにより両者が結合されている請求項２または請求項４に記載のプッシャ。
【請求項６】
前記本体部および前記デバイス押圧部の間に、熱伝導率の高い流動体が介在する請求項５に記載のプッシャ。
【請求項７】
前記デバイス押圧部が、その押圧方向について前記本体部に対して変位できるように前記本体部から弾性支持されている請求項２または請求４に記載のプッシャ。
【請求項８】
前記本体部および前記デバイス押圧部の間の間隙が、熱伝導率の高い流動体で充填されている請求項７に記載のプッシャ。
【請求項９】
前記デバイス押圧部が、弾性シートを介して前記本体部に支持されている請求項７に記載のプッシャ。
【請求項１０】
前記本体部が、前記押圧方向に積層されて積層体をなす複数の弾性変形できる薄板材と、前記薄板材が相互に密着するように締結する締結部材とを含む前記請求項２または請求項４に記載のプッシャ。
【請求項１１】
前記デバイス押圧部が、
一端が前記本体部に熱的に結合され、他端が前記被試験半導体デバイスに当接する当接面をなし、前記熱源からの熱を前記被試験半導体デバイスに伝播させる熱伝導部と、
一端において前記本体部から前記被試験半導体デバイスに向かって付勢され、他端において前記被試験半導体デバイスの前記熱伝導部が押圧していない領域を前記試験用ソケットに向かって押圧する基板押圧部と
を含む請求項３または請求項４に記載のプッシャ。
【請求項１２】
前記デバイス押圧部がその表面に熱伝導率の高いシート状の弾性部材を備え、該弾性部材を介して前記被試験半導体デバイスを押圧する請求項３または請求項４に記載のプッシャ。
【請求項１３】
前記熱源から前記デバイス押圧部を介して前記被試験半導体デバイスに伝導される熱の経路上に配置され、自身の配置された場所の温度を測定する温度センサを備える請求項３から請求項１２までのいずれか１項に記載のプッシャ。
【請求項１４】
前記デバイス押圧部が着脱できる請求項１から請求項１３までの何れか１項に記載のプッシャ。
【請求項１５】
一端を前記熱源に熱的に結合され、他端を前記本体部に熱的に結合された熱的結合部を備え、前記熱的結合部に対して前記本体部および前記デバイス押圧部が着脱でき、仕様の異なる他の前記本体部および前記デバイス押圧部を装着できる請求項１４に記載のプッシャ。
【請求項１６】
前記本体部からの押圧力により前記デバイス押圧部が前記試験用ソケット方向へ変位するときの変位量を規制する規制部材を更に備える請求項１から請求項１３までの何れか１項に記載のプッシャ。
【請求項１７】
ひとつの前記本体部に対して、複数の前記デバイス押圧部が装着されている請求項２から請求項１５までの何れか１項に記載のプッシャ。
【請求項１８】
前記デバイス押圧部のそれぞれが、前記本体部からの押圧力により前記デバイス押圧部が前記試験用ソケット方向へ変位するときの変位量を規制する規制部材を備える請求項１７に記載のプッシャ。
【請求項１９】
半導体試験装置において被試験半導体デバイスを保持して試験用ソケットに向かって押圧するプッシャユニットであって、
熱源と、
前記熱源に熱的に結合された本体部、及び、前記本体部に対して物理的且つ熱的に結合された複数のデバイス押圧部を有するプッシャであって、前記デバイス押圧部の各々が前記被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して、それぞれが前記被試験半導体デバイスを前記試験用ソケットに向かって押圧し且つそれぞれが前記熱源からの熱を前記被試験半導体デバイスに伝えるプッシャと、
前記被試験半導体デバイスをそれぞれが保持する複数の保持部と
を備えるプッシャユニット。
【請求項２０】
半導体試験装置において被試験半導体デバイスを保持して試験用ソケットに向かって押圧するプッシャユニットであって、
熱源と、
前記熱源に熱的に結合された本体部、及び、前記本体部に対して揺動できるように前記本体部に支持され且つ前記本体部に対して熱的に結合されたデバイス押圧部とを有するプッシャであって、前記被試験半導体デバイスの表面の傾斜に従って揺動することにより前記被試験半導体デバイスの表面に密着して、前記被試験半導体デバイスを前記試験用ソケットに向かって押圧すると共に前記熱源からの熱を前記被試験半導体デバイスに伝えるプッシャと、
前記被試験半導体デバイスを保持する保持部と
を備えるプッシャユニット。
【請求項２１】
半導体試験装置において被試験半導体デバイスを試験用ソケットに向かって押圧するプッシャユニットであって、
熱源と、
前記熱源に熱的に結合された本体部、前記本体部に対して前記被試験半導体デバイスに対する押圧方向に変位可能に前記本体部から弾性支持され且つ前記本体部に熱的に結合されたデバイス押圧部を有するプッシャであって、前記被試験半導体デバイスの表面に密着して前記被試験半導体デバイスを前記試験用ソケットに向かって押圧すると共に前記熱源からの熱を前記被試験半導体デバイスに伝えるプッシャと、
前記被試験半導体デバイスを保持する保持部と
を備えるプッシャユニット。
【請求項２２】
熱源、前記熱源に熱的に結合された本体部と、前記本体部に対して物理的且つ熱的に結合された複数のデバイス押圧部とを有するプッシャであって、前記複数のデバイス押圧部は被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して前記被試験半導体デバイスを前記試験用ソケットに向かって押圧し且つそれぞれが前記熱源からの熱を前記被試験半導体デバイスに伝えるプッシャ、及び、前記被試験半導体デバイスをそれぞれが保持する複数の保持部を含むプッシャユニットと、
前記プッシャユニットによって前記試験用ソケットに装着された前記被試験半導体デバイスに対する試験を実行するテスト部と
を備える半導体試験装置。
【請求項２３】
熱源、前記熱源に熱的に結合された本体部と、前記本体部に対して揺動できるように前記本体部に支持され且つ前記本体部に対して熱的に結合されたデバイス押圧部とを有するプッシャであって、被試験半導体デバイスの表面の傾斜に従って揺動することにより前記被試験半導体デバイスの表面に密着して前記被試験半導体デバイスを前記試験用ソケットに向かって押圧すると共に前記熱源からの熱を前記被試験半導体デバイスに伝えるプッシャ、及び、前記被試験半導体デバイスを保持する保持部とを備えるプッシャユニットと、
前記プッシャユニットによって前記試験用ソケットに装着された前記被試験半導体デバイスに対する試験を実行するテスト部と
を備える半導体試験装置。
【請求項２４】
熱源、前記熱源に熱的に結合された本体部と、前記本体部に対して被試験半導体デバイスに対する押圧方向に変位可能に前記本体部から弾性支持され且つ前記本体部に熱的に結合されたデバイス押圧部とを有するプッシャであって、前記本体部からの押圧力により試験用ソケットに向かって変位しつつ前記被試験半導体デバイスの表面に密着して前記被試験半導体デバイスを押圧すると共に前記熱源からの熱を前記被試験半導体デバイスに伝えるプッシャ、及び、前記被試験半導体デバイスを保持する保持部とを有するプッシャユニットと、
前記プッシャユニットによって前記試験用ソケットに装着された前記被試験半導体デバイスに対する試験を実行するテスト部と
を備える半導体試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプッシャ、プッシャユニットおよび半導体試験装置に関する。より詳細には、半導体試験装置において被試験半導体デバイスを搬送して試験用ソケットに装着するプッシャユニットと、そのプッシャユニットに装着するプッシャ、更に、そのプッシャユニットを備えた半導体試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体試験装置は、被試験半導体デバイスを試験用ソケットの位置に順次搬送して、押圧し、テスト部に実装された所定の試験プログラムに従って被試験半導体デバイスの各々に対して試験を実施し、試験結果に応じて搬送及び分類する。このような半導体試験装置の一連の動作においては、プッシャユニットが、被試験半導体デバイスを搬送と試験用ソケットへ押圧する。【０００３】
半導体試験装置のプッシャユニットは、搬送にあたって被試験半導体デバイスをひとつずつ保持する保持部を備える。この保持部は、負圧源に接続されて、負圧の吸着力により被試験半導体デバイスを保持する。また、プッシャユニットは、保持部に保持された被試験半導体デバイスを試験用ソケットに向かって押圧するプッシャを備える。プッシャは、被試験半導体デバイスまたはその基板に直接に当接して押圧する押圧部と、押圧部を支持すると共に押圧部に印加する押圧力を伝える本体部と有する。【０００４】
下記特許文献１には、被試験半導体デバイスを受け渡す複数の搬送手段を設けることにより、搬送中に被試験半導体デバイスを冷却させて連続的な処理ができる半導体試験装置の構造が提案されている。また、下記特許文献２には、被試験半導体デバイスを収容したトレイの変形に起因する被試験半導体デバイスの傾きに対応したＩＣ搬送装置の構造が開示されている。【０００５】
更に、下記特許文献３には、負圧を利用して被試験半導体デバイスを吸着して搬送する装置において、負圧発生手段を利用して被試験半導体デバイスに空気を吹きつけて冷却する機能を与えることが提案されている。また更に、下記特許文献４には、個別の搬送装置で被試験半導体デバイスのロードとアンロードをすることにより、試験工程の効率を向上させることが提案されている。
【特許文献１】特開平０９−１７５６４７号公報
【特許文献２】特開平１０−０５８３６７号公報
【特許文献３】特開２０００−１７１５２１号公報
【特許文献４】特開２００２−１７４６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記プッシャに、被試験半導体デバイスを加熱または冷却する機能の一部を担わせている半導体試験装置がある。この半導体試験装置において、プッシャは被試験半導体デバイスに直接に当接する部材なので、プッシャを介して熱を伝えることにより、被試験半導体デバイスを加熱または冷却する。これにより、試験中に被試験半導体デバイス自体が発生した熱を所望温度に冷却し、あるいは、プッシャに熱源を設けて被試験半導体デバイスを所望温度に加熱することができる。これにより、被試験半導体デバイスを所望の低温状態または高温状態を維持して試験が行われる。なお、プッシャは、外気とは遮断された恒温槽（チャンバ）の内部に収容されている。また、テストコスト低減する必要から、同時測定する個数は今後も増加する傾向にある。【０００７】
一方、生産性を向上すべく、例えば４個、８個といった複数の被試験半導体デバイスを同時測定できる半導体試験装置がある。このような半導体試験装置においては、複数のプッシャの各々に加熱／冷却構造を設けている。【０００８】
しかしながら、複数のプッシャの各々に熱源を設けることによりプッシャを含む装置全体が大型化するので、結果的に恒温槽も大型化することになり好ましくない。また、恒温槽の大型化ばかりではなく、同時測定個数に比例して加熱／冷却構造体の数も増加するので、半導体試験装置のコストも単純に増加するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態として、共通の熱源に熱的に結合された複数のデバイス押圧部を備え、複数のデバイス押圧部の各々が被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して押圧することにより、被試験半導体デバイスの各々を半導体試験装置の試験用ソケットに押圧し且つ熱源からの熱を被試験半導体デバイスに伝えるプッシャが提供される。これにより、ひとつの熱源に接続された単一のプッシャで複数の被試験半導体デバイスを試験することができ、半導体試験工程の処理速度を向上させることができる。また、被試験半導体デバイスの数に合わせて熱源を設けたプッシャに比較すると、熱源のための消費電力を低減できる。【００１０】
また、本発明の第２の形態として、本体部と、本体部に対して揺動できるように本体部に支持されたデバイス押圧部とを備え、デバイス押圧部が、被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して、被押圧面の傾斜に従って揺動することにより被押圧面に密着して、押圧面を均一に押圧して被試験半導体デバイスを半導体試験装置の試験用ソケットに向かって押圧するプッシャが提供される。これにより、被試験半導体デバイスまたはプッシャの傾き等に起因するプッシャおよび被試験半導体デバイスの接触面積の減少が防止され、熱源と被試験半導体デバイスとを高い効率で熱的に結合させることができる。従って、エネルギー効率が高くなるだけではなく、精密で迅速な温度制御ができる。【００１１】
また、本発明の第３の形態として、熱源に熱的に結合された本体部と、本体部に対して物理的且つ熱的に結合され、各々が被試験半導体デバイスの被押圧面を押圧する複数のデバイス押圧部とを備え、デバイス押圧部の各々が、被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して被試験半導体デバイスを半導体試験装置の試験用ソケットに向かって押圧し、且つ、熱源からの熱を被試験半導体デバイスに伝えるプッシャが提供される。これにより、被試験半導体デバイスまたはプッシャの傾き等に起因するプッシャおよび被試験半導体デバイスの接触面積の減少が防止され、熱源と被試験半導体デバイスとを高い効率で熱的に結合させることができる。【００１２】
更に、本発明の第４の形態として、熱源に熱的に結合された本体部と、本体部に対して物理的且つ熱的に結合され、且つ、本体部に対して揺動できるように本体部に支持され、被試験半導体デバイスの被押圧面を押圧するデバイス押圧部とを備え、デバイス押圧部が、被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して、被押圧面の傾斜に従って揺動することにより被押圧面に密着して、押圧面を均一に押圧し且つ被試験半導体デバイスを半導体試験装置の試験用ソケットに向かって押圧し、且つ、熱源からの熱を被試験半導体デバイスに伝えるプッシャが提供される。これにより、被試験半導体デバイスまたはプッシャの傾き等に起因するプッシャおよび被試験半導体デバイスの接触面積の減少が防止され、熱源と被試験半導体デバイスとを高い効率で熱的に結合させることができる。従って、エネルギー効率が高くなるだけではなく、精密で迅速な温度制御ができる。【００１３】
また、ひとつの実施の形態として、上記プッシャにおいて、デバイス押圧部が球面状の端部を有し、本体部が端部と相補的な形状の座部を有し、端部および座部が嵌合することにより両者が結合されている。これにより、被試験半導体デバイスの傾きに従ってデバイス押圧部が傾いた場合でも、プッシャの本体部とデバイス押圧部との熱的な結合効率は略変化しない。【００１４】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、本体部およびデバイス押圧部の間に、熱伝導率の高い流動体が介在する。デバイス押圧部が円滑に揺動して被試験半導体デバイスによく密着する。また、プッシャの本体部およびデバイス押圧部の間の微細な間隙が熱伝導率の高い流動体により埋められるので、両者の間の熱的な結合効率も改善される。【００１５】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、デバイス押圧部が、その押圧方向について本体部に対して変位できるように本体部から弾性支持されている。これにより、被試験半導体デバイスの高さ（厚さ）の変動、被試験半導体デバイスの傾き等によるプッシャおよび被試験半導体デバイスの接触面積の減少が防止され、熱源と被試験半導体デバイスとを高い効率で熱的に結合させることができる。従って、エネルギー効率が高くなるだけではなく、精密で迅速な温度制御ができる。【００１６】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、本体部およびデバイス押圧部の間の間隙が、熱伝導率の高い流動体で充填されている。これにより、プッシャの本体部とデバイス押圧部との間の熱的な結合が改善され、熱源から被試験半導体デバイスに至る効率の高い熱伝導路が形成される。【００１７】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、デバイス押圧部が、弾性シートを介して本体部に支持されている。これにより、プッシャの本体部およびデバイス押圧部の間の熱的な結合が良好に保たれると共に、弾性シートによりデバイス押圧部の変位が許容されるので、被試験半導体デバイスの表面状態に従ってデバイス押圧部が密着する。従って、プッシャおよびデバイス押圧部の間に良好な熱的結合が形成される。【００１８】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、本体部が、押圧方向に積層されて積層体をなす複数の弾性変形できる薄板材と、薄板材が相互に密着するように締結する締結部材とを含む。これにより、プッシャの本体部自体が弾性変形するので、被試験半導体デバイス表面の状態に応じてデバイス押圧部が変位すると同時に被試験半導体デバイスに向かって付勢され、プッシャおよび被試験半導体デバイスとの間は、高い効率で熱的に結合される。また、プッシャ本体部は変形こそするが全体が一体の部材なので、本体部における熱伝導率が低下することもない。【００１９】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、デバイス押圧部が、一端が本体部に熱的に結合され、他端が被試験半導体デバイスに当接する当接面をなし、熱源からの熱を被試験半導体デバイスに伝播させる熱伝導部と、一端において本体部から被試験半導体デバイスに向かって付勢され、他端において被試験半導体デバイスの熱伝導部が押圧していない領域を試験用ソケットに向かって押圧する基板押圧部とを含む。これにより、熱伝導機能および押圧機能のそれぞれに最適化した設計ができるので、高い熱伝導性と、正確な押圧とを両立させることができる。【００２０】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、デバイス押圧部がその表面に熱伝導率の高いシート状の弾性部材を備え、該弾性部材を介して被試験半導体デバイスを押圧する。これにより、プッシャのデバイス押圧部と被試験半導体デバイスの表面との間の僅かな間隙までもが弾性シートによって埋められるので、プッシャと被試験半導体デバイスとの間に効率の高い熱伝が形成される。【００２１】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、熱源からデバイス押圧部を介して被試験半導体デバイスに伝導される熱の経路上に配置され、自身の配置された場所の温度を測定する温度センサを備える。これにより、熱源からの熱が所期の通りにプッシャに伝導されているかどうかを監視しながら半導体試験を実施できる。また、熱の経路上に複数の温度センサを配置することにより、何らかの原因で熱伝導が遮断された場合に、遮断箇所を容易に特定できる。【００２２】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、デバイス押圧部が着脱できる。これにより、被試験半導体デバイスに直接に当接するデバイス押圧部を交換できるので、プッシャの磨耗等に容易に対処できると共に、仕様の異なる被試験半導体デバイスに対して試験を行う場合もプッシャの交換だけで対応できる。【００２３】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、一端を熱源に熱的に結合され、他端を本体部に熱的に結合された熱的結合部を備え、熱的結合部に対して本体部およびデバイス押圧部が着脱でき、仕様の異なる他の本体部およびデバイス押圧部を装着できる。これにより、被試験半導体デバイスの仕様および試験内容に応じて適切なプッシャを装着して試験を行うことができる。【００２４】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、本体部からの押圧力によりデバイス押圧部が試験用ソケット方向へ変位するときの変位量を規制する規制部材を更に備える。これにより、押圧すべき被試験半導体デバイスが存在していなかったときに、プッシャが過剰に変位することを防止できる。【００２５】
また、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、ひとつの本体部に対して、複数のデバイス押圧部が装着されている。これにより、ひとつの熱源に接続された単一のプッシャで複数の被試験半導体デバイスを試験することができ、半導体試験工程の処理速度を向上させることができる。また、被試験半導体デバイスの数に合わせて熱源を設けたプッシャに比較すると、熱源のための消費電力を低減できる。また、上記のさまざまな形態は、デバイス押圧部の押圧面と被試験半導体デバイス表面の被押圧面との間のさまざまな不整合に起因する間隙の発生を解消できる。解消される不整合には、複数の被試験半導体デバイスをひとつのプッシャで押圧することによる接触状態のばらつきも含まれ、同時に押圧する複数の被試験半導体デバイスに対して、良好かつ均一な条件で試験を実施できる。【００２６】
更に、他の実施の形態として、上記プッシャにおいて、デハイス押圧部のそれぞれが、本体部からの押圧力によりデバイス押圧部が試験用ソケット方向へ変位するときの変位量を規制する規制部材を備える。これにより、複数の被試験半導体デバイスを同時に押圧する仕様のプッシャにおいて一部の被試験半導体デバイスが存在していなかった場合に、存在している被試験半導体デバイスに過剰な押圧力が印加されたり、プッシャが傾いたりすることを防止できる。【００２７】
また、本発明の第５の形態として、半導体試験装置において被試験半導体デバイスを保持して試験用ソケットに向かって押圧するプッシャユニットであって、熱源と、熱源に熱的に結合された本体部、及び、本体部に対して物理的且つ熱的に結合された複数のデバイス押圧部を有するプッシャであって、デバイス押圧部の各々が被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して、それぞれが被試験半導体デバイスを試験用ソケットに向かって押圧し且つそれぞれが熱源からの熱を被試験半導体デバイスに伝えるプッシャと、被試験半導体デバイスをそれぞれが保持する複数の保持部とを備えるプッシャユニットが提供される。これにより、ひとつの熱源に接続された単一のプッシャで複数の被試験半導体デバイスを試験することができ、熱源のための消費電力が低いプッシャユニットが提供される。【００２８】
また、本発明の第６の形態として、半導体試験装置において被試験半導体デバイスを保持して試験用ソケットに向かって押圧するプッシャユニットであって、熱源と、熱源に熱的に結合された本体部、及び、本体部に対して揺動できるように本体部に支持され且つ本体部に対して熱的に結合されたデバイス押圧部とを有するプッシャであって、被試験半導体デバイスの表面の傾斜に従って揺動することにより被試験半導体デバイスの表面に密着して、被試験半導体デバイスを試験用ソケットに向かって押圧すると共に熱源からの熱を被試験半導体デバイスに伝えるプッシャと、被試験半導体デバイスを保持する保持部とを備えるプッシャユニットが提供される。これにより、被試験半導体デバイスの傾き等によるプッシャおよび被試験半導体デバイスの接触面積の減少が防止され、熱源と被試験半導体デバイスとを高い効率で熱的に結合させることができる。従って、エネルギー効率が高くなるだけではなく、精密で迅速な温度制御ができるプッシャユニットが提供される。【００２９】
また、本発明の第７の形態として、半導体試験装置において被試験半導体デバイスを試験用ソケットに向かって押圧するプッシャユニットであって、熱源と、熱源に熱的に結合された本体部、本体部に対して被試験半導体デバイスに対する押圧方向に変位可能に本体部から弾性支持され且つ本体部に熱的に結合されたデバイス押圧部を有するプッシャであって、被試験半導体デバイスの表面に密着して被試験半導体デバイスを試験用ソケットに向かって押圧すると共に熱源からの熱を被試験半導体デバイスに伝えるプッシャと、被試験半導体デバイスを保持する保持部とを備えるプッシャユニットが提供される。これにより、被試験半導体デバイスの高さ（厚さ）の変動によるプッシャおよび被試験半導体デバイスの接触面積の減少が防止され、熱源と被試験半導体デバイスとを高い効率で熱的に結合させることができる。従って、エネルギー効率が高くなるだけではなく、精密で迅速な温度制御ができるプッシャユニットが提供される。【００３０】
また、本発明の第８の形態として、熱源、熱源に熱的に結合された本体部と、本体部に対して物理的且つ熱的に結合された複数のデバイス押圧部とを有するプッシャであって、複数のデバイス押圧部は被試験半導体デバイスの被押圧面に当接して被試験半導体デバイスを試験用ソケットに向かって押圧し且つそれぞれが熱源からの熱を被試験半導体デバイスに伝えるプッシャ、及び、被試験半導体デバイスをそれぞれが保持する複数の保持部を含むプッシャユニットと、プッシャユニットによって試験用ソケットに装着された被試験半導体デバイスに対する試験を実行するテスト部とを備える半導体試験装置が提供される。これにより、ひとつの熱源に接続された単一のプッシャで複数の被試験半導体デバイスを試験することができ、半導体試験工程の処理速度を向上させることができる。【００３１】
また、本発明の第９の形態として、熱源、熱源に熱的に結合された本体部と、本体部に対して揺動できるように本体部に支持され且つ本体部に対して熱的に結合されたデバイス押圧部とを有するプッシャであって、被試験半導体デバイスの表面の傾斜に従って揺動することにより被試験半導体デバイスの表面に密着して被試験半導体デバイスを試験用ソケットに向かって押圧すると共に熱源からの熱を被試験半導体デバイスに伝えるプッシャ、及び、被試験半導体デバイスを保持する保持部とを備えるプッシャユニットと、プッシャユニットによって試験用ソケットに装着された被試験半導体デバイスに対する試験を実行するテスト部とを備える半導体試験装置が提供される。これにより、被試験半導体デバイスの傾き等によるプッシャおよび被試験半導体デバイスの接触面積の減少が防止され、エネルギー効率が高くなるだけではなく、精密で迅速な温度制御の下に半導体試験を実施できる。【００３２】
また、本発明の第１０の形態として、熱源、熱源に熱的に結合された本体部と、本体部に対して被試験半導体デバイスに対する押圧方向に変位可能に本体部から弾性支持され且つ本体部に熱的に結合されたデバイス押圧部とを有するプッシャであって、本体部からの押圧力により試験用ソケットに向かって変位しつつ被試験半導体デバイスの表面に密着して被試験半導体デバイスを押圧すると共に熱源からの熱を被試験半導体デバイスに伝えるプッシャ、及び、被試験半導体デバイスを保持する保持部とを有するプッシャユニットと、プッシャユニットによって試験用ソケットに装着された被試験半導体デバイスに対する試験を実行するテスト部とを備える半導体試験装置が提供される。これにより、被試験半導体デバイスの高さ（厚さ）の変動によるプッシャおよび被試験半導体デバイスの接触面積の減少が防止される。従って、エネルギー効率が高くなるだけではなく、精密で迅速な温度制御の下に半導体試験を実施できる。【００３３】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。
【発明の効果】
【００３４】
上記のようなプッシャ、プッシャユニットおよびそれを備えた半導体試験装置は、ひとつのプッシャまたはプッシャユニットで複数の被試験半導体デバイスを取り扱うことができ、且つ、試験を実行するときにひとつの熱源から複数の被試験半導体デバイスに対して熱を伝えることができる。従って、被試験半導体デバイスに熱負荷を印加する半導体試験においても加熱のために消費されるエネルギーが小さい。また、一時に取り扱う被試験半導体デバイスの数に対して実装する熱源の数を少なくすることができるので、装置の寸法が拡大することもない。これにより、半導体試験を含む半導体デバイスの生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】プッシャユニット１０の実施形態を示す断面図。
【図２】プッシャユニット１０を備えた半導体試験装置２０の構造を模式的に示す図。
【図３】他の実施形態に係るプッシャユニット３０を示す断面図。
【図４】他の実施形態に係るプッシャユニット４０を示す断面図。
【図５】他の実施形態に係るプッシャユニット５０を示す断面図。
【図６】他の実施形態に係るプッシャユニット６０を示す断面図。
【図７】他の実施形態に係るプッシャユニット７０を示す断面図。
【図８】他の実施形態に係るプッシャユニット８０を示す断面図。
【図９】他の実施形態に係るプッシャユニット９０を示す断面図。
【図１０】他の実施形態に係るプッシャユニット１５を示す断面図。
【図１１】図１０に示したプッシャユニット１５からチェンジキット６１０を分離させた状態を示す断面図。
【図１２】図１０に示した常設部６２０に対して他のチェンジキット６３０を装着して形成されたプッシャユニット１６を示す断面図。
【図１３】図１０に示したプッシャユニット１６からチェンジキット６３０を分離させた状態を示す断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。ただし、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。【００３７】
図１は、プッシャユニット１０の構造を示す縦断面図である。同図に示すように、プッシャユニット１０は、ユニットケース１００に組み付けられ、一対のデバイス押圧部２２０を備えたプッシャ２００を備えている。【００３８】
ユニットケース１００は、図示されていない押圧力発生手段からの押圧力Ｐを受けるケース上部１１０と、保持部１３０を装着されたケース下部１２０とを含む。これらケース上部１１０とケース下部１２０は一体に結合されている。【００３９】
ケース下部１２０には、保持部１３０が装着される。保持部１３０の内部は、図示されていない負圧源に接続されており、これにより、保持部１３０は、後述する被試験半導体デバイス３００の平坦な基板３２０を吸着して保持する。なお、図１に示す保持部１３０の位置、個数、配置は一例であって、被試験半導体デバイス３００の形状によって変わる。従って、例えば、保持部１３０がデバイス押圧部２２０に設けられる場合も有る。【００４０】
また、ケース上部１１０とケース下部１２０との間にはプッシャ２００の本体部２１０が収容されている。ケース上部１１０と本体部２１０との間には押圧バネ１４０が配されており、ケース上部１１０に印加された押圧力Ｐ１とこの押圧バネ１４０の押圧力Ｐ２との合力Ｐを本体部２１０に伝達する。従って、ユニットケース１００とおよびプッシャ２００は、一体に降下または上昇する。なお、本実施形態において、ケース上部１１０の中央付近には貫通穴が形成されており、本体部２１０がユニットケース１００に対して上昇した場合に、本体部２１０の上面が逃げられるようになっている。【００４１】
本体部２１０は、その上面に熱的結合部２０１を備えていて、外部の熱源４００に接続されている。外部の熱源４００は、室温よりも低温または高温である所望の試験温度条件に被試験半導体デバイス３００を維持する加熱源または冷却源である。熱的結合部２０１の具体的な構造の第１の例としては、熱源４００により加熱または冷却された流体が流通する媒体管を接続されて自身が昇温または降温する部材を挙げることができる。また、第２の例として、外部の加熱源または冷却源に加えて熱的結合部２０１にペルチェ素子とそのための電流量／電流方向を所望に制御する制御装置を備える装置構成を挙げることができる。このような熱的結合部２０１は、プッシャ２００の本体部２１０を介して被試験半導体デバイス３００との間で熱を伝達する。なお、高温試験にだけ対応すればよい場合は、冷却源を省略しても良い。また、熱的結合部２０１に加熱用のヒータを更に設ける場合もある。さらに、熱的結合部２０１にペルチェ素子を追加配置することにより熱応答を俊敏にして、より安定した温度制御を行うこともできる。【００４２】
熱的結合部２０１は、本体部２１０の中央に配置されているので、熱は本体部２１０の両端に均等に伝えられる。なお、ここでは説明の便宜上「熱」と記載しているが、熱源４００の温度が熱的結合部２０１の温度よりも低い場合は、熱的結合部２０１は冷却され、本体部２１０も冷却される。【００４３】
本体部２１０の下面の水平方向の両端近傍は、互いに離隔して装着された一対のデバイス押圧部２２０が配置される。デバイス押圧部２２０の各々は、ケース下部１２０の下方まで延在して、下面に平坦な押圧面を有する。なお、前記した保持部１３０は、この押圧面の周囲を包囲するように形成されている。【００４４】
一方、デバイス押圧部２２０の上端は球面状の球面端２２２を形成している。球面端２２２は、本体部２１０の下面に形成された同じ曲率の球面をなす座部２１２の内面に当接している。従って、球面端２２２が座部２１２の内面に沿って変位することにより、デバイス押圧部２２０は円滑に揺動できる。従って、デバイス押圧部２２０の下面とダイ３１０との当接面に傾斜が存在する場合でも、プッシャユニット１０の押圧に伴ってデバイス押圧部２２０が円滑に揺動するので、デバイス押圧部２２０の当接面が被試験半導体デバイスに均一に当接する。【００４５】
また、本体部２１０の座部２１２とデバイス押圧部２２０の球面端２２２は相補的な形状を有して相互に密着しているので、熱伝導特性の変動がほとんど無い。従って、上記のようなデバイス押圧部２２０の揺動があったとしても、本体部２１０およびデバイス押圧部２２０の間の熱伝導特性は変化しない。なお、座部２１２の周囲に止め具２２１が装着され、デバイス押圧部２２０の落下を防止している。【００４６】
なお、本体部２１０およびデバイス押圧部２２０を含むプッシャ２００は、熱伝導率に優れた材料で形成することが好ましい。具体的には、銅または銅を主体とする合金、アルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金、アルミナ、窒化アルミニウム等のセラミックスを例示できるが、これらに限定されるものではない。また、プッシャ２００としての耐磨耗性、球面端２２２および座部２１２の間における摺動に対する潤滑性等を向上させる目的で、上記金属材料の表面をセラミックス等の硬質材料によって被覆し、あるいは硬質金属等によりメッキ処理することも好ましい。【００４７】
また、座部２１２および球面端２２２の間の潤滑性を向上させると共にその微細な間隙を埋めて熱的な結合を向上させる目的で、熱伝導性の高い潤滑剤を両者の間に配することが好ましい。なお、熱電導性の高い潤滑剤としては、シリコンオイルを基材としてアルミナ、酸化チタン等のセラミックスを分散させたものが供給されている。【００４８】
また、本体部２１０とデバイス押圧部２２０は、直接または上記潤滑剤を介して相互に密着する。これにより、熱的結合部２０１、本体部２１０およびデバイス押圧部２２０は、熱的に結合される。なお、球面端２２２と座部２１２とが、常時軽く当接するように、バネ部材（図示なし）でデバイス押圧部２２０を上方へ押圧支持することが望ましい。【００４９】
図１はまた、後述する半導体試験装置２０における試験領域も模式的に示している。同図に示す状態では、プッシャユニット１０は一対の試験用ソケット５００の上方に位置している。試験用ソケット５００は、それぞれ、複数のコンタクトピン５１０をフレーム５２０で一体にして形成されている。また、この試験用ソケット５００を用いて試験される被試験半導体デバイス３００の一例は、ダイ３１０を実装された基板３２０を含み、基板３２０の下面に電気的接続を得るためのデバイス端子（図示なし）を備えている。【００５０】
被試験半導体デバイス３００の試験工程において、上記のように形成されたプッシャユニット１０は、まず、試験に供する被試験半導体デバイス３００が保持部１３０で吸着した状態で試験用ソケット５００がある試験領域まで搬送される。【００５１】
試験領域において、被試験半導体デバイス３００が試験用ソケット５００の上方まで搬送されると、プッシャユニット１０は降下しながら押圧開始する。これにより、被試験半導体デバイス３００のデバイス端子はコンタクトピン５１０に当接する。さらに、デバイス押圧部２２０の押圧面がダイ３１０を押圧することにより各デバイス端子はコンタクトピン５１０に強く押し付けられる。このとき、デバイス押圧部２２０は円滑に揺動しながら平面で当接した後、更に押圧が進む。【００５２】
この結果、被試験半導体デバイス３００のダイ３１０の平面に対して均一な押圧力にできる。従って、被試験半導体デバイス３００に対する安定した接触熱抵抗が維持できる結果、安定した温度条件でデバイス試験ができる。また、ダイ３１０に対して部分的に過度な押圧ストレスが無くなる結果、デバイスの劣化や破損も解消できる。【００５３】
また、デバイス押圧部２２０の押圧面がダイ３１０に密着しているので、熱的結合部２０１および本体部２１０を介して熱源４００から伝達された熱は、デバイス押圧部２２０からダイ３１０にも効率良く伝達される。従って、単一の熱的結合部２０１の温度を適切に設定することにより、２個の被試験半導体デバイス３００の両者は、ほぼ同一温度条件を維持できる。【００５４】
この結果、２個の被試験半導体デバイス３００は、１系統の熱的結合部２０１と熱源４００への接続経路を、両者で共用できる利点が得られる。従って、個別に２系統の熱的結合部２０１と熱源４００への接続経路を備える場合よりも高密度に実装でき、小型で安価に実現できる。また、試験実施中における２個の被試験半導体デバイス３００の消費電力は近似した消費電力なので、１系統の熱的結合部２０１で実用的に温度管理できる。【００５５】
さらに、この実施形態に係るプッシャユニット１０は、一対のデバイス押圧部２２０を備えているので、２つの被試験半導体デバイス３００を同時に取り扱うことができる。これにより、半導体試験装置２０における試験工程において高密度に実装できる結果、同時測定個数を増加することもできる。【００５６】
なお、製造ばらつき等により、ダイ３１０の表面が水平では無く、微少に傾斜している場合がある。また、一対の被試験半導体デバイス３００の高さが相互に異なっていた場合、デバイス押圧部２３０がダイ３１０の一部にだけ当接するおそれがある。しかしながら、本実施形態において、デバイス押圧部２３０は、ダイ３１０を押圧するときにダイ３１０から受ける反力により揺動するので、その押圧面は傾斜したダイ３１０の被押圧面に追従し、密着できる。また、デバイス押圧部２２０が揺動する場合であっても、本体部２１０とデバイス押圧部２２０とは密着できる。従って、デバイス押圧部２３０とダイ３１０とが傾斜した状態であっても、各被試験半導体デバイス３００に対して良好な熱伝導が維持できる。【００５７】
図２は、上記図１で説明したプッシャユニット１０を備えた半導体試験装置２０の構造を模式的に示す図である。同図に示すように、半導体試験装置２０は、プッシャユニット１０を含むハンドラ６１０と、これに接続されたテスト部６２０とを備える。【００５８】
テスト部６２０は、試験用ソケット５００に接触状態にある被試験半導体デバイス３００に対して電気的試験を実行するものであって、プッシャユニット１０及びハンドラ６１０との通信制御を行うハンドラ制御部６３０と、ハンドラ６１０内で試験用ソケット５００に装荷された被試験半導体デバイス３００の各々に対する試験を実行する試験実行部６４０とを備える。さらに、テスト部（テスター本体）６２０は、これらハンドラ制御部６３０および試験実行部６４０を含むテスト部６２０全体の動作を統括する装置制御部６５０を備える。【００５９】
ハンドラ６１０は、複数の被試験半導体デバイス３００をストッカ（図示なし）から順次搬送して試験用ソケット５００へ押圧載置して電気的試験を実行させる。ストッカには複数枚の搬送トレイ５５０が有り、各搬送トレイ５５０には多数の被試験半導体デバイス３００が搭載されている。搬送装置（図示なし）によって搬送トレイ５５０から被試験半導体デバイス３００が順次搬送されて、プッシャユニット１０に渡される。【００６０】
プッシャユニット１０により複数個の被試験半導体デバイス３００が搬送され、試験領域においてプッシャユニット１０により吸着保持された状態で降下して、２つの被試験半導体デバイス３００が試験用ソケット５００へ押圧接触する。これら動作は、ハンドラ内制御装置（図示なし）により、テスト部６２０側のハンドラ制御部６３０と通信しながら、連携した搬送制御される。なお、半導体試験装置２０の全体動作は、ハンドラ６１０側とテスト部６２０側とで試験開始情報、試験終了情報、試験結果の良否判定／分類情報、その他の通信情報を授受しながら、両者が連携して搬送制御とデバイス試験とが同期して実行される。【００６１】
試験領域において、被試験半導体デバイス３００が試験用ソケット５００の上方に到達すると、プッシャユニット１０が降下し、被試験半導体デバイス３００は試験用ソケット５００上に当接する。さらに、プッシャユニット１０が被試験半導体デバイス３００を試験用ソケット５００に向かって押圧することにより、被試験半導体デバイス３００のデバイス端子と試験用ソケット５００の対応するコンタクトピン５１０とが電気的に接触する。【００６２】
上記の接触状態で、試験実行部６４０は試験を実行して、試験の結果から個々の被試験半導体デバイス３００の良否判定情報、電気的な特性等の情報を得る。この情報に基づいて分類された分類情報がハンドラ制御部６３０を介してハンドラ内制御装置へ送信される。ハンドラ制御部６３０は、試験済みの被試験半導体デバイス３００を、プッシャユニット１０および他の搬送装置（図示なし）により搬送して、前記分類情報に基づいて対応するストッカへ収容する。【００６３】
この半導体試験装置２０は、図１に示すように、単一の本体部２１０に対して複数のデバイス押圧部２２０を備えたプッシャ２００を含むプッシャユニット１０を備えている。また、各プッシャ２００は、単一の熱源４００及び単一の熱的結合部２０１により２つの被試験半導体デバイス３００に均等の温度制御が維持できる。従って、単一の熱源とデバイス押圧部とを備えた半導体試験装置と比較した場合、高密度に実装でき、かつ小型で安価に実現できる。また、同一の試験領域であっても、より多数個の被試験半導体デバイスを同時測定することも可能となるので、試験コストの低減ができる。【００６４】
図３は、他の実施形態に係るプッシャユニット３０の構造を示す縦断面図である。なお、同図において、図１と共通の構成要素には共通の参照符号を付して重複する説明を省いている。【００６５】
同図に示すように、この実施形態では、図１に示した試験領域の構造に対して、一対の試験用ソケット５００のさらに外側に一対の規制部材５３０が付加されている。規制部材５３０は、プッシャ２００の本体部２１０に固定されたバンパ５３２と、試験用ソケット５００側に固定されたバンパ５３４とを含み、プッシャユニット３０の昇降方向についてひとつの直線上に配置されている。従って、プッシャユニット３０が一定の範囲を越えて降下すると、バンパ５３２、５３４が相互に当接して、それ以上の降下を規制する。【００６６】
規制部材５３０が降下を規制する高さは、デバイス押圧部２２０による被試験半導体デバイス３００の押圧を妨げないことが好ましい。よって、被試験半導体デバイス３００が試験用ソケット５００に正常に装荷されたときのデバイス押圧部２２０の高さまではバンパ５３２、５３４が当接しないようにバンパ５３２、５３４の高さが設定されている。【００６７】
上記のバンパ５３２、５３４は、各押圧部材２２０のひとつひとつに設けられている。これにより、一方の保持部１３０で被試験半導体デバイス３００が空の場合であっても、他方の保持部１３０に保持されている被試験半導体デバイス３００の押圧条件は一定に維持できる結果、過大な押圧力が印加されることが防止される。また、空いている側のデバイス押圧部２２０が限度を超えて降下することに伴う試験用ソケット５００の損傷が回避でき、また他方の保持部１３０が著しく傾斜することを防止できる。【００６８】
図４は、他の実施形態に係るプッシャユニット４０の構造を示す縦断面図である。同図においても、他の図と共通の構成要素には共通の参照符号を付して重複する説明を省いている。また、このプッシャユニット４０は、デバイス押圧部２４０の形状とその装着構造が異なっている点を除けば、図１に示したプッシャユニット１０と共通の構造を有している。【００６９】
同図に示すように、このプッシャユニット４０において、各デバイス押圧部２３０は、上端の周縁にフランジ部２３４を有し、上端の中央に突起状の突起２３２を有する。突起２３２の頂部は、略球面状に形成されている。また、デバイス押圧部２３０上端の他の領域は、略平坦な端面を形成している。これに対して、本体部２１０の下面には、デバイス押圧部２３０のフランジ部２３４を収容できる径を有する収容室２１４が形成され、デバイス押圧部２３０の上部を収容している。また、収容室２１４天面の中央には、デバイス押圧部２３０の突起２３２が度当たる度当り部２１５が形成されている。【００７０】
さらに、収容室２１４の天面とデバイス押圧部２３０の上面との間には、熱伝導率の高い弾性シート２３６が挿入されている。これにより、デバイス押圧部２３０は、弾性シート２３６を介して本体部２１０から押圧される。また、この弾性シート２３６により、デバイス押圧部２３０と本体部２１０とが熱的にも結合されている。なお、収容室２１４下端の周囲には、フランジ部２３４の外径よりも小さな内径を有する止め具２３１が装着され、デバイス押圧部２３０の落下を防止している。【００７１】
なお、熱伝導率の高い弾性シート２３６は、熱伝導シートと呼ばれることがある。また、止め具２３１とフランジ部２３４との隙間は、デバイス押圧部２３０が弾性シート２３６を軽く押圧した状態となるようにして、熱伝導が常に維持されるようにすることが望ましい。【００７２】
以上のように構成されたプッシャユニット４０が被試験半導体デバイス３００を保持しつつ、試験用ソケット５００に向かって降下したとき、まず、被試験半導体デバイス３００の基板３２０下面が試験用ソケット５００のコンタクトピン５１０に当接する。この状態でさらにプッシャユニット４０が降下すると、デバイス押圧部２３０がその下面でダイ３１０をしだいに強く押圧する。【００７３】
このため、弾性シート２３６は圧縮され、突起２３２が度当り部２１５の内面に当接してストッパとして機能すると共に、当接後の位置が固定されるので、所望の高さ位置で被試験半導体デバイス３００を押圧維持できる。逆に、傾斜方向に対しては、弾性シート２３６により適度に傾斜揺動できる。この結果、デバイス押圧部２３０とダイ３１０とは密着接触できる。従って、安定した熱伝導が維持できる。こうして、被試験半導体デバイス３００のデバイス端子と試験用ソケット５００のコンタクトピン５１０との間に良好な電気的接続が確立される。【００７４】
また、製造ばらつき等によってダイ３１０自身の表面が傾いていた場合には、デバイス押圧部２３０がダイ３１０の一部にだけ当接するおそれがある。しかしながら、本実施形態においては、弾性シート２３６の伸縮によりデバイス押圧部２３０が本体部２１０に対して傾斜揺動できるので、デバイス押圧部２３０をダイ３１０の表面の傾きに追従させて、密着させることができる。従って、デバイス押圧部２３０と被試験半導体デバイス３００との接触面の全体で熱伝導できる。なお、この場合に弾性シート３０がデバイス押圧部２３０の押圧方向に押し込まれて縮むが、突起２３２が度当り部２１５に度当たるとそれ以上弾性シート３０が縮まずに、デバイス押圧部２３０がダイ３１０をさらに押圧する。【００７５】
図５は、他の実施形態に係るプッシャユニット５０の構造を示す縦断面図である。同図においても、他の図と共通の構成要素には共通の参照符号を付して重複する説明を省いている。また、このプッシャユニット５０も、そのデバイス押圧部２４０の形状とその装着構造に特徴がある。【００７６】
同図に示すように、このプッシャユニット５０において、各デバイス押圧部２４０の上端は、周縁にフランジ部２４２を形成された平坦な端面を有している。本体部２１０の下面には、デバイス押圧部２３０のフランジ部２４２を収容できる径を有する収容室２１６が形成され、デバイス押圧部２４０の上部を収容している。さらに、収容室２１６内には、熱伝導率の高い流体２４６が充填されており、本体部２１０とデバイス押圧部２４０との間の熱伝導性を良好に保っている。【００７７】
なお、収容室２１６下端の周囲には、フランジ部２４２の外径よりも小さな内径を有する止め具２４１が装着され、デバイス押圧部２４０の落下を防止している。また、流体２４６が外部へ流出しないように、デバイス押圧部２４０へＯリング等（図示なし）を取り付けてシールする。流体２４６としては、シリコーン液、シリコングリス、水銀等の熱伝導性の優れた流体が好適に使用できる。【００７８】
また、デバイス押圧部２４０の上端面と収容室２１６の天面との間には、押圧バネ２４４が挿入され、デバイス押圧部２２０を下方に向かって付勢している。これにより、デバイス押圧部２４０は、それぞれ、本体部２１０に対して弾性支持され、押圧方向に変位できるように装着されている。【００７９】
以上のように構成されたプッシャユニット５０が被試験半導体デバイス３００を保持しつつ、試験用ソケット５００に向かって降下したとき、まず、被試験半導体デバイス３００の基板３２０下面が試験用ソケット５００のコンタクトピン５１０に当接する。この状態でさらにプッシャユニット４０が降下すると、押圧バネ２４４に付勢されたデバイス押圧部２４０がその下面でダイ３１０をしだいに強く押圧する。このとき、流体２４６によって適度に傾斜揺動できる結果、デバイス押圧部２４０とダイ３１０とは密着接触できる。従って、安定した熱伝導が維持できる。【００８０】
また、何らかの理由でダイ３１０の厚さにばらつきがあった場合、または、基板からのダイ３１０の高さにばらつきがあった場合でも、押圧バネ２４４の弾性によりデバイス押圧部２２０が個別に変位して被試験半導体デバイス３００の表面に密着する。従って、デバイス押圧部２３０から被試験半導体デバイス３００に効率よく熱が伝達される。また、一方の被試験半導体デバイス３００に対して過剰なあるいは過小な押圧力が印加されることがない。【００８１】
図６は、他の実施形態に係るプッシャユニット６０の構造を示す縦断面図である。同図においても、他の図と共通の構成要素には共通の参照符号を付して重複する説明を省いている。また、このプッシャユニット６０も、デバイス押圧部２５０の形状とその構造に特徴がある。【００８２】
同図に示すように、このプッシャユニット６０において、デバイス押圧部２５０と本体部２１０とは一体に成型されている。よって、デバイス押圧部２５０と本体部２１０との間の熱伝導は良好である。一方、デバイス押圧部２５０の下端面には、熱伝導率の高い弾性を有する弾性シート２５２が貼付されている。従って、デバイス押圧部２５０は、弾性シート２５２を介して被試験半導体デバイス３００を押圧する。【００８３】
この弾性シート２５２により、ダイ３１０の傾きおよび厚さのばらつき等にかかわらず、デバイス押圧部２５０の押圧面とダイ３１０の表面とを密着させることができる。また、ダイ３１０表面に微細な起伏があった場合でも、弾性シート２５２の弾性により、デバイス押圧部２５０とダイ３１０とを密着させることができる。従って、プッシャ２００と被試験半導体デバイス３００との間の熱伝導を高めることができる。【００８４】
図７は、他の実施形態に係るプッシャユニット７０の構造を示す縦断面図である。同図において、図６のプッシャユニット６０と共通の構成要素には共通の参照符号を付して重複する説明を省いている。【００８５】
同図に示すように、このプッシャユニット７０では、プッシャ２００の本体部２１０は、各々が弾性変形できる熱伝導の良い複数の薄板材２１８、例えばグラファイトシートを積層して形成されている。また、薄板材２１８の両端近傍において、デバイス押圧部２６０から上方に延在する貫通部２６２と、貫通部２６２の先端に装着されたナット２６４を締結部材として、薄板材２１８は相互に締結されている。さらに、本体部２１０の中央部も、熱的結合部２０１から下方に延在する貫通部２６６と、その先端に装着されたナット２６８とにより、薄板材２１８が締結されている。【００８６】
ただし、いずれの締結箇所においても、薄板材２１８どうしは接着されておらず、相互に独立して変形する。一方、締結箇所において締めつけられた薄板材２１８は相互に強く接触しているので、熱を相互によく伝える。また、本体部２１０とケース上部１１０との間に２個の押圧バネ１４０がデバイス押圧部２２０に対応する位置に配設されている。従って、ユニットケース１００が下方に変位したとき、押圧バネ１４０を介してプッシャ２１０が押圧される。【００８７】
以上のように形成された本体部２１０は、被試験半導体デバイス３００を押圧するときに、ダイ３１０から受ける反力に応じて薄板材２１８が撓む。従って、ダイ３１０表面の傾き、変位等に従って変形してデバイス押圧部２６０の押圧面をダイ３１０に密着させ、両者の間の良好な熱伝導を維持する。【００８８】
なお、この実施形態では、本体部２１０自体が弾性を有するので、ユニットケース１００と本体部２１０との間の押圧バネは省略している。また、本体部２１０の中央に位置する熱的結合部２０１をユニットケース１００により直接に押圧する構造となっている。【００８９】
図８は、他の実施形態に係るプッシャユニット８０の構造を示す縦断面図である。同図においても、他の図と共通の構成要素には共通の参照符号を付して重複する説明を省いている。なお、図８において左側はプッシャ２００の中央を鉛直方向に切断した部分断面図であり、右側は正面から見た部分正面図である。図８に示す実施形態において、デバイス押圧部は、被試験半導体デバイス３００のダイ３１０に熱を伝達するための熱伝導部２８０と、被試験半導体デバイス３００を試験用ソケット５００に向かって押圧する基板押圧部２７０とを個別に備えている。【００９０】
この実施形態では、熱伝導部２８０は、本体部２１０と一体に形成される。従って、本体部２１０と熱伝導部２８０との間の熱伝導性は良好である。一方、基板押圧部２７０は、熱伝導部２８０の回りを囲む断面四角のドーナツ形状の本体とこの本体から延伸する脚部２７２を有する。また、基板押圧部２７０の上端とケース上部１１０との間には、弱い弾性の押圧バネ２７４が挿入される。なお、基板押圧部２７０の下端は、ケース下部１２０に支持される。【００９１】
以上のように形成されたプッシャユニット８０が被試験半導体デバイス３００を保持しつつ試験用ソケット５００に向かって降下する。このとき、熱伝導部２８０とダイ３１０との当接面は非接触の状態である。次に、被試験半導体デバイス３００の基板３２０下面のデバイス端子（図示なし）が試験用ソケット５００のコンタクトピン５１０に当接する。この状態でさらにプッシャユニット８０が降下すると、基板押圧部２７０の弱い弾性の押圧バネ２７４が縮んでくる結果、熱伝導部２８０とダイ３１０との当接面は接触状態になる。【００９２】
こうして、被試験半導体デバイス３００のデバイス端子と試験用ソケット５００のコンタクトピン５１０との間に良好な電気的接続が確立される。ここで、熱伝導部２８０とダイ３１０との当接面が傾斜している場合に、コンタクトピン５１０側の押圧ストロークが長いピン（例えばポゴピン）ものを使用することが望ましい。この場合には、被試験半導体デバイス３００側が揺動して、熱伝導部２８０とダイ３１０との当接面が密着接触できる。【００９３】
ここで、固定された熱伝導部２８０は本体部２１０に対して変位しないので、いわば優先的にダイ３１０に当接して専ら熱伝導に寄与する。これに対して弾性支持された基板押圧部２７０は、基板３２０の傾斜や高さ等にばらつきがあっても柔軟に変位できるので熱伝導部２８０とダイ３１０とは容易に密着接触できる。【００９４】
ここまでに説明した各プッシャユニット１０、３０、４０、５０、６０、７０、８０は、複数の被試験半導体デバイス３００を同時に押圧すべく複数のデバイス押圧部２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２８０または基板押圧部２７０を備えているにもかかわらず、どの押圧部においても被試験半導体デバイス３００に対して良好な熱的結合を得ている。これにより、半導体試験装置２０においてひとつのプッシャユニット１０、３０、４０、５０、６０、７０、８０で、複数個の被試験半導体デバイス３００を均一に加熱または冷却することができる。【００９５】
また、上記の実施形態のうちから複数の構造を組み合わせてプッシャユニットを形成することもできる。例えば、図１に示した構造と図５に示した構造を組み合わせることにより、被試験半導体デバイス３００の傾きに対しても厚さのばらつきに対しても対応できるプッシャユニットが実現される。また、図３に示した規制部材５３０は、いずれの実施形態に対しても有効に適用できる。【００９６】
なお、実施形態として示した一連のプッシャユニット１０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０のプッシャ２００において、デバイス押圧部２２０、２３０、２４０、２５０、２６０を揺動できる構造または弾性支持する構造は、被試験半導体デバイス３００に対して熱負荷を印加しあるいは被試験半導体デバイス３００を冷却する試験装置２０だけではなく、被試験半導体デバイス３００を単純に押さえつける熱伝導には関係しないプッシャユニットにおいても有利に作用する。【００９７】
即ち、デバイス押圧部２２０が、その押圧面全体で均一に被試験半導体デバイス３００に当接するので、被試験半導体デバイス３００に局部的に大きな圧力が印加され、あるいは、押圧部２２０の角で被試験半導体デバイスが傷つけられることがない。従って、単一被試験半導体デバイス３００を押圧するプッシャユニットと同じ試験品質で試験を実行でき、且つ、単一のプッシャ２００で複数の被試験半導体デバイス３００を押圧するプッシャユニットを実現できる。【００９８】
また、ここまでの実施形態は、それぞれが複数のデバイス押圧部２２０、２３０、２４０、２５０、２６０を備えていた。しかしながら、これらのデバイス押圧部２２０、２３０、２４０、２５０、２６０の構造は、単一のデバイス押圧部２２０を備えたプッシャユニット９０に対しても適用できる。【００９９】
図９は、単一の被試験半導体デバイス３００を押圧するプッシャユニット９０の例を示す断面図である。同図に示すように、このプッシャユニット９０は、図１に示したプッシャユニット１０と同じ構造で装着されたデバイス押圧部２２０をひとつ備えている。【０１００】
この実施形態でも、図１に示した実施形態と同様に、デバイス押圧部２２０は、その球面端２２２をやはり球面状の座部２１２に支持されている。従って、デバイス押圧部２２０は、被試験半導体デバイス３００の傾きに従って揺動してその表面に密着する。これにより、本体部２１０およびデバイス押圧部２２０の間の熱伝導も、デバイス押圧部２２０およびダイ３１０の間の熱伝導も、いずれもが良好に保たれる。従って、被試験半導体デバイス３００の製造ばらつきで、特に傾きのばらつきが大きなデバイスに対して有効である。【０１０１】
更に、実施形態として示した一連のプッシャユニット１０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０は、半導体試験装置２０に組み込んで供給する他、チェンジキットとしてプッシャユニット１０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０を単体で供給して、既存の半導体試験装置２０に実装させることもできる。また更に、プッシャ２００を単独で供給して、既存のプッシャユニットに組み込むこともできる。【０１０２】
図１０は、プッシャ２００を含むチェンジキット６１０を容易に交換できるプッシャユニット１５のひとつの実施形態の構造を模式的に示す断面図である。なお、同図において、他の図と共通の構成要素には同じ参照符号を付して重複する説明を省いている。【０１０３】
同図に示すように、このプッシャユニット１５は、熱的結合部２０１を含む常設部６２０と、プッシャ２００を含み常設部６２０に対して着脱できるチェンジキット部６１０とを備えている。常設部６２０とチェンジキット部６１０は、その各側面に装着されたラッチ６２２、６１２により相互に結合されている。ただし、このラッチ６２２、６１２は開放することができ、その場合はチェンジキット部６１０を取り外すことができる。【０１０４】
上記プッシャ１５において、常設部６２０は、ロワーケース６２１およびアッパーケース６２３を積層して形成されたケース部と、フランジ部２０３を一体に有する熱的結合部２０１とを備えている。フランジ部２０３は、弾性部材６２４により上方から下方に向かって圧力Ｐ０で付勢されており、後述するプッシャ２００を上方から圧下している。ただし、何らかの理由でプッシャ２００が変位した場合は、熱的結合部２０１はそれに追従して上昇することも傾動することもできる。【０１０５】
また、常設部６２０には、アッパーケース６２３およびロワーケース６２１を上下に貫通する連通管１３５と、連通管１３５の下端に結合されてロワーケース６２１の下面に開口するコネクタ１３９も備えている。連通管１３５の上端は、図示されていない減圧源に結合されている。【０１０６】
一方、チェンジキット部６１０は、やはりロワーケース１１２およびアッパーケースにより形成されたユニットケース１００と、押圧バネ１４０によりユニットケース１００に対して下方に向かって付勢されたプッシャ２００とを備えている。また、ユニットケース１００の下面には、複数の保持部１３０も装着されている。【０１０７】
ここで、保持部１３０の内部１３２は、ロワーケース１１２およびケース上部１１０にそれぞれ形成された連通管１３４、１３６を介して、ケース上部１１０の上面に開口したコネクタ１３８に連通している。また、コネクタ１３８は常設部６２０の下面に装着されたコネクタ１３５に結合されている。従って、常設部６２０とチェンジキット部６１０とが結合された状態では、保持部１３０の内部１３２は、減圧源に結合されている。なお、常設部６２０のロワーケース６２１内部では、連通管１３５は複数の分岐部１３７に結合されており、複数の保持部１３０のそれぞれを減圧源に結合されている。また、各保持部１３０の外側には、側壁部材１１４が装着されており、保持した被試験半導体デバイス３００を位置決めする。【０１０８】
上記のように形成されたプッシャユニット１５は、保持部１３０に結合された減圧源を駆動することにより、被試験半導体デバイス３００を保持部１３０に保持できる。また、試験用ソケット５００上に被試験半導体デバイス３００を降下させ、さらに、常設部６２０を上方から圧力Ｐ１で圧下して押圧バネ１４０に発生した力Ｐ２により、プッシャ２００が押圧される。こうして、最終的に、デバイス押圧部２２０を介して被試験半導体デバイス３００が試験用ソケット５００のコンタクトピン５１０に向かって押圧できる。【０１０９】
また、上記の動作において、被試験半導体デバイス３００に当接するプッシャ２００には、熱的結合部２０１が上方から当接し、付勢部材６２４により押圧されている。また、熱的結合部２０１は弾性支持されているので、プッシャ２００の変位および傾きに追従できる。従って、熱的結合部２０１の下面は、その全体でプッシャ２００に密着するので、プッシャ２００は熱源４００に効率よく結合される。【０１１０】
さらに、何らかの理由で一対の被試験半導体デバイス３００上面の高さが異なっていた場合でも、プッシャ２００はユニットケース１００に対して変位できるので、双方の被試験半導体デバイス３００を均等に押圧できる。また、個々の被試験半導体デバイス３００が何らかの理由で傾斜していた場合でも、コンタクトピンは自身の弾性により伸縮するので、その範囲で対応できる。従って、プッシャ２００のデバイス押圧部２２０の下面は、被試験半導体デバイス３００に全面で密着する。従って、熱源４００と被試験半導体デバイス３００との熱的な結合も緊密になる。【０１１１】
なお、上記のプッシャユニット１５において、プッシャ２００のデバイス押圧部２２０に、既に説明した他の実施形態に係るプッシャユニット１０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０のデバイス押圧部２２０の構造を適用できることはいうまでもない。これにより、デバイス押圧部２２０と被試験半導体デバイス３００との熱的な結合を良好にできることは、既に述べた通りである。【０１１２】
また、ひとつの実施形態として、プッシャユニット１５に温度センサを装着することができる。即ち、図１０に示す通り、熱的結合部２０１およびプッシャ２００の結合部付近に温度センサ７１０、７２０を設けることにより、半導体試験中の温度を精密に管理できる。ここで、温度センサ７１０、７２０は、熱的結合部２０１側に設けても、プッシャ２００側に設けても、あるいは、その両方に設けてもよい。【０１１３】
温度センサ７２０を熱的結合部２０１側に設けた場合は、熱源４００の発生する温度と熱的結合部２０１の温度変化とを比較することにより、両者の結合を監視できる。また、温度センサ７１０をプッシャ２００側に設けた場合は、プッシャ２００に実際に伝達された熱量を監視できる。さらに、温度センサ７２０、７１０を熱的結合部２０１およびプッシャ２００の両方に設けた場合は、それぞれの温度だけではなく、熱的結合部２０１およびプッシャ２００の熱的な結合状態そのものを監視できる。【０１１４】
なお、これは一例に過ぎず、より多くの場所に温度センサを配置することができる。また、図中に示すように、チェンジキット部６１０側に装着された温度センサ７１０は、コネクタ７１２、７１４を介して半導体試験装置１０に結合されている。従って、後述するようにチェンジキット部６１０を交換した場合でも、必要に応じて温度センサ７１０を半導体試験装置に接続することかできる。【０１１５】
図１１は、図１０に示したプッシャユニット１５のラッチ６１２、６２２を開放して、チェンジキット部６１０を外した状態を示す図である。同図に示すように、チェンジキット部６１０は、常設部６２０から分離することができる。従って、ラッチ６１２およびコネクタ１３８の位置さえ同じならば、他のチェンジキット部６１０を装着することができる。【０１１６】
図１２は、そのような例を示す図である。即ち、図１２に示すプッシャユニット１６は、図１０および図１１に示したプッシャユニット１５と共通の常設部６２０に対して、プッシャユニット１５とは異なるチェンジキット部６３０を装着して形成されている。【０１１７】
ここで装着されているチェンジキット部６３０では、プッシャ２００は、押圧バネ１４０を介することなく、ケース上部１１０から直接に押圧される。また、独立した保持部１３０は備えておらず、デバイス押圧部２２２が被試験半導体デバイス３００を直接に保持するように形成されている。【０１１８】
即ち、デバイス押圧部２２２は、その内部を上下に貫通する貫通穴１３３を備えている。この貫通穴１３３は、ケース上部１１０に形成された連通穴１３６に連通し、さらに、コネクタ１３８を介して常設部６２０のコネクタ１３９に連通している。従って、貫通穴１３３は、減圧源に結合されており、デバイス押圧部２２２の下面に被試験半導体デバイス３００を吸着して保持できる。【０１１９】
なお、ここで取り扱われる被試験半導体デバイス３００では、ダイ３１２と基板３２２との寸法が略同じである。従って、図１０および図１１に示したように保持部１３０が広い間隔で装着された構造では、この被試験半導体デバイス３００を保持できない。これに対して、図１２に示すプッシャユニット１６では、デバイス押圧部２２０自体に吸着機能があるので、基板３２２の寸法にかかわらず被試験半導体デバイス３００を保持できる。【０１２０】
また、デバイス押圧部２２２が被試験半導体デバイス３００を直接に吸着しているので、両者の間の熱伝導も良好である。従って、熱的結合部２０１の熱は、被試験半導体デバイス３００に効率よく伝達される。【０１２１】
図１３は、図１２に示したプッシャ１６の常設部６２０とチェンジキット部６３０とを分離した状態を示す。同図に示すように、常設部６２０は、図１０および図１１に示したプッシャユニット１５の常設部６２０そのものである。【０１２２】
これに対して、チェンジキット部６３０は、図１２を参照して説明した通り独特の構造を有しており、被試験半導体デバイス３００を直接に保持できるプッシャ２００を備えている。ただし、チェンジキット部６３０において、図１０および図１１に示したチェンジキット部６１０と同じ位置にコネクタ１３８が配置されている。従って、共通の常設部６２０に対してチェンジキット６１０または６３０を交換できる構造とすることにより、様々な仕様の被試験半導体デバイス３００の試験を容易に実施することができる。【０１２３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることができることは当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【図１】
2007010610.tif 000002
【図２】
2007010610.tif 000003
【図３】
2007010610.tif 000004
【図４】
2007010610.tif 000005
【図５】
2007010610.tif 000006
【図６】
2007010610.tif 000007
【図７】
2007010610.tif 000008
【図８】
2007010610.tif 000009
【図９】
2007010610.tif 000010
【図１０】
2007010610.tif 000011
【図１１】
2007010610.tif 000012
【図１２】
2007010610.tif 000013
【図１３】
2007010610.tif 000014
【国際調査報告】
2007010610.tif 000015
2007010610.tif 000016
2007010610.tif 000017
2007010610.tif 000018