(57)【要約】【課題】作製費用及び期間の抑制、小型化、及び半導体装置に対応した切り替えが可能な半導体検査冶具、これを備えた半導体検査装置及び半導体検査方法を提供する。【解決手段】半導体検査治具１は、変換基板１２とポゴピンインターポーザ１１と接続基板６とベース基板２とを有する。変換基板は、半導体装置２２を搭載可能なソケット１５を備える。ポゴピンインターポーザは、変換基板と電気的に接続するポゴピン１３が表面に設けられ、変換基板をこの表面上に載置できる。接続基板は、半導体装置へ信号を伝達する信号ランド７がポゴピンの設置位置に対応した表面に設けられ、ポゴピンインターポーザがこの表面上に載置される。ベース基板は、接続基板と電気的に接続し、接続基板が載置される。ベース基板、接続基板及びポゴピンインターポーザの各々は半導体装置の属性に関わらず共通であり、変換基板はポゴピンインターポーザから着脱可能である。【選択図】図２
2009052910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を搭載可能な搭載手段を備えた変換基板と、
前記変換基板と電気的に接続する電気的接続手段が表面に設けられており、前記変換基板を該表面上に載置することができる介在基板と、
前記半導体装置へ信号を伝達する信号伝達手段が前記電気的接続手段の設置位置に対応した表面に設けられており、前記介在基板が該表面上に載置された接続基板と、
前記接続基板と電気的に接続し、該接続基板が載置されたベース基板と、
を有し、
前記ベース基板、前記接続基板及び前記介在基板の各々は前記半導体装置の属性に関わらず共通であるとともに、前記変換基板は該介在基板から着脱可能である、
半導体検査治具。
【請求項２】
前記変換基板は、前記半導体装置の前記属性に対応して変更可能である、請求項１に記載の半導体検査治具。
【請求項３】
前記変換基板は、前記半導体装置の外形、種類及び外部端子数に対応して変更可能である、請求項１または２に記載の半導体検査治具。
【請求項４】
前記搭載手段には前記半導体装置が収容される開口した収容部が設けられており、
前記収容部は、前記半導体装置に近い側が該半導体装置に遠い側よりも開口面積が広いテーパ状である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体検査治具。
【請求項５】
前記搭載手段は、単一の部材で構成されており、前記半導体装置の外形及び外部端子数に対応して変更可能である、請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体検査治具。
【請求項６】
前記搭載手段は前記変換基板上に複数設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体検査治具。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体検査治具と、
前記半導体装置を検査する検査手段と、
を有する、半導体検査装置。
【請求項８】
変換基板、介在基板、接続基板及びベース基板を有している半導体検査治具において、該変換基板を該介在基板上に装着し、該変換基板上に半導体装置を搭載し、さらに該半導体検査治具を検査手段に装着するステップと、
前記検査手段により前記半導体装置の検査を行うステップと、
前記検査手段から前記半導体検査治具を取り外すステップと、
前記半導体装置を選別し、良品の該半導体装置を良品用トレイに不良品の該半導体装置を不良品用トレイにそれぞれ選別して収納するステップと、
を有し、
前記ベース基板、前記接続基板及び前記介在基板の各々は前記半導体装置の属性に関わらず共通であるとともに、前記変換基板は該介在基板から着脱可能である、
半導体検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を検査する半導体検査治具、これを備えた半導体検査装置及び半導体検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の電気的特性の評価は、半導体検査治具を介してテスタの端子と半導体装置の端子とを電気的に接続し、信号の入出力を行なうことで実施されていた。関連の半導体検査治具では、テスタの信号入出力端子は半導体装置の信号入出力端子と、テスタのＶＤＤ端子及びＧＮＤ端子は、それぞれ半導体装置のＶＤＤ端子及びＶＳＳ端子と接続されるように配線が設置されている。このような半導体検査治具では、半導体装置の端子レイアウトやパッケージサイズが異なった場合、端子レイアウトやパッケージサイズに合わせて配線を切替える必要がある。よって、半導体装置の品種が変わった時は半導体検査治具を変更する必要がある（特許文献１参照）。
【０００３】
一方、ＭＣＰ（Multi Chip Package）製品のような多様な端子レイアウトやパッケージサイズを持つ製品群の検査開発では、半導体装置の品種が変わった際に半導体検査治具を変更する必要がある。そのため、半導体検査治具を作製する費用が増大している。また、多様な製品の検査開発を行なうために必要な期間も、半導体検査治具の作製期間の影響を受けてしまう。
【０００４】
したがって、半導体検査治具を作製する費用及び期間を含む検査開発費用の低減及び検査開発ＴＡＴ（Turn Around Time）の短縮が求められていた。
【０００５】
作製期間及び作製費用を抑えることを目的とした半導体検査治具を有する半導体検査装置は、例えば特許文献２に開示されている（図８参照）。この半導体検査装置は、半導体デバイス４の検査を行うテスタ３と、半導体検査治具１と、半導体デバイス４の種類毎に固有である変換ボード２とを具備している。半導体検査治具１は、配線ライン３１と電源ライン３４とを備えている。配線ライン３１は、テスタ３の複数の信号端子の各々を半導体デバイス４の複数の信号端子の各々または電源端子に接続する。電源ライン３４は、テスタ３の電源端子を、変換ボード２を介して半導体デバイス４の所定の電源端子に接続した配線ライン３１に接続する。
【特許文献１】特開平１０−１２３２０８号公報
【特許文献２】特開２００６−２７５９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２で開示される半導体検査装置は、半導体装置の搭載エリアと異なるエリア（ここでは搭載エリアの周辺エリア）に新たに変換基板を搭載するように構成されている。そのため、半導体検査治具の小型化には限界があった。また、半導体検査治具の小型化の限界により、半導体検査装置は、同時に検査できる半導体装置の数を増やすことが難しい構成となっている。さらに、この半導体検査装置は、変換基板を半導体装置の搭載エリアの周囲に設ける構成となっている。そのため、外形、種類及び外部端子数が異なる半導体装置や、ＭＣＰやＳｉＰ（System in Package）等の１パッケージ内に複数の半導体チップが搭載された半導体装置に上記の半導体検査装置を適用することが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、作製費用及び作製期間の抑制、小型化、及び半導体装置に対応した切り替えが可能な半導体検査冶具、これを備えた半導体検査装置及び半導体検査方法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】
【０００８】
本発明の一態様の半導体検査治具は、半導体装置を搭載可能な搭載手段を備えた変換基板と、変換基板と電気的に接続する電気的接続手段が表面に設けられており、変換基板をこの表面上に載置することができる介在基板と、半導体装置へ信号を伝達する信号伝達手段が電気的接続手段の設置位置に対応した表面に設けられており、介在基板がこの表面上に載置された接続基板と、接続基板と電気的に接続し、接続基板が載置されたベース基板と、を有し、ベース基板、接続基板及び介在基板の各々は半導体装置の属性に関わらず共通であるとともに、変換基板は介在基板から着脱可能である。
【０００９】
本発明の一態様の半導体検査方法は、変換基板、介在基板、接続基板及びベース基板を有している半導体検査治具において、変換基板を介在基板上に装着し、変換基板上に半導体装置を搭載し、さらに半導体検査治具を検査手段に装着するステップと、検査手段により半導体装置の所定の検査を行うステップと、検査手段から半導体検査治具を取り外すステップと、半導体装置を選別し、良品の半導体装置を良品用トレイに不良品の半導体装置を不良品用トレイにそれぞれ選別して収納するステップと、を有し、ベース基板、接続基板及び介在基板の各々は半導体装置の属性に関わらず共通であるとともに、変換基板は介在基板から着脱可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体検査治具の作製の際には、介在基板から着脱可能である変換基板の設計のみが要求されることとなる。これにより、半導体検査治具の作製費用及び期間の抑制が可能となる。また、半導体装置が変換基板上の搭載手段に搭載されるとともに変換基板が介在基板上に載置されるため、半導体検査治具の小型化が可能となる。さらに、検査の際に属性の異なる半導体装置に対しては、変換基板のみが介在基板から着脱可能に変更されることで半導体装置の検査を行うため、半導体装置に対応した切り替えが可能となる。したがって、作製費用及び作製期間の抑制、小型化、及び半導体装置に対応した切り替えが可能な半導体検査冶具、これを備えた半導体検査装置及び半導体検査方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体検査治具を示す斜視図である。
【００１２】
本発明の第１の実施形態の半導体検査治具１は、ベース基板２と、製品搭載部３と、コネクタ４とで構成されている。ベース基板２は、略四角形状であり、例えばガラスエポキシ等でできている。製品搭載部３は、ベース基板２の一方の面上に複数設けられている。コネクタ４は、ベース基板２の一端部に設けられている。
【００１３】
複数の製品搭載部３は、ベース基板２に設けられた配線５によりコネクタ４と電気的に接続されている。コネクタ４をテスタ（不図示）に接続することで、半導体検査治具１の製品搭載部３に搭載された被処理物である半導体装置（不図示）の試験を行うことができる。
【００１４】
次に、図２に半導体検査治具１の製品搭載部３を詳細に示す。製品搭載部３は、ベース基板２と、接続基板６と、介在基板であるポゴピンインターポーザ１１と、変換基板１２とで構成されている。
【００１５】
ベース基板２には略四角形の接続基板６が載置されており、ベース基板２は接続基板６と電気的に接続している。ベース基板２は、検査される半導体装置の属性である外形、種類及び外部端子数に関わらない共通の構成要素である。
【００１６】
接続基板６は、テスタの信号端子をポゴピンインターポーザ１１に接続するためのボードである。接続基板６の上面には、半導体装置へ信号を伝達する信号伝達手段である信号ランド７が設けられており、複数の信号ランド７は所定の間隔で格子状に接続基板６に配設されている。接続基板６の下面の四隅には、支柱８が設けられている。接続基板６の信号ランド７とベース基板２の配線５とは配線コード等により電気的に接続されている。このようにベース基板２とは別の接続基板６に信号ランド７を設けることでベース基板２の省スペース化を図ることができる。これにより、ベース基板２に搭載されるソケットの数を増やすことが可能となる。ベース基板２とは別の基板である接続基板６に信号ランド７を設けた場合について説明したが、ベース基板２に複数の信号ランド７を設けるように構成しても良い。ベース基板に信号ランドを設けることより接続用基板を設ける必要がなくなることで、検査コストを低減することができる。
【００１７】
さらに、接続基板６の上面の四隅近傍位置には位置決めピン１０が配設されている。位置決めピン１０は、ポゴピンインターポーザ１１に対して変換基板１２を位置決め搭載するように構成されている。なお、位置決めピン１０は、ポゴピンインターポーザ１１及び変換基板１２を接続基板６に対して位置決めする。さらに、接続基板６の信号ランド７と変換基板１２の信号ランドとが、ポゴピンインターポーザ１１を介して電気的に接続された状態で保持固定することができる。これらの信号ランドは、例えばボルト、ナット等の締結手段により着脱可能に保持固定することができる。なお、接続基板６は、検査される半導体装置の属性である外形、種類及び外部端子数に関わらない共通の構成要素である。
【００１８】
また、接続基板６の上面には略四角形のポゴピンインターポーザ１１が載置されている。ポゴピンインターポーザ１１には、テスタの信号端子を変換基板１２に接続するために、電気的接続手段であるポゴピン１３の集合体が上面に設けられている。ポゴピン１３は、変換基板１２と電気的に接続する。ポゴピンインターポーザ１１は、検査される半導体装置の属性である外形、種類及び外部端子数に関わらない共通の構成要素である。
【００１９】
ポゴピンインターポーザ１１には、複数のポゴピン１３が所定の間隔で格子状に配設されている。複数のポゴピン１３はそれぞれ、接続基板６の信号ランド７の位置に対応した部位に設けられている。ポゴピン１３は、プランジャー部と、バレル部と、プランジャー部とバレル部とを機械的に接続する弾性部材のバネとで構成されている。このようにプランジャー部とバレル部との間にバネを設けたことにより、プランジャー部とバレル部とはバネによって弾性的に付勢される状態となる。ポゴピン１３の略中央の部位は、ポゴピンインターポーザ１１に保持固定されており、ポゴピンインターポーザ１１の上面及び下面にポゴピン１３の先端が突出している。さらに、ポゴピンインターポーザ１１の四隅には貫通孔１４が形成されている。貫通孔１４に接続基板６の位置決めピン１０が挿入されることで位置決めピン１０を位置決めできるように、貫通孔１４はポゴピンインターポーザ１１に配設されている。
【００２０】
ポゴピンインターポーザ１１は、上面に略四角形の変換基板１２を載置することができる。変換基板１２は、ポゴピンインターポーザ１１から着脱可能であるとともに半導体装置の属性である外形、種類及び外部端子数に対応して変更可能である。特に、変換基板１２は半導体装置の種類毎にカスタマイズできるように構成されている。変換基板１２の下面とポゴピンインターポーザ１１の上面との接点は、半導体装置の種類等に関わらず共通の配置とする。一方、変換基板１２の上面は、各種のソケット１５に対応して変更可能な構成とする。そのため、変換基板１２の層内の配線パターンは、各半導体装置に対応できる構成となる。
【００２１】
変換基板１２には、略中央部位に半導体装置２２を搭載可能な搭載手段であるソケット１５が配設されている。ソケット１５は、半導体装置２２と、テスタからの信号配線とを接続するための部品である。なお、本実施形態では、ソケット１５は単一の部材で構成されている。ソケット１５は、上面に半導体装置２２を収容する、上方に開口した凹状の収容部１６が設けられている。収容部１６は、半導体装置２２の属性の外形、種類及び外部端子数に合わせて構成されている。収容部１６には、収容される半導体装置２２の外部端子の配置に対応して、複数の接触子１７が配設されている。ソケット１５の接触子１７は、半導体装置２２の外部端子形状等に合わせて選定されれば良く、どのような構成の接触子１７でも良い。ここではＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプの半導体装置を搭載している形態のため、接触子１７としてポゴピンを用いている。ソケット１５には、収容部１６に搭載された半導体装置２２を接触子１７に押圧する押圧手段（不図示）が設けられている。収容部１６は、半導体装置２２に近い側が半導体装置２２に遠い側よりも開口面積が広いテーパ状に形成されている。そのため、収容部１６のこの形状により、収容される半導体装置２２を位置決めすることができる。
【００２２】
また、変換基板１２は、下面に複数の信号ランド１８が所定の間隔で格子状に配設されている。変換基板１２の複数の信号ランド１８はそれぞれ、ポゴピンインターポーザ１１のポゴピン１３の配置に対応した部位に設けられている。変換基板１２の四隅には貫通孔１９が形成されている。接続基板６の位置決めピン１０が貫通孔１９に挿入されることで位置決めピン１０を位置決めできるように、貫通孔１９は変換基板１２に配設されている。
【００２３】
さらに、接続基板６上にポゴピンインターポーザ１１と変換基板１２とが載置された状態でポゴピンインターポーザ１１と変換基板１２とを保持固定するために、位置決めピン１０には着脱可能な係止手段２０が設けられている（図３参照）。この係止手段２０とポゴピンインターポーザ１１のポゴピン１３とにより、接続基板６の信号ランド７と変換基板１２の信号ランド１８とが確実に電気的に接続できる。
【００２４】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る半導体検査治具を有する半導体検査装置と半導体装置との電気的接続状態を示す概念図である。半導体検査装置２１は、半導体検査治具１と、半導体装置２２を検査する検査手段のテスタ２３とで構成されている。半導体検査治具１は、ベース基板２、接続基板６及びポゴピンインターポーザ１１の各々が半導体装置２２の属性に関わらず共通であるように構成されている。さらに、半導体検査治具１は、変換基板１２がポゴピンインターポーザ１１から着脱可能であるとともに半導体装置２２の属性に対応して変更可能であるように構成されている。このため、変換基板１２上の配線により、半導体装置２２のテスタの入力端子は変換基板１２の入力端子に電気的に接続される。また、半導体装置２２のテスタの入出力端子は変換基板１２の入出力端子に電気的に接続される。さらに、半導体装置２２のテスタの出力端子は変換基板１２の出力端子に電気的に接続される。
【００２５】
図５は、半導体装置の外形、種類及び外部端子数が上述の形態とは異なる場合の変換基板を有する半導体検査治具である、第１の実施形態の変形例を示す断面図及び平面図である。ベース基板２、接続基板６及びポゴピンインターポーザ１１の各々は、共通の構成要素となっている。変換基板１２の下面に配設される信号ランド１８は、ポゴピンインターポーザ１１のポゴピン１３に対応して配置されるため、図３と同様の配置となる。変換基板１２の上面に配置されるソケット１５は、半導体装置の外形及び外部端子数に対応して変更可能である。特に外形が大きく、かつ外部端子数の異なる半導体装置に対応した製品に対するソケット１５の構成となっている。ソケット１５に収容された半導体装置の外部端子は、変換基板１２に設けられた配線により、変換基板１２の所定の信号ランドに電気的に接続されるように構成されている。なお、本変形例においては、搭載手段であるソケット１５は単一の部材で構成されている。
【００２６】
このように、半導体検査治具１は、ベース基板２、接続基板６及びポゴピンインターポーザ１１の各々が半導体装置２２の属性である外形、種類及び外部端子数に関わらず共通であるように構成されている。さらに、半導体検査治具１は、変換基板１２がポゴピンインターポーザ１１から着脱可能であるとともに半導体装置２２の属性である外形、種類及び外部端子数に対応して変更可能であるように構成されている。半導体検査治具の作製の際には、ポゴピンインターポーザから着脱可能とするとともに半導体装置の上記属性に対応して変更可能な変換基板の設計のみが要求されることとなる。そのため、半導体検査治具の設計期間を短縮することができることで、半導体検査治具の作製費用及び期間の抑制が可能となる。また、半導体装置が変換基板上のソケットに搭載されるとともに変換基板がポゴピンインターポーザ上に載置される。そのため、半導体検査治具の小型化が可能となるとともに、半導体検査治具に搭載される製品搭載部の数を増やすことが可能となる。さらに、検査の際に上記属性の異なる半導体装置に対しては、変換基板のみを変更することで半導体装置の検査を行う。そのため、半導体検査治具は半導体装置に対応した切り替えが可能となる。したがって、半導体装置の外形、種類及び外部端子数が異なる製品への半導体検査治具の切替えも容易となる。また、変更基板のみの変更のため、半導体装置の検査コストの低減にも寄与することができる。
【００２７】
また、本実施形態の半導体検査治具はＭＣＰやＳｉＰ等の複数の半導体チップを搭載することが可能であるため、異なる外部端子配置のパッケージへの対応が容易となる。
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る半導体検査治具を示す断面図及び平面図である。図６においても、第１の実施形態と同様に、ベース基板２、接続基板６及びポゴピンインターポーザ１１の各々は、共通の構成要素となっている。変換基板１２の下面に配設される信号ランド１８は、ポゴピンインターポーザ１１のポゴピン１３に対応して配置されるため、第１の実施形態と同様の配置となる。本実施形態では、変換基板１２の上面に２つのソケット１５が配置されるように構成されている。２つのソケット１５内に収容された半導体装置の外部端子は、変換基板１２に設けられた配線により、変換基板１２の所定の信号ランドに電気的に接続されるように構成されている。
【００２８】
このように、ソケット１５が変換基板１２上に複数設けられるように一つの製品搭載部３を構成したことにより、一つの半導体検査治具で検査できる半導体装置の数を増やすことができる。これにより、検査効率を向上できるとともに、検査コストを低減することが可能となる。
（半導体装置の検査方法）
次に、本発明の第１の実施形態に係る半導体検査治具を適用した半導体装置の検査方法を説明する。図７は、この検査方法のフローチャートである。なお、ベース基板２、接続基板６及びポゴピンインターポーザ１１が積層された状態をテストボードと呼ぶことにする。
【００２９】
ステップＳ１では、検査する半導体装置の外形、種類及び外部端子数に対応した変換基板１２を、テストボードのポゴピンインターポーザ１１上に装着し、係止手段２０により保持固定する。これにより、変換基板１２のソケット１５と接続基板６の信号ランド７とが電気的に接続される。
【００３０】
ステップＳ２において、半導体検査治具１に装着された変換基板１２の全てのソケット１５に半導体装置を搭載する。ソケット１５には不図示の押圧手段が設けられている。この押圧手段により半導体装置は押圧されることで、半導体装置は変換基板１２と確実に電気的に接続される。
【００３１】
ステップＳ３では、半導体検査治具１をテスタに装着する。これにより、半導体検査治具１に設けられたコネクタ４とテスタとが電気的に接続される。
【００３２】
その後、ステップＳ４において、テスタにより半導体装置の所定の検査を行う。
【００３３】
半導体装置の検査終了後、ステップＳ５ではテスタから半導体検査治具１を取り外す。
【００３４】
それから、ステップＳ６において検査結果に応じて半導体装置を選別する。選別された半導体装置は、例えば良品、不良品で分類される。
【００３５】
ステップＳ７では、半導体検査治具１のソケット１５から半導体装置をピックアップし、良品の半導体装置を良品用トレイに、不良品の半導体装置を不良品用トレイにそれぞれ選別収納する。
【００３６】
以上、本発明の好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００３７】
例えば本発明の実施形態では、ＢＧＡタイプの半導体装置を用いた場合について説明した。しかしながら、半導体装置を搭載するソケットを変更すればＴＳＯＰ（Thin Small Outline Package）タイプ、ＳＯＪ（Small Outline J-leaded）タイプ等、いかなる種類の半導体装置にも本発明の半導体検査治具は適用可能である。
【００３８】
さらに、本発明の実施形態では１つの変換基板に１つまたは２つのソケットを搭載した場合について説明したが、３つ以上のソケットを搭載するように構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の活用例として、半導体装置製造の検査工程の開発において、多様な端子レイアウトを有するＭＣＰ製品、ロジックＬＳＩ（Large Scale Integration）製品の検査開発で使用する半導体検査装置が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体検査治具を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体検査治具の製品搭載部を詳細に示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体検査治具を示す断面図及び平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体検査治具を有する半導体検査装置と半導体装置との電気的接続状態を示す概念図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の変形例を示す断面図及び平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る半導体検査治具を示す断面図及び平面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る半導体検査治具を適用した半導体装置の検査方法のフローチャートである。
【図８】従来の半導体検査治具を有する半導体検査装置と半導体デバイスとの電気的接続状態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  半導体検査治具
２  ベース基板
６  接続基板
７  信号ランド
１１  ポゴピンインターポーザ
１２  変換基板
１３  ポゴピン
１５  ソケット
２１  半導体検査装置
２２  半導体装置
【図１】
2009052910.tif 000003
【図２】
2009052910.tif 000004
【図３】
2009052910.tif 000005
【図４】
2009052910.tif 000006
【図５】
2009052910.tif 000007
【図６】
2009052910.tif 000008
【図７】
2009052910.tif 000009
【図８】
2009052910.tif 000010