JP2925964B2 - 半導体ウェハ収納器及び半導体集積回路の検査方法 - Google Patents
半導体ウェハ収納器及び半導体集積回路の検査方法Info
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Description
された複数の集積回路をウェハ状態で同時に検査する装
置及び方法に関する。
子機器の小型化及び低価格化の進歩は目ざましく、これ
に伴って、半導体集積回路装置に対する小型化及び低価
格化の要求が強くなっている。
プとリードフレームとがボンディングワイヤによって電
気的に接続された後、半導体チップが樹脂又はセラミク
スにより封止された状態で供給され、プリント基板に実
装される。ところが、電子機器の小型化の要求から、半
導体集積回路装置を半導体ウエハから切り出したままの
状態(以後、この状態の半導体集積回路装置をベアチッ
プ又は単にチップと称する。)で直接回路基板に実装す
る方法が開発され、品質が保証されたベアチップを低価
格で供給することが望まれている。
には、半導体集積回路装置をウェハ状態でバーンインス
クリーニングする必要がある。
路をウェハ状態で検査するためには、マニュアルプロー
バー、セミオートプローバー、フルオートプローバー等
のプローバーが用いられてきた。
体ウェハの検査方法の概略を示したものである。図17
に示すように、プローバー内部のウェハステージ201
に半導体ウェハ202を固定すると共に、例えばタング
ステンよりなるプローブ針203を有するプローブカー
ド204を半導体ウェハ202上に配置し、半導体ウェ
ハ202上の集積回路端子にプローブ針203を接触さ
せ、テスターなどから電源電圧又は信号を入力して、集
積回路からの出力信号を1チップづつ検出している。同
じ種類の集積回路を短時間で検査する場合には、アライ
メント機能を持ち1チップづつ順に自動的に測定を行な
うフルオートプローバーが用いられている。尚、図17
において、205は配線、206は外部電極端子であ
る。
体ウェハに対する従来の検査方法について図17及び図
18を参照しながら説明する。
ェハ202をウェハキャリアからウェハステージ201
上に自動搬送する。次に、ステップSB2において、半
導体ウェハ202上の集積回路端子とプローブ針203
を接触させるためにCCDカメラ等を用いて半導体ウェ
ハ202の位置合わせを行なった後、ステップSB3に
おいて、ウェハステージ201を移動して半導体ウェハ
202をプローブカード204の下に配置する。
ェハ202上の集積回路端子にプローブ針203を接触
させて、集積回路に電源電圧又は信号を入力すると共に
集積回路からの出力信号を測定することにより、集積回
路の検査を行なう。一の集積回路の検査が完了すると、
ウェハステージ201を移動し、次の集積回路端子にプ
ローブ針203を接触させて次の集積回路の測定を行な
う。
ハに対する従来の検査方法においては、前記のようにし
て半導体ウェハ202上の集積回路を順次測定してい
く。
と、ステップSB5において、半導体ウェハ202をウ
ェハステージ201からウェハキャリアに移す。半導体
ウェハ202が複数ある場合には前記の工程が繰り返し
行われ、全ての半導体ウェハ202に対する測定が完了
すると、フルオートプローバーの動作は終了する。
しては、DRAM等のメモリーのバーンインスクリーニ
ング(高速動作)をプローバーを用いて行なうために、
自己試験回路(BIST回路)を設けることもある。
ーバーを用いた半導体ウェハの検査方法において、バー
ンインスクリーニング処理をウェハ状態で行なう際、ス
テップSB1,3,5における半導体ウェハ202の移
動及びステップSB2における半導体ウェハ202の位
置合わせに必要な時間は合計で1分以内であるが、ステ
ップSB4におけるバーンインスクリーニングについて
は、通常、数時間から数十時間を要する。プローバーを
用いた従来の半導体ウェハの検査方法によると、半導体
ウェハを1枚ずつしか検査できない。従って、大量の半
導体ウェハを検査するのに非常に多くの時間が必要にな
る。これはLSIチップの大幅なコストの増加につなが
る。
で、オートプローバーによる検査においては、アライメ
ント機能を他の種類の半導体ウェハに対する検査又は他
の用途に使用することができない。
りの試験時間を短縮するためにBIST回路を設けるこ
とは、チップ面積の増大につながるので、1ウェハ当り
のチップ数の減少を招き、チップコストが上昇するとい
う問題を有している。
が大きくなっても、プローブシートのすべてのプローブ
端子を半導体ウェハのすべての検査用端子に確実に接触
させると共に、多数の半導体ウェハに対して同時にバー
ンインスクリーニングを行なえるようにすることを目的
とする。
体ウェハ収納器は、半導体チップを検査するための複数
の集積回路端子を有する半導体ウェハを保持する保持板
と、前記保持板と対向するように設けられ、対応する前
記複数の集積回路端子と電気的に接続される複数のプロ
ーブ端子を有するプローブシートと、前記プローブシー
トに対して前記保持板と反対側に設けられ、前記複数の
プローブ端子と電気的に接続された配線を有する絶縁性
基板と、前記配線と電気的に接続されており検査用の電
源電圧又は信号が入力される外部電極と、前記プローブ
シートと前記絶縁性基板との間に設けられた弾性体と、
前記保持板と前記プローブシートとが互いに接近して前
記保持板に保持された半導体ウェハの各集積回路端子と
前記プローブシートの各プローブ端子とが電気的に接続
されるように、前記保持板及び前記絶縁性基板のうちの
少なくとも一方を押圧する押圧手段とを備えている。
押圧手段は、前記保持板及び前記絶縁性基板のうちの少
なくとも一方をガス又は液体からなる高圧の流体により
押圧する手段であることが好ましい。
は、半導体チップを検査するための複数の集積回路端子
を有する半導体ウェハを保持する保持板と、前記保持板
と対向するように設けられ、対応する前記複数の集積回
路端子と電気的に接続される複数のプローブ端子を有す
るプローブシートと、前記プローブシートに対して前記
保持板と反対側に設けられ、前記複数のプローブ端子と
電気的に接続された配線を有する絶縁性基板と、前記保
持板と前記絶縁性基板との間に設けられ、前記保持板と
前記絶縁性基板との間に密封空間を形成する弾性を有す
るシール材と、前記保持板と前記プローブシートとが互
いに接近して前記保持板に保持された半導体ウェハの各
集積回路端子と前記プローブシートの各プローブ端子と
が電気的に接続されるように前記密封空間を減圧する減
圧手段と、前記配線と電気的に接続されており検査用の
電源電圧又は信号が入力される外部電極とを備えてい
る。
は、半導体チップを検査するための複数の集積回路端子
を有する半導体ウェハを保持する保持板と、前記保持板
と対向するように設けられ、対応する前記複数の集積回
路端子と電気的に接続される複数のプローブ端子を有す
るプローブシートと、前記プローブシートに対して前記
保持板と反対側に設けられ、前記複数のプローブ端子と
電気的に接続された配線を有する絶縁性基板と、前記配
線と電気的に接続されており検査用の電源電圧又は信号
が入力される外部電極と、前記保持板に保持された半導
体ウェハの温度を検出する温度検出手段とを備えてい
る。
は、半導体チップを検査するための複数の集積回路端子
を有する半導体ウェハを保持する保持板と、前記保持板
と対向するように設けられ、対応する前記複数の集積回
路端子と電気的に接続される複数のプローブ端子を有す
るプローブシートと、前記プローブシートに対して前記
保持板と反対側に設けられ、前記複数のプローブ端子と
電気的に接続された第1の配線を有する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板に対して前記保持板と反対側に設けら
れ、前記第1の配線と電気的に接続された第2の配線を
有する押圧板と、前記保持板と前記押圧板との間に設け
られ、前記保持板と前記押圧板との間に密封空間を形成
する弾性を有するシール材と、前記保持板と前記プロー
ブシートとが互いに接近して前記保持板に保持された半
導体ウェハの各集積回路端子と前記プローブシートの各
プローブ端子とが電気的に接続されるように前記密封空
間を減圧する減圧手段と、前記第2の配線と電気的に接
続されており検査用の電源電圧又は信号が入力される外
部電極とを備えている。
は、半導体チップを検査するための複数の集積回路端子
を有する半導体ウェハを保持する保持板と、前記保持板
と対向するように設けられ、対応する前記複数の集積回
路端子と電気的に接続される複数のプローブ端子を有す
るプローブシートと、前記プローブシートに対して前記
保持板と反対側に設けられ、前記複数のプローブ端子と
電気的に接続された配線を有する絶縁性基板と、前記絶
縁性基板に対して前記保持板と反対側に設けられた剛性
板と、前記絶縁性基板と前記剛性板との間に設けられ
た、弾性体からなる押圧袋と、前記保持板と前記剛性板
とを両者の間に前記押圧袋が介在した状態で固定する固
定手段と、前記保持板、プローブシート、絶縁性基板、
剛性板、押圧袋及び前記固定手段を収納するケーシング
と、前記保持板と前記プローブシートとが互いに接近し
て前記保持板に保持された半導体ウェハの各集積回路端
子と前記プローブシートの各プローブ端子とが電気的に
接続されるように、前記ケーシング内を減圧して前記押
圧袋を膨張させる減圧手段と、前記配線と電気的に接続
されており検査用の電源電圧又は信号が入力される外部
電極とを備えている。
袋の内部を前記ケーシングの外部に連通させる連通手段
をさらに備えていることが好ましい。
記保持板に保持された半導体ウェハの温度を制御する温
度制御手段をさらに備えていることが好ましい。
て、前記保持板は、半導体ウェハを吸引して保持板本体
に固定する手段を有していることが好ましい。
複数の検査用集積回路端子と複数のプローブ端子とを接
続させる接続装置を対象とし、ケーシングと、前記ケー
シング内に移動可能に設けられ、前記ケーシング内を第
1の領域と第2の領域とに区画する仕切板と、前記第1
の領域に設けられ、前記半導体ウェハを保持する保持板
と、前記第1の領域に前記保持板と対向するように設け
られ、前記複数のプローブ端子を有する絶縁性基板と、
前記仕切板が前記第1の領域の方へ移動して、前記絶縁
性基板の各プローブ端子と前記保持板に保持された半導
体ウェハの各検査用集積回路端子とが電気的に接続され
るように、前記第2の領域の圧力を前記第1の領域の圧
力よりも高くさせる圧力制御手段とを備えている。
複数の検査用集積回路端子とプローブシートの複数のプ
ローブ端子とを接続させる接続方法を対象とし、前記半
導体ウェハを、周縁部に弾性シール材を有する保持板の
中央部に保持させる第1の工程と、前記プローブシート
を前記半導体ウェハの上に、前記各プローブ端子と前記
各検査用集積回路端子とが対向するように配置する第2
の工程と、前記保持板の弾性シール材の上に押圧板を配
置して、前記保持板、弾性シール材及び押圧板により密
封空間を形成する第3の工程と、前記保持板と前記押圧
板とが互いに接近して前記各プローブ端子と前記各検査
用集積回路端子とが電気的に接続されるように前記密封
空間を減圧する第4の工程とを備えている。
記第3の工程との間に、前記各検査用集積回路端子と前
記各プローブ端子とが接触するように、前記保持板及び
押圧板のうちの少なくとも一方を予め押圧する工程をさ
らに備えていることが好ましい。
は、半導体チップを検査するための複数の集積回路端子
を有する半導体ウェハを保持板に保持させる第1の工程
と、複数のプローブ端子を有するプローブシートを前記
半導体ウェハの上に、前記各プローブ端子と前記各集積
回路端子とが電気的に接続されるように配置する第2の
工程と、前記各プローブ端子及び検査用の電源電圧又は
信号が入力される外部電極とそれぞれ電気的に接続され
る配線を有する絶縁性基板を、前記各プローブ端子と前
記外部電極とが前記配線を介して電気的に接続されるよ
うに配置する第3の工程と、前記外部電極に電源電圧又
は信号を入力することにより、前記電源電圧又は信号を
前記配線及び複数のプローブ端子を介して前記集積回路
端子に入力する第4の工程とを備えている。
て、前記第1の工程は、前記保持板に保持された半導体
ウェハを所定の温度に加熱する工程を有していることが
好ましい。
て、前記第4の工程は、前記保持板に保持された半導体
ウェハを所定の温度に加熱する工程を有していることが
好ましい。
によって保持板及び絶縁性基板のうちの少なくとも一方
を押圧すると、保持板とプローブシートとが互いに接近
して保持板に保持された半導体ウェハの各集積回路端子
とプローブシートの各プローブ端子とが電気的に接続す
る。この場合、プローブシートは弾性体を介して押圧さ
れるため、弾性体がプローブシートのプローブ端子の高
さのバラツキを吸収すると共に、各プローブ端子には均
等に押圧力が作用する。
体が設けられているため、半導体ウェハ上に絶縁性基板
を配置したり又は半導体ウェハ収納器を移動したりする
際、弾性体が緩衝材の働きをする。
力すると、入力された電源電圧又は信号は、絶縁性基板
の配線を介してプローブ端子に伝えられた後、半導体ウ
ェハの集積回路端子に入力される。
圧手段が、保持板及び絶縁性基板のうちの少なくとも一
方をガス又は液体からなる高圧の流体により押圧する手
段であると、ガス又は液体からなる高圧の流体を供給す
ると、半導体ウェハとプローブシートとは互いに接近す
る。
圧手段によって保持板と絶縁性基板との間に形成された
密封空間を減圧すると、保持板とプローブシートとが互
いに接近して保持板に保持された半導体ウェハの各集積
回路端子とプローブシートの各プローブ端子とが電気的
に接続する。
力すると、入力された電源電圧又は信号は、絶縁性基板
の配線を介してプローブ端子に伝えられた後、半導体ウ
ェハの集積回路端子に入力される。
板に保持された半導体ウェハの温度を検出する温度検出
手段を備えているので、多数の半導体ウェハに対して同
時に検査を行なう際に各半導体ウェハの温度を検出でき
るので、半導体ウェハに対する温度制御が確実になる。
持板と押圧板との間に形成される密封空間を減圧する
と、保持板と押圧板とが接近し、半導体ウェハとプロー
ブシートとが互いに接近するので、半導体ウェハの各集
積回路端子とプローブシートの各プローブ端子とは電気
的に確実に接続する。
ーシング内を減圧すると、保持板と剛性板との間に設け
られた弾性体からなる押圧袋が膨張し、押圧袋が膨張し
ようとする力は絶縁性基板を介してプローブシートに伝
わり、プローブシートと半導体ウェハとは互いに接近す
るので、プローブシートの各プローブ端子と半導体ウェ
ハの各集積回路端子とは電気的に確実に接続する。
部をケーシングの内部に連通させる連通手段を備えてい
ると、ケーシング内に空気が入ってケーシング内の圧力
が高くなっても、押圧袋内の圧力を高めることにより、
押圧袋が絶縁性基板を介してプローブシートを押圧する
力を一定に保つことができるので、プローブシートの各
プローブ端子と半導体ウェハの各集積回路端子との電気
的な接続を保持できる。
版に保持された半導体ウェハの温度を制御する温度制御
手段を備えていると、多数の半導体ウェハに対して同時
に検査を行なう場合に各半導体ウェハの温度を確実に制
御できる。
て、保持板が半導体ウェハを吸引して固定する手段を有
していると、半導体ウェハを保持板に確実に固定するこ
とができる。
圧力を第1の領域の圧力よりも高くすると、仕切板は、
第1の領域側に移動して、絶縁性基板の各プローブ端子
と保持板に保持された半導体ウェハの各検査用集積回路
端子とを電気的に接続させるので、半導体ウェハ収納器
がプローブシートと半導体ウェハとを接近させる押圧手
段を備えていなくても、プローブシートのプローブ端子
と半導体ウェハの集積回路端子とを電気的に接続させる
ことができる。
圧すると、保持板と押圧板とが互いに接近してプローブ
シートの各プローブ端子と保持板に保持された半導体ウ
ェハの各検査用集積回路端子とが電気的に接続する。
工程との間に、各検査用集積回路端子と各プローブ端子
とが接触するように、保持板及び押圧板のうちの少なく
とも一方を予め押圧する工程を備えていると、各検査用
集積回路端子と各プローブ端子とが接触した状態で密封
空間を減圧することができる。
と、外部電極に電源電圧又は信号を入力すると、電源電
圧又は信号は、絶縁性基板の配線及びプローブシートの
プローブ端子を介して半導体ウェハの集積回路端子に入
力される。このため、半導体ウェハとプローブシートと
のアライメント工程と、半導体ウェハの集積回路への電
源電圧又は信号の入力工程とをそれぞれ切り離すことが
できる。
保持板に保持された半導体ウェハを所定の温度に加熱す
る工程を有していると、半導体ウェハに対してバーンイ
ンスクリーニングを行なうことができる。
保持板に保持された半導体ウェハを所定の温度に加熱す
る工程を有していると、半導体ウェハに対してバーンイ
ンスクリーニングを行なうことができる。
ながら説明する。
導体ウェハ収納器の平面図であり、図1(b)は図1
(a)におけるI−I線の断面図である。図1(a),
(b)において、7は半導体ウェハ8を保持するセラミ
ックからなる保持板、20は保持板7に形成され、外部
から半導体ウェハ8を吸引して保持板7に密着させるた
めの吸引孔、9はポリイミドからなるプローブシート、
10はプローブシート9を固定するセラミックリング、
11は厚さ0.5mm程度の異方性導電ゴムであって、
該異方性導電ゴム11は主面と垂直な方向にのみ導通す
る。また、図1(a),(b)において、12はセラミ
ックからなる配線基板、13はセラミックリング9と配
線基板12とを固定する固定ねじ、14はプローブシー
ト9上に形成されたプローブ端子としてのバンプであ
る。
m程度の半球状に形成され、Niの表面は厚さ1μmの
Auにより覆われており、半導体ウェハ8の検査用の集
積回路端子(図示せず)に接続される。バンプ14は異
方性導電ゴム11を介して配線基板12内に形成された
配線15に接続されており、配線15は外部コネクタ1
7に接続されている。16は配線基板12と保持板7と
によって半導体ウェハ8及びプローブシート9を挟持す
る固定ねじであり、該固定ねじ16と異方性導電ゴム1
1とによって、バンプ14は半導体ウェハ8の集積回路
端子に確実に接触され、バンプ14と集積回路端子との
接触抵抗を下げることができる。
いてバーンインスクリーニングを行なう方法について説
明する。
ム11を固定ねじ13により配線基板12に固定する。
また、保持板7上に半導体ウェハ8を載置すると共に、
吸引孔20から半導体ウェハ8を吸引する。これによ
り、半導体ウェハ8は保持板7に固定されると共に半導
体ウェハ8の反りがなくなる。
及びプローブシート9の画像を取り込み、従来のアライ
メント技術により半導体ウェハ8とプローブシート9と
の位置合わせを行なって、プローブシート9のバンプ1
4と半導体ウェハ8の集積回路端子とを接触させる。そ
の後、固定ねじ16によって配線基板12と保持板7と
を互いに接近させることにより、バンプ14と集積回路
端子とを電気的に確実に接続させる。
ると、異方性導電ゴム11がバンプ14の高さのバラツ
キを吸収するので、配線基板12と保持板7との間に加
えられた押圧力を各バンプ14と半導体ウェハ8の各集
積回路端子との間に均等に分散させることができる。こ
れにより、バンプ14と半導体ウェハ8の集積回路端子
との間の均一な接触抵抗を得ることができるため、バン
プ14と集積回路端子との間の接触不良がなくなると共
に半導体ウェハ8のすべての集積回路に均質な入力波形
を供給できるので、検査精度の向上を図ることができ
る。半導体ウェハ8上に配線基板12を載置した際に、
両者の平行性の差異により半導体ウェハ8に局部的な圧
力が集中して半導体ウェハ8が破損する事態を異方性導
電ゴム11が緩衝材となって防止する。
導体ウェハ収納器の平面図であり、図2(b)は図2
(a)におけるII−II線の断面図である。尚、以下の各
実施例においては、第1実施例と同様の機能を有する部
材については第1実施例と同一の符号を付すことにより
説明を省略する。
の構成を有しているが、第2実施例の特徴は配線基板1
2と保持板7との固定方法である。すなわち、第2実施
例においては、配線基板12と保持板7とを固定治具1
8により挟持すると共に、固定ねじ24によって配線基
板12を保持板7に押圧している。固定ねじ24は配線
基板12及び保持板7を貫通することなく配線基板12
を保持板7に押圧する構造になっている。
する際に、保持板7と配線基板12とを位置合わせする
必要がない。配線基板12と保持板7に載置された半導
体ウェハ8との間に図2(a)のX、Y方向にバラツキ
が生じた場合でも、半導体ウェハ8の位置に合わせて配
線基板12を配置して、バンプ14と半導体ウェハ8の
集積回路端子とを接触させ、しかる後、固定ねじ24に
よって配線基板12を半導体ウェハ8に押圧することが
できる。
導体ウェハ収納器の平面図であり、図3(b)は図3
(a)におけるIII −III 線の断面図である。
しているが、第3実施例の特徴は、セラミックからなる
押圧板25と保持板7とを固定ねじ19によって固定
し、両者の間に半導体ウェハ8、プローブシート9、異
方性導電ゴム11及び配線基板12を挟み込んでいる点
である。
て保持板7に固定されているのは押圧板25であるか
ら、配線基板12を保持板7上に載置された半導体ウェ
ハ8に対して位置合わせを行なうことにより、バンプ1
4と半導体ウェハ8の集積回路端子とを位置合わせでき
る。また、押圧板25を備えているため、押圧板25を
高価でも剛性を有する材料により形成し、配線基板12
をガラス等の安価な材料により形成すると、半導体ウェ
ハ8上に形成される集積回路の種類に合わせて配線基板
12を交換するだけで何種類もの半導体ウェハ収納器を
構成できるので、半導体ウェハ収納器のコストを低減す
ることができる。
導体ウェハ収納器の平面図であり、図4(b)は図4
(a)におけるIV−IV線の断面図である。
て、配線基板12と押圧板25との間に、ゴム等の伸縮
性の良い材料により形成され内部に空気などのガスが充
填された押圧袋22が配置されている。
を昇温状態にすると、熱によって押圧袋22内の空気が
膨張する。押圧板25と保持板7とは固定ねじ19によ
って固定されているため、押圧袋22が膨張しようとす
る力は配線基板12を半導体ウェハ8の方に押圧する押
圧力となるので、バンプ14と半導体ウェハ8の集積回
路端子とは電気的に確実に接続する。これによりバンプ
14と集積回路端子との間の電気的接続の確保及び低接
触抵抗が図られ、接触不良の防止及び入力信号の特性改
善が図られる。
って押圧袋22を膨張させる代わりに、押圧袋22内に
ガスを注入したり又は押圧袋22からガスを放出したり
して押圧袋22内のガス圧を制御してもよい。このよう
にすると、半導体ウェハ収納器を昇温しなくても、配線
基板12を半導体ウェハ8に押圧することができる。さ
らに、押圧袋22の内部には、ガスに代えて油等の液体
を注入してもよい。
導体ウェハ収納器の平面図であり、図5(b)は図5
(a)におけるV−V線の断面図である。
板12に直接に設けられていること、保持板7の上面に
半導体ウェハ8の温度を感知する温度センサー28が設
けられていること、保持板7の上部に半導体ウェハ8を
加熱するヒータ30が設けられていること、及びヒータ
30を制御する温度制御装置31を備えていることであ
る。
度を温度センサー28によって検出し、該温度センサー
28が検出する半導体ウェハ8の温度に基づき、温度制
御装置31はヒータ30の温度ひいては半導体ウェハ8
の温度を制御する。このため、所望の温度で半導体ウェ
ハ8の集積回路の検査を行なうことができる。
持板7の下部に設けてもよいし、半導体ウェハ収納器の
周囲の雰囲気によって半導体ウェハ8の温度を制御して
もよい。
8上の集積回路が動作することによって発生する自己発
熱を放熱するヒートパイプを設けてもよい。
導体ウェハ収納器の平面図であり、図6(b)は図6
(a)におけるVI−VI線の断面図である。
1実施例においては、固定ねじ16によって配線基板1
2と保持板7とを接近させたが、第6実施例において
は、配線基板12と保持板7との間に密封空間を形成
し、該密封空間を減圧することによって配線基板12と
保持板7とを接近させる点である。すなわち、保持板7
の周縁部の上に、加圧されると弾性的に大きく収縮する
リング状のシリコンゴム等よりなるシール材33を配置
して、配線基板12と保持板7との間に密封空間を形成
し、保持板7に設けられた開閉弁36により開閉される
吸引孔38から前記密封空間を減圧するものである。
板7及びシール材33により囲まれる空間部を真空ポン
プを用いて例えば200Torr以下に減圧する。半導
体ウェハ8のサイズを例えば6インチとすると、大気圧
は約760Torrであるので、大気と密封空間との圧
力差により半導体ウェハ8上には少なくとも130kg
以上の荷重が加わる。シール材33はシリコンゴム等よ
りなり収縮性が高いので、130kg以上の荷重の大部
分はプローブシート9を介してバンプ14に均一に加わ
る。半導体ウェハ8上の集積回路端子の材料が例えばA
lとすると1バンプ当り約10gの荷重によって0.5
Ω以下で安定したバンプ14と集積回路端子間の接触抵
抗を得ることができるので、10000箇所以上のバン
プ14と集積回路端子との間の確実な接触が可能にな
る。前記の減圧状態を保持することにより、低抵抗で多
数のバンプ14と集積回路端子との間の電気的接続が確
保された半導体ウェハ収納器を構成できるので、バンプ
14と集積回路端子との間の接触不良がなくなると共に
半導体ウェハ8上の全集積回路に均質な入力波形を供給
できるので、検査精度の向上を図ることができる。
半導体ウェハ8及びシール材33の上に配置した後、配
線基板12又は保持板7を両者が互いに接近するように
押圧してバンプ14と集積回路端子とを接触させておい
てから、配線基板12、保持板7及びシール材33によ
り形成される密封空間を減圧してもよい。
配線基板12に設けてもよいし、シール材33を配線基
板12に接着しておいてもよい。
11におけるバンプ14が設けられていた部位に突起部
11aを設け、該突起部11aをプローブ端子としても
よい。この場合には、異方性導電ゴム11の突起部11
aを半導体ウェハ8上の集積回路端子に直接に接触させ
る。
11を省略して、配線基板12にバンプ29を設け、該
バンプ29を半導体ウェハ8上の集積回路端子と電気的
に接触させてもよい。
導体ウェハ収納器の平面図であり、図9(b)は図9
(a)におけるIX−IX線の断面図である。
持板7との間に密封空間を形成したが、第7実施例にお
いては、配線基板12の上に押圧板25を設け、該押圧
板25と保持板7との間に密封空間を形成している。す
なわち、プローブシート9及び異方性導電ゴム11は固
定ねじ45によりセラミックリング10を介して配線基
板12に固定されており、保持板7には第6実施例と同
様のシール材33が設けられている。押圧板25、保持
板7及びシール材33によって形成される密封空間は、
押圧板25に設けられた開閉弁47により開閉される吸
引孔52から減圧される。
は異方性導電ゴム11を介して配線基板12内の配線5
0に電気的に接続されている。配線50は、配線基板1
2に設けられたコネクタ49及び押圧板25に設けられ
たコネクタ54を介して、押圧板25内に設けられた配
線53に電気的に接続されている。配線53は押圧板2
5に設けられた外部コネクタ51に電気的に接続されて
いる。
保持板7に固定した後、バンプ14が半導体ウェハ8の
集積回路端子(図示せず)に接触するように配線基板1
2を配置する。その後、配線基板12のコネクタ49と
押圧板25のコネクタ54とが上下に対向するように押
圧板25を配置して、押圧板25、保持板7及びシール
材33によって密封空間を形成する。該密封空間を吸引
孔52から減圧してシール材33を圧縮することによ
り、配線基板12のコネクタ49と押圧板46のコネク
タ54とを電気的に接続すると共にバンプ14を半導体
ウェハ8の集積回路端子に電気的に接続する。これによ
り、第6の実施例と同様、10000箇所以上のバンプ
14と半導体ウェハ8の集積回路端子との間の低抵抗な
接続が実現できる。
押圧板25を配置したので、押圧板25を高価でも剛性
を有する材料により形成し、配線基板12をガラス等の
安価な材料により形成すると、半導体ウェハ8上に形成
される集積回路の種類に合わせて配線基板12を交換す
るだけで何種類もの半導体ウェハ収納器を構成できるの
で、半導体ウェハ収納器のコストを低減できる。
線基板12とを予め固定しておいた状態で、押圧板25
及び配線基板12を半導体ウェハ8及びシール材33上
に同時に配置してもよい。
半導体ウェハ8及びシール材33の上に配置した後、押
圧板25又は保持板7を両者が互いに接近するように押
圧して、押圧板25、保持板7及びシール材33によっ
て形成される密封空間を減圧してもよい。
保持板7に設けてもよいし、シール材33を押圧板25
に設けてもよい。
ム11におけるバンプ14が設けられていた部位に突起
部11aを設け、該突起部11aをプローブ端子として
用いてもよい。この場合には、異方性導電ゴム11の突
起部11aを半導体ウェハ8の集積回路端子に直接に接
続する。また、図10に示すように、押圧板25の側部
に設けられた吸引孔52のほかに、押圧板25の上部に
も、開閉弁48によって開閉される吸引孔53を設けて
もよい。
ム11を省略して、配線基板12にバンプ29を設け、
該バンプ29を半導体ウェハ8の集積回路端子と電気的
に接続してもよい。
ゴム11を省略して異方性導電ゴム11の代わりに、押
圧板25と配線基板12との間にゴムよりなる弾性体5
6を配置してもよい、この場合には、配線基板12のコ
ネクタ49と押圧板25のコネクタ54とはワイヤ60
によって接続する。
半導体ウェハ収納器の平面図であり、図13(b)は図
13(a)におけるXIII−XIII線の断面図である。
性導電ゴム11を除いた構造のものがケーシング69に
収納されている点である。すなわち、保持板7と剛性板
63とは固定ねじ19によって固定されており、剛性板
63と配線基板12との間には、伸縮性の高いゴムから
なり内部に空気等のガスが充填された押圧袋22が配置
されている。ケーシング69の上側部分と下側部分との
間にはゴムからなるシール材73が配置されてケーシン
グ69は密封状態になっていると共に、ケーシング69
内は開閉弁72が設けられた吸引孔74から減圧可能で
ある。
プ29は、半導体ウェハ8の集積回路端子(図示せず)
に接続されていると共に、配線基板12に設けられた配
線15及びコネクタ68並びにワイヤ70を介して、ケ
ーシング69の外部に設けられた外部端子71と電気的
に接続している。
吸引孔74から減圧すると押圧袋22は膨張しようとす
るが、保持板7と剛性板25とは固定ねじ19によって
固定されているので、押圧袋22が膨張しようとする力
は配線基板12を半導体ウェハ8の方に押圧する押圧力
となるので、バンプ29と半導体ウェハ8の集積回路端
子とは電気的に確実に接続する。これによって、バンプ
29と集積回路端子との間の低接触抵抗化が図られ、接
触不良の防止及び入力信号の特性改善が図られる。
より減圧した後、開閉弁72により吸引孔73を閉じて
ケーシング69内を減圧状態にして半導体ウェハ収納器
を持ち運ぶ際、空気が吸引孔74等からケーシング69
内に入るので、時間の経過につれてケーシング69内の
気圧は上昇する。しかし、ケーシング69内の容積及び
ケーシング69内の圧力を適当に設定することにより、
時間が経過してもケーシング69内を所望の圧力以下に
コントロールすることができる。
気導入部をケーシング69の外部に連通させておき、押
圧袋22内の圧力を外部からコントロールできるように
しておくと、時間の経過に伴ってケーシング69内の圧
力が高くなっても、バンプ29に加わる押圧力を一定に
保ち、バンプ29と半導体ウェハ8の集積回路端子との
間の接触抵抗を一定に保つことができる。
外部端子から配線基板12までの特性インピーダンスを
50Ω程度に設計することは容易であり、また配線基板
12から半導体ウェハ8の集積回路端子までの距離は
0.5mm程度以下であるので、非常に高周波特性に優
れた半導体ウェハ収納器を実現できる。
例に示した半導体ウェハ収納器を用いて行なう半導体集
積回路の検査方法を示す概念であり、図14(a)は例
えば第7実施例の半導体ウェハ収納器の使用状態を示し
ている。
ンプ14を有するプローブシート9、異方性導電ゴム1
1、配線基板12、及びシール材33が設けられた押圧
板25を載置する。また、ウェハ側ステージ76に、半
導体ウェハ8が固定されている保持板7を保持させる。
に、公知のアライメント技術を用いて半導体ウェハ8と
プローブシート9との位置合わせを行なった後、ウェハ
側ステージ76を矢印の方向に移動させて、半導体ウェ
ハ8の集積回路端子とプローブシート9のバンプ14と
を接触させる。
33によって形成される密封空間を吸引孔52から減圧
してシール材33を圧縮することにより、バンプ14を
半導体ウェハ8の集積回路端子に電気的に接続する。
14(b)に示すようなラック77に挿入する。この
際、開閉弁47は吸引孔52を閉じており、半導体ウェ
ハ収納器Aの内部は減圧状態に保たれているが、ラック
77に挿入された半導体ウェハ収納器Aは真空ポンプ7
8によって再び減圧される。
ータ及び出力信号検出器に接続された電極が設けられて
おり、該電極はラック77に挿入された各半導体ウェハ
収納器Aの外部電極に接続される。これにより、各半導
体ウェハ8上の集積回路に電源電圧及び入力信号が供給
されると共に、各集積回路からの出力信号の検出が行な
われ、多数の半導体ウェハ8を同時に検査することがで
きる。
体ウェハ8を検査する際のフローチャートを示してい
る。
ェハ8をアライメントして半導体ウェハ収納器Aを形成
する工程を繰り返し行なって、所定数の半導体ウェハ収
納器Aを形成する。次に、半導体ウェハ収納器Aをラッ
ク77に挿入した後、半導体ウェハ収納器A内を減圧し
て半導体ウェハ8の集積回路へ電源電圧及び信号を入力
して半導体ウェハ8の検査を行なう。この検査工程にお
いては、バーンインスクリーニングを行なうため半導体
ウェハ8を昇温してもよい。
スクリーニング処理を大量の半導体ウェハ8に対して同
時に行なう場合、ステップSA1において全ての半導体
ウェハ8について半導体ウェハ収納器Aを形成した後、
ステップSA2において全ての半導体ウェハ8に対して
一度にバーンインスクリーニングを行なうことにより、
アライメント装置を占有せず、またバーンインスクリー
ニング時間を大幅に低減することが可能になるので、検
査コストを低減できる。
ハ8を昇温してテストする場合、テスト時の温度まで半
導体ウェハ8を昇温した状態でアライメントを行なって
もよい。このようにすると、温度上昇による半導体ウェ
ハ8及び半導体ウェハ収納器Aの熱膨張を考慮したアラ
イメントができる。
ウェハの集積回路端子とプローブ端子とを接続する接続
装置の断面図である。
部には仕切板81が図16における左右方向に移動可能
に設けられており、該仕切板81によってケーシング8
0の内部は第1の領域と第2の領域とに区画されてい
る。ケーシング80の第1の領域には、第1の開閉弁8
2によって開閉される第1の吸引孔83が設けられ、ケ
ーシング80の第2の領域には、第2の開閉弁84によ
って開閉される第2の吸引孔85が設けられている。
86が固定され、ケーシング80の左壁面には第2のセ
ラミック板87が固定されており、第2のセラミック板
87はプローブ端子となるバンプ88を有している。第
1のセラミック板86と第2のセラミック板87とは、
半導体ウェハ88を挟持した状態で固定ねじ89によっ
て互いに固定されており、これら第1のセラミック板8
6と第2のセラミック板87とによって半導体ウェハ収
納器90が構成されている。
らケーシング80の第1の領域を減圧すると共に、第2
の吸引孔85からケーシング80の第2の領域を加圧す
ると、仕切板81ひいては第1のセラミック板86は第
1の領域側に移動するので、半導体ウェハ88の集積回
路端子とバンプ88とが電気的に接続し、両者間を低抵
抗にすることができる。この際、半導体ウェハ収納器9
0の外部コネクタ91とケーシング80内のコネクタ9
2とが接続するので、バンプ88は第2のセラミック板
87の配線93及びケーシング80の配線94を介して
ケーシング80の外側のコネクタ93に接続される。
90が、バンプ88を半導体ウェハ88の集積回路端子
に対して押圧する押圧手段を備えていなくても、半導体
ウェハ収納器90の外部の押圧手段によりバンプ88を
半導体ウェハ88の集積回路端子に対して押圧すること
ができる。
圧手段によって保持板及び絶縁性基板のうちの少なくと
も一方を押圧して保持板に保持された半導体ウェハの各
集積回路端子とプローブシートの各プローブ端子とを電
気的に接続する際、プローブシートは弾性体を介して押
圧されるため、弾性体がプローブシートのプローブ端子
の高さのバラツキを吸収するので、半導体ウェハの各集
積回路端子とプローブシートの各プローブ端子とは確実
に接続すると共に、各プローブ端子には均等に押圧力が
作用するので、集積回路端子とプローブ端子との間の接
触抵抗を低減できると共に半導体ウェハの集積回路端子
に均質な入力波形を供給できる、これにより、検査精度
の向上を図ることができる。
に弾性体が設けられているため、半導体ウェハ上に絶縁
性基板を配置したり又は半導体ウェハ収納器を移動した
りする際に、弾性体が緩衝材となるので、半導体ウェハ
が破損する事態を回避することができる。
することによって、半導体ウェハの温度を制御でき、ま
た、外部電極に入力された検査用の電源電圧又は信号
は、絶縁性基板の配線及びプローブ端子を介して、半導
体ウェハの集積回路端子に入力されるので、半導体ウェ
ハとプローブシートとのアライメント工程と、半導体ウ
ェハに対する温度制御工程と、半導体ウェハの集積回路
への電源電圧又は信号の入力工程とをそれぞれ切り離す
ことができるので、多数の半導体ウェハに対して同時に
検査をすることができる。
手段が、保持板及び絶縁性基板のうちの少なくとも一方
をガス又は液体からなる高圧の流体により押圧する手段
であると、半導体ウェハとプローブシートとは互いに接
近するので、半導体ウェハの各集積回路端子とプローブ
シートの各プローブ端子とは確実に接続する。
手段によって保持板と絶縁性基板との間に形成された密
封空間を減圧して保持板とプローブシートとが互いに接
近させると、請求項1の発明と同様、半導体ウェハの各
集積回路端子とプローブシートの各プローブ端子とは確
実に接続するので、集積回路端子とプローブ端子との間
の接触抵抗を低減でき、また、半導体ウェハとプローブ
シートとのアライメント工程と、半導体ウェハに対する
温度制御工程と、半導体ウェハの集積回路への電源電圧
又は信号の入力工程とをそれぞれ切り離すことができる
ので、多数の半導体ウェハに対して同時に検査をするこ
とができる。
の半導体ウェハ収納器と同様、半導体ウェハの各集積回
路端子とプローブシートの各プローブ端子とは確実に接
続するので、集積回路端子とプローブ端子との間の接触
抵抗を低減でき、また、半導体ウェハとプローブシート
とのアライメント工程と、半導体ウェハに対する温度制
御工程と、半導体ウェハの集積回路への電源電圧又は信
号の入力工程とをそれぞれ切り離すことができるので、
多数の半導体ウェハに対して同時に検査をすることがで
きる。さらに、保持板に保持された半導体ウェハの温度
を検出する温度検出手段を備えているので、多数の半導
体ウェハに対して同時に検査を行なう際に各半導体ウェ
ハの温度を検出できるので、半導体ウェハに対する温度
制御が確実になる。
板と押圧板との間に形成される密封空間を減圧すると、
第1の半導体ウェハ収納器と同様、半導体ウェハの各集
積回路端子とプローブシートの各プローブ端子とが確実
に接続するので、集積回路端子とプローブ端子との間の
接触抵抗を低減でき、また、半導体ウェハとプローブシ
ートとのアライメント工程と、半導体ウェハに対する温
度制御工程と、半導体ウェハの集積回路への電源電圧又
は信号の入力工程とをそれぞれ切り離すことができるの
で、多数の半導体ウェハに対して同時に検査をすること
ができる。
シング内を減圧すると、保持板と剛性板との間に設けら
れた弾性体からなる押圧袋が膨張し、押圧袋が膨張しよ
うとする力は絶縁性基板を介してプローブシートに伝わ
り、プローブシートと半導体ウェハとを互いに接近する
ため、第1の半導体ウェハ収納器と同様、半導体ウェハ
の各集積回路端子とプローブシートの各プローブ端子と
が確実に接続するので、集積回路端子とプローブ端子と
の間の接触抵抗を低減でき、また、半導体ウェハとプロ
ーブシートとのアライメント工程と、半導体ウェハに対
する温度制御工程と、半導体ウェハの集積回路への電源
電圧又は信号の入力工程とをそれぞれ切り離すことがで
きるので、多数の半導体ウェハに対して同時に検査をす
ることができる。プローブシートの各プローブ端子と半
導体ウェハの各集積回路端子とは電気的に確実に接続す
る。
部をケーシングの内部に連通させる連通手段を備えてい
ると、ケーシング内に空気が入ってケーシング内の圧力
が高くなっても、押圧袋内の圧力を高めることにより、
押圧袋が絶縁性基板を介してプローブシートを押圧する
力を一定に保つことができるので、プローブシートの各
プローブ端子と半導体ウェハの各集積回路端子との電気
的な接続を保持できる。
板に保持された半導体ウェハの温度を制御する温度制御
手段を備えていると、多数の半導体ウェハに対して同時
に検査を行なう場合に各半導体ウェハの温度を確実に制
御することができる。
て、保持板が半導体ウェハを吸引して保持板本体に固定
する手段を有していると、半導体ウェハを保持板に確実
に固定することができる。
圧力を第1の領域の圧力よりも高くすることにより、絶
縁性基板の各プローブ端子と保持板に保持された半導体
ウェハの各検査用集積回路端子とを電気的に接続させる
ことができるので、半導体ウェハ収納器がプローブシー
トと半導体ウェハとを接近させる押圧手段を備えていな
くても、プローブシートのプローブ端子と半導体ウェハ
の集積回路端子とを電気的に接続させることができる。
圧すると、保持板と押圧板とが互いに接近してプローブ
シートの各プローブ端子と保持板に保持された半導体ウ
ェハの各検査用集積回路端子とが電気的に接続するの
で、検査用集積回路端子とプローブ端子との間の接触抵
抗を低減させることができる。
工程との間に、各検査用集積回路端子と各プローブ端子
とが接触するように、保持板及び押圧板のうちの少なく
とも一方を予め押圧する工程を備えていると、各検査用
集積回路端子と各プローブ端子とが接触した状態で密封
空間を減圧できるので、検査用集積回路端子とプローブ
端子との位置ずれが生じない。
と、外部電極に入力された電源電圧又は信号は、絶縁性
基板の配線及びプローブシートのプローブ端子を介して
半導体ウェハの集積回路端子に入力されるため、半導体
ウェハとプローブシートとのアライメント工程と、半導
体ウェハの集積回路への電源電圧又は信号の入力工程と
をそれぞれ切り離すことができるので、多数の半導体ウ
ェハに対して同時に検査をすることができる。
て、第1の工程又は第2の工程が、保持板に保持された
半導体ウェハを所定の温度に加熱する工程を有している
と、半導体ウェハに対してバーンインスクリーニングを
行なうことができる。
ハ収納器の平面図、(b)は(a)におけるI−I線の
断面図である。
ハ収納器の平面図、(b)は(a)におけるII−II線の
断面図である。
ハ収納器の平面図、(b)は(a)におけるIII −III
線の断面図である。
ハ収納器の平面図、(b)は(a)におけるIV−IV線の
断面図である。
ハ収納器の平面図、(b)は(a)におけるV−V線の
断面図である。
ハ収納器の平面図、(b)は(a)におけるVI−VI線の
断面図である。
ハ収納器の断面図である。
ハ収納器の断面図である。
ハ収納器の平面図、(b)は(a)におけるIX−IX線の
断面図である。
ェハ収納器の断面図である。
ェハ収納器の断面図である。
ェハ収納器の断面図である。
ェハ収納器の平面図、(b)は(a)におけるXIII−XI
II線の断面図である。
た半導体ウェハ収納器を用いて行なう半導体集積回路の
検査方法を示す図である。
器を用いて行なう半導体集積回路の検査方法のフローチ
ャートである。
積回路端子とプローブ端子とを接続する接続装置の断面
図である。
図である。
ーチャートである。
Claims (7)
- 【請求項1】 半導体チップを検査するための複数の集
積回路端子を有する半導体ウェハを保持する保持板と、 前記保持板と対向するように設けられ、対応する前記複
数の集積回路端子と電気的に接続される複数のプローブ
端子と、前記複数のプローブ端子と電気的に接続された
配線とを有する配線基板と、 前記保持板と前記配線基板との間に形成される空間部の
周縁部に設けられ、前記保持板及び配線基板と共に密封
空間を形成する弾性を有するシール材と、 前記保持板と前記配線基板とが互いに接近して前記保持
板に保持された半導体ウェハの各集積回路端子と前記配
線基板の各プローブ端子とが電気的に接続されるように
前記密封空間を減圧する減圧手段とを備えていることを
特徴とする半導体ウェハ収納器。 - 【請求項2】 前記シール材は、前記密封空間が前記減
圧手段により減圧されたとき、前記密封空間と大気との
圧力差により弾性収縮して、前記保持板と前記配線基板
とを互いに接近させることによって、前記保持板に保持
されている半導体ウェハの各集積回路端子と前記配線基
板の各プローブ端子とを電気的に接続させることを特徴
とする請求項1に記載の半導体ウェハ収納器。 - 【請求項3】 前記配線基板は、前記保持板と対向する
ように設けられ、前記複数のプローブ端子を有するプロ
ーブシートと、該プローブシートに対して前記保持板の
反対側に設けられ、前記配線を有する絶縁性基板とから
なることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェハ収
納器。 - 【請求項4】 前記配線基板は、前記配線と電気的に接
続されており、検査用の電源電圧又は信号が入力される
外部電極を有していることを特徴とする請求項1に記載
の半導体ウェハ収納器。 - 【請求項5】 前記減圧手段は、前記保持板に前記密封
空間と連通するように設けられた吸引孔と、該吸引孔を
開閉する開閉弁とを有し、前記吸引孔から前記密封空間
を減圧することを特徴とする請求項1に記載の半導体ウ
ェハ収納器。 - 【請求項6】 半導体チップを検査するための複数の集
積回路端子を有する半導体ウェハを保持板に保持させる
工程と、複数のプローブ端子及び該プローブ端子と電気的に接続
された配線を有する配線基板と、前記半導体ウェハを保
持している前記保持板とを、前記配線基板の各プローブ
端子と前記半導体ウェハの各集積回路端子とが互いに対
向すると共に、前記配線基板と前記保持板との間の空間
部の周縁部に介在する弾性を有するシール材、前記配線
基板及び前記保持板によって密封空間が形成されるよう
に配置する工程と、 前記密封空間を減圧することにより、前記配線基板の各
プローブ端子と前記半導体ウェハの各集積回路端子とを
互いに接触させる工程と、 前記密封空間の減圧状態を保持したまま、前記配線基板
及び前記保持板をバーイン検査用ラックに収納する工程
と、 検査用の電源電圧又は入力信号を、前記配線基板に設け
られた配線及びプローブ端子を介して、前記半導体ウェ
ハの集積回路端子に入力することにより、前記半導体チ
ップに対して検査を行なう工程 とを備えていることを特
徴とする半導体集積回路の検査方法。 - 【請求項7】 前記バーイン検査用ラックに収納されて
いる前記配線基板、保持板及びシール材により形成され
ている前記密封空間を再び減圧する工程をさらに備えて
いることを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路
の検査方法。
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JP30859494A JP2925964B2 (ja) | 1994-04-21 | 1994-12-13 | 半導体ウェハ収納器及び半導体集積回路の検査方法 |
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JP8310894 | 1994-04-21 | ||
JP30859494A JP2925964B2 (ja) | 1994-04-21 | 1994-12-13 | 半導体ウェハ収納器及び半導体集積回路の検査方法 |
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