JPH11121569A - バーンイン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路
素子を駆動する駆動回路から出力される電気信号に信号
劣化が生じないようにする。 【解決手段】 カセット補助基板１６の上方の下部コネ
クタ１７Ａと対向する位置に下部コネクタ１７Ａと対を
なす上部コネクタ１７Ｂが配設されたカセット支持板２
１が設けられている。カセット支持板２１の両側部に
は、該カセット支持板２１の支持面に垂直に貫通する貫
通孔が設けられ、該貫通孔には支持棒２２が貫通すると
共に、下部コネクタ１７Ａと上部コネクタ１７Ｂとの互
いの位置を規定する円筒部材２３が設けられている。カ
セット支持板２１における上部コネクタ１７Ｂと反対側
には、上部コネクタ１７Ｂと下部コネクタ１７Ａとを脱
着させる脱着手段２４が設けられており、該脱着手段２
４の上側には、上部コネクタ１７Ｂと電気的に接続され
たドライバーボード２６が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ上に
形成されたチップの複数の集積回路をウェハ状態で同時
に検査するために用いられるバーンイン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路装置を搭載した電
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。

【０００３】通常、半導体集積回路装置は、半導体チッ
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
は単にチップと呼ぶ。）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。

【０００４】ベアチップに対して品質保証を行なうため
には、半導体集積回路装置をウェハ状態でバーンインす
る必要がある。

【０００５】しかしながら、半導体ウェハ状態で一括に
行なうバーンイン（以下、ウェハ・バーンインと呼
ぶ。）は、半導体ウェハの取り扱いが非常に複雑になる
ので、低価格化の要求に応えられない。また、一の半導
体ウェハ上に形成されている複数のベアチップを１個又
は数個ずつ何度にも分けてバーンインを行なうのは、多
くの時間を要するので、時間的にもコスト的にも現実的
でないので、すべてのベアチップをウェハ状態で一括し
て同時にバーンインを行なうことが要求される。

【０００６】ここで、特開平８−５６６６号公報に開示
されたウェハ・バーンインが行なえるバーンイン装置を
説明する。

【０００７】図６は従来のウェハ・バーンイン装置の概
観を示し、図６に示すように、ウェハ・バーンイン装置
１００は、ウェハトレイ１０１とプローブカード１０２
とが減圧され圧着されてなるウェハカセット１０３を複
数収納できるラック１１０と、ウェハカセット１０３の
減圧状態を維持する真空ポンプ１１１と、ウェハカセッ
ト１０３に保持されている半導体ウェハに形成されてい
る複数の半導体集積回路素子をそれぞれ電気的に駆動す
る駆動回路１１２とから構成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のウェハ・バーンイン装置は、駆動回路１１２から出
力される種々の電気信号が、波形の鈍り（なまり）、オ
ーバーシュート及びアンダーシュート等の信号劣化を起
こしやすいという問題を有している。

【０００９】本発明は、前記従来の問題を解決し、半導
体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子を駆動する
駆動回路から出力される電気信号に信号劣化が生じない
ようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係るバーンイン装置は、複数の半導体集積
回路素子が形成されている半導体ウェハを保持するウェ
ハトレイと、該ウェハトレイのウェハ保持面と対向する
ように設けられ、複数の半導体集積回路素子の各電極と
対応する位置にプローブ端子を有するプローブカード
と、該プローブカードに設けられ、プローブ端子に電気
信号を印加する外部電極とを有するウェハカセットを用
いて、複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハ
レベルで一括して検査するバーンイン装置であって、バ
ーンイン装置が、ウェハカセットを収納するカセット収
納部と、ウェハカセットにおける外部電極と電気的に接
続され、半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素
子を駆動する駆動回路部とを備え、駆動回路部はウェハ
カセットの表裏方向側に設けられている。

【００１１】本発明のバーンイン装置によると、半導体
ウェハにおける複数の半導体集積回路素子を駆動する駆
動回路部とを備え、該駆動回路部はウェハカセットの表
裏方向側に設けられているため、駆動回路部がウェハカ
セットの後方側に配置される場合に比べて、駆動回路部
とウェハカセットとの距離が短縮される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図面
を参照しながら説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施形態に係るバーンイ
ン装置の外観を示している。図１に示すように、バーン
イン装置１は、該装置の正面に向かって右側に、検査デ
ータの送受信及び温度制御等を行なう制御部２が設けら
れ、向かって左側に、複数のウェハカセット４をカセッ
ト単位で挿入するための開口部３ａを有するカセット収
納部３が設けられている。

【００１４】図２はウェハカセット４に収納されるカセ
ット本体の構成を示している。図２に示すように、ガラ
ス基板からなり、主面に多層配線層を有するプローブカ
ード１１には、その主面に半導体ウェハ１２上の集積回
路素子の検査用の各電極と対応する位置に設けられたプ
ローブ端子となる複数のバンプが形成されており、これ
らのバンプは、プローブカード１１の周縁部に設けられ
ている外部電極と、多層配線層のうちのいずれかの配線
層を通じて電気的に接続されている。

【００１５】このプローブカード１１を用いてウェハ・
バーンインを行なうには、該プローブカード１１の各バ
ンプと半導体ウェハ１２上に形成された集積回路素子の
各電極とを完全に接触させる必要がある。そのための治
具として、アルミニウム等の金属からなり、半導体ウェ
ハ１２を保持するウェハトレイ１３を設けている。

【００１６】ウェハトレイ１３におけるプローブカード
１１の主面と対向する面（＝主面）の周縁部には、プロ
ーブカード１１の主面とウェハトレイ１３の主面と共に
密閉空間を形成するためのシリコンゴム等からなるシー
ルリング１４が設けられ、また、側部に密閉空間と外部
空間とを導通させ且つ減圧状態を維持する真空バルブ１
５が設けられている。

【００１７】図３は本実施形態に係るバーンイン装置１
のカセット収納部３における開口部３ａの近傍部の正面
構成を示している。図３に示すように、ウェハカセット
４は、プローブカード１１とウェハトレイ１３とからな
るカセット本体と、該カセット本体の搬送を容易にする
方形のカセット補助基板１６とから構成されている。カ
セット補助基板１６における上面の周縁部にはソケット
方式を用いた下部コネクタ１７Ａが設けられており、カ
セット補助基板１６の下面はプローブカード１１の主面
と反対側の面（＝裏面）と密着して該プローブカード１
１と電気的に接続されている。

【００１８】カセット補助基板１６の上方における下部
コネクタ１７Ａと対向する位置に下部コネクタ１７Ａと
対をなす上部コネクタ１７Ｂが配設されたカセット支持
板２１が設けられている。カセット支持板２１の両側部
には、該カセット支持板２１の支持面に垂直に貫通する
貫通孔が設けられ、該貫通孔には支持棒２２が貫通する
ように設けられている。さらに、該貫通孔には、内側面
と支持棒２２の外側面とが摺動することによって下部コ
ネクタ１７Ａと上部コネクタ１７Ｂとの互いの位置を規
定する円筒部材２３が設けられている。

【００１９】また、ウェハカセット４は、ウェハカセッ
ト４の下面の両側部がカセット支持板２１の下面におけ
る上部コネクタ１７Ｂと円筒部材２３との間の領域に設
けられた懸架部に架け渡されるように支持されている。

【００２０】カセット支持板２１における上部コネクタ
１７Ｂと反対側には、該上部コネクタ１７Ｂとカセット
補助基板１６における下部コネクタ１７Ａとを脱着させ
るために、例えば、モータ部２４ａと、該モータ部２４
ａの回転軸２４ｂと、該回転軸２４ｂに切られた雄ねじ
を用いて回転軸の回転運動を直線運動に変換する雌ねじ
部２４ｃとからなり、カセット支持板２１を上下させる
脱着手段２４と、下部コネクタ１７Ａと上部コネクタ１
７Ｂとを抜去する際に、例えば、モータ部２５ａと、該
モータ部２５ａの回転軸に切られた雄ねじを用いて回転
軸の回転運動を直線運動に変換する雌ねじ部２５ｂと、
中央部が雌ねじ部２５ｂに固持されると共に両端部側が
クランク形状を持ち、カセット補助基板１６における下
部コネクタ１７Ａの近傍を両端部を用いて押下する押下
部２５ｃとからなり、下部コネクタ１７Ａと上部コネク
タ１７Ｂとの抜去を容易にする脱着補助手段２５とが設
けられている。

【００２１】脱着手段２４のモータ部２４ａ及び脱着補
助手段２５のモータ部２５ａの上側には、上部コネクタ
１７Ｂと電気的に接続された駆動回路を搭載したドライ
バーボード２６が設けられており、また、支持棒２２に
固持された基板２７の上におけるウェハカセット４の下
側には、ウェハカセット４を所定温度に加熱するための
温度調整プレート２８が設けられている。

【００２２】このように、本実施形態によると、ウェハ
カセット４のカセット補助基板１６には、ウェハトレイ
１３に保持されている半導体ウェハにおける複数の半導
体集積回路素子の各電極と電気的に接続された下部コネ
クタ１７Ａが設けられており、ウェハカセット４のカセ
ット補助基板１６を懸架して支持するカセット支持板２
１には、下部コネクタ１７Ａと対をなす上部コネクタ１
７Ｂが設けられている。また、これらのコネクタ１７
Ａ，１７Ｂの自動脱着を行なえる脱着手段２４及び脱着
補助手段２５を有しているため、バーンイン装置の自動
運転が可能となる。

【００２３】さらに、図６に示すような従来のドライバ
ーボードは、ラック１１０におけるウェハ収納部の開口
部の反対側にエクステンション（延長）ボードを介在さ
せるなどして、ウェハカセット１０３とドライバーボー
ドとを電気的に接続していたが、本実施形態におけるバ
ーンイン装置においては、ウェハカセット４の上方、す
なわち、表裏方向側にドライバーボード２６が設けられ
ており、該ドライバーボード２６は、カセット補助基板
１６の下部コネクタ１７Ａ及びカセット支持板２１の上
部コネクタ１７Ｂを介して電気的に接続されているた
め、従来のドライバーボードに比べて信号線の配線長が
短くなるので、ドライバーボード２６からプローブカー
ド１１に出力される種々の電気信号に、波形の鈍り、オ
ーバーシュート及びアンダーシュート等の信号劣化が生
じにくくなる。このため、所定のバーンイン検査を確実
を行なうことができる。

【００２４】以下、本実施形態の第１変形例について図
面を参照しながら説明する。

【００２５】図４は本実施形態に係るバーンイン装置１
のカセット収納部３における開口部３ａの近傍部の正面
構成を示している。図４において、図３に示す構成部材
と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明
を省略する。

【００２６】前記の実施形態においては、ドライバーボ
ード２６とウェハカセット４のカセット補助基板１６と
の電気的な接続をソケット方式によるコネクタを用いた
が、本変形例においては、カセット支持板２１に設けら
れた複数のポゴピン３２を用いることによって、ドライ
バーボード２６とカセット補助基板１６との電気的な接
続を得ている。

【００２７】すなわち、カセット補助基板１６の上面の
周縁部にあらかじめ外部電極を設けておき、ポゴピン３
２の内部に装填されたバネの弾性力を用いて先端部を外
部電極に押し当てることにより電気的な接続を得る。

【００２８】本変形例によると、モータ部２４ａと該モ
ータ部２４ａの回転軸２４ｂと該回転軸２４ｂに切られ
た雄ねじを用いて回転軸の回転運動を直線運動に変換す
る雌ねじ部２４ｃとからなり、カセット支持板２１を上
下させる脱着手段２４には、下部コネクタ１７Ａと上部
コネクタ１７Ｂとを抜去する際の脱着補助手段２５が不
要となる。

【００２９】なお、図５の第２変形例に示すように、カ
セット補助基板１６の下面の周縁部にあらかじめ外部電
極を設けておき、ポゴピン３２の先端部を外部電極に押
し当てることにより電気的な接続を得ることもできる。
この場合は、支持棒２２に固持された基板２７の下面側
にドライバーボード２６を設けて、信号線の配線長の短
縮化を図ることになる。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係るバーンイン装置によると、
半導体ウェハにおける複数の半導体集積回路素子を駆動
する駆動回路部とを備え、該駆動回路部はウェハカセッ
トの表裏方向側に設けられているため、駆動回路部がウ
ェハカセットの後方側に配置される場合に比べて、駆動
回路部とウェハカセットとの距離が短縮される。このた
め、駆動回路部とウェハカセットのプローブカードとを
接続する信号線の配線長が短くなるので、駆動回路部か
らプローブカードに出力される電気信号及びプローブカ
ードから駆動回路部に入力される電気信号に、波形の鈍
り、オーバーシュート及びアンダーシュート等の信号劣
化が生じにくくなり、その結果、所定の検査を確実を行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るバーンイン装置を示
す外観図である。

【図２】本発明の一実施形態に係るバーンイン装置に投
入するウェハカセットに収納されるカセット本体を示す
構成図である。

【図３】本発明の一実施形態に係るバーンイン装置のカ
セット収納部における開口部近傍を示す正面図である。

【図４】本発明の一実施形態の第１変形例に係るバーン
イン装置のカセット収納部における開口部近傍を示す正
面図である。

【図５】本発明の一実施形態の第２変形例に係るバーン
イン装置のカセット収納部における開口部近傍を示す正
面図である。

【図６】従来のウェハ・バーンイン装置の概観図であ
る。

【符号の説明】

１ バーンイン装置 ２ 制御部 ３ カセット収納部 ４ ウェハカセット １１ プローブカード １２ 半導体ウェハ １３ ウェハトレイ １４ シールリング １５ 真空バルブ １６ カセット補助基板 １７Ａ 下部コネクタ １７Ｂ 上部コネクタ ２１ カセット支持板 ２２ 支持棒 ２３ 円筒部材 ２４ 脱着手段 ２４ａ モータ部 ２４ｂ 回転軸 ２４ｃ 雌ねじ部 ２５ 脱着補助手段 ２５ａ モータ部 ２５ｂ 雌ねじ部 ２５ｃ 押下部 ２６ ドライバーボード（駆動回路部） ２７ 基板 ２８ 温度調整プレート ３２ ポゴピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の半導体集積回路素子が形成されて
   いる半導体ウェハを保持するウェハトレイと、該ウェハ
   トレイのウェハ保持面と対向するように設けられ、前記
   複数の半導体集積回路素子の各電極と対応する位置にプ
   ローブ端子を有するプローブカードと、該プローブカー
   ドに設けられ、前記プローブ端子に電気信号を印加する
   外部電極とを有するウェハカセットを用いて、前記複数
   の半導体集積回路素子の電気的特性をウェハレベルで一
   括して検査するバーンイン装置であって、 前記バーンイン装置は、 前記ウェハカセットを収納するカセット収納部と、前記
   ウェハカセットにおける前記外部電極と電気的に接続さ
   れ、前記半導体ウェハにおける前記複数の半導体集積回
   路素子を駆動する駆動回路部とを備え、 前記駆動回路部は前記ウェハカセットの表裏方向側に設
   けられていることを特徴とするバーンイン装置。