专利名称：半导体装置的测试装置及测试方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体装置的测试装置以及测试方法，特别涉及使用测
试装置来对半导体装置进行筛选(screening)从而剔除初期不合格时的测试 装置以及测试方法。
背景技术：
半导体集成电路器件(device)等半导体装置，需要为了剔除初期不合 格而进行筛选。在已有的筛选方法中具有代表性的是通过电压加速的方法以 及通过温度加速的方法。 一般来说，半导体装置在常温(25°C-30°C)下使用 时，从开始使用到约1000小时之间的时间段发生初期不合格，真正的使用 寿命约为30万小时。
因此，在常温下对半导体装置进行筛选的话，为进行筛选需要将近1000 小时的长时间。在此， 一般的筛选通常在125。C进行，不是实施1000小时， 而是实施大约1小时到大约96小时。
在使用发热量大的半导体装置的个人电脑(personal computer)或服务 器(server)中，为了抑制半导体装置温度上升而进行冷却，在基板上设有 大型风扇(fan)，进行风扇冷却，液体冷却，气体冷却，珀尔贴(Peltier) 冷却等。在对发热量大的半导体装置进行筛选时，由于半导体装置的制造误 差等原因，即使在相同电压以及温度下，半导体装置各自的发热量也会产生 差异。由于该发热量的差异，导致半导体装置的温度超出了规定的温度控制 范围。
在以往的用于进行筛选的测试装置中，每个半导体装置都设有具有加热 器(heater)的热印头(thermal head)。在对半导体装置进行筛选时，必须 在使温度可变的溶液(水或氟化不活性溶液(Fluorinert，美国3M公司产品) 等)在热印头中循环，并且将全部热印头贴紧在所对应的半导体装置上，通 过溶液以及加热器的热量对半导体装置进行温度控制。更具体的说，在安装在测试装置上的多个半导体装置中确定发热量第一 大的半导体装置，设定在热印头中循环的溶液的温度，使得在该半导体装置 达到规定温度时的加热器功率变为最小。即，以发热量第一大的半导体装置 作为基准对溶液的温度进行设定。对于其他的半导体装置，通过对各个加热 器功率分别进行调整来进行控制从而使其达到规定温度。
然而，在安装在测试装置上的多个半导体装置中，在发热量的误差非常 大的情况下，在进行筛选时，有时半导体装置的温度脱离规定温度的范围。 例如，如果不将加热器功率设为大致0%，并且使循环的溶液的温度接近常 温，则有时存在不能控制在规定温度内的发热量大的半导体装置，相反，对 于发热量小的半导体装置，即使将对应的加热器功率设大致100%，由于溶
液温度低的原因，半导体装置的发热仍然被夺走，从而出现如图17所示的
未达到规定温度的情况。
图17是在对进行筛选时的半导体装置的温度控制示例进行说明的图。 在图17中，纵轴为温度，横轴为时间。此外，TR为进行筛选时的规定温度 (typical值)，TRU以及TRL分别为规定温度的上限值及下限值。作为示 例，在安装在测试装置上的半导体装置中，发热量大的半导体装置的温度以 DV11来表示，发热量小的半导体装置的温度以DV12来表示。
如图17所示，在为使发热量大的半导体装置的温度(DV11)收束在规 定温度的范围内而降低循环溶液的温度的情况下，即使将加热器功率设成最 大，发热量小的半导体装置的温度(DV12)也有时热量不足而无法达到规 定温度的下限值TRL。
这种未达到规定温度(在预先设定的设定时间内没有达到规定温度)的 半导体装置，因为未能施加用于发现初期不合格品的规定应力(stress)，因 此或是切断半导体装置的供给电源实施再次筛选，或是作为不合格品进行处 理。
此外，关于为进行半导体装置的测试的温度控制技术已经有多种提案 (参照专利文献1 5等。)。
在专利文献l中，提出这样的预烧装置，即，将用于加热被测试电子元 件的加热区块与用于冷却被测试电子元件的冷却区块置为热浮动状态 (floating)，能够独立的控制大多数电子元件的温度，对于自身发热量不同的大多数电子元件，同时进行预烧(bumin)测试。
在专利文献2中，提出了一种半导体测试系统，通过对容置有IC器件的接触区块(contact block)的温度进行控制，来使IC器件保持一定的温度。具体地说，提出了一种温度控制技术，在容置IC器件的接触区块中设有空洞部，对应于IC器件的基体温度，选择性地从设在空洞部中的高温控制用喷嘴向接触区块喷射高温控制用液体，或从低温控制用喷嘴向接触区块喷射低温控制用液体。
在专利文献3中，提出了一种温度控制技术，为了能够对电子元件等被处理体快速实施加热处理或是冷却处理，能够精确并且灵敏的控制被处理体温度。
在专利文献4中，提出了一种预烧装置，在能够对被测定器件分别进行温度控制的同时，提高在预烧测试中的温度精度以及操作性。
在专利文献5中，提出了一种测试预烧装置，以元件为单位对中等功率及高功率的IC等半导体元件进行温度计测及温度调整，同时使其老化(aging)，从而排除初期不合格的不合格品。
专利文献1:日本特开2005-265665号公报
专利文献2:日本特开2001-51012号公报
专利文献3:日本特开2006-310631号公报
专利文献4:日本特开2000-304804号公报
专利文献5:日本特开2005-156172号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种半导体装置的测试装置以及测试方法，能够与制造误差等导致的半导体装置的发热量的差异无关地，并且良好的控制半导体装置的温度。
本发明具有温度检测部，能够分别检测出多个半导体装置中的每个半导体装置的温度；温度控制单元，根据温度检测部的检测结果控制半导体装置的温度。温度控制单元具有热印头，对半导体装置进行冷却或加热；多种溶液用配管，使设定为相互不同的温度多种溶液进行并排的流通；流路切换部，切换是否使在溶液用配管内流通的溶液在热印头内流通。
8通过本发明，即使对于下述的特定的半导体装置，也能够通过将溶液切换至高温，或者切断溶液的流通，从而将半导体装置的温度控制在规定温度范围内，这种特定的半导体装置是指，因作为测试对象的半导体装置的制造误差等导致发热量误差大，使发热量大的半导体装置的温度收束在规定温度时，会夺走其热量，导致成为不能达到规定温度的发热量小的半导体装置。
图1是表示在本发明的实施方式中半导体装置的测试装置的构成示例的图。
图2是表示在本实施方式中溶液路线的示例的图。
图3是表示在本实施方式中测试板(checkbroad)的示例的图。
图4是表示在本实施方式中的温度控制单元中的溶液路线的示例的图。
图5A是表示在本实施方式中热印头以及其周边部的构成例的俯视图。
图5B是图5A所示的热印头及其周边部的A向视图。
图5C是图5A所示热印头及其周边部的B向视图。
图6A是表示在本实施方式中热印头及其周边部的其它的构成例的俯视图。
图6B是图6A所示热印头及其周边部的C向视图。
图6C是图6A所示热印头及其周边部的D向视图。
图7是表示在本实施方式中流路切换机构的示例的图。
图8是表示在本实施方式中流路切换机构的其他的示例的图。
图9是表示在本实施方式中流路切换机构的其他的示例的图。
图IOA是在本实施方式中热印头的仰视图。
图10B是在本实施方式中热印头的侧视图。
图IIA是在本实施方式中对热印头的移动控制进行说明的图。
图IIB是在本实施方式中对热印头的移动控制进行说明的图。
图12是表示本实施方式的测试装置的动作的流程图。
图13是表示本实施方式的测试装置的动作的流程图。
图14是为了对本实施方式中温度控制进行说明的图。
图15是为了对本实施方式中温度控制单位进行说明的图。图16是表示本实施方式中测试装置的功能检查动作的流程图。
图17是为了对半导体装置的测试装置中的温度控制示例进行说明的图。
具体实施例方式
下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式中半导体装置的测试装置的构成例的框图。本实施方式测试装置，对半导体装置进行加热或冷却，从而在与常温不同的温度环境中对半导体装置实施测试和评价，例如能够适于进行用于剔除初期不合格品的筛选的测试装置(预烧装置)等。
如图1所示，本实施方式的测试装置具有控制部10;温度控制部20;
温度检测部30;热交换器41、 42;温度控制单元50以及测试板60。对于温度控制单元50以及测试板60，以一个温度控制单元50和一个测试板60作为1组，设有多个组。另外，在图1中，对于用于使溶液循环的配管省略图示，所述溶液是温度能够变化的溶液，用于对安装在测试板60上的半导体装置(测试对象的半导体装置)进行温度控制。
控制部IO对测试装置内的各功能部进行总体控制。例如，控制部10根据通过温度检测部30检测出的半导体装置的温度(半导体装置的发热量)，对温度控制部20进行控制指示。此外，例如，控制部IO，对在测试中对安装在测试板60上的半导体装置施加的电压及信号进行控制，并且根据该测试结果等判断半导体装置是否为不合格品，并输出判断结果。
温度控制部20相应来自控制部10的控制指示，对热交换器41、 42和温度控制单元50进行控制，从而对安装在测试板60上的半导体装置进行温度控制。温度控制部20具有溶液温度控制部21、流路控制部22、加热器控制部23以及热印头移动量控制部24。
溶液温度控制部21对热交换器41、 42进行控制，为了控制半导体装置的温度，在测试装置内控制溶液温度，更详细的说，对在各温度控制单元50中循环的温度能够变化的溶液(水或氟化非活性液体等)的温度进行控制。另外，在本实施方式中具有2个热交换器41、 42，使设定为不同温度的溶液进行循环，通过热交换器(高)41对高温一方的溶液的温度进行调整，通过热交换器(低)42对低温一方的溶液的温度进行调整。流路控制部22对在温度控制单元50内设置的流路切换机构进行控制。
加热器控制部23对在温度控制单元50内的热印头上设置的加热器的输出(加热器功率)进行控制。热印头移动量控制部24对在温度控制单元50内的热印头在上下方向(热印头上的能够与半导体装置接触的面的法线方向)上的移动量进行控制。
温度检测部30根据温度控制单元50内的热印头上设置的温度传感器的输出，对测试板60上安装的半导体装置的温度进行检测。由此，温度检测部30对测试板60上安装的每个半导体装置的发热量进行监视。
温度控制单元50，通过对测试板60上安装的半导体装置进行加热或冷却，来对半导体装置的温度进行控制。温度控制单元50构成为这样的结构:热印头被设置成分别与测试板60上安装的半导体装置对应，能够对各个半导体装置独立的进行温度控制。此外，温度控制单元50具有温度传感器，所述温度传感器用于分别与安装在测试板60上的半导体装置对应地测定半导体装置的温度。
测试板60是安装有作为测试对象的半导体装置的插件板。测试板60，在进行测试时与控制部10电连接，经由测试板60而在控制部10与半导体装置之间进行信号等的收发。
图2是表示为了对半导体装置的温度进行控制而在本实施方式的测试装置内进行循环的溶液的路线的示例的图。如上述那样，在本实施方式的测试装置中，设定为不同的两种温度的溶液在进行循环。
通过热交换器(高)41调整至设定温度的溶液，在溶液用配管(高温一方)43A、 43B内流动，被分别供给到各温度控制单元50，然后在溶液用配管(高温一方)45A、 45B内流动而返回热交换器(高)41。
同样，通过热交换器(低)42调整至设定温度的溶液，在溶液用配管(低温一方)43A、 43B内流动，被分别供给到各温度控制单元50，然后在溶液用配管(低温一方)46A、 46B内流动而返回热交换器(低)42。
由此，设定为高温一方温度的溶液以及设定为低温一方温度的溶液分别在测试装置内进行循环，向各温度控制单元50流通。
图3是表示本实施方式中测试板60的示例的图。测试板60上安装有多个IC插口 61 (socket)，各IC插口 61安装有作为测试对象的半导体装置63。此外，测试板60具有端子组62，该端子组62经由未图示的配线而与与IC插口61电连接。安装在测试板60的IC插口61上的半导体装置63经由配线以及端子组62而与控制部10电连接，从而收发信号等。
另外，在图3所示的例子中，虽然IC插口 61配置成4行5列的矩阵(matrix)状，但是本发明并不局限于此。测试板60上的IC插口 61的配置方法以及配置数量是任意的。此外，测试装置内的全部的测试板60也可以不是相同的结构，例如IC插口61的配置方法、配置数、大小、形状等不同结构的不同测试板60可以在测试装置内混存。
图4是表示在温度控制单元50中的溶液路线的示例的图。
温度控制单元50具有用于对半导体装置进行加热或冷却的多个热印头51。热印头51设置成分别与安装在测试板60上的半导体装置对应。此外，温度控制单元50 具有设定为高温一方温度的溶液进行流动的溶液用配管(高温一方)52以及设定为低温一方温度的溶液进行流动的溶液用配管(低温一方)53，能够对各热印头51提供设定为高温一方温度的溶液以及设定为低温一方温度的溶液。
在本实施方式中的热印头以及其周边部的构成例在图5A 图5C中表示。图5A是表示热印头以及其周边部的构成例的俯视图，图5B是图5A的A向视图，图5C是图5A的B向视图。
在图5A 图5C中，101为热印头，102为设定为高温一方温度的溶液进行流动的溶液用配管(高温一方)，103为设定为低温一方温度的溶液进行流动的溶液用配管(低温一方)，104为用于使溶液在热印头101内通过的溶液用配管。溶液用配管(高温一方)102相当于图4所示的溶液用配管(高温一方)52，溶液用配管(低温一方)103相当于图4所示的溶液用配管(低温一方)53。
在溶液用配管(高温一方)52与溶液用配管104的连接部，以及溶液用配管(低温一方)53与溶液用配管104的连接部，分别设置有流路切换机构105。通过该流路切换机构105来切换是否使溶液在热印头101内进行循环，从而能够对于热印头101控制溶液流路的打开或切断。
在如图5A 图5C所示结构中，通过流路切换机构105能够选择性地使设定为高温一方温度的溶液或设定为低温一方温度的溶液在热印头101内流通。另外，通过对各流路切换机构105进行控制，使其切断流向热印头101的溶液的流路，能够使设定为高温一方温度的溶液以及设定为低温一方温度的溶液都不在热印头101内流动。
另外，如图5A 图5C中所示，虽然示出了使设定为高温一方温度的溶液或设定为低温一方温度的溶液选择性的在热印头101内进行流通的结构，但是也可以是在测试装置中仅使设定为某个温度的1种温度的溶液进行循环，如图6A 图6C所示的结构，通过切换是否使溶液在热印头101内流通，来进行半导体装置的温度控制。
图6A 图6C是表示热印头及其周边部的其它的构成例的图。图6A为上部俯视图，图6B为图6A的C向视图，图6C为图6A的D向视图。
在图6A 图6C中，201为热印头，202为用于使溶液在测试装置内进行循环的溶液用配管，203为用于使溶液在热印头201内通过的溶液用配管。在溶液用配管202与溶液用配管203的连接部设置有流路切换机构204，该流路切换机构204用于切换是否使溶液在热印头201内进行循环，即，对热印头201控制打开或切断溶液的流路。由此，能够使溶液在热印头201内流通，或是切断溶液的流通。
对本实施方式中流路切换机构进行说明。另外，在下面，虽然图示说明了用于使溶液在测试装置内进行循环的一种溶液用配管和用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管，但是在图5A 图5C所示构成中，对于用于使溶液在测试装置内进行循环的各个溶液用配管，只要适用下面说明的流路切换机构即可。
图7是表示在本实施方式中流路切换机构的示例的图。在图7中，301、 302为热印头，热印头301对应的半导体装置发热量小，热印头302对应的半导体装置发热量大。在用于使溶液在测试装置内进行循环的溶液用配管303与用于使溶液在热印头301、 302内通过的溶液用配管的连接部，设置有控制阀304、 305，该控制阀304、 305用于切换是否使溶液向热印头301、 302流通。控制阀304、 305由温度控制部20内的流路控制部22进行控制。
在使溶液不向热印头301、 302流通的情况下对控制阔进行控制，作为控制阀304，如图示那样，切断溶液用配管303与用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管之间的连接路线。另一方面，在使溶液向热印头301、 302流通的情况下对控制阀进行控制，作为控制阀305，如图示那样，切断溶液用配管303的路线，使溶液从溶液用配管303向用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管流动。
图8是表示在本实施方式中流路切换机构的其他的示例的图。
在图8中，401、 402为热印头，热印头401对应的半导体装置发热量小，热印头402对应的半导体装置发热量大。在用于使溶液在测试装置内进行循环的溶液用配管403与用于使溶液在热印头401、 402内通过的溶液用配管的连接部，设置有筒状的部件404、 406，该筒状的部件404、 406与溶液用配管403的内壁接触，并且能够旋转。
部件404、 406具有开口部405、 407。开口部405、 407设置成这样的结构在使部件404、 406仅旋转了适当的角度时，开口部405、 407与用于使溶液在热印头401、 402内通过的溶液用配管相吻合。此外，在部件404、 406的内部具有切断部408、 409，在旋转部件404、 406而使得用于使溶液在使热印头301、 302内通过的溶液用配管与开口部405、 407相吻合的情况下，该切断部408、 409切断部件404、 406内的流通路线，在除此以外情况下，该流通路线切断部408、 409打开部件404、 406内的流通路线。部件404、406由温度控制部20内的流路控制部22来控制旋转量。
在不使溶液向热印头401、 402流通的情况下进行控制，使得部件404如图示那样使开口部405不与用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管相吻合。另一方面，在使溶液向热印头401、 402流通的情况下进行控制，使得部件406如图示那样使开口部407与用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管相吻合。
图9是表示在本实施方式中流路切换机构的其他的示例的图。在图9中，501、 502为热印头，热印头501对应的半导体装置发热量小，热印头502对应的半导体装置发热量大。在用于使溶液在测试装置内进行循环的溶液用配管503与用于使溶液在热印头501、 502内通过的溶液用配管的连接部，设置有控制阀504、 505，该控制阀504、 505用于切换是否使溶液向热印头501、 502流通。控制阀504、 505由温度控制部20内的流路控制部22进行控制。
14在使溶液不向热印头501、 502流通的情况下这样对控制阀进行控制， 使控制阀504如图示那样将溶液用配管503与用于使溶液在热印头内通过的 溶液用配管的连接路线切断。另一方面，在使溶液向热印头501、 502流通 的情况下这样对控制阀进行控制，使控制阀505如图示那样，切断溶液用配 管503的路线，使溶液从溶液用配管503向用于使溶液在热印头内通过的溶 液用配管流动。
图IOA、图IOB表示本实施方式的热印头的构成例。图IOA是热印头的 下部仰视图，图IOB是热印头的侧视图。另夕卜，在图IOA、图10B中，省略 了用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管。
在IOA、图10B中，601为热印头，602为用于向半导体装置606传递 热量的加热器，603是用于测量半导体装置606的温度的温度传感器，604 为溶液温度传递片。加热器602以及温度传感器603固定在与固定溶液温度 传递片604的区块不同的区块605上。
固定溶液温度传递片604的区块和固定加热器602以及温度传感器603 的区块605，能够分别独立的调整上下方向的移动量。例如，分别设置用于 使固定溶液温度传递片604的区块和固定加热器602以及温度传感器603的 区块605进行移动的驱动机构(凸轮(cam)或气缸等)，根据温度控制部 20内的热印头移动量控制部24来控制驱动机构，调整移动量。另外，移动 量的调整能够对于每个热印头独立进行。
参照图11A、图11B，对本实施方式中热印头的移动控制进行说明。图 IIA是表示测试装置没有执行测试的空闲时的状态，图IIB是表示执行测试 的测试时的状态。
在图IIA、图11B中，611为温度控制单元，设置有热印头612A 612。 此外，613为测试板，安装有半导体装置614A 614E。在此，与半导体装 置614B、 614C、 614D相比，半导体装置614A、 614E的测试时的发热量小。
在利用测试装置进行测试的情况下，最初固定溶液温度传递片的区块和 固定加热器以及温度传感器的区块一起使热印头612A 612E进行移动，从 而使它们与半导体装置614A 614E接触。然后，在发热量小并且在预先设 定的设定时间内半导体装置的温度没有达到规定温度的情况下，或是已经预 测到这种状态的情况下，如图11B中的热印头612A、 612E那样，使固定溶液温度传递片的区块上升，从而使它们相对于半导体装置614A、 614E而处 于非接触状态。这样，不会夺取必要以上的半导体装置的热量，从而能够减 少测试时半导体装置的温度的误差。
另外，在上述的说明中，虽然溶液温度传递片和加热器以及温度传感器 固定在不同区块上，但是也可以不分割区块，而将溶液温度传递片、加热器 以及温度传感器设置在一个区块上，设置为能够调整加热器以及温度传感器 的突出量。只要在该情况下通过调整热印头的上下方向的移动量从而能够实
现以下状态即可，这些状态是第一状态，溶液温度传递片、加热器以及温 度传感器全部与半导体装置接触；第二状态，溶液温度传递片不与半导体装 置接触，加热器以及温度传感器与半导体装置接触；第三状态，溶液温度传 递片、加热器以及温度传感器全部不与半导体装置接触。 下面，对本实施方式中测试装置的动作进行说明。
图12是表示本实施方式的测试装置的动作的流程图。另外，在图12中 表示了使用设定为2种不同的温度的溶液对半导体装置进行温度控制的情况 的动作。
首先，在动作开始时，控制部10取得通过温度检测部30检测到的半导 体装置的温度(发热量)(S101)。然后，控制部10根据所取得的半导体 装置的温度，对在温度上升时的上升率进行确认(S102)。
其结果，上升率在预先设定的设定值以下时，即半导体装置的发热量小 的情况下，进入到步骤S103。然后，温度控制部20内的流路控制部22根据 来自控制部10的控制指示来控制流路切换机构，将用于使设定为高温一方 温度的溶液循环的溶液用配管和用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管 相连接，并使得溶液能够在相连接的两个上述溶液用配管内相互流通 (S103)。
然后，控制部10取得通过温度检测部30检测出的半导体装置的温度(发 热量)(S104)，根据所取得的半导体装置的温度，确认温度上升率(S105)。 接下来，对应己确认的温度上升率，根据来自控制部10的控制指示，温度 控制部20内的溶液温度控制部21控制热交换器(高)41来对高温一方溶液 的温度进行调整，加热器控制部23对热印头的加热器功率进行调整(S106)。
然后，控制部10基于通过温度检测部30检测出的半导体装置的温度(发热量)，判断是否已移至温度稳定时(S107)。其结果，在没有移至温度稳定时，即判断为温度上升时的情况下(S107的"否")，返回步骤S104， 重复进行步骤S104 S107的动作，直到控制部10判断为已经移至温度稳定 时为止，。另一方面，在步骤S107的判断的结果是判断为已经移至温度稳定时的 情况下(是)，控制部10取得通过温度检测部30检测出的半导体装置的温 度(发热量)(S108)，根据所取得的半导体装置的温度，确认温度变化率 (S109)。接下来，对应已确认的温度变化率，根据来自控制部10的控制 指示，温度控制部20内的溶液温度控制部21控制热交换器(高)41来对高 温一方溶液的温度进行调整，加热器控制部23对热印头的加热器功率进行 调整(S110)。重复进行步骤S108 S110的动作直至试验结束为止，在测试结束时(步 骤Slll的"是")，结束温度控制动作。在步骤S102中确认了上升率的结果是上升率在预先设定的设定值以上 时，即半导体装置的发热量大的情况下，进入到步骤S112。然后，温度控制 部20内的流路控制部22根据来自控制部10的控制指示来控制流路切换机 构，将用于使设定为低温一方温度的溶液循环的溶液用配管和用于使溶液在 热印头内通过的溶液用配管相连接，并使得溶液能够在相连接的两个上述溶 液用配管内相互流通(S112)下面，在步骤S113 S120的动作中，在进行溶液的温度调整的情况下控 制热交换器(低)42来对低温一方溶液的温度进行调整，仅有这一点与上述 步骤S104 S111的动作不同，其他都相同，因此省略了这部分说明。图13是表示本实施方式的测试装置的动作的流程图。另外，在图13中， 表示了通过切换是否使溶液在热印头101内进行循环，从而对半导体装置的 温度进行控制的情况的动作。首先，在动作开始时，控制部10取得通过温度检测部30检测出的半导 体装置的温度(发热量)(S201)，然后，控制部10根据所取得的半导体 装置的温度，对在温度上升时的上升率进行确认(S202)。其结果，上升率在预先设定的设定值以下时，即半导体装置的发热量小 的情况下，进入到步骤S203。然后，温度控制部20内的流路控制部22根据来自控制部10的控制指示来控制流路切换机构，将用于使溶液在测试装置 内循环的溶液用配管和用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管切断，艮卩， 使得不向热印头供给溶液(S203)另一方面，上升率在预先设定的设定值以上时，即半导体装置的发热量大的情况下，进入到步骤S204。然后，温度控制部20内的流路控制部22 根据来自控制部10的控制指示来控制流路切换机构，将用于使溶液在测试 装置内循环的溶液用配管和用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管相连 接，并使得溶液能够在相连接的两个上述溶液用配管内相互流通(S204)。然后，控制部10取得通过温度检测部30检测出的半导体装置的温度(发 热量)(S205)，根据所取得的半导体装置的温度，确认温度上升率(S206)。 接下来，对应已确认的温度上升率，根据来自控制部10的控制指示，温度 控制部20内的溶液温度控制部21控制热交换器从而对溶液的温度进行调 整，加热器控制部23对热印头的加热器功率进行调整(S207)。然后，控制部10基于通过温度检测部30检测出的半导体装置的温度(发 热量)，判对是否已移至温度稳定时(S208)。其结果，在没有移至温度稳 定时，即判断为温度上升时的情况下(S208的"否")，返回步骤S205， 重复进行步骤S205 S208的动作，直到控制部10判断为己经移至温度稳定 时为止。另一方面，在步骤S208的判断的结果是判断为已经移至温度稳定时的 情况下(是)，控制部10取得通过温度检测部30检测出的半导体装置的温 度(发热量)(S209)，根据所取得的半导体装置的温度，确认温度变化率 (S210)。接下来，对应已确认的温度变化率，根据来自控制部10的控制 指示，温度控制部20内的溶液温度控制部21控制热交换器来对溶液的温度 进行调整，加热器控制部23对热印头的加热器功率进行调整(S211)。重复进行步骤S209 S211的动作直至测试结束为止，在测试结束时(步 骤S212的是)，结束温度控制动作。另外，在图12以及图13中，虽然仅将在执行测试前进行流路切换的情 况作为例子进行表示，但是也可以在测试执行中任意的时间点进行流路切 换。此外，在本实施方式中，虽然能够通过调整热印头的上下方向的移动量来进行半导体装置的温度控制，但是在通过热印头的移动控制来对半导体装
置的温度进行控制的动作中，例如只要在图13所示的流程图的步骤S203、 S204中对热印头的移动量进行调整即可。具体的说，在步骤S203中对热印 头的位置进行调整从而使得溶液温度传递片不接触半导体装置即可，在步骤 S204中对热印头的位置进行调整从而使得溶液温度传递片接触半导体装置 即可。
以上，根据所说明的本实施方式，即使作为测试对象的半导体装置因制 造误差等而存在发热量的差异，也能够良好的控制半导体装置的温度，减少 半导体装置的温度误差。例如，在发热量的误差大时，即使对于像以往那样 如果控制溶液温度使发热量大的半导体装置的温度收束在规定温度范围则 无法达到规定温度的发热量小的半导体装置，也能如图14所示那样，将其 控制在规定温度范围内。
图14是表示在本实施方式中通过测试装置进行半导体装置的温度控制 的示例的图。在图14中，纵轴为温度，横轴为时间。在图14中，作为示例， 在安装在测试装置上的半导体装置中，发热量大的半导体装置的温度以DV1 表示，发热量小的半导体装置的温度以DV2表示。
TR为在测试时半导体装置的规定温度(typical值)，TRU以及TRL为 各自的规定温度的上限值以及下限值。此外，ST1为温度上升时的期间，ST2 为温度稳定时的期间。
通过本实施方式，即使是这样的半导体装置，即，如果降低溶液温度而 使发热量大的半导体装置的温度(DV1)处于规定温度范围内，则像以往那 样不能达到规定温度的发热量小的半导体装置，也会在没有在设定时间内达 到规定温度或是未能预测的情况下，将在热印头内流通的溶液切换为高温一 方温度的溶液，或者，切断向热印头流通的溶液，从而不夺取必要以上的半 导体装置的热量，因此，能够将温度控制在如图14的DV2所示的规定温度 范围内。由此，对于以往不能同时进行筛选的存在发热量的差异的半导体装 置，也能够同时进行筛选，从而不必进行再度筛选或是将其作为不合格品处 理，在提高测试效率的同时，能够减少不合格率。
另外，对于向热印头内流通的溶液的选择，换言之，对于对流路切换机 构的控制，可以针对每个半导体装置分别来进行，也可以针对每个测试板(温
19度控制单元)分别来进行。此外，对于对流路切换机构的控制，可以如图15
所示那样按照在测试装置701内的测试板702内，由多个测试板702构成的各个组(区域ZONE) 703A、 703B来进行，也可以按照由多个半导体装置构成的每个半导体装置组分别来进行。
此外，虽然发热量的误差大，但只要能够对发热量大的半导体装置与发热量小的半导体装置进行分组(grouping)，就能够不进行半导体装置的温度检测(监视发热量)，例如能够仅在测试前将第1区域703A控制为高发热用，将第2区域703B控制为低发热用，则能够抑制测试装置的制造成本。
此外，在上述的实施方式中，在测试装置中使多个温度的溶液进行循环的情况下，虽然是使高温一方以及低温一方的2个温度的溶液进行循环，但是本发明并不局限于此，也可以使3种以上的不同温度的溶液进行循环，只要分别设置对热印头控制各温度溶液的流通/切断的流路切换机构即可。
此外，在本实施方式中的半导体装置的测试装置中，也可以具备如图16的流程图所示那样的动作确认功能。
图16是表示本实施方式中测试装置的功能检查动作的流程图，表示溶液的循环以及切断的切换功能，即，确认流路切换机构是否正常动作。
首先，动作开始时，温度控制部20内的流路控制部22根据来自控制部10的控制指示对流路切换机构进行控制，将用于使溶液在测试装置内进行循环的溶液用配管与用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管之间的连接路线切断(S301)。
温度控制部20内的溶液温度控制部2根据来自控制部10的控制指示，控制热交换器将溶液温度设定为TA°C (S302)。
然后，控制部10控制流路切换机构，将用于使溶液在测试装置内进行循环的溶液用配管与用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管之间的连接路线切断，在此状态下，取得通过温度检测部30检测出的半导体装置的温度(发热量)，对半导体装置的温度进行确认(S303)。
其结果，半导体装置的温度若为室温(测试装置内的环境温度)，控制部IO就判断为流路切换机构的切断功能没有异常。接下来，温度控制部20内的流路控制部22根据来自控制部10的控制指示对流路切换机构进行控制，将用于使溶液在测试装置内进行循环的溶液用配管与用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管相连接，并使得溶液能够在相连接的两个上述溶液用 配管内相互流通(S304)。
然后，控制部10控制流路切换机构，将用于使溶液在测试装置内进行
循环的溶液用配管与用于使溶液在热印头内通过的溶液用配管相连接，并使 得溶液能够在相连接的两个上述溶液用配管内相互流通，在此状态下，取得
通过温度检测部30检测出的半导体装置的温度(发热量)，对半导体装置 的温度进行确认(S305)。
其结果，只要半导体装置的温度若为TA。C (溶液温度)，控制部10就 判断为流路循环机构的切断功能没有异常，最终判断流路切换机构正常进行 动作(S306)，结束该判断动作。
在步骤S303的确认的结果中半导体装置的温度为TA。C的情况下， 或者在步骤S305的确认的结果中半导体装置的温度为室温的情况下，控 制部IO判断为流路循环机构的循环以及切断的切换没有正常进行，最终 判断为流路切换机构存在异常(S307)，结束该判断动作。
此外，同样地，通过适当的切换状态，检测出在此情况下半导体装置的 温度，判断温度是否适当，也能够对切换向热印头流通的溶液的功能、向热 印头的上下方向移动的控制功能(溶液温度传递片接触/非接触半导体装置的 切换功能)是否正常动作进行确认。
此外，上述实施方式都只是实施本发明的具体化的示例，仅仅通过这些 不能对本发明的技术的范围进行限定的解釈。即，本发明在没有脱离其技术 思想或是主要特征的前提下，能够具有各种实施方式。
产业上的可利用性
通过本发明，即使发热量的误差大，也能够根据发热量进行控制，从而 能够良好的控制半导体装置的温度，能够与半导体装置的发热量的差异无关 地将半导体装置的温度控制在规定温度范围内。由此，对于以往需要进行再 度筛选或作为不合格品处理的半导体装置也能够同时进行测试，从而提高测 试效率以及合格品率。
权利要求
1.一种半导体装置的测试装置，其特征在于，具有温度检测部，其用于针对多个半导体装置中的每个上述半导体装置检测温度，温度控制单元，其用于根据上述温度检测部的检测结果来控制上述半导体装置的温度；上述温度控制单元具有热印头，其对应于每个上述半导体装置而设，用于对所对应的上述半导体装置进行冷却或加热，多个溶液用配管，这些溶液用配管使设定为相互不同的温度的多种溶液并排流通，流路切换部，其用于对上述溶液用配管分别进行切换，使在上述溶液用配管内流通的溶液在上述热印头内流通或不流通。
2. 如权利要求1所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 对应每个上述热印头而设有上述流路切换部。
3. 如权利要求l所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 上述流路切换部，选择性地使上述多种溶液中的一种溶液在上述热印头内流通。
4. 如权利要求l所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 上述流路切换部，选择性地使上述多种溶液中的一种溶液在上述热印头内流通，或者切断向上述热印头的溶液的流通。
5. 如权利要求l所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 上述多个溶液用配管配置在上述热印头的外部，在用于使溶液在上述热印头内流通的配管与上述溶液用配管的连接 部，设置有上述流路切换部。
6. 如权利要求l所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 还具有温度控制部，该温度控制部根据上述温度检测部的检测结果，对在上述溶液用配管内流通的溶液的温度进行控制。
7. 如权利要求1所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 上述流路切换部，仅在测试前切换使在上述溶液用配管内流通的溶液在上述热印头内流通或不流通。
8. 如权利要求l所述的半导体装置的测试装置，其特征在于，上述热印头具有温度传递部件，其用于将在内部流通的溶液的温度传递至上述半导 体装置，加热器，其用于加热上述半导体装置；能够在以下两种状态之间切换，这两种状态是，使上述温度传递部 件以及上述加热器都与上述半导体装置相接触的状态，仅使上述加热器 与上述半导体装置相接触的状态。
9. 如权利要求8所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 具有温度控制部，该温度控制部根据上述温度检测部的检测结果，在以下两种状态之间切换的同时控制上述加热器的输出，这两种状态是， 使上述温度传递部件以及上述加热器都与上述半导体装置相接触的状 态，仅使上述加热器与上述半导体装置相接触的状态。
10. 如权利要求9所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 仅在测试前通过温度控制部进行控制。
11. 如权利要求l所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 对每个上述半导体装置分别控制上述半导体装置的温度。
12. 如权利要求l所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 针对安装有多个上述半导体装置的每个测试板，分别控制上述半导体装置的温度。
13. 如权利要求1所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 对由多个半导体装置构成的每个组，或是对由分别安装有多个上述半导体装置的多个测试板构成的每个组，分别控制上述半导体装置的温 度。
14. 如权利要求l所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 具有动作确认功能，该动作确认功能用于确认上述测试装置是否正常动作。
15. —种半导体装置的测试装置，其特征在于， 具有温度检测部，其用于针对多个半导体装置中的每个上述半导体装置 分别检测温度，温度控制单元，其针对每个上述半导体装置分别具有热印头，该热 印头用于对上述半导体装置进行冷却或加热，并且该温度控制单元用于根据上述温度检测部的检测结果来控制上述半导体装置的温度；上述热印头具有温度传递部件，其用于将在内部流通的溶液的温度传递至上述半导 体装置，加热器，其用于加热上述半导体装置；能够在以下两种状态之间切换，这两种状态是，使上述温度传递部 件以及上述加热器都与上述半导体装置相接触的状态，仅使上述加热器 与上述半导体装置相接触的状态。
16. 如权利要求15所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 对于每个上述半导体装置分别能够在以下两种状态之间切换，这两种状态是，使上述温度传递部件以及上述加热器都与上述半导体装置相 接触的状态，仅使上述加热器与上述半导体装置相接触的状态。
17. 如权利要求15所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 具有温度控制部，该温度控制部根据上述温度检测部的检测结果，在以下两种状态之间切换的同时控制上述加热器的输出，这两种状态是， 使上述温度传递部件以及上述加热器都与上述半导体装置相接触的状 态，仅使上述加热器与上述半导体装置相接触的状态。
18. 如权利要求15所述的半导体装置的测试装置，其特征在于， 上述温度传递部件固定在上述热印头的第一区块上，上述加热器固定在上述热印头的第二区块上，上述第一区块与上述第二区块能够独立 的调整移动量。
19. 一种半导体装置的测试方法，通过温度控制单元来控制安装在 测试板上的多个半导体装置的温度，从而进行测试，上述温度控制单元具有热印头，并且使设定为相互不同的温度的多种溶液并排流通，该热印头对应于每个上述半导体装置而设，用于对上述半导体装置 进行冷却或加热，该半导体装置的测试方法的特征在于，具有温度检测工序，针对每个上述半导体装置分别检测上述半导体装置 的温度，流路切换工序，根据上述温度检测工序的检测结果来切换流路，选 择性地使上述多种溶液中的一种溶液在上述热印头内流通。
全文摘要
本发明提供一种半导体装置的测试装置以及测试方法，具有温度检测部，检测安装在测试板上的多个半导体装置的温度；温度控制单元，根据其检测结果控制半导体装置的温度，并且，温度控制单元具有热印头，对半导体装置进行冷却或加热；多种溶液用配管，使设定为相互不同温度的多种溶液并排流通；流路切换部，切换是否使在上述溶液用配管内流通的溶液在热印头内流通，对于将发热量大的半导体装置的温度收束在规定温度范围内的溶液温度时导致的不能达到规定温度的发热量小的半导体装置，通过流路切换部在热印头内流通的溶液切换为更高温度的溶液，能够与发热量的差异无关地将半导体装置的温度控制在规定温度范围内。
文档编号G01R31/26GK101675347SQ20078005301
公开日2010年3月17日 申请日期2007年5月21日 优先权日2007年5月21日
发明者中村英明 申请人:富士通微电子株式会社