JPH0353776B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 真空チヤンバ内にLSI等を封入し、電子ビーム
を照射して性能試験を行う場合、試験機とLSIと
を高速の試験信号波形への影響を小さくするよう
に接続し、且つ試験機を真空チヤンバの外に設置
することを可能とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は例えばLSIの如き被試験品に、真空チ
ヤンバ内で、電子ビームを照射して、性能試験を
行う試験装置に係り、特に該真空チヤンバの外か
ら、被試験品を試験するために授受する。高速の
試験信号波形への影響を小さくする試験装置に関
する。

近年、半導体技術の発展に伴い、各種のIC及
びLSIが提供されるようになり、これらのIC及び
LSIの性能を試験する上で、電子ビームを照射し
て試験することを求められることがある。

LSIに電子ビームを照射するには、真空チヤン
バ内にLSIを封入する必要があり、且つ性能を試
験するには、試験装置からLSIに試験信号を供給
し、その結果を受信して判定を行う必要がある。

LSIとは高速の信号波形を授受する必要がある
ため、真空シールが可能で且つ高速信号波形の伝
送に与える影響を小さくする接続方式が必要であ
る。

〔従来の技術〕

第４図は従来の接続方法を説明する図である。

第４図ａは台８と共に真空チヤンバを構成する
ケース２に、電子ビーム照射装置１及び試験装置
のテストヘツド７と、LSI３を取付けたソケツト
４とを接続するケーブル６を取い付けたものであ
る。

ステージ５は、LSI３を電子ビーム照射装置１
の下に位置付けするため、台８上を水平移動する
ことが可能である。従つてケーブル６には、ステ
ージ５の移動量をカバーする配線長が必要であ
る。

テストヘツド７から送出される試験信号は、ケ
ーブル６を経て真空チヤンバ内に入り、ソケツト
４を経てLSI３に供給される。そして電子ビーム
照射装置１からは、電子ビームがLSI３に照射さ
れる。又LSI３から送出される信号は、ケーブル
６を経てテストヘツド７に送出され、LSI３の良
否が判定される。

しかしながら、上記第４図ａに示す従来例の場
合、ケーブル６の配線長が長いため、高速の信号
波形に歪が発生する。従つて、LSI３の性能試験
に限界が発生するという問題があつた。

このため、第４図ｂに示されるような接続方式
が考えられた。

第４図ｂは水平移動が可能な台８と図示されざ
るフレームに固定支持されたケース２により構成
される真空チヤンバ内に、LSI３を取付けたテス
トヘツド７を直接封入したものである。又電子ビ
ーム照射装置１は第４図ａと同様、ケース２に取
付けられている。尚、台８とケース２は摺動可能
に設けられており、摺動面にシール材を有する。
テストヘツド７からは直接LSI３に試験信号が供
給される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、第４図ｂに示す従来例の場合、テス
トヘツド７が真空チヤンバ内に封入されるため、
真空チヤンバの容積が大きくなり、排気時間が長
くなると共に、テストヘツド７の発熱を外部に放
出する機構が必要となるという問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑み、テストヘツ
ド７とLSI３との接続距離を短く出来、試験信号
波形への影響を小さくすることが出来る接続方式
を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理を説明する図である。

第１図ａにおいて、１は電子ビーム照射装置で
あり、後述するLSI3に電子ビームを照射するも
の、１３は真空チヤンバであり、後述する台８
と、台８に対して摺動可能なケース２と、台８と
ケース２の間のケース２側に設けられ、ケース２
内の気密を保つ真空シール部材１４とを含んでな
るもの、３はLSIで、被試験体の一つであり、電
子ビームが照射されて性能試験が行われるもので
ある。

４はソケツトであり、LSI３の端子が挿入接続
されるもの、７はテストヘツドであり、図示しな
い移動装置によつて台８に対して上下動可能に設
けられてなると共に、LSI３に対してソケツト４
及びテストヘツド７とソケツト４を接続する電線
１２を介して駆動信号を入力し、その駆動信号に
対する出力を監視してLSI３の良否の判定を行う
ものである。

８は台であり、図示されざるＸ−Ｙ駆動装置に
接続されて水平移動可能に設けられており、電子
ビーム照射装置１からの電子ビームのLSI３上の
照射位置を順次変更するもの、９はソケツト搭載
台であり、ソケツト４が搭載されると共に、テス
トヘツド７とソケツト４とを接続する電線１２を
収納しているものである。

１０は収納ケースであり、テストヘツド７に固
定されており、ソケツト搭載台９をテストヘツド
７に結合すると共に、台８との間の隙間を塞ぐこ
とによつて真空チヤンバ１３の気密を保持するも
の、１１は真空シール部材であり、収納ケース１
０と電線１２とを気密に保持するものである。

第１図ｂは第１図ａのＡ−Ｂ線断面図であり、
図に示すように収納ケース10は例えば円形であ
り、電線１２はソケツト４を挟み、ソケツト４の
端子に接続し易いように配列する。

電線１２はテストヘツド７とソケツト４とを短
い距離で接続し、収納ケース１０と真空シール部
材１１は、真空チヤンバ１３内に空気が侵入する
ことを阻止する構成とする。

〔作用〕

上記の如く構成することにより、LSI３の試験
は以下のように行われる。まず、真空チヤンバ１
３の空気を図示しない排気装置によつて排気し、
真空となるとテストヘツド７から電線１２を経
て、ソケツト４の端子に試験信号が送出される。
ソケツト４に挿入されたLSI３はこの試験信号に
基づき、内部回路により処理した信号を、電線１
２を経てテストヘツド７に送出する。

そして、テストヘツド７では、電線１２を介し
て得られた信号に基づいて、LSI３が正常に動作
したか否かを判定する。尚、異常動作した場合
は、LSI３の内部のどの部分に異常が発生してい
るかを検出する為に、電子ビーム照射装置１を駆
動して、異常個所の検出を行う。

以上説明した如く、ソケツト４はテストヘツド
７に固定であり、台８の移動距離に応じた配線長
を必要とせず、電線１２は接続距離を短くするこ
とが出来、殆ど信号波形に影響を与えずに信号を
伝送することが可能となると共に、テストヘツド
７は真空チヤンバ１３の外に配置出来るので、フ
アン等の簡便な放熱機構を採用することが可能と
なる。

〔実施例〕

第２図、第３図は本発明の接続方式が適用され
る試験機の構成を示す概略図であり、第２図は試
験機の側面図、第３図は試験機の平面図である。

図において、２０は電子ビーム照射装置であ
り、例えば走査型電子顕微鏡（スキヤンニング・
エレクトロン・マイクロスコープ：SEM）の電
子銃とレンズ系から構成されて成るものである。

２１は真空チヤンバであり、外側ケース２２、
外側ケース２２が載置される載置台２３、公知の
平面移動機構に支持されており、載置台２３に対
して図中二点鎖線で示す位置迄水平移動可能に設
けられた移動テーブル２４、載置台２３と移動テ
ーブル２４との間を塞ぐ真空シール部材であるＯ
リング２５等から構成されるものである。

２６はソケツト搭載台であり、被試験体である
LSIが挿入されるソケツトを搭載支持するもの、
２７は収納ケースであり、ソケツトに供給する信
号線（図示しない）を収納すると共に、載置台２
３と移動テーブル２４との摺動面である外周面に
ケース２２内の気密を保つための真空シール部材
（図示しない）を備えるものである。

２８はテストヘツドであり、収納ケース２７が
一体的に取付けられ、図示しない信号線が収納ケ
ース２７を介してソケツトに接続されており、該
信号線を介してソケツトに挿入されたLSIに対し
て、各種動作を行わせるための駆動信号を供給
し、該LSIより得られた処理信号からLSIの良否
判定を行うものであり、移動テーブル２４に対し
て上下動可能に設けられるものである。

２９はモータであり、ねじ３０を回動駆動する
ことによつて、ナツト３１を上下動させてナツト
３１に固定されたテストヘツド２８を移動テーブ
ル２４に対して上下動させるもの、３２はキヤス
ターであり、装置の筐体３３を移動可能にするた
めのものである。

３４はTVカメラであり、アーム４１に支持さ
れており、破線位置に位置付けられた収納ケース
２７，ソケツト搭載台２６上のLSIの位置を認識
するためのもの、３５は排気装置であり、ホース
３６を介して真空チヤンバ２１内の空気を排出す
ることによつてチヤンバ内を真空にするためのも
のである。

３７は二次電子検知器であり、光フアイバー３
７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ（途中部分の図示
は省略する）を介して導かれた多方向に放射する
二次電子を検知するもの、３８はエネルギーアナ
ライザであり、中心部に電子ビームの通過孔を有
すると共に、極めて細かい目の金網が３段で構成
されており、二次電子の通過量を制限するもの、
３９は絞りであり、一次電子の量を規制するため
のものである。

以上説明した構成において、まず、モータ２９
を回転駆動することによつて、テストヘツド２８
と共に収納ケース２７、ソケツト搭載台２６を下
方向に移動させ、その上端部を移動テーブル２４
の上端面より下方に位置付ける。

しかる後、図示しない平面移動機構によつて移
動テーブル２４を第２図の左方向に移動し、そし
て、モータ２９を駆動して収納ケース２７を破線
で示す位置に位置付けする。

次いで、操作者が被試験体であるLSIをソケツ
ト搭載台２６上のソケツトに挿入する。LSIがソ
ケツトに挿入されている状態を、TVカメラ３４
により撮像し、撮像結果からLSIのソケツト搭載
台２６上における搭載位置を検出する。この検出
結果は図示されない制御装置を介してメモリ内に
格納される。

この後、前述の順序と逆の順序でテストヘツド
２８等を上下動及び水平移動させて、収納ケース
２７、ソケツト搭載台２６を第２図の実線で示す
位置に位置付ける。

次に排気装置３５が駆動され、真空チヤンバ２
１内の空気を排出することによつてチヤンバ２１
内を真空にする。

この状態で、テストヘツド２８は収納ケース２
７内の信号線を介して、ソケツトに挿入された
LSIに各種動作を行わせるため、駆動信号を供給
し、そしてLSIの内部回路で処理した結果の信号
を受取り、LSIが所望の動作をするか否かを判定
する。

テストヘツド２８での判定結果が異常であつた
場合は、まず、LSIに所定の電圧（5V）を供給す
ると共に、走査型電子顕微鏡２１を駆動して電子
ビームをLSI上に照射する。

この時の二次電子を光フアイバー３７ａ〜３７
ｄを介して二次電子検知器３７で検出し、この検
出結果に基づいて、図示しない制御装置が所定の
エネルギー分布となつているか否かを判定し、パ
ターンの断線、短絡を検知する。

以上説明したように、本発明においては、テス
トヘツドを移動テーブルに載置しているので、被
試験体であるLSIとテストヘツドとを接続するた
めの配線長を短くすることが出来、信号波形への
影響を小さくすることが出来る。

又テストヘツドは真空チヤンバの外側に配置さ
れているため、真空チヤンバ内の排気時間も短く
て済み、さらには、テストヘツドの放熱は、例え
ばテストヘツドを支持する支持台４０上に設ける
フアン等の空冷を採用することが可能となり、安
価で且つ効率の良い放熱機構を採用することが可
能となる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明は真空チヤンバを小
さくすると共に、殆ど信号波形に影響を与えずに
試験機と被試験品との間の試験信号授受を可能と
し、テストヘツドの放熱も容易とすることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明する図、第２
図は試験機の側面図、第３図は試験機の平面図、
第４図は従来の接続方法を説明する図である。 図において、１は電子ビーム照射装置、２はケ
ース、３はLSI、４はソケツト、５はステージ、
６はケーブル、７はテストヘツド、８は台、９は
ソケツト搭載台、１０は収納ケース、１１は真空
シール、１２は電線、１３は真空チヤンバであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被試験体３が搭載される搭載台９と、 該被試験体３を試験するための試験信号を送出
   すると共に、該被試験体からの応答信号を受信す
   るテストヘツド７と、 該試験信号と該応答信号を伝送する複数の電線
   １２と、 該搭載台９を収容し、該搭載台９に搭載された
   被試験体３の雰囲気を真空状態に保持する真空チ
   ヤンバ１３と、 該電線１２を内蔵し、一端を該テストヘツド７
   に固定され、他端に搭載台９を固定する収納ケー
   ス１０と、 該真空チヤンバ１３に取付けられ、該被試験体
   ３に電子ビームを照射する電子ビーム照射装置１
   とを備え、 前記真空チヤンバ１３の側壁の一部を、気密を
   保持した状態で当該真空チヤンバ１３に対して移
   動可能な移動台８とし、前記搭載台９を当該移動
   台８の真空チヤンバ側に配置するために、前記収
   納ケース１０を該移動台８に対し気密に取付け、
   前記テストヘツド７から前記電線１２を経て試験
   信号を被試験体３に送出し、被試験体３から該電
   線１２を経て該テストヘツド７に応答信号を送出
   させると共に、該移動台８を移動することによ
   り、電子ビームの照射位置合わせを行わせること
   を特徴とする試験装置。