JPS6252940A - 半導体測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、電子部品の測定技術さらにはチップ状半導
体装置の測定に適用して特に有効な技術に関するもので
、例えばレーザタイオード・チップの特性試験装置に利
用して有効な技術に関するものである。

〔背景技術〕

例えば、日経マグロウヒル社刊行「日経エレクトロニク
ス　１９８０年１１月２４日号」１２２〜１４４頁に記
載されているようなレーザダイオードは、その発光面が
伸開面つまりチップの側面となっている。このため、そ
の特性の測定は、ウェハーの段階では行えず、伸開面が
露出されたチップの状態でなければ行うことができない
。

第４図はテップ状態にある半導体装置を測定するために
開発された装置を示す。

同図に示すように、レーザダイオード・チップのごとき
チップ状態の半導体装口１を測定にかけるためには、先
ず、そのチップ状半導体装＠１を導電性測定ステージ２
上に載置し、この載置された半導体装置１の上面にプロ
ーブ電極３の先端を押し当てる。そして、そのグローブ
Ｔｉ極３とｊｌ性測定ステージ２を介して、測定用パル
ス電ζλをチップ状半導体装置ｌの上下から与えること
により、所定項目の測定を行う。なお、測定ステージ２
の上面には例えば金メッキ２ａが施され、これにより測
定ステージ２と半導体装ｔ１との間の電気的接触状態が
良好になるようにしている。

ここで、上記プローブ電極３および上記４電性測定ステ
ージ２にはそれぞれケーブル５および６が接続されてい
る。このケーブル５，６は測定ユニｙト４に接続されて
いる。測定ユニｙト４には、測定用の高速パルス電源発
生装置７、電流測定装置８、電圧測定装置９、および撮
像素子のごときセンサ１０などが備えられている。これ
により、例えば半導体装置１がレーザダイオードの場合
には、逆方向電圧（Ｖｒ）、順方向電圧（■ｆ）、直列
寄生抵抗（Ｒ５）、Ｌきい値電流（Ｉｔｈ）、高周波特
性、発光出力（ＰＯ）および発光分布などの特性が測定
されるようになっている。

しかしながら、上述した測定装置では、次のような問題
のあることが本発明者らＫよって明らかとされた。

先ず、測定用電源が測定ステージ２を介して与えられる
ため、仮に測定ステージ２と半導体装置１間での電気的
接触状態が良好であったとしても、（−Ｏｆｆ１ｌｌ定
ステージ２そのものに寄生する直列抵抗分およびインダ
クタンスなどによって、特に高周波特性を測定する場合
に測定誤差が生じやすい、という問題があった。

また、上記測定ステージ２は、ケーブル６を介して測定
ユニット４に接続されているために、その移動の自由が
拘束されている。このため、測定ステージ２の交換やク
リーニングが不便であるとともに、例えば複数項目の測
定を流れ作業的に効率良く行う自動化への適用が困難で
ある、という問題があった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、導電性測定ステージに寄生する直列
抵抗やインダクタンスなどの影響をできるだけ受けない
ようＫすることにより、測定誤差を生じ難くすることが
できるとともに、その測定ステージの移動の自由度を高
めることによシ、自動化への適性を向上させることがで
きるようにした半導体測定技術を提供することにある。

この発明の前記ならびＫそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細会の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

〔発明の概要〕

本菖において開示される発明のうち代表的なものを簡単
に説明すれば、下記のとおシである。

すなわち、チップ状態にある半導体装置と、この半導体
装置が載置される導電性測定ステージとＫ、それぞれ互
いに同側から当接する一対の電極を設けることにより、
導電性測定ステージに寄生する直列抵抗やインダクタン
スなどの影響を少なくするとともに、その測定ステージ
に接続されるケーブルを不要にすることができ、これに
より、測定誤差を生じ難くするとともに、測定ステージ
の移動の自由度を高めて自動化への適性を向上させるこ
とができるようにする、という目的を達成するものであ
る。

〔実施例〕

以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。

なお、図面において同一符号は同一あるいは相当部分を
示す。

第１図は、この発明が適用された半導体測定装置の要部
における一実施例を示す。

同図にその要部を示す半導体測定装置は、導電性測定ス
テージ２上に載置されたチップ状態の半導体装置１の上
下から測定用電源を与えることによシ、その半導体装置
１の特性試験を行うものであって、上記測定ステージ２
の上面と上記半導体装ｅ１の上面にそれ゛ぞれ互いに同
側から当接する一対の可動電極３，１１を有する。そし
て、この一対の電極３，１１を介して上記半導体装置１
に測定用電源が与えられるようＫなっている。この場合
、測定されるチップ状半導体装皿１としては、主にレー
ザダイオードが対象となっている。

一対の電極３，１１はそれぞれ、針状のプローブ電極の
形に形成されるとともに、互いに近接して平行に配置さ
れている。さらに、各電極３．１１は、ホルダー１３．
１４によってそれぞれに上下動自在に保持されるととも
に、バネ１５．１６によって下方へ常時弾性付勢されて
いる。ホルダー１３．１４は共通アーム１７に取り付け
られ、このアーム１７は昇降機構１８によって上下に移
動駆動されるようになっている。これによ）、電極３．
１１は上下に移動駆動されるようになっている。また、
電極３，１１の各先端は、上記バネ１５１６の弾性によ
り、互いに異なる高さ位置でもって、半導体装置１の上
面および導電性測定ステージ２の上面にそれぞれに当接
することができるようになっている。

以上のような構成により、上記一対の電極３゜１１は、
その一方（３）の先端が半導体装置１の上面に当接する
ことによって、チップ上の半導体装置１を測定ステージ
２上に抑圧・固定することができる。これとともに１そ
の他方ａυの先端が、上記半導体装置１に近い位置でも
って、導電性測定ステージ２の上面に当接される。これ
により、その一対の電極３．１１から測定用電源を半導
体装置ｌの上下に与えて、所定項目の測定を行うことが
できる。

なお、測定ステージ２の上面には例えば金メッキ２ａが
施され、これによシ測定ステージ２と半導体装置１との
間の電気的接触状態が良好になるようＫしている。この
場合、その金メッキ２ａは、半導体装置」が載置される
部分と他方の電極１１が当接される部分に跨がる範囲だ
けに部分的に設ければよい。また、上記導電性測定ステ
ージ２は、必ずしも全体を良導電性の部材で構成する必
要はなく、少なくとも、半導体装ａ１が載置される部分
と他方の電極１１が当接される部分に跨がる範囲だけを
良導電性にすればよい。

第２図は第１図に示した部分の使用状態を示す。

同図に示すように、上記一対の電極３，１１はそれぞれ
、同軸ケーブル５および６を介して測定ユニット４に接
続されている。測定ユニット４には、測定用の高速パル
ス電源発生装置７、電流測定装置８、電圧測定装置９、
および撮像素子のごときセンサ１０などが備えられてい
る。これによ）、例えば半導体装置１がレーザダイオー
ドの場合には、逆方向電圧（Ｖｒ）ｌａＩ方向電圧（Ｖ
ｆ）、直列寄生抵抗（Ｒｓ）、しきい値電流（Ｉ＊ｈ）
、高周波特性１発光出力（Ｐｏ）および発光分布などの
特性が測定されるようになっている。

以上のようにして、チップ状態にある半導体装置１と、
この半導体装置１が載置される導電性測定ステージ２と
に、それぞれ互いに同側から当接する一対の′１！極３
，１１を設けることにより、先ず、導電性測定ステージ
２に寄生する直列抵抗やインダクタンスなどの影響を少
なくすることができるようにな９．これによシ、測定誤
差を生じ難くして、信頼性の高い測定結果あるいは試験
結果が得られるようになる。これとともに、上記測定ス
テージ２にケーブルを接続する必要がなくなり、これに
より、その測定ステージ２の移動の自由度を高めて自動
化への適性を向上させることができるようになる。

第３図は、第１図および第２図に示した半ば５体測定装
置を復数組用いて構成された自動試験装置の一実施例を
示す。

同図に示す自動試験装置は一定方向に回転６励する円形
の可動テーブル１２を有する。この可動テーブル１２の
外周部には複数の測定ステージ２が等角間隔で配設され
ている。これとともに、その可動テーブル１２の外側に
は複数の測定ステーション１０１〜１０５が配設されて
いる。各測定ステーション１０１〜１０５の配列間隔は
測定ステージ２の配列間隔と同じに定められ、これによ
りすべての測定ステーション１０１〜１０５が同時にい
ずれかの測定ステージ２に位置対応させられるよう罠な
っている。各測定ステーション１０１〜１０５にはそれ
ぞれ、前述した一対の電極３゜１１や測定ユニット４が
配置されている。各ステーション１０１〜１０５は、そ
れぞれに異なる測定項目を分担するように構成されてい
る。さらに、測定ステーション１０１〜１０５の一方の
側には未試験のチップ状半導体装置１を測定ステージ２
に載置するローディング装置１９が配設され、その他方
の側には試験済みのチップ状半導体装置１を測定ステー
ジ２から回収するアンローディング装置２０が配設され
ている。

次に動作について説明する。

第３図において、未試験のテップ状半導体装置１は、ロ
ーディング装置１９によって測定ステージ２に載置され
た後、可動テーブル１２の回転によって測定ステージ２
と共に段階的に移動される。

この移動の途中にて、各測定ステーション１０１〜１０
５ごとにそれぞれに異なる項目の測定Ｋかけられる。そ
して、全項目についての測定が完了すると、アンローデ
ィング装置２０によって測定ステージ２の外に回収され
る。回収された半導体装Ｉｆｆは、図示を省略するが、
その測定結果に基づいて選別きれ、良品のみが製品とし
て出荷される。一方、半導体装置１が回収されて空にな
ったｄ１１］定ステージ２は上記ローディング装置１９
に周回し、そこで再び次の未試験半導体装置１が載Ｇ％
される。

以上のようにして、レーザダイオード・チップなどのチ
ップ状半導体装置１の試験を連続的に行うことができる
。これとともに、谷測定ステージ１．ン１０１〜１０５
がそれぞれに並行して測定動作を行うことによシ、複数
項目の測定を行う試験も高効率に行うことができる。さ
らに、複数の測定ステージ２および測定ステージ冒ン１
０１〜１０５がそれぞれ、互いに同心の円周上に配置さ
れることにより、設置スペースを小さくすることができ
る、という効果も併せて得られる。

〔効果〕

（１）　　チップ状態にある半導体装置と、この半導体
装置が載置される導電性測定ステージとに、それぞれ互
いに同側から当接する一対の電極を設けることによシ、
導電性測定ステージに寄生する直列抵抗やインダクタン
スなどの影響を受は難くすることができ、これにより測
定誤差を生じ難くすることができる、という効果が得ら
れる。

（２）これとともに１その測定ステージに接続されるケ
ーブルを不要にすることができ、これにより測定ステー
ジの移動の自由度を高めて自動化への適性を向上させる
ことができるようになる、という効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、上記バネ１５
．１６は、例えば電極３．１１そのものを弾力性に富む
良導体の線材で構成することなどによって、不要にする
ことができる。

〔利用分野〕

以上、本発明者によってなされた発明をその背景となっ
た利用分野であるレーザダイオード・チップの試験装置
に適用した場合について説明したが、それに限定される
ものではなく、例えばチップ状態にある半導体集積回路
装置の試験などにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用された測定装置の要部を示す断
面図、 第２図は第１図に示した部分の使用状態を示す図、 第３図は第１図および第２図に示した部分を含む自動試
験装置の構成を示す上側面図、第４図はこの発明に先立
って検討されたレーザダイオード・チップ測定装置の要
部を示す断面図である。 １・・・チップ状の半導体装置（レーザダイオード・チ
ップ）、２・・・測定ステージ、３．１１・・・電極、
４・・・測定ユニット、１２・・・円形の可動テーブル
、１９・・・ローディング装置、２０・・・アンローデ
ィング装置。 ／−・ 代理人　弁理士　　小　川　勝　男１゛第　　１　　　
図 第　　２　　図 第　　４　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電性測定ステージ上に載置されたチップ状態の半
   導体装置の上下から測定用電源を与えることにより、そ
   の半導体装置の特性試験を行う半導体測定装置であって
   、上記測定ステージの上面と上記半導体装置の上面にそ
   れぞれ互いに同側から当接する一対の可動電極を設け、
   この一対の電極を介して上記半導体装置に測定用電源を
   与えるようにしたことを特徴とする半導体測定装置。 ２、上記測定ステージが可動テーブルに設けられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装
   置。