晶片级老化方法以及晶片级老化装置制造方法及图纸

至少将温度调节用平板（１０６）分割成２个区域，并且将用于对该区域施加温度负载的加热器（４０８）与其控制系进行分割，以分别独立地对设定温度进行控制，冷却源将为了对加热器（４０８）进行控制而设置在各区域的温度传感器（４０９）的测定值进行比较，并通过依次切换控制输出计算用的测定值来进行控制，从而能够降低由于施加电负载时的发热而引起的晶片温度的面内温度的差异。通过这样，能够防止探头的消耗、燃烧，并且能够提供一种可靠性高的晶片级老化方法以及晶片级老化装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种向半导体晶片提供电负载以及温度负载以进行筛选的晶 片级老化方法以及晶片级老化装置。
技术介绍
过去， 一般称为老化装置的筛选测试装置，是对切割半导体晶片而得到的IC芯片进行封装之后，在规定温度(例如125'C)的热气氛中进行通电试验，使潜 在缺陷明显化，从而进行不合格产品的筛选。这样的过去装置因为需要很大的恒温装置，而且发热量较多，所以必须要 和其它的生产线分离开，在其它房间进行，要花费时间和工夫来传送晶片、安 装到装置中、以及装拆等，另外因为是在封装之后发现不合格产品，所以对于 封装成本会产生浪费，而且由于有要求不将芯片进行封装、而将所谓的裸片就 原封不动地进行安装所需要具有质量保证的裸片等，因此希望在形成芯片之前 的晶片阶段进行老化测试。为了应对这样的要求的老化装置，当向半导体晶片施加热负载时，必须对 晶片维持均匀的温度。为了这个目的，提出通过在晶片的正反两面上具有加热 器而将半导体晶片维持在规定的目标温度上、从而得到一种具有温度调节功能 的晶片级老化装置。但是，在过去的方法中，温度控制采用对晶片面一起进行加热、冷却的方 法，当施加电负载时，由于对形成在晶片上的器件内的不合格部分不施加电负 载，所以晶片上的因施加电负载而产生的发热会发生差异，往往晶片的温度在 面内会产生不均匀，但是对于这些情况却完全没有对策来解决。采用图9、图10、图ll来详细说明过去的晶片级老化。图9是过去晶片级老化装置的简图，图10是晶片级老化中的器件的合格部 分分布图，图ll是过去的晶片级老化中的器件温度变化图。在图9中，晶片101保持在晶片保持用盘102中，利用能够与晶片全部接触的探头103与施加电负载的基板104连接，并通过具有电信号发生以及信号比较 功能的测试器105来施加电负载。利用配置在温度调节用平板106内的加热器 108、以及制冷剂流通路径107中所流过的水、酒精等制冷剂，将温度调节用平 板106的温度控制在125'C，通过这样来施加温度负载。温度调节用平板106的 温度控制是根据温度传感器109所测得的温度，并通过从温度调节器110来控制 加热器108的发热量、以及流过制冷剂流通路径107的制冷剂的温度和流量来进 行的。在实际的晶片级老化中，利用加热器108从室温加热到125'C以后，利用 测试器105向晶片上的器件接通电负载，在一定时间间隔内用测试器105进行确 认动作，以确认形成在晶片上的器件是否产生故障。在确认动作中，切断由测 试器I05所产生的电负载，并且通过向器件施加确认动作用的电信号，从而使 器件进行工作。然后，用测试器105对来自器件的输出进行监视，从而利用电 负载、及温度负载对器件是否发生故障进行确认。图10是表示形成在晶片上的器件的合格部分的分布图。画有阴影线的器件 是合格部分，如果施加电负载，则会发热，与此相反，对于没有画上阴影线的 不合格部分的器件，不施加电负载，不会发热。图11是表示在图10的晶片上合 格集中的部分附近的合格器件201与不合格集中的部分附近的合格器件202的 晶片级老化中的温度变化曲线。在加热至125'C以后，在时间T时施加电负载。 考虑到在合格集中的部分附近的合格器件201中变成高温，加速探头的消耗。 在不合格集中的部分附近的合格器件202中变成低温，对于附近的合格器件不 能施加设定的温度负载。再有，伴随着IC芯片的芯片尺寸缩小以及施加电流的增大，而使晶片上的 施加电负载时的发热量增大，同时晶片尺寸从200mm变大到300mm的大口径化 的情况，这些也成为使晶片温度的面内均匀性更下降的主要原因。向过去的 200mm晶片施加电负载时，发热量为400W左右，发热密度为12.74kW/m2，但 是今后考虑到在300mm晶片中发热量超过3kW，则这时的发热密度变为 42.46kW/m2。将图9的晶片保持用盘102简单地考虑是厚度为10mm且热传导率 为200W/m K的铝板，对于直径200mm与直径300mm的2块铝板，试比较因热 传导而产生的温度差。直径200mm的铝板的中心部直径20mm部分通常控制在 125°C，在从该中心部直径20mm部分开始产生发热密度12.74kW/n^的发热的情 况下，如果设发热量为4.0W，且该热量全部向铝板的半径方向进行热传导，则 稳定后在铝板的圆周上的温度变为124.3i:。同样地，如果设在直径300mm的铝板的直径20mm部分上产生发热密度42.46kW/n^的发热，则发热量变为13.3W， 而铝板圆周上的温度变为122.rC，可知温度差比直径200mm的晶片要变大了。 另外，在实际的晶片级老化中，由于因形成在晶片上的合格器件的分布不同， 而发热分布在每个晶片上产生不同的形状，所以在图9的结构中很难保证晶片 的温度在125C附近。
技术实现思路
在这样过去的晶片级老化中，考虑到在合格集中的部分附近的合格器件 201中变为高温，探头的消耗会加速。在不合格集中的部分附近的合格器件202 中变为低温，而对于附近的合格器件不能施加设定的温度负载。另外，由于发热密度而引起的晶片中心部与周边部的温度差将随着晶片尺 寸的大口径化而变得明显。由于该温度的面内均匀性的下降，当在晶片的一部分上温度变得较高时， 对晶片施加电负载用的探头的消耗变得厉害，或者有时也会引起燃烧这样的重 大损伤。另外，当在一部分上温度变低时，利用温度负载而进行的筛选变得不 充分，在市场上可能会出现不合格产品。本专利技术是为了解决上述问题而设计的，目的在于提供一种可靠性高的晶片 级老化方法以及晶片级老化装置，是与形成在晶片上的器件的合格产品的分 布、以及器件的耗电量无关，降低由于施加电负载时的发热而引起的晶片温度 的面内温度的差异，从而防止探头的消耗、及燃烧。为了达到上述目的，本专利技术的晶片级老化装置，是一种对于划分为多个区 域的半导体晶片上的所有器件一起施加电负载以及温度负载、以进行不合格产 品的筛选的晶片级老化装置，其特征在于，具有测定上述每个区域的温度的 多个温度传感器;对上述各区域进行加热的多个加热器；根据上述温度传感器 所测定的温度来控制上述加热器的加热、以使上述各区域温度达到预先设定好 的设定温度的温度调节器；冷却整个上述半导体晶片的冷却源；选择上述冷却 源控制中采用的上述温度传感器所测定的温度的切换控制器；根据用上述切换 控制器所选择的温度进行上述冷却源的控制的冷却温度调节器；以及进行上述 器件检查的测试器，从多个上述温度传感器的测定温度选择l个用于冷却控制， 以冷却整个上述半导体晶片，同时通过对每个上述区域进行加热控制，从而将 上述半导体晶片控制在上述设定温度，以进行晶片级老化。另外，其特征在于，在上述冷却源流过制冷剂的制冷剂流通路径中，上述 冷却温度调节器是控制制冷剂流量的制冷剂流量控制用温度调节器。另外，其特征在于，上述冷却源是送风机，上述冷却温度调节器是控制送 风流量的送风流量控制用温度调节器。另外，其特征在于，上述切换控制器在时间上连续地选择冷却控制中所采用的温度。另外，其特征在于，上述切换控制器以一定的时间间隔选择冷却控制中所 采用的温度。另外，其特征在于，上述切换控制器在切换电负载强度的时刻来选择冷却控制中所采用的温度。另外，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶片级老化装置，对于划分为多个区域的半导体晶片上的所有的器件一起施加电负载以及温度负载、以进行不合格产品的筛选，其特征在于，具有：多个测定所述多个区域中的每个区域的温度的温度传感器；多个对所述多个区域中的各区域进 行加热的加热器；多个根据所述温度传感器所测定的温度来控制所述加热器的加热、以使所述各区域温度达到预先设定好的设定温度的温度调节器；冷却整个所述半导体晶片的冷却源；选择在所述冷却源控制中采用的由所述温度传感器测定的温度 的切换控制器；根据用所述切换控制器所选择的温度进行所述冷却源的控制的冷却温度调节器；以及对所述器件进行检查的测试器，从多个所述温度传感器的测定温度中选择１个用于冷却控制，以冷却整个所述半导体晶片，同时通过对所述每个区 域进行加热控制，从而将所述半导体晶片控制在所述设定温度，以进行晶片级老化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-8-9 230194/20051.一种晶片级老化装置，对于划分为多个区域的半导体晶片上的所有的器件一起施加电负载以及温度负载、以进行不合格产品的筛选，其特征在于，具有多个测定所述多个区域中的每个区域的温度的温度传感器；多个对所述多个区域中的各区域进行加热的加热器；多个根据所述温度传感器所测定的温度来控制所述加热器的加热、以使所述各区域温度达到预先设定好的设定温度的温度调节器；冷却整个所述半导体晶片的冷却源；选择在所述冷却源控制中采用的由所述温度传感器测定的温度的切换控制器；根据用所述切换控制器所选择的温度进行所述冷却源的控制的冷却温度调节器；以及对所述器件进行检查的测试器，从多个所述温度传感器的测定温度中选择1个用于冷却控制，以冷却整个所述半导体晶片，同时通过对所述每个区域进行加热控制，从而将所述半导体晶片控制在所述设定温度，以进行晶片级老化。2. 如权利要求l中所述的晶片级老化装置，其特征在于，所述冷却源是制冷剂流过的制冷剂流通路径，所述冷却温度调节器是控制 制冷剂流量的制冷剂流量控制用温度调节器。3. 如权利要求l中所述的晶片级老化装置，其特征在于，所述冷却源是送风机，所述冷却温度调节器是控制送风流量的送风流量控 制用温度调节器。4. 如权利要求l中所述的晶片级老化装置，其特征在于， 所述切换控制器在时间上连续地选择在冷却控制中采用的温度。5. 如权利要求l中所述的晶片级老化装置，其特征在于， 所述切换控制器以一定的时间间隔选择在冷却控制中采用的温度。6. 如权利要求l中所述的晶片级老化装置，其特征在于，所述切换控制器在切换电负载强度的时刻来选择在冷却控制中采用的温度。7. 如权利要求l中所述的晶片级老化装置，其特征在于， 对所述每个区域分别设定所述设定温度。8. —种晶片级老化方法，对于划分为多个区域的半导体晶片上的所有的器 件一起施加电负载以及温度负载、以进行不合格产品的筛选，其特征在于，当对所述半导体晶片进行温度控制以达到预先设定好的设定温度时，具有施加所述电负载以及温度负载的工序； 对所述多个区域中的每个区域测定温度的工序...

【专利技术属性】
技术研发人员：濑川彰继，真田稔，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]