JPH1090348A

JPH1090348A - 低温試験方法および低温試験装置

Info

Publication number: JPH1090348A
Application number: JP8247392A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Shiihara; 安博椎原
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1996-09-19
Publication date: 1998-04-10
Anticipated expiration: 2016-09-19
Also published as: JP2930109B2

Abstract

(57)【要約】【目的】結露して、被試験ＩＣ（ＤＵＴ）やこれが装
着されるＩＣソケットなどに霜が付くのを防止する。【構成】測定部１、除湿器６、混合気体比調整器４を
導管２にて接続し、除湿器６の手前に気圧調整機構３を
設ける。冷媒格納部５には液体窒素が貯蔵されており、
気化された冷却気体（窒素）は、混合気体比調整器４へ
送り込まれ、除湿器６から送り込まれる乾燥気体と混合
される。冷却された混合気体は測定部１に送り込まれ
る。測定部１には載置台８が設けられ、その上に被試験
ＩＣが配置され試験が行われる。測定部１には温度セン
サが設けられ、その出力信号は混合気体比調整器４へ伝
達され、それに基づいて気体混合比が調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は低温試験方法および
低温試験装置に関し、特に被試験半導体装置の低温での
電気的特性を試験・検査するための低温試験方法および
その装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路装置については、低温環
境下での動作をユーザに保障するために、低温試験装置
内に被試験ＩＣ〔ＤＵＴ（device under test ）と呼ば
れる〕を装着してその電気的特性の試験を行う必要があ
る。図５は、そのために用いられる従来の低温試験装置
の構成図である。図５に示すように、冷媒格納室１０４
には冷媒である液体窒素が貯蔵されており、ここから冷
却気体１０６が放出される。ダクト１０３に取り込まれ
た外気１０５は、窒素ガスである冷却気体１０６と混合
され、その混合気体１０７は測定室１０２内に送り込ま
れる。測定用治具１０１上に配置された被試験ＩＣ１０
８は、測定室１０２において混合気体１０７により冷却
され試験を受ける。

【０００３】図５に示した測定装置では、外気が冷却さ
れた際に外気中に含まれていた水分が結露してＩＣソケ
ットや被試験ＩＣに霜１０９がつくため、接触不良が起
きるなど正常な測定が行われなくなることがある。霜の
付着を防止する手段として、特開平１−１５７５４４号
公報には、ジョセフソン素子の形成されたウェハの試験
装置において、冷却されたウェハ載置台上に乾燥気体を
吹き付けることが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５に示した従来の低
温試験装置では、霜が付着するためＩＣソケットの接触
不良が発生することがあり、また外気温の変化により混
合気体１０６の温度や測定用治具の温度が変化しやす
く、精度よく温度を制御することが困難で正確な測定が
困難であるという欠点があった。特開平１−１５７５４
４号公報にて提案された試験装置は、霜の発生は防止で
きるものの、ウェハ載置台を冷却する方式を採用してい
るため、ウェハ載置台直上と載置台から離れた場所とで
は温度に差が生じ、この試験装置により完成品である半
導体集積回路装置の試験を行う場合には、ＤＵＴを所定
の温度に保持することが困難で、やはり正確な測定が困
難となる。

【０００５】よって、本発明の解決すべき課題は、第１
に、測定装置および被試験ＩＣに霜が付着することのな
いようにすることであり、第２に、被試験ＩＣ全体を正
確な温度に保持することができるようにすることであ
り、これらにより、正確な低温試験を安定して実施でき
るようにすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、循環気体雰囲気中に被試験半導体
装置を配置し、循環気体の除湿を行って十分に循環気体
を乾燥させた後、循環気体に冷却媒体気体を混合し、そ
の混合冷却気体により被試験半導体装置を冷却してその
電気的試験を行うことを特徴とする低温試験方法、が提
供される。

【０００７】また、本発明によれば、低温環境下にて半
導体集積回路の電気的特性を検査する低温試験装置であ
って、気体を循環させる気体循環路と、前記循環路内に
配置された試験室と、前記循環路内に配置された除湿室
と、前記循環路内に配置された気体混合室と、冷媒を貯
蔵しておき、前記気体混合室に冷却媒体気体を供給する
冷媒格納部と、これら全体を略気密に包囲する気密包囲
手段と、を具備することを特徴とする低温試験装置、が
提供される。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態を説
明するための低温試験装置の全体の構成図である。同図
に示されるように、本発明による低温試験装置は、測定
部１、気圧調整機構３、混合気体比調整器４、冷媒格納
部５および除湿部６の５つのブロックに大きく分けるこ
とができる。そしてこれらのブロックは導管２により接
続されている。導管２は、各ブロックの入口と出口にお
いて給気口２ａと排気口２ｂになされている。これらは
外部との熱量交換を極力抑えるために、気体流通路の外
周が断熱材により覆われている。

【０００９】図１において、気体の流れを矢印にてしめ
す。図外ファンにより気体は矢印方向に循環せしめられ
ている。測定部１においては、載置台８が設けられてお
り、この載置台８には図外ＩＣソケットが備えられ、こ
れに被試験ＩＣ７が装着され試験・検査を受ける。ＩＣ
テスタは図示された測定部１の外部に配置され、載置台
８とＩＣテスタ間はケーブルにより接続されている。気
圧調整機構３は、装置内の気体圧力を一定化するために
設けられたものであって、弁および排気口を有してい
る。除湿器６は、結露を防止するために循環気体内の湿
気を除去している。冷媒格納部５には、液体窒素などの
冷媒が貯蔵されており、気化された窒素などからなる冷
却気体は混合気体比調整器４に供給される。混合気体比
調整器４は、除湿器６から供給される乾燥気体と、冷媒
格納部５から供給される冷却気体とを混合して測定部に
供給する。

【００１０】試験を始めるにあたっては、冷媒格納部５
と混合気体比調整器４との間の弁を閉じて冷却気体が調
整器４へ供給されないようにして気体を装置内を循環さ
せ、湿気を除去する。十分に湿度が低下してから、冷媒
格納部５からの弁を開いて冷却気体を混合気体比調整器
４へ供給して冷却を開始する。所定の温度にまで気体温
度が低下したら被試験ＩＣ７に対する測定を開始する。
測定部１内の温度調整は、混合気体比調整器４におい
て、冷媒格納部５からの冷却気体と除湿器６からの乾燥
気体との混合比を調整することによって行う。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図２〜図４は、本発明の一実施例に
おける測定部１、混合気体比調整器４、気圧調整機構３
と除湿器６の構成を示す断面図である。図２に示すよう
に、測定部１において、載置台８上にはＩＣソケット
（図示なし）に装着されて被試験ＩＣ７が配置される。
測定部１には、被試験ＩＣ７上に常に新鮮な気体を供給
することができるようにするファン１０と、測定部１内
の温度を所定の温度に維持するための温度センサ１１が
設けられている。測定部１は、給気口２ａより混合気体
である冷却気体が供給され、その気体は排気口２ｂより
排出される。これら全体は、断熱材９にて覆われ、これ
により装置内の温度は安定に低温度に保持される。

【００１２】図３に示すように、混合気体比調整器４
は、乾燥気体、冷却気体、混合気体を輸送する導管２、
気体を流通させるファン１０、冷却気体の流通／遮断を
制御するシャトル弁１３、冷却気体の流量を制御する開
閉弁１４、開閉弁制御器１５を有しており、導管２の気
体混合部にはオリフィス１２が形成されている。また、
導管２は図外断熱材により包囲されている。除湿器６よ
り供給された乾燥気体を取り入れ、オリフイス１２を通
過させる際に冷媒格納部５より冷却気体を取り込んで混
合気体として測定部１へ送り込む。この際、開閉弁制御
器１５は、測定部１に設置された温度センサ１１からの
信号に基づいて開閉弁１４の開閉を制御して冷却気体の
供給を調整することで、乾燥気体と冷却気体との混合比
を調整して、測定部１での気温を所定の温度に保持でき
るように構成されている。

【００１３】図４に示すように、除湿器６には、ファン
１０と、入力された循環気体の湿度を測定する湿度セン
サ１７と、乾燥剤筒１８が備えられており、全体は断熱
材９により包囲されている。除湿器６の入口に設けられ
た湿度センサ１７の出力信号は図外ファン駆動機構へ伝
達され、該ファン駆動機構により乾燥剤筒１８を通過す
る気体流量を制御することにより乾燥気体の湿度を一定
以下に維持できるようになっている。また、乾燥剤筒１
８内にはゼオライトなどの乾燥剤が充填されており、通
過する気体の湿気を除去する。除湿された乾燥気体は排
気口２ｂを介して混合気体比調整器４へ輸送される。気
圧調整機構３には、排気量を調整するシャトル弁１３と
排気口１６とが備えられている。測定部１を通過した気
体は導管２を通って除湿器６へ運ばれるが、除湿器６の
入口で気圧調整機構３により冷却気体分の圧力が減圧さ
れる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による低温
試験装置は、循環気体経路内に、測定部と除湿器と乾燥
気体／冷却気体混合比調整器とを設け、試験・測定に当
たっては、循環気体を十分に乾燥させた後冷却気体を供
給するようにしたものであるので、被試験ＩＣやＩＣソ
ケット上への結露を防止することができる。また、試験
装置全体が断熱され略気密に保持されていることによ
り、装置内の気温を安定して低温度に保持することがで
き、さらに冷却された混合気体により被試験ＩＣ全体を
冷却するようにしたものであるので、被試験ＩＣの温度
を安定して一定に維持することが可能になる。よって、
本発明によれば、信頼性の高い測定値を安定して得るこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明するための低温試験
装置の全体構成図。

【図２】本発明の一実施例における測定部の構成図。

【図３】本発明の一実施例における混合気体比調整器の
構成図。

【図４】本発明の一実施例における除湿器および気圧調
整機構の構成図。

【図５】従来の低温試験装置の構成図。

【符号の説明】

１測定部２導管２ａ給気口２ｂ排気口３気圧調整機構４混合気体比調整器５冷媒格納室６除湿器７被試験ＩＣ８載置台９断熱材１０ファン１１温度センサ１２オリフィス１３シャトル弁１４開閉弁１５開閉弁制御器１６排気口１７湿度センサ１８乾燥剤筒１０１測定用治具１０２測定室１０３ダクト１０４冷媒格納室１０５外気１０６冷却気体１０７混合気体１０８被試験ＩＣ１０９霜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】循環気体雰囲気中に被試験半導体装置を
配置し、循環気体の除湿を行って十分に循環気体を乾燥
させた後、循環気体に冷却媒体気体を混合し、その混合
冷却気体により被試験半導体装置を冷却してその電気的
試験を行うことを特徴とする低温試験方法。
【請求項２】低温環境下にて半導体集積回路の電気的
特性を試験する低温試験装置であって、気体を循環させ
る気体循環路と、前記循環路内に配置された試験室と、
前記循環路内に配置された除湿室と、前記循環路内に配
置された気体混合室と、冷媒を貯蔵しておき、前記気体
混合室に冷却媒体気体を供給する冷媒格納部と、これら
全体を略気密に包囲する気密包囲手段と、を具備するこ
とを特徴とする低温試験装置。
【請求項３】装置内の圧力を保つために装置内の気体
を一部排気する圧力調整機構が具備されていることを特
徴とする請求項２記載の低温試験装置。
【請求項４】前記気体混合室には、循環乾燥気体と冷
却媒体気体との混合比を調整することのできる混合気体
比調整機構が具備されていることを特徴とする請求項２
記載の低温試験装置。
【請求項５】前記試験室には温度センサが設けられ、
該温度センサの出力信号は前記混合気体比調整機構へ伝
達され、前記混合気体比調整機構には温度センサの出力
信号により気体の混合比を変化させる機能が備えられて
いることを特徴とする請求項４記載の低温試験装置。
【請求項６】前記除湿室の入口には湿度センサが設け
られ、該湿度センサの出力信号は前記気体循環路内に設
けられたファンの駆動機構に伝達され、該駆動機構は前
記湿度センサの出力信号に基づいて前記除湿室を通過す
る被除湿気体の流量を調整することを特徴とする請求項
２記載の低温試験装置。