半導体テストとは

半導体テストとは、作った半導体が設計どおりに働くかを電気的に測り、良否判定を行う工程です。 ウェーハの状態で測る段と、パッケージ後に測る段の2段で行われます。アドバンテストは、半導体が設計どおりに動作するか、どれほど品質に優れているかを、高い精度とコスト効率で試験する¹ことをテストシステムの役目としています。テストの代金は装置を占める時間に比例します。そのため、1個あたりの測定時間と、1回で同時に測れる個数が費用を決め、装置の作りもこの2つで分かれます。

2段に分けるのは、不良チップにパッケージの費用をかけないため

ウェーハ1枚には多数のチップが並び、そのうちの一部は不良になります。不良のチップをそのままパッケージへ進めれば、パッケージの材料と工数を無駄にします。ウェーハの段階で測っておけば、良品と分かったチップにだけ後工程の費用をかけられます。

パッケージ後にもう一度測るのは、後工程そのものが不良を生むためです。切断、接合、封止の各段で、チップや接合部に問題が生じる場合があり、最終形での動作を保証するには完成した状態での測定が要ります。この段がファイナルテストで、出荷できる製品をここで確定します。

テストの2段

ウェーハテストの良否はウェーハマップへ記録し、良品だけをパッケージへ進めます。ファイナルテストでは、ハンドラが完成品をテスタへ運び、後工程で生じた不良を仕分けます。

テスタが測り、プローバとハンドラが導通と搬送を受け持つ

信号を出して応答を測る本体がテスタです。ウェーハ上のチップへ針を当てて導通させるのがプローバ、パッケージ済みの製品をテスタへ運んで良否で仕分けるのがハンドラです。テスタは共通でも、導通と搬送を担う周辺装置がウェーハ用と製品用で分けられます。

ウェーハテストは、後工程へ不良チップを流さず前工程へ特性をフィードバックするウェーハ中間検査工程にあたり、その検査は通常、プローバ、プローブカード、テスタの3つの構成により行われます²。プローブカードは、チップの電極（パッド）へ触れる細い針を持つ板です。プローバは、ウェーハ上にある多数のチップについて、パッドとプローブカード上のニードルを正確に合わせて針とパッドをコンタクトさせる動作を、ウェーハ内の指定されたエリアの全てのチップに対して行う搬送・位置決め装置です。東京精密のプロービングマシンも³、ウェーハ上に形成されたチップの電気的特性を試験するためのウェーハ搬送位置決め装置で、このウェーハテストでチップの良品と不良品を選び分けます。

パッケージ後は、針の代わりにソケットが同じ役目を受け持ちます。ハンドラが製品をソケットへ入れ、測り終えたものを仕分けます。

テスタは、返る値と返る時刻の両方を期待値と比べる

テスタは、決めた順番の電気信号をチップへ送り、返ってきた信号を期待どおりの値と比べる装置です。送る信号の順番をテストパターン、それを作る部分をパターン発生器（pattern generator）と呼びます。期待どおりの値は設計から作るので、同じパターンを入れたときにチップが返すはずの値はあらかじめ分かっています。返ってきた値が期待どおりならそのチップを良品、食い違えば不良として仕分けます。

Teradyneは、UltraFLEXplusのデジタル計測器UltraPin2200を、計測器1台あたり512チャネル、32系統のパターン発生器を持つ高密度の計測器としています⁴。計測器1台が512本の端子を持ち、そこへ32系統のパターンを送る構成です。

値が合っているかに加えて、返ってくる時刻も測ります。チップは決められた速さで動くため、正しい答えを返すことと、決められた時刻までに返すことの両方が要ります。アドバンテストのT5835は⁵、総合タイミング精度（Overall Timing Accuracy）が±50ps、テスト速度が最大5.4Gbpsです。50psは1兆分の50秒です。5.4Gbpsから1回の信号の持ち時間を計算すると約185psになり、±50psはその4分の1ほどにあたります。この差があることで、返る時刻のずれを製品側の性質として切り分けられます。

返る時刻の測り方

5.4Gbpsでの1回の信号の持ち時間は約185psで、テスタ側の時刻の精度±50psはその4分の1ほどにあたります。テスタはこの精度で、返った信号の切り替わりが期待の時刻からどれだけずれたかを測ります。

SoC向けは項目の種類、メモリ向けは同時に測る個数で装置が分かれる

アドバンテストは、SoCテストシステムとしてV93000 EXA Scaleを、メモリテストシステムとしてT5835⁵およびT5801を、別のラインにしています。Teradyneも、SoC向けのUltraFLEXplusとメモリ向けのMagnum⁴を別のラインにしています。市場の大きさも違い、アドバンテストはSoC用のテスタ市場をメモリー用より大きく推定しています。

1個のSoCに性質の違う回路が載ると、測る項目の種類が多くなります。アドバンテストのSoCテストシステム⁶にはV93000、T2000、T6391、EVA100が並び、同社は、機能の異なるカード／モジュールをテストの仕様に応じて組み合わせることで、ロジックやアナログ、RF、DC、イメージャーなど、半導体のあらゆる集積回路をテストするとしています。テスタ本体は土台にあたり、測る中身に応じたカードを差し込んで構成します。V93000 EXA Scaleには⁷、デジタル用のPin Scale 5000、直流用のDC Scale XPS256、無線用のWave Scale RF20exといった系統のカードがあります。同社によると、EXA Scaleは大きさの違うテストヘッドにまたがって構成でき、デジタル、RF、アナログ、パワーの混ざったデバイスを1台で試験できます。カードどうしは、同社が特許を持つATE専用の通信網Xtreme Linkでつながり、高速のデータ接続と組み込みの計算能力、カード間の即時通信を担います。前世代Smart Scaleのロードボードと計測器もそのまま使えるとしています。

メモリは項目の種類より、同時に測れる個数と速度が費用を左右します。アドバンテストは、メモリ半導体を「少品種・大量生産が一般的」とし⁸、メモリテストシステムを量産工程に最適化した、多数個を同時にテストする構成にしています。要求がこれだけ違うので、同じテスタで両方を担うより、それぞれに合わせた構成のほうが効率が上がります。同社は、高電圧・大電流を扱うパワー半導体のテストに特化したシステムも別に持ち、ウェーハ段階から完成したパワーモジュールまで対応するとしています。

SoC向けとメモリ向け

SoC向けは、測る回路の種類に合わせてカードを組み合わせ、1個を多くの項目で測ります。メモリ向けのT5835には、パッケージ後のテストで768個を一度に測る構成があります。

同時測定数を増やすほど安くなり、上限は端子と針の本数

1時間あたりに測れる個数は、1個あたりの測定時間と、1回で同時に測れる個数の掛け算になります。同時測定の数を2倍にすれば、同じ装置で1時間あたりの個数がおよそ2倍になり、1個あたりの代金はおよそ半分になります。設計の側では、テスト容易化設計でテストしやすい構造にして対応します。

公開されている数字では、この個数が3桁に届きます。T5835の同時測定（Parallel Testing）は「Final test: 512/768」で⁵、パッケージ後のテストで768個を同時に測る構成があります。1個ずつ当てていく場合と比べると、同じ1時間で通せる個数の桁が上がります。

Teradyneは、UltraFLEXplusで同時に測る位置（site）の数を増やして並列テストの効率を上げ、工場に要るテスト設備（テストセル）を15〜50%減らせるとしています⁴。テスト装置は1台が高価なので、台数が減ることは設備投資の額に直に返ります。

同時測定数を増やす向きには上限があります。テスタ側の端子の本数と、プローブカードに持たせる針の本数のうち、小さいほうが同時測定数の上限です。1回の当て込みで16個ぶんを測るなら、16個ぶんのパッドへ届く針をプローブカードに持たせる必要があります。UltraPin2200は計測器1台で512本なので、同時に測る個数が増えるほど、この本数を分け合うことになります。

温度をかけて測り、バーンインで初期不良を先に落とす

テストは、決めた温度をかけた状態で行われます。アドバンテストのテストハンドラは⁹、半導体デバイスの後工程試験を自動化する装置で、デバイスの搬送、半導体試験時の温度印可、テスト結果に基づいたデバイスの選別を行います。ウェーハの側も同じで、プローバには、ウェーハを載せる台（チャック）へ温度をかける温調チャックや低温チャック¹⁰が組み込まれています。

温度をかけるのは、製品が使われる温度で正しく動くことを出荷前に測っておくためです。車載の部品なら夏の車内や冬の朝、通信機器なら装置の中の熱が、そのまま条件になります。常温で正しく動いた個体が高温では答えを間違える場合があるので、測る温度を製品の使われ方に合わせます。

バーンインは、さらに長い時間をかけて温度と電圧をかけ続ける工程です。使い始めてすぐ壊れる個体を初期不良と呼び、常温で1回測るやり方では、この種の個体が良品に混じったまま出荷される場合があります。温度と電圧を先にかけて弱い個体を壊しておき、生き延びた個体を出荷するのがバーンインの考え方です。アドバンテストは、メモリ市場が今後も成長すると予想されるなかで、チップメーカーが高速で大量に初期不良品を選別するバーンイン・テストソリューションを必要としているとし¹¹、その答えにB6700シリーズを置いています。B6700は最大10MHzの速度で最大48枚のバーンイン・ボードを並列にテストし、メモリ試験機能を載せてバーンイン中に試験も行えます。同社は、自社製の高性能チャンバーの採用で高い温度精度と歩留まりの改善が可能になり、温度の昇降時間の短縮でテスト時間が短くなるとしています。派生機のB6700Sは他社のマルチウェーハ・プローバに組み込め、追加の設置場所なしでウェーハレベルバーンインを行えるとしています。

測り損ねると、良品を捨てるか、不良を市場へ出す

テストの外し方には2つの向きがあります。良品を不良として落とせば、歩留まりの数字が下がり、本当は売れたはずの個体が捨てられます。不良を良品として通せば、出荷後に返ってきて、基板へ載せたあとや完成した製品の側で故障になります。落とす向きの代金は工場の中で済み、通す向きの代金は市場で発生します。

装置側の原因として代表的なのが針とパッドの当たり方で、針のコンタクトと接触不良や針跡ずれ¹⁰が起こります。針がパッドへ十分に届けば正しい値が返り、届き方が足りなければ、良品のチップでも不良の側の値が返ります。テスタの精度をいくら上げても、針の当たり方が甘いままでは結果が揺れます。針先の汚れを取るプローブ針クリーニングは、この当たり方を保つための作業です。

測った結果は、ウェーハ上の位置と組にしてウェーハマップに記録します。良否に加えて、動作する速さや消費電流の等級ごとに仕分ける場合もあり、この仕分けをビン分けと呼びます。同じ設計でも速く動く個体と遅い個体が出るので、等級ごとに分けて出荷する運用があります。

この用語に対応する装置と製造メーカー

装置カタログDBから、この用語に一致する製品familyを持つメーカー 2社／2family を引いています。 各行は各社の公式製品ページを出典とします。 DBからの生成日: 2026-08-22

• アドバンテスト
  • T5800 / T5200 memory test systemsテスト
• テラダイン
  • Magnum memory test systemsテスト

出典は各社の公式製品ページです。 装置カタログDB では、同じ製品familyを工程・メーカー横断で検索できます。

関連するデータ・ツール

• 半導体テスト（全体）の工程ページ── 工程分類と、この工程の公開求人
• ウェーハテスト・EDSの工程ページ── 前段のテスト
• 装置カタログDB ── 公式製品ページ単位のメーカーと製品family

よくある質問（FAQ）

半導体テストとは何ですか？

作った半導体が設計どおりに働くかを電気的に測り、良否判定を行う工程です。ウェーハの状態で測るウェーハテストと、パッケージにしたあとで測るファイナルテストの2段で行われます。

なぜ2段に分けるのですか？

早い段階で不良を落とすためです。ウェーハの段階で不良と判明すれば、そのチップをパッケージへ進めずに済み、パッケージの材料と工数を良品と分かったチップにだけ使えます。パッケージ後にもう一度測るのは、切断・接合・封止の後工程でも不良が生じるためです。

テスタ・プローバ・ハンドラの違いは何ですか？

テスタは信号を出して応答を測る本体です。プローバはウェーハ上のチップへ針を当てて導通させ、ハンドラはパッケージ済みの製品をテスタへ運び、測り終えたものを良否で仕分けます。

SoC向けとメモリ向けで装置は違いますか？

別々の装置になります。アドバンテストはSoCテストシステムV93000 EXA Scaleと、メモリテストシステムT5801およびT5835を別のラインにしています。測る項目と同時に測れる個数の要求が異なるためです。

テストにかかるコストはなぜ問題になりますか？

測る時間がそのまま費用になるためです。1個あたりのテスト時間と同時に測れる個数が費用を決め、装置側では同時測定数を増やす方向、設計側ではテストしやすい構造にする方向で対応します。

テスト装置のメーカーはどこですか？

当サイトの装置カタログDBでは、テストに一致する製品familyを持つメーカーを公式製品ページ単位で引けます。アドバンテスト、Teradyne、ACCRETECH（東京精密）などが該当します。

テスタは具体的に何を測っているのですか？

決めた順番の電気信号（テストパターン）をチップへ送り、返ってきた値を期待どおりの値と比べ、返る時刻も測ります。アドバンテストのT5835は、総合タイミング精度±50ps、テスト速度は最大5.4Gbpsで、5.4Gbpsでの1回の信号の持ち時間約185psに対して精度はその4分の1ほどです。

プローブカードとは何ですか？

ウェーハ上のチップの電極（パッド）へ触れる細い針を持つ板です。ウェーハ中間検査工程でのウェーハの検査は通常、プローバ、プローブカード、テスタの3つの構成で行い、プローバはチップ内のパッド（電極）とプローブカード上のニードルを正確に合わせる搬送・位置決め装置です。

テストは常温で行うのですか？

決めた温度をかけた状態で行います。アドバンテストのテストハンドラは、デバイスの搬送とテスト結果に基づく選別に加えて、半導体試験時の温度印可を行います。ウェーハの側でも、プローバの温調チャックや低温チャックで台の温度をかけます。

同時に何個まで測れるのですか？

製品によります。アドバンテストのT5835は同時測定の欄が「Final test: 512/768」で、パッケージ後のテストで768個を同時に測る構成があります。Teradyneは、UltraFLEXplusで同時測定の位置を増やすと工場に要るテスト設備の台数が15〜50%減るとしています。

バーンインは半導体テストと同じものですか？

目的が異なります。半導体テストは設計どおりに働くかを測り、バーンインは温度と電圧を長くかけ続けて、使い始めてすぐ壊れる個体を先に落とします。アドバンテストはB6700シリーズを、高速で大量に初期不良品を選別するバーンイン・テストソリューションとし、バーンイン中に試験も行えるとしています。

比較・違いを学ぶ

• 半導体テストとスクリーニング── 工程としてのテスト
• アドバンテスト V93000 の電力最適化── SoCテスト装置の深掘り

関連用語

• ATE（自動テスト装置）とは
• ウェハプローバーとは
• 良品ダイ（Known Good Die）とは
• バーンインとは
• ビン分け（テスト結果の分類）とは
• ウェーハマップとは

同じ分類「テスト装置」の用語（14語のうち8語）

• OTAテストとは
• PAT・DPAT（分布による選別）とは
• SLT（システムレベルテスト）とは
• ウェーハプローブテストとは
• スキャンテストとは
• テストハンドリングとは
• パラメトリックテストとは
• ファイナルテストとは

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出典

11件を表示

1. 1
   アドバンテスト：半導体テストシステムadvantest.com ↩
2. 2
   東京精密（ACCRETECH）：技術用語集 プローバaccretech.com ↩
3. 3
   東京精密（ACCRETECH）：プロービングマシンaccretech.com ↩
4. 4
   Teradyne：UltraFLEXplusteradyne.com ↩abc
5. 5
   アドバンテスト：T5835advantest.com ↩abc
6. 6
   アドバンテスト：SoCテストシステムadvantest.com ↩
7. 7
   アドバンテスト：V93000 EXA Scaleadvantest.com ↩
8. 8
   アドバンテスト：メモリテストシステムadvantest.com ↩
9. 9
   アドバンテスト：テストハンドラadvantest.com ↩
10. 10
    東京精密（ACCRETECH）：プロービングマシン よくある質問accretech.com ↩ab
11. 11
    アドバンテスト：バーンインテストシステム B6700シリーズadvantest.com ↩