JPH02278169A - 半導体検査装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は半導体検査装置に関する。

（従来の技術） 従来、パッケージング済みの半導体の電気的諸特性を検
査する工程では、半導体素子のノ々・ノケージが多種多
用にわたるため、夫々の、（・ソケージの種類に合わせ
た専用検査装置（ＩＣハンドラ）が必要とされていたが
、近年の半導体素子の多品種少量生産化に対応し、測定
部のユニット等を交換することで１台で多くの形状の半
導体素子の測定が可能ないわゆるユニバーサルハンドラ
が開発されている。

このようなユニバーサルハンドラへの半導体素子供給の
形頓として、トレ一方式が知られている。

このトレ一方式のＩＣハンドラは、トレー上に多数の例
えば格子状に素子収容部を設け、この素子収容部内にパ
ッケージ済みの半導体素子例えばＱＦＰ、ＳＯＰ等を収
容し、該トレーから半導体素子を　１つずつ取出して、
ＩＣハンドラのテストヘッドに設けられたプローブ針等
の検査端子に上記のトレー上の各半導体素子を順次当接
して検査するように構成されている。

ところで、半導体素子の高集積化に伴い、このパッケー
ジングされた半導体素子の端子も多端子化、端子の狭ピ
ッチ化が進んでおり、このような多端子化、狭ピッチ化
された半導体素子の１）ＩＪ定を行う場合には、高精度
の位置合せが必要とされるとともに、高精度の検査方式
の開発が要望されていた。

（発明が解決しようとする課題） このように、上述した従来の半導体検査装置では、高精
度の位置合せが必要とされるとともに、高精度の検査方
式の開発が望まれている。

本発明は、このような事情に対処して成されたもので、
高精度の位置合せを行うことができかつ高精度の検査を
行うことができる半導体検査装置を提供することを目的
とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の半導体検査装置は、上記目的を達成するために
、位置決めされた半導体素子を載置した検査ステージを
上昇させて半導体素子の電極端子をプローブ触子に当接
させる当接手段と、この当接手段により半導体素子の電
極端子をプローブ触子に当接させた後にこの半導体素子
を検査する検査手段とを具備しているものである。

（作　用） 本発明の半導体検査装置では、検査ステージを上昇させ
て半導体素子の電極端子列をプローブ触子列に当接させ
るようにしたので、その半導体素子の位置合せを高精度
で実行することができ、しかも押込み嵌合式と異なり検
査の高速化に有効となる。

（実施例） 以下、本発明の一実、施例について図を参照して説明す
る。

装置本体１は、半導体素子（以下、チップと呼ぶ）２を
多数例えば格子状に配列収容したトレー３をロードまた
はアンロードするためのトレーローダ−系４と、このト
レー３から一つずつ取出されたチップ２を検査台上に搭
載し、該チップ２を検査部へ搬送する検査ステージ系５
がら構成されている。また、上記トレーローダ−系４の
検査ステージ県側境界部には、チップ２を一つずつ保持
してトレーローダ−系４＃検査ステージ系５間のチップ
移載を行うためのチップ移載機（１４６が具備されてい
る。

本実施例に用いるトレー３は、例えば第２図に示すよう
に、寸法が２８０Ｘ　２２０ｍ１ｍ、厚さか８．５ＩＩ
ＩＩＩの導電性樹脂からなるトレー本体３〕の表面にチ
ップ２を収容する収容四部３２を５行６列の格子状に形
成し、該収容凹部３２にチップ２を収容するように構成
されている。また、トレー本体３１の４隅から　２行２
列の四部は、後述するトレー搬送機構の保持部によりト
レー２を保持するための保持板３３を形成している。ま
た、トレー本体３１の４隅の一角には、トレー２の方向
性を規定するための面取り部３４が形成されている。

ところで、上記トレーローダ−系４には、トレー３を多
数棚積み積層した昇降自在のセンダー機構７、空トレー
を一時保管するためのトレーバッファ機構８、検査の終
了したチップ２を収容したトレー３を多数棚積み積層し
た昇降自在のレシーバ機構９が夫々上記チップ移載機構
６に沿って並設されている。以下これらセンダー機構７
、トレーバッファ機構８、レシーバ機構９の並設方向を
Ｙ方向とし、これに直交する方向をＸ方向とする。

チップ移載機構６の構成は、トレーローダ−系４と検査
ステージ系５の境界に配置した基台］０を中心にしてチ
ップ移載のための各種機構を展開した構成となっており
、基台１０のトレーローダ−系４側側面には、センダー
機構７、トレーバッファ機構８、レシーバ機構９の上方
に沿ってＹ−Ｚ方向に移動自在なトレー移載機ｈｌｌＳ
１１か配設されている。このトレー移載機構１１の保持
部］１ａにより第２図に示したトレー２の保持板３３が
吸着保持される。

また、基台１０のセンダー機構７側端部に直交して、セ
ンダー機構７の最上段に棚積みされたトレー３から一つ
ずつチップ２を保持して検査ステジ系５へと搬送するチ
ップ搬入機構１２が設けられており、−刃基台１０のレ
シーバ機構９側端部に直交して、検査ステージ系５で検
査の終了したチップ２を保持してレシーバ機構９の最上
段に棚積みされたトレー３上へと搬送するチップ産出機
構１３が設けられている。

これらチップ搬入機構１２およびチップ搬出機構１３は
、夫々、Ｙ方向へ突出した搬送腕１４をＸ−Ｚ方向に移
動させるための例えばＬＭガイドとボールスクリュー等
から組合されるＸ−Ｚステージ１５と、搬送腕１４の側
面にＹ方向に対して移動自在に設けられチップ２を保持
例えば吸着保持するための保持部１６とから構成されて
いる。

基台１０の検査ステージ系５側側面には、チップ２を保
持例えば吸着保持するための保持部１７ａ、１７ｂを所
定の間隔をおいて一対設け、一方の保持部１７ａで上記
チップ搬入機構１２により検査ステージ系５へと搬送さ
れたチップ２を検査ステージ系５の検査台１８上へと移
載すると同時に、他方の保持部１７ｂで検査台１８上の
検査終了済みのチップ２を上記チップ搬出機構１３への
受渡し部へと移載するダブル移載機構１７がＹ−Ｚ方向
に移動自在に配設されている。

また、検査ステージ系５は、チップ２を載置する検査台
１８と、この検査台１８を搭載し該検査台１８をｘ−ｙ
−ｚ−θ方向に移動させる検査台ステージ］つと、検査
台１８の移動軌道上に配設され検査台１８上のチップ２
の画像を撮像し、最終の位置合せ（以下、ファインアラ
イメントと呼ぶ）時における位置合せ情報を検査台ステ
ージ１つの駆動制御機構へと提供するファインアライメ
ント機構２０とから構成されている。

ここで、検査台ステージ１９は、例えば第３図に示すよ
うに、ベース３５の各支持部３５ａに取付けられたＹ方
向レール３６と、このＹ方向レール３６上に係合部３７
ａを介して取付けられたＸ方向レールと、検査台１８を
Ｚおよびθ方向に移動させる移動軸３９とから構成され
ている。

このような構成の半導体検査装置の動作について以下に
説明する。

まず、チップ搬入機構１２のＸ−Ｙステージを駆動して
、搬送腕１４をトレー３上の所定のチップ列上へ搬送さ
せた後、搬送腕１４のチップ保持部１６をＹ方向に移動
させて検査を行うチップ上に移動し、搬送腕１４を下降
させてチップ２を保持部１６にて保持例えば吸着保持す
る。

この後、チップ搬入機構１２を駆動して吸着保持したチ
ップ２を検査ステージ系５側の１■位置合せ（以下、プ
リアライメントと呼ぶ）用載置台２１上へと搬送し、該
プリアライメント用載置台２１上に移載する。

このプリアライメント用載置台２１上には、載置台２１
上のチップ２の画像を撮像して正規の基準位置情報との
ずれ量を検出するプリアライメント用画像認識機構２２
が設けられている。

プリアライメント用画像認識機構２２における位置情報
の検出方式としては、例えばチップ２のモールド部にお
ける所定の部位の面積を撮像し、その撮像部における基
準位置例えば重心を４Ｉ１１定し、該測定した基準位置
情報と予め定められている正規の重心の基準位置情報と
を比較してそのずれ量情報を求める方式等が好適である
。

こうして、プリアライメント用の位置情報を４−１定し
た後、ダブル移載機構１７の一方のチップ保持部１７ａ
にてプリアライメント用載置台２１上のチップ２を保持
し、検査ステージ系５の検査部２５の検査台１８上へと
搬送移載するとともに、ダブル移載機構１７の他方のチ
ップ保持部１７ｂにて検査台１８上の検査終了済みチッ
プ２を上記チップ搬出機構１３への受渡し部である受渡
し載置台２３上へと搬送移載する。

ここで、プリアライメント用載置台２１から検査台１８
へのチップ移載動作の際には、検査台１８は予め所定の
受渡し位置例えば基台１０の検査ステージ系５側側面の
略中央部にて待機しているが、上記プリアライメント用
画像認識機構２２によりチップ２の位置ずれが検出され
た場合には、この位置ずれ情報に基づいて、チップ２が
検査台１８の予め定められた基準位置上に載置されるよ
うに位置ずれ針移動補正した状態で待機する。こうして
、チップ２は、常に、検査台１８の定められた位置上に
搭載される。

チップ２を搭載した検査台１８は、テストヘッド２４等
を配設した検査部２５へ移動する途中、ファインアライ
メント機構２０下方で一旦停止し、ここでチップ２のフ
ァインアライメント動作が行われる。

本実施例のファインアライメント機構２０は、画像認識
機構により行われるように構成されており、その位置合
せ方式としては、例えばチップ２の直交する２辺のリー
ド列の一部を撮像し、この撮像した情報から撮像部の重
心位置を算出し、該算出した重心位置情報と、予め定め
られている基準の重心位置情報とを比較して位置ずれ量
を求め該位置ずれ量の情報に基づいてチップ２が正規の
位置となるように検査台１８を移動させる方式等が好適
である。

こうしてチップ２のファインアライメントを終了した後
、検査台１８をテストヘッド２４の下方へと移動させ、
検査台１８を上昇させてチップ２のリード列２ａをテス
トヘッド２４下面に設けられたプローブ針２７に当接さ
せ検査を行う。

検査終了後は、検査台１８を再び移載位置まで移動させ
て、ここで、ダブル移載機溝１７の一方のチップ保持部
１７ｂにて検査台１８上の検査終了済みチップ２を保持
しチップ受渡し載置台２３上へと搬送移載するとともに
、ダブル移載機構１７の他方のチップ保持部１７ａにて
プリアライメント用載置台２１上の次検査用のチップ２
を保持し、検査台１８上へと搬送移載する。

検査終了済みチップ２をチップ受渡し載置台２３上へ移
載した後、チップ搬出機構１３の搬送腕１４に設けられ
たチップ保持部１６にてチップ２を保持例えば吸着保持
し、この搬送腕１４をレシーバ機構９のトレー３上へと
移動させ、トレー３上の所定の位置に該チップ２を搭載
する。このとき、検査により不良と判定されたチップ２
は、搬送腕１４の移動軌道の下方に配置された不良品収
容箱２６に落される。

上述した一連の動作を検査部２５にて繰返すことにより
、センダー機構７のトレー３に収容されたチップ２が順
次検査されてレシーバ機構９のトレー３上へと収容され
る。

そして、センダー機構７のトレー３上のチップ２が全て
検査終了し、レシーバ機構９のトレー２がチップ２を満
載した状態となると、トレー移載機構１］がそのトレー
保持部１１ａによりセンダー機構７の空トレー３ａを保
持例えば吸着保持してレシーバ機構９のチップ２を満載
したトレー３上へ搬送しこれを搭載する。この後、セン
ダー機構７は、次検査用のトレーが上記空トレー３ａの
あった位置と同様の位置になるように該次検査用トレー
を上昇させ、一方、レシーバ機構９は、搭載された空ト
レー３ａが上記チップ２を満載したトレー３と同様な位
置となるように該空トレー３ａを下降させる。

また、不良チップが発生した場合には、レシーバ機構９
のトレー３がチップ満載状態となる前にセンダー機構７
のトレー３が空トレーとなり、次検査用トレーをセツテ
ィングすることが不可能となるが、このような場合には
、センダー機構７とレシーバ機構９間に配設されたトレ
ーバッファ機構８上にて空トレー３ａを一時待機させる
。そして、レシーバ機構９のトレー２がチップ満載状態
となった際に、上記動作と同様にしてトレーバッファ機
構８に待機した空トレー３ａをレシーバ機構９へ搭載す
ることにより、センダー機構７の次検査トレーが空トレ
ー３ａによりセツティング不可能となる状態が防止でき
、連続的な処理が可能となる。

このように、本実施例では、検査ステージ系５における
チップ２の検査の際に、検査台１８を上昇させてチップ
２のリード列２ａをテストヘッド２４下面に設けられた
プローブ針２７に当接させるので、位置合せが容易とな
り、従来の検査方式によるソケットに上方からチップを
押込む方式での多端子および端子が狭ピッチとされたチ
ップの検査に対応しきれなかった面を大幅に改遷するこ
とが可能となる。

また本実施例では、プリアライメントおよびファインア
ライメントを検査台１８上で直接行うことが可能である
ため、従来行われているようなプリアライメントを独立
したアライメント機構により行った後検査台に移載する
間接的な方式と異なり、プリアライメント後の検査台移
載時における位置ずれの発生がなく高精度の位置合せも
可能となる。

さらに、検査台１８上で全ての位置合せを行う位置合せ
機構を用いたことにより位置合せ速度が向上し、また検
査終了済みチップと次検査チップとを同時搬送するチッ
プ移載機構により搬送効率が向上し、これらの作用によ
り装置スルーブツトの向上を図ることも可能である。

さらにまた、従来のような独立したプリアライメント機
構が不要となることから、装置が簡素化し、低コスト化
を図ることもできる。

また本実施例では、フラットパッケージＩＣの検査につ
いて説明したが、これに限らずＩＣチップやＬＣＩ）基
板等の方形状デバイスであればいずれでも適用可能であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の半導体検査装置によれば
、高精度の位置合せを行うことができかつ高精度の検査
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による半導体検査装置の構成
を示す平面図、第２図は第１図の実施例に用いるトレー
の一例を示す平面図、第３図は第１図の検査台ステージ
を示す一部切欠の側面図である。 １・・・装置本体、２・・・チップ、３・・・トレー　
４・・・トレーローダ−系、５・・・検査ステージ系、
６・・・チップ移載機構、７・・・センダー機構、８・
・・バッファ機構、９・・・レシーバ機構、１０・・・
基台、１１・・・トレー搬送機構、１２・・・チップ搬
入機構、１３・・・チップ搬送機構、１４・・・搬送腕
、１７・・・ダブル移載機構、１８・・・検査台、１９
・・・検査台ステージ、２０・・・ファインアライメン
ト機構、２２・・・プリアライメント用画像認識機構、
２４・・・テストヘッド、２５・・・検査部。 出願人　　　　　東京エレクトロン株式会社代理人　弁
理士　須　山　佐　− （ばか１名） 纂２図 ＾グ 矛 フ＠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）位置決めされた半導体素子を載置した検査ステー
   ジを上昇させて前記半導体素子の電極端子をプローブ触
   子に当接させる当接手段と、 この当接手段により前記半導体素子の電極端子をプロー
   ブ触子に当接させた後にこの半導体素子を検査する検査
   手段と を具備していることを特徴とする半導体検査装置。