JP2015212669A

JP2015212669A - 半導体検査装置及び半導体検査方法

Info

Publication number: JP2015212669A
Application number: JP2014095844A
Authority: JP
Inventors: 太郎梶山; Taro Kajiyama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2015-11-26

Abstract

【課題】半導体チップを簡易に位置決めすることができる技術を提供する。【解決手段】半導体検査装置２は、検査対象である半導体チップ１００を載置するための載置台１０と、複数本のプローブ８２を有するテストヘッド８０を備える。まず、位置Ｐ１で、載置台１０上に半導体チップ１００を配置する。その後、載置台１０が位置Ｐ２に移動される。載置台１０が位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動する間に、載置台１０上に配置された半導体チップ１００は、載置台１０の上面の斜面部の傾斜方向下側に向けてスライドし、テストヘッド８０のプローブ８２を接触させるための検査位置に位置決めされる。その後、位置Ｐ２において、テストヘッド８０を降下させ、検査位置に位置決めされた半導体チップ１００にプローブ８２を接触させて、半導体チップ１００に通電する。これにより、半導体チップ１００を検査する。【選択図】図１

Description

本明細書で開示する技術は、半導体検査装置と半導体検査方法に関する。

特許文献１には、ステージと、ステージ上に載置されており、半導体チップが載置される領域を有する導電性のプレートと、プレートに載置された半導体チップを検査するためのプローブと、を備える半導体検査装置が開示されている。

特開２０１２−１６３５１５号公報

特許文献１の半導体検査装置では、プレート上に載置された半導体チップの位置をカメラによって認識し、その認識結果に基づいてプローブの位置を算出し、算出された位置に基づいてプローブを位置合わせする必要がある。

本明細書では、半導体チップを簡易に位置決めすることができる技術を提供する。

本明細書で開示する半導体検査装置は、半導体チップが載置される載置台と、プローブを有している。載置台は、載置台の上面に設けられた傾斜面と、傾斜面の傾斜方向下側に設けられた位置決め部を有している。プローブは、傾斜面上で位置決め部と当接している半導体チップに接触して半導体チップに通電する。

この構成によると、半導体チップが載置台の傾斜面上に配置されると、半導体チップが傾斜面の傾斜方向下側に向けてスライドして位置決め部に当接する。即ち、半導体チップが、位置決め部に当接した位置で位置決めされる。その後、位置決めされた半導体チップにプローブを接触させることにより、半導体チップを容易に検査することができる。

半導体チップが四角形であってもよい。位置決め部は、半導体チップのうちの第１辺、及び、第１辺と隣接する第２辺と当接してもよい。

この構成によると、位置決め部は、半導体チップのうちの第１辺及び第２辺と当接することにより、半導体チップを適切に位置決めすることができる。

載置台が、半導体チップの一辺に当接し、半導体チップを傾斜面の傾斜方向下側の位置決め部に向けてガイドするガイド部を有していてもよい。

この構成によると、ガイド部に沿って半導体チップをスライドさせることにより、載置台上に配置された半導体チップを傾斜面の傾斜方向下側の位置決め部に向けて適切にスライドさせることができる。

位置決め部が、電気絶縁体により構成されていてもよい。

この構成によると、半導体チップの側面に電流が流れることを防止することができる。

載置台は、半導体チップを、位置決め部と当接する位置に吸着する吸着手段をさらに有していてもよい。

この構成によると、半導体チップを位置決め部と当接する位置に吸着固定して、プローブを半導体チップに接触させることができる。

本明細書で開示する半導体検査方法は、載置台とプローブを有する半導体検査装置を用いて半導体チップを検査する方法である。載置台が、載置台の上面に設けられた傾斜面と、傾斜面の傾斜方向下側に設けられた位置決め部を有している。方法が、傾斜面上に半導体チップを載せる工程と、半導体チップが、傾斜面上を位置決め部と当接する位置までスライドする工程と、傾斜面上を位置決め部と当接する位置にある半導体チップにプローブを接触させて、半導体チップに通電する工程を有する。

この方法によると、半導体チップが載置台の傾斜面上に配置されると、半導体チップが傾斜面の傾斜方向下側にスライドして位置決め部に当接する。即ち、半導体チップが、位置決め部に当接した位置で位置決めされる。その後、位置決めされた半導体チップにプローブを接触させて、半導体チップを検査することができる。従って、上記の方法によると、半導体チップを載置台の傾斜面上に配置するだけで簡易に半導体チップを位置決めすることができる。

半導体チップが四角形であってもよい。スライドする工程では、位置決め部が、半導体チップのうちの第１辺、及び、第１辺と隣接する第２辺と当接してもよい。

この方法によると、位置決め部は、半導体チップのうちの第１辺及び第２辺と当接することにより、半導体チップを適切に位置決めすることができる。

載置台が、ガイド部を有していてもよい。スライドする工程において、ガイド部が、半導体チップの一辺に当接し、半導体チップを傾斜面の傾斜方向下側の位置決め部に向けてガイドしてもよい。

この方法によると、ガイド部に沿って半導体チップをスライドさせることにより、載置台上に配置された半導体チップを傾斜面の傾斜方向下側の位置決め部に向けて適切にスライドさせることができる。

位置決め部が、電気絶縁体により構成されていてもよい。

この構成によると、半導体チップの側面に電流が印加されることを防止することができる。

載置台は、半導体チップを、位置決め部と当接する位置に吸着する吸着手段をさらに有していてもよい。通電する工程では、半導体チップを吸着手段で吸着してもよい。

この方法によると、半導体チップを位置決め部と当接する位置に吸着固定して、プローブを半導体チップに接触させることができる。

半導体検査装置を模式的に示す図。第１実施例の載置台の平面図。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。図２のＩＶ−ＩＶ断面図。第２実施例の載置台の平面図。図５のＶＩ−ＶＩ断面図。図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。

（第１実施例）
図１に示すように、本実施例の半導体検査装置２は、検査対象である半導体チップ１００を載置するための載置台１０と、テストヘッド８０を有する。載置台１０には、減圧吸着装置９０が接続されている。また、テストヘッド８０は、半導体チップ１００に接触させるための複数本のプローブ８２を有する。

この半導体検査装置２を用いて検査を行う場合、まず、位置Ｐ１で、載置台１０上に半導体チップ１００を配置する。その後、載置台１０を位置Ｐ２に移動する。載置台１０が位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動する間に、載置台１０上に配置された半導体チップ１００は、載置台１０の上面の斜面部の傾斜方向下側に向けてスライドし、テストヘッド８０のプローブ８２を接触させるための予め決められた位置（以下、「検査位置」と呼ぶ場合がある）に位置決めされる。検査位置に位置決めされた半導体チップ１００を、減圧吸着装置９０によって吸着固定する。その後、位置Ｐ２において、テストヘッド８０を降下させ、検査位置に位置決めされた半導体チップ１００にプローブ８２を接触させて、半導体チップ１００に通電する。これにより、半導体チップ１００を検査することができる。

（載置台１０の構造；図２〜図４）
続いて、図２〜図４を参照して、載置台１０の構造について説明する。本実施例の載置台１０は、図に示すような正方形の板状の半導体チップ１００を載置するための台である。載置台１０は、導電性の材料によって形成されている。載置台１０の表面には、載置した半導体チップ１０を滑りやすくするための加工（例えば、メッキ処理）が施されていることが好ましい。

載置台１０の上面１０ａには、傾斜面１２が設けられている。傾斜面１２は、図中の方向Ｄ１に向かって下る方向に傾斜している。傾斜面１２の傾斜方向の両側面には、壁１３、１７が形成されている。傾斜面１２の傾斜角度は、載置された半導体チップ１００が、半導体チップ１００の自重によって傾斜方向（即ち、方向Ｄ１）下側に向けてスライド可能な角度である。傾斜面１２の傾斜方向下側には、半導体チップ１００を落下させるための段差１４が設けられている。段差１４の下側には、半導体チップ１００をスライド可能な幅の溝１５が形成されている。

溝１５には、傾斜面１６が設けられている。傾斜面１６は、傾斜面１２と同様に、方向Ｄ１に向かって下る方向に傾斜している。さらに、傾斜面１６は、図中の方向Ｄ２に向かって下る方向に傾斜している。図２に示すように、載置台１０を平面視する場合において、方向Ｄ２は、方向Ｄ１と直交している。溝１５の幅（即ち、傾斜面１６の幅）は、半導体チップ１００がスライド可能な広さに形成されている。傾斜面１６の傾斜方向両側面には、段差１４、及び、壁１８が形成されている。段差１４の表面には、絶縁部材３２が配置されている。また、壁１８の表面にも、絶縁部材３０が配置されている。さらに、傾斜面１６の傾斜方向Ｄ２の下側の終端部分には、壁１３が配置されている。壁１３のうち半導体チップ１００と接触する部分には、絶縁部材３４が配置されている。この載置台１０では、傾斜面１６の傾斜方向下側の終端部分が、上記の検査位置２０である。傾斜面１６の傾斜方向Ｄ２における傾斜角度は、傾斜面１２から溝１５内に落下した半導体チップ１００が、半導体チップ１００の自重によって傾斜方向下側の検査位置２０に向けてスライド可能な角度である。検査位置２０には、複数個の吸着孔３６が形成されている。吸着孔３６は、検査位置２０上に配置された半導体チップ１００を、載置台１０に接続された減圧吸着装置９０で吸引して検査位置２０上に吸着固定するための孔である。

図１の位置Ｐ１では、載置台１０の傾斜面１２上に半導体チップ１００が載置される。傾斜面１２上に載置された半導体チップ１００は、傾斜面１２上を、傾斜方向下側に向けて（即ち、方向Ｄ１に向けて）スライドする。傾斜面１２上をスライドした半導体チップ１００は、段差１４から下方に落下し、溝１５内に配置される。溝１５内に配置された半導体チップ１００は、傾斜面１６上を、傾斜方向下側に向けて（即ち、方向Ｄ２に向けて）スライドする。傾斜面１６をスライドする半導体チップ１００の対向する一組の辺は、段差１４と壁１８に接触する。即ち、半導体チップ１００は、段差１４と壁１８によって、傾斜方向下側に向けてガイドされる。このため、傾斜面１６をスライドする半導体チップ１００が回転し、半導体チップ１００の向きが変わることが防止される。なお、傾斜面１６は方向Ｄ１に向かって下るように傾斜しているので、半導体チップ１００は主に壁１８によってガイドされる。傾斜面１６上をスライドした半導体チップ１００は、傾斜方向終端部分において、壁１３に当接する。これにより、半導体チップ１００が、検査位置２０に位置決めされる。検査位置２０に位置決めされた半導体チップ１００は、正方形の一辺に相当する端面が壁１３に当接し、壁１３に当接する辺と直交する一辺に相当する端面が、壁１８に当接する。半導体チップ１００が検査位置２０に位置決めされた後で、減圧吸着装置９０を動作させる。これにより、半導体チップ１００は、検査位置２０上に吸着固定される。なお、吸着は、載置台１０を図１の位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動させる間に行ってもよい。続いて、図１の位置Ｐ２において、テストヘッド８０を降下させ、検査位置２０に位置決めされた半導体チップ１００にプローブ８２を接触させて、半導体チップ１００に通電する。これにより、半導体チップ１００を検査することができる。

上記の通り、本実施例の載置台１０によると、載置台１０の傾斜面１２上に半導体チップ１００を載置するだけで、半導体チップ１００が傾斜面１２、１６をスライドして検査位置２０に位置決めされる。従って、予め決められた位置にテストヘッド８０を移動させるだけで、テストヘッド８０を半導体チップ１００に接触させることができる。すなわち、本実施例の載置台１０によれば、半導体チップ１００の載置位置に合わせてテストヘッド８０の位置を調整する必要がない。そのため、半導体検査装置２は、テストヘッド８０の位置を調整するための機構（例えば、カメラ等）を備える必要もない。

また、本実施例では、検査位置２０に位置決めされた半導体チップ１００は、一辺が壁１３に当接し、壁１３に当接する辺と直交する一辺が壁１８に当接する。そのため、半導体チップ１００の二辺が適切に支持され、半導体チップ１００を検査位置２０に適切に位置決めすることができる。また、壁１３、段差１４、壁１８の表面には、それぞれ、絶縁部材３４、３２、３０が設けられている。そのため、半導体チップ１００の側面に電流が印加されることを防止することもできる。

また、本実施例では、傾斜面１６上を方向Ｄ２に沿ってスライドする半導体チップ１００の対向する一組の辺は、段差１４と壁１８に接触する。即ち、半導体チップ１００は、段差１４と壁１８に沿って、傾斜方向下側に向けてガイドされる。半導体チップ１００を検査位置２０に向けて適切にガイドすることができる。また、半導体チップ１００の向きが変わることも防止することができる。

さらに、本実施例では、半導体チップ１００が検査位置２０に位置決めされた後で、減圧吸着装置９０を動作させて、半導体チップ１００を検査位置２０上に吸着固定する。そのため、半導体チップ１００を検査位置２０上に固定した上で、プローブ８２を半導体チップ１００に接触させることができる。

（第２実施例）
図５〜図７を参照して、第２実施例について、第１実施例と異なる点を中心に説明する。本実施例の半導体検査装置は、載置台１１０の構造が第１実施例とは異なる。本実施例では、載置台１１０の上面１１０ａには、傾斜面１１２が設けられている。傾斜面１１２は、図中の方向Ｄ３に向かって下る方向に傾斜している。言い換えると、傾斜面１１２は、載置台１１０を平面視した場合の一つの角部に向けて下る方向に傾斜している。傾斜面１１２の傾斜角度は、載置された半導体チップ１００が、半導体チップ１００の自重によって傾斜方向下側に向けてスライド可能な角度である。傾斜面１１２の傾斜方向下側には、壁１１３、１１８が設けられている。壁１１３、１１８は、直交するように設けられている。壁１１３、１１８の表面には、それぞれ、絶縁部材１３４、１３０が備えられている。本実施例の載置台１１０では、傾斜面の傾斜方向（即ち、Ｄ３方向）下側の終端部分が検査位置１２０である。検査位置１２０には、第１実施例と同様に複数個の吸着孔３６が形成されている。

本実施例でも、図１の位置Ｐ１では、載置台１１０の傾斜面１１２上に半導体チップ１００が載置される。傾斜面１１２上に載置された半導体チップ１００は、傾斜面１１２上を傾斜方向下側に向けて（即ち、方向Ｄ３に向けて）スライドする。傾斜面１１２上をスライドした半導体チップ１００は、傾斜方向終端部分において、壁１１３及び壁１１８に当接する。これにより、半導体チップ１００が、検査位置１２０に位置決めされる。検査位置１２０に位置決めされた半導体チップ１００は、一辺が壁１１３に当接し、壁１１３に当接する辺と直交する辺が、壁１１８に当接する。半導体チップ１００が検査位置１２０に位置決めされた後で、減圧吸着装置９０を動作させる。これにより、半導体チップ１００は、検査位置１２０上に吸着固定される。なお、吸着は、載置台１０を図１の位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動させる間に行ってもよい。続いて、図１の位置Ｐ２において、テストヘッド８０を降下させ、検査位置１２０に位置決めされた半導体チップ１００にプローブ８２を接触させて、半導体チップ１００に通電する。これにより、半導体チップ１００を検査することができる。

本実施例の載置台１１０による場合も、第１実施例の載置台１０（図２〜図４参照）を用いる場合とほぼ同様の作用効果を発揮することができる。

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、以下の変形例を採用してもよい。

（変形例１）上記の各実施例では、載置台１０、１１０の各傾斜面１２、１６、１１２は、いずれも、半導体チップ１００が、半導体チップ１００の自重によって傾斜方向下側に向けてスライド可能な傾斜角度に形成されている。これに限られず、載置台１０、１１０の各傾斜面が、載置台１０、１１０を図１の位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動させる際に、半導体チップ１００に加わる遠心力を利用して、半導体チップ１００を傾斜方向下側に向けてスライドさせられるように形成されていてもよい。

（変形例２）載置台１０、１１０は、検査ステージの上面に設置され、交換可能な金属製のプレートであってもよい。

（変形例３）上記の各実施例では、半導体チップ１００は正方形であるが、半導体チップ１００の形状はこれには限られない。例えば、長方形、台形、平行四辺形等、任意の四角形であってもよい。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：半導体検査装置
１０：載置台
１０ａ：上面
１２：傾斜面
１３：壁
１４：段差
１５：溝
１６：傾斜面
１８：壁
２０：検査位置
３０：絶縁部材
３２：絶縁部材
３４：絶縁部材
３６：吸着孔
８０：テストヘッド
８２：プローブ
９０：減圧吸着装置
１００：半導体チップ
１１０：載置台
１１０ａ：上面
１１２：傾斜面
１１３：壁
１１８：壁
１２０：検査位置
１３０：絶縁部材
１３４：絶縁部材

Claims

半導体チップが載置される載置台と、
プローブ、
を有しており、
前記載置台は、
前記載置台の上面に設けられた傾斜面と、
前記傾斜面の傾斜方向下側に設けられた位置決め部を有しており、
前記プローブは、前記傾斜面上で前記位置決め部と当接している前記半導体チップに接触して前記半導体チップに通電する、
半導体検査装置。
前記半導体チップが四角形であり、
前記位置決め部は、前記半導体チップのうちの第１辺、及び、前記第１辺と隣接する第２辺と当接する、請求項１の半導体検査装置。
前記載置台が、前記半導体チップの一辺に当接し、前記半導体チップを前記傾斜面の傾斜方向下側の位置決め部に向けてガイドするガイド部を有している、請求項１又は２の半導体検査装置。
前記位置決め部が、電気絶縁体により構成されている請求項１から３のいずれか一項の半導体検査装置。
前記載置台は、前記半導体チップを、前記位置決め部と当接する位置に吸着する吸着手段をさらに有する、請求項１から４のいずれか一項の半導体検査装置。
載置台とプローブを有する半導体検査装置を用いて半導体チップを検査する方法であって、
前記載置台が、前記載置台の上面に設けられた傾斜面と、前記傾斜面の傾斜方向下側に設けられた位置決め部を有し、
前記方法が、
前記傾斜面上に前記半導体チップを載せる工程と、
前記半導体チップが、前記傾斜面上を前記位置決め部と当接する位置までスライドする工程と、
前記位置にある前記半導体チップに前記プローブを接触させて、前記半導体チップに通電する工程、
を有する方法。
前記半導体チップが四角形であり、
前記スライドする工程では、前記位置決め部が、前記半導体チップのうちの第１辺、及び、前記第１辺と隣接する第２辺と当接する、
請求項６の方法。
前記載置台が、ガイド部を有し、
前記スライドする工程において、前記ガイド部が、前記半導体チップの一辺に当接し、前記半導体チップを前記傾斜面の傾斜方向下側の位置決め部に向けてガイドする、
請求項６又は７の方法。
前記位置決め部が、電気絶縁体により構成されている請求項６から８のいずれか一項の方法。
前記載置台は、前記半導体チップを、前記位置決め部と当接する位置に吸着する吸着手段をさらに有し、
前記通電する工程では、前記半導体チップを前記吸着手段で吸着する、
請求項６から９のいずれか一項の方法。