JP3185509B2 - 半導体デバイスの特性検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、組み立てが完了した半
導体デバイスの特性を検査する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、組み立てが完了した半導体デバ
イスの特性測定は、テストヘッドユニットとハンドラユ
ニットとからなる検査装置によって行われる。このう
ち、テストヘッドユニットは、実際に半導体デバイスを
動作させて特性を測定し、その測定結果に基づいてデバ
イスの評価を行う部分で、ハンドラユニットは、被測定
物である半導体デバイスを順次、テストヘッドユニット
に供給する部分である。これらのテストヘッドユニット
とハンドラユニットとの電気的な接続方式としては、い
わゆるソケット式コンタクトと呼ばれるものがあり、そ
のためのソケット状部品として、テストヘッドユニット
側にはアダプタソケットが設けられ、ハンドラユニット
側にはデバイスソケットが設けられている。また、テス
トヘッドユニット側には、検査用回路等が組み込まれた
テストボードが設けられており、このテストボードは、
試料用電源の供給機能や測定用信号の発生機能等を備え
たテストヘッド部の上端に着脱自在に結合されている。

【０００３】ところで、この種の特性検査装置では、検
査対象となる半導体デバイスの型式が変更になった場
合、それに応じて検査回路等の仕様も変わるため、テス
トヘッド部の上端に結合したテストボードを交換する必
要がある。その場合は、先ず、テストヘッドユニット側
に設けられたアダプタソケットとハンドラユニット側に
設けられたデバイスソケットとを分離させ、次いで、テ
ストヘッドユニットまたはハンドラユニットを床面上で
移動させて、テストヘッド部の上方を開放し、この状態
でテストボードの交換作業が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来装置
では、テストヘッドユニットまたはハンドラユニットを
床面上で移動させると、双方の位置決め精度が完全に損
なわれてしまうため、テストボードを交換した後で、ア
ダプタソケットとデバイスソケットとの対向状態を目視
で確認しながら、テストヘッドユニットまたはハンドラ
ユニットを少しずつ移動させて、アダプタソケットとデ
バイスソケットとを嵌合させなければならず、この位置
決め作業が非常に面倒なものとなっていた。

【０００５】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、テストボード交換時におけるテストヘッド
ユニットとハンドラユニットとの位置決め作業を容易に
行うことができる半導体デバイスの特性検査装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、アダプタソケットを有す
るテストボードが着脱可能に結合されたテストヘッド部
と、テストヘッド部を支持する架台部と、架台部の底部
に上下動可能に設けられたキャスターと、架台部の両側
から外方に延出して設けられた支持ブロックとを備えた
テストヘッドユニットと、アダプタソケットに嵌合可能
で且つ被測定デバイスが装着されるデバイスソケット
と、キャスターを床面から浮上させた状態で支持ブロッ
クを載置支持する基準ブロックとを備えたハンドラユニ
ットと、テストヘッドユニットおよびハンドラユニット
のうち、いずれか一方に設けられた位置決めブロック
と、同他方に位置決めブロックに係合可能に設けられた
突き当て部材とから成る位置決め機構と、位置決めブロ
ックと突き当て部材とを係合した状態でハンドラユニッ
トにテストヘッドユニットを固定する固定手段とを具備
したものである。

【０００７】

【作用】本発明の半導体デバイスの特性検査装置におい
ては、テストヘッドユニットおよびハンドラユニットの
うち、一方に設けた位置決めブロックに対して、他方に
設けた突き当て部材を係合させることで、ハンドラユニ
ットに対するテストヘッドユニットの水平方向の位置決
めがなされ、さらにキャスターを床面から浮上させて、
ハンドラユニット側の基準ブロックにテストヘッドユニ
ット側の支持ブロックを載置することで、ハンドラユニ
ットに対するテストヘッドユニットの垂直方向の位置決
めがなされる。そして、このハンドラユニットに対する
テストヘッドユニットの位置決め状態は、固定手段によ
って確実に保持される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明に係わる半導体デ
バイスの特性測定装置の一実施例を説明する概略図であ
り、図中（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図を示
している。本実施例における半導体デバイスの特性測定
装置は、大きくは、テストヘッドユニット１と、ハンド
ラユニット２とから構成されている。テストヘッドユニ
ット１は、図示せぬアダプタソケットを有するテストボ
ードが着脱可能に結合されたテストヘッド部３と、この
テストヘッド部３を支持する架台部４と、この架台部４
の底部に上下動可能に設けられたキャスター５とを備え
ている。このうち、上述したテストボード（不図示）は
テストヘッド部３の上端に位置決めして固定されてい
る。一方、ハンドラユニット２は、上記アダプタユニッ
トに嵌合可能なデバイスソケット（不図示）を有し、こ
のデバイスソケットに対して被測定デバイスである半導
体デバイスを装着するとともに、その検査結果に応じて
半導体デバイスを分類収納する機能を備えている。

【０００９】ここで、テストヘッドユニット１の構成を
図２に基づいて詳しく説明する。図示のように、テスト
ヘッド部３は、架台部４側の支持プレート６上に固定さ
れており、支持プレート６の下面側にはボールキャスタ
ー７が取り付けられている。ボールキャスター７は、上
記支持プレート６と平行に配置されたベースプレート８
上に載置されており、ベースプレート８は支持ロッド９
上に取り付けられている。支持プレート６とベースプレ
ート８との間には、支持プレート６側に固定された締結
部材１０が介装されている。一方、ベースプレート８の
下面側からは、ストッパープレート１１を介してクラン
プ部材１２が嵌入されており、このクランプ部材１２の
先端部分が上記締結部材１０に螺合している。ここで、
クランプ部材１２にはグリップレバー１３が取り付けら
れており、このグリップレバー１３を操作してクランプ
部材１２を回転させることで、締結部材１０とクランプ
部材１２との相対位置が変化するようになっている。

【００１０】さらに、支持ロッド９の下端側には雄ネジ
（不図示）が形成されており、この雄ネジ部分が架台本
体側のナット機構部１４に螺合し、この状態で支持ロッ
ド９が直立状態で支持されている。また、ナット機構部
１４の下端にはプーリ１５が取り付けられており、この
プーリ１５はベルト１６を介して駆動プーリ１７に連結
されている。駆動プーリ１７は、軸受機構部１８に回転
自在に支持された主軸１９の下端に軸着されている。こ
こで、主軸１９は図示せぬギア列を介してハンドル２０
に連結されており、このハンドル２０を操作して主軸１
９を回転させることで、駆動プーリ１７が回転するよう
になっている。また、駆動プーリ１７が回転すると、こ
れに同期して他のプーリ１５も回転し、これによってナ
ット機構部１４に螺合した支持ロッド９が上下動するよ
うになっている。

【００１１】一方、架台部４の下方には、キャスター５
の取付位置に対応してジャッキユニット２１が設けられ
ており、これらのジャッキユニット２１は回転シャフト
２２を介して互いに連結されている。ここで、回転シャ
フト２２は図示せぬギア列を介してハンドル２３に連結
されており、このハンドル２３を操作することで回転シ
ャフト２２が回転し、このときのシャフト回転量および
シャフト回転方向に応じてキャスター５が上下動するよ
うになっている。

【００１２】さらに本実施例では、図１および図２に示
すように、先ず、テストヘッドユニット１側に、架台部
４の両側から外方に延出したかたちで支持ブロック２４
が設けられており、これに対して、ハンドラユニット２
側には、上記支持ブロック２４を載置支持するための基
準ブロック２５が設けられている。ここで、テストヘッ
ドユニット１側に設けられた支持ブロック２４は、キャ
スター５が床面２６に接した状態において、ハンドラユ
ニット２側の基準ブロック２５よりも上方に配置され、
それらのブロック間には図１（ｂ）に示すように若干の
隙間Ｇが確保されるようになっている。

【００１３】加えて、本実施例においては、図１（ａ）
に示すように、テストヘッドユニット１およびハンドラ
ユニット２のうち、いずれか一方、例えばハンドラユニ
ット２側に位置決めブロック２７が設けられ、同他方、
例えばテストヘッドユニット１側に上記位置決めブロッ
ク２７に係合可能な突き当て部材２８が設けられてお
り、これらの位置決めブロック２７と突き当て部材２８
とによって位置決め機構が構成されている。このうち、
位置決めブロック２７はＶ字形の凹部を有しており、こ
れに係合する突き当て部材２８は球状または円筒状の凸
部を有している。

【００１４】また、ハンドラユニット２側に設けられた
基準ブロック２５の側面には、固定手段であるトグルク
ランプ２９が取り付けられている。このトグルクランプ
２９は、テストヘッドユニット１側に設けられた支持ブ
ロック２４を介して突き当て部材２８を位置決めブロッ
ク２７側に押圧保持するもので、ハンドラユニット２の
両側にそれぞれ一個ずつ配置されている（図上では片側
のみ示している）。

【００１５】続いて、上記構成からなる本実施例の特性
検査装置において、テストボードを交換する際の手順に
ついて説明する。先ず、テストヘッドユニット１側のア
ダプタソケットとハンドラユニット２側のデバイスソケ
ットとを分離させた状態で、ハンドラユニット２からテ
ストヘッドユニット１を引き出す。これにより、テスト
ヘッド部３の上方が開放状態となるため、被測定デバイ
スである半導体デバイスの型式変更に応じてテストボー
ドを交換する。ちなみに、テストヘッド部３に対して
は、テストボードが例えばガイドピン等により高精度に
位置決めされるため、ボード交換によってテストボード
の取付位置がずれてしまうようなことはない。

【００１６】次に、キャスター５を転がしながらテスト
ヘッドユニット１を床面２６上で移動させて、ハンドラ
ユニット２の位置決めブロック２７にテストヘッドユニ
ット１の突き当て部材２８を突き当てる。これにより、
位置決めブロック２７と突き当て部材２８とが係合し、
テストヘッドユニット１の前後・左右方向の位置が規制
されるため、ハンドラユニット２に対するテストヘッド
ユニット１の水平方向の位置決めがなされる。

【００１７】続いて、ハンドル２３を操作して回転シャ
フト２２を回転させながら、これに連結されたジャッキ
ユニット２１を駆動して、全てのキャスター５を上方に
移動させる。このとき、架台部４の位置は、キャスター
５の移動量に応じて下方に変位するため、これに伴って
ブロック間の隙間Ｇ（図１）も小さくなっていき、つい
には図２に示すように、キャスター５が床面２６から完
全に浮いた状態となる。この状態では、ハンドラユニッ
ト２側の基準ブロック２５上にテストヘッドユニット１
側の支持ブロック２４が載置支持され、これによってテ
ストヘッドユニット１の上下方向の位置が規制されるた
め、ハンドラユニット２に対するテストヘッドユニット
１の垂直方向の位置決めがなされる。

【００１８】次いで、基準ブロック２５に取り付けられ
たトグルクランプ２９のレバーを操作して、テストヘッ
ドユニット１側に設けられた支持ブロック２４を図１
（ａ）に示す矢印方向に押圧保持する。これにより、位
置決めブロック２７に突き当て部材２８が係合した状態
で、ハンドラユニット２にテストヘッドユニット１が確
実に固定される。なお、本実施例の構成では、トグルク
ランプ２９の保持力をもってハンドラユニット２にテス
トヘッドユニット１を固定するようにしたが、これ以外
にも例えば、ねじ対偶による締め付け力や押圧ばねの付
勢力をもって両者を固定するようにしてもよい。

【００１９】最後は、ハンドル２０を操作して支持ロッ
ド９とともにテストヘッド部３を上昇させ、ハンドラユ
ニット２側のデバイスソケットにテストヘッドユニット
１側のアダプタソケットを嵌合させる。この時点では、
既にハンドラユニット２に対してテストヘッドユニット
１が高精度に位置決めされ、且つその位置決め状態がト
グルクランプ２９によって確実に保持されているため、
デバイスソケットとアダプタソケットとをスムースに嵌
合させることができる。

【００２０】その後、再び半導体デバイスの型式変更に
よりテストボードの交換が必要になった場合は、先ず、
ハンドル２０を操作してテストヘッド部３を下降させ、
ハンドラユニット２側のデバイスソケットからテストヘ
ッドユニット１側のアダプタソケットを分離させる。次
いで、トルグクランプ２９をレバー操作して、ハンドラ
ユニット２に対するテストヘッドユニット１の固定状態
を解除する。続いて、ハンドル２３を操作してキャスタ
ー５を下方に進出させ、床面２６にキャスター５を接触
させるとともに、支持ブロック２４と基準ブロック２５
との間に若干の隙間Ｇが確保されるようにする。あと
は、テストヘッドユニット１をハンドラユニット２から
引き出して、テストヘッド部３の上方を開放させ、以
降、上記同様の手順でテストボードの交換作業を行う。

【００２１】このように本実施例の特性検査装置におい
ては、ハンドラユニット２に設けた位置決めブロック２
７にテストヘッドユニット１に設けた突き当て部材２８
を係合させることで、ハンドラユニット２に対するテス
トヘッドユニット１の水平方向の位置決めがなされ、さ
らにキャスター５を床面２６から浮上させて、ハンドラ
ユニット２側の基準ブロック２５にテストヘッドユニッ
ト１側の支持ブロック２４を載置することで、ハンドラ
ユニット２に対するテストヘッドユニット１の垂直方向
の位置決めがなされる。そして、このハンドラユニット
２に対するテストヘッドユニット１の位置決め状態は、
固定手段であるトグルクランプ２９によって確実に保持
される。これにより、半導体デバイスの型式変更に伴っ
てテストボードを交換する際にも、テストヘッドユニッ
ト１とハンドラユニット２との位置決め作業を容易に行
うことが可能となる

【００２２】また、本実施例においては、架台部４に対
してテストヘッド部３がボールキャスター７を介して取
り付けられており、グリップレバー１３を操作してクラ
ンプ部材１２を一方向に回転させることで、これに螺合
した締結部材１０とともにボールキャスター７がベース
プレート８に圧接し、架台部４にテストヘッド部３が固
定される構造になっている。そこで、架台部４に対する
テストヘッド部３の取付位置を調整する場合は、先ず、
グリップレバー１３を操作してクランプ部材１２を先程
と反対方向に回転させる。これにより、締結部材１０は
ベースプレート８から僅かに浮上した状態となるため、
テストヘッド部３はボールキャスター７だけを介してベ
ースプレート８上に載置され、この時点で架台部４に対
するテストヘッド部３の固定状態が解除される。その結
果、テストヘッド部３はボールキャスター７の転動動作
によってベースプレート８上をスムースに移動できる状
態となるため、作業者サイドでは、ソケット位置を確認
しながらでも、ハンドラユニット２側のデバイスソケッ
トにテストヘッドユニット１側のアダプタソケットを容
易に嵌合させることができる。

【００２３】さらに、アダプタソケットとデバイスソケ
ットとを嵌合したら、そのままの嵌合状態でグリップレ
バー１３を操作してクランプ部材１２を回転させ、再び
締結部材１０を介してテストヘッド部３を架台部４に固
定する。こうしてソケット同士を嵌合させた状態で架台
部４にテストヘッド部３を固定したら、その後の半導体
デバイスの型式変更に際しては、テストボードの交換が
必要になるだけで、テストヘッド部３の交換は行われな
いため、一旦、架台部４にテストヘッド部３を位置決め
し、固定してしまえば、それ以降、こうした架台部３に
対するテストヘッド部３の位置決め作業は不要となる。
また、突発的な事故等により、万が一、架台部４に対す
るテストヘッド部３の位置決め精度が損なわれたときで
も、本実施例の場合には上記同様の手順によって容易に
テストヘッド部３の位置ずれを修正することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
位置決めブロックに突き当て部材を係合させるととも
に、キャスターを床面から浮上させて、基準ブロックに
支持ブロックを載置することで、テストヘッドユニット
がハンドラユニットに高精度に位置決めされ、しかも両
者の位置決め状態が固定手段によって確実に保持される
ため、テストボード交換時におけるテストヘッドユニッ
トとハンドラユニットとの位置決め作業を容易に行うこ
とが可能となる。その結果、従来のように、テストボー
ドを交換する度に目視でソケット位置を確認しながら、
テストヘッドユニットまたはハンドラユニットを床面上
で移動させ、ソケット同士を嵌合させるといった面倒な
位置決め作業を行う必要がなくなるため、半導体デバイ
スの型式変更に伴う段取り時間が大幅に短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる半導体デバイスの特性測定装置
の一実施例を説明する概略図である。

【図２】実施例におけるテストヘッドユニットの構成を
示す詳細図である。

【符号の説明】

１ テストヘッドユニット ２ ハンドラユニット ３ テストヘッド部 ４ 架台部 ５ キャスター ２４ 支持ブロック ２５ 基準ブロック ２６ 床面 ２７ 位置決めブロック ２８ 突き当て部材 ２９ トグルクランプ（固定手段）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/26 H01L 21/66

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アダプタソケットを有するテストボード
   が着脱可能に結合されたテストヘッド部と、前記テスト
   ヘッド部を支持する架台部と、前記架台部の底部に上下
   動可能に設けられたキャスターと、前記架台部の両側か
   ら外方に延出して設けられた支持ブロックとを備えたテ
   ストヘッドユニットと、 前記アダプタソケットに嵌合可能で且つ被測定デバイス
   が装着されるデバイスソケットと、前記キャスターを床
   面から浮上させた状態で前記支持ブロックを載置支持す
   る基準ブロックとを備えたハンドラユニットと、 前記テストヘッドユニットおよび前記ハンドラユニット
   のうち、いずれか一方に設けられた位置決めブロック
   と、同他方に前記位置決めブロックに係合可能に設けら
   れた突き当て部材とから成る位置決め機構と、 前記位置決めブロックと前記突き当て部材とを係合した
   状態で前記ハンドラユニットに前記テストヘッドユニッ
   トを固定する固定手段とを具備したことを特徴とする半
   導体デバイスの特性検査装置。