JPH02256253A - 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素子の電気的諸特性
を検査する工程では、半導体素子のパッケージが多種多
様にわたるため、夫々のパッ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
ユニット等の交換を行うことで一台で多くの形状の半導
体素子の測定が可能な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形
態として、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、トレー上に多数例え
ば格子状に素子収納部を設け、この素子収納部内にパッ
ケージ済みの半導体素子例えばＱＦＰＳＳＯＰ等を収容
し、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。

また近年では、所定の検査温度下例えば高温・低温環境
下での半導体素子の試験を行うために高温・低温測定が
可能なＩＣハンドラも開発されており、このようなＩＣ
ハンドラとしては、高温・低温チャンバ内に検査部を収
容し、このチャンバ内で一連の試験を行うように構成さ
れたいわゆる高低温方式のＩＣハンドラが知られている
。

この高低温方式のＩＣハンドラにおけるトレーの搬送系
は、トレーストッカ等からチャンバ内の搬入ステーショ
ンに搬入したトレーを、トレー搬送機構により検査部の
検査台上に搭載し、ここで一連の検査終了後、検査台上
のトレーを再びトレー搬送機構により搬出ステーション
へと搬送し、この後チャンバ外へと搬出するように構成
されている。即ち、従来のＩＣハンドラにおけるトレー
搬送系は、搬入ステーション→検査台→搬出ステーショ
ン−搬入′ステーションという動作を繰返し行うように
構成されている。

この高低温方式のＩＣハンドラでは、製造プロセスの無
人化への対応や、スルーブツトの向上を図るために、検
査部やトレー搬送系の自動化、検査トレーの昇温・冷却
時間の短縮化が図られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、さらにスルーブツトが向上するＩＣハン
ドラが必要とされており、また装置全体の構成の簡素化
も要求されていた。

例えば、従来の高低温方式の検査装置のトレー搬送系で
は、検査の終了したトレーを搬出ステーションへ搬送し
ている間は、搬入ステーション内の次処理トレーは待機
状態となるため、装置全体のスルーブツトが低下すると
いう問題があった。

また、これを解決するために搬送系を搬入ステーション
−検査台間と、検査台→搬出ステーション間に夫々専用
の搬送系を設けようとすれば、機構の繁雑化による装置
コストの上昇を招くという問題があった。

本発明゛は上述した従来の事情に鑑みてなされたもので
、スルーブツトが向上し、また簡素な装置構成の半導体
検査装置を提供することを目的とするものである。

［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、半導体素子を複数収容した
収納容器を搬送機構により順次検査部に搬送して前記収
納容器内の各半導体素子の電気的諸特性を検査する半導
体検査装置において、前記搬送機構は検査済みの収納容
器と次検査用の収納容器とを同時に保持して搬送するよ
うに構成したことを特徴とするものである。

また本発明の半導体検査装置は、半導体素子を複数搭載
したトレーを高温または低温チャンバ内の検査台上に裁
置し所定の検査温度下で前記各半導体素子の電極端子に
検査端子を接触させて検査を行う半導体検査装置におい
て、前記チャンバ内に搬入したトレーを所定の温度まで
予備加熱または冷却する予備加熱・冷却機構と、前記検
査台に内蔵され前記トレーを所定の検査温度に保持する
ための加熱・冷却機構き、前記予備加熱・冷却機構上の
トレーと前記検査台上のトレーとを夫々保持する保持部
を有し前記予備加熱・冷却機構および検査台間のトレー
移載と前記検査台および他の部位間のトレー移載とを同
時に行うトレー移載機構とから構成したことを特徴とす
るものである。

（作　用） 上述発明の半導体検査装置によれば、装置構成の簡素化
を可能し、またスルーブツトの向上を図ることが可能と
なる。

（実施例） 以下、本発明を高温方式の半導体検査装置に適用した一
実施例について図を参照して説明する。

第１図は実施例の半導体検査装置を示す平面図で、第２
図は第１図のＡ方向側面図である。

検査部を収容した高温チャンバ１は、耐熱性部材例えば
ステンレス部材からなる断熱壁２により覆われており、
この高温チャンバ１外に半導体素子を収納したトレー３
を多数段収容したトレーストッカ４が配設されている。

本実施例で用いるトレー３は、例えば第３図に示すよう
にステンレスやアルミニウム部材等からなる約２５５＋
ｎＩＩＩＸ　２１０ｍｍ×厚さｌＯｍａ＋の長方形状の
トレー本体３１表面に、４行×５列の格子状に独立した
半導体素子３２を収容するための収容溝３３が形成され
ている。

トレーストッカ４内に収容された各トレー３は、トレー
ストッカ４内の取出し機構５により１枚ずつ取出されて
断熱壁２に設けられた搬入口６から高温チャンバ１内へ
と搬送され、第１のサーマルステーション７のトレー載
置台８上に自動的に載置される。この第１のサーマルス
テーション７のトレー載置台８には、ヒータ機構例えば
シリコンラバーヒータが内蔵されており、搭載したトレ
ー３を検査設定温度近傍例えば１５０℃まで昇温させる
。

こうして第１のサーマルステーション７で所定の温度ま
で加熱されたトレー３は、移載機構例えばエアーシリン
ダ９により第２のサーマルステーション１０のトレー載
置台２０へと移載される。

この第２のサーマルステーション１０のトレー載置台１
１も上記第１のサーマルステーション７のトレー載置台
８と同様にヒータ機構が内蔵されており、搭載したトレ
ー３を所定の温度まで昇温または第１のサーマルステー
ション７で昇温した温度を保持するようにトレー３を加
熱する。

これら、第１、第２サーマルステーシヨン７．１０によ
りトレー予熱機構１２が構成されている。

第２のサーマルステーション１０で所定の温度例えば２
００℃まで加熱されたトレー３は、第２のサーマルステ
ーション１０の上方に配置したトレー搬送機構１３のト
レー搬入用保持部４１により保持されて、トレー予熱機
構１２のトレー載置台８．１１と同様な加熱機構を内蔵
した検査部の検査台１４上へと搬送される。

検査台１４は、３次元移動機構例えばＸステージ１５、
Ｙステージ１６、Ｚステージ（昇降機構）１７からなる
３次元移動機構上に搭載されており、予め定められた検
査手順に基づいてトレー３内の半導体素子３２の各端子
が図示を省略したプローブ針に順次当接するようにトレ
ー３を移動させる。

本実施例の３次元移動機構の駆動制御は、トレー３上の
半導体素子３２を１つづつプローブ針に接触させて検査
するのであれば、半導体素子３２の配列ピッチＬ１また
はＬ２毎に検査台１４を歩進させるように駆動制御する
。

また、複数の半導体素子を同時測定可能なプローブ針を
用いて検査する場合には、半導体素子群毎にトレー３が
移動するように駆動制御する。例えばトレー３上の半導
体素子の１列分を同時Ａｌ１定できるプローブ針を用い
た場合には、列毎にトレー３が移動するようにピッチＬ
２で駆動制御される。このように検査台１４の駆動は、
プローブ針等の検査端子の構成に対応して制御される。

こうして全ての半導体素子３２の測定を終了したトレー
３は、ｘ−ｙ−ｚステージ１５．１６．１７によりトレ
ー搬送機構１３の下方へと搬送され、ここでトレー搬送
機構１３のトレー搬出用保持部４２に保持されて、搬出
ステーション１８へと搬送される。

搬出ステーション１８に搬送されたトレーは図示を省略
した例えばエアーブツシャ−等の排出機構により断熱壁
２に設けられた搬出口１９から断熱チャンバー１外へと
搬出される。この搬出ステーション１８には、トレー搬
出時に断熱チャンバ１内外の温度差によるトレー３表面
の結露を防止するために、乾燥気体例えばドライ窒素を
トレーに噴出する結露防止機構゛（図示せず）が設けら
れている。

こうして断熱チャンバ１外へ搬出されたトレー３は、次
処理工程へと搬送されるが、本実施例では、断熱チャン
バの側面にソータ機構２０を配設し、このソータ機構２
０でトレー３内の半導体素子３２を選別するように構成
した。

このソータ機構２０としては、トレー３内の所望の半導
体素子を取出し機構例えばバキームチャック機構等を備
えた搬送腕２１で取出し、これを半導体素子の品種毎に
対応させて配設された複数のコンベアライン２２に収容
させるような構成のもの等がある。

ところで上記トレー搬送機構１３には、トレー搬入用保
持部４１とトレー搬出用保持部４２が吊設されており、
第２のサーマルステーション１０上の次処理トレー３ａ
を検査台１４上に移載する動作と検査台１３上の検査終
了トレー３ｂを搬出ステーション１８へと移載する動作
とを同時に行えるように構成されている。

以下、第４図を参照してこのトレー搬送機構２２のさら
に詳細な構成を説明する。

断熱チャンバ１の上面断熱壁２ａには、第２のサーマル
ステーション１０の上方と、搬出ステーション１８の上
方とを連絡する搬送機構取付は溝４３が穿設されており
、この取付は溝４３にトレー搬送機構１３のベースプレ
ート４４が嵌込まれている。ベースプレート４４には、
長手方向に沿って長方形のスライド溝４５が穿設されて
おり、このスライド溝４５の両側のベースプレート上に
夫々スライド機構例えばＬＭガイド機構４６が設けられ
ている。そしてこのＬＭガイド機構４６を介して所定の
間隔ぶ１例えば３２５１ｎｌｌｌの間隔でトレー搬入用
保持部４１、トレー搬出用保持部４２を断熱チャンバ１
側に吊設したスライド板４７が取付けられている。各ト
レー保持部４１．４２はトレーを確実に保持するもので
あればどのような構造のものでもよい。本実施例では、
トレー３ａ。

３ｂを両側からＬ字状断面のトレー保持板４１ａ１４２
ａによりクランプして把持するクランプ機構とした。こ
のクランプ機構は、トレー保持板４］ａ、４２ａと、ベ
ースプレート４４上に設けられこのトレー保持板４１ａ
、４２ａを駆動するクランプ駆動機構（図示せず）等に
より構成される。

スライド板４７は、ベースプレート４４上に設けられた
伸縮機構例えばロットレスシリンダ４８に連結されてお
り、このロットレスシリンダ４８の伸縮動作によりＬＭ
ガイド機構４６に沿って図中左右に移動するように構成
されている。

またＬＭガイド機構４６の一方側の両端部には、スライ
ド板４７のスライドストロークを規定するとともに衝撃
吸収機能を有するストロークリミットスイッチ４９が設
けられており、これら各ストロークリミットスイッチ４
９間の距離を調整することでスライド板４７のストロー
ク２Ｊ整が可能なように構成されている。本実施例では
このスライドストロークを各トレー保持部４１．４２の
間隔と同様のぶ１即ち３２５■とした。

このような構成のトレー搬送機構１３の動作を以下に説
明する。

第２のサーマルステーション１０上のトレー３ａが所定
の温度まで加熱されると、第２のサーマルステーション
１０のトレー載置台１１が上昇する。このとき、トレー
搬送機構１３のスライド板４７は第２のサーマルステー
ション１０上にトレー搬入用保持部４１が位置するよう
に移動しており（図中右側）、トレー載置台１１により
上昇したトレー３ａをトレー搬入用保持部４１のクラン
プ機構により把持する。このときトレー搬出用保持部４
２下方には、検査を終了したトレー３ｂを搭載した検査
部の検査台２３が移動しており、上記トレー搬入保持部
４１の動作と同時に検査台１４上の処理済みトレー３ａ
をトレー搬出用保持部４２で把持する。

こうして、検査済みのトレー３ｂと次処理用のトレー３
ａを夫々のトレー保持部４１．４２て保持した後、ロッ
トレスシリンダ４８を駆動し、スライド板４７を搬出ス
テーション１８側（図中左側）へと移動させる。スライ
ド板４７の移動ストロークβ１と各トレー保持部４１．
４２の間隔、各ステーション１０．１８と検査台１４の
間隔とは等ピッチとなっているため、スライド仮４７移
動後は、検査台１４上にトレー搬入用保持部４１、そし
て搬出用ステーション１８上にはトレー搬出用保持部４
２が夫々配置されることになる。この後、検査台１４お
よび搬出ステーション１８のトレー載置台に夫々トレー
３ａ、３ｂを移載した後、再びスライド板４７を反対方
向へ移動させて検査台１４上のトレーの検査が終了する
までこの状態で待機し、検査終了後上記した動作を繰返
す。

このように１つのトレー搬送機構１３に検査終了トレー
３ｂと次処理トレー３ａとを夫々同時に保持する個別の
トレー保持部４１．４２を設けることで、トレー搬送機
構が簡素化し、しかもトレー搬出動作中における次処理
トレーの搬入待機時間が無くなるので搬送時間の短縮が
可能となり、装置のスルーブツトの向上が図れる。

このように本実施例の半導体検査装置によれば、トレー
搬送時の待機時間やトレーが設定検査温度まで昇温する
までの待機時間が無くなり、一連の検査動作が合理化し
、装置のスルーブツトが向上する。また、検査済みトレ
ーの搬送と次検査用トレーの搬送を１つのトレー搬送機
構で同時に行えるようにしたのでトレー搬送系の構成が
簡素化する。

ところで、本発明は上述した実施例のように高温測定を
行う検査装置に限定されるものではなく、低温測定を行
う検査装置にも適用でき、トレ一方式の半導体検査装置
であればいずれにも適用可能である。

［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
、スループットが向上し、また装置構成が簡素化した半
導体検査装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の半導体検査装置の構成を
示す平面図、第２図は第１図のＡ方向側面図、第３図は
トレーの構成を示す平面図、第４図は実施例のトレー搬
送機構の構成を示す平面、正面および側断面図である。 １・・・・・・高温チャンバ、２・・・・・・断熱壁、
３・・・・・・トレー　７・・・・・・第１のサーマル
ステーション、８・・・・・・トレー載置台、１０・・
・・・・第２のサーマルステーション、１１・・・・・
・トレー載置台、１３・・・・・・トレー搬送機構、１
４・・・・・・検査台、３２・・・・・・半導体素子、
４１・・・・・・トレー搬入用保持部、４２・・・・・
・トレー搬出用保持部、４４・・・・・・ベースプレー
ト、４５・・・・・・スライド溝４５．４６・・・・・
・ＬＭガイド機構、４７・・・・・・スライド板、４８
・・・・・・ロットレスシリンダ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体素子を複数収容した収納容器を搬送機構に
   より順次検査部、に搬送して前記収納容器内の、各半導
   体素子の電気的諸特性を検査する半導体検査装置におい
   て、 前記搬送機構は検査済みの収納容器と次検査用の収納容
   器とを同時に保持して搬送するように構成したことを特
   徴とする半導体検査装置。
2. （２）半導体素子を複数搭載したトレーを高温または低
   温チャンバ内の検査台上に載置し所定の検査温度下で前
   記各半導体素子の電極端子に検査端子を接触させて検査
   を行う半導体検査装置において、 前記チャンバ内に搬入したトレーを所定の温度まで予備
   加熱または冷却する予備加熱・冷却機構と、前記検査台
   に内蔵され前記トレーを所定の検査温度に保持するため
   の加熱・冷却機構と、前記予備加熱・冷却機構上のトレ
   ーと前記検査台上のトレーとを夫々保持する保持部を有
   し前記予備加熱・冷却機構および検査台間のトレー移載
   と前記検査台および他の部位間のトレー移載とを同時に
   行うトレー移載機構とから構成したことを特徴とする半
   導体検査装置。