JPH0392778A - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は、半導体検査装置に関する。

【従来の技術】

例えばパッケージされた半導体チ・ソプのそれぞれの電
気的検査を行う半導体検査装置においては、被検査半導
体チップは次のように移送される。 すなわち、複数個のパッケージ済み半導体チ・ソブが収
納されたｌ・レイから１個づつ半導体チ・ソブを取り出
し、それをロードテーブルに載置する。 次に、半導体チップをロー１・テーブルから測定用ステ
ージに移す。このとき、同時に測定用ステージ上にあっ
た検査済み半導体チップはアンロードテーブルに移す。 測定用ステージに移された未検査半導体チップに対して
は測定用ステージで微調位置合わせ（ファインアライメ
ン１・）が行われる。 この位置合わせが完了した測定用ステージは、テスｌ・
ヘッドの下方まで移動される。そして、テスｌ・ヘッド
と半導体チップの各端子との電気接続が行われて、テス
トヘッドからテスト信号を半導体チップに供給し、また
、半導体チップからの出力信号をテストヘッドが受け、
検査を行う。検査が終了すると、測定用ステージは次の
チップの受け渡し位置まで戻り、検査済み半導体チップ
をアンロードテーブルに移すと同時に次の半導体チップ
を測定用ステージに移す。測定用ステージは以下同様に
動く。 アンロードテーブルに移された半導体チップは不良品は
除去し、良品のみをトレイに収納する。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、この種の半導体検査装置において、例えば１
００〜１５０℃の高温時における半導体チップのテスト
を行う必要がある場合がある。このような温度試験を行
うことが可能な半導体検査装置では、測定用ステージに
加熱手段か設けられており、目的温度に半導体チップを
加熱するようにしている。 しかし、従来のこの秤の温度試験用の半導体検査装置は
、測定用ステージ及びこれに載置された半導体チップは
処理室内に入れられてはいないので、検査装置の外部の
空気に直接触れる状態となっており、熱効率か悪いと共
に、外気温（室温）に影響されて、テスト中、正しく目
的温度に保持できない欠点がある。特に、測定用ステー
ジに半導体チップを載置した後、ファインアライメン１
・を行い、その後、ＡＩｌＪ定用ステージをテス１・ヘ
ッド位置まで移動する間に、室温に影響されて［１的温
度よりも半導体チップの温度か下がってしまい、正確な
温度での試験ができないという問題がある。 この発明は、以上の点に＠ろ、正確な温度条件で被検査
体の検査を行えるようにした半導体検査装置を提供しよ
うとするものである。

【課題を解決するための手段】

この発明による半導体検査装置は、 温度制御手段を備え、被検査体を載置ずる載置台と、 この載置台をテスＩ・ヘッド位置まで移動させる移動機
構と、 少なくとも上記賊置台及び被検査体を含んで、上記移動
空間部分を覆うように設けられた保温用チャンバーとを
備えることを特徴とする。

【作用】

被検査体の載置台、すなわち測定用ステージは、これに
載置される被検査体を含んで保温用チャンバー内にあり
、このチャンバー内においてｆｌｌｌｌ定用ステージは
テストヘッド位置まで移動する。 保温用チャンバー内に測定用ステージ及び被検査半導体
があるので、被検査体が搬送されても温度低下を引き起
こすことなく、被検査体の温度は保持され、正確な温度
での検査を行うことができる。

【実施例】

以ド、この発明の一実施例を図を参照しなから説明する
。 第１図はこの発明による半導体検査装置の一実施例を上
から見た図、第２図はその要部の側面図である。 この例の装置は、ローダ系１と、δｐ［定ステージ系２
とから構或されており、これらは防振機構を有する複数
の接続部伺３によって接続されている。 ローダ系１は、複数個の半導体チップＣを収納可能なト
レイＴから未検査半導体チップを１個づつ取り出し、ま
た、検査終了した半導体チップを空き１・レイＴに順次
収納するものである。このローダ系１には、センダ機構
４、レシーバ機構５、１・レイバッファ機構６、チップ
搬出機構７、チップ搬入機描８、トレイ移送機構９、ロ
ードテーブル１０、アンロードテーブル１１、チップダ
ブル移送機構１２とが設けられている。また、ロードテ
ーブル１０を含んで予備加熱機構１３か設けられている
。 このローダ系１において、センダー機構４は、複数個の
未検査半導体チップを例えばマ｝・リクス状に収納する
トレイＴを複数枚、積層するようにして収容する。この
センダー機構４は、上下方向に昇降自在とされている。 レンーバ機構５は、複数個の検査済半導体チップをマト
リクス状に収納したトレイＴを複数枚、積層するように
して収容する。このレシーバ機構５も昇降自在に構戊さ
れている。 チップ搬出機構７は、センダ機構４の一番上のトレイＴ
から１個づつ半導体チップＣをロードテーブル１０に移
送するものである。このため、チップ搬出機構７は、セ
ンダ機構４の上方においてＹ方向に伸びた搬送腕７］が
Ｘステージ７２にＸ方向に移動可能に取り付けられると
ともに、搬送腕７］に半導体チップＣのＺ方向移動機構
をａずる保持部７３が、この搬送腕７１に沿ってＹ方向
に移動可能となるように取り｛＝ｊけられて構成されて
いる。 Ｘステージ７２は、例えばＬＭガイドとホールねじ、又
はタイミングベル１・等て構成される。 吸着保持部７３は、先端が例えばゴム性の吸着体になっ
ていて、真空吸着することにより゛１′導体チップＣを
トレイＴから取り出し、これを保１２ｆシてロードデー
ブル１０まて移送ずるようにずるものてある。 チップ搬入機構８は、アンロードテーブル］１」二の検
査済み半導体チップをレシーバ機構５の１・レイＴに移
送するもので、チップ搬送機構７と全く同様の構成であ
る。すなわち、レシーバ機代５の」二方においてＹ方向
に仲びた搬送腕８１か、Ｘステージ８２にＸ方向に移動
可能に取り｛＝ｆけられる。そして、搬送腕８１に対し
てＹ方向に移動可能に取り付けられたＺ方向移動機構を
有する吸着保持部８３によりアンロ一Ｆテーブル１１上
に載置される検査済み丁導体チソブＣを只空吸１コ１シ
て保持し、レシーハ機構５の一番上の１・レイＴの空い
ている場所に移送して収める。 ７ トレイ移送機構９は、センダ機構４、レシーバ機構５、
トレイバッファ機構６の」二方において、Ｙ方向に跨が
るように伸びる基台１４に対して、丁度、トレイ上方に
おいてＸ方向に伸びる搬送腕９１がＹ方向及びＺ方向に
移動可能に取り付けられる。そして、このトレイ移送機
構９の搬送腕９１には、トレイＴを真空吸着して保持し
て移送するため４個の吸着保持部９２が設けられている
。 このＩ・レイ移送機構９は、センダ機構４の一番」二の
トレイＴの半導体チップＣが全て搬送されて空きトレイ
となった時、これを真空吸着保持してレシーバ機構５に
移送する。レシーバ機構５の一番上のトレイＴに未た半
導体チップの収納余地があるときは、トレイ移送機構９
はトレイを保持した状態で待つ。しかし、その間にセン
ダ機構４の次の１・レイが空きになったときは、Ｉ・レ
イ移送機構９に保持したトレイを、バツファ１・レイ機
構６に一旦収納しておき、センダ機構４の空きｉ・レイ
を吸着して移送する。 さらに、チップダブル移送機構１２は、基台１８ ４に対してＹ方向及びＺ方向に移送可能に取りイζＩけ
られている。そして、このチップダブル移送機｛品１２
には、ロードテーブル１０とアンロードテーブル１１と
の間の距離の１／２の阻離ｄ隔てて、真空吸着により半
導体チップを吸着して保持する吸着保持部１５，１．６
が取り付けられる。 ロードテーブル１０とアンロードテーブル１］との間の
、丁度、中心位置をチップ受け渡し位置とする後述する
ｆｌｌｌ定用ステージ２１が設けられるので、ロードテ
ーブル１０に載置された未検査半導体チップと、測定用
ステージ１０上の検査済み下導体チップをチップダブル
移送機＋Ｍ　１．　２は、同時に吸着保持して、上記距
離ｄだけＹ方向に移送することにより、未検査半導体チ
ップは測定用ステージ２］に、検査済み半導体チップは
アンロドテーブル１１に、それそれ移すことができる。 なお、ロードテーブル１０の上方には、プリアライメン
ト（粗位置合わせ）用画像認識装置１７が設けられてい
る。また、チップ搬送機構８のチップ搬送経路の途中の
下方には、検査の結果、不良品とされたチップを収容す
るための不良チ・ソプ収納箱１８が設けられている。 予備加熱機構１３は種々構成できるが、次のように構或
できる。すなわち、ロードテーブル］０を半導体素子保
持ブロックで構或し、これを図中矢印で示すように環状
に移送し、この環状経路の間において、この環状経路を
挾むように上下に配置されたラバーヒータ等の加熱手段
により、所定温度例えば１５０℃に加熱するように構或
する。 なお、図示のロードテーブル１０の位置の」二方にはヒ
ータは無く、搬出機構７の吸着保持部７３及びチップダ
ブル移送機構１２の吸着保持部］５によって、このロー
ドテーブル１０に対する半導体チップの搬入、搬出が可
能とされている。 次に、測定ステージ系２は測定用ステージ２１を有し、
この測定用ステージ２１−でローダ系］からの未検査半
導体チップを受け、その位置合わせ（ファインアライメ
ン１・）を行った後、テス１・ヘッド位置まで測定用ス
テージ２１を移動させ、検査を行い、検査終了した半導
体チ・ソプをローダ系１に測定用ステージ２１から受け
渡すようにするものである。 この測定ステージ系２においては、測定用ステジ２］は
、第２図に示すように、載置台２２と、その下方におい
てｘ，ｙ，ｚ及びθ（ｘ，ｙｓ＋；面上における回転）
方向に載置台２２を位置調整する移動機横２３を備えて
いる。また、載置台２２には、図示しないが加熱手段が
設けられており、これに載置される！１′７導体チップ
を所定の温度の加熱状態に保つようにしている。加熱手
段としては、載置台２２にニクロム線ヒータを埋め込む
、あるいは載置台２２の表面に薄膜ヒータを設けるなど
の手段を採用することができる。 そして、この測定用ステージ２１の、図中Ｘ方向の移動
空間において、第１図で、一点鎖線で示す位置Ｐ１は、
半導体チップのロード・アンロド位置であり、点線で示
す位置Ｐ２は、ファインアライメン１・位置であり、丈
線て示す位置Ｐ３は、その」二方にテス１・ヘッドが載
せられるテス１・位置である。そして、ｄ１１１定用ス
テージ２１のＸ方尚の移動空間、すなわちこれら各位値
ＰＩ，Ｐ２，Ｐ３をすべて含むような状態で、測定用ス
テージ２１の載置台２２を覆うように構成された保温川
チャンハ−２４が設けられる。 この場合に、測定用ステージ２１は移動するものである
ため、′Ａｌｌｌ定用ステージ２１の移動空間を含むよ
うにチャンバー化するためには、移動機構２３をも含む
測定用ステージ２１全体を覆うようにしてチャンバー化
する構戊が比較的容易である。 しかし、測定用ステージ全体を覆うようにチャンバー化
した場合には、移動機構２３及び駆動用モータがチャン
ハー内に収納されてしまい、これらが加熱されてしまう
不都合があるとともに、チャンバーが大型になってしま
い、検査装置もそれに伴い大型になってしまう不都合が
ある。 そこで、この例では、第２図から明らかなように、測定
用ステージ２１の載置台２２を含み、これよりも上方の
みを覆うようにして保温用チャンバー２２を構成してい
る。しかし、この場合、載置台２２は、Ｘ方向に移動す
るので、移動可能の１１ 状態で保温用チャンバー２４を構成しなければならない
。そのため、この例では、蛇腹部月を用いてこれを実現
している。 すなわち、第３図及び第４図に示すように、載置台２２
には、Ｘ方向の蛇腹部利取付枠２５が取り付けられ、こ
の取り付け枠２５のＸ方向の両端に、蛇腹部材２６．２
７のそれぞれ伸縮方向の一端部が固定される。そして、
この蛇腹部材２６，２７のそれぞれの伸縮方向の他端部
は、保温用チャンバー２４のＸ方向の一端及び他端にそ
れぞれ固定される。蛇腹部＋Ｊ’２６．２７の伸縮方向
と直交する方向の両端部は、保温用チャンバー２４内に
設けられる案内溝２８．２９内に収納され、蛇腹部材２
６．２７はこの案内溝２８．２９に沿ってＸ方向に伸縮
をする。 また、Ｘ方向の蛇腹部祠取付枠２５内には、載置台２２
をＹ方向に移動させるためのＹ方尚の蛇腹部利取付枠４
０が取り付けられ、この取り付け枠４０のＹ方向の両端
に、蛇腹部材４１．４２のそれぞれ伸縮方向の一端部か
固定される。そして、１２ この蛇腹部材４１．，４２のそれそれの伸縮方向の他端
部は、Ｘ方向の蛇腹部材取付枠２５のＹ方向の一端及び
他端にそれぞれ固定される。蛇腹部材４１．，４２の伸
縮方向と直交する方向の両端部は、Ｘ方向の蛇腹部材取
付枠２５内に設けられる案内溝４３．４４内に収納され
、蛇腹部材４１．，４２はこの案内満４３．４４に沿っ
てＹ方向に伸縮をする。 また、保温用チャンバー２４は、この例では透明の石英
ガラスで構威されている。この保温用チャンバー２４の
、測定用ステージ２１の半導体チップのロード・アンロ
ード位置Ｐ］の上部には、チップダブル移動機構１２の
吸着保持部１５　１６によりチップの搬入、搬出を行う
ための窓部３０が穿かれている。この窓部３０の大きさ
は、半導体チップＣの大きさよりも若干大きくされる。 また、保温用チャンバー２４の測定用ステージ２１のテ
スト位ＷＰ３の上方は、試験装置本体のヘッドプレ−１
・３１に連結されている。図示しないが、ヘッドプレー
ト３１の上にはテス１・ヘッド３２のパフォーマンスポ
ードと例えばポゴピン等により弾性的に接続されるコン
タクトボードか設けられ、また、コンタク１・ボードの
下方には、インザー１・リングやブローブカーＦ等か配
される。 そして、ブローブカードのテス１・用プローブ針か半導
体チップに接触して、テストヘッＦ’　３　２との電気
的な接続が行なわれる。ヘッドプレ−１−　３王には、
テス１・ヘッド３２との接続のために、若十の空隙が坐
している。 以」二のような窓部３０と空隙のため、保温用チャンバ
ー２４は、完全に密閉されてはいないか、その窓部及び
空隙は、チャンバー２４全体から見ると小さいから温度
保持に対する影響は少い。 なお、δＩ［定用ステージ２１のファインアライメン１
・位置Ｐ２の」二方には、ファインアライメン１・用の
画像認識装置３３が設けられる。この例の場合、保温用
チャンバー２４は透明であるため、このチャンバー２４
を介して半導体チップ位置の画像を得ることかでき、こ
の部分に窓部を穿つ必要はない。 １５ 次に、以」二のように構威した半導体検査装置を用いて
、例えば１５０℃の高温状態で半導体チ・ンブＣの温度
試験を行う場合の動作について説明する。 先ず、センダ機構４には、複数個の半導体チ・ソプがマ
ｌ・リクス状に並べられた複数枚のｌ・レイが積層され
て置かれる。一方、レシーバ機構５には、ｉ　初は空の
トレイが１枚置かれる。 この状態で、チップ搬出機構７において、その吸着保持
部７３をセンダ機横４の一番」二のトレイＴの１個の半
導体チップ位置に移動させ、そして、その半導体チップ
を吸着保持し、Ｘステージ７２によってその半導体チッ
プをロードテーブル１０に移送する。ロードテーブル１
口に載置された半導体チップは、予備加熱機構１３にお
いて前述したようにして１５０゜Ｃに加熱された後、再
び図のロードテーブル位置に戻ってくる。そして、この
ロードテーブル］０の位置において、画像認識装置１７
によりその位置が認識される。そして、ｉ１ｌｌ］定用
ステージ２１がロード・アンロード位置Ｐ　１１　６ に来るのを待って、その画像認識情報に基づいて測定用
ステージ２１を移動機構２３を用いてブリアライメント
する。測定用ステージ２１の載置台２２は、前述した加
熱手段により１５０℃に加熱されている。 ここで、ロードテーブル１０に載置されている半導体チ
ップが一番最初の半導体チップでないときは、測定用ス
テージ２］の載置台２２上には１個前の検査の終了した
半導体チップが載置されている。 ブリアライメントが完了すると、チップダブル移送機構
↓２の吸着保持部１５をロードテーブル１０の位置に、
吸着保持部〕６を測定用ステージ２１の位置に移動し、
それぞれ両ステージ１０，２１に載置されている半導体
チップを吸着保持して搬出し、しかる後、移送機構１２
をＹ方向に移送し、検査済み半導体チップはアンロード
テーブル１１上に、予備加熱された未検査半導体チップ
は保温用チャンバー２４内の測定用ステージ２］の載置
台２２上に載置する。 その後、測定用ステージ２１の載置台２２は、ファイン
アライメント位置Ｐ２に移動し、画像認識装置３３によ
る半導体チップの位置情報に基づいて移動機構２３によ
りテスｌ・位置Ｐ３において、正しくブローブ針が半導
体チップの端子に接触するようにファインアライメンｉ
・する。このファインアライメンＩ・が終了すると、測
定用ステージ２］，をテスト位置Ｐ３に移送し、移動機
構２３により載置台２２を上昇させ、ブローブカードの
プローブ針を半導体チップの端子に接触させる。そして
、ヘッドプレート３１上に位置ずるテストヘッド３２に
より半導体チップのテス１・を行う。テスｉ・が終了す
ると、載置台２２を下降させ、ｉｌｉ定用ステージ２１
は、ロード・アンロード位置Ｐ１に戻る。 このとき、測定用ステージ２１における半導体チップの
ファインアライメント及びテストは保温用チャンバー２
４内において全て行なわれるので半導体チップの温度は
安定に保たれる。したがって、極めて小さい誤差の下で
、温度試験を行うことができる。 このδＩＩＩ定用ステージ２１の移動及びテス１・の間
に、ロードテーブル１０には、搬出機構７によって、セ
ンダ機構４の一番」二のトレイＴから次の半導体チップ
が搬送される。また、アンロードテブル１１に載置され
ていた検査済ろ゛ｌ′導体チップは、搬入機構８によっ
てレシーバ機構５のトレイの空き位置に収められる。も
っとも、ｌ導体チップが検査の結果、不良品とされたと
きは、その半導体チップは、搬入機構８によってレシー
バ機構５に搬送される途中の不良品箱１８に入れられる
。 以ｆ同様にして、センダ機構４から１個づつ゛Ｖ導体チ
ップは、ロードテーブル１０に送られ、測定用ステージ
２１でテスｌ・が行なわれ、アンロドテーブル１１を介
してレシーバ機構５、あるいは不良品箱］８に収められ
る。 そして、センダ機構４の一番」二のトレイＴが空になる
と、トレイ移送機構９はこの空の１・レイをセンダ機構
４から搬出する。したがって、今度はセンダ機構４の２
枚目のトレイから半導体チップの搬出がなされることに
なる。１・レイ移送機構９は、この空のｌ・レイを保持
し、レシーバ機構５の一番上のトレイか半導体チップで
一杯になったらその上に、この空のトレイを乗せる。不
良チップが多く、レシーバ機構５の一番上のトレイが一
杯になる前に、センダ機構４の一番」二のトレイが空に
なったときは、１・レイ移送機構９は、保持していた空
の１・レイを１・レイバッファ機構６に一旦収納し、セ
ンダ機構４の一番上の空の１・レイを吸着保持して搬出
する。したがって、不良品が多い場合にも、レシーバ機
構５の一番上のトレイが一杯になるまでセンダ機構４か
らの半導体チップの搬出を止めておく必要はなく、テス
ｌ・時間のスルーブットを上げられる。 なお、チップダブル移送機構１２の吸着保持部１５を、
第２図に示すように、その吸着保持部１５の先端部を開
口とする覆い部月３４によって覆うように構或すること
によって、ロードテーブル１０から測定用ステージ２１
に予備加熱した半導体チップの保温を図るようにすれば
、より効果的１９ である。 また、保温用チャンバー２４の窓部３０は、半導体チッ
プのロード、アンロード時のみ開け、その他のときには
閉じるような開閉機構付の窓部とすることもできる。 また、７ｌｌｌｌ定用ステージ２１の載置台２２をチャ
ンバー２４内で移動するための機構としては、上述のよ
うに蛇腹部伺を用いたものに眠らず、例えば２枚の板状
体のそれそれの一端部を、取り付け部材２５のＸ方向の
両端部にそれぞれ固定し、これら２枚の板状体の他端部
をそれぞれ巻き取るような構成にしても良く、その他種
々の構成のものを使用することかできる。 また、保温用チャンバーの材質は、上記の例のようなセ
ラミックのほか、断熱作用を有するものであれば良く、
また、特に透明である必要もない。 不透明の利料を保温用チャンバーに用いる場合には、フ
ァインアライメン１・用画像認識装置の位置する部分の
み、透明とするようにしてもよい。 また、以上の例はパッゲージされた半導体チッ２　０ プの検査装置の場合について説明したが、半導体ウェー
ハの検査装置にもこの発明が適用できることはもちろん
である。 また、以上の例では予備加熱機構を特に設けたが、加熱
速度が速いものが被検査体の場合であれば、予備加熱機
構は設けなくても良い。 さらに、以上の例は高温状態での温度試験の場合につい
て説明したが、測定用ステージの載置台に冷却機構を設
け、低温状態で試験を行う場合にもこの発明は適用でき
る。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明によれば、少くても測定
用ステージの載置台より上方の部分の、載置台の移動空
間部分を覆うようにチャンバー化したので、所定の温度
条件を保持した状態でテストを正確に行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による半導体検査装置の一実施例の
概要の平面図、第２図はその要部の側面図、第３図及び
第４図はその要部の一例の構或を示す図である。 ２１；測定用ステージ ２２・ｉ｛１１１定用ステージ２１の載置台２３・測定
用ステージ２１の移動機構 ２　４ 保彪川チャンバー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 温度制御手段を備え、被検査体を載置する載置台と、 この載置台をテストヘッド位置まで移動させる移動機構
   と、 少なくとも上記載置台及び被検査体を含んで、上記移動
   空間部分を覆うように設けられた保温用チャンバーとを
   備えた半導体検査装置。