JP2008304447A - 半導体検査装置及びその制御方法 - Google Patents

半導体検査装置及びその制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】より少ない数の部品(荷重センサ)を用いながらも、半導体集積回路パッケージとテストボードとの接触安定性を高めることで、半導体検査装置の価格を低下させる半導体検査装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】プレートの複数の地点にそれぞれ連結されており、前記プレートをテストボード方向に移動させ、前記プレートと前記テストボードとの間に位置する半導体集積回路パッケージを前記テストボードに密着させる複数の移送部と、前記複数の移送部ごとに設置される複数の荷重センサと、前記複数の荷重センサによって測定される荷重に基づいて、前記半導体集積回路パッケージを前記テストボードに密着させるのに必要な前記複数の移送部の移送距離を算出し、前記複数の移送部の動力を調節することで、前記算出された移送距離だけ前記プレートが移動するように制御する制御部とを含んで半導体検査装置を構成する。
【選択図】図2

Description

本発明は、半導体検査装置に関するもので、特に、半導体集積回路パッケージをテストチャンバー内でテストボードに移送して密着させるための半導体検査装置に関するものである。
半導体集積回路パッケージは、生産段階の後半部に正常動作可否を確認するためのテスト過程を経るようになる。このために、半導体検査装置の一部としてテストハンドラーが用いられる。このテストハンドラーは、ローダーから送られた半導体集積回路パッケージが搭載されたトレーをテストボードに加圧し、半導体集積回路パッケージの入出力端子をテストボードに接触させる。
特許文献1には、テストボード上に複数のロードセルを設置して圧力及び変位を測定することが開示されている。テストしようとする半導体集積回路パッケージの規格が変更されると、テストボードも新しい規格に合う新しいテストボードに取り替えるべきである。しかしながら、この特許文献1に開示された技術の場合、テストボード上にロードセルが設けられるので、テストボードごとにロードセルを装着しなければならなく、その結果、半導体検査装置の価格が上昇するという問題点があった。
特許文献2には、テストハンドラーに荷重センサ(ロードセル)を設置して圧力を測定することが開示されている。この特許文献2に開示された技術の場合、単一の荷重センサ(ロードセル)を用いるので、トレーとテストボードとが平行でなく、一部の半導体集積回路パッケージがテストボードに接触できない場合、これを認知してトレーの位置を修正するための手段が設けられていない。
日本公開特許公報平7−027637号公報 韓国登録特許公報第10−0394215号公報
本発明の目的は、より少ない数の部品(荷重センサ)を用いながらも、半導体集積回路パッケージとテストボードとの接触安定性を高めることで、半導体検査装置の価格を低下させることにある。
本発明の他の目的は、集積回路パッケージとテストボードの平行制御を通して半導体集積回路パッケージとテストボードとの間の正確な接触を可能にすることにある。
上記の目的を達成するための本発明に係る半導体検査装置は、プレートの複数の地点にそれぞれ連結されており、プレートをテストボード方向に移動させ、プレートとテストボードとの間に位置する半導体集積回路パッケージをテストボードに密着させる複数の移送部と、複数の移送部ごとに設置される複数の荷重センサと、複数の荷重センサによって測定される荷重に基づいて、半導体集積回路パッケージをテストボードに密着させるのに必要な複数の移送部の移送距離をそれぞれ算出し、複数の移送部の動力を調節することで、算出された移送距離だけプレートが移動するように制御する制御部と、を含む。
また、上述したプレートの前面は、半導体集積回路パッケージに接するように設けられ、複数の駆動部は、プレートの背面の互いに異なる位置にリンク部材を通して連結される。
また、上述した複数の駆動部は、モーターと、モーターによって回転するリードスクリューと、リードスクリューが回転するにつれて、リードスクリューのねじ部と相互作用して往復移動する移動部材と、移動部材と一緒に往復運動してプレートを移送させるロッドと、を含む。
また、上述した荷重センサは、移動部材とロッドとの間に設けられており、荷重センサは、移動部材の往復運動時にロッドに加えられる荷重を測定する。
また、上述した制御部は、半導体集積回路パッケージの入出力端子がテストボードのテスト端子に電気的に接触するように、テストボードに対するプレートの相対的な位置を制御する。
また、上述した制御部は、半導体集積回路パッケージの入出力端子がテストボードのテスト端子に電気的に接触するときにプレートに加えられる荷重を測定した後、その値を保存し、半導体集積回路パッケージの測定時ごとに保存された荷重値と同一大きさの荷重を発生させるように、複数の移送部の動力をそれぞれ制御する。
また、上述した制御部は、テストしようとする半導体集積回路パッケージの規格が変更されると、変更された半導体集積回路パッケージの入出力端子がテストボードのテスト端子に電気的に接触するときにプレートに加えられる荷重を再び測定した後、その値を保存し、変更された半導体集積回路パッケージのテスト時に保存された荷重に基づいて複数の移送部の動力をそれぞれ制御する。
また、上述した複数の荷重センサがロードセルである。
上述した目的を達成するための本発明に係る半導体検査装置の制御方法は、プレートの複数の地点にそれぞれ連結されており、プレートをテストボード方向に移動させ、プレートとテストボードとの間に位置する半導体集積回路パッケージをテストボードに密着させる複数の移送部と、複数の移送部ごとに設置される複数の荷重センサとを含む半導体検査装置の制御方法において、複数の移送部をそれぞれ駆動することで、半導体集積回路パッケージをテストボードに密着させ、プレートに加えられる荷重を測定し、複数の荷重センサによって測定される荷重に基づいて、半導体集積回路パッケージをテストボードに密着させるのに必要な複数の移送部の移送距離をそれぞれ算出し、複数の移送部の動力をそれぞれ調節することで、算出された移送距離だけプレートが移動するように制御する。
また、上述したプレートの位置制御は、半導体集積回路パッケージの入出力端子がテストボードのテスト端子に電気的に接触するように、テストボードに対するプレートの相対的な位置を制御する。
また、上述した半導体集積回路パッケージの入出力端子がテストボードのテスト端子に電気的に接触するときにプレートに加えられる荷重を測定した後、その値を保存し、半導体集積回路パッケージの測定時ごとに保存された荷重値と同一大きさの荷重を発生させるように、複数の移送部の動力をそれぞれ制御する。
また、テストしようとする半導体集積回路パッケージの規格が変更されると、変更された半導体集積回路パッケージの入出力端子がテストボードのテスト端子に電気的に接触するときにプレートに加えられる荷重を再び測定した後、その値を保存し、変更された半導体集積回路パッケージのテスト時に再び測定されて保存された荷重に基づいて、複数の移送部の動力をそれぞれ制御することをさらに含む。
また、上述した測定された荷重を予め設定された基準荷重と比較し、その差が予め設定された誤差範囲を超えると、複数の移送部から発生する荷重を再び調整することで、プレートの位置を再び設定する。
また、上述した予め設定された荷重と前記測定された荷重とを比較した後、その差を求め、設定荷重と測定荷重との差が予め設定された許容誤差範囲内にあると、プレートの現在位置を最終位置と設定し、設定荷重と測定荷重との差が許容誤差範囲を逸脱すると、設定荷重と測定荷重との差を考慮してプレートの位置を再び調整する。
また、上述した最終位置は、半導体集積回路パッケージがテストボードに検査可能な程度に充分に密着されたときのプレートの位置である。
本発明は、テストボードやトレーでない移送部に荷重センサ(ロードセル)を設置して運営することで、テストしようとする半導体集積回路パッケージの規格が変更されて新しいトレーやテストボードが用いられる場合も、既存の移送部をそのまま用いることができるので、半導体検査装置の価格を低下させることができる。
また、複数の移送部ごとに荷重センサを設置して運用することで、集積回路パッケージとテストボードの平行制御を通して半導体集積回路パッケージとテストボードとの間の正確な接触が可能になる。
以下、上記のように構成される本発明の好適な実施例を、図1〜図6に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施例に係る半導体検査装置の構成を示した図である。図1に示すように、テスト用チャンバー102内にテストボード104が設けられ、このテストボード104の前面にはトレー106が位置する。トレー106は、多数の半導体集積回路パッケージ106aを収納するためのもので、半導体集積回路パッケージ106aを収納した状態で別途のローダーなどによって半導体工程の必要な段階に移動する。このトレー106をテストボード104に密着させると、テストボード104に形成されたソケット104aに半導体集積回路パッケージ106aが挿入されることで、半導体集積回路パッケージ106aとソケット104aとが電気的に連結される。トレー106をテストボード104に密着させるために、プレート108と複数の移送部110が設けられる。図1は、複数の移送部110の一部分のみを示しており、図2と図3は、複数の移送部110の全体的な構成を示している。複数の移送部110とプレート108は、トレー106をテストボード104側に移送して加圧する。
テストボード104は、ハイフィックスボード(hi−fix board)とも呼ばれるもので、半導体集積回路パッケージ106aとテスト回路112とを電気的に連結するための装置である。テスト回路112は、テストボード104に挿入された半導体集積回路パッケージ106aとテスト信号を取り交わしながら半導体集積回路パッケージ106aの正常可否を判定する。テスト回路112は、テスト用チャンバー102の外部に設置される。
トレー106に収納された半導体集積回路パッケージ106aを正確に検査するためには、全ての半導体集積回路パッケージ106aがテストボード104のソケット104aに正確に挿入されるべきであるので、トレー106とテストボード104との間の平行整列が非常に重要である。図1において、プレート108とテストボード104との間の距離L1,L2が“L1≠L2”として互いに異なる場合、トレー106の一側(L1及びL2のうちより大きい側)がテストボード104に充分に接近できなくなり、一部の半導体集積回路パッケージ106aがソケット104aに挿入されないこともある。このようになると、該当の半導体集積回路パッケージ106aのテストが不可能になるか、信頼できないテスト結果が発生しうる。
また、複数の移送部110とプレート108がトレー106を加圧する程度も重要である。すなわち、過度に大きい荷重でトレー106を加圧すると、半導体集積回路パッケージ106aやその他の装備が破損される憂いがあり、過度に小さい荷重でトレー106を加圧すると、半導体集積回路パッケージ106aがソケット104aに充分に挿入されない可能性がある。
図2は、本発明の実施例に係る半導体検査装置の斜視図で、図3は、図2に示した半導体検査装置の移送部の構成を示した断面図で、特に、複数の移送部の構成を具体的に示した図である。図2及び図3に示すように、複数の移送部110は、その構成が同一であるので、各移送部110における同一の構成要素には同一の参照番号を付与し、一つの移送部110のみを基準にして構成を説明する。
動力を発生させるモーター202の回転力は、第1プーリー204、ベルト206及び第2プーリー208を通してリードスクリュー210に伝達される。リードスクリュー210は、この回転力によって元の位置で回転する。リードスクリュー210には、移動部材212が連結されるが、リードスクリュー210の回転運動が移動部材212の往復運動に変換される。移動部材212の往復運動は、ロッド214を通してプレート108に伝達されることで、プレート108の移送に関与する。結局、モーター202の回転力によってプレート108が矢印A方向に往復移動する。ロッド214とプレート108は、リンク部材216を通して機械的に連結されるので、複数の移送部110の加圧力を互いに異なるように調整することで、プレート108とテストボード104との間の平行整列を制御することができる。
図2における参照番号218は、テスト用チャンバー102の隔壁で、その一部分のみを示した。この隔壁218を基準にしてロッド214の一部分とプレート108がテスト用チャンバー102内に位置し、複数の移送部110は、テスト用チャンバー102の外部に位置する。ロッド214の中間部分を取り囲む断熱材220は、ロッド214を通したテスト用チャンバー102内部の熱損失を防止するためのものである。
図3において、荷重センサ302は、移動部材212とロッド214との間に設置される。移動部材212とロッド214は、単方向ストッパー304によって連結される。移動部材212がプレート108側に移動するとき、移動部材212、荷重センサ302及びロッド214を通してプレート108に加圧力が伝えられ、このときの加圧力(すなわち荷重)は、荷重センサ302を通して測定する。結局、プレート108が図1のトレー106をテストボード104に密着させて加圧するときの荷重は、荷重センサ302を通して検出することができる。
図4は、図2に示した半導体検査装置の制御系統を示したブロック図である。図4に示すように、制御部402は、複数の駆動回路404を通して複数の移送部110をそれぞれ制御する。特に、制御部402は、複数の移送部110に設けられる荷重センサ302を通して測定した荷重に基づいて複数の移送部110をそれぞれ制御することで、半導体集積回路パッケージ106aの入出力端子が、テストボード104のソケット104aに形成されたテスト端子に電気的に接触するように、テストボード104に対するプレート108の相対的な位置を制御する。
また、制御部402は、半導体集積回路パッケージ106aの入出力端子がテストボード104のテスト端子に電気的に接触するときにプレート108に加えられる荷重を測定した後、その値をメモリ406に保存し、半導体集積回路パッケージ106aの測定時ごとにメモリ406に保存された荷重値と同一大きさの荷重を発生させるように複数の移送部110の動力をそれぞれ制御する。
また、制御部402は、テストしようとする半導体集積回路パッケージ106aの規格(例えば、ピンタイプやピン数など)が変更されると、変更された半導体集積回路パッケージ106aの入出力端子がテストボード108のテスト端子に電気的に接触するときにプレートに加えられる荷重を再び測定した後、その値をメモリ406に保存し、変更された半導体集積回路パッケージ106aのテスト時にメモリ406に保存された荷重値に基づいて複数の移送部110の動力をそれぞれ制御する。
図5は、本発明の実施例に係る半導体検査装置の制御方法を示したフローチャートである。図5に示すように、半導体集積回路パッケージ106aが搭載されたトレー106をプレート108と複数の移送部110を用いてテストボード104に加圧しながら、そのときに複数の荷重センサ302にかかる荷重W1,W2を測定する(502)。この測定された荷重W1,W2を予め設定された荷重と比較し、その差の絶対値d1,d2を求める(504)。
ここで、設定荷重は、トレー106がテストボード104に完全に密着し、半導体集積回路パッケージ106aがソケット104aに完全に挿入された状態の荷重である。したがって、測定荷重W1,W2が設定荷重より小さい場合、トレー106がテストボード104に完全に密着した状態でないと判定する。ただし、一定水準の誤差範囲を設けて、測定荷重W1,W2と設定荷重との差d1,d2がこの許容誤差範囲内にあると、トレー106がテストボード104に充分に密着し、正常なテストが可能な状態であると判定する。
測定荷重W1,W2と設定荷重との差d1,d2がこの許容誤差範囲内にあるかどうかを判断し、測定荷重W1,W2と設定荷重との差d1,d2が許容誤差範囲内にある場合(506の‘はい’)、現在のプレート108の位置を<最終位置>と決定する(508)。ここで、<最終位置>は、プレート108がトレー106をテストボード104に加圧し、半導体集積回路パッケージ106aがソケット104aに充分に挿入されて正常なテストが可能であるときのプレート108の位置を意味する。プレート108が<最終位置>に到達できない場合、半導体集積回路パッケージ106aがソケット104aに充分に挿入された状態でないと言えるし、その反対に、プレート108が<最終位置>に対応する荷重を過度に超えてトレー106を加圧する場合、半導体集積回路パッケージ106aがソケット104aに過度に挿入または密着されることで、損傷が発生しうる状態と言える。したがって、正常なテストを可能にするためには、複数の移送部110に適切な荷重を発生させることで、プレート108が<最終位置>に到達できるようにすべきで、このためには、測定荷重W1,W2と設定荷重との差d1,d2が許容誤差範囲内にあることが好ましい。測定荷重W1,W2と設定荷重との差d1,d2のうち何れか一側のみが許容誤差範囲内にあり、残りが許容誤差範囲を逸脱する場合、これは、許容誤差範囲を逸脱した側のトレー106とテストボード104とが充分に密着された状態でないと見なせるので、許容誤差範囲を逸脱した側の移送部110に一層大きい荷重を発生させることで、該当部分のトレー106をテストボード104に一層近く密着させる。
測定荷重W1,W2と設定荷重との差d1,d2が許容誤差範囲内にあるかどうかを判断し、測定荷重W1,W2と設定荷重との差d1,d2が許容誤差範囲内にない場合(506の‘いいえ’)、測定荷重W1,W2と設定荷重との差d1,d2が許容誤差範囲内になるように複数の移送部110の荷重を再び調整し、プレート108の位置を再び設定する(510)。
図6は、本発明の他の実施例に係る半導体検査装置を示した斜視図である。図6に示すように、複数の移送部610を4個に構成し、プレート608の4部分に対する荷重を独立的に制御することで、トレー106とテストボード104との密着程度を一層精巧に制御することができる。この場合、リンク部材616は、図2のリンク部材216とは異なって、上下左右の全てに動かせる構造のリンク部材616であることが好ましい。
本発明の実施例に係る半導体検査装置の構成を示した図である。 本発明の実施例に係る半導体検査装置の斜視図である。 図2に示した半導体検査装置の移送部の構成を示した断面図である。 図2に示した半導体検査装置の制御系統を示したブロック図である。 本発明の実施例に係る半導体検査装置の制御方法を示したフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る半導体検査装置を示した斜視図である。
符号の説明
102 テスト用チャンバー
104 テストボード
104a ソケット
106 トレー
106a 半導体集積回路パッケージ
108,608 プレート
110,610 移送部
112 テスト回路
202 モーター
204,208 プーリー
206 ベルト
210 リードスクリュー
212 移動部材
214 ロッド
216,616 リンク部材
218 隔壁
220 断熱材
302 荷重センサ
304 ストッパー
402 制御部
404 駆動回路
406 メモリ

Claims (15)

  1. プレートの複数の地点にそれぞれ連結されており、前記プレートをテストボード方向に移動させ、前記プレートと前記テストボードとの間に位置する半導体集積回路パッケージを前記テストボードに密着させる複数の移送部と、
    前記複数の移送部ごとに設置される複数の荷重センサと、
    前記複数の荷重センサによって測定される荷重に基づいて、前記半導体集積回路パッケージを前記テストボードに密着させるのに必要な前記複数の移送部の移送距離を算出し、前記複数の移送部の動力を調節することで、前記算出された移送距離だけ前記プレートが移動するように制御する制御部と、を含むことを特徴とする半導体検査装置。
  2. 前記プレートの前面は、前記半導体集積回路パッケージに接するように設けられ、
    前記プレートの背面の互いに異なる位置には、前記複数の駆動部がリンク部材を通して連結されることを特徴とする請求項1に記載の半導体検査装置。
  3. 前記複数の駆動部のそれぞれは、
    モーターと、
    前記モーターによって回転するリードスクリューと、
    前記リードスクリューが回転するにつれて、前記リードスクリューのねじ部と相互作用して往復移動する移動部材と、
    前記移動部材と一緒に往復運動して前記プレートを移送させるロッドと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体検査装置。
  4. 前記荷重センサは、前記移動部材と前記ロッドとの間に設けられており、
    前記荷重センサは、前記移動部材の往復運動時に前記ロッドに加えられる荷重を測定することを特徴とする請求項3に記載の半導体検査装置。
  5. 前記制御部は、
    前記半導体集積回路パッケージの入出力端子が前記テストボードのテスト端子に電気的に接触するように、前記テストボードに対する前記プレートの相対的な位置を制御することを特徴とする請求項1に記載の半導体検査装置。
  6. 前記制御部は、
    前記半導体集積回路パッケージの入出力端子が前記テストボードのテスト端子に電気的に接触するときに前記プレートに加えられる荷重を測定した後、その値を保存し、前記半導体集積回路パッケージの測定時ごとに前記保存された荷重値と同一大きさの荷重を発生させるように、前記複数の移送部の動力をそれぞれ制御することを特徴とする請求項1に記載の半導体検査装置。
  7. 前記制御部は、
    テストしようとする半導体集積回路パッケージの規格が変更されると、前記変更された半導体集積回路パッケージの入出力端子が前記テストボードのテスト端子に電気的に接触するときに前記プレートに加えられる荷重を再び測定した後、その値を保存し、前記変更された半導体集積回路パッケージのテスト時に前記保存された荷重に基づいて前記複数の移送部の動力をそれぞれ制御することを特徴とする請求項1に記載の半導体検査装置。
  8. 前記複数の荷重センサは、ロードセルであることを特徴とする請求項1に記載の半導体検査装置。
  9. プレートの複数の地点にそれぞれ連結されており、前記プレートをテストボード方向に移動させ、前記プレートと前記テストボードとの間に位置する半導体集積回路パッケージを前記テストボードに密着させる複数の移送部と、前記複数の移送部ごとに設置される複数の荷重センサとを含む半導体検査装置の制御方法において、
    前記複数の移送部をそれぞれ駆動することで、前記半導体集積回路パッケージを前記テストボードに密着させ、
    前記プレートに加えられる荷重を測定し、
    前記複数の荷重センサによって測定される荷重に基づいて、前記半導体集積回路パッケージを前記テストボードに密着させるのに必要な前記複数の移送部の移送距離をそれぞれ算出し、
    前記複数の移送部の動力をそれぞれ調節することで、前記算出された移送距離だけ前記プレートが移動するように制御することを特徴とする半導体検査装置の制御方法。
  10. 前記プレートの位置制御は、
    前記半導体集積回路パッケージの入出力端子が前記テストボードのテスト端子に電気的に接触するように、前記テストボードに対する前記プレートの相対的な位置を制御することを特徴とする請求項9に記載の半導体検査装置の制御方法。
  11. 前記半導体集積回路パッケージの入出力端子が前記テストボードのテスト端子に電気的に接触するときに前記プレートに加えられる荷重を測定した後、その値を保存し、前記半導体集積回路パッケージの測定時ごとに前記保存された荷重値と同一大きさの荷重を発生させるように、前記複数の移送部の動力をそれぞれ制御することをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の半導体検査装置の制御方法。
  12. テストしようとする半導体集積回路パッケージの規格が変更されると、前記変更された半導体集積回路パッケージの入出力端子が前記テストボードのテスト端子に電気的に接触するときに前記プレートに加えられる荷重を再び測定した後、その値を保存し、前記変更された半導体集積回路パッケージのテスト時に前記再び測定されて保存された荷重に基づいて前記複数の移送部の動力をそれぞれ制御することをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の半導体検査装置の制御方法。
  13. 前記測定された荷重を予め設定された基準荷重と比較し、その差が予め設定された誤差範囲を超えると、前記複数の移送部から発生する荷重を再び調整することで、前記プレートの位置を再び設定することを特徴とする請求項9に記載の半導体検査装置の制御方法。
  14. 予め設定された荷重と前記測定された荷重とを比較した後、その差を求め、
    前記設定荷重と前記測定荷重との差が予め設定された許容誤差範囲内にあると、前記プレートの現在位置を最終位置と設定し、
    前記設定荷重と前記測定荷重との差が前記許容誤差範囲を逸脱すると、前記設定荷重と前記測定荷重との差を考慮して前記プレートの位置を再び調整することを特徴とする請求項9に記載の半導体検査装置の制御方法。
  15. 前記最終位置は、前記半導体集積回路パッケージが前記テストボードに検査可能な程度に充分に密着されたときの前記プレートの位置であることを特徴とする請求項14に記載の半導体検査装置の制御方法。
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