JP2657314B2

JP2657314B2 - 半導体検査装置

Info

Publication number: JP2657314B2
Application number: JP1015878A
Authority: JP
Inventors: 収司秋山; 義介北村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1989-01-25
Publication date: 1997-09-24
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: JPH02256253A

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、トレー方式が知られている。

このトレー方式の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QFP、SOP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、トレー搬入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、スループッ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、さらにスループットが向上する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、装置全体のスループットが低下する
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、スループットが向上し、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、半導体素子を複数搭載し
た収納容器を高温または低温チャンバ内の検査台上に載
置した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収納容器を所定の温度まで
予備加熱または冷却する予備加熱・冷却機構であって、
最初に前記収納容器が載置される第１のサーマルステー
ションと、次に前記収納が載置される第２のサーマルス
テーションを具備し、これら第１、第２のサーマルステ
ーションに順送りに前記収納容器を載置して予備加熱ま
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た前記収納容器を所定の検査温
度に保持するための加熱・冷却機構と、前記チャンバの天井部から吊設され当該天井部に沿っ
て直線移動可能とされたスライド板と、このスライド板
に間隔を設けて配設され前記第２のサーマルステーショ
ン上の収納容器と前記検査台上の収納容器を夫々保持可
能とされた２つの保持部とを有し、前記第２のサーマル
ステーションおよび前記検査台間の収納容器移載と前記
検査台および他の部位間の収納容器移載とを同時に行う
収納容器移載機構とを具備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、またスループッ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図で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255m
m×210mm×厚さ10mm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。

トリーストッカ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11
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サーマルステーション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20
0℃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
レー載置第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列分を同時測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L₂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、個々でトレー搬送機構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
した例えばエアープッシャー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の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20
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溝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け溝43が穿設されており、この
取付け溝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l₁例えば325mm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を両面からＬ字状断面のトレー保持板41
a、42a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41a、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の一方の側の両端部には、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49間の
距離を調整することでスライド板47のストローク調整が
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l₁
即ち325mmとした。

このような構成のトレー搬送機溝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42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3a
を夫々のトレー保持部41、42で保持した後、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l₁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、スライド板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42が夫々配置されることになる。この
後、検査台14及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つのトレー搬送機溝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、装置のスループットの向上が図れる。

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、装置のスループットが向上する。また、検査済のト
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、トレー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、14……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

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子を複数搭載した収納容器を高温
または低温チャンバ内の検査台上に載置した所定の検査
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収納容器を所定の温度まで予
備加熱または冷却する予備加熱・冷却機構であって、最
初に前記収納容器が載置される第１のサーマルステーシ
ョンと、次に前記収納容器が載置される第２のサーマル
ステーションを具備し、これら第１、第２のサーマルス
テーションに順送りに前記収納容器を載置して予備加熱
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た前記収納容器を所定の検査温度
に保持するための加熱・冷却機構と、前記チャンバの天井部から吊設され当該天井部に沿って
直線移動可能とされたスライド板と、このスライド板に
間隔を設けて配設され前記第２のサーマルステーション
上の収納容器と前記検査台上の収納容器を夫々保持可能
とされた２つの保持部とを有し、前記第２のサーマルス
テーションおよび前記検査台間の収納容器移載と前記検
査台および他の部位間の収納容器移載とを同時に行う収
納容器移載機構とを具備したことを特徴とする半導体検査装置。