JP2687011B2

JP2687011B2 - 半導体測定装置

Info

Publication number: JP2687011B2
Application number: JP1095560A
Authority: JP
Inventors: 義介北村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1989-04-13
Filing date: 1989-04-13
Publication date: 1997-12-08
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: JPH02272307A

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、半導体測定装置に関する。

（従来の技術）近年、半導体素子の高集積化が進むにつれ、半導体製
造装置も高精度の処理が行えるような機構が必要とされ
ている。

このような、半導体製造装置として、例えば、パッケ
ージ済みの半導体素子例えばQFP、SOP等の電極端子をプ
ローブ針等の検査端子に接触させて電気的諸特性測定す
る半導体検査装置（ICハンドラ）では、半導体素子とプ
ローブ針との位置合せを精度良く行う必要があることか
ら、高精度の位置検出機構が必要であり、特に高集積化
された半導体素子では、電極端子の多端子化、狭ピッチ
化が進んでいるため、より一層、高精度化された位置検
出機構を必要としている。

このような半導体検査装置の位置検出機構としては、
半導体素子の所定の部位を画像認識し、この画像情報に
基づいて位置合せを行う画像検出機構を用いたものがあ
り、このような画像検出機構の光学系は、照射光源、集
光レンズ、検出カメラ例えばCCDカメラ等から構成され
ている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、このような半導体素子の位置検出機構に用
いられる照射光源は、検出精度を向上させるために照射
光量が大きく、しかも均一な照射光が得られることが必
要である。

しかしながら、従来の半導体検査用光源では、照射光
量を増大させると発光部での発熱量が増大し、被測定物
や検出光学系への熱的悪影響例えば被測定物の熱変形や
光学系の熱膨脹による光軸ずれが発生するという問題が
あった。

特に発光源として、安価、高寿命で均一な照射光量が
得られることから広く普及しているハロゲンランプを用
いている場合には、発熱量が大きいため、特に重要な問
題となっていた。

本発明は、このような従来の問題点を解決するために
なされたもので、発熱量の大きい発光源を用いても、発
光源の発熱による熱的悪影響を防止でき、検査の信頼性
が向上する半導体測定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）本発明の半導体測定装置は、複数のリードを有する矩
形状の半導体素子に光を照射して、その反射光から前記
半導体素子の少なくとも２つの角部を順次切り換えて撮
像し前記半導体素子を位置決めした後テスタと接続して
測定する測定装置であって、前記半導体素子の少なくとも３辺に対して、夫々当該
領域の斜め上方から光を照射するよう配列された少なく
とも３つの発光源と、これらの３つの発光源の列の角部に位置するよう設け
られ、夫々隣接する２つの発光源の方向に加圧ガスを供
給してこれらの発光源を冷却する少なくとも２つのガス
吐出部とを具備したことを特徴とする。

また、上記半導体測定装置において、前記加圧ガス
が、不活性ガスであることを特徴とする。

（作用）本発明は、上述した手段により、発熱量の大きい発光
源を用いても、発光源からの発熱による被検査デバイス
の熱的悪影響を防止でき、検査の信頼性向上を図ること
が可能となる。

（実施例）以下、本発明をフラットパッケージ型半導体素子（以
下、チップと呼ぶ）の検査に際し位置を検出する位置検
出機構の照射光源に適用した一実施例について図を参照
して説明する。

検査台１上には、被測定物のチップ２例えばフラット
パッケージICが載置されている。

このチップ２の上方には、発光源例えば８ワットのハ
ロゲンランプ３を箱状の保持筐体４内に収容した照射光
源５が配設されている。保持筐体４は、この保持筐体４
上面および側面を覆う箱体である基台６内に吊設されて
おり、さらにチップ２の複数辺例えば３辺に夫々対応し
てコ字状に配置された３分割構成となっている。そして
各独立した保持筐体4a、4b、4c内に収容されるハロゲン
ランプ３は、上記チップ２の対応する辺を斜め上方から
照射するような位置に収容されている。ハロゲンランプ
３は、各保持筐体4a、4b、4cのうち、相対向する保持筐
体4a、4c内には夫々１個、そして中央部の保持筐体4b内
には２個収容されている。

また、各保持筐体4a、4b、4cの光出射用開口部には、
ハロゲンランプ３からの出射光を均一化してチップ２へ
照射するための半透明部材例えばすりガラス７が嵌込ま
れている。

本実施例の位置検出機構は、チップ２の２つの角部を
測定するものであるため、これらチップ角部に対して夫
々２個のハロゲンランプ３を用いて各角部を形成する２
辺側から照明するように構成することで、より均一な照
射を行うことができる。

一方、これら保持筐体4a、4b、4cの夫々隣接部で形成
される背面側角部には夫々リブ８が設けられており、こ
れらリブ８には、ガス供給源９から供給された加圧ガス
例えば圧縮空気を吐出するための吐出孔10を有するガス
吐出部11が設けられている。

このような構成の半導体測定用光源では、ハロゲンラ
ンプ点灯時に、ガス吐出部11から加圧ガスが吐出され、
この加圧ガスが保持筐体周辺例えば各保持筐体4a、4b、
4cと基台６内壁との間隙を流通するため、ハロゲンラン
プ３で発生した熱を迅速に除去するとともに、各保持筐
体4a、4b、4c、基台６、を冷却し、ハロゲンランプ３の
発熱による熱的悪影響例えば図示を省略した検出光学系
の熱膨脹による光軸ずれ等を防止することができる。

ところで、上述実施例では、加圧ガスとして圧縮空気
を例にしたが、例えばN₂ガス、Ar等の不活性ガス等、種
々のガスを用いることができる。また、発光源として
は、ハロゲンランプ３以外のものでもよく、発熱量の大
きいもの程、本発明の効果は顕著となる。

このような半導体測定用光源を適用した半導体測定装
置としては、第２図に示すようなICハンドラー等に用い
られる位置検出用の画像検出装置がある。

検査台21上には、被測定物のチップ22例えばフラット
パッケージICが載置されており、このチップ22の上方に
上述実施例の半導体測定用光源23が配設されている。

チップ22の一辺のリード列上方には、このチップから
の反射光を平行光束にするための第１の対物レンズ24、
この第１の対物レンズ25からの平行光束を図中左方向に
90度反射させるための第１の反射ミラー25が順に設けら
れている。

そして、この第１の反射ミラー25の光反射方向の光軸
上には、ビームスプリッタ26、集光用の結像レンズ27、
CCDカメラ28が順に配設されている。上記第１の対物レ
ンズ24、第１の反射ミラー25により第１の検出光学系29
が、ビームスプリッタ26、結像レンズ27により集光光学
系30が構成されている。

一方、上記チップ22のリード列の対向辺側のリード列
上方には、上記第１の反射ミラー25の反射方向と同方向
にチップ22からの反射光を反射させるための第２の反射
ミラー31が設けられており、この第２の反射ミラー31反
射方向の光軸上に第２の対物レンズ32、第３の反射ミラ
ー33が順に配設されている。第３の反射ミラー33は、第
２の対物レンズ32を透過した平行光束がビームスプリッ
タ26方向へと反射するように位置決めされており、第３
の反射ミラー33からの光束はビームスプリッタ26で結像
レンズ27方向に反射された後、CCDカメラ28へと入射さ
れる。上記第２の反射ミラー31、第２の対物レンズ32、
第３の反射ミラー33により第２の検出光学系34が構成さ
れている。

また、第１の対物レンズ24と第１の反射ミラー25は水
平方向に移動自在の第１の支持板35により、そして第２
の反射ミラー31と第２の対物レンズ32は水平方向に移動
自在の第２の支持板36に夫々固定されており、これら第
１、第２の支持板35、36の結像レンズ側側面には夫々第
１、第２のロッド37、38が水平に設けられている。

この第１、第２のロッド37、38の間隙には、駆動伝達
用ベルト39が掛渡された一対のローラ40が設けられてお
り、このベルト39の一方側が上記第１のロッド37と、他
方側が第２のロッド38に夫々固定治具41、42を介して接
続され、ローラ40の回転により第１の支持板35と第２の
支持板36とが反対方向に連動して移動する如く構成され
ている。また、このベルト39の一部には、ベルト39のテ
ンションを一定に保持し、ベルトの移動誤差を小さくす
るためのばね機構43が介挿されている。

また、光軸ａ上と光軸ｂ上には、光軸ａと光軸ｂとを
必要に応じて遮断するシャッタ機構44が配設されてお
り、光軸ａ上の反射光と光軸ｂ上の反射光のどちらか一
方の反射光を必要に応じて集光光学系30に入射させるよ
うに構成されている。

このような構成の画像検出用光学系では、シャッタ機
構44の操作により、光軸ａまたは光軸ｂのうち所望の光
軸側を導波する反射光を選択してCCDカメラ11に入射さ
せ、撮像を行う。

また、光軸ａと光軸ｂとの間隔調整は、ボールスクリ
ュー機構45を操作して、第１の支持板35を所定の方向へ
と移動させることにより行い、このとき、第２の支持板
36が第１の支持板35と鏡面対称に移動するので、光軸ａ
と光軸ｂは互いに鏡面対称に移動する。

即ちボールスクリュー機構45を操作することで、光軸
ａと光軸ｂとの間隔を調整する。

このような画像検出装置では、高精度の測定を行うた
めに、照射光源の発熱による光学系の歪を極力少なくす
ることが必要であるため、本発明の半導体測定用光源は
好適である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の半導体測定装置によれ
ば、発熱量の大きい発光源を用いても、発光源の発熱に
よる熱的悪影響を防止でき、半導体検査における信頼性
の向上等を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をパッケージングされた半導体素子の位
置を検出する位置検出機構の照射光源に適用した一実施
例の構成を示す図、第２図は第１図の実施例を適用した
画像検出装置の構成を示す平面図である。２……チップ、３……ハロゲンランプ、４……保持筐
体、５……光源、６……基台、７……すりガラス、９…
…ガス供給源、10……ガス吐出孔、11……ガス吐出部、
20……半導体測定用光源。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のリードを有する矩形状の半導体素子
に光を照射して、その反射光から前記半導体素子の少な
くとも２つの角部を順次切り換えて撮像し前記半導体素
子を位置決めした後テスタと接続して測定する測定装置
であって、前記半導体素子の少なくとも３辺に対して、夫々当該領
域の斜め上方から光を照射するよう配列された少なくと
も３つの発光源と、これらの３つの発光源の列の角部に位置するよう設けら
れ、夫々隣接する２つの発光源の方向に加圧ガスを供給
してこれらの発光源を冷却する少なくとも２つのガス吐
出部とを具備したことを特徴とする半導体測定装置。
【請求項２】前記加圧ガスが、不活性ガスであることを
特徴とする請求項１記載の半導体測定装置。