JP2750448B2 - 半導体検査装置 - Google Patents

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用
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
ット等を交換することで１台で多くの形状の半導体素子
の測定が可能ないわゆる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
ば格子状に素子収容部を設け、この素子収容部内にパッ
ケージ済みの半導体素子例えばQFP、SOP等を収容し、該
トレーから半導体素子を１つずつ取出して、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。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、近年半導体素子は、急速に高集積化さ
れており、これに伴い、例えばQFP,SOP等の半導体素子
の端子も多端子化、端子の狭ピッチ化が進んでいる。こ
のため、半導体検査装置においては、多端子化、狭ピッ
チ化された半導体素子の測定に対応可能な高い位置合せ
精度が要求されるようになってきている。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、多端子化、狭ピッチ化された半導体素子の測定に対
応可能な高い位置合せ精度を有するとともに、多品種少
量生産化に対応可能なフレキシビィリティーを備えた半
導体検査装置を提供しようとするものである。

［発明の効果］ （課題を解決するための手段） 本発明の半導体検査装置は、トレーに収容された半導
体素子を位置決めして測定ステージにロード・アンロー
ドするローダー系と、 このローダー系とは別の基体上に構成され前記測定ス
テージ上に設けられた前記半導体素子に検査端子を接触
させて電気的な導通を得る測定ステージ系とを有し、 前記測定ステージ系の基体と前記ローダー系の基体と
が、これらの基体の間に板状の防振ゴムを介在させた状
態で捩子により接続されたことを特徴とする。

（作用） 本発明の半導体検査装置では、トレーに収容された半
導体素子を位置決めして測定ステージにロード・アンロ
ードするローダー系と、測定ステージ上に設けられた前
記半導体素子に検査端子を接触させて電気的な導通を得
る測定ステージ系とが別の基体上に構成されており、こ
のローダー系と測定ステージ系とが防振機構介して接続
されているので、ローダー系および測定ステージ系で発
生する振動が相互に伝搬することを防止することがで
き、振動により位置合せ精度が損われることを防止する
ことができるので、高い位置合せ精度を確保することが
できる。また、例えばローダー系の交換等も容易に行う
ことができ、例えばロジック、メモリ等異なる品種の半
導体素子の測定にも対応することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図を参照して説明す
る。

この実施例の半導体検査装置は、ローダー系１と、こ
のローダー系１とは別の基体（フレーム）上に構成され
た測定ステージ系２とから構成されており、これらのロ
ーダー系１と測定ステージ系２とは、これらの間の振動
が電搬することを防止する防振機構を有する複数の接続
部材３によって接続固定されている。

この接続部材３は、例えば第２図および第３図に示す
ように構成されている。

すなわち第２図に示す接続部材3a、材質例えば金属等
から円筒状に構成された枠体50内に充填された防振ゴム
51の中央部に埋設されたボルト52と、このボルト52より
大径の透孔53を有する材質例えば金属等からなるｌ字状
部材54から構成されている。そして、上記枠体50を例え
ば測定ステーズ系２の基体にねじまたは溶接等で固定
し、Ｌ字状部材54を他方のローダー系１の基体に同様に
固定し、ナット55でこれらを固定することにより、ロー
ダー系１と測定ステージ系２とを接続するよう構成され
ている。

また、第３図に示す接続部材3bでは、複数の長穴60を
有する材質例えば金属等からなるＬ字状部材61を例えば
ローダー系１の基体にねじまたは溶接等で固定し、測定
ステージ系２の基体に対して複数例えば２枚の板状防振
ゴム62と、押え板63を介して複数のボルト64およびナッ
ト65で固定することにより、ローダー系１と測定ステー
ジ系２とを接続するよう構成されている。

そして、この実施例では、上記接続部材3aおよび接続
部材3bをそれぞれ複数例えば４個ずつ用いて、ローダー
系１で生じた振動が測定ステージ系２に伝搬しないよう
に、あるいは、測定ステージ系２で生じた振動がローダ
ー系１に伝搬しないようにして、ダー系１と測定ステー
ジ系２とが所定位置に接続固定されている。

次に、上記ローダー系１および測定ステージ系２の構
成について説明する。

ローダー系１には、検査測定を行う半導体素子（以
下、チップと呼ぶ）４を多数例えば格子状に配列収容し
たトレー５を多数棚積み積層する如く収容する昇降自在
のセンダー機構６、空トレーを一時保管するためのトレ
ーバッファ機構７、検査の終了したチップ４を収容した
トレー５を多数棚積み積層する如く収容する昇降自在の
レシーバ機構８が、この順で図示矢印Ｙ方向に沿って直
線上に設けられている。また、これらのセンダー機構
６、トレーバッファ機構７、レシーバ機構８の上部に設
けられた基台９には、この基台９の長手方向（Ｙ方向）
および上下方向（Ｚ方向）に移動自在なトレー移載機構
10が配設されており、このトレー移載機構10により、ト
レー５を、センダー機構６からトレーバッファ機構７
へ、トレーバッファ機構７からレシーバ機構８へと搬送
可能に構成されている。

また、基台９のセンダー機構６側端部には、センダー
機構６の最上段に棚積みされたトレー５から一つずつチ
ップ４を保持してポリアライメントステージ11へ搬送す
るチップ搬入機構12が設けられており、一方基台９のレ
シーバ機構８側端部には、アンロードステージ13上に設
けられた検査の終了したチップ４を保持してレシーバ機
構８の最上段に棚積みされたトレー５へ搬送するチップ
搬出機構14が設けられている。

これらチップ搬入機構12およびチップ搬出機構14は、
夫々、Ｙ方向へ突出した搬送腕15をＸ−Ｚ方向に移動さ
せるための例えばLMガイドとボールスクリュー等から構
成されるＸ−Ｚステージ16と、搬送腕15の側面にＹ方向
に対して移動自在に設けられたチップ４を例えば真空チ
ャックにより吸着保持する保持部17とから構成されてい
る。

さらに、上記基台９の測定ステージ系２側には、チッ
プ４を例えば真空チャックにより吸着保持する保持部18
a、18bが所定の間隔をおいて２個設けられ、Ｙ−Ｚ方向
に移動自在に構成されたダブル移載機構18が配設されて
いる。すなわち、このダブル移載機構18は、一方の保持
部18aでプリアライメントステージ11のチップ４を測定
ステージ系２の測定ステージ19上へと移載すると同時
に、他方の保持部18bで測定ステージ19上の検査終了済
みのチップ４をアンロードステージ13へと移載可能に構
成されている。

また、測定ステージ系２は、チップ４を載置され、Ｘ
−Ｙ−Ｚ−θ方向に移動可能に構成された測定ステージ
19と、チップ４のリードに合せて多数の検査端子を設け
られたコンタクタ（図示せず）が固定される検査部20が
設けられており、チップ４を載置された測定ステージ19
を駆動して検査部20に固定されたコンタクタの検査端子
にチップ４のリードを接触させ、電気的な導通を得て図
示しないテスタによってチップ４の検査を行うよう構成
されている。

次に、上記構成のこの実施例の半導体検査装置の動作
について以下に説明する。

まず、チップ搬入機構12により、トレー５上のチップ
４をプリアライメントステージ11上に搬送移載する。

次に、プリアライメントステージ11上に設けられたプ
リアライメント用画像認識機構21によりチップ４の画像
を撮像して正規の基準位置とのずれ量を検出する。

なお、この時、例えばチップ４の画像を撮像中に測定
ステージ系２の測定ステージ19が駆動されるようなこと
があっても、前述したように測定ステージ系２の振動が
ローダー系１に伝わらないよう構成されているので、プ
リアライメント用画像認識機構21によるずれ量の検出を
正確に行うことができ、精度の高い位置合せを行うこと
ができる。

こうして、プリアライメント用の位置情報を測定した
後、ダブル移載機構18の一方のチップ保持部18aにてプ
リアライメントステージ11上のチップ４を保持し、測定
ステージ系２の測定ステージ19上へと搬送移載するとと
もに、ダブル移載機構18の他方のチップ保持部18bにて
測定ステージ19上の検査終了済みチップ４をアンロード
ステージ13上へ搬送移載する。

このプリアライメントステージ11から測定ステージ18
へのチップ移載動作の際には、測定ステージ19は予め所
定の受渡し位置すなわち基台９の中央下部にて待機して
いるが、上記プリアライメント用画像認識機構21により
チップ４の位置ずれが検出された場合には、この位置ず
れ情報に基づいて、チップ４が測定ステージ19の予め定
められた基準位置上に載置されるように位置ずれ分移動
補正した状態で待機する。こうして、チップ４は、常
に、測定ステージ19の定められた位置上に搭載される。

この後、ファインアライメント用画像認識機構22によ
って測定ステージ19上のチップ４を撮像し、例えばチッ
プ４のリードの位置の所定位置からのずれを認識する。

なお、この時も前述したプリアライメントの時と同様
に、例えばチップ４の画像を撮像中にローダー系１の各
駆動機構が駆動されるようなことがあっても、前述した
ようにローダー系１の振動が測定ステージ系２に伝わら
ないよう構成されているので、ファインアライメント用
画像認識機構22によるずれ量の検出を正確に行うことが
でき、精度の高い位置合せを行うことができる。

しかる後、測定ステージ19を、検査部20に移動させ、
上記ファインアライメント用画像認識機構22によって認
識されたずれに応じて測定ステージ19の位置調整を行っ
た状態で測定ステージ19を上昇させ、検査部20に固定さ
れたコンタクタの検査端子にチップ４のリード列を接触
させ、電気的な導通を得て図示しないテスタによってチ
ップ４の検査を行う。

検査終了後は、測定ステージ19を再び移載位置まで移
動させて、ここで、ダブル移載機構18の一方のチップ保
持部18bにて測定ステージ19上の検査済みチップ４を保
持し、アンロードステージ13へ搬送移載するとともに、
他方のチップ保持部18aにてプリアライメントステージ1
1上の次のチップ４を保持し、測定ステージ19上へ搬送
移載する。

そして、アンロードステージ13上の検査済みチップ４
は、チップ搬出機構14によって、レシーバ機構８のトレ
ー５に移動するが、このとき、検査により不良と判定さ
れたチップ４は、チップ搬出機構14の搬送経路の下方に
配置された不良品収容箱23内に落とされる。

上述した一連の動作を繰返すことにより、センダー機
構６のトレー５に収容されたチップ４が順次検査されて
レシーバ機構８のトレー５へと収容される。

また、センダー機構６のトレー５上のチップ４が全て
取り出されると、トレー移載機構10によりこの空トレー
５を保持搬送し、トレーバッファ機構７上にて待機す
る。そして、レシーバ機構８のトレー５がチップ４を満
載した状態となると、この空トレー５をレシーバ機構８
のチップ４を満載したトレー５上に載置する。ここで、
不良のチップ４が多数存在し、レシーバ機構８のトレー
５がチップ４を満載した状態となる前にセンダー機構６
のトレー５が空となった場合は、トレー移載機構10は、
トレーバッファ機構７内に空トレー５を落下させて、セ
ンダー機構６の空トレー５を保持搬送し、トレーバッフ
ァ機構７上にて待機する。

以上説明したように、この実施例の半導体検査装置で
は、ローダー系１と測定ステージ系２とが別の基体（フ
レーム）上に構成されており、これらのローダー系１と
測定ステージ系２とが、防振機構を有する接続部材３に
よって接続固定されているので、例えば、プリアライメ
ント用画像認識機構21あるいはファインアライメント用
画像認識機構22によってチップ４を撮像し、所定位置か
らのずれを認識中に、駆動機構による振動が生じても、
ローダー系１と測定ステージ系２との間で振動が伝わら
ないよう構成されているので、ずれ量の検出を正確に行
うことができ、精度の高い位置合せを行うことができ
る。

また、例えばローダー系１の交換等も容易に行うこと
ができ、例えばロジック、メモリ等異なる品種の半導体
素子の測定にも対応することができる。

［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、半導体素子の位置合せを高精度で行うことができ、
多端子化、狭ピッチ化された半導体素子の測定に対応す
ることができる。また、ローダー系の交換等も容易に行
うことができ、異なる品種の半導体素子に対応可能な高
いフレキシビィリティーを備えている。

【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図および第３図は第１図の半導体検査装
置の防振機構を有する接続部材の構成を示す断面図であ
る。 １……ローダー系、２……測定ステージ系、３……接続
部材、４……チップ、５……トレー、６……センダー機
構、７……トレーバッファ機構、８……レシーバ機構、
９……基台、10……トレー搬送機構、11……プリアライ
メントステージ、12……チップ搬入機構、13……アンロ
ードステージ、14……チップ搬出機構、15……搬送腕、
16……Ｘ−Ｚステージ、17……保持部、18……ダブル移
載機構、19……測定ステージ、20……測定部、21……プ
リアライメント用画像認識機構、22……ファインアライ
メント用画像認識機構、23……不良品収容箱。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレーに収容された半導体素子を位置決め
   して測定ステージにロード・アンロードするローダー系
   と、 このローダー系とは別の基体上に構成され前記測定ステ
   ージ上に設けられた前記半導体素子に検査端子を接触さ
   せて電気的な導通を得る測定ステージ系とを有し、 前記測定ステージ系の基体と前記ローダー系の基体と
   が、これらの基体の間に板状の防振ゴムを介在させた状
   態で捩子により接続されたことを特徴とする半導体検査
   装置。