JP3842668B2 - 半導体検査装置 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体チップの機能確認を行う半導体検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体チップの動作確認等の検査は、非接触式機能確認と、接触式機能確認とがあり、以下のように行われていた。
図9は、従来の非接触式の半導体検査装置の一例を示す。非接触式の半導体検査装置は、通信コイルを搭載し、外部と無線により信号の入出力が可能な半導体回路に対して検査を行なうものである。そして、図9に示す従来の非接触式の半導体検査装置では、検査時点において半導体チップ1a、1bは、ウエハ状態にあり、ダイシングされる前の段階で検査が実行される。そのため、チップ間隔が110μm程度と非常に狭いウエハ状態で検査しなければならない。
他方、非接触式の半導体検査装置では、ヘッド3を用いて、半導体チップ1a、1bに対して検査信号を無線により送信し、それに対する半導体チップ1a、1bからの出力信号を受信することによって、半導体チップ1a、1bの機能を検査する。ここで非接触式の半導体チップ1a、1bの通信距離は通常1.5mm以上である。そのため、チップ間隔が上述のように狭いウエハ状態の半導体チップ1aに対してヘッド3から検査信号を送信すると、それと隣接する半導体チップ1bまでもその検査信号を受信することになる。従って、ヘッド3に対しては、半導体チップ1aのみならず、隣接する半導体チップ1bも出力信号を送信することになる。それ故、ヘッド3は、検査をしようとする半導体チップ1aの信号のみを受信することができず、検査に支障を来たす。即ち、個々の半導体チップに対する機能確認を精度良く行うことができないという問題があった。
【0003】
図10に、従来の接触式の半導体検査装置の例を示す。検査対象となる半導体チップ1a、1bは、図9に示す非接触式の半導体検査装置の場合と同様にウエハ状態にある。
非接触式の検査においては、ウエハ状態にある半導体チップ1a、1bに対して直接ピン4を接触させる。そのため、ハンドリングが難しく、傷つける可能性が大きい。また、ピンを半導体チップ1a、1b上に接触させる際の圧力調整も難しい。
ここで、図5に従来の半導体チップ1の検査工程を示す。図5の従来の欄において示されるように、ウエハ生成後、ウエハ状態で機能確認が実行され、品質不良品(NG品)が検出される。その後ダイシングが行なわれ、半導体チップのトレイ詰めが行なわれる。半導体チップのトレイ詰めでは、一旦、全チップをトレイに載置した後、機能確認を行なった検査装置より取得したNG品の位置情報に基づき、NG品の撤去を行なう。このとき、検査装置とトレイ詰めを行なう装置とは、別体の装置であるため、通常検査装置が出力する位置情報を変換プログラムにより変換処理した上でトレイ詰めを行なう装置に入力する必要がある。そして、両装置間でリアルタイムでのデータのやりとりもできないため、事故を起こす可能性が高い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の非接触式及び接触式の半導体検査装置は、種々の問題点を有する。
【0005】
本発明は上記の点を考慮してなされたもので、精度良く検査することが可能な半導体検査装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる半導体検査装置は、半導体チップの機能検査を実行する半導体検査装置であって、複数の半導体チップを載置する搬送用トレイ(例えば本実施の形態におけるトレイ2)と、前記搬送用トレイに載置した半導体チップの機能検査を実行する機能検査手段(例えば本実施の形態におけるヘッド3)を備えたものである。このような構成により、搬送用トレイに載置した状態で半導体チップの機能検査を行なうため、検査後の状態で出荷ができ、検査後に品質不良となる可能性を低減できる。
【0007】
また、上述の搬送用トレイは、樹脂により構成されていることとしても良い。このような構成により、搬送用トレイからの半導体チップに対する干渉を少なくできる。
【0008】
さらに、上述の半導体チップは、無線通信機能を有し、前記搬送用トレイ上において半導体チップは、相互に信号干渉が生じない程度に離間していることとしても良い。このような構成により、半導体チップ間で相互に通信干渉が生じることを防止できる。
上述の半導体チップは、無線通信用アンテナコイルが一体化されているとしても良い。このような構成により、コイルオンチップを検査することもできる。
【0009】
また、上述の機能検査手段は、当該半導体チップと無線通信を行なうヘッドを複数備え、複数のヘッドを用いて同時に異なる半導体チップを検査することも可能である。このような構成により、効率良く検査を行なうことができ、機能確認工程を高速化できる。
【0010】
少なくとも第1の搬送用トレイと第2の搬送用トレイを設置できるパレット(例えば本実施の形態におけるパレット5)を備え、当該第1の搬送用トレイは、第1の半導体チップを載置することができ、当該第2の搬送用トレイは、当該第1の半導体チップと異なる種類の第2の半導体チップを載置することができることとしても良い。このような構成により、多くの形状や大きさを有する半導体チップの検査を実行することができる。
【0011】
搬送用トレイに載置された半導体チップを吸着する排出用吸着ヘッド(例えば本実施の形態における吸着ヘッド3a)と、当該半導体チップを排出する排出口(例えば本実施の形態における排出口51a)とをさらに備え、前記排出用ヘッドによって吸着した半導体チップを前記排出口に排出することもできる。このような構成により、搬送前に不良品を撤去することができる。
【0012】
さらに、上述の前記排出用吸着ヘッドを保持する保持手段(例えば本実施の形態における支持体7)と、前記搬送用トレイを直接又は間接に設置し、可動するステージ(例えば本実施の形態におけるステージ6)とを備え、少なくとも前記排出用吸着ヘッドにより半導体チップを排出口へ排出する間、保持手段を固定し、ステージを可動することとしても良い。このような構成により、半導体チップを排出する間、半導体チップの落下を防止できる。
【0013】
また、本発明にかかる半導体検査方法は、半導体チップの機能検査を実行する半導体検査方法であって、搬送用トレイに複数の半導体チップを載置するステップと、前記搬送用トレイに載置した半導体チップの機能検査を実行するステップとを備えたものである。これにより、搬送用トレイに載置した状態で半導体チップの機能検査を行なうため、検査後の状態で出荷ができ、検査後に品質不良となる可能性を低減できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1乃至図8、図11、12に基づいて説明する。
発明の実施の形態1.
まず、本実施の形態1に係る半導体検査装置の全体的な構成について説明する。図1は、本実施の形態1における半導体検査装置の構成を示す。この半導体検査装置は、半導体チップ1a、1b、1cを検査するものであり、トレイ2、ヘッド3を備えている。半導体チップ1a、1b、1cの構成については後に詳述する。なお、この半導体検査装置は、トレイ2、ヘッド3以外にもこれらの駆動回路、信号処理回路等の種々の構成を有するが、周知の構成であるため説明を省略する。図2は、半導体チップ1aに対する検査の様子を示す拡大図である。図に示されるように、ヘッド3と半導体チップ1a間に形成される無線通信領域は、他の半導体チップ1b等に及ばない。
【0015】
図3及び図4にトレイ2の構成図を示す。図3はトレイ2の平面図、図4はトレイ2の断面図である。トレイ2は、図3及び図4に示すように、その上面に半導体チップを載置するための複数の矩形状の凹部21a、21b、21cが配列されて設けられている。また、トレイ2は、絶縁性を有する樹脂等により構成されている。
【0016】
ヘッド3は、半導体チップの機能検査を行う機器であって、無線による検査信号を出力する機能を有する。このヘッド3は、隣接するヘッド3同士から出力する検査信号の干渉を防止するために凹部21a、21b、21cのうち、1つ置き間隔である凹部21a、21cに対向する箇所に配置されるよう離間している。
【0017】
次に本実施の形態1にかかる半導体検査装置の検査動作について説明する。まず図5の検査工程図の本発明欄に示すように、この半導体検査装置による検査は、半導体チップのトレイ詰めの後に行われる。図1に示すように、図示しない移載装置によりトレイ2の載置面に半導体チップ1a、1b、1cが載置された後に、図2に示すように、ヘッド3が半導体チップ1aに近接するように下降し、機能確認のための検査信号を半導体チップ1aに出力する。このとき、図2に示すように、トレイ2に載置された個々の半導体チップ1a、1b、1cが相互に離間し、また隣接するヘッド3が半導体チップ3cに対向する箇所に設けられているので、ヘッド3から出力される検査信号が半導体1bに達することが無く、半導体チップ1bの出力信号によって半導体チップ1aの出力信号の受信が妨害されることが無い。さらに、隣接するヘッド3からの検査信号により干渉されることも無い。このため、正確に半導体チップ1aの機能確認をすることが可能である。また、非接触方式による検査なので、ピンのハンドリング等により半導体チップを傷付けることが無く、安全に機能確認を行うことが可能である。
【0018】
以上のような本実施の形態1における半導体検査装置によれば、ウエハがダイシングされ個々の半導体チップに切り分けられ、半導体チップがトレイ詰めされた後に機能確認の検査を行うことにより、個々の半導体チップが相互に離間しているので、半導体1bによる信号妨害が発生することが無い。また、トレイ2が樹脂により構成され、ヘッド3から出力される検査信号がトレイ2を透過することが無いので、より検査信号が他の半導体チップに達することを防止できる。このため、隣接する半導体チップの出力信号による信号干渉が無く正確に半導体チップの機能検査を行うことが可能である。
【0019】
さらに、半導体チップをトレイ詰めした後に機能検査するので、ウエハのダイシング及び移載装置のトレイ詰めの工程の際の破損等による半導体チップのNG品が発生した場合にも、検出し撤去することができる。
【0020】
また、トレイ詰めの後に機能確認及びNG品の撤去を続けて行うので、ヘッド3の機能確認によるNG品の検出データに基づいてそのままNG品の撤去を行うことが可能であり、ウエハ状態での機能確認をする検査装置と、トレイ詰めでのNG品撤去をする装置とが異なる場合における、検査装置のNG品検出データを撤去の装置に入力するための変換プログラムを作成する必要が無いので、このため、この変換プログラムによるNG品検出データの変換の際の事故を起こす可能性を防止することができる。
【0021】
発明の実施の形態2.
本実施の形態2に係る半導体検査装置について説明する。図6は、本実施の形態2における半導体検査装置の構成を示す。この半導体検査装置は、トレイ2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j、ヘッド3、パレット5、ステージ6及び保持体7を備えている。トレイ2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2jは、実施の形態1におけるトレイ2と同様であり、それらの凹部にはそれぞれ半導体チップが載置されている。また、ヘッド3は、実施の形態1におけるものと同様であってトレイ2a〜2eに対向する箇所に設けられている。
【0022】
パレット5は、トレイを載置するための平板状の部材であって、その上面にトレイを載置するための複数の矩形状の段差部が配列して設けられている。この段差部は、例えば、底面に向けて段々にその矩形状の一辺の長さが減少する段差構造であって、同一のパレット5で各種の大きさ、形状が異なるトレイ2a〜2jを載置することが可能である。また、パレット5は、各種のトレイを載置するために、大きさ、形状等が異なる段差部が設けられた図示しないパレット5を複数種類用意し、載置するトレイに応じて使い分けるようにしても良い。
【0023】
ステージ6は、パレット5を載置するための平板状の部材である。保持体7は、複数のヘッド3を保持するために、3つの板部材を組み合わせたものである。
【0024】
次に本実施の形態2における半導体検査装置の検査動作について説明する。実施の形態1と同様にこの半導体検査装置による検査は、半導体チップのトレイ詰めの後に行われる。そして、図示しない移載装置により半導体チップを載置したトレイ2a〜2jがパレット5の段差部に載置された後に、各ヘッド3がトレイ2a〜2eの半導体チップに近接するように下降し、機能確認のための検査信号を半導体チップに出力する。
【0025】
各ヘッド3は、1つの半導体チップの機能確認が終了すると、保持体7とともに若しくは図示しない保持体7の可動機構により前後又は左右に平行移動し、隣接する半導体チップの機能確認を行う。後はこの工程を繰り返し、トレイ2a〜2eに載置された複数の半導体チップを同時に検査し、さらにトレイ2f〜2kに載置された複数の半導体チップを同時に検査する。このように、複数のトレイをパレットに載置し各トレイの複数の半導体チップを同時に機能確認することにより、実施の形態1と同様の効果を奏するとともに半導体チップの機能確認の検査を効率的に行うことが可能である。また、パレット5の段差部は、矩形状の一辺が段々に減少する構造であるので、様々な半導体チップを載置した各種のトレイを載置し機能確認の検査を行うことが可能である。
【0026】
以上のような本実施の形態2における半導体検査装置によれば、実施の形態1と同様の効果を奏するとともに複数の半導体チップの機能確認の検査を効率的に行うことが可能である。また、大きさ、形状等が異なる各種のトレイを検査することが可能である。
【0027】
発明の実施の形態3.
本実施の形態3に係る半導体検査装置について説明する。図7は、本実施の形態3における半導体検査装置の構成を示す。この半導体検査装置は、実施の形態2のものと略同様であって、図7に示すように、各ヘッド3の近傍に吸着ヘッド3aが設けられている。この吸着ヘッド3aは、例えば真空吸着等により半導体チップを保持することが可能である。
【0028】
また、パレット5の所定の箇所には、半導体チップのNG品を排出するための排出口51a、51b、51cが設けられている。これらの排出口51a、51b、51cは、パレット5、ステージ6内部の経路を介してステージ6に設けられたNGチップ集積部6aに連通している。NGチップ集積部6aは、例えば引き出し構造等を有している。
【0029】
次に本実施の形態3における半導体検査装置の検査動作について説明する。実施の形態1と同様にこの半導体検査装置による検査は、半導体チップのトレイ詰めの後に行われる。そして、図示しない移載装置により半導体チップを載置したトレイ2a〜2jがパレット5の上面に載置された後に、各ヘッド3がトレイ2a〜2eの半導体チップに近接するように下降し、機能確認のための検査信号を半導体チップ1aに出力する。
【0030】
各ヘッド3は、1つの半導体チップの機能確認が終了すると、保持体7とともに若しくは図示しない保持体7の可動機構により平行移動し、隣接する半導体チップの機能確認を行う。このとき、ヘッド3がNG品を検出した場合は、そのヘッド3近傍の吸着ヘッド3aが下降し真空吸着により、このNG品を保持する。そして、保持体7が、排出口51a又は51b、51cの上位置に吸着ヘッド3aが移動するように平行移動した後に、吸着ヘッド3aはNG品の保持を解除することにより排出口51a、51b、51cに撤去する。撤去されたNG品は、パレット5及びステージ6内部の経路を介して、NGチップ集積部6aに排出される。この後保持体7は、機能確認が終了した半導体チップに隣接する半導体チップに平行移動し、続けて検査を行う。
【0031】
後はこの工程を繰り返し、各トレイ2a〜2eに載置された複数の半導体チップを同時に検査し、NG品の撤去を行い、さらに各トレイ2f〜2jに載置された複数の半導体チップを同時に検査する。検査終了時にはNGチップ集積部6aに集積したNG品を回収する。このように、各ヘッド3の近傍にそれぞれ吸着ヘッド3aを設けることにより、実施の形態2と同様の効果を奏するとともに、半導体チップの検査と同時にNG品の撤去を行うことができ、検査及びNG品撤去の工程を効率的に行うことが可能である。
【0032】
以上のような本実施の形態3における半導体検査装置によれば、実施の形態2と同様の効果を奏するとともに、半導体チップの検査及びNG品の撤去を効率的に行うことが可能である。
【0033】
発明の実施の形態4.
本実施の形態4に係る半導体検査装置について説明する。図8は、本実施の形態4における半導体検査装置の構成を示す。この半導体検査装置は、実施の形態3のものと略同様であって、ステージ6には、図8に示すように、例えばベルト構造等による可動手段が設けられており、前後左右に移動可能である。また、保持体7は、設置面に固定されている。
【0034】
次に本実施の形態4における半導体検査装置の検査動作について説明する。実施の形態1と同様にしてこの半導体検査装置による検査は、半導体チップのトレイ詰めの後に行われる。そして、図示しない移載装置により半導体チップを載置したトレイ2a〜2jがパレット5の上面に載置された後に、各ヘッド3がトレイ2a〜2eの半導体チップに近接するように下降し、機能確認のための検査信号を半導体チップ1aに出力する。
【0035】
各ヘッド3は、1つの半導体チップの機能確認が終了すると上昇する。この後、ステージ6が可動手段によって、隣接する半導体チップが各ヘッド3の下位置となるように前後又は左右に平行移動する。そして、ヘッド3は下降して隣接する半導体チップの機能確認を行う。このとき、ヘッド3がNG品を検出した場合は、そのヘッド3近傍の吸着ヘッド3aが下降し真空吸着により、このNG品を保持する。そして、ステージ6が可動手段により、排出口51a又は51b、51cが吸着ヘッド3aの下位置に移動するように平行移動し、そこで吸着ヘッド3aは、NG品の保持を解除し排出口51a、51b、51cに撤去する。撤去されたNG品は、パレット5及びステージ6内部の経路を介して、NGチップ集積部6aに排出される。この後ステージ6は、機能確認が終了した半導体チップに隣接する半導体チップが、ヘッド3の下位置となるように平行移動し、続けて検査を行う。
【0036】
後はこの工程を繰り返し、トレイ2a〜2eに載置された複数の半導体チップを同時に検査しNG品の撤去を行い、さらにトレイ2f〜2jに載置された複数の半導体チップを同時に検査しNG品の撤去を行う。検査終了時には、集積部6aに集積したNG品を回収する。このように、ステージ6に可動手段を設け、保持体7を固定としステージ6を移動可能とすることにより、実施の形態3と同様の効果を奏するとともに、保持体7が固定されているので、この保持体7が移動した場合の振動により吸着ヘッド3aが保持するNG品を落下させる等の事故を防止することができ、安全に機能確認の検査及びNG品の撤去を行うことが可能である。
【0037】
以上のような本実施の形態4における半導体検査装置によれば、実施の形態3と同様の効果を奏するとともに、半導体チップの検査及びNG品の撤去を効率的かつ安全に行うことが可能である。また、複雑な構造が無くなるので、安価な半導体検査装置とすることができる。
【0038】
半導体チップの構成.
半導体チップ1は、例えば、コイルオンチップが用いられる。この半導体チップ1は、例えば、特開2000−323643号公報に開示されたIC素子と同様のものである。
【0039】
半導体チップ1の構成は次の通りである。半導体チップ1は、図11及び図12に示すように、半導体チップ1の入出力端子101の形成面側に、酸化シリコン膜や樹脂膜等の絶縁性の表面保護膜100を介して、矩形スパイラル形状のコイル102を一体に形成して成る。
【0040】
図11の半導体チップ1は、回路形成部103を除く外周部にのみコイル102を形成したものであって、半導体チップ1に形成された回路とコイル102との間における浮遊容量の発生を防止することができる。
【0041】
なお、実用上十分な電力の供給を受け、かつ、供給部との間の通信特性を確保するためには、前記コイル102の線幅を7μm以上、線間距離を5μm以下、巻数を20ターン以上とすることが好ましい。
【0042】
半導体チップ1の入出力端子101とコイル102との接続は、表面保護膜100に開設された透孔104を介して行われる。この場合、コイル102の形成位置が若干ずれた場合にも、入出力端子101とコイル102との接続が確実に行われるように、図12に示すように、透孔104の直径又は幅をコイル102の線幅よりも小さくすることがより好ましい。
【0043】
コイル102を構成する導体は、図12に示すように、金属蒸着層105と金属めっき層106を含む多層構造になっている。前記金属蒸着層105及び金属めっき層106は、任意の導電性金属をもって形成することができるが、比較的安価で導電率が高いことから、金属蒸着層105についてはアルミニウム、ニッケル、銅及びクロムから選択される金属又はこれらの金属群から選択される2種以上の金属の合金で形成することが好ましく、均質な単層構造とするほか、異なる金属層又は合金層を多層に積層した他層構造とすることもできる。一方、前記金属めっき層106は、銅で形成することが好ましく、無電解めっき法又は電気めっき法若しくは精密電鋳法により形成することができる。
【0044】
【発明の効果】
精度良く検査することが可能な半導体検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施の形態1における半導体検査装置を示す概略構成図である。
【図2】発明の実施の形態1における半導体検査装置の検査工程時の要部拡大図である。
【図3】発明の実施の形態1における半導体検査装置のトレイ2を示す平面図である。
【図4】発明の実施の形態1における半導体検査装置のトレイ2を示す断面図である。
【図5】発明の実施の形態1における半導体検査装置の検査工程を示す図である。
【図6】発明の実施の形態2における半導体検査装置を示す構成図である。
【図7】発明の実施の形態3における半導体検査装置を示す構成図である。
【図8】発明の実施の形態4における半導体検査装置を示す構成図である。
【図9】従来技術における非接触式の半導体検査装置を示す構成図である。
【図10】従来技術における接触式の半導体検査装置を示す構成図である。
【図11】本発明で用いられる半導体チップ1を示す構成図である。
【図12】本発明で用いられる半導体チップ1を示す断面図である。
【符号の説明】
1a、1b、1c 半導体チップ 2、2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j トレイ 3 ヘッド 3a 吸着ヘッド
4 ピン 5a、5b、5c 排出口 6 ステージ
6a NGチップ集積部 7 保持体 100 表面保護幕
101 入出力端子 102 コイル 103 回路形成部 104 透孔
105 金属蒸着層 106 金属めっき層
Claims (5)
- 半導体チップの機能検査を実行する半導体検査装置であって、
複数の半導体チップを載置する搬送用トレイと、
前記搬送用トレイに載置した半導体チップの機能検査を実行する機能検査手段と、
前記搬送用トレイに載置された半導体チップを吸着する排出用吸着ヘッドを保持する保持手段と、
前記搬送用トレイを直接又は間接に設置し、可動するステージとを備え、
少なくとも前記排出用吸着ヘッドにより半導体チップを排出口へ排出する間、前記保持手段を固定し、前記ステージを可動する半導体検査装置。 - 前記半導体検査装置は、複数の機能検査手段を有し、当該複数の機能検査手段は、互いに1個以上離間して載置される複数の半導体チップに対して同時に機能検査を実行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。
- 前記半導体チップは、無線通信機能を有し、
前記搬送用トレイ上において半導体チップは、相互に信号干渉が生じない程度に離間していることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体検査装置。 - 少なくとも第1の搬送用トレイと第2の搬送用トレイを設置できるパレットを備え、当該第1の搬送用トレイは、第1の半導体チップを載置することができ、当該第2の搬送用トレイは、当該第1の半導体チップと異なる種類の第2の半導体チップを載置することができることを特徴とする請求項1、2、又は3記載の半導体検査装置。
- 半導体チップの機能検査を実行する半導体検査方法であって、
搬送用トレイに複数の半導体チップを載置するステップと、
前記搬送用トレイに載置した半導体チップの機能検査を実行するステップと、
前記機能検査の結果に基づいて、前記搬送用トレイに載置された半導体チップを排出用吸着ヘッドによって吸着するステップと、
前記搬送用トレイが直接又は間接に設置されたステージを可動するステップとを備え、
少なくとも前記排出用吸着ヘッドにより半導体チップを排出口へ排出する間、前記排出用吸着ヘッドを固定し、前記ステージを可動する半導体検査方法。
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