JP4400436B2 - デバイスハンドラー装置 - Google Patents

Description

本発明は、デバイスハンドラー装置に関し、詳しくは半導体製造の電気特性試験工程で使用するＩＣハンドラで、高温試験時にＩＣ（デバイス）の表面温度を測定して温度制御を実施するデバイスハンドラー装置に関する。

従来技術におけるＱＦＰ、ＢＧＡ、ＣＳＰ等のＩＣからなるデバイスを高温にしてその電気特性を検査するためのデバイスハンドラー装置は、図３に示すように、チャンバー１１内に熱風を吹き込ませるヒーターエアーブロー１２と、デバイス１３を吸着する吸着パッド１４を略中央位置に収容して鉛直方向にガイドするコンタクトヘッド１５と、コンタクトヘッド１５を下方向に移動させ、吸着パッド１４で吸着されているデバイス１３を、デバイスソケット１６に載置することで、デバイス１３の高温による電気的特性を検査するテスター１７と、デバイスソケット１６の近傍位置に設けられたチャンバー温度センサー１８と、このチャンバー温度センサー１８からの温度に基づいてヒーターエアーブロー１２を制御する温調器１９とから大略構成されている。

このような構成からなるデバイスハンドラー装置において、図示しないテスト・ボード上に設置されているデバイスソケット１６に、コンタクトヘッド１５で吸着したＩＣであるデバイス１３が設置され、テスター１７にてデバイス１３の電気的特性試験が実施される。その後、コンタクトヘッド１５によりデバイス１３がデバイスソケット１６より取り除かれる。取り除かれたデバイス１３は図示しないハンドラによってテスト結果に従った分類（良品／不良品）が実施される。このサイクルを繰り返して、デバイスであるＩＣの特性試験が順次実施される。
この際、試験を高温度環境内で実施する場合（高温で試験を実施すると特性不良近傍のＩＣをスクリーニング出来る）も一般的に良く実施され、高温環境の提供はデバイスハンドラー装置で実施している。
デバイスハンドラー装置での高温環境の生成は、ヒーターエアーブロー１２で暖められた空気をチャンバー１１内に循環させ、チャンバー１１内を高温にしている。温度制御は、チャンバー１１内に設置するチャンバー温度センサー１８から温調器１９がＰＩＤ制御を実施している。デバイスであるＩＣの測定温度とチャンバー１１内の雰囲気温度は必ずしも一致しないため、通常は予め温度構成を施して使用する。

図４に示すものは、複数のデバイスを同時に測定する装置を示したもので、その具体的構成は図３で示したデバイスハンドラー装置に２個のデバイスソケット等を備えた構成にして、ヒーターボックス１２Ａから高温温風を吹き出す構成になっている。
このような構成の装置において、先ず、１、２の位置で未測定の２個のデバイスを受け入れ、次に、３、４の位置でコンタクトヘッドで２個のデバイスを吸着してそれぞれをデバイスソケットに載置して、それぞれのデバイスを測定する。次に、測定完了後には、５、６の位置において測定結果に従って良品、不良品の分別を行って搬出され、次に、７、８の位置で空きのコンタクトヘッドが次の未測定のデバイスを受け入れる準備をして、１、２の位置に行くことを順次繰り返して実施される。
ここで、２個のデバイスを同時に測定する手法を説明したが、この測定する個数は２個に限定されることなく、個数に合わせてデバイスソケット等を用意することで複数のデバイスを同時に測定することができる。

特開２００４−１７７２０１号公報（第４頁〜第５頁 第１図） 特開平１１−６４４３７号公報

しかし、従来技術で説明した、従来の方法では、ＩＣ等のデバイスの温度を直接測定する手段を有していないため、試験を実施しているデバイスの本当の温度が判らず校正データを使用するしかない。温度制御はチャンバー内に設置する温度センサーを利用したＰＩＤ制御で循環温風の温度を変更して実施するため制御応答速度が遅いという問題があり、又、複数のＩＣ等のデバイスを同時に測定する場合は高温温風の風向きが常に一方向から向いているために、複数の測定するデバイスの温度バラツキが発生するという問題があった。

従って、ＩＣ等のデバイスに高温を印加しての特性試験で、昇降温を実施する機構を有し、測定中のデバイス温度を測定して一定の温度となる制御を実施するデバイスハンドラー装置に解決しなければならない課題を有する。

上記課題を解決するために、本願発明のデバイスハンドラー装置は、次に示す構成にしたことである。

（１）デバイスハンドラー装置は、チャンバー内に熱風を発生させるヒータ手段と、デバイスを吸着する吸着パッドを収容して鉛直方向にガイドするコンタクトヘッドと、前記コンタクトヘッドを移動させ、前記吸着パッドで吸着されているデバイスを、デバイスソケットに載置することで、前記デバイスの高温による電気的特性を検査する検査手段と、前記デバイスソケットに載置されたデバイスの温度に基づいて前記ヒータ手段を制御するヒータ制御手段と、前記デバイスソケットに載置されたデバイスの近傍位置に、該デバイスの温度を降下させるためのエアー吹き付け手段とを設け、前記エアー吹き付け手段は、前記デバイスソケットに載置されたデバイスの温度に基づいて動作し、前記エアー吹き付け手段からの送風の開始／停止に関する温度設定条件は、前記デバイスの種類で個別に設定できることである。
（２）前記デバイスソケットに載置されたデバイスの近傍位置に、該デバイスの温度を上昇させる温風吹き付け手段を設け、前記温風吹き付け手段は、前記デバイスソケットに載置されたデバイスの温度に基づいて動作し、前記温風吹き付け手段からの温風の開始／停止に関する温度設定条件は、前記デバイスの種類で個別に設定できることを特徴とする（１）に記載のデバイスハンドラー装置。

本提案によれば、高温でのデバイスの電気特性を検査する際に、デバイスソケットに装着されたデバイスの温度を直接測定できるようにし、この温度に基づいて温風の制御をするようにしたことで、目標とする温度の経過時間に対するバラツキを最小限度に留めることが出来る。
又、複数のデバイスを同時に測定する装置の場合には、それぞれのデバイス毎に温度を測定して温風の制御をすることで温度のバラツキを均一化できる。

次に、本願発明に係るデバイスハンドラー装置の実施形態について、図面を参照して以下説明ずる。尚、従来技術で説明したものと同じものには同一符号を付与して説明する。

本願発明の第１実施例のデバイスハンドラー装置は、図１に示すように、チャンバー１１内に熱風を吹き込ませるヒーター手段を構成するヒーターエアーブロー１２と、デバイス１３を吸着する吸着パッド１４を略中央位置に収容して鉛直方向にガイドするコンタクトヘッド１５と、コンタクトヘッド１５を下方向に移動させ、吸着パッド１４で吸着されているデバイス１３を、デバイスソケット１６に載置することで、デバイス１３の高温による電気的特性を検査するテスター１７と、デバイスソケット１６の近傍位置に設けられたチャンバー温度センサー１８と、このチャンバー温度センサー１８からの温度に基づいてヒーターエアーブロー１２を制御する温調器１９と、デバイスソケット１６に載置されたデバイス１３の温度を測定するデバイス温度センサー２０と、デバイスソケット１６に載置されたデバイス１３に対してエアーを吹き付けてデバイス１３の温度を降下させるエアー吹き付け手段を構成するエアー吹き付けノズル２１と、このチャンバー測定サンサー１８で検出した温度に基づいて温調器１９を制御すると共にデバイス温度センサー２０で検出した温度に基づいてエアー吹き付けノズル２１から発生するエアーを制御する制御部２２と、から大略構成されている。
デバイス温度温度センサー２０は、コンタクトヘッド１５のデバイス１３と接触するデバイス１３表面近傍に埋設等して付加された構造となっている。

このような構成からなるデバイスハンドラー装置において、従来技術で説明した装置と同様に、図示しないテスト・ボード上に設置されているデバイスソケット１６に、コンタクトヘッド１５で吸着したＩＣであるデバイス１３が設置され、テスター１７にてデバイス１３の電気的特性試験が実施される。その後、コンタクトヘッド１５によりデバイス１３がデバイスソケット１６より取り除かれる。取り除かれたデバイス１３は図示しないハンドラによってテスト結果に従った分類（良品／不良品）が実施される。このサイクルを繰り返して、デバイスであるＩＣの特性試験が順次実施される。

さて、この特性試験を実施する際に、デバイス温度センサー２０によりデバイスソケット１６に載置されているデバイス１３の温度を直接に測定することで、デバイス１３の温度が適正な温度になっているかを判断することができる。もし、コンタクトヘッド１５で測定する温度が予め設定する温度以上になった場合或は予め設定する温度以上である場合には、制御部２２がデバイス１３近傍に設置しているエアー吹き付けノズル２１を駆動させて、デバイスソケット１６に載置しているデバイス１３に向けてエアーを吹き付けることで、デバイス１３の温度を降下させる。
デバイス１３の温度が予め設定する温度になった場合には、エアー吹き付けノズル２１を停止して、チャンバー１１が提供するヒータエアーブロー１２からの温風による高温度にてデバイス１３に熱を供給する。
このエアー吹き付けノズル２１からの送風の開始／停止に関する温度設定条件は、デバイス１３の種類で個別に設定が可能であり、テスト開始前に作業を予め登録される品種条件より選択を行い、デバイスの種類に関わらず最適な温度制御を実施できるのである。

次に、本願発明の第２実施例のデバイスハンドラー装置について、図２を参照して以下説明する。

第２実施例のデバイスハンドラー装置は、第１実施例のデバイスハンドラー装置に加えてデバイスの温度を上昇される温風吹き付け手段をデバイスソケットに載置されているデバイスの近傍位置に備えた構成になっており、それは、図２に示すように、チャンバー１１内に熱風を吹き込ませるヒーター手段を構成するヒーターエアーブロー１２と、デバイス１３を吸着する吸着パッド１４を略中央位置に収容して鉛直方向にガイドするコンタクトヘッド１５と、コンタクトヘッド１５を下方向に移動させ、吸着パッド１４で吸着されているデバイス１３を、デバイスソケット１６に載置することで、デバイス１３の高温による電気的特性を検査するテスター１７と、デバイスソケット１６の近傍位置に設けられたチャンバー温度センサー１８と、このチャンバー温度センサー１８からの温度に基づいてヒーターエアーブロー１２を制御する温調器１９と、デバイスソケット１６に載置されたデバイス１３の温度を測定するデバイス温度センサー２０と、デバイスソケット１６に載置されたデバイス１３に対してエアーを吹き付けてデバイス１３の温度を降下させるエアー吹き付け手段を構成するエアー吹き付けノズル２１と、デバイスソケット１６に載置されたデバイス１３に対して温風を吹き付けてデバイス１３の温度を上昇させる温風吹き付け手段を構成する温風吹き付けノズル２３と、このチャンバー温度サンサー１８で検出した温度に基づいて温調器１９を制御すると共にデバイス温度センサー２０で検出した温度に基づいてエアー吹き付けノズル２１から発生するエアーを制御すると共に温風吹き付けノズル２３から発生する温風を制御する制御部２２と、から大略構成されている。
デバイス温度温度センサー２０は、コンタクトヘッド１５のデバイス１３と接触するデバイス１３表面近傍に埋設等して付加された構造となっている。

このような構成からなるデバイスハンドラー装置において、従来技術で説明した装置と同様に、図示しないテスト・ボード上に設置されているデバイスソケット１６に、コンタクトヘッド１５で吸着したＩＣであるデバイス１３が設置され、テスター１７にてデバイス１３の電気的特性試験が実施される。その後、コンタクトヘッド１５によりデバイス１３がデバイスソケット１６より取り除かれる。取り除かれたデバイス１３は図示しないハンドラによってテスト結果に従った分類（良品／不良品）が実施される。このサイクルを繰り返して、デバイス１３であるＩＣの特性試験が順次実施される。

さて、この特性試験を実施する際に、デバイス温度センサー２０によりデバイスソケット１６に載置されているデバイス１３の温度を直接に測定することで、デバイス１３の温度が適正な温度になっているかを判断する。もし、コンタクトヘッド１５で測定する温度が予め設定する温度以上になった場合或は予め設定されている温度以上である場合には、制御部２２がデバイス１３近傍に設置しているエアー吹き付けノズル２１を駆動させて、デバイスソケット１６に載置しているデバイス１３に向けてエアーを吹き付けることで、デバイス１３の温度を降下させる。デバイス１３の温度が一定以下になった場合には、エアー吹き付けノズル２１を停止して、チャンバー１１が提供するヒータエアーブロー１２からの温風による高温度にてデバイス１３に熱を供給する。
このエアー吹き付けノズル２１からの送風の開始／停止に関する温度設定条件は、デバイス１３の種類で個別に設定が可能であり、テスト開始前に作業を予め登録される品種条件より選択を行い、デバイスの種類に関わらず最適な温度制御を実施できるのである。

又、特性試験を実施する際に、デバイス温度センサー２０でデバイスソケット１６に載置されているデバイス１３の温度をデバイス温度センサー２０により直接測定したときに、その温度が予め設定されている温度よりも低い場合或は予め設定されている温度よりも低くなった場合には、温風吹き付けノズル２３を駆動させ、デバイス１３に直接温風を吹き付けることで、デバイス１３の温度を上昇させ、予め設定されている温度になった場合には温風吹き付けノズル２３からの温風を停止するように制御部２２で制御する。

この温風吹き付けノズル２３からの温風の開始／停止に関する温度設定条件は、エアー吹き付けノズル２１からのエアー吹き付け制御と同様に。デバイス１３の種類で個別に設定が可能であり、テスト開始前に作業を予め登録される品種条件より選択を行い、デバイス１３の種類に関わらず最適な温度制御を実施できるのである。

このようにして、デバイス１３の温度を予め設定された温度に維持するためのデバイス１３の温度が高い場合にはエアー吹き付けノズル２１を駆動させてデバイス１３の温度を降下させ、デバイス１３の温度が予め設定されている温度よりも低い場合には、温風吹き付けノズル２３を駆動させてデバイス１３の温度を上昇させるように制御することで、常に、デバイス１３の温度を予め設定した温度近傍に維持することができ、温度のバラツキを最小限にして高温によるデバイス１３の測定をすることができるのである。

高温で検査するデバイスに対して、デバイスの温度を直接測定し、その測定した温度が予め設定されている温度と比較して高いか或は低いかを判断し、高い場合にはエアーをデバイスに吹き付けて温度を降下させ、低い場合には温風を直接に吹き付けて上昇させ、常に温度バラツキの少ない状態で電気的特性が検査できるデバイスハンドラー装置を提供する。

本願発明の第１実施例のデバイスハンドラー装置を略示的に示した説明図である。 本願発明の第２実施例のデバイスハンドラー装置を略示的に示した説明図である。 従来技術におけるデバイスハンドラー装置を略示的に示した説明図である。 複数のデバイスを同時に測定するためのデバイスハンドラー装置を略示的に示した説明図である。

符号の説明

１１ チャンバー
１２ ヒーターエアーブロー
１３ デバイス
１４ 吸着パッド
１５ コンタクトヘッド
１６ デバイスソケット
１７ テスター
１８ チャンバー温度センサー
１９ 温調器
２０ デバイス温度センサー
２１ エアー吹き付けノズル
２２ 制御部
２３ 温風吹き付けノズル

Claims (2)

1. チャンバー内に熱風を発生させるヒータ手段と、
   デバイスを吸着する吸着パッドを収容して鉛直方向にガイドするコンタクトヘッドと、
   前記コンタクトヘッドを移動させ、前記吸着パッドで吸着されているデバイスを、デバイスソケットに載置することで、前記デバイスの高温による電気的特性を検査する検査手段と、
   前記デバイスソケットに載置されたデバイスの温度に基づいて前記ヒータ手段を制御するヒータ制御手段と、
   前記デバイスソケットに載置されたデバイスの近傍位置に、該デバイスの温度を降下させるためのエアー吹き付け手段とを設け、
   前記エアー吹き付け手段は、前記デバイスソケットに載置されたデバイスの温度に基づいて動作し、
   前記エアー吹き付け手段からの送風の開始／停止に関する温度設定条件は、前記デバイスの種類で個別に設定できることを特徴とするデバイスハンドラー装置。
2. 前記デバイスソケットに載置されたデバイスの近傍位置に、該デバイスの温度を上昇させる温風吹き付け手段を設け、
   前記温風吹き付け手段は、前記デバイスソケットに載置されたデバイスの温度に基づいて動作し、
   前記温風吹き付け手段からの温風の開始／停止に関する温度設定条件は、前記デバイスの種類で個別に設定できることを特徴とする請求項１に記載のデバイスハンドラー装置。

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