JP5342535B2

JP5342535B2 - Semiconductor chip test equipment

Info

Publication number: JP5342535B2
Application number: JP2010238537A
Authority: JP
Inventors: 和義高山; 靖久岡; 康成白藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2030-10-25
Also published as: JP2012093112A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly productive semiconductor chip testing apparatus capable of accurately and automatically accomplishing contact alignment of a semiconductor chip and a probe. <P>SOLUTION: A semiconductor chip testing apparatus comprises a probe unit 1 having six drive shafts, a probe 15 fitted to the tip of the probe unit 1, a chip fixing base 2 that attracts and fixes a semiconductor chip 17 whose electric characteristics are to be tested, a table 25 that feeds the probe 15 fitted with the chip fixing base 2 to a prescribed measuring position, a chip sensor 3 that detects the position of the semiconductor chip 17, a probe sensor 4 that detects the position of the probe 15, a measuring instrument 5 that measures the angle of inclination of the probe 15 relative to the chip fixing base 2 and the height of the chip fixing base 2, and a control device that controls the six drive shafts of the probe unit 1. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体チップの電気的特性のテストを行う半導体チップテスト装置及び半導体チップテスト装置の操作手順に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor chip test apparatus for testing electrical characteristics of a semiconductor chip and an operation procedure of the semiconductor chip test apparatus.

半導体素子は、製造工程の様々な段階でテストすることが要求される。テストは半導体素子の電極端子にプローブを接触させて実施される。ダイシングして個々の半導体チップに分割される前のウエハにおいては、半導体素子はプローブカードを接触させてテストされる。半導体チップをパッケージにワイヤボンディングした段階ではパッケージ側の電極端子にプローブを接触させてテストされる。パッケージに半導体チップがボンディングされる前のベアチップの状態でテストが実施される場合もある。 Semiconductor devices are required to be tested at various stages of the manufacturing process. The test is performed by bringing a probe into contact with the electrode terminal of the semiconductor element. In the wafer before dicing and dividing into individual semiconductor chips, the semiconductor elements are tested by contacting a probe card. At the stage where the semiconductor chip is wire-bonded to the package, the test is performed by bringing a probe into contact with the electrode terminal on the package side. The test may be performed in a bare chip state before the semiconductor chip is bonded to the package.

従来、半導体素子をベアチップ状態でテストするためにベアチップ用ソケットを用いてテストする方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２を参照。）。ベアチップ状態での半導体素子のテストにおいては、近年の半導体チップサイズの小型化に伴い、プローブと半導体チップとのコンタクト位置を高精度に制御することが要求されている。 Conventionally, a method of testing using a bare chip socket has been proposed in order to test a semiconductor element in a bare chip state (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In the test of a semiconductor element in a bare chip state, it is required to control the contact position between the probe and the semiconductor chip with high accuracy as the semiconductor chip size is reduced in recent years.

特許文献１に記載されている半導体チップテストソケットにおいては、水平面内で半導体チップを二次元的に位置決めし保持するソケット受部と、半導体チップに上方から接触する複数のプローブを備えたソケット蓋部からなる半導体チップテストソケットにおいて、ソケット受部とソケット蓋部には対をなすコネクタを設け、ソケット受部側のコネクタはテスト回路に接続し、ソケット蓋部側のコネクタはプローブに接続するとともに、ソケット蓋部をソケット受部に対して上方より接近させることにより、ソケット蓋部とソケット受部の嵌合が達成され、且つコネクタの結合が達成される。この構成により、プローブのセッティング等の準備作業が容易であり、またプローブと半導体チップを正確に位置決めし無理なく接触させることができる半導体チップテストソケットを得ることができるとされる。 In a semiconductor chip test socket described in Patent Document 1, a socket receiving portion that two-dimensionally positions and holds a semiconductor chip in a horizontal plane and a socket lid portion that includes a plurality of probes that contact the semiconductor chip from above. In the semiconductor chip test socket, the socket receiving portion and the socket lid portion are provided with a pair of connectors, the socket receiving portion side connector is connected to the test circuit, the socket lid portion side connector is connected to the probe, By bringing the socket lid portion closer to the socket receiving portion from above, the fitting of the socket lid portion and the socket receiving portion is achieved, and the connector is connected. With this configuration, it is possible to obtain a semiconductor chip test socket that facilitates preparatory work such as probe setting, and that allows the probe and the semiconductor chip to be accurately positioned and brought into contact with each other without difficulty.

また、特許文献２に記載されている半導体チップテストソケットにおいては、ソケット受部とソケット蓋部からなる半導体チップテストソケットにおいて、ソケット受部にはプローブを取り付け、ソケット蓋部には半導体チップの位置決めステージを取り付けるとともに、位置決めステージには模擬電極パッドを形成し、ソケット受部には、プローブが半導体チップに接触するに先立って模擬電極パッドに接触し、接触圧の高まりとともに退避するパイロットプローブを設けている。この構成によると、不動側の部材であるソケット受部にプローブを取り付けるものであるから、セッティングが楽であるとともに、プローブに対する配線が断線したり、プローブが接触不良を起こしたりする可能性が少ないとされる。 Further, in the semiconductor chip test socket described in Patent Document 2, in the semiconductor chip test socket including the socket receiving portion and the socket lid portion, a probe is attached to the socket receiving portion and the semiconductor chip is positioned on the socket lid portion. In addition to attaching the stage, a simulated electrode pad is formed on the positioning stage, and a pilot probe that contacts the simulated electrode pad before the probe contacts the semiconductor chip and retracts as the contact pressure increases is provided on the socket receiving portion. ing. According to this configuration, since the probe is attached to the socket receiving portion which is a member on the stationary side, setting is easy, and there is little possibility that the wiring to the probe is disconnected or the probe causes poor contact. It is said.

特開２００７−１２１２２２号公報JP 2007-121222 A 特開２００７−２７８９０９号公報JP 2007-278909 A

しかしながら、上記特許文献１及び２の半導体チップテストソケットにおいて、位置決めステージによる半導体チップの位置決め、半導体チップとプローブとのコンタクト動作
といった生産に関する一連の動作を人手で行う構成となっている。また、プローブの位置決め、ならびに半導体チップとプローブの水平状態の保持についても、品種切り替えに伴うプローブの交換を行うたびに、プローブと半導体チップの位置合わせを人手によりガイド調整もしくはカメラを用いた目視調整を行う必要があり、生産性が低い。また、１つのステージに対して、１つのプローブを調整するため、インデックステーブル上にステージを複数個設置する方式には対応できない等、生産装置として拡張性が低いといった課題があった。 However, the semiconductor chip test sockets of Patent Documents 1 and 2 are configured to manually perform a series of operations relating to production such as positioning of the semiconductor chip by the positioning stage and contact operation between the semiconductor chip and the probe. Also, for probe positioning and maintaining the horizontal state of the semiconductor chip and the probe, the probe and semiconductor chip are manually aligned by manual adjustment or visual adjustment using a camera each time the probe is changed due to product changeover. The productivity is low. In addition, since one probe is adjusted for one stage, there is a problem that the expandability of the production apparatus is low, such as being incompatible with a method of installing a plurality of stages on an index table.

本発明は、上記のような課題を解決しようとするものであり、半導体チップテストソケットを使用せず、半導体チップとプローブのコンタクト位置合わせを自動で行うとともに、生産性が高く、且つ拡張性を有する半導体チップテスト装置を提供することを目的としている。 The present invention is intended to solve the above-described problems. The semiconductor chip test socket is not used, and the contact alignment between the semiconductor chip and the probe is automatically performed, and the productivity is high and the expandability is improved. It is an object of the present invention to provide a semiconductor chip test apparatus.

上記課題を解決するために、本発明の半導体チップテスト装置は、インデックステーブル上に配置され、半導体チップを固定する複数のチップ固定台と、駆動可能な６軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）を有するプローブユニットに取り付けられ、前記半導体チップの電気特性をテストするためのプローブと、前記半導体チップの位置を計測するチップセンサと、前記プローブの位置を計測するプローブセンサと、前記複数のチップ固定台に対する前記プローブの傾斜角及び前記インデックステーブルを基準とする前記チップ固定台の高さを計測する計測器と、前記チップセンサ、前記プローブセンサ及び前記計測器から得られた計測値を基に前記半導体チップに対する前記プローブの位置を算出し、前記プローブの位置を調整する制御装置と、を備え、前記チップ固定台毎に予め前記計測器により前記プローブの傾斜角及び前記チップ固定台の高さが計測され、前記半導体チップの電気特性のテスト時に前記計測値を利用して前記プローブの位置が補正調整される操作手順を有することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, a semiconductor chip test apparatus according to the present invention is arranged on an index table, a plurality of chip fixing bases for fixing a semiconductor chip, and six drive axes (X, Y, Z, θx, θy, θz), a probe for testing electrical characteristics of the semiconductor chip, a chip sensor for measuring the position of the semiconductor chip, a probe sensor for measuring the position of the probe, a measuring device which measures the chip fixing base height relative to the inclination angle and the index table of the probe for a plurality of chips fixing base, the tip sensor, the probe sensor and the measuring instrument from the obtained measured values the calculated position of the probe relative to the semiconductor chip on the basis of adjusting the position of the probe control device , Wherein the inclination angle and the tip fixing base of the height of the probe in advance by the measuring instrument to the chip for each fixing stand is measured, the by using the measured value during the test of the electrical characteristics of the semiconductor chip probe It has an operation procedure in which the position of is corrected and adjusted .

本発明に係る半導体チップテスト装置によれば、半導体チップとプローブとのコンタクト位置補正動作からコンタクト動作までをすべて自動で行えるため、生産性の低下を抑えることができる。また、補正値はその都度、駆動軸に付加できるため、チップ固定台が複数個ある場合にも対応が可能となる効果がある。 According to the semiconductor chip test apparatus of the present invention, since the operation from the contact position correcting operation to the contact operation between the semiconductor chip and the probe can be performed automatically, it is possible to suppress the decrease in productivity. Further, since the correction value can be added to the drive shaft each time, there is an effect that it is possible to cope with a case where there are a plurality of chip fixing bases.

実施の形態１における半導体チップテスト装置の全体構成を示す図である。1 is a diagram showing an overall configuration of a semiconductor chip test apparatus in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における半導体チップテスト装置のプローブユニットの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a probe unit of the semiconductor chip test apparatus in the first embodiment. 実施の形態１における半導体チップテスト装置のプローブ治具の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a probe jig of the semiconductor chip test apparatus in the first embodiment. 実施の形態１における半導体チップテスト装置のチップ固定台の構成を示す分解組立図である。FIG. 3 is an exploded view illustrating a configuration of a chip fixing base of the semiconductor chip test apparatus according to the first embodiment. 実施の形態１における半導体チップテスト装置のチップセンサ及びプローブセンサの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a chip sensor and a probe sensor of the semiconductor chip test apparatus in the first embodiment. 実施の形態１における半導体チップテスト装置の計測器による計測動作を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a measurement operation by a measuring instrument of the semiconductor chip test apparatus in the first embodiment. 実施の形態１における半導体チップテスト装置のプローブ治具とチップ固定台の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the probe jig | tool of the semiconductor chip test apparatus in Embodiment 1, and a chip | tip fixing stand. 実施の形態１における半導体チップテスト装置のチップセンサによる計測動作を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a measurement operation by a chip sensor of the semiconductor chip test apparatus in the first embodiment. 実施の形態１における半導体チップテスト装置のチップセンサにより認識されたチップの位置関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship of chips recognized by a chip sensor of the semiconductor chip test apparatus in the first embodiment. 実施の形態１における半導体チップテスト装置のプローブセンサによる計測動作を示す図である。6 is a diagram showing a measurement operation by a probe sensor of the semiconductor chip test apparatus in the first embodiment. FIG. 実施の形態１における半導体チップテスト装置のプローブセンサにより認識されたプローブの位置関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship of probes recognized by a probe sensor of the semiconductor chip test apparatus in the first embodiment. 実施の形態１における半導体チップテスト装置のチップテストを示す図である。1 is a diagram showing a chip test of a semiconductor chip test apparatus in a first embodiment. 実施の形態２における半導体チップテスト装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the semiconductor chip test apparatus in Embodiment 2. FIG.

以下、本発明の実施の形態に係る半導体チップテスト装置について図１〜図１３に基づいて説明する。 A semiconductor chip test apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における半導体チップテスト装置を示す全体構成斜図である。図２は、半導体チップテスト装置のプローブユニットの構成図である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the semiconductor chip test apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a configuration diagram of the probe unit of the semiconductor chip test apparatus.

図１に示すように、半導体チップテスト装置は、６軸の駆動軸を有するプローブユニット１と、プローブユニット１の先端に取り付けられたプローブ１５と、電気特性をテストする半導体チップ１７を吸着固定するチップ固定台２と、チップ固定台２が取り付けられ、チップ固定台２を所定の位置に送り込むテーブル２４と、半導体チップ１７の位置を検出するチップセンサ３と、プローブ１５の位置を検出するプローブセンサ４と、チップ固定台２に対するプローブ１５の傾斜角を計測する計測器５と、プローブユニット１の６軸の駆動軸を制御する制御装置６とで構成されている。 As shown in FIG. 1, the semiconductor chip test apparatus sucks and fixes a probe unit 1 having a six-axis drive shaft, a probe 15 attached to the tip of the probe unit 1, and a semiconductor chip 17 for testing electrical characteristics. A chip fixing base 2, a table 24 to which the chip fixing base 2 is attached and sending the chip fixing base 2 to a predetermined position, a chip sensor 3 for detecting the position of the semiconductor chip 17, and a probe sensor for detecting the position of the probe 15 4, a measuring instrument 5 that measures the inclination angle of the probe 15 with respect to the chip fixing base 2, and a control device 6 that controls the six driving axes of the probe unit 1.

また、図２に示すように、プローブユニット１は、モータにより駆動される６つの駆動軸（駆動軸Ｘ７、駆動軸Ｙ８、駆動軸Ｚ９、駆動軸θｘ１０、駆動軸θｙ１１、駆動軸θｚ１２）と、半導体チップ１７にテスト電流を供給、テストするためのプローブ１５と、プローブ１５を支えるプローブ治具１３、プローブ治具１３を固定、支持するためのプローブホルダ１４から構成されている。 As shown in FIG. 2, the probe unit 1 includes six drive shafts (drive shaft X7, drive shaft Y8, drive shaft Z9, drive shaft θx10, drive shaft θy11, drive shaft θz12) driven by a motor, A probe 15 for supplying and testing a test current to the semiconductor chip 17, a probe jig 13 for supporting the probe 15, and a probe holder 14 for fixing and supporting the probe jig 13 are configured.

プローブホルダ１４でのプローブ治具１３の固定には、着脱作業が容易となるもの、例えばエアシリンダによるものが好ましい。図３にプローブ治具１３の概略図（平面図（ａ）、正面図（ｂ）、側面図（ｃ））を示す。プローブ治具１３には治具本体に所定本数の検査針を有するプローブ１５が配置されている。プローブ１５の検査針の配置位置と本数は、テスト対象である半導体チップ１７の仕様により決定される。プローブ１５は、配線基板を介し、試験装置（図示せず）に電気的に接続されている。また、プローブ治具１３には、プローブホルダ１４への脱着の容易性を考慮し、取手１６を取り付けておくことが好ましい。 In order to fix the probe jig 13 with the probe holder 14, it is preferable to make the attachment / detachment work easy, for example, an air cylinder. FIG. 3 is a schematic view of the probe jig 13 (plan view (a), front view (b), side view (c)). In the probe jig 13, a probe 15 having a predetermined number of inspection needles is disposed on the jig body. The arrangement position and the number of inspection needles of the probe 15 are determined by the specifications of the semiconductor chip 17 to be tested. The probe 15 is electrically connected to a test apparatus (not shown) via a wiring board. In addition, it is preferable to attach a handle 16 to the probe jig 13 in consideration of ease of attachment to and removal from the probe holder 14.

図４にチップ固定台２の概略図を示す。チップ固定台２は、半導体チップ１７を吸着保持する固定ブロック１８から構成される。固定ブロック１８は、半導体チップ１７を吸着するために、所定位置に所定個数の真空吸引孔１９が形成されている（図４（ａ））。真空吸着孔１９の大きさと個数は、半導体チップ１７の大きさにより、適宜最適なものが選択される。固定ブロック１８には耐摩擦性の向上と耐食性を付加するために金メッキを施しておくことが望ましい。固定ブロック１８に形成された真空吸引孔１９は、真空ホース
（図示せず）を介して真空装置に接続されており、半導体チップ１７に真空吸引力が加わり、チップ固定台２上に半導体チップ１７が確実に吸着される（図４（ｂ））。 FIG. 4 shows a schematic diagram of the chip fixing base 2. The chip fixing base 2 includes a fixing block 18 that holds the semiconductor chip 17 by suction. The fixed block 18 is formed with a predetermined number of vacuum suction holes 19 at predetermined positions in order to adsorb the semiconductor chip 17 (FIG. 4A). The optimum size and number of vacuum suction holes 19 are selected depending on the size of the semiconductor chip 17. The fixed block 18 is preferably plated with gold in order to improve friction resistance and add corrosion resistance. A vacuum suction hole 19 formed in the fixed block 18 is connected to a vacuum device via a vacuum hose (not shown), and a vacuum suction force is applied to the semiconductor chip 17 so that the semiconductor chip 17 is placed on the chip fixing base 2. Is reliably adsorbed (FIG. 4B).

図５にチップセンサ３とプローブセンサ４に用いる画像処理システムを示す。画像処理システムは、カメラ２１、レンズ２２及び照明２３とから構成されている。カメラ２１から得られた画像から半導体チップ１７あるいはプローブ１５の位置を認識、予め決められた位置とのずれを計測する。 FIG. 5 shows an image processing system used for the chip sensor 3 and the probe sensor 4. The image processing system includes a camera 21, a lens 22, and an illumination 23. The position of the semiconductor chip 17 or the probe 15 is recognized from the image obtained from the camera 21, and a deviation from a predetermined position is measured.

次に、実施の形態１における半導体チップテスト装置の動作について、図６から図１２を参照して説明する。 Next, the operation of the semiconductor chip test apparatus in the first embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、図６にチップ固定台２に対するプローブ治具１３の傾斜角の計測時の状態を示す。駆動軸Ｘ７、駆動軸Ｙ８、駆動軸Ｚ９を使用し、プローブ治具１３を計測器５に接触させ、所定量押し込む。計測器５には、接触式リニアゲージ等を用いる。この時、接触させる位置は、プローブ治具１３内のプローブ１５が突出している側の、プローブ１５がない面部分で、測定箇所は３箇所、もしくは４箇所である。計測された値から算出されたプローブ治具１３の傾斜角と高さが、制御装置６により所定位置と同じかどうかを判断する。異なっている場合は、所定位置とのずれを駆動軸Ｚ９、駆動軸θｘ１０、駆動軸θｙ１１を駆動させて補正制御する。 First, FIG. 6 shows a state at the time of measuring the inclination angle of the probe jig 13 with respect to the chip fixing base 2. Using the drive shaft X7, the drive shaft Y8, and the drive shaft Z9, the probe jig 13 is brought into contact with the measuring instrument 5 and pushed in a predetermined amount. As the measuring instrument 5, a contact type linear gauge or the like is used. At this time, the contacting position is a surface portion where the probe 15 in the probe jig 13 protrudes, and the surface portion where the probe 15 is not present, and there are three or four measurement points. The controller 6 determines whether the tilt angle and height of the probe jig 13 calculated from the measured values are the same as the predetermined position. If they are different, the deviation from the predetermined position is corrected and controlled by driving the drive axis Z9, the drive axis θx10, and the drive axis θy11.

図７にプローブ治具１３とチップ固定台２との位置関係を示す。プローブ１５の先端とチップ固定台２の上面とは、部品加工精度ならびに組立精度から、Δθの傾斜角度ずれが存在する。プローブ１５の先端とチップ固定台２の上面との傾斜角度ずれΔθを駆動軸θｘ１０、駆動軸θｙ１１により補正し、また、補正時に発生するＸ−Ｙ−Ｚ軸方向のずれを駆動軸Ｘ７、駆動軸Ｙ８、駆動軸Ｚ９により補正制御する。 FIG. 7 shows the positional relationship between the probe jig 13 and the chip fixing base 2. There is a tilt angle deviation of Δθ between the tip of the probe 15 and the upper surface of the chip fixing base 2 due to component processing accuracy and assembly accuracy. The tilt angle deviation Δθ between the tip of the probe 15 and the upper surface of the chip fixing base 2 is corrected by the drive axis θx10 and the drive axis θy11. Correction control is performed by the axis Y8 and the drive axis Z9.

次に、図８を用いてチップセンサ３により半導体チップ１７を認識、位置を計測する方法について説明する。半導体チップ１７を吸着固定したチップ固定台２は、テーブル２４のチップ固定台搬送軸２５により、チップセンサ３の直下に移動される。その後、チップセンサ３により半導体チップ１７の位置を特定する。図９にチップセンサ３にて撮像された半導体チップ１７の画像例を示す。チップセンサ３により半導体チップ１７の輪郭位置Ｂを抽出、その位置が特定され、所定の輪郭位置Ａに対する角度ずれΔα、軸ずれΔｘ及びΔｙが算出される。チップセンサ３により特定された輪郭位置Ｂと所定の輪郭位置Ａとのずれが比較され、制御装置６により所定位置とのずれ量（Δｘ、Δｙ、Δα）に対して駆動軸Ｘ７、駆動軸Ｙ８、駆動軸θｚ１２で補正制御する。補正制御された後は、チップ固定台搬送軸２５を駆動させて、チップ固定台２を半導体チップ１７のテストを行う位置に移動させる。ここでは、半導体チップ１７の位置を特定するために、半導体チップ１７の輪郭を用いる方法について説明したが、半導体チップ１７上に表記されたアライメントマークを利用する等、その他の方法を用いてもよい。 Next, a method for recognizing the semiconductor chip 17 by the chip sensor 3 and measuring the position will be described with reference to FIG. The chip fixing base 2 to which the semiconductor chip 17 is fixed by suction is moved directly below the chip sensor 3 by the chip fixing base conveying shaft 25 of the table 24. Thereafter, the position of the semiconductor chip 17 is specified by the chip sensor 3. FIG. 9 shows an image example of the semiconductor chip 17 imaged by the chip sensor 3. The contour position B of the semiconductor chip 17 is extracted by the chip sensor 3, the position is specified, and the angular deviation Δα and the axial deviations Δx and Δy with respect to the predetermined contour position A are calculated. The deviation between the contour position B specified by the chip sensor 3 and the predetermined contour position A is compared, and the control device 6 drives the drive axis X7 and the drive axis Y8 with respect to the deviation amounts (Δx, Δy, Δα). The correction is controlled by the drive shaft θz12. After the correction control, the chip fixing base transport shaft 25 is driven to move the chip fixing base 2 to a position where the test of the semiconductor chip 17 is performed. Here, the method of using the outline of the semiconductor chip 17 in order to specify the position of the semiconductor chip 17 has been described. However, other methods such as using an alignment mark written on the semiconductor chip 17 may be used. .

続いて、図１０を用いてプローブセンサ４によりプローブ治具１３を認識、位置を計測する方法について説明する。プローブ治具１３は駆動軸Ｘ７、駆動軸Ｙ８、駆動軸Ｚ９により、プローブセンサ４上に移動される。その後、プローブセンサ４によりプローブ治具１３の位置を特定する。図１１にプローブセンサ４にて撮像されたプローブ治具１３の識別マークの画像例を示す。プローブセンサ４によりプローブ治具１３に設けられた一対の識別マークＤの位置を抽出、その位置が特定され、一対の所定の識別マーク位置Ｃに対する角度ずれΔβ、軸ずれΔｘ及びΔｙが算出される。識別マークＤの一対の円の中心を結んだ線とその中点を用いて、所定の識別マーク位置Ｃとのずれを計測している。プローブセンサ４により特定された識別マーク位置Ｄと所定の識別マーク位置Ｃとのずれが比較され、制御装置６により所定位置とのずれ量（Δｘ、Δｙ、Δβ）に対して駆動軸Ｘ７、駆
動軸Ｙ８、駆動軸θｚ１２で補正制御する。補正制御された後は、プローブ治具１３を半導体チップ１７のテストを行う位置に戻す。ここでは、プローブ治具１３の位置を特定するために、プローブ治具１３に設けられた一対の識別マークを用いる方法について説明したが、プローブ１５の位置を利用する等、その他の方法を用いてもよい。 Next, a method for recognizing the probe jig 13 by the probe sensor 4 and measuring the position will be described with reference to FIG. The probe jig 13 is moved onto the probe sensor 4 by the drive axis X7, the drive axis Y8, and the drive axis Z9. Thereafter, the position of the probe jig 13 is specified by the probe sensor 4. FIG. 11 shows an example of an identification mark image of the probe jig 13 imaged by the probe sensor 4. The position of the pair of identification marks D provided on the probe jig 13 is extracted by the probe sensor 4, the positions are specified, and the angle deviation Δβ, the axis deviation Δx and Δy with respect to the pair of predetermined identification mark positions C are calculated. . A deviation from a predetermined identification mark position C is measured using a line connecting the centers of a pair of circles of the identification mark D and the midpoint thereof. The deviation between the identification mark position D specified by the probe sensor 4 and the predetermined identification mark position C is compared, and the controller 6 drives the drive shaft X7 with respect to the deviation amounts (Δx, Δy, Δβ) from the predetermined position. Correction control is performed with the axis Y8 and the drive axis θz12. After the correction control, the probe jig 13 is returned to the position where the semiconductor chip 17 is tested. Here, the method of using a pair of identification marks provided on the probe jig 13 to specify the position of the probe jig 13 has been described. However, other methods such as using the position of the probe 15 are used. Also good.

最後に、図１２にプローブ１５により半導体チップ１７がテストされている様子を示す。まず、半導体チップ１７のテストを行うため、テーブル２４のチップ固定台搬送軸２５によりチップ固定台２がプローブ１５下の所定の位置に移動される。その後、プローブ治具１３の傾斜と位置、チップ固定台２との位置関係を補正した後、所定の位置から駆動軸Ｚ９を駆動させてプローブ治具１３を降下させる。半導体チップ１７にプローブ１５を接触させ、テスト電流を供給することで、所望のテストを実施する。テスト終了後、半導体チップ１７を取り出し、一連の動作を完了する。上記一連の動作は、制御装置６により自動的に実施される。 Finally, FIG. 12 shows how the semiconductor chip 17 is tested by the probe 15. First, in order to test the semiconductor chip 17, the chip fixing base 2 is moved to a predetermined position under the probe 15 by the chip fixing base conveying shaft 25 of the table 24. Thereafter, the inclination and position of the probe jig 13 and the positional relationship with the chip fixing base 2 are corrected, and then the drive axis Z9 is driven from a predetermined position to lower the probe jig 13. A desired test is performed by bringing the probe 15 into contact with the semiconductor chip 17 and supplying a test current. After the test, the semiconductor chip 17 is taken out and a series of operations is completed. The above series of operations is automatically performed by the control device 6.

以上のように、実施の形態１では、半導体チップとプローブとのコンタクトの調整を、プローブセンサ、チップセンサ及び計測器とによって得られた計測値を基に、プローブユニットの６駆動軸をモータ駆動により補正調整することにより、円滑に短時間で正確に位置決めすることができ、半導体チップの電気特性のテストを効率よく実施することができる。 As described above, in the first embodiment, the contact between the semiconductor chip and the probe is adjusted based on the measurement values obtained by the probe sensor, the chip sensor, and the measuring instrument. By performing the correction and adjustment, the positioning can be performed smoothly and accurately in a short time, and the electrical characteristics test of the semiconductor chip can be efficiently performed.

このように、実施の形態１におけるチップテスト装置では、半導体チップとプローブとのコンタクト位置補正動作からコンタクト動作までをすべて自動で行えるため、生産性の向上を図ることができる。 As described above, in the chip test apparatus according to the first embodiment, all operations from the contact position correcting operation to the contact operation between the semiconductor chip and the probe can be automatically performed, so that productivity can be improved.

実施の形態２．
図１３は、実施の形態２における半導体チップテスト装置を示す全体構成図である。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 13 is an overall configuration diagram showing a semiconductor chip test apparatus according to the second embodiment.

図１３に示すように、半導体チップテスト装置は、複数のチップ固定台２をインデックステーブル２６上に配置したものである。他の構成要素は図１に示す実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。 As shown in FIG. 13, the semiconductor chip test apparatus has a plurality of chip fixing bases 2 arranged on an index table 26. The other components are the same as those in the first embodiment shown in FIG.

次に、実施の形態２における半導体チップテスト装置の動作及びチップ固定台の傾きと高さに対するプローブ位置を補正する操作手順について、図３を参照して説明する。 Next, the operation of the semiconductor chip test apparatus according to the second embodiment and the operation procedure for correcting the probe position with respect to the inclination and height of the chip fixing base will be described with reference to FIG.

実施の形態１のテーブル２４をインデックステーブル２６にして、複数のチップ固定台２を設けることで、インデックステーブル２６を回転させ、半導体チップ１７の供給、テスト、取出しのそれぞれの工程を分担させることができるため、生産性を向上できる効果がある。図１３では、インデックステーブル２６上にチップ固定台２を４個配置して、インデックステーブル２６を回転させる例を示しているが、必要な生産能力に応じて、チップ固定台２の個数を増減させてもよい。インデックステーブル２６上に配置された複数のチップ固定台２は、それぞれに固有の傾き、高さを持っているため、個別にプローブ１５先端とチップ固定台２との上面のずれを補正する必要がある。そこで、各々のチップ固定台２の傾きと高さを補正する操作手順としては、予めチップ固定台毎の補正値をパラメータとして制御装置６に記憶させておくことで、半導体チップ１７の電気特性のテスト時にプローブユニット１の６つのモータ駆動軸を操作することによって各チップ固定台２毎に半導体チップ１７とプローブ１５との最適なコンタクトを実施することが可能となる。 By using the table 24 of the first embodiment as the index table 26 and providing a plurality of chip fixing bases 2, the index table 26 can be rotated to share the steps of supplying, testing, and taking out the semiconductor chip 17. As a result, productivity can be improved. Although FIG. 13 shows an example in which four chip fixing bases 2 are arranged on the index table 26 and the index table 26 is rotated, the number of chip fixing bases 2 is increased or decreased according to the required production capacity. May be. Since the plurality of chip fixing bases 2 arranged on the index table 26 have their own inclination and height, it is necessary to individually correct the upper surface displacement between the tip of the probe 15 and the chip fixing base 2. is there. Therefore, as an operation procedure for correcting the inclination and height of each chip fixing base 2, the correction value for each chip fixing base is stored in the control device 6 as a parameter in advance so that the electrical characteristics of the semiconductor chip 17 can be corrected. By operating the six motor drive shafts of the probe unit 1 during the test, it is possible to make an optimum contact between the semiconductor chip 17 and the probe 15 for each chip fixing base 2.

なお、各チップ固定台２の高さと傾きの補正については、予めダミーの半導体チップ１７を固定させた状態でプローブ治具１３を駆動軸Ｚ９で徐々に下げ、駆動軸θｘ１０、駆動軸θｙ１１を調整し、半導体チップ１７表面にプローブ１５が接触するポイントを補正値として用いる。接触したかどうかの判断は、半導体チップ１７の表面につくプローブ痕で判断する。プローブ治具１３は、リニアゲージによる計測で、傾き及び高さ方向の補正値を算出する。 For correction of the height and inclination of each chip fixing base 2, the probe jig 13 is gradually lowered with the drive axis Z9 in a state where the dummy semiconductor chip 17 is fixed in advance, and the drive axis θx10 and the drive axis θy11 are adjusted. The point where the probe 15 contacts the surface of the semiconductor chip 17 is used as a correction value. Whether or not the contact has occurred is determined by a probe mark on the surface of the semiconductor chip 17. The probe jig 13 calculates correction values in the inclination and height directions by measurement using a linear gauge.

このように、実施の形態２における半導体チップテスト装置及び操作手順では、実施の形態１と同様の効果を有すると共に、回転可能なインデックステーブルを利用することにより、複数のチップ固定台を回転させ、半導体チップの供給、テスト、取出しのそれぞれの工程を分担させることができるため、さらに生産性を向上できる効果がある。 As described above, the semiconductor chip test apparatus and operation procedure according to the second embodiment have the same effects as those of the first embodiment, and rotate a plurality of chip fixing bases by using a rotatable index table. Since each process of supplying, testing, and taking out semiconductor chips can be shared, there is an effect that productivity can be further improved.

なお、図において、同一符号は、同一または相当部分を示す。 In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

１プローブユニット２チップ固定台
３チップセンサ４プローブセンサ
５計測器６制御装置
７駆動軸Ｘ８駆動軸Ｙ９駆動軸Ｚ
１０駆動軸θｘ１１駆動軸θｙ１２駆動軸θｚ
１３プローブ治具１４プローブホルダ
１５プローブ１７半導体チップ
２４テーブル２５チップ固定台搬送軸
２６インデックステーブル
Ａ半導体チップの輪郭所定位置
Ｂ半導体チップの輪郭特定位置
Ｃプローブ治具の識別マーク所定位置
Ｄプローブ治具の識別マーク特定位置

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe unit 2 Chip fixing base 3 Chip sensor 4 Probe sensor 5 Measuring instrument 6 Control apparatus 7 Drive axis X 8 Drive axis Y 9 Drive axis Z
10 Drive axis θx 11 Drive axis θy 12 Drive axis θz
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Probe jig 14 Probe holder 15 Probe 17 Semiconductor chip 24 Table 25 Chip fixed base conveyance axis | shaft 26 Index table A Semiconductor chip outline predetermined position B Semiconductor chip outline specific position C Probe jig identification mark predetermined position D Probe jig Identification mark specific position

Claims

A plurality of chip fixing bases arranged on the index table and fixing the semiconductor chips;
A probe attached to a probe unit having six axes (X, Y, Z, θx, θy, θz) that can be driven, and for testing the electrical characteristics of the semiconductor chip;
A chip sensor for measuring the position of the semiconductor chip;
A probe sensor for measuring the position of the probe;
A measuring device which measures the chip fixing base height relative to the inclination angle and the index table of the probe for the plurality of chips fixing base,
A controller that calculates the position of the probe with respect to the semiconductor chip based on the measurement values obtained from the chip sensor, the probe sensor, and the measuring instrument, and adjusts the position of the probe;
The inclination angle of the probe and the height of the chip fixing base are measured in advance by the measuring instrument for each chip fixing base, and the position of the probe is corrected by using the measured value when testing the electrical characteristics of the semiconductor chip. A semiconductor chip test apparatus characterized by having an adjusted operation procedure .