JPH02278166A - 半導体検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ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係り、とくにパッケージング
された半導体素子の検査装置に関する。

（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、ΔＩｌｌ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の
形態として、トレ一方式が知られている。

このトレ一方式のＩＣハンドラは、トレー上に多数の例
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、Ｉ
ｃハンドラのテストヘッドに設けられたプローブ針等の
検査端子に上記の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。

ところで、半導体素子の高集積化に伴い、このパッケー
ジジグされた半導体素子の端子も多端子化、端子の狭ピ
ッチ化が進んでおり、このような多端子化、狭ピッチ化
された半導体素子の測定を行う場合には、高精度の位置
合せが必要とされ、また、装置のスループットを向上さ
せるために、この高精度の位置合せを高速にて行う必要
があるため、高精度の位置合せおよび位置合せの高速化
が可能な半導体検査装置の開発が要望されていた。

（発明が解決しようとする課題） このように、上述した従来の半導体検査装置では、高精
度の位置合せおよび位置合せの高速化を図るとともに、
装置のスループットの向上が望まれている。

本発明は、このような事情に対処して成されたもので、
装置のスルーブツトの向上を図ることができる半導体検
査装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の半導体検査装置は、上記目的を達成するために
、トレー内から半導体素子をロードしまたは空トレー内
へ半導体素子をアンロードするトレーローダ系と、この
トレーローダ系によってロードされた半導体素子を搭載
し位置決めするＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、回転可能な検
査ステージと、トレーローダ系および検査ステージ間で
ロードまたはアンロードされた半導体素子を移載搬送す
る半導体索子移載機構とを具備した半導体検査装置にお
いて、半導体素子移載機構に沿って検査ステージを複数
並設したものである。

（作　用） 本発明の半導体検査装置では、検査ステージが半導体素
子移載機構に沿って複数並設されているので、−の検査
ステージにて半導体素子の電気的諸特性の検査が行われ
ている最中に、他の検査ステージにて半導体素子の電気
的諸特性の検査を行うことができる。またトレーローダ
系が各検査ステージによって共有されるようになされて
いるので、構成の簡素化が可能である。

（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
。

装置本体１は、半導体素子（以下、チップと呼ぶ）２を
多数例えば格子状に配列収容したトレー３をロードまた
はアンロードするためのトレーローダ−系４と、このト
レー３から一つずつ取出されたチップ２を検査台上に搭
載し、該チップ２を検査部へ搬送する検査ステージ系５
から構成されている。また、上記トレーローダ−系４の
検査ステージ県側境界部には、チップ２を一つずつ保持
してトレーローダ−系４＃検査ステージ系５間のチップ
移載を行うためのチップ移載機溝６が具備されている。

本実施例に用いるトレー３は、例えば第２図に示すよう
に、寸法が２６０Ｘ　２２０＋ｎ＋ｎ　、厚さが８．５
１！ｆｆｉの導電性樹脂からなるトレー本体３１の表面
にチップ２を収容する収容四部３２を５行Ｇ列の格子状
に形成し、該収容凹部３２にチップ２を収容するように
構成されている。また、トレー本体３１の４隅から　２
行２列の四部は、後述するトレー搬送機構の保持部によ
りトレー２を保持するための保持板３３を形成している
。また、トレー本体３１の４隅の一角には、トレー２の
方向性を規定するための面取り部３４が形成されている
。

ところで、上記トレーローダ−系４には、トレー３を多
数棚積み積層した昇降自在のセンダー機構７、空トレー
を一時保管するためのトレーバッファ機構８、検査の終
了したチップ２を収容したトレー３を多数棚積み積層し
た昇降自在のレシーバ機構９が夫々上記チップ移載機構
６に沿って並設されている。以下これらセンダー機構７
、トレーバッファ機構８、レシーバ機構９の並設方向を
Ｙ方向とし、これに直交する方向をＸ方向とする。

チップ移載機構６の構成は、トレーローダ−系４と検査
ステージ系５の境界に配置した基台１０を中心にしてチ
ップ移載のための各種機構を展開した構成となっており
、基台１０のトレーローダ−系４側側面には、センダー
機構７、トレーバッファ機構８、レシーバ機構９の上方
に沿ってＹ−Ｚ方向に移動自在なトレー移載機構１１が
配設されている。このトレー移載機構１１の保持部１１
ａにより第２図に示したトレー２の保持板３３が吸着保
持される。

また、基台１０のセンダー機構７側端部に直交して、セ
ンダー機構７の最上段に棚積みされたトレー３から一つ
ずつチップ２を保持して検査ステージ系５へと搬送する
チップ搬入機構１２が設けられており、−刃基台１０の
レシーノ１機構９側端部に直交して、検査ステージ系５
で検査の終了したチップ２を保持してレシーバ機構９の
最上段に棚積みされたトレー３上へと搬送するチ・ツブ
搬出機構１３が設けられている。

これらチップ搬入機構１２およびチ・ノブ搬出機構１３
は、夫々、Ｙ方向へ突出した搬送腕１４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
等から組合されるＸ−Ｚステージ１５と、搬送腕１４の
側面にＹ方向に対して移動自在に設けられチップ２を保
持例えば吸着保持するための保持部１６とから構成され
ている。

基台１０の検査ステージ系５側側面には、チップ２を保
持例えば吸着保持するための保持部１７ａ、１７ｂを所
定の間隔をおいて一対設け、一方の保持部１７ａで上記
チップ搬入機構１２により検査ステージ系５へと搬送さ
れたチップ２を検査ステージ系５の検査台１８上へと移
載すると同時に、他方の保持部１７ｂで検査台１８上の
検査終了済みのチップ２を上記チップ搬出機構１３への
受渡し部へと移載するダブル移載機構１７がＹ−Ｚ方向
に移動自在に配設されている。

また、検査ステージ系５は、チップ移載機構６の基台１
０に沿って複数並設されている。そして各検査ステージ
系５は、チップ２を載置する検査台１８と、この検査台
１８を搭載し該検査台１８をｘ−ｙ−ｚ−θ方向に移動
させる検査台ステージ１９と、検査台１８の移動軌道上
に配設され検査台１８上のチップ２の画像を撮像し、最
終の位置合せ（以下、ファインアライメントと呼ぶ）時
における位置合せ情報を検査台ステージ１９の駆動制御
機構へと提供するファインアライメント機構２０とから
構成されている。

このような構成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のＸ−Ｙステージを駆動して
、搬送腕１４をトレー３上の所定のチップ列上へ搬送さ
せた後、搬送腕１４のチップ保持部１６をＹ方向に移動
させて検査を行うチップ上に移動し、搬送腕１４を下降
させてチップ２を保持部１６にて保持例えば吸着保持す
る。

この後、チップ搬入機構１２を駆動して吸着保持したチ
ップ２を検査ステージ系５側の粗位置合せ（以下、プリ
アライメントと呼ぶ）用載置台２１上へと搬送し、該プ
リアライメント用載置台２１上に移載する。

このプリアライメント用載置台２１上には、裁置台２１
上のチップ２の画像を撮像して正規の基■位置情報との
すれ量を検出するプリアライメント用画像認識機構２２
が設けられている。

プリアライメント用画像認識機構２２における位置情報
の検出方式としては、例えばチップ２のモールド部にお
ける所定の部位の面積を撮像し、その撮像部における基
準位置例えば重心をａＩ１１定し、該測定した基準位置
情報と予め定められている正規の重心の基準位置情報と
を比較してそのずれ量情報を求める方式等が好適である
。

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１７の一方のチップ保持部１７ａにて
プリアライメント用載置台２１上のチップ２を保持し、
検査ステージ系５の検査部２５ａの検査台１８上へと搬
送移載するとともに、ダブル移載機構１７の他方のチッ
プ保持部１７ｂにて検査台１８上の検査終了済みチップ
２を上記チップ搬出機構１３への受渡し部である受渡し
載置台２３上へと搬送移載する。

続いて、チップ搬入機構１２のチップ保持部１６が次の
検査すべきチップ２を吸着保持してプリアライメント用
載置台２１へ移載すると、上記同様にダブル移載機構１
７の一方のチップ保持部１７ａがそのチップ２を検査部
２５ｂの検査台１８上へ搬送移載するとともに、その他
方のチップ保持部１７ｂが検査部２５ｂの検査済みのチ
ップ２をチップ受渡し載置台２３へ搬送移載する。

ここで、プリアライメント用裁置台２１から検査台１８
へのチップ移載動作の際には、各検査台１８は予め所定
の受渡し位置例えば基台１０の検査ステージ系５側側面
の略中央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２２によりチップ２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２
が各検査台１８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秒動補正した状態で待機する。

こうして、チップ２は、常に、各検査台１８の定められ
た位置上に搭載される。

チップ２を搭載した各検査台１８は、テストヘッド２４
等を配設した各検査部２５ａ、２５ｂ。

・・・へ移動する途中、各ファインアライメント機構２
０下方で一旦停止し、ここでチップ２のファインアライ
メント動作が行われる。

本実施例の各ファインアライメント機構２０は、画像認
工機構により行われるように構成されており、その位置
合せ方式としては、例えばチップ２の直交する２辺のリ
ード列の一部を撮像し、この撮像した情報から撮像部の
重心位置を算出し、該算出した重心位置情報と、予め定
められている基準の重心位置情報とを比較して位置ずれ
量を求め、該位置ずれ量の情報に基づいてチップ２が正
規の位置となるように検査台１８を移動させる方式等が
好適である。

こうしてチップ２のファインアライメントを終了した後
、検査台１８をテストヘッド２４の下方へと移動させ、
検査台１８を上昇させてチップ２のリード列をテストヘ
ッド２４下面に設けられた図示を省略したプローブ針に
当接させ検査を行う。

検査終了後は、例えば検査部２５ａでは、検査台１８を
再び移載位置まで移動させて、ここで、ダブル移載機構
１７の一方のチップ保持部１７ｂにて検査台１８上の検
査終了済みチップ２を保持しチップ受渡し載置台２３上
へと搬送移載するとともに、ダブル移載機構１７の他方
のチップ保持部１７ａにてプリアライメント用！ａ置台
２１上の次検査用のチップ２を保持し、検査部２５ｂの
検査台１８上へと搬送移載する。このとき、チップ保持
部１７ｂが検査終了済みチップ２を保持すべく待機する
。

検査終了済みチップ２をチップ受渡し載置台２３上へ移
載した後、チップ搬出機ｆＭ　１３の搬送腕１４に設け
られたチップ保持部１５にてチップ２を保持例えば吸着
保持し、この搬送腕１４をレシーバ機構９のトレー３上
へと移動させ、トレー３上の所定の位置に該チップ２を
搭載する。このとき、検査により不良と判定されたチッ
プ２は、搬送腕１４の移動軌道の下方に配置された不良
品収容箱２６に落される。

上述した一連の動作を各検査部２５ａ、２５ｂ。

・・・にて繰返すことにより、センダー機構７のトレー
３に収容されたチップ２が順次検査されてレシーバ機構
９のトレー３上へと収容される。

そして、センダー機構７のトレー３上のチップ２が全て
検査終了し、レシーバ機構９のトレー２がチップ２を満
載した状態となると、トレー移載機構１１がそのトレー
保持部１１ａによりセンダー機構７の空トレー３ａを保
持例えば吸着保持してレシーバ機構９のチップ２を満載
したトレー３上へ搬送しこれを搭載する。この後、セン
ダー機構７は、次検査用のトレーが上記空トレー３ａの
あった位置と同様の位置になるように該次検査用トレー
を上昇させ、一方、レシーバ機構９は、搭載された空ト
レー３ａか上記チップ２を満載したトレー３と同様な位
置となるように該空トレー３ａを下降させる。

また、不良チップが発生した場合には、レンバ機横９の
トレー３がチップ満載状態となる前にセンダー機構７の
トレー３か空トレーとなり、次検査用トレーをセツティ
ングすることか不可能となるが、このような場合には、
センダー機構７とレシーバ機構９間に配設されたトレー
パフフッ機ｆＭ　Ｓ上にて空トレー３ａを一時待機させ
る。そして、レシーバ機構９のトレー２がチップ満載状
態となった際に、上記動作と同様にしてトレーノ飄ツフ
ァ機ｈ’Ｉ　８に待機した空トレー３ａをレシーバ機構
９へ搭載することにより、センダー機構７の次検査トレ
ーが空トレー３ａによりセツティング不６■能となる状
態が防止でき、連続的な処理が可能となる。

このように、本実施例では、チップ移載機構６の基台１
０に沿って検査ステージ系５を腹数並設させたので、例
えば検査部２５ａにてチップ２の検査が行われている最
中に、検査部２５ｂにて他のチップ２を検査することが
できるので、スループットの向上を図ることが可能とな
る。

また本実施例では、プリアライメントおよびファインア
ライメントを検査台１８上で直接行うことが可能である
ため、従来行われているようなプリアライメントを独立
したアライメント機構により行った後検査台に移載する
間接的な方式と異なり、プリアライメント後の検査台移
載時における位置ずれの発生かなく高精度の位置合せも
可能となる。

さらに、検査台１８上で全ての位置合せを行う位置合せ
機構を用いたことにより位置合せ速度が向上し、また検
査終了済みチップと次検査チップとを同時搬送するチッ
プ移載機構により搬送効率が向上し、これらの作用によ
り装置スループットの向上を図ることも可能である。

さらにまた、従来のような独立したプリアライメント機
構が不要となることから、装置が簡素化し、低コスト化
を図ることもできる。

［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
、検査精度の向上とともに装置のスルーブツト向上を図
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による半導体検査装置の構成
を示す平面図、第２図は第１図の実施例に用いるトレー
の一例を示す平面図である。 １・・・装置本体、２・・・チップ、３・・・トレー　
４・・・トレーローダ−系、５・・・検査ステージ系、
６・・・チップ移載機構、７・・・センダー機構、８・
・・バッファ機構、９・・・レシーバ機構、１０・・・
基台、１１・・・トレー搬送機構、１２・・・チップ搬
入機構、１３・・・チップ搬送機構、１４・・・搬送腕
、１７・・・ダブル移載機構、１８・・・検査台、１９
・・・ｘ−ｙ−ｚ−θテーブル、２０・・・ファインア
ライメント機構、２２・・・プリアライメント用画像認
識機構、２４・・・テストヘッド、２５ａ、２５ｂ・・
・検査部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トレー内から半導体素子をロードしまたは空トレ
   ー内へ前記半導体素子をアンロードするトレーローダ系
   と、このトレーローダ系によってロードされた半導体素
   子を搭載し位置決めするＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、回転
   可能な検査ステージと、前記トレーローダ系および前記
   検査ステージ間で前記ロードまたはアンロードされた半
   導体素子を移載搬送する半導体素子移載機構とを具備し
   た半導体検査装置において、 前記半導体素子移載機構に沿って前記検査ステージを複
   数並設した ことを特徴とする半導体検査装置