JPH02281158A - 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】 ［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緒特性を検
査する工程では、半導体素子のパッケジが多種多用にわ
たるため、夫々のパッケージの種類に合イつせた専用検
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。

ところで、半導体素子の高集積化に伴い、このパッケー
ジン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、上述のように、各半導体素子を１個
ずつ搬送して位置合せすることが必要とされる。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、近年半導体製造装置においては、半導
体素子の高集積化に伴う端子の狭ピッチ化に対応するた
め、各半導体素子を１個ずつ搬送して高精度で位置合せ
することが必要とされている。

しかしながら、このような半導体検査装置においても、
高い位置合せ精度を確保しつつ、高スループツト化を実
現することが当然要求される。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、高い位置合せ精度を有し、かつ、高スループツトの半
導体検査装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち、本発明の半導体検査装置は、半導体素子を複
数搭載するトレーから該半導体素子を測定ステージ上に
移載し、前記半導体素子のリドに測定端子を接触させて
電気的な測定を行う半導体検査装置において、前記半導
体素子を搭載する前記トレーを、複数枚収容可能に構成
されたトレー収容機構と、前記半導体素子の移載が終了
し空になった前記トレーを、前記トレー収容機構がらア
ンロードするトレー搬送機構とを備えたことを特徴とす
る。

（作　用） 上記構成の本発明の半導体検査装置では、トレー収容機
構に、半導体素子を複数搭載するトレーを複数枚収容し
、トレー搬送機構により、このこのトレー収容機構から
空になったトレーをアンロードすることによって、多数
の半導体素子の検査を連続的、かつ自動的に行うことが
できる。

したがって、半導体素子を一つずつ搬送、位置決めする
ことにより、高い位置合せ精度を確保しつつ、高スルー
プツト化を実現することができる。

（実施例） 以下、本発明装置をフラットパッケージ型チップの検査
に適用した一実施例を図面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−系１と、測定
ステージ系２とから構成されており、これらは、防振機
能を有する複数の接続部材３によって接続されている。

上記ローダ−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、
空のトレー５を一時保管する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、図
示矢印Ｙ方向に沿って直線上に設けられている。

また、上記センダー機構６、トレーバッファ機構７、レ
シーバ機構８の上部には、これらの配列方向（Ｙ方向）
に沿って、基台９が設けられており、この基台９には、
基台９の長手方向に′沿って空トレー５を搬送するトレ
ー搬送機構１０が配設されている。

すなわち、第２図に示すように、基台９の前側（測定ス
テージ系２と反対側）には、その長手方向（図示Ｙ方向
）に沿って設けられたＬＭガイド３０、モータ３１、駆
動ベルト３２によってＹ方向に移動自在とされた支持板
３３が設けられている。また、この支持板３３には、ガ
イド板３４を貫通する如く設けられた２本のガイド軸３
５およびガイド板３４に固定されたシリンダ３６によっ
て上下動自在とされたフレーム３７が支持されている。

そして、このフレーム３７には、トレー５を例えば真空
チャックにより吸着保持するための複数例えば４つの保
持部３８が設けられている。

なお、第３図に示すように、保持部３８はフレム３７の
ＸおよびＹ方向に設けられた長穴３７ａによって固定位
置を調節可能に構成されており、異なった大きさのトレ
ー５に対応可能に構成されている。また、トレー５を保
持する機構としては、真空チャックの他に例えばメカニ
カルクランプ等も用いることができる。さらに、モータ
３］の動力を伝達するための原動ベルト５０にテンショ
ンを与えるため、第４図にも示すように、例えば基体５
］内に設けられたスプリング５２によってイ・ｊ勢され
たローラ５３によって原動ベルｌ−５０を押圧するアイ
ドラ機構５４が設けられており、原動ベルト５０の伸び
を自動的に補正し、バックラッシュを除去して繰返し粘
度の向」二か図られている。

さらに、基台９には、支持板３３をセンダー機構６、ト
レーバッファ機構７、レシーバ機構８の上部で停止トさ
せるための３つの停止位置検出センサ３９と、支持板３
３の存在位置を認識するための２つの位置認識用センサ
４０が設けられている。

これらのセンサ３９．４０は、例えば発光素子と受光素
子等から構成されており、３つの停止位置検出センサ３
９は、それぞれセンダー機構６、トレーバッファ機構７
、レシーバ機構８の上部に設けられている。また、２つ
の位置認識用センサ４０は、所定の間隔を設けて配置さ
れており、支持板３３に固定された長板４１が常に少な
くとも一方の位置認識用センサ４０にかかり、この位置
認識用センサ４０によって検出されるよう構成されてい
る。すなわち、これらの位置認識用センサ４０は、例え
ば電源投入時等に、支持板３３の存在位置を認識するた
めのもので、例えば２つの位置認識用センサ４０か両方
長板４コを検出した時は、支持板３３は中央部に存白ニ
し、どちらか一方の位置認識用センサ４０のみが長板４
１を検出した時は、支持板３３は、その位置認識用セン
サ４０側に存在するものとして認識する。

また、第１図に示すように、基台９のセンダ機構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を保持してプリアライメントス
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、−刃基台９のレシーバ機構８側端部には、アンロ
ードステジ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１−４
は、夫々、Ｙ方向へ突出した搬送腕１５をＸ−Ｚ方向に
移動させるだめの例えばＬＭガイドとボールスクリュー
またはペルー・タイミング等から構成されるＸ−Ｚステ
ージ］６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］７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　２つの保
持部１８ａ、１８ｂが所定の間隔を設けて配置されたダ
ブル移載機構１８が配設されている。すなわち、基台９
の７Ｉｌｌｌ定ステージ系２側には、前述のトレー搬送
機構１０と同様に構成されたＹ方向への駆動機構が設け
られており、この駆動機構と例えばシリンダ等からなる
Ｚ方向への駆動機構により、上記保持部１８ａ、１８ｂ
は、Ｙ−Ｚ方向に移動自在とされている。そして、保持
部１８ａでプリアライメントステージ１１上のチップ４
を吸着保持するとともに、保持部１．８　ｂて測定ステ
ージ１９上のチップ４を吸着保持し、プリアライメント
ステージ１１から／ｌ１１１定ステージ］９へのロード
と、測定ステージ１９からアンロドステージ］３へのア
ンロードを同時に実行することができるよう構成されて
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−〇方向に移動可能に構成された測定ステージ１
９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（４図示せず）が固定される検査部２
０が設けられている。

次に、上記構成のこの実施例の半導体検査装置の動作に
ついて説明する。

ます、チップ搬入機構１２の保持部１７で、トレー５上
のチップ４を吸着保持し、このチップ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すれ量を検出する。

］０ この後、ダブル移載機構１８の一方のチップ保持部１８
ａにてプリアライメントステージ１］上のチップ４を吸
着保持し、７１１１定ステージ１９上へと搬送移載する
。この時、既に検査を終了したチップ４が測定ステージ
１９上に載置されている場合は、同時にこの検査終了済
みチップ４を他方のチップ保持部１８ｂにて吸希保持し
、アンロードステージ１３上へ搬送移載する。

またこの時、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か測定ステージ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秒動補正して待
機している。

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
。

］］ 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ａｌｌｌｌｌｌ−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。

また、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の保持部１７によって吸着保持し
、レシーバ機構８のトレー５に移載するが、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、空になると、この空トレー５をトレー搬送機
構１０により吸希保持し、トレーバッファ機構７上まで
搬送して、ここで待機する。

そして、レシーバ機構８のトレー５かチップ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の次
のトレー５が空となった場合は、トレー搬送機構］０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。

すなわち、この実施例の半導体検査装置では、チップ４
を１つずつ搬送し、プリアライメント用画像認識機構２
１およびファインアライメント用画像認識機構２２を用
いて位置決めするので、正確な位置決めを行うことがで
き、狭ピッチのチップ４に対応することかできる。また
、センダー機構６にチップ４を多数搭載したトレー５を
複数枚］３ 収容しておけば、トレー搬送機構１０により、センダー
機）ト）６からから空になったｌ・レー５をアンロード
することにより、多数のチップ４の検査を連続的、かつ
自動的に行うことができる。上記実施例では、フラット
パッケージに適用した例について説明したが、ウェハか
ら切断分離したチップの測定、ＬＣＤ基板などいずれで
もよい。

［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
、高い位置合せ精度を確保しつつ、高スループツト化を
実現することができる。

【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全体構成
を示す図、第２図は第１図の半導体検査装置のトレー搬
送機構の構成を示す図、第３図は第２図のトレー搬送機
構のフレームを示す図、第４図は第２図のトレー搬送機
構のアイドラ機構を示す図である。 １・・・・・・ローダ−系、２・・・・・・測定ステー
ジ系、３・・・・・・接続部祠、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、］０・・　・１・し搬送機構
、］］・・・・・プリアライメントステージ、１２・・
・・・チップ搬入機構、］３・・・・・・アンロードス
テージ、］４・・・・チップ搬出機構、］５・・・・搬
送腕、］６・・・・Ｘ−Ｚステージ、１７・・・・・保
持部、１８・・・・ダブル移載機構、１．８　ａ、１８
ｂ・・・・・保持部、１つ・・・・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、３０・・・
・ＬＭガイド、３１・・モータ、３２・・・駆動ベルト
、３３・・・支持板、３４・・・・・ガイド板、３５・
・・　ガイド軸３６・・・・３７・・・・・・フレーム
、３８・・・・・・保持部、３つ・・・・・停止位置検
出センサ、４０・・・・・位置認識用センサ、４１・・
・・・長板、５０・・・・・原動ヘルド、５４・・・・
アイドラ機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体素子を複数搭載するトレーから該半導体素
   子を測定ステージ上に移載し、前記半導体素子のリード
   に測定端子を接触させて電気的な測定を行う半導体検査
   装置において、 前記半導体素子を搭載する前記トレーを、複数枚収容可
   能に構成されたトレー収容機構と、前記半導体素子の移
   載が終了し空になった前記トレーを、前記トレー収容機
   構からアンロードするトレー搬送機構とを備えたことを
   特徴とする半導体検査装置。