JPH0669296A - Testing apparatus - Google Patents

Testing apparatus

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JPH0669296A
JPH0669296A JP4242760A JP24276092A JPH0669296A JP H0669296 A JPH0669296 A JP H0669296A JP 4242760 A JP4242760 A JP 4242760A JP 24276092 A JP24276092 A JP 24276092A JP H0669296 A JPH0669296 A JP H0669296A
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JP
Japan
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inspected
chip
inspection
wafer
test apparatus
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Application number
JP4242760A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Abe
祐一 阿部
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To conduct inspection for a chip or a device by a single testing apparatus. CONSTITUTION:When a chip is inspected, a semiconductor wafer 34 is directly placed on a placing surface 32a of a check top 32 as a placing base, and probe needles of a probing card are brought into pressure contact with electrode pads of the chip on the wafer. When a semiconductor device is inspected, a disklike device holder 36 is mounted, for example, by bolts 37 on the surface 32a of the tap 32, and the device 38 is disposed in a recess formed at a center on the upper surface of the holder 36. A probe 18 is replaced with a device inspecting probing card 40, and replaced with a performance board 42 corresponding to the card 40 on the side of a test head 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ上のチッ
プおよびパッケージ化された電子部品の電気特性を検査
するための試験装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a test apparatus for inspecting electrical characteristics of chips and packaged electronic components on a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の製造工程では、半導体
ウエハ上に多数形成されたチップ(半導体素子)の電気
的特性が検査され、良品チップと不良品チップが選別さ
れる。このような検査を行うチップ試験装置は、一般
に、ウエハを載置するチャックトップと、このチャック
トップに載置されているウエハ上の各チップの電極パッ
ドにプローブピンを接触させるためのウエハプローバ
と、プローブピンを介して電気的に各チップについての
特性検査を行うテスタとから構成される。
2. Description of the Related Art In the process of manufacturing a semiconductor integrated circuit, a large number of chips (semiconductor elements) formed on a semiconductor wafer are inspected for electrical characteristics, and good chips and defective chips are selected. A chip testing apparatus for performing such an inspection generally includes a chuck top on which a wafer is mounted, and a wafer prober for bringing probe pins into contact with electrode pads of each chip on the wafer mounted on the chuck top. , And a tester for electrically inspecting the characteristics of each chip via probe pins.

【0003】図8に、典型的なチップ試験装置の外観を
示す。テスタ100は、特性検査のための信号の生成・
処理等を行う定置型のテスタ本体102と、プローバ1
06にインタフェースするための可動型のテストヘッド
108とからなる。テスタ本体102とテストヘッド1
06とはフラットケーブル110を介して接続されてい
る。プローバ106においては、筐体112の上面に円
形の開口114が設けられ、この開口114の周縁部に
固着されたリング状の支持板116に、チップの電極パ
ターンに応じた配列パターンで多数本のプローブピンを
設けてなるプローブカード(図示せず)が着脱可能に取
付されるようになっている。開口114の下(奥)に
は、ウエハを載置するチャックトップ(図示せず)が設
けられている。このプローバ106の付近には、チャッ
クトップにウエハをセットするウエハローダ(図示せ
ず)やチャックトップ上のウエハの位置を検出するウエ
ハ位置検出装置(図示せず)等も設置される。
FIG. 8 shows the appearance of a typical chip test apparatus. The tester 100 generates a signal for characteristic inspection.
Stationary tester main body 102 for processing and prober 1
And a movable test head 108 for interfacing with the H.06. Tester body 102 and test head 1
06 is connected via a flat cable 110. In the prober 106, a circular opening 114 is provided on the upper surface of the housing 112, and a ring-shaped support plate 116 fixed to the peripheral portion of the opening 114 is provided with a large number of array patterns in accordance with the electrode pattern of the chip. A probe card (not shown) provided with probe pins is detachably attached. A chuck top (not shown) for mounting a wafer is provided below (inside) the opening 114. A wafer loader (not shown) for setting a wafer on the chuck top, a wafer position detector (not shown) for detecting the position of the wafer on the chuck top, and the like are also installed near the prober 106.

【0004】ところで、半導体集積回路の製造工程で
は、上記のような良品チップをパッケージに封入してな
る完成品つまり半導体デバイスの電気的特性についても
検査が行われる。このような検査を行うデバイス試験装
置は、一般にチップ試験装置とは別の試験装置であり、
ICハンドラまたは単にハンドラ等と称されている。
By the way, in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit, the electrical characteristics of a finished product, that is, a semiconductor device, in which a good chip as described above is enclosed in a package, is also inspected. The device test apparatus for performing such an inspection is generally a test apparatus different from the chip test apparatus,
It is called an IC handler or simply a handler.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】半導体製造工場におい
て、上記のようなチップ試験装置とデバイス試験装置と
をそれぞれ導入するとなると、相当な設備コストが必要
となる。半導体集積回路の集積度・動作速度等の向上に
つれて試験装置の性能速度も向上し、そのぶん装置価格
は非常に高い価格になっている。
If the chip testing device and the device testing device as described above are respectively introduced in a semiconductor manufacturing factory, a considerable equipment cost is required. As the integration degree and operation speed of semiconductor integrated circuits have improved, the performance speed of test equipment has also improved, and the equipment price has become extremely high.

【0006】そこで、検査コストの低減化を図るため、
チップ試験装置にデバイス試験装置を兼用させることが
行われている。この場合、テスタ内は、デバイス試験用
のソフトウェアを追加することで対応することが可能で
ある。問題は、如何にしてテスタとデバイスとの電気的
接触を形成するかである。
Therefore, in order to reduce the inspection cost,
A chip test apparatus is commonly used also as a device test apparatus. In this case, it is possible to deal with this by adding software for device testing in the tester. The question is how to make the electrical contact between the tester and the device.

【0007】従来は、図8において、テストヘッド10
8を、その接続面つまりプローバ106と接触する内側
面108が上になるように仰向けにして、接続面108
にソケットを装着し、そのソケットにデバイスの端子ピ
ンを差し込んでいた。この作業は、検査員がマニュアル
操作で行っていた。しかし、数百〜数千本もの多数の端
子ピンを有する半導体デバイスをソケットに正しく挿入
するのは、極めて難しく煩わしい作業であり、検査員に
とっては大きな負担となっていた。
Conventionally, in FIG. 8, a test head 10 is used.
8 with its connecting surface, that is, the inner surface 108 in contact with the prober 106, facing upwards, and the connecting surface 108
I put a socket in and plugged the device's terminal pin into the socket. This work was performed manually by the inspector. However, it is extremely difficult and troublesome to correctly insert a semiconductor device having a large number of hundreds to thousands of terminal pins into a socket, which is a heavy burden on the inspector.

【0008】また、200MHz以上のテストレートで
高速試験を行うチップ試験装置にあっては、図8のよう
にテストヘッド108をテスタ本体102から離して長
いケーブル110で結ぶわけにはいかず、図9のように
テストヘッド120をテスタ本体122に一体化して直
結する構成を採らざるを得ない。このような試験装置で
は、テストヘッド120の接続面は常に下を向いたまま
で、これを仰向けにすることができないので、半導体デ
バイスを装着することは事実上不可能である。
Further, in a chip test apparatus for performing a high speed test at a test rate of 200 MHz or more, it is not possible to separate the test head 108 from the tester main body 102 and connect it with a long cable 110 as shown in FIG. As described above, there is no choice but to adopt a configuration in which the test head 120 is integrated with the tester main body 122 and directly connected. In such a test apparatus, the connection surface of the test head 120 is always facing downward and cannot be laid on its back. Therefore, it is virtually impossible to mount the semiconductor device.

【0009】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、一台でチップ検査もデバイス検査も自動式で行
うようにした試験装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a test apparatus capable of automatically performing both chip inspection and device inspection by one unit.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の試験装置は、被検査体を載置台上に配置
し、テスタに電気的に接続された接触子手段を前記被検
査体の端子に接触させ、前記テスタにより前記接触子手
段を介して前記被検査体の電気的特性を検査するように
した試験装置において、第1の被検査体としての半導体
ウエハ上のチップを検査する際に前記半導体ウエハを直
接載置するための載置面を前記載置台に形成するととも
に、第2の被検査体としてのパッケージ化された電子部
品を試験する際に前記電子部品を保持するための保持部
材を前記載置台上に着脱可能に取り付けるようにし、前
記半導体ウエハ上のチップに対応した第1の接触子手段
または前記電子部品に対応した第2の接触子手段を選択
的に前記テスタに接続する構成とした。
In order to achieve the above-mentioned object, the test apparatus of the present invention is such that the object to be inspected is placed on a mounting table and the contactor means electrically connected to a tester is used to inspect the object. In a test device in which the electrical characteristics of the object to be inspected are inspected by the tester through the contact means, the chip on the semiconductor wafer as the first object to be inspected is inspected. A mounting surface for directly mounting the semiconductor wafer on the mounting table is formed on the mounting table, and the electronic component is held when the packaged electronic component as the second inspection object is tested. A holding member for detachably mounting the holding member on the mounting table, and selectively connecting the first contact means corresponding to the chip on the semiconductor wafer or the second contact means corresponding to the electronic component. Contact the tester It was configured to.

【0011】[0011]

【作用】本発明の試験装置では、半導体ウエハ上のチッ
プの検査が行われるときは、載置台の載置面がそのまま
被検査体載置面として用いられ、この面に半導体ウエハ
が載置される一方、チップの電極パッド配列パターンに
対応するパターンで配列された多数の接触子を有する接
触子手段がテスタに接続される。そして、その接触子手
段と載置台が互いに接近して、被検査チップの各電極パ
ッドに各接触子が接触することで、接触子手段を介して
被検査チップとテスタとの電気的接続が形成される。
In the testing apparatus of the present invention, when the chips on the semiconductor wafer are inspected, the mounting surface of the mounting table is used as it is as the mounting surface of the object to be inspected, and the semiconductor wafer is mounted on this surface. On the other hand, contact means having a large number of contacts arranged in a pattern corresponding to the electrode pad arrangement pattern of the chip is connected to the tester. Then, the contact means and the mounting table approach each other, and each contact comes into contact with each electrode pad of the chip to be inspected, thereby forming an electrical connection between the chip to be inspected and the tester through the contact means. To be done.

【0012】また、パッケージ化された電気部品の検査
が行われるときは、載置台の載置面上に保持部材が取付
され、この保持部材の所定箇所または所定位置に検査を
受けるべき電気部品が配置される。一方、この電気部品
の端子ピンの形状および配列パターンに対応する多数の
接触子を有する接触子手段がテスタに接続される。そし
て、その接触子手段と保持部材が互いに接近して該電気
部品の端子ピンに各接触子が接触することで、該接触子
手段を介して該電気部品とテスタとの電気的接続が形成
される。
When the packaged electric component is inspected, a holding member is mounted on the mounting surface of the mounting table, and an electric component to be inspected is placed at a predetermined position or a predetermined position of the holding member. Will be placed. On the other hand, contactor means having a large number of contacts corresponding to the shape and arrangement pattern of the terminal pins of this electric component is connected to the tester. Then, the contact means and the holding member come close to each other and each contact piece comes into contact with the terminal pin of the electric component, whereby an electrical connection between the electric component and the tester is formed through the contact element means. It

【0013】このように、本発明の試験装置において
は、保持部材および接触子手段を取付け、取外しまたは
交換するだけで、チップ検査もデバイス検査も載置台を
用いて自動式で行われる。
As described above, in the test apparatus of the present invention, the chip inspection and the device inspection are automatically performed by using the mounting table only by attaching, detaching or replacing the holding member and the contact means.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図1〜図7を参照して本発明の実施例
を説明する。図1〜図4は本発明の一実施例による試験
装置を説明するための図であって、図1は半導体デバイ
スの検査を行うときの試験装置の構成を示す断面図、図
2は半導体ウエハ上のチップの検査を行うときの試験装
置の構成を示す断面図、図3はチャックトップおよびデ
バイス保持部材の構成を示す斜視図、および図4は試験
装置のシステム構成を示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4 are views for explaining a test apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of the test apparatus when inspecting a semiconductor device, and FIG. 2 is a semiconductor wafer. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a test apparatus when inspecting the upper chip, FIG. 3 is a perspective view showing configurations of a chuck top and a device holding member, and FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration of the test apparatus.

【0015】先ず、図2に示すように、本試験装置は、
基本的には従来のウエハ試験装置と同様な構成を有す
る。テストヘッド10は、テスタ本体(図示せず)と電
気的に接続されている。このテストヘッド10の接続面
10aには複数本の支柱12を介してパフォーマンスボ
ード14が着脱可能に取付される。各支柱12の下端に
はツバ状のネジ14が螺着され、このネジ14でパフォ
ーマンスボード14が着脱可能に担持される。パフォー
マンスボード14には、プローバ18との電気的接続を
形成するための多数のポゴピン(スプリングプローブ)
20が所定のパターンで所定位置に貫設されている。各
ポコピン20の端子はケーブル22を介してテストヘッ
ド10の入出力端子に接続されている。
First, as shown in FIG.
Basically, it has the same structure as the conventional wafer test apparatus. The test head 10 is electrically connected to a tester body (not shown). A performance board 14 is detachably attached to the connection surface 10a of the test head 10 via a plurality of columns 12. A brim-shaped screw 14 is screwed to the lower end of each column 12, and the performance board 14 is detachably carried by the screw 14. The performance board 14 has a large number of pogo pins (spring probes) for forming an electrical connection with the prober 18.
20 are provided at predetermined positions in a predetermined pattern. The terminal of each poco pin 20 is connected to the input / output terminal of the test head 10 via a cable 22.

【0016】パフォーマンスボード14の周縁部には位
置合わせ用の複数の開口14aが形成されており、これ
らの開口14aにリングインサート24の位置合わせピ
ン24aがそれぞれ嵌合することで、テストヘッド10
とプローバ18とが互いに結合し、パフォーマンスボー
ド14の各ポゴピン20がプロービングカード26の裏
面(上面)上の各パンプ26aに加圧接触するようにな
っている。
A plurality of openings 14a for alignment are formed in the peripheral portion of the performance board 14, and the alignment pins 24a of the ring insert 24 are fitted into these openings 14a, respectively, so that the test head 10
And the prober 18 are coupled to each other, and each pogo pin 20 of the performance board 14 is brought into pressure contact with each pump 26a on the back surface (upper surface) of the probing card 26.

【0017】プローバ18は、環状の支持板28と、こ
の支持板28の内周縁部に係止される環状のリングイン
サート24と、このリングインサート24にたとえばボ
ルト30によって着脱可能に取付されるウエハ検査用の
プロービングカード26もしくは図1に示すようなデバ
イス検査用のプロービングカード40とからなる。
The prober 18 includes a ring-shaped support plate 28, a ring-shaped ring insert 24 locked to the inner peripheral edge of the support plate 28, and a wafer removably attached to the ring insert 24 by, for example, bolts 30. It comprises a probing card 26 for inspection or a probing card 40 for device inspection as shown in FIG.

【0018】チップ検査用のプロービングカード26
は、その前面(下面)の中心部に設けた窓26bの回り
に多数のプローブ針26cを所定のパターンで下向きに
取付してなり、スルーホール26dを通じてカード前面
側の各プローブ針26cとカード裏面側の各バンプ26
aとを1対1の関係で電気的に接続している。
Probing card 26 for chip inspection
Has a plurality of probe needles 26c mounted downward in a predetermined pattern around a window 26b provided at the center of the front surface (lower surface) thereof, and the probe needles 26c on the card front side and the card back surface through the through holes 26d. Each bump 26 on the side
and a are electrically connected in a one-to-one relationship.

【0019】チップ検査時には、図2に示すように、載
置台としてのチャックトップ32の載置面32a上に直
接載置された半導体ウエハ34がプローバ18に近接さ
せられ、ウエハ34上の被検査チップの各電極パッドに
プロービングカード26の各プローブ針26cが加圧接
触する。これにより、プロービングカード26およびパ
フォーマンスボード14を介して被検査チップとテスト
ヘッド10との電気的接続が確立し、テストヘッド10
による被検査チップの電気的特性検査が可能となる。
At the time of chip inspection, as shown in FIG. 2, the semiconductor wafer 34 directly mounted on the mounting surface 32a of the chuck top 32 as a mounting table is brought close to the prober 18, and the wafer 34 to be inspected is inspected. Each probe needle 26c of the probing card 26 is brought into pressure contact with each electrode pad of the chip. As a result, electrical connection between the chip under test and the test head 10 is established via the probing card 26 and the performance board 14, and the test head 10
It is possible to inspect the electrical characteristics of the chip to be inspected.

【0020】さて、パッケージ化された電気部品とし
て、たとえば半導体デバイスの検査を行うとき、本試験
装置は、図1に示すように構成に変わる。
Now, when inspecting, for example, a semiconductor device as a packaged electric component, the present test apparatus is changed to the configuration as shown in FIG.

【0021】すなわち、チャックトップ32にあって
は、その載置面32a上に円盤状のデバイス保持具36
がたとえばボルト37によって取付される。このデバイ
ス保持具36は、プラスチックまたはセラミック等の絶
縁材からなり、その上面の中心部に被検査体としての半
導体デバイス38を収容保持するための凹部34aを設
けてなる。この例の半導体デバイス38はパッケージよ
り四方へ端子ピン38aが突出するQFPタイプである
ことから、この凹部36aの底面には、パッケージの位
置を規制し、かつ各端子ピン38aの水平基端部を下か
ら支持するための突起部36bが設けられている。ま
た、デバイス保持具36の周縁部には、取付ボルト37
を通すための穴37cが設けられ、チャックトップ32
の周縁部には取付ボルト37と螺合するためのネジ穴3
2bが設けられている。
That is, in the chuck top 32, a disk-shaped device holder 36 is mounted on the mounting surface 32a.
Are attached by, for example, bolts 37. The device holder 36 is made of an insulating material such as plastic or ceramic, and has a concave portion 34a for accommodating and holding a semiconductor device 38 as an object to be inspected at the center of the upper surface thereof. Since the semiconductor device 38 of this example is the QFP type in which the terminal pins 38a project from the package in all directions, the package position is regulated on the bottom surface of the recess 36a, and the horizontal base end portion of each terminal pin 38a is provided. A protrusion 36b for supporting from below is provided. Further, the mounting bolt 37 is attached to the peripheral portion of the device holder 36.
The chuck top 32 is provided with a hole 37c for passing through.
A screw hole 3 for screwing the mounting bolt 37 on the peripheral edge of the
2b is provided.

【0022】また、プローバ18にあっては、デバイス
検査用のプロービングカード40に交換される。このプ
ロービングカード40は、デバイス38の端子ピンのパ
ターンに対応したパターンで複数本のポゴピン40aを
貫設してなるもので、各ポゴピン40aの端子をカード
裏面上のバンプ40bに接続している。
The prober 18 is replaced with a probing card 40 for device inspection. The probing card 40 is formed by penetrating a plurality of pogo pins 40a in a pattern corresponding to the pattern of the terminal pins of the device 38, and the terminals of each pogo pin 40a are connected to the bumps 40b on the back surface of the card.

【0023】また、テストヘッド10側にあっては、デ
バイス検査用のプロービングカード40に対応したパフ
ォーマンスボード42に交換される。このパフォーマン
スボード42は、ウエハ検査用のパフォーマンスボード
14と同様に、ポゴピン44と位置合わせ穴42aを設
け、各ポゴピン44の端子をケーブル46を介してテス
トヘッド10の端子に接続させるものである。ただし、
ポゴピン44の配置位置がプロービングカード40のバ
ンプ40bに対応したパターンになっている。前記ケー
ブル46は、高周波による測定またはノイズ対策として
同軸ケーブルまたはツイス・ペアー配線を用いることが
望ましい。
On the side of the test head 10, the performance board 42 corresponding to the probing card 40 for device inspection is replaced. Similar to the performance board 14 for wafer inspection, this performance board 42 is provided with pogo pins 44 and alignment holes 42a, and the terminals of each pogo pin 44 are connected to the terminals of the test head 10 via cables 46. However,
The pogo pins 44 are arranged in a pattern corresponding to the bumps 40b of the probing card 40. For the cable 46, it is desirable to use a coaxial cable or a twisted pair wiring as a measure against high frequency or as a countermeasure against noise.

【0024】デバイス検査時には、図1に示すように、
デバイス保持具36の凹部36aに収容保持された半導
体デバイス38がプローバ18に近接させられ、デバイ
ス38の各端子ピンにプロービングカード40の各ポゴ
ピン40aが加圧接触する。これにより、プロービング
カード40およびパフォーマンスボード42を介して半
導体デバイス38とテストヘッド10との電気的接続が
確立し、テストヘッド10によるデバイス38の電気的
特性検査が可能となる。
At the time of device inspection, as shown in FIG.
The semiconductor device 38 housed and held in the recess 36a of the device holder 36 is brought close to the prober 18, and each terminal pin of the device 38 is brought into pressure contact with each pogo pin 40a of the probing card 40. As a result, the electrical connection between the semiconductor device 38 and the test head 10 is established via the probing card 40 and the performance board 42, and the test head 10 can inspect the electrical characteristics of the device 38.

【0025】図3に、チャックトップ32とデバイス保
持具36の相互の関係および各々の機能が明瞭に示され
る。チップ検査が行われるときは、チャックトップ32
の載置面32aが、そのまま被検査体載置面として用い
られ、この面の中央部に半導体ウエハ34が載置され
る。検査が行われるときは、チャックトップ32の載置
面32a上にデバイス保持具36がボルト37によって
取付され、このデバイス保持具36の上面中央部に設け
られた凹部36a内に半導体デバイス38が配置され
る。
FIG. 3 clearly shows the mutual relationship between the chuck top 32 and the device holder 36 and their respective functions. When the chip inspection is performed, the chuck top 32
The mounting surface 32a of is used as it is as a mounting surface of the object to be inspected, and the semiconductor wafer 34 is mounted on the central portion of this surface. When the inspection is performed, the device holder 36 is mounted on the mounting surface 32a of the chuck top 32 by the bolt 37, and the semiconductor device 38 is arranged in the concave portion 36a provided in the central portion of the upper surface of the device holder 36. To be done.

【0026】上記のように、本実施例の試験装置におい
ては、半導体ウエハ上のチップの検査が行われるとき
は、チャックトップ32の載置面32aがそのまま被検
査体としての半導体ウエハ34を載置する面として用い
られ、プローバ18にはウエハ検査用のプロービングカ
ード26が取付され、テストヘッド10には該プロービ
ングカード26に対応したパフォーマンスボード14が
取付され、半導体デバイスの検査が行われるときは、チ
ャックトップ32の載置面32a上に被検査体としての
半導体デバイス38を保持するためのデバイス保持具3
6が取付され、プローバ18にはデバイス検査用のプロ
ービングカード40が取付され、テストヘッド10には
該プロービングカード40に対応したパフォーマンスボ
ード42が取付される。
As described above, in the test apparatus of this embodiment, when the chips on the semiconductor wafer are inspected, the mounting surface 32a of the chuck top 32 is used as it is to mount the semiconductor wafer 34 as the inspection object. When the semiconductor device is inspected, the prober 18 has a probing card 26 for wafer inspection attached thereto, and the test head 10 has a performance board 14 corresponding to the probing card 26 attached thereto. A device holder 3 for holding a semiconductor device 38 as a device under test on the mounting surface 32a of the chuck top 32.
6, a probing card 40 for device inspection is attached to the prober 18, and a performance board 42 corresponding to the probing card 40 is attached to the test head 10.

【0027】なお、本実施例の試験装置におけるテスト
ヘッド10は、図8に示すような可動型または図9に示
すような固定型のいずれでもよい。テストヘッド10が
可動型の場合はプローバ18が固定型となり、テストヘ
ッド10が固定型の場合はプローバ18が可動型に構成
される。このように、テストヘッド10とプローバ18
は、少なくともいずれか一方が可動型に構成され、相互
に接続・分離できるようになっている。そして、テスト
ヘッド10においては、支柱12からネジ16を外すこ
とでパフォーマンスボード14,42の交換を簡単に行
うことができ、プローバ18においては、支持板28か
らリングインサート24を外し、リングインサート24
からボルト30を外すことでプロービングカード26,
40の交換を簡単に行えるようになっている。このよう
なパフォーマンスボードおよびプロービングカードの交
換はマニュアル操作で行われることになる。もっとも、
マニュアル操作型に代えて、ロボットを用いる慣用の自
動交換機構を設けることも可能である。
The test head 10 in the test apparatus of this embodiment may be either a movable type as shown in FIG. 8 or a fixed type as shown in FIG. When the test head 10 is a movable type, the prober 18 is a fixed type, and when the test head 10 is a fixed type, the prober 18 is a movable type. In this way, the test head 10 and the prober 18
At least one of them is configured to be movable so that they can be connected and separated from each other. In the test head 10, the performance boards 14 and 42 can be easily replaced by removing the screws 16 from the support columns 12. In the prober 18, the ring insert 24 is removed from the support plate 28 and the ring insert 24 is removed.
Remove the bolt 30 from the probing card 26,
40 can be easily replaced. Such replacement of the performance board and probing card will be performed manually. However,
Instead of the manual operation type, it is possible to provide a conventional automatic exchange mechanism using a robot.

【0028】本実施例の試験装置において、チャックト
ップ32の載置面32a上に半導体ウエハ34を載置し
て位置決めする操作、およびデバイス保持具34の凹部
34a内に半導体デバイス38を装填して位置決めする
操作は、被検査体自動装填機構およびチャックトップ駆
動機構によって行われる。
In the test apparatus of this embodiment, the semiconductor wafer 34 is placed and positioned on the placement surface 32a of the chuck top 32, and the semiconductor device 38 is loaded in the recess 34a of the device holder 34. The positioning operation is performed by the inspection subject automatic loading mechanism and the chuck top drive mechanism.

【0029】図4につき、本実施例における被検査体自
動装填機構およびチャックトップ駆動機構の構成および
動作を概略的に説明する。チャックトップ32は、昇降
機構50を介してステージ52に支持されている。ステ
ージ52は、チャックトップ32をX方向に移動させる
ためのX方向駆動機構52a,チャックトップ32をY
方向に移動させるためのY方向駆動機構52b、および
チャックトップ32を回転移動させるためのθ方向駆動
機構52cを備えている。
With reference to FIG. 4, the structure and operation of the automatic loading mechanism for the object to be inspected and the chuck top drive mechanism in this embodiment will be schematically described. The chuck top 32 is supported by the stage 52 via an elevating mechanism 50. The stage 52 has an X-direction drive mechanism 52a for moving the chuck top 32 in the X direction and a Y-direction for the chuck top 32.
A Y-direction drive mechanism 52b for moving the chuck top 32 and a θ-direction drive mechanism 52c for rotating the chuck top 32 are provided.

【0030】ステージ52は、X方向駆動機構52aに
よりXレール53上を自走することで、検査部CE、位
置検出部PBおよびローディング部LDの3つのステー
ションへ移動できるようになっている。
The stage 52 can move to three stations of the inspection section CE, the position detection section PB and the loading section LD by self-propelled on the X rail 53 by the X-direction drive mechanism 52a.

【0031】先ず、ローディング部LDにおいて、被検
査体がチャックトップ32上にロードされる。被検査体
が半導体ウエハ34上のチップのときは、ウエハローダ
54がチャックトップ32の載置面32a上に半導体ウ
エハ34を載置する。被検査体が半導体デバイス38の
ときは、デバイスローダ56がチャックトップ32上に
取付されたデバイス保持具36の凹部36a内にデバイ
ス38をセットする。これら被検査体としての半導体ウ
エハ34、半導体デバイス38は、それぞれトレイまた
はスタック等からなるウエハ供給部58,デバイス供給
部60より供給される。
First, in the loading section LD, the object to be inspected is loaded on the chuck top 32. When the object to be inspected is a chip on the semiconductor wafer 34, the wafer loader 54 mounts the semiconductor wafer 34 on the mounting surface 32 a of the chuck top 32. When the device under test is the semiconductor device 38, the device loader 56 sets the device 38 in the recess 36 a of the device holder 36 mounted on the chuck top 32. The semiconductor wafer 34 and the semiconductor device 38 as these inspected objects are supplied from a wafer supply unit 58 and a device supply unit 60, which are trays or stacks, respectively.

【0032】上記のようにして被検査体(34,38)
がチャックトップ32上に直接またはデバイス保持具3
6を介してロードされたなら、次にステージ52は位置
検出部PBへ移動する。この位置検出部PBにおいて、
ステージ52の上方にカメラ62が配設されており、こ
のカメラ62によって被検査体(34,38)の所定目
印(所定のパッドまたは所定の端子ピン等)が撮像され
る。カメラ62より出力された被検査体画像信号はCP
U64に取り込まれ、CPU64において画像処理によ
り被検査体(34,38)の配置位置が割り出され、
X、Y、Z、θの各方向における基準位置に対する誤差
つまり位置ずれ量も割り出される。この画像処理を行う
ためのプログラムはROM66に格納されている。ま
た、RAM68には、CPU64に取り込まれた画像信
号が格納されるほか、CPU64の演算処理データや基
準位置データ等も格納される。
The object to be inspected (34, 38) as described above
Directly on the chuck top 32 or the device holder 3
Once loaded via 6, the stage 52 then moves to the position detector PB. In this position detector PB,
A camera 62 is arranged above the stage 52, and a predetermined mark (a predetermined pad, a predetermined terminal pin, or the like) of the inspection object (34, 38) is imaged by the camera 62. The inspected image signal output from the camera 62 is CP
It is taken in by U64, and the arrangement position of the inspected object (34, 38) is determined by the image processing in the CPU 64,
An error with respect to the reference position in each of the X, Y, Z, and θ directions, that is, a position shift amount is also calculated. A program for performing this image processing is stored in the ROM 66. Further, the RAM 68 stores the image signal taken in by the CPU 64, and also stores the arithmetic processing data of the CPU 64, the reference position data, and the like.

【0033】CPU64は、割り出した位置ずれ量に基
づき、被検査体(34,38)の位置を補正するための
制御を行う。この制御のため、所定のインタフェースを
介して昇降機構50,ステージ52のX方向駆動機構5
2a,Y方向駆動機構52bおよびθ方向駆動機構52
cに各方向についての位置補正信号を与える。このよう
な位置補正によって、検査部CEにおいてステージ52
ないしチャックトップ32上の被検査体(34,38)
はプローバ18に対して正確に位置合わせされる。その
結果、図1および図2に示すように、被検査体(34,
38)の各端子(パッド、端子ピン)がそれと対応する
接触子(プローブピン26c、ポゴピン40a)に正し
く接触することになる。
The CPU 64 performs control for correcting the position of the object (34, 38) to be inspected based on the calculated amount of positional deviation. For this control, the elevating mechanism 50 and the X-direction driving mechanism 5 for the stage 52 are connected via a predetermined interface.
2a, Y-direction drive mechanism 52b and θ-direction drive mechanism 52
A position correction signal for each direction is given to c. By such position correction, the stage 52 in the inspection unit CE is
Or the object to be inspected (34, 38) on the chuck top 32
Are precisely aligned with the prober 18. As a result, as shown in FIG. 1 and FIG.
38) Each terminal (pad, terminal pin) correctly contacts the corresponding contact (probe pin 26c, pogo pin 40a).

【0034】なお、テスタ本体69には、チップ検査用
のソフトウェアとデバイス検査用のソフトウェアが組み
込まれており、被検査体(34,38)に応じて検査ソ
フトウェアが切り換えられるようになっている。また、
検査部CEの付近には、検査済みの被検査体(34,3
8)をチャックトップ32またはデバイス保持具36か
ら取り出すアンローディング部等(図示せず)も設けら
れている。
The tester main body 69 incorporates chip inspection software and device inspection software, and the inspection software can be switched according to the inspection object (34, 38). Also,
In the vicinity of the inspection section CE, the inspected object (34, 3
An unloading unit or the like (not shown) for taking out 8) from the chuck top 32 or the device holder 36 is also provided.

【0035】上記のように、本実施例の試験装置では、
チップ検査またはデバイス検査に際して、デバイス保持
具36が取付けまたは取外しされ、プロービングカード
(26,40)およびパフォーマンスボード(14,4
2)が交換されるだけで、チャックトップ32、ステー
ジ52、テストヘッド10、プローバ18の支持部(2
4,28)等は両検査に共通に用いられる。これによっ
て、デバイス検査もチップ検査と同様に自動式で行わ
れ、従来のように検査員がマニュアル操作でデバイスを
ソケットに差し込む作業は不要となっている。
As described above, in the test apparatus of this embodiment,
For chip inspection or device inspection, the device holder 36 is attached or detached, and the probing card (26, 40) and the performance board (14, 4) are attached.
2) is replaced, and the chuck top 32, the stage 52, the test head 10, and the support portion (2) of the prober 18 are replaced.
4, 28) etc. are commonly used for both examinations. As a result, the device inspection is also performed automatically like the chip inspection, and it is not necessary for the inspector to manually insert the device into the socket as in the conventional case.

【0036】以上、本発明の好適な一実施例について説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
く、その技術的思想の範囲内で種々の変形、変更が可能
である。たとえば、上記した実施例では、半導体デバイ
ス38の検査のための接触子としてポゴピン40aを用
いたが、図5に示すように、プローブピン70を用いる
ことも可能である。また、図5に示すように、デバイス
保持具36の上面に凸面部36dを設けることで、その
内側にデバイス38を収容保持する凹部36aが形成さ
れる構造とすることも可能である。また、デバイス38
の位置を規制する突起部36bを設けた場合は、凹部3
6aまたは凸面部36dを省略することも可能である。
また、図6に示すように、デバイス保持具36に複数の
デバイス38を保持させる構造とすることも可能であ
る。
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea thereof. For example, in the above-described embodiment, the pogo pin 40a is used as the contact for inspecting the semiconductor device 38, but it is also possible to use the probe pin 70 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5, by providing a convex surface portion 36d on the upper surface of the device holder 36, a concave portion 36a for accommodating and holding the device 38 can be formed inside thereof. Also, the device 38
When the protrusion 36b for restricting the position of the
It is also possible to omit 6a or the convex portion 36d.
Further, as shown in FIG. 6, the device holder 36 may be configured to hold a plurality of devices 38.

【0037】また、上記実施例では、パッケージ化され
た電気部品として、パッケージより四方に端子ピンが突
出するQFPタイプの半導体デバイスを例にとったが、
種々の半導体デバイスその他の電気部品に対してもデバ
イス保持具およびプロービングカード等を変形すること
で対応できる。たとえば、パッケージの底面からマトリ
クス状に多数の端子ピンが突出するような半導体デバイ
スに対しては、図7に示すような構成が可能である。図
7において、デバイス保持具36の凹部36aの底面は
平坦に形成され、この中に半導体デバイス72が仰向け
になって、つまりマトリクス配列の端子ピンを上方に向
けて配置される。このような半導体デバイス72に対す
るプロービングカード74はソケット型に構成され、接
触子として雌ピン76が設けられるとともに、検査終了
後に各雌ピン76と各端子ピン72aとを分離するため
の弾圧部材78が設けられる。
Further, in the above-mentioned embodiment, as the packaged electric component, a QFP type semiconductor device in which the terminal pins are projected from all sides of the package is taken as an example.
Various semiconductor devices and other electric components can be dealt with by modifying the device holder, the probing card, and the like. For example, for a semiconductor device in which a large number of terminal pins project in a matrix from the bottom surface of the package, the configuration shown in FIG. 7 can be used. In FIG. 7, the bottom surface of the concave portion 36a of the device holder 36 is formed flat, and the semiconductor device 72 is placed in the upside thereof, that is, the terminal pins of the matrix arrangement are arranged upward. The probing card 74 for such a semiconductor device 72 is of a socket type, and is provided with a female pin 76 as a contactor, and also has an elastic member 78 for separating each female pin 76 and each terminal pin 72a after the inspection is completed. It is provided.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の試験装置
によれば、半導体ウエハ上のチップの検査を行うとき
は、載置台の載置面に半導体ウエハを載置してチップ検
査用の接触子手段を介してチップとテスタとの電気的接
続を形成し、パッケージ化された電気部品の検査を行う
ときは、載置台上に保持部材を着脱可能に取り付けて該
保持部材に電気部品を配置して電気部品検査用の接触子
手段を介して該電気部品とテスタとの電気的接続を形成
するようにしたので、装置一台でチップ検査もデバイス
検査も載置台を利用して自動式で行うことが可能であ
り、検査員の煩わしいマニュアル操作が不要になるとと
もに、検査コストの低減、試験装置の設置スペースの節
約化等をはかることができる。
As described above, according to the test apparatus of the present invention, when the chips on the semiconductor wafer are inspected, the semiconductor wafer is mounted on the mounting surface of the mounting table for chip inspection. When the electrical connection between the chip and the tester is formed through the contactor means and the packaged electric component is inspected, the holding member is detachably attached on the mounting table and the electric component is attached to the holding member. Since the electrical connection between the electric component and the tester is formed by arranging them and the contactor means for inspecting the electric component, both the chip inspection and the device inspection are automatically performed by using the mounting table with one device. It is possible to reduce the inspection cost, save the installation space of the test equipment, and the like, while eliminating the need for the manual operation of the inspector.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】半導体デバイスの検査を行うときの本発明の一
実施例における試験装置の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a test apparatus according to an embodiment of the present invention when inspecting a semiconductor device.

【図2】半導体ウエハ上のチップの検査を行うときの実
施例における試験装置の構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a test apparatus in an example when inspecting chips on a semiconductor wafer.

【図3】実施例におけるチャックトップおよびデバイス
保持部材の構成を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a chuck top and a device holding member in an example.

【図4】実施例における試験装置のシステム構成を示す
ブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration of a test apparatus in an example.

【図5】実施例におけるデバイス保持部材およびプロー
ビングカードの一変形例を示す略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a modified example of the device holding member and the probing card in the example.

【図6】実施例におけるデバイス保持部材の別の一変形
例の構造を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing the structure of another modification of the device holding member according to the embodiment.

【図7】実施例におけるデバイス保持部材およびプロー
ビングカードの他の変形例を示す略断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing another modified example of the device holding member and the probing card in the example.

【図8】ウエハ試験装置の典型的な外観構成を示す略斜
視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a typical external configuration of a wafer test apparatus.

【図9】高速型ウエハ試験装置の外観構成を示す略斜視
図である。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing an external configuration of a high-speed wafer test apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 テストヘッド 14 パフォーマンスボード 18 プローバ 26 プロービングカード 32 チャックトップ 34 半導体ウエハ 36 デバイス保持具 38 半導体デバイス 40 プロービングカード 42 パフォーマンスボード 72 半導体デバイス 74 プロービングカード 10 Test Head 14 Performance Board 18 Prober 26 Probing Card 32 Chuck Top 34 Semiconductor Wafer 36 Device Holder 38 Semiconductor Device 40 Probing Card 42 Performance Board 72 Semiconductor Device 74 Probing Card

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検査体を載置台上に配置し、テスタに
電気的に接続された接触子手段を前記被検査体の端子に
接触させ、前記テスタにより前記接触子手段を介して前
記被検査体の電気的特性を検査するようにした試験装置
において、 第1の被検査体としての半導体ウエハ上のチップを検査
する際に前記半導体ウエハを載置するための載置面を前
記載置台に形成するとともに、第2の被検査体としての
パッケージ化された電子部品を試験する際に前記電子部
品を保持するための保持部材を前記載置台上に着脱可能
に取り付けるようにし、前記半導体ウエハ上のチップに
対応した第1の接触子手段または前記電子部品に対応し
た第2の接触子手段を選択的に前記テスタに接続するよ
うに構成したことを特徴とする試験装置。
1. An object to be inspected is placed on a mounting table, contact means electrically connected to a tester is brought into contact with a terminal of the object to be inspected, and the tester causes the object to be in contact via the contact means. In a test apparatus configured to inspect electrical characteristics of an inspection object, a mounting surface for mounting the semiconductor wafer when inspecting a chip on a semiconductor wafer as a first inspection object is the mounting table. And a holding member for holding the electronic component when testing the packaged electronic component as the second object to be inspected so as to be detachably attached to the mounting table. A test apparatus configured to selectively connect a first contactor unit corresponding to the upper chip or a second contactor unit corresponding to the electronic component to the tester.
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