JPH07225255A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造工程において、複雑な物流
を回避し自動搬送化を可能にする半導体製造装置を提供
する。 【構成】 半導体製造装置１０は、中央にセンターステ
ーション１、その周囲にクラスタ状に配置されたハンド
ラ８などの処理ユニット２を備える。搬送路４からの半
導体装置ｓは、Ｉ／Ｏユニット３を介して半導体製造装
置１０内に取り込まれ、センターステーション１のチャ
ンバストッカ５内に保管される。チャンバストッカ５の
外側にはハンドリングロボット６が設置され、Ｉ／Ｏユ
ニット３か、チャンバストッカ５間の半導体装置ｓの運
搬と、各ハンドラ８への半導体装置引き渡しを受け持
つ。センターステーション１にはテスタ９ａが設置さ
れ、各ハンドラ８は、テスタ９ａより各ハンドラ８に対
して延びる特性測定用ソケット９ｂに対して半導体装置
ｓを装着し、検査結果に応じて分類する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造装置に
関し、特にパッケージング後の半導体装置の各種特性を
測定検査する半導体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、組立完了された半導体装置は、
出荷に先立ち各端子間の結線状態、固有欠陥の有無、各
温度環境下での電気的特性など、各種特性についての測
定・検査、信頼性試験がなされ、これらの検査工程を通
過した半導体装置のみ製品として出荷されている。図６
は、組立終了から梱包に至るまでの間に半導体装置が受
ける検査工程の構成および流れを示したものである。

【０００３】その流れを概略的に説明すると、まず組立
工程の最後において、パッケージング後、リード曲げ成
形された半導体装置は、トレイにマトリックス状に収納
されて、検査工程へと送り込まれる。

【０００４】検査工程では、上記トレイを各種の測定装
置に搬送し、所定の測定・検査を行う。図示した検査工
程では、まず組立工程で結線不良がないか否かの各端子
のオープン／ショートを測定し、ここで不良品と良品を
分類する。このオープン／ショート測定は、各トレイか
ら半導体装置を１個づつ取り出して、テスタの測定用ソ
ケットに半導体装置をセットし、半導体装置に所定の電
気信号を入力し、その出力状況を測定することにより良
否判定するものである。

【０００５】この測定にパスした半導体装置は、良品用
トレイに収納されてバーンイン工程に搬送される。バー
ンイン工程では、固有欠陥や潜在的不良要因を顕在化さ
せるため、半導体装置に対して温度および電圧ストレス
を加えるスクリーニング処理が行われ、この後、半導体
装置は常温選別工程に引き渡される。

【０００６】常温選別測定は、常温環境下での半導体装
置の電気的特性を測定するものであり、ここで良品と判
定された半導体装置は、再び良品用トレイに収納され
て、次の低温選別工程および高温選別工程へと搬送され
る。これらの選別工程は、半導体装置の低温環境下およ
び高温環境下での電気的特性を検査するものであって、
常温選別測定同様、不良品を排除した後、特性レベル毎
に分類される。

【０００７】分類された半導体装置は、その後、マーク
が付けられ、リード検査および外観検査を経て、合格と
判定されたものだけテーピングが行われ、最終的には梱
包されて出荷されることになる。

【０００８】図７に、上述した検査を実施する代表的な
装置レイアウトを示す。図示するように、オープン／シ
ョート測定工程や温度選別工程などの各検査工程におい
てその設備構成は、測定検査を行うテスタ９と、テスタ
９に対し半導体装置をセットするハンドラ８と、検査終
了後の半導体装置をテスタ９を取り外し、テスト結果に
基づいて半導体装置を分類するもう１台のハンドラ８と
によって構成されており、ハンドラ８によるワークセッ
ト・リセット時間をできるだけ短縮させ、検査効率を高
めるような配慮がなされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな設備構成では、後工程での検査処理能力との兼ね合
いなどによって、検査工程間に検査待ち状態の半導体装
置が多く滞留したりするために、ベルトコンベヤなどを
用いた、いわゆる自動搬送化が難しく、現状では、各検
査工程をジョブショップ形式に独立させて、主に人手よ
る物流に頼っている。このため、現在の検査システムで
は、半導体装置の搬送に多くの人手を要し、搬送ミス等
の恐れもあり非効率であるという問題がある。

【００１０】本発明は、かかる現状に鑑みなされるもの
であって、前述したような複雑な物流を回避でき自動搬
送化を可能にする半導体製造装置を提供することを目的
とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による半導体製造装置は、半導体製造装置の
中央に位置し、測定前後の前記半導体装置を一時保管す
る保管手段、および前記保管手段に対して半導体装置を
出し入れするハンドリング手段を有するセンターステー
ションと、前記半導体装置の特性を検査する検査手段
と、前記センターステーションの周囲にクラスタ状に配
置され、前記ハンドリング手段から引き渡された半導体
装置を前記検査手段に齎す半導体処理手段とを備えたこ
とを特徴としている。

【００１２】

【作用】ハンドラなどの半導体処理手段をクラスタ状に
配置し、その中央に検査前後の半導体装置を一時的に保
管するセンターステーションを設けたことにより、物流
調整が可能になり、後検査工程への搬送の自動化が可能
になる。

【００１３】

【実施例】図面を参照しながら本発明による半導体製造
装置を以下、説明する。図１は、第１実施例としての半
導体製造装置（クラスタツール）１０を複数設置した検
査設備のレイアウトを示すものである。この図からも明
らかなように、本実施例による検査工程は、オープン／
ショート測定工程、バーンイン工程、常温選別工程、低
温選別工程、高温選別工程、マーキング工程、およびテ
ーピング工程から構成され、各工程を受け持つ各半導体
製造装置１０それぞれが、半導体装置ｓ（図２）を一時
的に保管するセンターステーション１を備える。また、
このセンターステーション１の周囲には、ワークを検査
測定用ソケット（図示せず）に装着するハンドラなどの
各処理ユニット２がクラスタ状に配置される。

【００１４】処理ユニット２の他、センターステーショ
ン１の外側にはＩ／Ｏユニット３も設置される。このＩ
／Ｏユニット３は、本半導体製造装置１０への検査前半
導体装置の供給および検査終了後の半導体装置の後工程
への搬出を掌るものであって、本設備においては各検査
工程のＩ／Ｏユニット３同士は、共通の搬送路４によっ
て接続される。搬送路４は、図示するように、無端の巡
回ベルトコンベアとして構成され、前記オープン／ショ
ート測定工程よりも上流側であってかつテーピング工程
よりも下流側には、半導体装置を搬送路４に投入すると
共にテーピングされた半導体装置を搬送路４から払い出
す工程が設置されている。

【００１５】図１に示した半導体製造装置１０の一構造
例を図２に示す。六角柱状のセンターステーション１の
内部には、測定検査前後の半導体装置ｓを保管するチャ
ンバストッカ５が設置され、その外側にはチャンバスト
ッカ５周りを円周方向に移動可能なハンドリングロボッ
ト６が設けられる。チャンバストッカ５には、図示する
ように半導体装置ｓを収納するための多数のチャンバ５
ａが設けられており、測定前後の半導体装置ｓを適当な
チャンバ５ａ内に収納保管できるようになっている。

【００１６】ハンドリングロボット６は、チャンバスト
ッカ５の高さ方向に移動可能なマウント６ａを備えてお
り、Ｉ／Ｏユニット３を介して搬送路４より搬入された
トレイ７より半導体装置ｓを、チャンバストッカ５に一
時収納するとともに、適宜、チャンバストッカ５より検
査測定前の半導体装置ｓを引き出し、ハンドラ８に引き
渡す。またハンドリングロボット６は、検査終了後の半
導体装置ｓをハンドラ８より受け取り、そのままＩ／Ｏ
ユニット３に搬送したり、或いはストッカ５の所定のチ
ャンバ５ａに収納保管させる動作も行う。

【００１７】本実施例によれば、搬入された半導体装置
ｓを検査する検査装置９は、その本体部分９ａ（テスタ
と呼ぶ）がセンターステーション１に、テスタ９ａに電
気的に接続される特性測定用ソケット９ｂが各ハンドラ
８にそれぞれ設置される。上述したハンドラ８は、ハン
ドリングロボット６から引き渡された半導体装置ｓを特
性測定用ソケット９ｂに装着する動作と、測定検査後に
おいてソケット９ｂより半導体装置ｓを取り外し、測定
結果に基づいて半導体装置を仕分けする動作を行う。こ
のように、テスタ９を半導体製造装置１０の中央に配置
し、各ハンドラ８に対して特性測定用ソケット９ｂを放
射状に配置したことにより、各ハンドラ８に設置された
特性測定用ソケット９ｂとテスタ９との間の距離をそれ
ぞれ等しくすることができ、ハンドラ８間における半導
体装置の検査条件を等しくできることになる。加えて、
検査装置１台に２台のハンドラという従来の設備レイア
ウトに代わって、１台の検査装置に多数台のハンドラと
いう構成をとることができ、テスタの稼働率アップかつ
省スペース化を図ることができる。

【００１８】なお、検査装置９の設置場所については、
上述した実施例に限定されるものではない。図３は、ハ
ンドラ８の外側に検査装置９を隣接して設置した、本発
明の第２実施例を示している。このように各ハンドラ８
の外方に検査装置９を配置すると、ハンドラ数と検査装
置数との比率を１：１にでき、設置レイアウトに柔軟性
を持たせることができる。

【００１９】また、チャンバストッカ５は、半導体装置
ｓを保管するだけではなく、例えば高温環境下での電気
的特性を検査する高温選別工程においては、図３に示す
ように測定に先立ち、半導体装置を予熱するヒータ１２
を備えても良く、また、低温選別工程においては、チャ
ンバストッカ５にドライエアーをパージし、測定の際の
半導体装置表面の結露発生を防止するエア供給装置１３
を設けても良い。これにより、従来、ハンドラ側で受け
持っていた加熱や換気などの予備処理を、保管の状態で
行うことができ、ハンドラ自体の構造をシンプルにで
き、またハンドリング時間を短縮することができる。

【００２０】以上説明したように、センターステーショ
ン１を中心として、その周りにハンドラ８を配置したこ
とにより、ハンドリングロボット６は、１つのハンドラ
８への半導体装置引き渡しが終了したならば、次のハン
ドラ８へと移動して同じ作動を繰り返すといったよう
に、遊休することなく効果的に半導体装置ｓをハンドリ
ングすることができ、従来よりも格段に単位時間当たり
の検査処理数を増加することができる。また、この半導
体製造装置１０は、その中央に検査前後の半導体装置ｓ
を保管するチャンバストッカ５を備えているために、後
工程に供給するワークの数を、その検査工程の処理能力
に合わせて適宜調整することができ、搬送路４には、次
の検査工程に対し良品トレイおよび不良品トレイをそれ
ぞれ分別した状態で送ることも可能なため、搬送を自動
化することができる。

【００２１】図４に、図１に示す設備レイアウトよりも
生産規模の小さなレイアウトを示す。図１に示す検査設
備が、１検査工程につき１台の半導体製造装置１０を設
けているのに対し、図示する設備は、１台の半導体製造
装置１０で複数の検査工程を賄うように構成されてい
る。すなわち、最初の検査工程では、オープン／ショー
ト測定工程とバーンイン工程が結合され、センターステ
ーション１周りには、半導体装置のオープン／ショート
状態を検査測定する２台の処理ユニット２（ハンドラと
特性測定用ソケット）が配置され、検査後の半導体装置
はハンドラ８によってバーンイン用トレイ（図示せず）
に収納された後、半導体装置に対し温度および電圧スト
レスを課すバーンイン装置１１に送り込まれる。そし
て、所定時間に亙るストレス印加後の半導体装置は、ハ
ンドラ８によってバーンイン用トレイから取り外された
後、センターステーション１に供給され、最終的にはＩ
／Ｏユニット３を介して常温選別工程に送り込まれるこ
とになる。なお、このように１台の半導体製造装置１０
で複数の検査工程を賄うようにしたユニットは、本レイ
アウトでは、図示するように製品払い出し前のテーピン
グ、リード／外観検査およびマーキングの各工程に対し
ても同様に適用されている。このように、１台の半導体
製造装置１０に対し複数の検査工程を賄わせることによ
り、トータルとしての装置設置数を減少でき、検査設備
としては検査処理数に合わせて柔軟性に富みかつ検査設
備自体の低価格化を実現することができる。

【００２２】図５は、上述した実施例と異なり、更に生
産規模を小さくし、かつ各Ｉ／Ｏユニット３間を連結す
る搬送路を省いた検査設備レイアウトを示す。

【００２３】本実施例によれば、図示するように一連の
検査工程が、前半部分と後半部分に二分され、一方のセ
ンターステーション１に、Ｉ／Ｏユニット３の他、オー
プン／ショート測定工程、バーンイン工程、常温選別工
程、低温選別工程および高温選別工程の処理ユニット２
（検査装置、ハンドラなど）がクラスタ状に配置され、
他方のセンターステーション１周囲には、Ｉ／Ｏユニッ
ト３、マーキング工程およびテーピング工程の処理ユニ
ット２がクラスタ状に配置される。このように、センタ
ーステーション１周りに複数の工程処理ユニットを凝縮
して設置することで、各検査工程間の搬送距離および搬
送時間を格段に短縮することができる。また、このよう
な配置形態は、変化する生産規模に合わせて１検査工程
当たりの処理ユニットを増減調整し、図１や図４の設備
レイアウトにも変えることができる。したがって、拡張
性に富みかつその標準化効果によって設備の低価格化も
実現可能である。

【００２４】以上、本発明による半導体検査装置を、ハ
ンドラを処理ユニットとする測定工程を含む検査装置に
例示して説明したが、各図に示すようにリード検査工
程、マーキング検査工程など、物流形態が同様な物につ
いても上述したのと同様な効果を奏することができる。

【００２５】また、本検査装置の採るレイアウトは、検
査工程に限定されることはなく、例えばダイシング工程
など、他の半導体装置製造工程にも同様に適用すること
ができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センターステーションに検査前後の半導体装置を一時的
に保管できるようにしたため、後工程への物流調整が容
易になり、搬送の自動化が可能になる。また、ハンドラ
や検査装置などの処理ユニットをセンターステーション
周りにクラスタ状に配置することにより、単位時間当た
りの半導体装置ハンドリング数を格段に増やすことがで
き、更に処理ユニット間の半導体装置搬送時間を短縮す
ることができ、検査処理能力を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による半導体製造装置を設置し
た検査設備レイアウトの平面図である。

【図２】図１の検査設備を構成する半導体製造装置の斜
視図である。

【図３】第２実施例としての半導体製造装置の斜視図で
ある。

【図４】図１の変形例としての検査設備レイアウトの平
面図である。

【図５】図４の変形例としての検査設備レイアウトの平
面図である。

【図６】半導体装置の製造方法を示すフローチャート図
である。

【図７】従来の半導体製造装置レイアウトを示す平面図
である。

【符号の説明】 １…センターステーション ２…処理ユニット ３…Ｉ／Ｏユニット ４…搬送路 ５…チャンバストッカ（保管手段） ６…ハンドリングロボット（ハンドリング手段） ７…トレイ ８…ハンドラ（半導体処理手段） ９…検査装置 ９ａ…テスタ ９ｂ…特性測定用ソケット １０…半導体製造装置 １１…バーンイン装置 １２…ヒータ １３…エア供給装置 ｓ…半導体装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッケージングされた半導体装置の各種
   特性を測定検査する半導体製造装置であって、 前記半導体製造装置の中央に位置し、測定前後の前記半
   導体装置を一時保管する保管手段、および前記保管手段
   に対して半導体装置を出し入れするハンドリング手段を
   有するセンターステーションと、 前記半導体装置の特性を検査する検査手段と、 前記センターステーションの周囲にクラスタ状に配置さ
   れ、前記ハンドリング手段から引き渡された半導体装置
   を前記検査手段に齎す半導体処理手段と、を備えたこと
   を特徴とする半導体製造装置。
2. 【請求項２】 前記保管手段は、測定に先立って保管さ
   れた半導体装置を加熱する加熱手段を備えたことを特徴
   とする請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 【請求項３】 前記保管手段は、特定のガス雰囲気中で
   半導体装置を保管するガス供給手段を備えたことを特徴
   とする請求項１に記載の半導体製造装置。
4. 【請求項４】 前記半導体処理手段は、測定結果に基づ
   いて半導体装置を分類するハンドラを有することを特徴
   とする請求項１に記載の半導体製造装置。
5. 【請求項５】 前記検査手段は、前記センターステーシ
   ョンに配置されたテスタと、前記テスタに接続され各ハ
   ンドラに対応して設けられる特性測定用ソケットを備え
   たことを特徴とする請求項４に記載の半導体製造装置。
6. 【請求項６】 前記検査手段は、前記ハンドラに隣接し
   てその外側に設けられるテスタおよび前記テスタに接続
   される特性測定用ソケットを有することを特徴とする請
   求項４に記載の半導体製造装置。
7. 【請求項７】 更に、半導体装置に対して温度および電
   圧ストレスを課すバーンイン装置を有し、前記バーンイ
   ン装置は半導体処理手段に隣接して設置されることを特
   徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の半導体製造装置を複数
   備え、各半導体製造装置は半導体装置を搬送する搬送手
   段によって互いに接続されることを特徴とする半導体検
   査設備。