JPH08210881A

JPH08210881A - 検査方法及び検査装置

Info

Publication number: JPH08210881A
Application number: JP7041234A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hagiwara; 順一萩原
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Priority date: 1995-02-06
Filing date: 1995-02-06
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】被検査体、例えば半導体集積回路をパッケージ
ングしてなるデバイスを、所定の温度に加熱するための
温度補正を簡単にするとともに、被検査体の検査の精度
を向上する検査方法及び検査装置を提供すること。【構成】加熱装置５上の載置台２１に形成された凹部９
に、デバイス１０が２対載置される載置台２１下部に
は、加熱ユニット２０が備えられ、加熱ユニット２０は
制御部２８に接続される。一方のデバイス１０は、中心
部を加工して熱電対が埋め込まれ、もう一方のデバイス
１０は、デバイス１０の表面の放射率を測定するため
に、赤外線放射温度計２７がデバイス１０の上方に設置
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は検査方法及び検査装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に被検査体、例えば半導体集積回路
をパッケージした半導体デバイスの検査装置としては、
例えばデバイスプローバが知られている。この検査装置
で上記デバイスの電気的特性を検査する項目には、デバ
イスを加熱した状態で行うものがある。この検査装置に
は、当然のことながらデバイスを加熱するための加熱装
置が備えられている。このデバイスを検査する技術の一
つとして、特開昭６１−１０２５６７号公報に開示され
た技術がある。この技術は、搬送されるデバイスの下部
を所定温度に上昇させるのに必要な長さを有する下部加
熱板と、上記搬送するデバイスの上方で、上下方向に移
動可能に設けられた、上記デバイスの上部を加熱する上
部加熱板とを所定温度に加熱することによりデバイスを
加熱するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
集積回路を樹脂によりパッケージしたデバイスは、同一
の品種であっても、メーカーによりデバイスのサイズが
微妙に異なるので、現実には同一品種であっても、サイ
ズ面から複数種類のデバイスが存在していることにな
る。一方、電気的特性を検査されるデバイスのサイズが
異なれば、各デバイスのサイズに対応するためには、そ
の都度、そのデバイスの形状に対応した載置台を用意す
る必要があった。

【０００４】又、各デバイスの形状や種類が異なると、
デバイスの放熱面積或は熱容量或は熱伝導率が変化する
ので、この変化に対応して載置台を予め設定した一定温
度で加熱した際、デバイス中心部の温度は異なってしま
った。又、デバイスは外部が樹脂でモールドされている
ので、内部と表面とでは温度差が生じ、検査による結果
のバラツキが生じるという問題があった。

【０００５】又、デバイスの中心部の温度を測定し、加
熱装置の温度設定を行う場合、デバイスの中央部に熱電
対を埋め込み、温度センサーとしていたので、温度校正
を行う際はこの温度センサーを作成する作業に多大な時
間を費やしていた。本発明の目的は、各デバイスについ
て所定の温度に加熱するための温度補正を簡単にすると
ともに、被検査体の検査の精度を向上する検査方法及び
検査装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被検
査体を加熱された載置台に載置し、所定の温度に設定す
る検査方法であって、予め前記被検査体の内部温度及び
表面温度を測定して、前記内部温度と表面温度との相関
関係を求めて記憶し、この記憶値と前記被検査体の表面
温度の測定値とにより、前記被検査体の内部温度を所定
の温度に設定することを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、被検査体を加熱可能に
構成された載置台に載置し、前記被検査体を所定の温度
に設定する検査方法であって、予め測定された前記被検
査体を載置台に載置し、被検査体が実質的に同一の温度
に設定される時間及び載置台温度と実質的に同一の温度
に設定される被検査体の内部温度と表面温度とのデータ
に基づき、前記被検査体を載置台に載置し、少なくとも
前記時間の経過の後、前記被検査体の表面温度を測定
し、前記被検査体の内部温度が所定の温度に設定される
よう、前記載置台の加熱量を設定することを特徴とす
る。

【０００８】請求項３の発明は、被検査体を加熱された
載置台に載置し、所定の温度に設定する検査装置であっ
て、予め前記被検査体の内部温度及び表面温度を測定し
て求められた、前記内部温度と表面温度との相関式ある
いは対比値を記憶する手段と、この記憶式あるいは値に
基づいて、被検査体の表面温度のみの検出した値によ
り、被検査体の内部温度を算出し、その内部温度を所望
の温度に設定するために載置台の加熱量を設定する手段
とを具備したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】被検査体を所定の温度に設定する際に、被検査
体を加熱された載置台に載置し、予め被検査体の内部温
度及び表面温度を測定し、その内部温度と表面温度との
相関関係を求めて記憶し、被検査体の表面温度の測定に
より、被検査体の内部温度を所定の温度に設定するの
で、温度校正作業に要する時間を短縮できる。

【００１０】

【実施例】本発明を、パッケージングされた半導体集積
回路チップの検査に適用した一実施例について、添付図
面に基づいて述べる。図１及び図２に示す様に、被検査
体例えば半導体集積回路チップを、フラットパッケージ
ングしてなるデバイス１０（以下デバイス）の検査装置
は、以下の様に構成されている。装置の正面側（図１で
は裏側）には、上記デバイス１０を一時収納するための
４個のトレー載置部（１〜４）が一方向、例えばＸ方向
に沿って配置されている。各トレー載置部（１〜４）は
垂直方向（Ｚ方向）に複数枚のトレー２９が積み重なっ
て設けられる様に構成されている。

【００１１】前記トレー載置部１，２の奥側（図１では
手前側）には、これら載置部１，２に対向して、デバイ
ス１０を加熱するための加熱装置５が設けられている。
加熱装置５の横には、検査前の上記デバイスを整列する
ための供給用整列部６及び収納用整列部７が、一体的に
Ｘレール８にガイドされつつ、図示しない駆動機構によ
りＸレール８上をＸ方向に移動する様に備えられてい
る。そして、前記整列部６，７の上面には上記デバイス
１０を、例えば４個収納するための凹部９を備えてい
て、この中にデバイス１０がロボットハンド（図示せ
ず）により保持され自動的に搬入されると、デバイス１
０は自動的に水平姿勢で所定の向きにアライメント（位
置合わせ）される構造になっている。例えば、上記凹部
９の入口側部は、拡大したテーパが設けられ、底部は上
記フラットパッケージの外形に構成される。

【００１２】トレー載置部１，２上のトレー内４個のデ
バイス１０は、４個の吸着保持部１１を備えた搬送機構
であるローダ１２により、４個同時に自動的に加熱装置
５に移載されて加熱される。例えば上記トレー２９、供
給用整列部６、加熱装置５などのデバイス１０の配列ピ
ッチは同一であることが自動化においてミスハンドリン
グがない。そしてデバイス１０は上記加熱装置５で予め
定められた所定温度に加熱された供給整列部６に、上記
ローダ１２により自動的に搬送される。

【００１３】また、前記整列部６，７の移動領域から、
トレー載置部１〜４とは反対側のＹ方向に離れて検査位
置が設けられ、この位置には円形状の保持体１３に保持
されたテスタと被検査デバイス１０とを電気的に接続す
るための、例えばソケット部１４が配設されている。こ
のソケット部１４は、デバイス１０の多数の各リード端
子１５が、各プローブと接触して、その下方の上記テス
タとの中継を行うためのテストヘッド（図示せず）にリ
ード端子１５を電気的に接続する役割を有するものであ
る。

【００１４】上記プロービング手段は、ソケット部１４
に限らず、プローブカードにプロ−ブ針列を設けた接触
構成にしてもよい。そして、この検査装置は、デバイス
１０を上面から保持し、このソケット部１４と整列部
６，７との間で、デバイス１０を搬送する搬送機構１６
を備えている。上記４個のデバイス１０が同時に電気的
特性の検査が行われたのち、デバイス１０は、上記搬送
機構１６により、収納用整列部７に搬送される。また、
前記ローダ１２と同様に４個の吸着保持部１７を備えた
アンローダ用搬送機構１８は、検査結果に応じて、例え
ば良品、不良品に区別して、検査済デバイス１０をトレ
ー載置部３，４に搬送するために設けられる。上記した
手順、各機構は総てコンピューターにより、予め定めら
れたプログラムで自動的に実行されるように構成されて
いる。

【００１５】次に図３を用いながら、図１の加熱装置５
について、さらに詳細に述べる。加熱装置５には、被検
査体、例えば半導体デバイス１０を載置するために導電
体、例えば金属のアルミニウムやステンレスなどからな
る載置板部１９と、この載置板部１９の下面側に着脱自
在に取り付けられた加熱ユニット２０とが備えられてい
る。このように、載置板部１９が電気的に接地された導
電体、例えば金属で構成されているので、デバイス１０
に静電気が帯電して素子を故障させるのを防止してい
る。

【００１６】そして、載置板部１９の表面部には、夫々
１個ずつのデバイス１０の収納される大きさに区割され
た、例えば多数の凹部９が、縦横に配列して形成され、
複数多数のデバイス１０が同時に加熱される様に構成さ
れている。図３は１個の被検査体デバイス１０を収納す
る部分を拡大して示している。この様に、個々の被検査
体１０を加熱する構成とすることで、複数のデバイス１
０を均一の温度に制御することができる。更に、上記凹
部９のデバイス１０の搬入口を拡大する傾斜面を形成し
てもよい。この場合、搬入を容易にする効果がある。

【００１７】また、前記各凹部９の底面中央には、周囲
の底面よりもデバイス１０の載置面が高くなるように載
置台２１が形成されているので、デバイス１０の底面
に、温度制御手段が面接触して、直接、熱伝達すること
ができる。この温度制御手段は、例えば載置台２１の表
面温度を測定し、この温度が予め定められた温度になる
ように制御することにより行ってもよい。そして、デバ
イス１０が載置台２１に載置されると、載置台２１の働
きにより、リード端子１５が前記底面から一定の距離、
離れるように設定されているので、リード端子１５が変
形することを防止できる。

【００１８】また、ここでデバイス１０が同じ品種、例
えばフラットパッケージタイプの０．５ｍｍピッチで、
デュアル・インラインに配列された２０８ピンのリード
端子１５を有する２８ｍｍ×２８ｍｍサイズのデバイス
１０であっても、メーカによりサイズが僅かではあるが
異なり、同一品種であっても種類の異なるデバイス１０
が存在している。

【００１９】載置台２１が当該品種のデバイス１０を加
熱するものである場合、前記載置板部１９の載置面は、
検査対象となる種類のデバイス１０の中で、デバイス１
０本体の最も小さいものよりも狭く、例えば２２ｍｍ×
２２ｍｍのサイズに設定される。また、凹部９は、縦×
横が３８ｍｍ×３８ｍｍの寸法に設定され、デバイス１
０が載置台２１に置かれたときにデバイス１０の上面が
載置板部１９の表面から一定距離、例えば約３ｍｍ沈み
込む様に設定されている。また、前記凹部９の内側壁の
深さは、深い方がデバイス加熱温度の昇温速度を高速化
できる。勿論、収納後、ふたをするとさらに高速化が可
能である。この様にデバイス１０が温度制御された載置
板部１９により囲まれる構成により、デバイス１０は均
一な温度雰囲気の中に置くことができ、目的の温度にす
ることができる。

【００２０】更に、前記載置台２１の中央には、デバイ
ス１０を保持し、仮固定するため、真空吸着を行う吸引
孔２２が穿設されている。また、前記加熱ユニット２
０、例えばセラミックヒーターは、肉厚の板状のユニッ
ト本体２３内にヒータ２４、例えば抵抗発熱体が埋設さ
れる。この抵抗発熱体は、１カ所が断線しても伝熱がで
きるように、積層状に構成され、他の部分が補えるよう
になっている。又、自己発熱により、溶融しないような
金属が用いられている。また、設定温度に達するまでの
時間が短く、スループットに優れる発熱量の大きなもの
が好ましく、細かい温度調整ができる様に、小さい抵抗
体が集合する形で構成されている。

【００２１】また、ユニット本体２３内であり、吸引孔
２２の下部には、載置台２１の裏面側で連通する吸引路
２５が形成されている。前記吸引路２５の吸引側の端部
は、吸引手段の一つである真空ポンプ（図示せず）が接
続されている。

【００２２】次に、上述の検査装置の動作について述べ
る、まず、トレー載置部１の表面にデバイス１０を配列
する。この作業は、作業者が行っても良いし、ロボット
ハンドリングにより自動的に実行してもよい。次に、ロ
ーダ１２に備えられた吸着保持部１１がトレー内に収納
されるデバイス１０の上面を４個同時に吸着保持して加
熱装置５の予め、定められた収納位置に自動的に搬送す
る。

【００２３】そして、デバイス１０が載置台２１上の凹
部９に載置されると、吸引路４３を通し、真空ポンプに
よりエアーが吸引され、吸引孔２２が、デバイス１０の
下面を真空吸着して仮固定する。デバイス１０を載置台
２１に仮固定した後、ローダ１２側の上記デバイス１０
を搬送するための真空吸着を解除する。これらの操作に
より、載置台２１は、デバイス１０を安定して載置す
る。この時、前記載置台２１は、ヒータ２４により加温
され、予め設定された温度データに基づき、所定の温
度、例えば１５０℃に温度を設定する。そして、載置台
２１の真空吸着が解除すると、前記ローダ１２が１５０
℃に加熱されたデバイス１０を４個同時に吸着保持し、
加熱装置５から供給整列部６に搬送する。

【００２４】デバイス１０は、この供給用整列部６で
は、加熱装置５において概ね揃っているデバイス１０の
向きを、逆角錐台状に形成された位置合わせ用の凹部に
デバイス１０を配列することで、アライメント（位置合
わせ）を行う。そして、搬送機構１６に設けられた吸着
保持部３０が、アライメントされたデバイス１０を、例
えば２個吸着保持して、デバイス１０の検査を行う検査
位置である円形状の保持体１３へ搬送する。そして、搬
送機構１６は、デバイス１０を一定圧力のもとに押圧
し、順次、円形状の保持体１３に保持されたソケット部
１４に電気的に接触させる。そして、このソケット部１
４は、テスター（図示せず）に接続されているため、デ
バイス１０は搬送機構１６に装着されたまま、電気的特
性の検査を行う。

【００２５】そして、供給用整列部６は一端部に移動
し、次段の測定を行う。その後、デバイス１０を受授し
てＸ方向に所定量移動し、待機する。そして、前述のよ
うに、搬送機構１６が残る２個のデバイス１０を、順次
検査位置に搬送し、デバイス１０の電気的特性の検査を
順次、実行する。このような手順で順次、トレー１内の
デバイス１０の検査を実行する。勿論、上記検査は、４
個同時に検査してもよい。この場合、加熱時間と検査時
間の関係から、適宜選択することが望ましい。

【００２６】ここで、前述の加熱装置５の予め設定され
た温度データに基づき、所定の温度に設定する方法につ
いて、図面に基づいて説明する。図４に示す様に、予め
電気的特性の検査をするデバイス１０が２個、加熱装置
５上の載置台２１に形成された凹部９に載置される。載
置台２１下部には、加熱ユニット２０が備えられ、加熱
ユニット２０は温度制御を行う制御部２８に接続され
る。一方のデバイス１０は、中心部を加工して、デバイ
ス１０の中心部温度を測定するための熱電対２６が埋め
込まれている。もう一方のデバイス１０は、表面温度を
測定するために設けられ、そのデバイス１０の上方の所
定の距離だけ離間した位置には、デバイス１０の表面温
度を測定するための温度計、例えば放射温度計が設置さ
れている。また、デバイス１０の表面の色は、外部から
入射される光の強度の減衰を抑制して反射するために反
射率の大きい色、例えば黒色にされている。

【００２７】次に、加熱装置５の温度校正について、図
４を参照して説明する。まず、加熱装置５に備えられた
加熱ユニット５を、設定温度に加熱する。この時、前記
等価デバイス１０の中心温度を内部に設けられた熱電対
２６により測定する。また、デバイス１０の表面温度を
赤外線放射温度計２７を用いて、デバイス１０の表面の
放射率から測定する。この放射率から得られた温度デー
タに基づいて、載置台２１の温度制御を行う制御部２８
により、加熱ユニット２０を調整する。そして、上述の
測定により、デバイス１０の表面、デバイス１０の中心
部の温度と、一定温度に達するまでの時間を、加熱ユニ
ット２０の設定温度を変えて（例えば、５０℃、１００
℃、１５０℃）測定する。この測定により得られたデー
タを図５に示す。

【００２８】図５に示されるように、デバイス１０の中
心部の温度が、例えば５０℃、１００℃、１５０℃とな
る時、デバイス１０の表面は、デバイス１０の表面から
外部へ熱が放熱するので、例えば４８℃、９７℃、１４
６℃とデバイス表面より低くなる。又、デバイス１０の
加熱部は、例えば５１℃、１０２℃、１５３℃と、デバ
イス１０の中心部の温度より高くなる。この関係を温度
に関して対比値としてプロットしたものが図６に示され
る。図６に示す様に、設定温度に対して、デバイス１０
の中心部、デバイス１０の表面、加熱部２０各温度は、
それぞれ相関関係に表わせ、この相関関係から、例えば
表面の温度を測定した時に、デバイス１０中心部やデバ
イス加熱部２０の温度を求めることができる相関式を導
くことができる。

【００２９】そして、この相関式、あるいは対比値を、
制御部のメモリー２８に記憶させることで、デバイス１
０の中心温度を測定することなしに、デバイス１０の表
面温度のみを簡単な測定で測定することにより、加熱ユ
ニット２０の温度制御をすれば、デバイス１０の中心温
度を設定することができる。

【００３０】このような実施例によれば、外側を樹脂な
どでモールドされ、外部と内部とで温度差が生じる様な
デバイス１０を加熱する加熱装置５の温度設定や加熱時
間を、デバイス１０の表面温度を測定するだけで行うこ
とができる。さらに、予め一度、加熱装置５の温度設定
条件を求めれば、次回の温度校正作業を極めて短時間に
行うことができるので、デバイス１０の測定が簡略化で
きる。このような校正作業は、検査を行うデバイスの測
定前に予め一度行えばよい。また、デバイス１０の種類
やサイズが異なっても、デバイス１０の中心温度を正確
に設定できるので、検査精度が向上する。また、温度校
正用に作製していた温度センサーを作成する時間を少な
くできるので、作業効率が向上する。

【００３１】また、デバイス１０を加熱する際に、デバ
イス加熱部２０の温度を設定する制御部のメモリ−２８
に記憶された相関式は、測定デ−タが２次曲線的な場合
は、温度範囲に対応して複数の相関式を用いても良い
し、１つの相関式を用いて各温度に対して温度補正値が
変わる様にしても良い。

【００３２】また、温度校正は、デバイス１０の温度を
表面からある所定の距離だけ離間した位置で放射温度計
により測定しているが、光高温計を用いてデバイス１０
に当接した位置で温度を測定してもよい。またはデバイ
ス１０の表面の温度を測定できる温度計であれば、どの
ようなものでもよい。

【００３３】また、デバイスプローバでは、デバイス１
０は加熱装置５の載置台２１の他に、デバイス１０の供
給用配列部６やソケット部１４の載置台でも加熱される
ので、それぞれの載置台で上述の様な温度校正作業を行
い、それぞれのデータを制御手段に記憶すれば、デバイ
ス１０の検査を行う際、正確な温度管理を行うことがで
きるので、測定検査の誤差を少なくして、測定精度を向
上することができる。また、本実施例では、温度設定条
件を加熱としているが、冷却などにも利用できる。

【００３４】また、本実施例では、検査装置であるデバ
イスプローバの加熱装置についてとりあげているが、加
熱装置を具備する検査装置であれば、ウエハプロ−バや
ＬＣＤプロ−バのような装置にも利用できる。

【発明の効果】

【００３５】本発明は、被検査体の表面温度から載置台
の加熱条件の設定を行えるので、温度校正作業が短縮で
き、検査効率が向上する。さらに、被検査体の大きさが
異なっても、被検査体の内部温度を一定に保つことがで
きるので、検査精度が向上し、検査の信頼性が増す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る加熱装置を備えたデバイ
スプローバーの斜視図

【図２】図１のデバイスプローバーの平面図

【図３】図１の加熱装置の要部断面図

【図４】図１のデバイスプロ−バ−に備えられた加熱装
置の温度設定工程の説明図

【図５】図４の温度設定工程の測定データ

【図６】図４の温度設定工程の測定データ表

【符号の説明】

10 被検査体（デバイス） 21 載置台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｔ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査体を加熱された載置台に載置し、
所定の温度に設定する検査方法であって、予め前記被検
査体の内部温度及び表面温度を測定して、前記内部温度
と表面温度との相関関係を求めて記憶し、この記憶値と
前記被検査体の表面温度の測定値とにより、前記被検査
体の内部温度を所定の温度に設定することを特徴とする
検査方法。
【請求項２】被検査体を加熱可能に構成された載置台
に載置し、前記被検査体を所定の温度に設定する検査方
法であって、予め測定された前記被検査体を載置台に載
置し、被検査体が実質的に同一の温度に設定される時間
及び載置台温度と実質的に同一の温度に設定される被検
査体の内部温度と表面温度とのデータに基づき、前記被
検査体を載置台に載置し、少なくとも前記時間を経過の
後、前記被検査体の表面温度を測定し、前記被検査体の
内部温度が所定の温度に設定されるよう、前記載置台の
加熱量を設定することを特徴とする検査方法。
【請求項３】被検査体を、加熱された載置台に載置
し、所定の温度に設定する検査装置であって、予め前記
被検査体の内部温度及び表面温度を測定して求められ
た、前記内部温度と表面温度との相関式あるいは対比値
を記憶する手段と、この記憶式あるいは値に基づいて、
被検査体の表面温度のみの検出した値により、被検査体
の内部温度を算出し、その内部温度を所望の温度に設定
するために載置台の加熱量を設定する手段とを具備した
ことを特徴とする検査装置。