JP2876171B2 - Inspection methods - Google Patents
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Description
【0001】[発明の目的][Object of the Invention]
【0002】[0002]
【産業上の利用分野】本発明は、検査方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection method.
【0003】[0003]
【従来の技術】最近の半導体分野においては、演算処理
の高速化や複雑化等に対応するために、内部配線が施さ
れた多層セラミックス基板上等に機能の異なる複数のチ
ップを塔載し、モジュ―ル化してチップアレイとして直
接利用することが徐々に増加しつつあり、このような半
導体モジュ―ルの二次検査への対応が強く望まれてい
る。2. Description of the Related Art In the recent semiconductor field, a plurality of chips having different functions are mounted on a multilayer ceramic substrate provided with internal wiring in order to cope with an increase in the speed and complexity of arithmetic processing. The use of such modules as a chip array directly as a module is gradually increasing, and it is strongly desired that such a semiconductor module be used for a secondary inspection.
【0004】このような半導体モジュ―ルの二次検査
は、個々のチップのボンディング状態や多層セラミック
ス基板内の配線状態等の検査、さらにはモジュ―ルとし
ての動作特性の検査の他に、機能や規格(電極パッド
数、電極パッド配列等)の異なる個々のチップの基本性
能や入力から出力までの中間過程における動作特性等の
検査も必要とされる。このような半導体モジュ―ルの二
次検査を実施するためには、上記したような規格の異な
る各チップの電極パッドに対して個々にプロ―ブピンを
高精度に接触させ、テスタ側との電気的な接続を行わな
ければならない。このような要求に対して、従来からあ
る実装基板の検査装置では、個々のチップの電極パッド
に対して高精度にプロ―ブピンを接触させるという点に
ついて、対応が充分とは言えず、また現状のプロ―バ技
術を流用しただけでは検査効率の低下が見込まる。[0004] The secondary inspection of such a semiconductor module is carried out by inspecting the bonding state of each chip, the wiring state in the multilayer ceramic substrate, and the like. It is also necessary to inspect the basic performance of each chip having different standards and specifications (the number of electrode pads, electrode pad arrangement, etc.) and the operating characteristics in an intermediate process from input to output. In order to carry out such secondary inspection of semiconductor modules, probe pins are individually contacted with high precision to the electrode pads of each chip having different standards as described above, and the electrical contact with the tester side is made. Connection must be made. In response to such demands, conventional mounting board inspection equipment has not been able to say that probe pins are brought into contact with the electrode pads of individual chips with high accuracy. Inspection efficiency is expected to decrease by simply using the prober technology.
【0005】すなわち、現状のプロ―バ技術では、各チ
ップの電極パッドとプロ―ブピンとの位置合せ、いわゆ
るファインアライメントを顕微鏡による目視や画像認識
等によって行っている。しかし、上述した半導体モジュ
―ルにおいては、規格の異なるチップが塔載されるた
め、それぞれのチップに対応した接触端子と当該チップ
とのファインアライメントを行わなければならず、位置
合せに要する時間が大幅に増加し、検査効率が大幅に低
下してしまう。That is, in the current prober technology, the alignment between the electrode pads of each chip and the probe pins, that is, so-called fine alignment, is performed by visual observation or image recognition using a microscope. However, in the semiconductor module described above, since chips of different standards are mounted, fine alignment between the contact terminals corresponding to each chip and the chip must be performed, and the time required for alignment is long. This greatly increases the inspection efficiency.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、規格
の異なる複数のチップを内部配線が施された基板上に塔
載し、モジュ―ルとしての動作を可能にした半導体モジ
ュ―ルの総合的な検査は、検査精度の向上を図る上でチ
ップの電極パッドに対して高精度にプロ―ブピンを電気
的に接触させることが必要不可決である。また、検査効
率の向上を図るためには、規格の異なる複数のチップ
と、それぞれのチップに対応する接触端子との位置合せ
を短時間にかつ確実に行う必要があり、このような要求
を満足する半導体モジュ―ルの検査方法の開発が強く望
まれている。SUMMARY OF THE INVENTION As described above, a plurality of semiconductor modules having different standards are mounted on a substrate provided with internal wiring to enable operation as a module. In order to improve the inspection accuracy, it is inevitable that a probe pin should be brought into electrical contact with the electrode pad of the chip with high accuracy. In addition, in order to improve the inspection efficiency, it is necessary to accurately and quickly align a plurality of chips having different standards with the contact terminals corresponding to the respective chips. There is a strong demand for the development of semiconductor module inspection methods.
【0007】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、基板に設けられた規格の異なる複数
の被検査体に対し、個々の位置合せを省き、短時間でか
つ高精度の位置合せを行うことを可能とし、高検査精度
を満足しつつ検査効率の向上を可能とした検査方法を提
供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve such a problem, and eliminates the need for individual positioning of a plurality of test objects provided on a substrate having different standards, thereby achieving high accuracy in a short time. It is an object of the present invention to provide an inspection method capable of performing the above-described alignment and improving inspection efficiency while satisfying high inspection accuracy.
【0008】[発明の構成][Structure of the Invention]
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、基
板に設けられた複数の被検査体の電極端子に検査端子を
接触させ、前記被検査体の所定の検査を行うに際し、前
記基板上の所定位置に予め複数の基準ターゲットを設
け、検査待機状態とされた前記基板の該基準ターゲット
を撮像し、その位置を前記基板側の座標位置として求め
る工程と、前記検査端子側に設けられた補正用マークを
撮像し、その位置をイニシャルアライメントで求めた基
準点からの距離として求めて前記検査端子側の座標位置
を設定する工程と、前記基板に設けられた被検査体の位
置を前記基準ターゲットに基づいて示す座標情報を得る
とともに、この座標情報と前記検査端子側の座標位置と
から、該被検査体と前記検査端子とをアライメントする
工程と、前記検査端子を該被検査体の電極端子に接触さ
せ、前記検査を行う工程とを有することを特徴としてい
る。That is, according to the present invention, when a test terminal is brought into contact with electrode terminals of a plurality of test objects provided on a substrate and a predetermined test of the test object is performed, the test terminal is mounted on the substrate. A plurality of reference targets are provided in advance at predetermined positions of the substrate, and the reference targets of the substrate in an inspection standby state are provided.
Imaging the image and determining the position as a coordinate position on the substrate side; and correcting the correction mark provided on the inspection terminal side.
Image is taken and its position is calculated based on initial alignment.
Coordinate position on the inspection terminal side obtained as the distance from the reference point
And setting a position of the device under test provided on the substrate with obtaining coordinate information indicating based on the reference target, from the coordinate information and the coordinate position of the test terminal side, the obtaining step body and <br/> step of aligning said test terminal, the previous SL inspection terminal into contact with the electrode terminals of the obtaining step body, is characterized by a step of performing the inspection.
【0010】[0010]
【作用】複数の被検査体が設けられた基板に、被検査体
の位置を示す基準タ―ゲットを予め設け、この基準タ―
ゲットの位置を検査端子側の座標位置として求める。こ
の測定した基準タ―ゲットの検査端子側の座標位置と、
情報として得た基板上における基準タ―ゲットの座標位
置とを座標変換することによって、該被検査体の位置を
検査端子側の座標位置として求めることができる。従っ
て、この検査端子側座標による被検査体の位置に基づい
て検査端子を移動させることにより、個々の被検査体に
対する目視等による詳細な位置合せを行うことなく、各
被検査体の電極端子と検査端子との正確な位置合せが実
施できる。A reference target indicating the position of the object to be inspected is previously provided on a substrate provided with a plurality of objects to be inspected.
The position of the get is obtained as a coordinate position on the inspection terminal side. The coordinate position of the measured reference target on the inspection terminal side,
By performing coordinate conversion on the coordinate position of the reference target on the substrate obtained as information, the position of the inspection object can be obtained as the coordinate position on the inspection terminal side. Therefore, by moving the inspection terminal based on the position of the inspection object based on the inspection terminal-side coordinates, the electrode terminals of each inspection object can be adjusted without performing detailed alignment of each inspection object by visual inspection or the like. Accurate alignment with the inspection terminal can be performed.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の検査方法を半導体モジュ―ル
の検査装置に適用した実施例について、図面を参照して
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the inspection method of the present invention is applied to an inspection apparatus for semiconductor modules will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1および図2は本発明方法を適用した検
査装置の一実施例の構成を模式的に示す図であり、装置
本体1は、被検査体となる半導体モジュ―ル2を搬送お
よび検査可能な状態としたワ―ク3に対し非導電性液体
中で所定の検査を行う検査部10と、基板に複数の被検
査体例えば半導体素子を配列して構成した半導体モジュ
―ル2上半導体素子(以下、チップと記す)に対応した
複数の検査用接触端子が収容され、これらの交換および
位置合せを行う検査端子供給部20とから構成されてお
り、装置本体1の検査部10側の端部には、上記ワ―ク
3をワ―クセットテ―ブル31からロ―ドあるいはワ―
クセットテ―ブル31へアンロ―ドするためのワ―クロ
―ダ―部30が着脱自在に設置されている。また、装置
本体1およびワ―クロ―ダ―部30上には、それぞれワ
―クロ―ダ―部30、検査部10、検査端子供給部20
の並列方向(以下、X方向とよぶ)に沿って移動可能と
されたワ―ク搬送機構40と検査端子移動機構50とが
塔載されている。1 and 2 are diagrams schematically showing the configuration of an embodiment of an inspection apparatus to which the method of the present invention is applied. The apparatus main body 1 transports and transports a semiconductor module 2 to be inspected. An inspection unit 10 for performing a predetermined inspection in a non-conductive liquid on a work 3 in a testable state, and a semiconductor module 2 having a plurality of test objects, for example, semiconductor elements arranged on a substrate. A plurality of inspection contact terminals corresponding to a semiconductor element (hereinafter, referred to as a chip) are accommodated therein, and the inspection terminal supply unit 20 for exchanging and aligning the plurality of contact terminals is provided. The work 3 is loaded from the work set table 31 to the end of the
A walker section 30 for unloading the cassette table 31 is detachably provided. Further, on the apparatus body 1 and the walker section 30, a walker section 30, an inspection section 10, and an inspection terminal supply section 20 are provided, respectively.
A work transport mechanism 40 and an inspection terminal moving mechanism 50 that can move in the parallel direction (hereinafter, referred to as X direction) are mounted on the tower.
【0013】なお上記ワ―ク3は、例えば図3に示すよ
うに、複数例えば36個のチップ2aが内部配線を有する
多層セラミックス基板2b上にボンディングされて構成
された半導体モジュ―ル2の下部に、この半導体モジュ
―ル2の図示を省略した各入出力ピンと電気的に接触さ
れたソケット4およびソケットボ―ド5が配置され、ま
た半導体モジュ―ル2の外周側に押え板6とOリング7
とによって液密シ―ルが形成されたクランプ部となるサ
ポ―トボ―ド8が配置されて構成されたものである。ま
た、図示を省略したがチップ2aの周囲には測定用電極
パッドが、多層セラミックス基板2bの上面の 3角には
アライメント用タ―ゲットが、下面には対角線上の 2角
に熱膨脹補正用タ―ゲットが設けられており、またサポ
―トボ―ド8下面の 4角には位置決め孔が設けられてい
る。The work 3 is, for example, as shown in FIG. 3, a lower part of the semiconductor module 2 constituted by bonding a plurality of, for example, 36 chips 2a on a multilayer ceramic substrate 2b having internal wiring. In addition, a socket 4 and a socket board 5 which are in electrical contact with the respective input / output pins (not shown) of the semiconductor module 2 are arranged, and a pressing plate 6 and an O-ring are provided on the outer peripheral side of the semiconductor module 2. 7
Thus, a support board 8 serving as a clamp portion in which a liquid-tight seal is formed is arranged. Although not shown, a measurement electrode pad is provided around the chip 2a, an alignment target is provided at three corners on the upper surface of the multilayer ceramic substrate 2b, and a thermal expansion correction target is provided at two diagonal corners on the lower surface. The support board 8 is provided with positioning holes at four corners on the lower surface thereof.
【0014】上記検査部10は、装置本体1の基台1a
上に設置された検査部基台11の上面側に突設された槽
外壁11aおよび槽内壁11bと、例えばネオプレンゴ
ム等によって形成されたシ―ル部を有するロ字状のワ―
ク載置台12およびワ―ク3自体とによって形成される
液槽13を有しており、ワ―ク3はクランプ14によっ
てワ―ク載置台12に対し、液密シ―ルを形成するよう
に密着固定される。そして、液槽13内に注入された非
導電性液体中にワ―ク3を浸漬し、その状態で検査が行
われる。The inspection unit 10 includes a base 1 a of the apparatus main body 1.
A square-shaped wire having a tank outer wall 11a and a tank inner wall 11b protruding from the upper surface side of the inspection unit base 11 installed thereon, and a seal portion formed of, for example, neoprene rubber or the like.
It has a liquid tank 13 formed by the work mounting table 12 and the work 3 itself, and the work 3 is formed with a clamp 14 so as to form a liquid-tight seal on the work mounting table 12. Is tightly fixed. Then, the work 3 is immersed in the non-conductive liquid injected into the liquid tank 13, and the inspection is performed in that state.
【0015】また、上記ロ字状のワ―ク載置台12の開
口部下方には、ワ―ク3のソケットボ―ド5に対して差
込まれ電気的な接続を行う図示を省略した多数のピンが
突設されたワ―クセットベ―スユニット15が、またワ
―ク3のセラミックス基板2bの下面に設けられた一対
の熱膨脹補正用タ―ゲットの形成位置に応じて下アライ
メントカメラ16a、16bが配置されている。Below the opening of the work mounting table 12 in the shape of a square, a number of not shown illustrations for inserting and electrically connecting to the socket board 5 of the work 3 are provided. A work set base unit 15 having pins protruding therefrom and a lower alignment camera 16a, 16b provided in accordance with the formation position of a pair of thermal expansion correction targets provided on the lower surface of the ceramic substrate 2b of the work 3. Is arranged.
【0016】また、検査端子供給部20は、半導体モジ
ュ―ル2に塔載されたチップ2の周囲に形成された測定
用電極パッドの形状およびピッチに応じてプロ―ブピン
が植設された複数のピンブロック21を個々に保持する
複数のピンブロックチェンジャ22と、検査端子移動機
構50側に受け渡されたピンブロック21の保持状態の
確認および後述する上アライメントカメラとの相対距離
を求めるピンブロック補正用カメラ23とによって構成
されている。The inspection terminal supply unit 20 has a plurality of probe pins implanted in accordance with the shape and pitch of measurement electrode pads formed around the chip 2 mounted on the semiconductor module 2. A plurality of pin block changers 22 for individually holding the pin blocks 21 and a pin block for checking the holding state of the pin blocks 21 transferred to the inspection terminal moving mechanism 50 side and calculating the relative distance between the pin blocks 21 and an upper alignment camera described later. And a correction camera 23.
【0017】上記ピンブロックチェンジャ22は、ピン
ブロック21を挟持する保持部24と、この保持部24
を検査端子移動機構50側に上昇させる例えばシリンダ
機構25とによって構成されており、検査プログラムに
応じて使用ピンブロック21を個別に上昇させ、検査端
子移動機構50に供給する。The pin block changer 22 includes a holding portion 24 for holding the pin block 21 and a holding portion 24.
Is raised to the inspection terminal moving mechanism 50 side, for example, and the cylinder mechanism 25. The used pin blocks 21 are individually raised according to the inspection program and supplied to the inspection terminal moving mechanism 50.
【0018】ワ―ク搬送機構40は、ロ―ダ部基台32
および装置本体1の基台1a上面に設けられX方向に連
結されたレ―ル32b、1b上をX方向に沿って移動可
能とされており、このワ―ク搬送機構40により上記ワ
―クロ―ダ部30と検査部10との間で搬送可能な保持
部41を有している。The work transport mechanism 40 includes a loader base 32.
The rails 32b and 1b provided on the upper surface of the base 1a of the apparatus main body 1 and connected in the X direction can be moved along the X direction. A holding unit 41 that can be transported between the printer unit 30 and the inspection unit 10.
【0019】また、検査端子移動機構50は、レ―ル1
b上に塔載されたロ字形状を有するXステ―ジ51と、
このXステ―ジ上に配置された同様の開口面積を有する
ロ字形状のYステ―ジ52と、上記Xステ―ジ51およ
びYステ―ジ52の開口部内に配置されたZステ―ジ5
3とにより、このZステ―ジ53に固定された測定ヘッ
ド54が、X−Y−Z方向に対して移動可能となるよう
に構成されている。The inspection terminal moving mechanism 50 is a rail 1
X stage 51 having a square shape mounted on b,
A rectangular Y stage 52 having a similar opening area disposed on the X stage, and a Z stage disposed in the openings of the X stage 51 and the Y stage 52. 5
3, the measuring head 54 fixed to the Z stage 53 is configured to be movable in the XYZ directions.
【0020】この測定ヘッド54には、ピンブロック2
1のチャック部55と、多層セラミックス基板2b上に
形成された基準タ―ゲットを撮像することによって半導
体モジュ―ル2上に塔載されたチップ2a位置を求める
上アライメント用カメラ56とが設置されている。また
チャック部55は、図示を省略したθ駆動機構によって
回転自在とされている。そして、上記チャック部55に
保持されたピンブロック21は、Zステ―ジ53によっ
て検査部10の液槽13内まで下降し、液槽13内に浸
漬されているワ―ク3との接触が行われる。The measuring head 54 includes a pin block 2
1 and a top alignment camera 56 for obtaining the position of the chip 2a mounted on the semiconductor module 2 by imaging a reference target formed on the multilayer ceramic substrate 2b. ing. The chuck portion 55 is rotatable by a θ drive mechanism (not shown). Then, the pin block 21 held by the chuck portion 55 is moved down to the inside of the liquid tank 13 of the inspection section 10 by the Z stage 53 so that the pin block 21 contacts the work 3 immersed in the liquid tank 13. Done.
【0021】なお、測定ヘッド54には、上記チャック
部55に近接して図示を省略した冷却機構に接続された
非導電性液体導入管57が配設されており、またチャッ
ク部55の上部にはピンブロック21と図示を省略した
テスタに接続されたタッチプレ―トが配置されており、
このタッチプレ―トによってピンブロック21とテスタ
との電気的な接続が行われている。The measuring head 54 is provided with a non-conductive liquid introducing pipe 57 connected to a cooling mechanism (not shown) in the vicinity of the chuck section 55, and above the chuck section 55. Is provided with a pin plate 21 and a touch plate connected to a tester (not shown).
The electrical connection between the pin block 21 and the tester is made by this touch plate.
【0022】上記構成の半導体検査装置における検査手
順を以下に説明する。まず、ワ―クセットテ―ブル31
の収容部内に載置されたワ―ク3をワ―ク搬送機構40
により検査部10のワ―ク載置台12上に搬送する。こ
の際、検査端子移動機構50は接触端子供給部20側へ
と移動する。An inspection procedure in the semiconductor inspection apparatus having the above configuration will be described below. First, the work set table 31
The work 3 placed in the storage section of the
Is transported onto the work table 12 of the inspection unit 10. At this time, the inspection terminal moving mechanism 50 moves to the contact terminal supply unit 20 side.
【0023】次に、ワ―ク移載ピン17が上昇して、サ
ポ―トボ―ド8下面の4角に設けられた位置決め孔内に
ワ―ク移載ピン17の先端が挿入され、ワ―ク3の位置
決めを行いつつワ―ク載置台12上にワ―ク3が載置さ
れる。ワ―ク載置台12上に載置されたワ―ク3は、ク
ランプ14によって液密に固定されると共に、ワ―ク3
のソケットボ―ド5と検査部10側のワ―クセットベ―
スユニット15とが電気的に接続される。またこの際
に、下アライメントカメラ16a、16bによって、ワ
―ク3の多層セラミックス基板2bの下面に設けられた
熱膨脹補正用タ―ゲットを撮像し、多層セラミックス基
板2bの初期位置を認識する。Next, the work transfer pin 17 is lifted, and the tip of the work transfer pin 17 is inserted into a positioning hole formed at each of the four corners on the lower surface of the support board 8, and the work transfer pin 17 is inserted. The work 3 is mounted on the work mounting table 12 while positioning the work 3. The work 3 mounted on the work mounting table 12 is fixed in a liquid-tight manner by a clamp 14 and the work 3
Work set base on socket board 5 and inspection unit 10 side
The storage unit 15 is electrically connected. At this time, the lower alignment cameras 16a and 16b take an image of the thermal expansion correction target provided on the lower surface of the multilayer ceramic substrate 2b of the work 3, and recognize the initial position of the multilayer ceramic substrate 2b.
【0024】ワ―ク3のセッティングと相前後して、ピ
ンブロック21の装着が行われる。ピンブロック21の
装着は、まず検査プログラムに応じて自動的に、第1番
目に検査を行うチップ2aに対応したピンブロック21
上にチャック部55が位置するように、検査端子移動機
構50を移動させ、所定のピンブロック21を保持す
る。Around the setting of the work 3, the pin block 21 is mounted. At first, the pin block 21 is automatically mounted in accordance with the inspection program, and the pin block 21 corresponding to the chip 2a to be inspected first is automatically mounted.
The inspection terminal moving mechanism 50 is moved so that the chuck portion 55 is located above, and a predetermined pin block 21 is held.
【0025】次に、ピンブロック21の保持状態の確認
(ピンブロックアライメント)および検査部10に保持
されたワ―ク3とピンブロック21との位置合せ(ワ―
クアライメント)が順に行われる。これら各アライメン
トについて、図4および図5を参照して説明する。Next, the holding state of the pin block 21 is checked (pin block alignment), and the work 3 held by the inspection unit 10 is aligned with the pin block 21 (work piece alignment).
Alignment) is performed in order. Each of these alignments will be described with reference to FIGS.
【0026】まず、ピンブロックアライメントに先立っ
てイニシャルアライメントを行う。このイニシャルアラ
イメントは、装置本体1側からピンブロック補正用カメ
ラ23上に突出したイニシャル用タ―ゲット(図示せ
ず)を、所定の位置に固定されたピンブロック補正用カ
メラ23と、上アライメントカメラ56とによってそれ
ぞれ撮像し、上アライメントカメラ56の基準位置例え
ば画像中心をピンブロック補正用カメラ23の画像中心
と合致させると共に焦点を合せ、その際の上アライメン
トカメラ56の画像中心の検査端子移動機構50側のX
−Y−Zステ―ジ座標(以下、測定側座標と記す)にお
ける位置座標を基準座標として記憶する。ここで、Z座
標は例えば焦点距離によって求めることが可能である。First, initial alignment is performed prior to pin block alignment. In this initial alignment, an initial target (not shown) projecting from the apparatus main body 1 onto the pin block correction camera 23 is fixed to a pin block correction camera 23 fixed at a predetermined position and an upper alignment camera. 56, the reference position of the upper alignment camera 56, for example, the image center is made coincident with the image center of the pin block correction camera 23 and focused, and the inspection terminal moving mechanism at the image center of the upper alignment camera 56 at that time X on the 50 side
-Store the position coordinates in the YZ stage coordinates (hereinafter referred to as measurement-side coordinates) as reference coordinates. Here, the Z coordinate can be obtained by, for example, the focal length.
【0027】次に、図4に示すように、ピンブロック2
1を保持したチャック部55をピンブロック補正用カメ
ラ23上に移動させ、ピンブロックアライメントを行
う。このピンブロックアライメントは、図5に示すよう
に、ピンブロック21のプロ―ブピン21a突出面の 4
角の所定位置例えば対角線上における各角部から所定距
離の位置に設けられた補正用マ―ク21b例えば直径
0.3mm程度の孔を、定められた位置に固定されたピンブ
ロック補正用カメラ23でそれぞれ撮像することにより
行われる。Next, as shown in FIG.
The chuck unit 55 holding 1 is moved onto the pin block correction camera 23 to perform pin block alignment. This pin block alignment, as shown in FIG.
A correction mark 21b, such as a diameter, provided at a predetermined position of a corner, for example, a predetermined distance from each corner on a diagonal line
This is performed by taking an image of a hole of about 0.3 mm with the pin block correction camera 23 fixed at a predetermined position.
【0028】すなわち、 4角に設けられた補正用マ―ク
21bをピンブロック補正用カメラ23で撮像し、それ
ぞれの位置を上記イニシャルアライメントで求めた基準
座標からのX、Y、Z方向に対する距離として求める。
次いで、これら 4点の補正用マ―ク21bの位置情報か
らピンブロック21の中心を算出し、このピンブロック
21の中心点とイニシャルアライメントで求めた上アラ
イメントカメラ56の画像中心との測定側座標上におけ
る相対的な位置関係を求めると共に、ピンブロック21
のθ方向へのずれを求める。That is, the correction marks 21b provided at the four corners are imaged by the pin block correction camera 23, and their positions are distances in the X, Y, and Z directions from the reference coordinates obtained by the above initial alignment. Asking.
Next, the center of the pin block 21 is calculated from the position information of these four correction marks 21b, and the coordinates of the center of the pin block 21 and the image center of the upper alignment camera 56 obtained by the initial alignment are measured. The relative positional relationship above is determined, and the pin block 21
Is determined in the θ direction.
【0029】ピンブロックアライメントが終了した後、
検査端子移動機構50は検査部10上方へと移動し、ワ
―クアライメントが実施される。このワ―クアライメン
トは、まず図4に示したように、まず上アライメントカ
メラ56によって多層セラミックス基板2bの 3角に設
けられたアライメント用タ―ゲット2cをそれぞれ撮像
し、これらの画像からアライメント用タ―ゲット2cの
位置を測定側座標の位置座標として検出する。After the pin block alignment is completed,
The inspection terminal moving mechanism 50 moves to the upper side of the inspection unit 10, and the work alignment is performed. In this work alignment, first, as shown in FIG. 4, the alignment targets 2c provided at the three corners of the multilayer ceramic substrate 2b are respectively imaged by the upper alignment camera 56, and alignment images are obtained from these images. The position of the target 2c is detected as position coordinates on the measurement side coordinates.
【0030】ここで、各チップ2aは、 3点のアライメ
ント用タ―ゲット2cの位置に基づいて、多層セラミッ
クス基板2b上に塔載されており、このセラミックス基
板2b上における各チップ2aの周囲に形成された測定
用電極パッド2dの位置は、3点のアライメント用タ―
ゲット2cの位置に基づいた例えば製造装置側の位置座
標として、予め本半導体モジュ―ル検査装置の図示を省
略した制御部へと入力される。Here, each chip 2a is mounted on the multilayer ceramic substrate 2b based on the positions of the three alignment targets 2c, and is placed around the chip 2a on the ceramic substrate 2b. The position of the formed measurement electrode pad 2d is determined by three alignment targets.
For example, position coordinates on the manufacturing apparatus side based on the position of the get 2c are previously input to a control unit (not shown) of the semiconductor module inspection apparatus.
【0031】そして、予め入力されたアライメント用タ
―ゲット2cの位置と上記上アライメントカメラ56に
よって検出したアライメント用タ―ゲット2cの測定側
座標における位置座標とを座標変換し、測定側座標内に
おける測定用電極パッド2dの位置を算出する。次い
で、チップ2aの測定用電極パッド2dの位置座標に従
い、上記ピンブロックアライメントによって求めた上ア
ライメントカメラ56とピンブロック21との相対距離
に基づいてピンブロック21のプロ―ブ位置が決定さ
れ、Xステ―ジ51、Yステ―ジ52およびθステ―ジ
55aを駆動してチップ2aの周囲に形成された測定用
電極パッド2dとピンブロック21に植設されたプロ―
ブピン21aとがアライメントされる。The position of the alignment target 2c input in advance and the position coordinates of the alignment target 2c detected by the upper alignment camera 56 in the measurement side coordinates are coordinate-converted, and the coordinates in the measurement side coordinates are converted. The position of the measurement electrode pad 2d is calculated. Next, the probe position of the pin block 21 is determined based on the relative distance between the upper alignment camera 56 and the pin block 21 obtained by the pin block alignment according to the position coordinates of the measurement electrode pad 2d of the chip 2a, and X The stage 51, the Y stage 52, and the θ stage 55a are driven to drive a probe electrode 2d formed around the chip 2a and a probe implanted in the pin block 21.
The bupin 21a is aligned.
【0032】また、このワ―クアライメントの終了後
に、非導電性液体導入管57から例えばフッ素系不活性
液が液槽13内に供給され、ワ―ク3は非導電性液体内
に浸漬された状態となる。After the completion of the work alignment, for example, a fluorine-based inert liquid is supplied into the liquid tank 13 from the non-conductive liquid introducing pipe 57, and the work 3 is immersed in the non-conductive liquid. State.
【0033】この後、非導電性液体を測定対象チップ2
a上およびその周囲に供給しつつ、Zステ―ジ53を駆
動することによって測定ヘッド54を下降させ、ピンブ
ロック21のプロ―ブピン21aを非導電性液体中に浸
漬しつつ、測定用電極パッド2dに当接させる。そし
て、半導体モジュ―ル2にテスト電圧を供給し当該チッ
プ2aの検査を行う。Thereafter, the non-conductive liquid is applied to the chip 2 to be measured.
The Z-stage 53 is driven and the measuring head 54 is lowered by driving the Z stage 53 so that the probe pin 21a of the pin block 21 is immersed in the non-conductive liquid while the measuring electrode pad is being supplied. Contact 2d. Then, a test voltage is supplied to the semiconductor module 2 to inspect the chip 2a.
【0034】以上の動作により 1つのチップ2aに対す
る検査は終了する。次に、半導体モジュ―ル2内に同一
規格のチップ2aが存在する場合は、まず下アライメン
トカメラ16a、16bによって熱膨脹等による多層セ
ラミックス基板2bの初期位置からのずれの有無を確認
し、必要に応じてピンブロック21の当接位置の補正を
行った後、同様に次のチップ2aの検査を行う。With the above operation, the inspection for one chip 2a is completed. Next, when chips 2a of the same standard are present in the semiconductor module 2, first, the lower alignment cameras 16a and 16b confirm whether or not there is any deviation from the initial position of the multilayer ceramic substrate 2b due to thermal expansion or the like. After the contact position of the pin block 21 is corrected accordingly, the next chip 2a is similarly inspected.
【0035】同一規格のチップが終了した後、未検査の
チップ2aが存在する場合は、一旦検査端子移動機構5
0を検査端子供給部20の上方位置まで移動させ、ピン
ブロック21の交換を行い、上記ピンブロックアライメ
ント工程を同様な手順に従って行い、ワ―クアライメン
トによって求めた位置情報に従って当該チップ2aの検
査を実施する。After the completion of the chip of the same standard, if there is an untested chip 2a, the inspection terminal moving mechanism 5
0 is moved to a position above the inspection terminal supply unit 20, the pin block 21 is replaced, the pin block alignment step is performed according to the same procedure, and the chip 2a is inspected according to the position information obtained by the work alignment. carry out.
【0036】そして、以上の工程を繰返し行うことによ
って全チップ2aの検査が終了した後、非導電性不活性
液体を液槽13から排出し、液排出後、検査部10上方
まで移動したワ―ク搬送機構40にワ―ク移載ピン17
によってワ―ク3を移載する。そして、ワ―ク搬送機構
40をワ―クロ―ダ―部30まで移動してワ―ク3を搬
出し、一連の検査工程が終了する。After the inspection of all the chips 2a is completed by repeating the above steps, the non-conductive inert liquid is discharged from the liquid tank 13, and after the liquid is discharged, the word moved to the upper part of the inspection section 10. Work transfer pin 17 to work transfer mechanism 40
The work 3 is transferred. Then, the work transport mechanism 40 is moved to the work loader section 30 to carry out the work 3, and a series of inspection steps is completed.
【0037】このように、この実施例の半導体モジュ―
ル検査装置においては、ピンブロック21が塔載される
測定ヘッド54に上アライメントカメラ56を塔載し、
ピンブロック21と共に移動するこの上アライメントカ
メラ56を用いて、半導体モジュ―ル2に塔載されたチ
ップ2aとピンブロック21とのワ―クアライメントを
実施している。すなわち、半導体素子2aの塔載位置を
示す基準タ―ゲット2cの位置を、上アライメントカメ
ラ56によって検査端子移動機構50側ステ―ジのX−
Y−Z座標として検出し、この位置座標に基づいてチッ
プ2aとピンブロック21との詳細な位置合せを実施し
ている。As described above, the semiconductor module of this embodiment is
In the inspection device, the upper alignment camera 56 is mounted on the measuring head 54 on which the pin block 21 is mounted,
A work alignment between the chip 2a mounted on the semiconductor module 2 and the pin block 21 is performed by using the upper alignment camera 56 which moves together with the pin block 21. That is, the position of the reference target 2c indicating the tower mounting position of the semiconductor element 2a is adjusted by the upper alignment camera 56 to the X-position of the stage on the inspection terminal moving mechanism 50 side.
Detected as YZ coordinates, the detailed alignment between the chip 2a and the pin block 21 is performed based on the position coordinates.
【0038】これによって、規格の異なる複数のチップ
に対して個々に顕微鏡観察等による位置合せが不要とな
り、かつ 1回のアライメント工程で固定された半導体モ
ジュ―ル2の位置を求めることにより、全てのチップ2
aに対する位置合せが自動的に行え、工程内の位置合せ
時間を大幅に短縮することが可能となる。なお、この実
施例においては、 1チップ毎にセラミックス基板2bの
熱収縮を求め、それによってピンブロック21の位置補
正を実施しているため、より正確な検査が期待できる。As a result, it is not necessary to individually align a plurality of chips having different specifications by microscopic observation or the like, and the position of the semiconductor module 2 fixed in one alignment step is obtained. Chip 2
The alignment with respect to a can be automatically performed, and the alignment time in the process can be greatly reduced. In this embodiment, since the thermal shrinkage of the ceramic substrate 2b is obtained for each chip and the position of the pin block 21 is corrected by this, a more accurate inspection can be expected.
【0039】また、この実施例の半導体モジュ―ル検査
装置においては、規格の異なる複数のチップ2aに対し
てそれぞれに対応するピンブロック21を用意し、これ
らを自動的に交換することによって、検査効率の向上を
図っている。そこで、ピンブロック21の装着状態を各
ピンブロック21毎に掌握する必要が生じるが、この実
施例においては各ピンブロック21毎に補正用マ―ク2
1bを設け、この補正用マ―ク21bの位置をピンブロ
ック補正用カメラ23によって撮像し、上アライメント
カメラ56との相対的な位置関係を常に求めているた
め、ピンブロック21の交換に伴う位置ずれの発生が防
止でき、常に高精度の位置合せが可能となる。In the semiconductor module inspection apparatus of this embodiment, a plurality of chips 2a having different standards are provided with corresponding pin blocks 21, and these are automatically exchanged for inspection. Improving efficiency. Therefore, it is necessary to grasp the mounting state of the pin blocks 21 for each pin block 21. In this embodiment, the correction mark 2 is provided for each pin block 21.
1b, the position of the correction mark 21b is imaged by the pin block correction camera 23, and the relative positional relationship with the upper alignment camera 56 is always determined. Deviation can be prevented, and highly accurate alignment can always be performed.
【0040】なお、上記実施例ではプロ―ビングを非導
電性液体中で行っているが、これは各チップ2aの動作
発熱を吸収して検査精度を高めると共に、実動作温度を
想定したものであり、必要に応じて実施するものであ
る。In the above embodiment, the probing is performed in a non-conductive liquid, but this is intended to absorb the operating heat of each chip 2a to increase the inspection accuracy and to assume the actual operating temperature. Yes, as needed.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の検査方法
によれば、基板に設けられた規格の異なる複数の被検査
体とそれぞれに対応した検査端子との個々の位置合せを
省いた上で、全体的な位置合せを高精度にかつ短時間に
行うことが可能となる。よって、検査効率および検査精
度の大幅な向上を図ることが可能となる。As described above, according to the inspection method of the present invention, it is possible to omit individual alignment between a plurality of test objects provided on a substrate and having different standards and test terminals corresponding thereto. Thus, it is possible to perform the overall alignment with high accuracy and in a short time. Therefore, it is possible to significantly improve the inspection efficiency and the inspection accuracy.
【図1】本発明方法を適用した半導体モジュ―ル検査装
置の一構成例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a semiconductor module inspection apparatus to which the method of the present invention is applied.
【図2】図1に示した検査装置のX方向断面図である。FIG. 2 is a sectional view in the X direction of the inspection apparatus shown in FIG.
【図3】被検査体として使用した半導体モジュ―ルの一
例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor module used as a device under test.
【図4】図1に示した検査装置におけるアライメント工
程を模式的に示す図である。FIG. 4 is a view schematically showing an alignment step in the inspection apparatus shown in FIG.
【図5】図4におけるピンブロックアライメントを模式
的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a pin block alignment in FIG. 4;
1……装置本体 2……半導体モジュ―ル 2a……チップ 2b……多層セラミックス基板 2c……アライメント用タ―ゲット 2d……測定用電極パッド 3……ワ―ク 10……検査部 16a、16b……下アライメントカメラ 20……検査端子供給部 21……ピンブロック 21a……プロ―ブピン 21b……ピンブロック補正用マ―ク 23……ピンブロック補正用カメラ 30……ワ―クロ―ダ―部 40……ワ―ク搬送機構 50……検査端子移動機構 51、52、53……ステ―ジ 54……測定ヘッド 55……ピンブロックチャック部 56……上アライメントカメラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Device main body 2 ... Semiconductor module 2a ... Chip 2b ... Multilayer ceramic substrate 2c ... Alignment target 2d ... Measurement electrode pad 3 ... Work 10 ... Inspection part 16a 16b Bottom alignment camera 20 Inspection terminal supply section 21 Pin block 21a Probe pin 21b Mark for pin block correction 23 Camera for pin block correction 30 -Unit 40 Work transfer mechanism 50 Inspection terminal moving mechanism 51, 52, 53 Stage 54 Measurement head 55 Pin block chuck unit 56 Upper alignment camera
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成島 正樹 東京都新宿区西新宿2丁目3番1号 東 京エレクトロン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−254279(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Masaki Narishima 2-3-1 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Tokyo Electron Limited (56) References JP-A-62-254279 (JP, A) (58) ) Surveyed field (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/66
Claims (1)
端子に検査端子を接触させ、前記被検査体の所定の検査
を行うに際し、 前記基板上の所定位置に予め複数の基準ターゲットを設
け、検査待機状態とされた前記基板の該基準ターゲット
を撮像し、その位置を前記基板側の座標位置として求め
る工程と、前記検査端子側に設けられた補正用マークを撮像し、そ
の位置をイニシャルアライメントで求めた基準点からの
距離として求めて前記検査端子側の座標位置を設定する
工程と、 前記基板に設けられた被検査体の位置を前記基準ターゲ
ットに基づいて示す座標情報を得るとともに、この座標
情報と前記検査端子側の座標位置とから、該被検査体と
前記検査端子とをアライメントする工程と、前 記検査端子を該被検査体の電極端子に接触させ、前記
検査を行う工程とを有することを特徴とする検査方法。When a test terminal is brought into contact with electrode terminals of a plurality of test objects provided on a substrate and a predetermined test of the test object is performed, a plurality of reference targets are previously set at predetermined positions on the substrate. The reference target of the substrate provided and placed in an inspection standby state
Capturing the position as the coordinate position on the substrate side, and capturing the correction mark provided on the inspection terminal side,
From the reference point determined by the initial alignment
Set the coordinate position on the inspection terminal side as the distance
A step, the position of the device under test provided on the substrate with obtaining coordinate information indicating based on the reference target, from the coordinate information and the coordinate position of the test terminal side, the obtaining step body
Inspection method characterized by comprising the steps of: aligning said test terminal, the previous SL inspection terminal into contact with the electrode terminals of the obtaining step body, and performing the inspection.
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