JPH02147974A - 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係り、特に高温または低温条
件下で検査を行う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素子の電気的諸特性
を検査する工程では、半導体素子のパッケージが多種多
様にわたるため、夫々のパッケージの種類に合わせた専
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、７１１１
１定部のユニット等の交換を行うことで一台で多くの形
状の半導体素子のｉｌ）＋定が可能なユニバーサルハン
ドラが開発されている。

このヨウなユニバーサルハンドラへの半導体素子供給形
聾として、トレ一方式が知られている。

このトレ一方式は、第４図に示すようにトレー１上に多
数例えば格子状に素子収納部２を設け、この素子収納部
２内にパッケージ済みの半導体素子３例えばＱＦＰ、Ｓ
ＯＰ等を収容し、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１上の各半導
体素子３を順次当接して検査する方式である。

また近年では、所定の検査温度下例えば高温・低温環境
下での半導体素子の試験を行うために高温・低温測定が
可能なＩＣハンドラも開発されており、このようなＩＣ
ハンドラとしては、高温・低温チャンバ内に検査部を収
容し、このチャンバ内で一連の試験を行うように構成さ
れたいわゆる高低温方式のＩＣハンドラが知られている
。この高低温方式のＩＣハンドラでは、プローブ針等の
検査端子と半導体素子の端子部との接触状態において、
設定温度に対し時間的な変化がないような温度管理がな
されていなければならない。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の高低温方式の検査装置例
えば高温方式の検査装置を用いてトレ一方式の検査を行
おうとすると、トレーの熱容量が大きいことから設定温
度まで各半導体素子を昇温させるためにはある程度の時
間を必要とし、昇温が完了するまで検査が中断した状態
となり、装置全体のスルーブツトが低下するという問題
があった。さらに、近年の検査内容の高精度化にともな
い、トレー温度の高精度な安定化が要求されており、こ
のような場合には徐々にトレーを昇温させなければなら
ず、ますますスルーブツトを低下させる原因となってい
た。これら問題は、高温方式の半導体検査装置に限った
ものではなく、低温ΔＰＩ方式の半導体検査装置におけ
る冷却動作時においても同様な問題であり、所定の設定
温度下で検査を行う高低温方式の検査装置全体の問題で
あった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
で、安定した測定温度状態下で半導体素子の検査が行え
、しかも昇温または冷却時の検査待機時間を無くし、装
置のスルーブツト向上が図れる半導体検査装置を提供す
ることを目的とするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の半導体検査装置は、複数の半導体素子を搭載し
た収納容器を高ｆＡ（または低温）チャンバ内に順次収
容し、所定の検査温度下で前記各半導体素子の電極端子
に検査端子を接触させて電気的諸特性を測定する半導体
検査装置において、前記各半導体素子の検査中に少なく
とも次検査用収納容器をほぼ前記所定の検査温度まで予
備加熱または予備冷却する予備加熱（または冷却）機構
を設けたことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明は、半導体素子の検査中に次処理トレーを検査設
定温度まで予め加熱または冷却する機構を設けておくこ
とで、次処理におひる昇温時の待機時間が無くなり、装
置のスルーブツトが向上する。さらに温度の安定化が図
れ、高精度の恒温測定が可能となる。

（実施例） 以下、本発明を高温方式の半導体検査装置に適用した一
実施例について図を参照して説明する。

第１図は実施例の半導体検査装置を示す平面図で、第２
図は第１図のＡ方向側面図である。

検査部を収容した高温チャンバ］１は、耐熱性部材例え
ばステンレス部材からなる断熱壁１２により覆われてお
り、この高温チャンバ１１外に前述第４図に示した如く
半導体素子３を多数収納したトレー１を多数段収容した
トレーストッカ１３が配設されている。本実施例で用い
るトレー１は、ステンレスやアルミニウム等の伝熱性に
優れた部材からなり、その大きさは約２５５ＩＸ　２１
０ｍｍ　Ｘ高さ１０ｍｍ、表面に４行×５列の格子状に
独立した半導体素子収容部３が形成されている。

トレーストッカ１３内に収容された各トレー１は、トレ
ーストッカ１３内の取出し機構１４により〕枚ずつ取出
されて断熱壁１２に設けられた搬入口１５から高温チャ
ンバ１１内へと搬送され、第１のサーマルステーション
１６のトレー載置台１７上に自動的に載置される。この
第１のサーマルステーション１６のトレー載置台１７に
は、ヒータ機構例えばシリコンラバーヒータが内蔵され
ており、搭載したトレー１を検査設定温度近傍まで昇温
させる。

こうして第１のす〜マルスチージョン１６で所定の温度
まで加熱されたトレー１は、移載機構例えばエアーシリ
ンダ１８により第２のサーマルステーション］９のトレ
ー載置台２ｏへと移載される。

この第２のサーマルステーション１９のトレー載置台２
０も上記第１のサーマルステーション１６のトレー載置
台１７と同様にヒータ機構が内蔵されており、搭載した
トレー１を所定の温度まで昇温または第１のサーマルス
テーション１６で昇温した温度を保持するようにトレー
１を加熱する。

これら、第１１第２サーマルステーシヨン１７．１９に
よりトレー予熱機構２１が構成される。

第２のサーマルステーション１９で所定の温度まで加熱
されたトレー１は、第２のサーマルステーション１９の
上方に配置したトレー搬送機構２２により保持されて、
トレー予熱機構２１のトレー載置台１７．２０と同様な
加熱機構を内蔵した検査部の検査台２３上へと搬送され
る。

この検査台２３は、３次元移動機構例えばＸステージ２
４、Ｙステージ２５、Ｚステージ（昇降機構）２６から
なる３次元移動機構上に搭載されており、予め定められ
た検査手順に基づいてトレー１内の半導体素子３の各端
子を図示を省略したプローブ針に順次当接させて電気的
諸特性を測定するように構成されている。

こうして全ての半導体素子３の測定を終了【５たトレー
１は、ｘ−ｙ−ｚステージ２４．２５．２６によりトレ
ー搬送機構２２の下方へと搬送され、再びトレー搬送機
構２２に保持されて、上記第２のサーマルステーション
１９に対向する側に設けられた搬出ステーション２７へ
と搬送される。

搬出ステーション２７に搬送されたトレーは図示を省略
した例えばエアーブツシャ−等の排出機構により断熱壁
１２に設けられた搬出口２８がら断熱チャンバー１１外
へと搬出される。この搬出ステーション２７には、トレ
ー搬出時に断熱チャンバ］１内外の温度差によるトレー
１表面の結露を防止するために、乾燥気体例えばドライ
窒素をトレーに噴出する結露防止機構（図示せず）が設
けられている。

こうして検査の終了したトレー１は、次処理工程へと搬
送されるが、本実施例では、断熱チャンバの側面にソー
タ機構２９を配設し、このソータ機構２９でトレー１内
の半導体素子３を選別するように構成した。

このソータ機構２９としては、トレー１内の所望の半導
体素子を取出し機構例えばバキームチャック機構等を備
えた搬送腕３０で取出し、これを半導体素子の品種毎に
対応させて配設された複数のコンベアライン３１に収容
させるような構成のもの等がある。

ところで、トレー１を検査設定温度まで昇温させかつこ
の設定温度で安定させるためには、トレー１の熱容量等
により異なるが通常数分以上ががり、この昇温動作中は
、検査動作が中断することになるが、本実施例のように
、トレー予備加熱機構２１を設けておくことで、このト
レー予備加熱機構２１がセ温動作時のバッファエリアと
して作用して、前処理トレーが検査中に次処理トレーの
昇温か完了するため、昇温待機時間がなくなる。

例えば、半導体素子を２００℃の高温下で検査する場合
には、まず第１のサーマルステーション１６で半導体素
子に悪影響を与えない程度の短時間で１５０℃まで昇温
させ、次に第２のサーマルステーション１９で検査設定
温度である　２００℃に安定するようにトレー１を加熱
するような温度制御を行えば、短時間の昇温、温度の安
定化が可能となる。

このトレー予備加熱機構２１のさらに詳細な構造を第３
図を参照して説明する。

第１、第２のサーマルステーション１６．１９は、シリ
コンラバーヒータ等のヒータ機構を内蔵した伝熱性に優
れた部材例えばステンレスからなる矩形のトレー載置台
１７．２ｏと、トレー載置台１７．２０の側面を凹み、
上面にトレーストッカ１３から搬送されたトレー１を搭
載するフランジ部４１．ａ、４２ｂを設けた枠体４１．
４２と、この枠体４１．４２を昇降させる昇降機構４３
．４４とから構成されている。

このようなトレー予備加熱機構２１の動作は、まずトレ
ーストッカ１３がら取出されたトレー１が、第１のサー
マルステーション１６へと搬送されるが、このとき、枠
体４１上面はトレー載置台１７上面よりも上昇した状態
となっており、従って、搬送されたトレー１はこの枠体
４１上面のフランジ部４１ａ上に搭載される。次に枠体
４１が下降して枠体４１上のトレー１がヒータ機構を内
蔵したトレー載置台］７上に搭載される。ここで所定の
温度例えば１５０℃までトレー１を昇温させた後、エア
ーシリンダ１７等のトレー押圧機構により第２のサーマ
ルステーション１９ヘトレー１を移載する。このとき、
第２のサーマルステーション１９の枠体４２はトレー裁
置台２９上面よりも下降した状態となっており、搬送さ
れたトレー１はヒータ機構を内蔵したトレー載置台２０
上に直接搭載される。そして、所定の検査設定温度例え
ば２００℃までトレー１を昇温した後、枠体４２を上昇
させる。このときトレー１は、枠体４２上面のフランジ
部４２ａ上に搭載され、枠体４２の上昇とともに上昇す
る。そして、トレー搬送機構２２により保持されて検査
台２３上へと搬送され、一連の検査が行われる。そして
、この検査動作中にトレー予備加熱機構２１で次処理ト
レーの昇温が完了しており、次処理時のトレー昇温時間
はほとんど不要となる。

このように、検査中に次処理トレーを予め加熱する機構
を設けておくことで、次処理における昇温時の待機時間
が無くなり、装置のスルーブツトが向上する。また、本
実施例のように２段階の予備加熱を行うことで、短時間
の昇温とともに温度の安定化が図れ、高精度の高温測定
が可能となる。

尚、上述実施例では、トレー予備加熱機構２１の構成を
２トレーを予備加熱する構成としたが、トレー枚数は何
枚でもよく、多ければ多い程次処理トレーの待機時間が
少なくなることは勿論である。

また本発明は、高温測定を行う検査装置に限定されるも
のではなく、低温測定を行う検査装置にも適用可能で、
その場合には予熱機構およびその他の加熱機構が全て冷
却機構となる。

［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
、短時間で設定温度までの昇温または冷却が可能で、し
かも安定した検査設定温度状態下での半導体素子の検査
ができ、装置のスルーブツト向上、検査精度の向上を図
ることが可能となる。

【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構成を
示す平面図、第２図は第１図の入方向側面図、第３図は
実施例のトレー予備加熱機構の構成および動作を説明す
るための斜視図、第４図はトレーの構成を示す平面図で
ある。 １・・・・・・トレー　３・・・・・・半導体素子、１
１・・・・・・高温チャンバ、１２・・・・・・断熱壁
、１６・・・・・・第１サーマルステーシヨン、１７・
・・・・・トレー載置台、１９・・・・・・第２サーマ
ルステーシヨン、２０・・・・・・トレー載置台、２１
・・・・・・トレー予備加熱機構、２２・・・・・・ト
レー搬送機構、２３・・・・・・検査台。 第４図 出願人　　　　　東京エレクトロン株式会社代理人　弁
理士　須　山　佐　− （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の半導体素子を搭載した収納容器を高温（または低
   温）チャンバ内に順次収容し、所定の検査温度下で前記
   各半導体素子の電極端子に検査端子を接触させて電気的
   諸特性を測定する半導体検査装置において、 前記各半導体素子の検査中に少なくとも次検査用収納容
   器をほぼ前記所定の検査温度まで予備加熱または予備冷
   却する予備加熱（または冷却）機構を設けたことを特徴
   とする半導体検査装置。