JP5604355B2

JP5604355B2 - 半導体チップの検査選別装置及び検査選別方法

Info

Publication number: JP5604355B2
Application number: JP2011084688A
Authority: JP
Inventors: 康司山崎
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2031-04-06
Also published as: JP2012220282A

Description

この発明は、半導体チップの検査選別装置及び検査選別方法に関する。

従来、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のように、高電圧が印加され、大電流が流れる半導体チップの電気的特性を検査装置において検査する際には、例えば特許文献１のように、ダイシング済みのウエハから半導体チップを吸着コレット等により一個ずつ検査装置に搬送している。また、検査後の半導体チップは、その検査結果に応じて良否を仕分け（選別）した状態でチップ用のトレイに排出される。なお、チップ用のトレイには、一個の半導体チップを収容する収容部が多数形成されている。

特開２０１０−２７６４７７号公報

しかしながら、上記従来の検査装置では、半導体チップを一個ずつ検査するため、多数の半導体チップの検査には多くの時間を要する、すなわち、半導体チップの検査効率が低い、という問題がある。
また、検査後の工程（後工程）における半導体チップの処理（例えば、基板やリードフレーム等への搭載）を考慮すると、同一トレイの全ての収容部に良品の半導体チップが収容された状態で、このトレイを後工程に供給することが好ましい。しかしながら、上記従来の手法では、検査後の半導体チップが、検査結果に応じて一個ずつ選別してトレイに搬送されるため、後工程への半導体チップの供給が遅くなる、という問題もある。

この発明は、上述した事情に鑑みたものであって、半導体チップの検査効率、及び、後工程への半導体チップの供給速度の向上を図ることが可能な半導体チップの検査選別装置及び検査選別方法を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の半導体チップの検査選別装置は、半導体チップの電気的特性を検査し、検査結果に応じて前記半導体チップを良品チップと不良品チップとに選別する半導体チップの検査選別装置であって、前記半導体チップを収容する収容部を多数配列してなる搬送トレイを載置する載置台と、当該載置台上において少なくとも上下動可能に設けられて、前記搬送トレイに収容された多数の前記半導体チップのうち少なくとも複数の前記半導体チップを同時に検査可能な複数の検査プローブと、当該載置台上において少なくとも上下動可能に設けられて、当該検査プローブによる電気的特性の検査結果が不良であると判定された不良品チップを、前記搬送トレイから複数同時に排出可能な複数の排出ノズルと、前記不良品チップの排出後に、多数の前記収容部のうち前記不良品チップが収容されていた前記搬送トレイの空き収容部に対して、別個の良品チップを収容する補充機構と、を備え、前記補充機構は、多数配列された良品収容部にそれぞれ前記別個の良品チップを収容してなる補充用トレイと、単数あるいは複数の前記補充用トレイを設置するストッカーと、前記補充用トレイ内の前記良品チップを前記載置台に配された前記搬送トレイの前記空き収容部に搬送・収容する搬送手段と、を備え、前記多数の良品収容部が前記搬送トレイの多数の前記収容部と同一に配列され、前記搬送手段が、前記空き収容部の位置に対応する前記補充用トレイの所定位置の前記良品収容部に収容された前記別個の良品チップを、前記空き収容部に搬送することを特徴とする。

また、本発明の半導体チップの検査選別方法は、半導体チップの電気的特性を検査し、検査結果に応じて前記半導体チップを良品チップと不良品チップとに選別する半導体チップの検査選別方法であって、前記半導体チップが搬送トレイに多数配列して形成された収容部に収容された状態で、前記搬送トレイ上の多数の前記半導体チップのうち少なくとも複数の前記半導体チップを同時に検査する検査工程と、前記検査工程において検査された多数の半導体チップのうち電気的特性が不良であると判定された複数の不良品チップを、前記搬送トレイから同時に排出する選別工程と、前記選別工程後に、多数の前記収容部のうち前記不良品チップが収容されていた前記搬送トレイの空き収容部に対して、別個の良品チップを収容する補充工程と、を備え、前記補充工程の前までに、多数の良品収容部を前記搬送トレイの多数の前記収容部と同一に配列してなる補充用トレイを用意すると共に、前記多数の良品収容部に前記別個の良品チップを収容しておき、前記補充工程では、前記搬送トレイの前記空き収容部の位置に対応する前記補充用トレイの所定位置の前記良品収容部に収容された前記別個の良品チップを、前記空き収容部に搬送することを特徴とする。

これら検査選別装置及び検査選別方法によれば、検査工程において、搬送トレイに収容された多数の半導体チップのうち複数の半導体チップが複数の検査プローブによって同時に検査されるため、半導体チップの検査効率の向上を図ることができる。
また、搬送トレイ内に複数の不良品チップがある場合には、これら複数の不良品チップを複数の排出ノズルにより同時に排出することができるため、搬送トレイ内の半導体チップを良品チップと不良品チップとに選別する時間を短縮することができる。

さらに、上述の検査選別装置及び検査選別方法では、搬送トレイを検査選別装置の載置台に取り付けてから、半導体チップの検査・選別・補充が終了して搬送トレイを載置台より取り外すまでの間に、検査工程で良品チップと判定された半導体チップが搬送トレイの収容部に収容されたままとなる。そして、不良品チップを排出した後の空き収容部のみに良品チップが収容されるため、従来のように検査後の良品チップを一つずつ搬送トレイに搬送する場合と比較して、搬送トレイの全ての収容部に良品チップが満たされるまでの時間を短縮することができる。
以上のように、半導体チップを検査する時間、半導体チップを良品チップと不良品チップとに選別する時間、及び、搬送トレイが良品チップだけで満たされるまでの時間を短縮できるため、後工程（例えば半導体チップを基板やリードフレームに搭載する工程）への半導体チップの供給速度を向上することが可能となる。

また、上述の検査選別装置及び検査選別方法では、搬送トレイを検査選別装置の載置台に取り付けてから、半導体チップの検査・選別・補充が終了して搬送トレイを載置台より取り外すまでの間に、従来のように良品チップが吸着コレット等によって搬送されることがないため、良品チップの保護も図ることができる。
さらに、上述の検査選別装置及び検査選別方法では、搬送トレイの空き収容部が複数あったとしても、良品チップを補充用トレイの各良品収容部から搬送トレイの各空き収容部まで搬送する距離を全て等しく設定することが可能となるため、良品チップの搬送制御を簡便に行うことができる。

そして、前記検査選別装置においては、前記載置台上に載置された前記搬送トレイの上面の高さ位置を検出し、当該検出結果に基づいて、前記半導体チップの上方に離間したプローブ待機位置から前記半導体チップに接触して当該半導体チップを検査する検査位置に至る前記複数の検査プローブの下方向への移動長さを補正し、かつ、前記検出結果に基づいて、前記半導体チップの上方に離間したノズル待機位置から前記半導体チップを吸着するための吸着位置に至る前記複数の排出ノズルの下方向への移動長さを補正する補正機構を備えていることが好ましい。

ここの構成では、搬送トレイの厚みにばらつきがあったとしても、検査プローブによって収容部内の半導体チップを検査する際、あるいは、排出ノズルによって不良品チップを排出する際に、検査プローブや排出ノズルによって収容部内の半導体チップが傷付けられる、半導体チップが検査されない、不良品チップが排出されない、という不具合を回避することができる。

より詳細に説明すれば、搬送トレイにその上面から窪んで形成される収容部の深さ寸法は精度よく形成されるものの、搬送トレイの厚み寸法は搬送トレイ毎に異なっていることが多い。
そこで、上記構成のように、載置台上に載置された搬送トレイの上面の高さ位置の検出結果に基づき、複数の検査プローブのプローブ待機位置から検査位置までの下方向の移動長さを補正することにより、収容部内の半導体チップが検査プローブによって過度の力で押さえつけられたり、検査位置に到達した検査プローブが半導体チップに接触しない、という不具合を回避することができる。

また、載置台上に載置された搬送トレイの上面の高さ位置の検出結果に基づき、複数の排出ノズルのノズル待機位置から吸着位置までの下方向の移動長さを補正することにより、吸着位置に到達した排出ノズルが収容部内の半導体チップに接触あるいは当接したり、収容部内の不良品チップが排出ノズルに吸着しない、という不具合を回避することができる。

また、前記検査選別方法の前記補充工程では、同一の前記搬送トレイにおいて複数の前記空き収容部が隣り合っている場合に、前記補充用トレイにおいて隣り合うように配列された複数の前記良品チップを一括で複数の前記空き収容部に搬送することがさらに好ましい。
この方法では、複数の良品チップを短時間で複数の空き収容部に収容することができる。また、複数の良品チップを同時に保持して空き収容部に搬送するための構成をコンパクトに構成することが可能となる。

本発明によれば、半導体チップの検査効率、及び、後工程への半導体チップの供給速度の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る検査選別装置を上方から見た状態を示す概略上面図である。図１の検査選別装置を側方から見たい状態を示す概略側面図である。図１，２に示す検査選別装置を構成するプローブユニットの動きを示す要部拡大図である。図１，２に示す検査選別装置を構成するノズルユニットの動きを示す要部拡大図である。本発明の検査選別方法における補充工程の第一実施例を模式的に示す説明図である。本発明の検査選別方法における補充工程の第二実施例を模式的に示す説明図である。

以下、図１〜６を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１，２に示すように、この実施形態に係る検査選別装置１は、半導体チップ１０の電気的特性を検査し、その検査結果に応じて半導体チップ１０を良品チップと不良品チップとに選別するものである。
なお、本実施形態の検査選別装置１において検査する半導体チップ１０は、例えばダイオードやトランジスタなどの半導体素子であり、図３に示すように、平面視矩形の板状に形成されてその上面１０ｅ及び下面１０ｆに電極を有して構成されるものである。また、本実施形態の検査選別装置１では、板状に形成された搬送トレイ１３の上面１３ａから窪む収容部１４に半導体チップ１０を収容した状態で、半導体チップ１０の電気的特性を検査するようになっている。そして、搬送トレイ１３は、上記収容部１４を搬送トレイ１３の上面１３ａに縦横に多数（あるいは複数）配列して構成されている。

図１，２に示すように、検査選別装置１は、単一の基台２上に、搬送トレイ１３を載置するための載置台３、半導体チップ１０の電気的特性を検査するためのプローブユニット４、及び、不良品チップを搬送トレイ１３から排出するための排出ノズルユニット５を設けて大略構成されている。
載置台３は、基台２の上面２ａに設けられたレール２１によって基台２の上面２ａに沿う一方向（Ｘ軸方向）のみに移動可能となるように設けられている。なお、載置台３の移動制御（移動の長さやタイミング等）は、検査選別装置１に備える制御部９によって行われる。そして、載置台３の上面３ａには、搬送トレイ１３及び排出箱３１が載置されている。

ここで、搬送トレイ１３は、多数の収容部１４の一方の配列方向が載置台３の移動方向（Ｘ軸方向）に一致するように、載置台３の上面３ａに対して着脱可能に固定されている。
一方、排出箱３１は、搬送トレイ１３に対して載置台３の移動方向（Ｘ軸方向）に並べた位置に、着脱可能あるいは着脱不能に固定されている。この排出箱３１は、載置台３の上面３ａの上方（Ｚ軸正方向）に開口する箱状に形成されており、後述する排出ノズルユニット５によって搬送トレイ１３から排出された不良品チップを収容するものである。

プローブユニット４及び排出ノズルユニット５は、載置台３の移動方向に直交するように基台２上に架設された門型フレーム２２の梁部２２Ａに取り付けられている。
プローブユニット４は、図１〜３に示すように、複数の検査プローブ４１及びこれらを一体に固定するプローブ保持部４２を備え、門型フレーム２２の梁部２２Ａに対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能とされている。なお、プローブユニット４の移動制御（移動の長さやタイミング等）は、載置台３と同様に制御部９によって行われる。そして、プローブユニット４を上方側のプローブ待機位置４Ａに配した状態（図２，３参照）では、載置台３やこれに配された搬送トレイ１３及び排出箱３１がプローブユニット４に干渉することなく、プローブユニット４の直下を通過するように載置台３をＸ軸方向に移動させることが可能である。

各検査プローブ４１は、従来周知のものであり、プローブ保持部４２から下方（Ｚ軸負方向）に突出するように延在し、その延出方向の先端を半導体チップ１０の上面１０ｅに接触させる（図３参照）ことで、半導体チップ１０の電気的特性を検査できるようになっている。なお、検査プローブ４１による半導体チップ１０への押付力が過度にならないように、例えば、検査プローブ４１をプローブ保持部４２に対して所定の範囲内で上下方向に移動できるように取り付けてもよいし、あるいは、これに加えてプローブ保持部４２と検査プローブ４１との間に検査プローブ４１をプローブ保持部４２に対して下方に付勢するコイルばね等の付勢部材を設けてもよい。

そして、プローブ保持部４２に固定された複数の検査プローブ４１は、搬送トレイ１３の多数の収容部１４の配列に対応づけて並べられている。したがって、これら複数の検査プローブ４１をプローブ待機位置４Ａから検査位置４Ｂまで下方向に移動させて各々半導体チップ１０に接触させることにより、搬送トレイ１３に収容された多数の半導体チップ１０のうち少なくとも複数の半導体チップ１０の電気的特性を同時に検査することが可能となる。

図１を参照してより具体的に説明すれば、複数の検査プローブ４１は、載置台３の移動方向に直交する方向（Ｙ軸方向）に、載置台３上の搬送トレイ１３においてＹ軸方向に一列に並べられた複数の収容部１４と同じ数だけ並べられ、かつ、Ｙ軸方向に一列に並べられた検査プローブ４１の配列群が、Ｘ軸方向に複数列（図示例では二列）並ぶように配されている。これにより、搬送トレイ１３に収容された複数の半導体チップ１０を複数列単位で同時に検査することが可能となる。また、半導体チップ１０の検査に際してプローブユニット４をＹ軸方向に移動させる必要もない。

なお、Ｙ軸方向に一列に並べられる検査プローブ４１の数は、収容部１４の数や配列規則が異なる様々な搬送トレイ１３にも対応できるように、例えば搬送トレイ１３においてＹ軸方向に配列された収容部１４の数よりも多く設定されてもよい。また、Ｘ軸方向に並べられる検査プローブ４１の配列群の配列数は例えば一列だけでもよく、この場合には、搬送トレイ１３に収容された複数の半導体チップ１０を一列単位で同時に検査することができる。
以上のように設けられた検査プローブ４１によって検査される半導体チップ１０の検査結果は、収容部１４の位置に対応付けた状態で制御部９に記憶される。

排出ノズルユニット５は、プローブユニット４の場合と同様に、図１，２，４に示すように、複数の排出ノズル５１及びこれらを一体に固定するノズル保持部５２を備え、門型フレーム２２の梁部２２Ａに対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能とされている。なお、排出ノズルユニット５の移動制御（移動の長さやタイミング等）は、載置台３やプローブユニット４と同様に制御部９によって行われる。そして、排出ノズルユニット５を上方側のノズル待機位置５Ａに配した状態（図２，４参照）では、載置台３、搬送トレイ１３及び排出箱３１が排出ノズルユニット５に干渉することなく、排出ノズルユニット５の直下を通過するように載置台３をＸ軸方向に移動させることができる。

各排出ノズル５１は、ノズル保持部５２の下方に延びる筒状に形成され、その内部が真空ポンプ等のエアー吸引手段（不図示）に接続されている。これにより、下方に開口する排出ノズル５１の開口端を半導体チップ１０の上面に近づけた位置（吸着位置５Ｂ）において、エアー吸引手段により排出ノズル５１内のエアーを吸引することで、排出ノズル５１の開口端が半導体チップ１０の上面１０ｅに吸着し、半導体チップ１０が排出ノズル５１に保持される。なお、各排出ノズル５１は、例えば検査プローブ４１の場合と同様に、ノズル保持部５２に対して所定の範囲内で上下方向に移動できるように取り付けられてもよいし、ノズル保持部５２と排出ノズル５１との間に排出ノズル５１を下方に付勢する付勢部材を設けてもよい。

そして、ノズル保持部５２に固定された複数の排出ノズル５１は、検査プローブ４１の場合と同様に、搬送トレイ１３の多数の収容部１４の配列に対応づけて並べられている。したがって、複数の排出ノズル５１により、搬送トレイ１３に収容された多数の半導体チップ１０のうち少なくとも複数の半導体チップ１０を同時に吸着保持することが可能となる。
図１を参照してより具体的に説明すれば、複数の排出ノズル５１は、載置台３の移動方向に直交する方向（Ｙ軸方向）に、載置台３上の搬送トレイ１３においてＹ軸方向に一列に並べられた複数の収容部１４と同じ数だけ並べられている。これにより、搬送トレイ１３に収容された複数の半導体チップ１０を一列単位で同時に吸着保持することができる。また、半導体チップ１０の吸着保持に際して排出ノズルユニット５をＹ軸方向に移動させる必要もない。

なお、Ｙ軸方向に一列に並べられる排出ノズル５１の数は、収容部１４の数や配列規則が異なる様々な搬送トレイ１３にも対応できるように、例えば搬送トレイ１３においてＹ軸方向に配列された収容部１４の数よりも多く設定されてもよい。また、複数の排出ノズル５１は、例えば図１に示す検査プローブ４１の配列と同様に、Ｘ軸方向に複数列並べて、収容部１４に収容された半導体チップ１０を複数列単位で吸着保持できるようにしてもよい。

さらに、この排出ノズルユニット５は、搬送トレイ１３に収容された半導体チップ１０のうち、前述した検査プローブ４１による電気的特性の検査結果が不良であると判定された不良品チップのみを吸着保持した上で、排出ノズルユニット５及び前述した載置台３の移動を制御することで、不良品チップを排出箱３１まで搬送（排出）するように構成されている。
なお、不良品チップを吸着保持する際には、図４に示すように、排出ノズルユニット５をノズル待機位置５Ａから吸着位置５Ｂまで下方に移動させるため、全ての排出ノズル５１が搬送トレイ１３に収容された半導体チップ１０の上面１０ｅに近づくことになる。すなわち、排出ノズル５１は検査結果が良品であると判定された半導体チップ１０（良品チップ）にも近づくことになるが、前述したエアー吸引手段を制御し、不良品チップの直上に位置する排出ノズル５１内のエアーのみを吸引することで、不良品チップのみを搬送トレイ１３から選択的に排出することができる。
この排出ノズルユニット５による不良品チップの排出制御は、制御部９に記憶された検査結果に基づいて、制御部９によって実施される。

さらに、本実施形態の検査選別装置１は、図２に示すように、載置台３に載置された搬送トレイ１３の上面１３ａの高さ位置を検出する変位計６１を備えている。この変位計６１では、載置台３の上面３ａの位置を基準とした搬送トレイ１３の高さ寸法を計測するようになっている。そして、変位計６１での検出結果は制御部９に出力され、記憶される。

制御部９では、上記変位計６１での検出結果に基づいて、図３に示すように、半導体チップ１０の上方に離間したプローブ待機位置４Ａから半導体チップ１０に接触して半導体チップ１０を検査する検査位置４Ｂに至るプローブユニット４の下方向への移動長さＬ１を補正する。
プローブユニット４の移動長さＬ１の補正は、収容部１４に収容された半導体チップ１０の上面１０ｅの高さ位置が高すぎることで、収容部１４内の半導体チップ１０が検査プローブ４１によって過度の力で押さえつけられたり、半導体チップ１０の上面１０ｅの高さ位置が低すぎることで、検査プローブ４１が半導体チップ１０に接触しない、という不具合が発生しないように行われる。

また、制御部９では、上記変位計６１での検出結果に基づいて、図４に示すように、半導体チップ１０の上方に離間したノズル待機位置５Ａから半導体チップ１０を吸着するための吸着位置５Ｂに至る排出ノズルユニット５の下方向への移動長さＬ２を補正する。
排出ノズルユニット５の移動長さＬ２の補正は、収容部１４に収容された半導体チップ１０の上面１０ｅの高さ位置が高すぎることで、吸着位置５Ｂに到達した排出ノズル５１が収容部１４内の半導体チップ１０に接触あるいは当接したり、半導体チップ１０の上面１０ｅの高さ位置が低すぎることで、収容部１４内の不良品チップが排出ノズル５１に吸着しない、という不具合が発生しないように行われる。

以上のことから、本実施形態の検査選別装置１では、変位計６１及び制御部９によって、搬送トレイ１３内に収容された半導体チップ１０がプローブユニット４や排出ノズルユニット５によって傷つけられないように、プローブユニット４及び排出ノズルユニット５の移動長さＬ１，Ｌ２を補正する補正機構が構成されている。
この補正機構は、搬送トレイ１３にその上面１３ａから窪んで形成される収容部１４の深さ寸法は精度よく形成されるものの、搬送トレイ１３の厚さ寸法が搬送トレイ１３毎に異なるために設けられている。

さらに、本実施形態の検査選別装置１は、図１に示すように、排出ノズルユニット５による不良品チップの排出後に、多数の収容部１４のうち不良品チップが収容されていた搬送トレイ１３の空き収容部１４Ａ（図５，６参照）に対して、別個の良品チップ１０Ｃを収容する補充機構７を備えている。
補充機構７は、多数配列された良品収容部７２にそれぞれ良品チップ１０Ｃを収容してなる補充用トレイ７１と、複数の補充用トレイ７１を収容可能なストッカー７３と、補充用トレイ７１内の良品チップ１０Ｃを載置台３に配された搬送トレイ１３の空き収容部１４Ａに搬送・収容する搬送手段（不図示）とを備えて構成されている。なお、補充用トレイ７１及びストッカー７３は、図示例の位置に限ることはないが、搬送手段による良品チップ１０Ｃの搬送距離が小さくなるように、載置台３に隣り合う位置に配されていると好ましい。

補充用トレイ７１は、搬送トレイ１３と同様に、その上面７１ａから窪んで形成された良品収容部７２を縦横に多数配列して構成されている。
搬送手段は、例えば補充用トレイ７１と搬送トレイ１３との間で移動可能な搬送ノズル（不図示）と、搬送ノズルの移動を制御する制御部９とによって構成されていればよい。また、搬送ノズルは、例えば排出ノズル５１と同様の構造を有し、補充用トレイ７１上や搬送トレイ１３上において上下方向に移動できるようになっていればよい。なお、搬送手段は、例えば複数の良品チップ１０Ｃを同時に搬送できるように複数の搬送ノズルを備えていても良いし、排出ノズルユニット５のように、複数の搬送ノズルが保持部によって一体に固定されていてもよい。

次に、以上のように構成される検査選別装置１を用いた半導体チップ１０の検査選別方法について説明する。
半導体チップ１０の検査及び選別を行う際には、はじめに、検査前の半導体チップ１０を収容した搬送トレイ１３を載置台３上に設置し、補正機構によりプローブユニット４及び排出ノズルユニット５の上下方向の移動長さＬ１を補正する（補正工程）。なお、補正された移動長さＬ１は、制御部９に記憶される。

次いで、搬送トレイ１３に収容された全ての半導体チップ１０の電気的特性を検査する（検査工程）。
この検査工程においては、複数の検査プローブ４１の直下に複数の半導体チップ１０がそれぞれ位置するように載置台３を移動させた後、プローブユニット４をプローブ待機位置４Ａから補正された移動長さＬ１分だけ下方に移動させて検査位置４Ｂに到達させる。これにより、複数の検査プローブ４１がそれぞれ半導体チップ１０の上面１０ｅに接触して、複数の半導体チップ１０の検査が同時に行われる。そして、この検査結果が収容部１４の位置に対応付けた状態で制御部９に記憶される。この検査後には、プローブユニット４をプローブ待機位置４Ａまで上昇させる。

そして、検査工程では、以上の動作を複数回繰り返し行うことで、搬送トレイ１３に収容された全ての半導体チップ１０の電気的特性が検査される。ただし、プローブユニット４に備える検査プローブ４１の数及び配列が、搬送トレイ１３に収容された半導体チップ１０の数及び配列と同一であれば、上述した動作を一回行うだけで、搬送トレイ１３に収容された全ての半導体チップ１０の電気的特性が検査される。

上述した検査工程後には、上記検査結果に応じて搬送トレイ１３に収容された半導体チップ１０を良品チップと不良品チップとに選別する（選別工程）。
この工程においては、複数の排出ノズル５１の直下に複数の半導体チップ１０がそれぞれ位置するように載置台３を移動させた後、排出ノズルユニット５をノズル待機位置５Ａから補正された移動長さＬ２分だけ下方に移動させて吸着位置５Ｂに到達させる。

この状態においては、全ての排出ノズル５１が搬送トレイ１３に収容された半導体チップ１０の上面１０ｅに近づくことになるが、制御部９に記憶された検出結果に基づいて不良品チップの直上に位置する排出ノズル５１内のエアーのみを吸引することで、不良品チップのみが該当する排出ノズル５１に吸着する。この際、排出ノズル５１に対向する不良品チップが複数ある場合には、複数の不良品チップがそれぞれの排出ノズル５１に同時に吸着する。

そして、不良品チップが排出ノズル５１に吸着保持された状態で、排出ノズルユニット５をノズル待機位置５Ａまで上昇させる。さらに、排出ノズルユニット５の直下に排出箱３１が位置するように載置台３を移動させた後に、排出ノズル５１内のエアー吸引を解除することにより、不良品チップが排出箱３１に収容される。すなわち、搬送トレイ１３に収容された不良品チップが搬送トレイ１３から排出される。

この選別工程では、搬送トレイ１３に収容された不良品チップの配置や数に応じて上述した動作を一回あるいは複数回実施することで、搬送トレイ１３に収容された全ての不良品チップが搬送トレイ１３から排出され、搬送トレイ１３には良品チップ１０Ａ（図５，６参照）のみが残る。
なお、この選別工程では、不良品チップを排出した後の搬送トレイ１３の収容部１４（空き収容部１４Ａ）の位置情報を制御部９に記憶しておいてもよい。

そして、上記選別工程後には、図５，６に示すように、搬送トレイ１３の収容部１４のうち不良品チップが収容されていた搬送トレイ１３の空き収容部１４Ａに対して、別個の良品チップ１０Ｃを収容する（補充工程）ことで、検査選別装置１における搬送トレイ１３の取り扱いが完了する。なお、補充工程の実施に先立ち（補正工程の前から補充工程までの間に）、予め全ての良品収容部７２に良品チップ１０Ｃを収容した補充用トレイ７１を用意しておく。本実施形態では、単数あるいは複数の補充用トレイ７１をストッカー７３に設置すればよい。

この補充工程では、例えば選別工程の場合と同様に、補充用トレイ７１に収容された良品チップ１０Ｃを搬送ノズルに吸着保持し、搬送ノズルを搬送トレイ１３の空き収容部１４Ａの直上まで移動させた後、搬送ノズル内のエアー吸引を解除することで、良品チップ１０Ｃを搬送トレイ１３の空き収容部１４Ａに収容すればよい。この搬送ノズルの動作は、制御部９に記憶された半導体チップ１０の検出結果や空き収容部１４Ａの位置情報に基づいて制御すればよい。

以下、この補充工程において良品チップ１０Ｃを空き収容部１４Ａに補充する方法の具体的な実施例について、図５，６を参照して説明する。なお、図５，６に示す搬送トレイ１３及び補充用トレイ７１では、補充方法の説明のために、収容部１４及び良品収容部７２の数を４行４列の合計１６個として模式的に記載しているが、実際の収容部１４及び良品収容部７２の数や配列はこれに限ることはない。

〔第一実施例〕
第一実施例では、図５に示すように、補充工程を実施する前までに、良品収容部７２の数及び配列を搬送トレイ１３の収容部１４の数及び配列と同一とした補充用トレイ７１を用意し、全ての良品収容部７２に良品チップ１０Ｃを収容しておく。また、この用意に際して、補充用トレイ７１は、その向きが搬送トレイ１３の向きに一致するように配置しておく。
そして、第一実施例の補充工程では、制御部９に記憶された半導体チップ１０の検出結果や空き収容部１４Ａの位置情報に基づき、補充用トレイ７１において搬送トレイ１３の空き収容部１４Ａの位置に対応する所定位置の良品収容部７２に収容された良品チップを、空き収容部１４Ａに搬送する。

図５を参照してより具体的に説明すれば、例えば、搬送トレイ１３の左上端（上から一つ目、左から一つ目）の空き収容部１４Ａ（ａ）には、補充用トレイ７１の左上端の良品収容部７２に収容されている良品チップ１０Ｃ（Ａ）を搬送・収容する。同様にして、例えば、搬送トレイ１３の上から二つ目、左から三つ目の空き収容部１４Ａ（ｂ）には、補充用トレイ７１の上から二つ目、左から三つ目の良品収容部７２に収容された良品チップ１０Ｃ（Ｂ）を搬送・収容する。

そして、第一実施例の補充工程では、同一の搬送トレイ１３において複数の空き収容部１４Ａが隣り合っている場合に、補充用トレイ７１において隣り合うように配列された複数の良品チップ１０Ｃを一括で複数の空き収容部１４Ａに搬送してもよい。
図５を参照してより具体的に説明すれば、搬送トレイ１３において互いに隣り合う二つの空き収容部１４Ａ（ｃ，ｄ）がある場合には、補充用トレイ７１において二つの空き収容部１４Ａ（ｃ，ｄ）の位置に対応する所定位置の二つの良品収容部７２に収容された二つの良品チップ１０Ｃ（Ｃ，Ｄ）を、一括で二つの空き収容部１４Ａ（ｃ，ｄ）に搬送・収容すればよい。

なお、上述した複数の良品チップ１０Ｃの一括搬送は、例えば排出ノズルユニット５のように一体に固定された複数の搬送ノズルを用いればよい。また、図示例において、隣り合う複数の空き収容部１４Ａは、搬送トレイ１３及び補充用トレイ７１の配列方向（横方向）に並んでいるが、例えばこの配列方向に直交する方向（縦方向）に並んでいてもよいし、斜め方向に並んでいてもよい。

〔第二実施例〕
第二実施例では、図６に示すように、補充工程を実施する前までに、複数（多数）の良品収容部７２を配列した補充用トレイ７１を用意し、全ての良品収容部７２に良品チップ１０Ｃを収容しておく。なお、図示例では、第一実施例の場合と同様に、補充用トレイ７１の良品収容部７２の数及び配列が搬送トレイ１３の収容部１４の数及び配列と同一になっているが、これに限ることはない。

そして、第二実施例の補充工程では、空き収容部１４Ａが複数ある場合に、制御部９に記憶された半導体チップ１０の検出結果や空き収容部１４Ａの位置情報に基づき、複数の空き収容部１４Ａに対して、補充用トレイ７１において配列された複数（多数）の別個の良品チップ１０Ｃをその配列順に搬送・収容する。言い換えれば、搬送トレイ１３における空き収容部１４Ａの位置に関わらず、補充用トレイ７１において配列された複数（多数）の別個の良品チップ１０Ｃをその配列順に、良品収容部７２から取り出して空き収容部１４Ａに搬送する。

図６を参照してより具体的に説明すれば、例えば同一の搬送トレイ１３において四つの空き収容部１４Ａ（ａ〜ｄ）が無作為の位置している場合には、はじめに、左上端の良品収容部７２（第一良品収容部７２Ａ）に収容された良品チップ１０Ｃ（Ａ）を一つ目の空き収容部１４Ａ（ａ）に搬送する。次いで、第一良品収容部７２Ａの右隣に位置する第二良品収容部７２Ｂに収容された良品チップ１０Ｃ（Ｂ）を二つ目の空き収容部１４Ａ（ｂ）に搬送する。その後、同様にして、第二良品収容部７２Ｂの右隣に並んで位置する第三、第四良品収容部７２Ｃ，７２Ｄに収容された二つの良品チップ１０Ｃ（Ｃ，Ｄ）を三つ目、四つ目の空き収容部１４Ａ（ｃ，ｄ）にそれぞれ搬送する。なお、図６に記載されている搬送トレイ１３への良品チップ１０Ｃの補充が完了した後、別の搬送トレイ１３に対して同様の補充工程を実施する場合には、図６に記載の補充用トレイ７１において上から二つ目に横方向に並べられた良品チップ１０Ｃを順番に取り出せばよい。

また、第二実施例の補充工程では、第一実施例の場合と同様に、同一の搬送トレイ１３において複数の空き収容部１４Ａが隣り合っている場合に、補充用トレイ７１において隣り合うよう並べられた複数の良品チップ１０Ｃを一括で複数の空き収容部１４Ａに搬送してもよい。
図６を参照してより具体的に説明すれば、搬送トレイ１３において互いに隣り合う二つの空き収容部１４Ａ（ｃ，ｄ）がある場合には、二つの良品収容部７２に収容された二つの良品チップ１０Ｃ（Ｃ，Ｄ）を、一括で二つの空き収容部１４Ａ（ｃ，ｄ）に搬送・収容すればよい。

なお、この第二実施例の図示例では、補充用トレイ７１において横方向に並べられた順番に良品チップ１０Ｃを取り出しているが、例えば、縦方向に並べられた順番に良品チップ１０Ｃを取り出してもよい。
また、第二実施例の補充工程では、同一の搬送トレイ１３に複数の空き収容部１４Ａがある場合の補充方法について説明しているが、例えば同一の搬送トレイ１３に空き収容部１４Ａが一つしかない場合であってもよい。すなわち、空き収容部１４Ａを有する複数の搬送トレイ１３に対してそれぞれ補充工程を実施することで、補充用トレイ７１において配列された複数の良品チップ１０Ｃがその配列順に取り出されることになる。

以上説明したように、本実施形態に係る半導体チップ１０の検査選別装置１及び検査選別方法によれば、検査工程において、搬送トレイ１３に収容された多数の半導体チップ１０のうち少なくとも複数の半導体チップ１０が複数の検査プローブ４１によって同時に検査されるため、半導体チップ１０の検査効率の向上を図ることができる。
また、搬送トレイ１３内に複数の不良品チップがある場合には、これら複数の不良品チップを複数の排出ノズル５１により同時に排出することができるため、搬送トレイ１３内の半導体チップ１０を良品チップと不良品チップとに選別する時間を短縮することができる。

さらに、搬送トレイ１３を検査選別装置１の載置台３に取り付けてから、検査工程・選別工程・補充工程が終了して搬送トレイ１３を載置台３より取り外すまでの間に、検査工程で良品チップと判定された半導体チップ１０が搬送トレイ１３の収容部１４に収容されたままとなる。そして、不良品チップを排出した後の空き収容部１４Ａのみに別個の良品チップ１０Ｃが収容されるため、従来のように検査後の良品チップを一つずつ搬送トレイ１３に搬送する場合と比較して、搬送トレイ１３の全ての収容部１４に良品チップが満たされるまでの時間を短縮することができる。
以上のように、半導体チップ１０を検査する時間、半導体チップ１０を良品チップと不良品チップとに選別する時間、及び、搬送トレイ１３が良品チップだけで満たされるまでの時間をそれぞれ短縮できるため、後工程（例えば半導体チップ１０を基板やリードフレームに搭載する工程）への半導体チップ１０の供給速度を向上することが可能となる。

また、搬送トレイ１３を検査選別装置１の載置台３に取り付けてから、検査工程・選別工程・補充工程が終了して搬送トレイ１３を載置台３より取り外すまでの間に、従来のように良品チップが吸着コレット等によって搬送されることもないため、良品チップの保護も図ることができる。
さらに、本実施形態の検査選別装置１が補正機構を備えているため、また、検査選別方法においては検査工程の前に補正工程を実施するため、搬送トレイ１３の厚みにばらつきがあったとしても、検査工程や選別工程において、検査プローブ４１や排出ノズル５１によって収容部１４内の半導体チップ１０が傷付けられる、半導体チップ１０が検査されない、不良品チップが搬送トレイ１３から排出されない、という不具合を回避することができる。

そして、本実施形態に係る検査選別方法において、第一実施例に記載した補充工程を実施した場合には、搬送トレイ１３の空き収容部１４Ａが複数あったとしても、良品チップ１０Ｃを補充用トレイ７１の各良品収容部７２から搬送トレイ１３の各空き収容部１４Ａまで搬送する距離が全て等しくなるため、制御部９による良品チップの搬送制御（搬送ノズルの移動制御）を簡便に行うことができる。

また、第二実施例に記載した補充工程を実施した場合には、同一の補充用トレイ７１に収容された全ての良品チップを、搬送トレイ１３の空き収容部１４Ａに搬送することができる。したがって、複数の搬送トレイ１３に対して補充工程を実施しても、補充用トレイ７１の交換回数を最小限に抑えることができる。

そして、第一、第二実施例に記載した補充工程において、複数の良品チップ１０Ｃを隣り合う複数の空き収容部１４Ａに対して一括で搬送すれば、複数の良品チップ１０Ｃを短時間で複数の空き収容部１４Ａに収容することができる。また、複数の良品チップ１０Ｃを同時に保持して空き収容部１４Ａに搬送するための構成（例えば搬送ノズルを一体にまとめた構成）をコンパクトに構成することが可能となる。

以上、上述した実施形態により本発明の詳細ついて説明したが、本発明の技術的範囲はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、載置台３に載置される搬送トレイ１３の厚さ寸法にばらつきが無ければ、補正機構を特に設けなくてもよく、また、補正工程を実施する必要もない。

また、載置台３は、上記実施形態のように、基台２上でＸ軸方向のみに移動することに限らず、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向の両方に移動可能であってもよい。この場合には、検査工程や選別工程において、検査プローブ４１や排出ノズル５１と収容部１４に収容された半導体チップ１０とのＹ軸方向の相対的なずれを修正することができる。また、載置台３がＹ軸方向にも移動可能となっていれば、搬送トレイ１３において多数の収容部１４がＹ軸方向にずれるように千鳥状に配列されていても、半導体チップ１０の検査選別を行うことができる。
さらに、載置台３が基台２に対してその上面２ａに沿う方向に移動することに限らず、少なくとも載置台３とプローブユニット４及び排出ノズルユニット５とが相対的に上面２ａに沿う方向に移動すればよい。したがって、例えば載置台３を基台２に固定し、プローブユニット４及び排出ノズルユニット５を載置台３に対してＸ軸方向やＹ軸方向に移動可能としてもよい。

また、複数の検査プローブ４１は、プローブ保持部４２によって一体に固定されることに限らず、少なくとも上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能となるように門型フレーム２２の梁部２２Ａに取り付けられていればよい。したがって、複数の検査プローブ４１は、例えば個別に門型フレーム２２に取り付けられていてもよく、この場合には、制御部９によって個々の検査プローブ４１の移動を制御すればよい。なお、この点については、複数の排出ノズル５１についても同様である。

さらに、複数の検査プローブ４１や排出ノズル５１は、上下方向（Ｚ軸方向）のみ移動可能に限らず、例えば載置台３の移動方向に直交する方向（Ｙ軸方向）にも移動可能であってもよい。この場合、Ｙ軸方向に配列される複数の検査プローブ４１や排出ノズル５１の数は、例えばＹ軸方向に配列される収容部１４の数よりも少なくても構わない。
また、上記実施形態の補充工程では、搬送手段により良品チップを補充用トレイ７１から搬送トレイ１３の空き収容部１４Ａに搬送しているが、例えば搬送手段を用いずに、手動で良品チップを搬送トレイ１３の空き収容部１４Ａに搬送しても構わない。

１検査選別装置
３載置台
４プローブユニット
４Ａプローブ待機位置
４Ｂ検査位置
４１検査プローブ
Ｌ１移動長さ
５排出ノズルユニット
５Ａノズル待機位置
５Ｂ吸着位置
５１排出ノズル
Ｌ２移動長さ
７補充機構
７１補充用トレイ
７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ良品収容部
７３ストッカー
１０半導体チップ
１０Ａ良品チップ
１０Ｃ良品チップ
１３搬送トレイ
１４収容部
１４Ａ空き収容部
６１変位計

Claims

半導体チップの電気的特性を検査し、検査結果に応じて前記半導体チップを良品チップと不良品チップとに選別する半導体チップの検査選別装置であって、
前記半導体チップを収容する収容部を多数配列してなる搬送トレイを載置する載置台と、
当該載置台上において少なくとも上下動可能に設けられて、前記搬送トレイに収容された多数の前記半導体チップのうち少なくとも複数の前記半導体チップを同時に検査可能な複数の検査プローブと、
当該載置台上において少なくとも上下動可能に設けられて、当該検査プローブによる電気的特性の検査結果が不良であると判定された不良品チップを、前記搬送トレイから複数同時に排出可能な複数の排出ノズルと、
前記不良品チップの排出後に、多数の前記収容部のうち前記不良品チップが収容されていた前記搬送トレイの空き収容部に対して、別個の良品チップを収容する補充機構と、
を備え、
前記補充機構は、多数配列された良品収容部にそれぞれ前記別個の良品チップを収容してなる補充用トレイと、単数あるいは複数の前記補充用トレイを設置するストッカーと、前記補充用トレイ内の前記良品チップを前記載置台に配された前記搬送トレイの前記空き収容部に搬送・収容する搬送手段と、を備え、
前記多数の良品収容部が前記搬送トレイの多数の前記収容部と同一に配列され、
前記搬送手段が、前記空き収容部の位置に対応する前記補充用トレイの所定位置の前記良品収容部に収容された前記別個の良品チップを、前記空き収容部に搬送することを特徴とする半導体チップの検査選別装置。
前記載置台上に載置された前記搬送トレイの上面の高さ位置を検出し、
当該検出結果に基づいて、前記半導体チップの上方に離間したプローブ待機位置から前記半導体チップに接触して当該半導体チップを検査する検査位置に至る前記複数の検査プローブの下方向への移動長さを補正し、
かつ、
前記検出結果に基づいて、前記半導体チップの上方に離間したノズル待機位置から前記半導体チップを吸着するための吸着位置に至る前記複数の排出ノズルの下方向への移動長さを補正する補正機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体チップの検査選別装置。
半導体チップの電気的特性を検査し、検査結果に応じて前記半導体チップを良品チップと不良品チップとに選別する半導体チップの検査選別方法であって、
前記半導体チップが搬送トレイに多数配列して形成された収容部に収容された状態で、前記搬送トレイ上の多数の前記半導体チップのうち少なくとも複数の前記半導体チップを同時に検査する検査工程と、
前記検査工程において検査された多数の半導体チップのうち電気的特性が不良であると判定された複数の不良品チップを、前記搬送トレイから同時に排出する選別工程と、
前記選別工程後に、多数の前記収容部のうち前記不良品チップが収容されていた前記搬送トレイの空き収容部に対して、別個の良品チップを収容する補充工程と、
を備え、
前記補充工程の前までに、多数の良品収容部を前記搬送トレイの多数の前記収容部と同一に配列してなる補充用トレイを用意すると共に、前記多数の良品収容部に前記別個の良品チップを収容しておき、
前記補充工程では、前記搬送トレイの前記空き収容部の位置に対応する前記補充用トレイの所定位置の前記良品収容部に収容された前記別個の良品チップを、前記空き収容部に搬送することを特徴とする半導体チップの検査選別方法。
前記補充工程では、同一の前記搬送トレイにおいて複数の前記空き収容部が隣り合っている場合に、前記補充用トレイにおいて隣り合うように配列された複数の前記良品チップを一括で複数の前記空き収容部に搬送することを特徴とする請求項３に記載の半導体チップの検査選別方法。