特許 6984531 検査装置および保護シート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6984531

(24)【登録日】2021年11月29日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】検査装置および保護シート

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/26 20200101AFI20211213BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/26 J

【請求項の数】10

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2018-80732(P2018-80732)

(22)【出願日】2018年4月19日

(65)【公開番号】特開2019-190876(P2019-190876A)

(43)【公開日】2019年10月31日

【審査請求日】2020年7月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082175

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 守

(74)【代理人】

【識別番号】100106150

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100148057

【弁理士】

【氏名又は名称】久野 淑己

(72)【発明者】

【氏名】岩田 晴恵

(72)【発明者】

【氏名】竹迫 憲浩

【審査官】 青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０２４６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０３８９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２８１３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２４４１１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｇ０１Ｒ １／０６−１／０７３

Ｈ０１Ｌ ２１／６４−２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

テストステージと、
前記テストステージの上で、上面に半導体チップが搭載される保護シートと、
前記保護シートをスライドさせ、前記保護シートのうち前記半導体チップが搭載される部分を切り替える送り部と、
前記半導体チップに電気信号を送るプローブと、
電極と、
を備え、
前記保護シートは、シート状の絶縁部と、前記絶縁部の上面に縞状に設けられた複数の導電部と、を備え、
前記電極は、前記複数の導電部のうち前記半導体チップの裏面と接する導電部と電気的に接続されることを特徴とする検査装置。

【請求項2】

前記複数の導電部の各々は、前記保護シートがスライドする方向と交差する方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項3】

前記保護シートがスライドすると、前記複数の導電部のうち前記電極と電気的に接続される導電部が切り替わることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。

【請求項4】

前記電極は上下に動き、上がった状態で前記導電部と離れ、下がった状態で前記導電部と電気的に接続されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の検査装置。

【請求項5】

前記保護シートは、
前記複数の導電部の間に設けられ、前記半導体チップを吸着する吸着穴と、
前記吸着穴を囲み、前記複数の導電部と同じ高さの囲みと、
を有することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の検査装置。

【請求項6】

前記複数の導電部は等間隔に並ぶことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の検査装置。

【請求項7】

前記複数の導電部の間隔は、前記半導体チップの幅よりも狭いことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の検査装置。

【請求項8】

前記複数の導電部の各々の形状は、平面視で前記導電部が延びる方向と交差する方向に振幅を有する波状であることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の検査装置。

【請求項9】

シート状の絶縁部と、
前記絶縁部の上面に縞状に設けられた複数の導電部と、
を備え、
前記複数の導電部の上に半導体チップの裏面電極が搭載されることを特徴とする保護シート。

【請求項10】

前記絶縁部は平面視で長手方向と短手方向を有し、
前記複数の導電部の各々は、平面視で前記絶縁部の前記長手方向と交差する方向に延びることを特徴とする請求項９に記載の保護シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査装置および保護シートに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、回路基板に電気的特性検査を施す検査装置が開示されている。この検査装置では、はんだボールが外部接続端子として一面側に形成された回路基板を検査対象としている。はんだボールとコンタクトプローブとの間には、コンタクトプローブとはんだボール間を電気的に接続する電導シートが配設される。また、検査装置は、コンタクトプローブとはんだボールとによって押圧される箇所を異なる箇所となるように、導電シートをスライドするスライド手段を具備する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１５７６８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、半導体チップの特性検査装置において、テストステージ上に半導体チップを搭載し、半導体チップに通電して特性検査を行うことがある。テストステージを半導体チップの特性検査を行う毎に交換することは一般に困難である。このため、テストステージに異物が残存し、半導体チップの裏面に傷が付く可能性がある。

【0005】

半導体チップの裏面を保護する手段として、テストステージと半導体チップの間に導電性部材を取り付ける事が考えられる。この場合、導電性部材に異物が残存しても、部材の交換により異物は回収され、半導体チップ裏面の損傷を防止できる。しかし、導電性部材を人的作業により交換するために作業負荷が大きくなる可能性がある。また、チップサイズ毎に導電性部材を準備するため、部材コストが増大する可能性がある。

【0006】

また、特許文献１の検査装置では、コンタクトプローブとはんだボールとの押圧力によって両者間を電気的に接続する導体路が電導シートに形成される。このため、特許文献１の構成は、導電性部材と半導体チップの裏面とを導通させ、半導体チップの上面にコンタクトプローブを接触させる場合には適用できない。

【0007】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、部材の交換回数を抑制できる検査装置および保護シートを得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る検査装置は、テストステージと、該テストステージの上で、上面に半導体チップが搭載される保護シートと、該保護シートをスライドさせ、該保護シートのうち該半導体チップが搭載される部分を切り替える送り部と、該半導体チップに電気信号を送るプローブと、電極と、を備え、該保護シートは、シート状の絶縁部と、該絶縁部の上面に縞状に設けられた複数の導電部と、を備え、該電極は、該複数の導電部のうち該半導体チップの裏面と接する導電部と電気的に接続される。

【0009】

本開示に係る保護シートは、シート状の絶縁部と、該絶縁部の上面に縞状に設けられた複数の導電部と、を備え、該複数の導電部の上に半導体チップの裏面電極が搭載される。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る検査装置では、保護シートの上面側に複数の導電部が縞状に設けられる。このため、半導体チップのサイズが変更されても、複数の導電部の上に半導体チップを搭載できる。従って、部材の交換回数を抑制できる。
本発明に係る保護シートでは、上面側に複数の導電部が縞状に設けられる。このため、半導体チップのサイズが変更されても、複数の導電部の上に半導体チップを搭載できる。従って、部材の交換回数を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係る検査装置の斜視図である。

【図2】第１の比較例に係る検査装置の斜視図である。

【図3】第２の比較例に係る検査装置の斜視図である。

【図4】実施の形態１の第１の変形例に係る保護シートの平面図である。

【図5】実施の形態１の第２の変形例に係る保護シートの平面図である。

【図6】実施の形態２に係る保護シートの平面図および断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の実施の形態に係る検査装置および保護シートについて図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

【0013】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る検査装置１００の斜視図である。検査装置１００は半導体チップ３０の特性検査装置である。検査装置１００は、テストステージ１０を備える。テストステージ１０は半導体チップ３０を検査するためのステージである。テストステージ１０の上面には、後述する保護シート１１または半導体チップ３０を吸着する吸着機構が設けられても良い。

【0014】

検査装置１００は保護シート１１を備える。保護シート１１は、テストステージ１０と半導体チップ３０の間に設けられる。テストステージ１０の上において、保護シート１１の上面には半導体チップ３０が搭載される。保護シート１１は半導体チップ３０を検査する際に半導体チップ３０の裏面を保護する。また、保護シート１１は半導体チップ３０の裏面に通電するために設けられる。

【0015】

保護シート１１は、シート状の絶縁部１２と、絶縁部１２の上面に縞状に設けられた複数の導電部１４とを備える。複数の導電部１４の各々は、直線状である。また、複数の導電部１４の各々は、絶縁部１２の長手方向と交差する方向に延びる。つまり、複数の導電部１４の各々は、絶縁部１２の短手方向に沿って延びる。複数の導電部１４は等間隔に並ぶ。

【0016】

半導体チップ３０は、複数の導電部１４の上に搭載される。このとき複数の導電部１４は、半導体チップ３０の裏面と接する。複数の導電部１４の間隔は、半導体チップ３０の幅よりも狭い。これにより、半導体チップ３０は複数の導電部１４の間にわたって設けられる。

【0017】

検査装置１００は、保護シート１１の供給部１６および回収部１８を備える。供給部１６および回収部１８は例えばローラーである。供給部１６と回収部１８には保護シート１１が巻きつけられている。テストステージ１０の一方の側において、保護シート１１は供給部１６から引き出される。また、テストステージ１０の他方の側において保護シート１１は回収部１８に回収される。

【0018】

保護シート１１は、供給部１６から引き出され、テストステージ１０上を通り、回収部１８に回収される。テストステージ１０上において、保護シート１１の上には半導体チップ３０が搭載され、検査が実施される。回収部１８は保護シート１１のうち検査に使用された部分を回収する。また、テストステージ１０上には、供給部１６により保護シート１１の新しい部分が供給される。本実施の形態において、供給部１６および回収部１８は、保護シート１１をスライドさせ、保護シート１１のうち半導体チップ３０が搭載される部分を切り替える送り部を構成する。

【0019】

複数の導電部１４の各々は、保護シート１１がスライドする方向８１と交差する方向に延びる。このため、送り部により保護シート１１がスライドすると、複数の導電部１４のうち半導体チップ３０が搭載される導電部１４が切り替わる。このように、半導体チップ３０が搭載される導電部１４は自動で交換される。なお、導電部１４は、保護シート１１が供給部１６および回収部１８によりスライドできるように薄く設けられる。

【0020】

また、検査装置１００は、搬送部２２を備える。搬送部２２は、半導体チップ３０をテストステージ１０の上に搬送する。搬送部２２は、例えば半導体チップ３０を吸着して搬送する。搬送部２２を用いて作業者が手動で半導体チップ３０を搬送しても良く、搬送部２２が自動で半導体チップ３０を搬送しても良い。

【0021】

また、検査装置１００は電極２０を備える。電極２０は、保護シート１１の短手方向の一端部に設けられる。電極２０は、複数の導電部１４のうち、例えばテストステージ１０上の導電部１４と電気的に接続される。電極２０は、複数の導電部１４のうち少なくとも半導体チップ３０の裏面と接する導電部１４と電気的に接続されれば良い。電極２０が導電部１４に接触することで、導電部１４が通電される。これにより、半導体チップ３０の裏面電極にバイアスが印加される。

【0022】

電極２０は上下機構を有する。これにより、電極２０は矢印８２に示されるように上下に動く。電極２０は上がった状態で導電部１４と離れ、下がった状態で導電部１４と電気的に接続される。また、送り部により保護シート１１がスライドすると、複数の導電部１４のうち電極２０と電気的に接続される導電部１４が切り替わる。

【0023】

また、検査装置１００は、検査部４０とプローブ４１を備える。プローブ４１は、半導体チップ３０の上面電極と接触し、半導体チップ３０に電気信号を送る。検査部４０は、プローブ４１および電極２０と接続される。半導体チップ３０の裏面電極に導電部１４が接触し、上面電極にプローブ４１が接触することで、特性検査のための回路が形成される。この回路は半導体チップ３０、導電部１４、電極２０、検査部４０およびプローブ４１により形成される。

【0024】

検査部４０は、電極２０にバイアスを供給する。また、検査部４０は、プローブ４１を介し半導体チップ３０に電気信号を送信する。これにより、検査部４０は半導体チップ３０の特性検査を実施する。

【0025】

次に、検査装置１００の動作について説明する。まず、供給部１６によりテストステージ１０上に保護シート１１が敷かれる。次に、半導体チップ３０が搬送部２２により導電部１４上に搬送され、搭載される。次に、電極２０を下げて電極２０と導電部１４を接触させる。また、プローブ４１と半導体チップ３０の上面電極と接触させる。これにより、半導体チップ３０の上面電極と裏面電極に通電が行われる。

【0026】

この状態で、検査部４０により特性検査が実施される。検査が終了したら、プローブ４１を半導体チップ３０から離す。そして、搬送部２２により検査後の半導体チップ３０を回収する。その後、電極２０を上げて、電極２０を導電部１４から離す。次に、保護シート１１をスライドさせ、テストステージ１０上に保護シート１１の新しい部分を供給する。その後、同様の手順で次の半導体チップ３０の特性検査を実施する。

【0027】

図２は、第１の比較例に係る検査装置８００の斜視図である。検査装置８００では、テストステージ８１０と半導体チップ３０との間に、半導体チップ３０の裏面を保護するための金属プレート８１４が取り付けられる。このような構成では、メンテナンス時に金属プレート８１４を交換することで、検査時に金属プレート８１４に付着した異物が回収される。このため、異物によるチップ裏面の損傷を低減できる。

【0028】

ここで、金属プレート８１４の交換頻度を高くする程、傷の防止効果は向上する一方で、部材コストおよび作業負荷が上昇する。また、金属プレート８１４を自動交換する場合、装置コストの増大および装置の大型化を招くことが考えられる。よって、検査装置８００においてチップ毎に金属プレート８１４を交換することは困難となる可能性がある。

【0029】

図３は、第２の比較例に係る検査装置９００の斜視図である。検査装置９００は、保護シート９１１の構成が本実施の形態と異なる。保護シート９１１では、絶縁部９１２の上に導電部９１４が設けられる。導電部９１４は正方形であり、半導体チップ３０の形状に対応している。保護シート９１１を取り付ける事で、金属プレート８１４よりも容易に導電部９１４を交換できる。また、シート送りにより異物を回収できるため、チップ裏面に傷が付くことを防止できる。

【0030】

しかし、検査装置９００では、導電部９１４がチップ形状に適合しない場合、保護シート９１１を交換する必要がある。複数種類の保護シート９１１を準備することで、部材コストが増大する可能性がある。また、保護シート９１１の交換のために、装置コストおよび作業負荷が増大する可能性がある。また、複数種類の半導体チップ３０の形状に適応するために導電部９１４を大きくすることが考えられるが、この場合、検査ごとの保護シート９１１の送り量が大きくなり、装置の効率が低下する可能性がある。

【0031】

次に、本実施の形態の効果について説明する。本実施の形態では、保護シート１１の上面側に複数の導電部１４が縞状に設けられる。このため、半導体チップ３０のサイズが変更されても、複数の導電部１４の上に半導体チップ３０を搭載し、検査を実施できる。このため、チップサイズ毎に保護シート１１を交換する必要が無く、保護シート１１の交換回数を抑制できる。従って、保護シート１１の交換のための装置コストおよび作業負荷を低減できる。また、チップサイズごとに保護シート１１を準備する必要が無いため、部材コストを低減できる。

【0032】

また、送り部により保護シート１１がスライドすることで、半導体チップ３０が搭載される導電部１４をチップ毎に交換できる。なお、保護シート１１は半導体チップ３０毎にスライドしても良いし、複数の半導体チップ３０毎または異物等の発生時にスライドしても良い。従って、保護シート１１上に残存した異物により、半導体チップ３０の裏面に傷が付くことを防止できる。また、自動で異物が回収され、テストステージ１０に新しい導電部１４が供給されるため、テストステージ１０上での清掃作業をしなくても良い。また、導電部１４に異物が付着したまま検査が実施されることが防止されることで、異物の影響から検査装置１００自体を保護できる。このため、検査装置１００の部品の交換頻度を低減できる。

【0033】

また、チップサイズに応じて送り量を最適化することで、チップサイズが変更されても、半導体チップ３０が搭載される導電部１４をチップ毎に容易に交換できる。また、第２の比較例のように導電部９１４の大型化に合わせて送り量を常に大きく設定しておく必要がないため、装置の効率を向上できる。

【0034】

さらに、本実施の形態では複数の導電部１４のうち、一部のみが電極２０と電気的に接続される。特に、供給部１６または回収部１８に収容された導電部１４は電極２０とは導通していない。これにより、保護シート１１、供給部１６または回収部１８からの放電を抑制できる。

【0035】

本実施の形態の変形例として、電極２０は、少なくとも半導体チップ３０の裏面と接する導電部１４と電気的に接続されれば良く、別の構造を有しても良い。また、本実施の形態において送り部はローラーであるものとしたが、送り部は保護シート１１をスライドできるものであれば良い。また、検査部４０およびプローブ４１として、半導体チップ３０の検査が可能なあらゆる構成を採用できる。また、搬送部２２は、半導体チップ３０を搬送できれば、吸着以外の方法で半導体チップ３０を保持しても良い。

【0036】

また、複数の導電部１４は保護シート１１の短手方向に対して傾いていても良く、保護シート１１の長手方向に沿って設けられても良い。また、複数の導電部１４は等間隔に並んでいなくても良い。

【0037】

図４は、実施の形態１の第１の変形例に係る保護シート１１ａの平面図である。図４では、便宜上半導体チップ３０が破線で示されている。複数の導電部１４の間隔は、保護シート１１ａにおいて保護シート１１よりも狭い。このように、導電部１４の間隔は検査対象となる半導体チップ３０の形状または、必要とする半導体チップ３０と導電部１４との接触面積等に応じて変更しても良い。このとき、複数の導電部１４の間隔は、検査対象として想定される最小の半導体チップ３０の幅よりも狭く設定すると良い。

【0038】

図５は、実施の形態１の第２の変形例に係る保護シート１１ｂの平面図である。図５では、便宜上半導体チップ３０が破線で示されている。保護シート１１ｂには複数の導電部１４ｂが設けられる。複数の導電部１４ｂは波状である。このように、複数の導電部１４ｂは湾曲していても良い。これにより、複数の導電部１４ｂと半導体チップ３０との接触面積を大きくできる。従って、通電の安定性を向上できる。また、チップセット時の安定性を向上できる。

【0039】

これらの変形は以下の実施の形態に係る検査装置および保護シートについて適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る検査装置および保護シートについては実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

【0040】

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る保護シート２１１の平面図および断面図である。保護シート２１１は、吸着穴２２４を有する。吸着穴２２４は、複数の導電部１４の間に設けられる。吸着穴２２４は絶縁部１２を上面から裏面まで貫通する。

【0041】

また、保護シート２１１は、吸着穴２２４を囲む囲み２２６を有する。囲み２２６は絶縁部１２の上面に設けられる。囲み２２６は吸着穴２２４を囲むように円環状に設けられる。囲み２２６は、例えば絶縁体から形成される。囲み２２６は、複数の導電部１４と同じ高さである。

【0042】

複数の導電部１４の間にわたって、半導体チップ３０が保護シート２１１に搭載されると、半導体チップ３０が吸着穴２２４を塞ぐ。吸着穴２２４は、例えばテストステージ１０の吸着機構と繋がっている。吸着穴２２４は半導体チップ３０を吸着する。これにより、保護シート２１１に半導体チップ３０が吸着される。また、囲み２２６は、複数の導電部１４と共に半導体チップ３０を保持する。これにより、半導体チップ３０を保護シート２１１の上に安定してセットできる。

【0043】

吸着穴２２４および囲い２２６は円形に限らず、三角形、四角形、多角形または楕円形でも良い。

【0044】

なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。

【符号の説明】

【0045】

１００ 検査装置、１０ テストステージ、１１、１１ａ、１１ｂ、２１１ 保護シート、１２ 絶縁部、１４、１４ｂ 導電部、１６ 供給部、１８ 回収部、３０ 半導体チップ、４１ プローブ、２０ 電極、２２４ 吸着穴、２２６ 囲い

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】