(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスを保持して検査位置に位置決めするコンタクトハンドを備えた電子デバイスハンドラであって、
赤外線放射熱を測定する赤外線放射温度計と、前記コンタクトハンドで保持される電子デバイスから放射される赤外線の進行方向を前記赤外線放射温度計に向ける赤外線方向変更部材とで構成されるデバイス温度測定手段を備えたものにおいて、
前記コンタクトハンドで保持された電子デバイスの上面と対向する該コンタクトハンドの対応部分を光が透過可能な光透過材により形成し、該光透過材を前記赤外線の前記赤外線放射温度計への通路としたことを特徴とする電子デバイスハンドラ。
【請求項２】
前記赤外線を通すための通路を前記コンタクトハンドの内側に形成した、ことを特徴とする請求項１記載の電子デバイスハンドラ。
【請求項３】
前記赤外線放射温度計を電子デバイスの検査位置にあるコンタクトハンドの近傍に配し、かつ前記赤外線方向変更部材を前記コンタクトハンドのデバイス保持部の上方に配して、前記デバイスから放射される赤外線を前記赤外線方向変更部材を介して前記赤外線放射温度計に照射させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子デバイスハンドラ。
【請求項４】
前記赤外線方向変更部材がミラーまたはプリズムである、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子デバイスハンドラ。
【請求項５】
レーザ又は赤外線を照射する光照射ユニット備えるとともに、該光照射ユニットからのレーザ又は赤外線を前記コンタクトハンドで保持された電子デバイスの上面に向ける光方向変更部材を該コンタクトハンドに組み込んだ、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子デバイスハンドラ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の電子デバイスハンドラを具備してなる、電子デバイス検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度に対して特性が敏感な電子デバイス、例えば、半導体デバイス、水晶デバイスあるいは受光・発光デバイスの特性検査に用いられるハンドラ及びその関連装置に係り、特に、これら電子デバイスの温度制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子デバイスハンドラである例えばＩＣハンドラにおいて、ＩＣの特性検査に際してのＩＣの温度測定には、従来、それを保持して検査位置に位置決めするコンタクトハンドのＩＣ接触部分に温度センサ及びヒータを組み込み、ヒートプレスにより加熱されたＩＣ部分に温度センサを接触させて行う方式や、あるいは、コンタクトハンド及びＩＣをチャンバに収納するものにおいて、チャンバ内部の雰囲気温度を測定することでＩＣの温度を測定する方式がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の各方式にはいくつかの問題があった。例えば、コンタクトハンドにセンサ及びヒータを組み込むためには、そのための配線が必要となるが、コンタクトハンドは高速で広い範囲を移動するため、配線が断線する危険性が高い。さらに、ヒートプレスによる加熱及び温度測定は、接触状態により熱伝導の効率が大きく変わり、加熱温度や測定温度が安定しにくい。加えて、デバイスを吸着保持する場合には、吸着エリア以外で伝熱加熱及び温度測定をする必要があるが、小型のデバイスの場合にはそのための充分なエリアを確保することが難しい。
一方、チャンバ方式の場合には、測定するチャンバ内の雰囲気温度は、必ずしも検査しようとするデバイスの温度と一致しているわけではない。
【０００４】
その他、デバイスの温度測定に関しては、例えば、特開平６−２５８３８５号に、下面に穴を有したソケットと、その下方に組み込まれた非接触温度センサによりデバイスの温度を検出する発明が記載されている。しかし、最近のデバイスは、実装面積を抑える必要からデバイス下面にもコンタクトピン等が配置され、ソケット下面に穴が設けられていることは希である。また、ソケットの下面側は、高周波測定の必要からテストボードが直接接続され、通常は非接触温度センサを組み込む空間はない。従って、この方法でデバイス下面からの温度検出を行うことは実際的ではない。
さらに、特開平８−７６８５７号には、赤外線カメラと赤外線放射温度計をＩＣデバイスの上方に配して、ＩＣデバイスの温度を測定する発明が記載されている。しかし、ＩＣデバイスの上面は、デバイス搬送のためコンタクトハンドにより空間的に塞がれていることが多く、この例のように開放空間になることは少ない。開放空間にし、この方法を採用するためには、コンタクトハンド等の移動機構がそこから一旦離れる必要があり、この移動時間のロスにより温度測定のために検査の処理効率が落ちることになる。
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、下記のような構成を採用する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の装置は、電子デバイスを保持して検査位置に位置決めするコンタクトハンドを備えた電子デバイスハンドラにおいて、放射熱を測定する非接触温度計と、前記コンタクトハンドで保持された電子デバイスから放射される放射熱の進行方向を前記非接触温度計に向ける放射熱方向変更部材とで構成されるデバイス温度測定手段を備えたものである。
この構成によれば、コンタクトハンドにセンサ線の配線が不要となり、それに伴う断線の危険が排除される。さらに、非接触でデバイスの温度測定を行うため、コンタクトハンドとデバイスとの接触状態にかかわらず、デバイスの安定した温度測定が達成できる。
【０００６】
また、前記放射熱を通すための通路を前記コンタクトハンドの内側に形成したものである。これによれば、温度センサ等を内蔵していた従来のコンタクトハンドに比べて、よりコンパクトなコンタクトハンドを実現できる。
また、前記非接触温度計を電子デバイスの検査位置にあるコンタクトハンドの近傍に配し、かつ前記放射熱方向変更部材を前記コンタクトハンドのデバイス保持部の上方に配して、前記デバイスから放射される放射熱を前記放射熱方向変更部材を介して前記非接触温度計に照射させるものである。こうすることで、放射熱の伝搬距離が少なくなり、従って、測定温度精度が向上する。
また、前記放射熱を赤外線、前記放射熱方向変更部材をミラー又はプリズム、前記非接触温度計を赤外線放射温度計としたものである。この場合、これらの構成要素は一般的に使用されているものなので、デバイス温度測定手段を比較的安価に構成することができる。
【０００７】
また、前記コンタクトハンドで保持された電子デバイスの上面と対向する該コンタクトハンドの対応部分を光が透過可能な光透過材により形成したものである。これによれば、デバイスを吸着しながらその温度を測定することができるとともに、その上面全体を測定に利用できるので、サイズの小さなデバイスであってもその測定精度が向上する。
【０００８】
また、上記各デバイスハンドラに、レーザ又は赤外線を照射する光照射ユニットを備えるとともに、該光照射ユニットからのレーザ又は赤外線を前記コンタクトハンドで保持された電子デバイスの上面に向ける光方向変更部材を該コンタクトハンドに組み込んだものである。これによれば、コンタクトハンドにセンサ用配線及びヒータ用配線が不要となり、それに伴う断線の危険が排除される。また、非接触ゆえに、コンタクトハンドとデバイスとの接触状態にかかわらず、デバイスの安定した加熱及び温度測定が達成できる。
【０００９】
さらに、電子デバイスの特性等検査を行う装置に上記特徴を有する各ハンドラを組み込んで、それらの電子デバイス検査装置においても同様の効果を奏させようとするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示すＩＣハンドラのコンタクトハンドの概念図である。ＩＣハンドラは、検査しようとするＩＣ（デバイス）を取り上げ、別機のＩＣテスタの検査位置（又はデバイスコンタクト位置）に位置決めして、その検査の間所定の温度で保持すると共に、検査の終了したＩＣをトレイに戻すためのものである。そのＩＣの保持、移動、押圧、あるいは加熱等を行うのがコンタクトハンド１である。図１は、コンタクトハンド１がＩＣ１０を保持して、その検査を行うテストヘッド（図示せず）と電気的に接続しているＩＣソケット１１にＩＣ１０を挿入した状態（ＩＣ１０を位置決めした状態）を示している。
【００１２】
コンタクトハンド１は、ＩＣ１０の水平及び上下移動を受け持つ駆動機構部２と、ＩＣ１０を吸着して保持するＩＣ保持機構部３を備える。ＩＣ保持機構部３は、その側面から内側中央部へ達する水平空洞部６ａと、水平空洞部６ａの後端部からＩＣ保持機構部３の下側底面へ抜ける垂直空洞部６ｂとを有し、垂直空洞部６ｂの下部には、ＩＣ１０を吸着する吸着空間１２の上限を形成する仕切り５を密閉状態にはめ込んでいる。この仕切り５は、ガラスやプラスッチク等の光透過材で形成される。ＩＣ１０の保持は、真空発生装置（図示せず）とダクト４で連結された吸着空間１２を真空状態にすることによって行われる。また、水平空洞部６ａと垂直空洞部６ｂとの交差部には、反射用ミラー７が水平方向より４５度傾斜して図示のように配置されている。
【００１３】
さらに、ＩＣハンドラは、赤外線放射温度計８を備える。この赤外線放射温度計８は、ＩＣ１０をその検査位置に位置決めした状態におけるコンタクトハンド１に対して、赤外線放射温度計８の赤外線の検知部８ａが、水平空洞部６ａの端部と近接して対向することになるように配置される。
【００１４】
次に、以上の構成のＩＣハンドラにおけるＩＣの温度測定作用を説明する。なお、このＩＣハンドラにおけるＩＣの加熱は、例えば先に説明したチャンバ方式によりなされるものとする。
コンタクトハンド１がＩＣ１０を保持してその検査位置に到達すると、図２に示すように、ＩＣ１０から放射される赤外線（矢印表示）が仕切り５を通過し垂直空洞部６ｂを通って上方に進み、ミラー７で反射されて９０度方向を曲げられた後、水平空洞部６ａを通って赤外線放射温度計８の検知部８ａに照射される。
【００１５】
この実施の形態によれば、ＩＣ１０とテスタヘッドの接触状態やテスタヘッドとのコンタクト高さにかかわらず、検査用デバイスから発せられる赤外線の届く範囲ではＩＣ１０の温度を安定して測定することができる。また、吸着空間１２上部の仕切り５が赤外線を透過させるので、吸着しながら、即ち、ＩＣを保持しながら温度測定ができるとともに、サイズの小さなデバイスであっても測定が容易に行える。
【００１６】
実施の形態２．
これは、実施の形態１の構成中、赤外線の方向変換をミラーに代えて直角プリズムにより行なったもので、その原理を図３に示す。すなわち、ＩＣ１０から出た赤外線（矢印表示）は、仕切り５を通過し垂直空洞部６ｂを通って上方に進み、直角プリズム９で反射されて９０度方向を曲げられ、水平空洞部６ａを通って赤外線放射温度計８の検知部８ａに照射される。これによって、実施の形態１と同様、ＩＣ１０の温度を適切に測定することが可能となる。
【００１７】
上記の各実施の形態では、デバイスの温度の測定媒体として放射赤外線を取り上げて説明したが、他の放射波を測定媒体とすることも可能である。ただし、その場合には、先のミラーやプリズムに代えて、対象とする放射波を反射させることができる反射板を適宜用いることが必要となる。
【００１８】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３を示すＩＣハンドラのコンタクトハンドの部分概念図である。ＩＣ保持機構部３の内部には上下方向に垂直空洞部１３が形成され、さらに、ＩＣ保持機構部３の側面から水平方向に垂直空洞部１３に届く上下の水平空洞部１４ａ，１４ｂが形成されている。そして、垂直空洞部１３と上側の水平空洞部１４ａとの交差部には反射用ミラー７が、垂直空洞部１３と下側の水平空洞部１４ｂとの交差部には下方からの光を全反射し上方からの光を透過する直角プリズム１５が、それぞれ配置されている。
さらに、ＩＣを検査位置に位置決めした状態において、水平空洞部１４ａの入口に赤外線照射装置１６の照射口１６ａが対向するように、また、水平空洞部１４ｂの入口に赤外線放射温度計８の検知部８ａが対向するように、赤外線放射温度計８と赤外線照射装置１６とがそれぞれ配置される。
なお、ＩＣの吸着保持部の構造は実施の形態１と同様とする。
【００１９】
次に、この実施の形態の作用を説明する。コンタクトハンド１がＩＣ１０をその検査位置に位置決めすると、赤外線照射装置１６からの赤外線が水平空洞部１４ａを通ってＩＣ保持機構部３の内側に入り、ミラー７で反射されて垂直下方向に曲げられた後、垂直空洞部１３の直角プリズム１５及び仕切り５を通過して、ＩＣ１０の上面に照射される。これによって、ＩＣ１０が加熱される。
一方、ＩＣ１０から放射される赤外線は、仕切り５を通過して垂直空洞部１３を上昇し、直角プリズム１５によって水平方向に曲げられた後、水平空洞部１４ｂを通ってＩＣ保持機構部３の外側に出、赤外線放射温度計８の検知部８ａに入射する。これによって、（加熱された）ＩＣ１０の温度が測定される。
従って、この実施の形態によれば、ＩＣ１０の非接触による加熱及び温度測定が可能となり、コンタクトハンド１にヒータ及びセンサの配線が不要となるとともに、安定した加熱及び温度測定が可能となる。
【００２０】
なお、実施の形態３において、直角プリズム１５に変えて半透明ミラーを、また、ミラー７に変えて直角プリズムを用いることができる。さらに、赤外線放射温度計８と赤外線照射装置１６との配置構成を逆にすること、あるいは、赤外線の代わりにレーザを用いて検査用デバイスを加熱することも可能である。
【００２１】
また、本発明において、赤外線放射温度計８や赤外線照射装置１６の配置は、上記各実施の形態に示した例に限定されるものではなく、複数のミラーやプリズム等を組み合わせて光路を構成することで、適宜必要な位置に配置することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高速で広い範囲を移動するコンタクトハンドにセンサ用配線、又は、センサ及びヒータ用配線が不要となるためそれに伴う断線がなくなる他、非接触温度測定のためコンタクトハンドとデバイスとの接触状態や検査位置におけるテスタヘッドとのコンタクト高さにかかわらず、電子デバイスの安定した温度測定、又は、電子デバイスの安定した加熱及び温度測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示すＩＣハンドラに付随のコンタクトハンドの概念図である。
【図２】実施の形態１による温度測定の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２による温度測定の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態３を示すＩＣハンドラに付随のコンタクトハンドの部分概念図である。
【符号の説明】
１・・ＩＣハンドラのコンタクトハンド、
２・・駆動機構部、
３・・ＩＣ保持機構部、
４・・ダクト、
５・・仕切り、
６ａ・・水平空洞部、
６ｂ・・垂直空洞部、
７・・ミラー、
８・・赤外線放射温度計、
９・・直角プリズム、
１０・・ＩＣ、
１１・・ＩＣソケット、
１２・・吸着空間、
１３・・垂直空洞部、
１４ａ，１４ｂ・・水平空洞部、
１５・・直角プリズム、
１６・・赤外線照射装置。
【図１】
0003613101.tif 000002
【図２】
0003613101.tif 000003
【図３】
0003613101.tif 000004
【図４】
0003613101.tif 000005