DE69812822T2

DE69812822T2 - Me fühlervorrichtung und Verfahren zum Polieren eines Me fühlers

Info

Publication number: DE69812822T2
Application number: DE69812822T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Takekoshi
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1998-01-21
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2018-01-22
Also published as: KR19980070664A; EP0905502A3; JPH10209232A; JP3144672B2; KR100330844B1; US6024629A; EP0905502B1; DE69812822D1; TW405198B; EP0905502A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung sowie ein Verfahren zum Polieren einer Sonde.
Eine Prüfvorrichtung 10 der in den Fig. 9 und 10 gezeigten Art wurde bisher für die elektrische Überprüfung beispielsweise von IC Chips verwendet, die auf einem Halbleiterwafer (im folgenden einfach als Wafer bezeichnet) ausgeformt sind. Wie in diesen Zeichnungen dargestellt ist, weist diese Vorrichtung 10 einen Kassettentrageabschnitt 11 auf, in welchem eine Kassette C platziert ist, in welcher Wafer W gelagert sind, einen Beladeabschnitt 12 mit einem Transportmechanismus (nicht dargestellt) zum Transportieren jedes Wafers W, der von der Kassette C in dem Abschnitt 11 geliefert wird, einen Sondenabschnitt 13 zum Überprüfen des mittels des Transportmechanismus transportierten Wafers W, eine Steuerung 14 zum Steuern des Sondenabschnitts 13 und des Beladeabschnitts 12, sowie eine Anzeigeneinheit 15, die als Steuertafel zum Bedienen der Steuerung 14 dient. Der Beladeabschnitt 12 ist mit einem Hilfsspannfutter (nicht dargestellt) versehen, womit der Wafer W auf der Basis seiner Ausrichtungsfläche vorausgerichtet wird. Der vorausgerichtete Wafer W wird mittels des Transportmechanismus zu dem Sondenabschnitt 13 transportiert. Der Sondenabschnitt 13 ist mit einem Hauptspannfutter 16 versehen, das in X-, Y-, und Z- Richtung und -Richtung beweglich ist (Richtung der Drehung um die Z-Achse) und den Wafer W tragen kann, mit einem Ausrichtemechanismus 2T mit einer CCD Kamera, einem optischen Ausrichtesystem oder ähnlichem zum akkuraten Ausrichten des Wafers W auf dem Hauptspannfutter 16 in einer Position für die Überprüfung, und mit einem Sondenkarte 18 mit einer Sonde 18A zum Überprüfen des Wafers W, der mittels des Ausrichtemechanismus 17 ausgerichtet worden ist. Eine schwenkbare Kopfplatte 19 ist an der oberen Fläche des Sondenabschnitts 13 angebracht. Die Sondenkarte 18 ist an einer Mittelöffnung der Kopfplatte 19 mittels eines Einsatzrings 19A befestigt. Ein Testkopf 20 befindet sich drehbar an dem Sondenabschnitt 13. Beim elektrischen Überprüfen der IC Chips auf dem Wafer W werden die Sondenkarte 18 und ein Tester (nicht dargestellt) elektrisch miteinander durch den Testkopf 20 verbunden, und ein gegebenes Inspektionssignal von dem Tester wird über die Sondenkarte 18 auf die IC Chips des Wafers W auf dem Hauptspannfutter übertragen.
Ein Kartentransportarm (nicht dargestellt) ist auf der Vorderseite des Sondenabschnitts 13 vorgesehen. Dieser Transportarm transportiert die Sondenkarte 18 mit einem Kartenhalter in eine Position direkt unterhalb des Einsatzrings 19A der Kopfplatte 19. Normalerweise befindet sich der Kartentransportarm in einer Abdeckung 21, die an der Vorderseite des Sondenabschnitts 13 angebracht ist. Beim Austauschen der Sondenkarte 18 wird der Kartentransportarm auf eine Höhenposition angehoben und dann in die Position direkt unterhalb des Einsatzrings 19A gedreht, wobei die Abdeckung 21 abgesenkt ist. Der so direkt unter dem Ring 19A positionierte Transportarm empfängt die Sondenkarte 18, die automatisch von dem Ring 19A gelöst wird, und transportiert sie zur Vorderseite des Sondenabschnitts 13. Dabei entfernt ein Bediener die Karte 18 an dem Kartentransportarm und platziert eine neue Sonderkarte 18 an dem Transportarm. Anschließend wird der Transportarm, der die neue Karte 18 trägt, wieder in die Position direkt unterhalb des Einsatzrings 19A gedreht. Bei der elektrischen Überprüfung des Wafers W werden der Wafer W auf dem Hauptspannfutter 16 und die Sonde 18A miteinander mittels eines Antriebsmechanismus ausgerichtet, wie beispielsweise eines beweglichen Tisches, der beispielsweise ind er X- und Y- Richtung beweglich ist. Anschließend wird das Hauptspannfutter 16 aufwärts übersteuert, wonach ein natürlicher Oxidfilm (beispielsweise ein Aluminiumoxidfilm) der auf der Oberfläche eines Elektrodenkissens (beispielsweise aus Aluminium) des Wafers W ausgeformt ist, mittel der Sonde 18A abgeschabt wird, so dass die Sonde 18A und das Elektrodenkissen sicher in elektrischen Kontakt miteinander gebracht werden können. Wenn diese Überprüfung wiederholt wird, kann jedoch Oxidaluminium, ein elektrischer Isolator, an der Sonde 18A anhaften, oder das distale Ende der Sonde 18A kann verschleißen, was möglicherweise die Überprüfung anschließend behindert. Normalerweise wird daher eine stabile Überprüfung sichergestellt durch Polieren der Sonde 18A, indem eine Polierplatte, die an einem Teil des Hauptspannfutters 16 angebracht ist, in Kontakt mit der Sonde 18A gebracht wird und das Spannfutter 16 aufwärts und abwärts bewegt wird.
Im allgemeinen wird die Polierplatte semipermanent verwendet, ohne sie auszutauschen. Demzufolge hinterlässt der wiederholte Gebrauch der Polierplatte daran Feilstaub, der als Partikel schwimmt oder treibt und möglicherweise einen schlechten Einfluss auf die Überprüfung ausübt, wenn sich das Hauptspannfutter 16 bewegt. Obwohl der Fellstaub durch Absaugen von der Polierplatte entfernt wird, kann jedoch die Produktion der Partikel dadurch alleine nicht vollständig verhindert werden. Der Einfluss der Partikel wird schlimmer, wenn die IC Chips mikro-miniaturisiert werden. Da die Polierplatte wiederholt verwendet wird, verschleißt sie nach und nach an ihrer Polierfläche, und die Polierfähigkeit nimmt nach und nach ab. Natürlich kann dieses Problem gelöst werden, indem die Polierplatte bei jeder Gelegenheit ausgetauscht wird. Gemäß der herkömmlichen Anordnung kann jedoch die Polierplatte nur ausgetauscht werden, nachdem der Testkopf 20 von der Prüfvorrichtung 10 evakuiert wurde und die Kopfplatte 19 offen geschwenkt wurde, um den Sondenabschnitt 13 freizulegen. Da die Polierplatte an dem Hauptspannfutter 16 mittels Schrauben oder ähnlichem angebracht ist, ist der Austausch der Polierplatte außerdem sehr kompliziert und benötigt viel Zeit.
JP-A-02002939 offenbart eine Prüfvorrichtung, bei welcher entweder ein Wafer oder ein Polierkörper an einer Stützfläche mittels eines Dreharms angeordnet werden kann. Die Stützfläche wird dann in einer Position unterhalb einer Sondenkarte mit Sonden bewegt. Falls der Wafer an der Stützfläche angebracht ist, wird der Wafer dann mittels der Sonden inspiziert. Falls der Polierkörper an der Stützfläche angebracht ist, wird der Polierkörper, welcher mit mehreren Polierspitzen versehen ist, in Kontakt mit den Sonden gebracht, um diese zu reinigen. Außerdem offenbart JP-A- 2002939 einen Polierertrageabschnitt zum Tragen des Polierkörpers. Wenn sie nicht verwendet werden, werden die Polierkörper und die Wafer in einer Kassette aufbewahrt.
Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Prüfvorrichtung zu schaffen, mit welcher selbst Einwegpolierer automatisch ausgetauscht werden können, und zwar mit einer hohen Effizienz in einem kurzen Zeitraum, so dass eine Überprüfung mit hoher Verlässlichkeit bewirkt werden kann.
Ein zweites Ziel der Erfindung ist es, ein Sondenpolierverfahren zu schaffen, mit welchem eine Sonde einer Prüfvorrichtung mit hoher Genauigkeit abhängig von ihrer Art poliert und einer hochgenauen Überprüfung unterzoen werden kann.
Das erste Ziel der Erfindung wird mittels einer positive gemäß dem Anspruch 1 erreicht.
Das zweite Ziel der Erfindung wird mittels des Verfahrens zum Polieren einer Sonde gemäß Anspruch 11 erreicht.
Diese Erfindung wird deutlicher aus der nun folgenden genauen Beschreibung, wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen gesehen wird, wobei:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Prüfvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer automatischen Austauschvorrichtung ist, die teilweise zum Äußeren der Prüfvorrichtung aus Fig. 1 frei liegt;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Transportmechanismus der automatischen Austauschvorrichtung ist;
Fig. 4A eine perspektivische Ansicht eines Lagermechanismus der automatischen Austauschvorrichtung ist;
Fig. 4B eine Schnittansicht ist, die einen Zustand der Verbindung zwischen einer ersten Lagerbox und einem Befestigungsmechanismus zeigt,
Fig. 5 eine Vorderansicht des Transportmechanismus der automatischen Austauschvorrichtung ist;
Fig. 6 eine Ansicht ist, die die erste Lagerbox in einer Ruhestellung zeigt, wobei Sensoren die Box umgeben;
Fig. 7 ißt ein Kreisdiagramm, das einen Antriebsschaltkreis der automatischen Austauschvorrichtung zeigt;
Fig. 8A ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptspannfutters;
Fig. 8B ist eine Schnittansicht eines Polierplatten- Tragebereichs des Hauptspannfutters;
Fig. 8C ist eine Ansicht, die die Richtung der Bewegung der Polierplatte relativ zu einer Sonde zeigt;
Fig. 8D ist eine Ansicht, die die Richtung der Bewegung der Polierplatte relativ zu einer Sonde zeigt;
Fig. 8E ist eine Ansicht, die, die Richtung der Bewegung der Polierplatte relativ zu einer Sonde zeigt;
Fig. 8F ist eine Ansicht, die die Richtung der Bewegung der Polierplatte relativ zu einer Sonde zeigt;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Prüfvorrichtung; und
Fig. 10 ist ein Diagramm, das einen Sondenabschnitt der Prüfvorrichtung aus Fig. 9 zeigt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun genau mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Wie in Fig. 1 dargestellt, weist eine Prüfvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kassettentragabschnitt 11 auf, in welchem eine Kassette C platziert ist, in welcher Wafer W gelagert sind, einen Beladeabschnitt 12 mit einem Transportmechanismus (nicht dargestellt) zum Transportieren jedes Wafers W, der von der Kassette C in dem Abschnitt 11 geliefert wird, einen Sondenabschnitt 13 zum Überprüfen des mittels des Transportmechanismus transportierten Wafers W, eine Steuerung 14 zum Steuern des Sondenabschnitts 13 und des Beladeabschnitts 12, sowie eine Anzeigeneinheit 15, die als Steuertafel zum Bedienen der Steuerung 14 dient. Der Beladeabschnitt 12 ist mit einem Hilfsspannfutter (nicht dargestellt) versehen, womit der Wafer W auf der Basis seiner Ausrichtungsfläche oder seiner Kerbe vorausgerichtet wird. Der vorausgerichtete Wafer W wird mittels des Transportmechanismus zu dem Sondenabschnitt 13 transportiert. Der Sondenabschnitt 13 ist mit einem Hauptspannfutter 16 versehen, das in X-, Y-, und Z-Richtung und -Richtung beweglich ist (Richtung der Drehung um die Z-Achse) und den Wafer W tragen kann, mit einem Ausrichtemechanismus 17 mit einer CCD Kamera, einem optischen Ausrichtesystem oder ähnlichem zum akkuraten Ausrichten des Wafers W auf dem Hauptspannfutter 16 in einer Position für die Überprüfung, und mit einem Sondenkarte 18 (siehe Fig. 8B) mit einer Sonde 18A zum Überprüfen des Wafers W, der mittels des Ausrichtemechanismus 17 ausgerichtet worden ist. Eine schwenkbare Kopfplatte 19 ist an der oberen Fläche des Sondenabschnitts 13 angebracht. Die Sondenkarte 18 ist an einer Mittelöffnung der Kopfplatte 19 mittels eines Einsatzrings 19A befestigt. Ein Testkopf (nicht dargestellt) befindet, sich drehbar an dem Sondenabschnitt 13. Beim elektrischen Überprüfen der IC Chips auf dem Wafer W werden die Sondenkarte 18 und ein Tester (nicht dargestellt) elektrisch miteinander durch den Testkopf 20 verbunden, und ein gegebenes Inspektionssignal von dem Tester wird über die Sondenkarte 18 auf die IC Chips des Wafers W auf dem Hauptspannfutter übertragen.
Ein Kartentransportarm 9 ist auf der Vorderseite des Sondenabschnitts 13 vorgesehen. Dieser Transportarm transportiert die Sondenkarte 18 mit einem Kartenhalter in eine Position direkt unterhalb des Einsatzrings 19A der Kopfplatte 19. Normalerweise befindet sich der Kartentransportarm in einer Abdeckung 21, die an der Vorderseite des Sondenabschnitts 13 angebracht ist. Beim Austauschen der Sondenkarte 18 wird der Kartentransportarm auf eine Höhenposition angehoben und dann in die Position direkt unterhalb des Einsatzrings gedreht, wobei die Abdeckung 21 abgesenkt ist. Der so direkt unter dem Ring 19A positionierte Transportarm empfängt die Sonderkarte 18, die automatisch von dem Ring gelöst wird, und transportiert sie zur Vorderseite des Sondenabschnitts 13. Dabei entfernt ein Bediener die Karte 18 an dem Kartentransportarm und platziert eine neue Sondenkarte 18 an dem Transportarm. Anschließend wird der Transportarm, der die neue Karte 18 trägt, wieder in die Position direkt unterhalb des Einsatzrings gedreht. Bei der elektrischen Überprüfung des Wafers W werden der Wafer W auf dem Hauptspannfutter 16 und die Sonde 18A miteinander mittels eines Antriebsmechanismus ausgerichtet, wie beispielsweise eines beweglichen Tisches, der beispielsweise in der X- und Y-Richtung beweglich ist. Anschließend wird das Hauptspannfutter 16 aufwärts übersteuert, wonach ein natürlicher Oxidfilm (beispielweise ein Aluminiumoxidfilm), der auf der Oberfläche eines Elektrodenkissens (beispielsweise aus Aluminium) des Wafers W ausgeformt ist, mittel der Sonde 18A abgeschabt wird, so dass die Sonde 15A und das Elektrodenkissen sicher in elektrischen Kontakt miteinander gebracht werden können. Wenn diese Überprüfung wiederholt wird, kann jedoch Oxidaluminium, ein elektrischer Isolator, an der Sonde 18A anhaften, oder das distale Ende der Sonde 18A kann verschleißen, was möglicherweise die Überprüfung anschließend behindert. Normalerweise wird daher eine stabile Überprüfung sichergestellt durch Polieren der Sonde 18A, indem eine Polierplatte, die an einem Teil des Hauptspannfutters 16 angebracht ist, in Kontakt mit der Sonde 18A gebracht wird und das Spannfutter 16 aufwärts und abwärts bewegt wird.
Um die Polierplatte 31 auszurichten, wird das Hauptspannfutter 16 in X- und Y-Richtung bewegt, und die Ecken der Platte 31 werden mittels des Ausrichtemechanismus erfasst. Die Mitte der Polierplatte 31 und ihre Neigung werden aus den so erfassten Ecken der Platte 31 berechnet.
Auf der Vorderseite des Sondenabschnitts 13 befindet sich, wie in Fig. 1-3 dargestellt, eine automatische Austauschvorrichtung 30 zum automatischen Austauschen der Polierplatten 31, die dazu dienen, die Spitze der Sonde 18A zu polieren (siehe Fig. 8B). Die Vorrichtung 30 weist einen Lagermechanismus 32 zum Lagern der Polierplatte 31 auf sowie einen Transportmechanismus 33 zum Transportieren der Platten 31 zwischen dem Lagermechanismus 32 und dem Hauptspannfutter 16. Wie im Detail in Fig. 4A dargestellt, beinhaltet der Lagermechanismus 32 eine rechteckige erste Lagerbox 34, eine zweite Lagerbox 35, einen länglichen Befestigungsmechanismus 36 zum Befestigen der Boxen 34 und 35, und einen Stützmechanismus 37 zum Stützen des Mechanismus 36. Die erste Lagerbox 34 lagert mehrere nicht benutzte Polierplatten 31A (beispielsweise 50 an der Zahl), welche vertikal in Schichten gestapelt sind, während die zweite. Lagerbox 35 benutzte Polierplatten 31B aufbewahrt.
Die erste Lagerbox 34 besteht aus einer Röhre mit einer im wesentlichen viereckigen Querschnitt. Eine kreisförmige Öffnung 34A ist im Boden der Box 34 ausgeformt. Die unbenutzten Polierplatten 31A in der ersten Lagerbox 34 werden mittels eines Hochdrückelements 38E eines Hochdrückmechanismus 38 (später erwähnt) aufwärts gedrückt, welcher sich durch die Öffnung 34A hindurch aufwärts und abwärts bewegt. Ein Flanschbereich 34B ist am unteren Ende der Box 34 ausgeformt. Zwei Ausnehmungen 34C sind in jeder Seitenfläche des Flanschbereichs 34B ausgeformt. In dieser Anordnung ist die erste Lagerbox 34 mit Hilfe des Flanschbereichs 34B und der Ausnehmungen 34C, wie später erwähnt, mit einem Schlag befestigt. Kerben 34D sind in dem obere Ende der Box 34 ausgeformt. Die zweite Lagerbox 35 ist ein bisschen größer als die erste Lagerbox 34 und hat eine sich verjüngende Führungsfläche 35A an ihrem oberen Ende. Die Führungsfläche 35A dient dazu, die benutzten Polierplatten 31B daran in die zweite Lagerbox 35 hineinzuführen.
Der Befestigungsmechanismus 36 befestigt die erste und die zweite Lagerbox 34 und 35 vorne und hinten entlang seiner Längsrichtung. Genauer gesagt, beinhaltet der Mechanismus 36 eine Trageplatte 36A, ein erstes, ein zweites und ein drittes Befestigungselement 36B, C und D sowie einen Betätigungsgriff 36E. Die erste und die zweite Lagerbox 34 und 35 sind vorne und hinten an der Trageplatte 36A platziert. Das erste und zweite Befestigungselement 36B und C, welche vor der Trageplatte 36A vorgesehen sind, sind im Eingriff mit dem Flanschbereich 34B des ersten Lagerbox 34 und halten so die Box 34 an der Platte 36A fest. Das dritte Befestigungselement 36D befestigt die zweite Lagerbox 35 an der Trageplatte 36A in einer Position hinter der ersten Lagerbox 34. Der Griff 36E wird verwendet, um die Trageplatte 36A in den Stützmechanismus 37 hinein zu laden oder sie aus dem Mechanismus 37 herauszuholen.
Das erste und zweite Befestigungselement 36B und C haben die Gestalt eines umgekehrten großen L, einzeln und in Verbindung mit der Trageplatte 36A, halten den Flanschbereich 34B der ersten Lagerbox 34. Wie in Fig. 4B dargestellt, sind ein Paar von Kugelplungerkolben 36F einzeln in den Befestigungselementen 36B und C eingebettet. Die Plungerkolben 36F können mit ihren entsprechenden Ausnehmungen 34C des Flanschbereichs 343 in Eingriff geraten. Wenn die erste Lagerbox 34 seitlich in den Raum zwischen den Befestigungselementen 36B und C eingesetzt wird, wird daher der Flanschbereich 34B zwischen der Trageplatte 36A und den · Befestigungselementen 36B und C gehalten. Außerdem werden die jeweiligen distalen Enden der Kugelplungerkolben 36F in ihre entsprechenden Ausnehmungen 34C eingepasst, und die erste Lagerbox 34 wird an der Trageplatte 36A befestigt. Eine Öffnung 7 ist in dem Bereich der Trageplatte 36Ä ausgeformt, welcher der Öffnung 34A der ersten Lagerbox 34 entspricht. Wie später erwähnt, dient außerdem das zweite Befestigungselement 36C, das an das dritte Befestigungselement 36D angrenzt, als Befestigungselement zum Befestigen der zweiten Lagerbox 35 zusammen mit dem Element 36D.
Das dritte Befestigungselement 36D besteht aus drei Blattfedern und ist an der Trageplatte 36A so aufgebaut, dass die Blattfedern einzeln drei Seitenflächen der zweiten Lagerbox 35 halten können. Der obere Bereich jeder Blattfeder bildet eine Führungsfläche, die so gerichtet ist, dass sie nach außen hin frei liegt. Das zweite Befestigungselement 36C hat Oberflächen, die den jeweiligen Führungsflächen der Blattfedern entsprechen, und in Zusammenarbeit mit den drei Blattfedern hält es die verbleibende Seitenfläche der zweiten Lagerbox 35. Wenn die zweite Lagerbox 35 entlang der jeweiligen Führungsflächen der Blattfedern geführt wird, so dass sie in den Raum zwischen diesen Federn von oben hineingepasst wird, wird sie daher in das dritte Befestigungselement 36D gesetzt und an der Trageplatte 36A befestigt mittels der elastischen Kraft der Federn.
Der Stützmechanismus 37 beinhaltet eine L-förmige Stützbasis 37A, die sich aus einem horizontalen Plattenbereich und einem vertikalen Plattenbereich zusammensetzt, eine erste Stützplatte 37B, die horizontal von dem mittleren Bereich des vertikalen Plattenbereichs der Stützbasis 37A hervorsteht, und eine erste Linearführung 37C, die sich an der ersten Stützplatte 37B befindet und sich von der Vorderseite der Prüfvorrichtung 10 zur Rückseite erstreckt (entlang der Richtung, in welcher die Trageplatte 36A geladen oder entladen wird). Der Stützmechanismus 37 beinhaltet außerdem eine zweite Stützplatte 37D, welche sich entlang der ersten Linearführung 37C hin und her bewegen kann, sowie eine zweite Linearführung 37E, die sich an der zweiten Stützplatte 37D befindet und sich in der Erstreckungsrichtung der ersten Linearführung 37C erstreckt. Ein Eingriffselement (nicht dargestellt) an der unteren Fläche der Trageplatte 36A ist mit der zweiten Linearführung 37E im Eingriff, so dass die Trageplatte 36A entlang der Führung 37E gleiten kann. Wenn die Trageplatte 36A mit einer Hand an dem Betätigungsgriff 36E herausgezogen wird, wird so der Befestigungsmechanismus 36 von der ersten Stützplatte 37B in zwei Stufen über die erste und zweite Linearführung 37C und E herausgezogen.
Der Lagermechanismus 32 ist mit dem Hochdrückmechanismus 38 zum Hinaufdrücken der unbenutzten Polierplatten 31A in der ersten Lagerbox 34 versehen. Der Hochdrückmechanismus 38 beinhaltet einen Schrittmotor 38A, einen Getriebemechanismus 38B, eine Zahnstang 38C, eine Linearführung 38D integral mit der Zahnstange 38C, und das Hochdrückelement 38E. Der Schrittmotor 38A befindet sich an dem horizontalen Plattenbereich der Stützbasis 37A und wird antriebsmäßig mittels der Steuerung 14 gesteuert. Der Getriebemechanismus 38B wird mittels des Motors 38A gedreht. Die Zahnstange 38C, welche mit einem Ritzel des Getriebemechanismus 38B kämmt, durchdringt vertikal eine Öffnung in dem horizontalen Plattenbereich der Stützbasis 37A. Das Hochdrückelement 38E ist am oberen Ende der Zahnstange 38C angebracht und erstreckt sich entlang der Öffnung 34A der ersten Lagerbox 34, die sich in einer Lagerposition befindet (bezeichnet durch eine Zweipunkt-Strichlinie in Fig. 4A). Wenn der Schrittmotor 38A betätigt wird, bewegt sich in dieser Anordnung das Hochdrückelement 38E aufwärts und abwärts mit Hilfe des Getriebemechanismus 38B und der Zahnstange 38C. Demzufolge werden die unbenutzten Polierplatten 31A in der ersten Lagerbox 34 hinauf gedrückt mittels des Hochdrückmechanismus 38E, das sich durch die Öffnung 34A der Box 34 hindurch aufwärts bewegt, und sie können Information mit einem Vakuumkissen 39A des Transportmechanismus 33 geraten, welches später erwähnt wird. Die Umdrehungen des Schrittmotors 38A werden mittels eines Codierers 38F erfasst (siehe Fig. 7), und eine zentrale Verarbeitungseinheit der Steuerung 14 berechnet die Anhebestrecke der Polierplatten 38A auf der Basis des entstehenden Erfassungssignals. Die Linearführung 38D, welche mit der Zahnstange 38C integral ausgestaltet ist, bewegt sich aufwärts und abwärts entlang eines Eingriffselements 38G, das an dem horizontalen Plattenbereich der Stützbasis 38A aufgebaut ist.
Wie im Detail in Fig. 5 dargestellt, beinhaltet der Transportmechanismus 33 einen ersten Transportmechanismus 39 zum Laden, einen zweiten Transportmechanismus 40 zum Entladen, einen sich bewegenden Körper 41, der die Mechanismen 39 und 40 trägt, und einen Luftzylinder 43 zum Hin- und Herbewegen eines sich bewegenden Körpers 41 entlang einer Linearführung 42. Der erste Transportmechanismus 39 empfängt die unbenutzten Polierplatten 31A eine nach der anderen von der ersten Lagerbox 34 und bewegt sich in der Y- Richtung und transportiert sie so zu dem Hauptspannfutter 16. Der zweite Transportmechanismus 40 empfängt die benutzten Polierplatte 31B von dem Hauptspannfutter 16 und bewegt sich in die Y-Richtung und transportiert sie so zu der zweiten Lagerbox 35, Der erste Transportmechanismus 39 befindet sich auf der Rückseite des sich bewegenden Körpers 41, und der zweite Transportmechanismus 40 auf der Vorderseite. Wenn der Luftzylinder 43 betätigt wird, verursacht in dieser Anordnung der sich bewegende Körper 41 eine integrale Bewegung des ersten und zweiten Transportmechanismus 39 und 40, um beispielsweise die Hälfte der gesamten Transportdistanz in der Y-Richtung. Anschließend werden die Transportmechanismen 39 und 40 einzeln mittels Antriebsmechanismen (später erwähnt) angetrieben, und sie bewegen sich um die verbleibende Hälfte der gesamten Transportdistanz. So werden die Polierplatten 31 in zwei Stufen transportiert. Dies wird unter Berücksichtigung des begrenzten Raums so gemacht. Wenn ausreichend Raum da ist, können die Polierplatten 31 daher auch in einem Schritt transportiert werden.
Wie in Fig. 5 dargestellt, befindet sich der Transportmechanismus 33 an einem Stützrahmen 44. In Fig. 5 bezeichnet die Ziffer 45 einen Luftzylinder zum Bewegen des gesamten Transportmechanismus 33 nach oben und unten. Der Zylinder 45 wird verwendet, um den Transportmechanismus 33 in eine Position zu evakuieren, wo er nicht mit dem Kartentransportarm 9 interferiert, wenn die Sondenkarte mittels des Arms 9 transportiert wird.
Der erste und zweite Transportmechanismus 39 und 40 sind im wesentlichen gleich aufgebaut. Die Mechanismen 29 und 40 beinhalten Vakuumkissen 39A bzw. 40A zum Anziehen der Polierplatten 31 durch Vakuumansaugung. Kissenbereiche der Vakuumkissen 39A und 40A bestehen beispielsweise aus weichem Gummi, so dass sie die Polierplatte 31 sanft berühren können und sich kompressiv deformieren können, um so eng in Kontakt mit den Platten 31 zu geraten, wenn sie die Platten 31 anziehen.
Der distale Endbereich eines Arms 39B, welcher sich in der X- Richtung erstreckt, ist mit dem oberen Endbereich des Vakuumkissens 39A verbünden. Ein Eingriffselement 39C ist mit dem proximalen Endbereich des Arms 39B verbunden. Das Eingriffselement 39C ist im Eingriff mit einer Linearführung 39D, die sich in Y-Richtung senkrecht zum Arm 39B erstreckt. In Fig. 5 bezeichnet Ziffer 39E einen Luft Zylinder zum Hin- und Herbewegen des Arms 39B (und daher des Vakuumkissens 39A) entlang der Linearführung 39D. Der distale Endbereich eines Arms 408, welcher sich in der X-Richtung erstreckt, ist mit dem oberen Endbereich des Vakuumkissens 40A verbunden. Ein Eingriffselement 4ºC ist mit dem proximalen Endbereich des Arms 40B verbunden. Das Eingriffselement 40C ist im Eingriff mit einer Linearführung 40D, die sich in der Y-Richtung senkrecht zum Arm 40B erstreckt. In Fig. 5 bezeichnet Ziffer 40E einen Luftzylinder zum Hin- und Herbewegen des Arms 40B (und daher des Vakuumkissens 40A) entlang der Linearführung 40D.
Fig. 6 zeigt die erste Lagerbox 34 in der Lagerposition (bezeichnet durch die Zweipunkt-Strichlinie in Fig. 4A). Wie in Fig. 6 dargestellt, sind verschiedene Sensoren 51 bis 55 in Umfangspositionen, die die Lagerposition umgeben, angeordnet. Ein Sensor 51 für die Erfassung einer Polierplatte, ein reflektorartiger Sensor, der sich unter der ersten Lagerbox 34 befindet, erfasst die Anwesenheit der Polierplatten 31A in der Box 34 durch die Platte 34A dieser Box hindurch von unten. In diesem Fall befindet sich der Sensor 51 in einer solchen Position, dass er nicht mit dem Hochdrückelement 38E interferiert, das durch die Öffnung 34A hindurch in die erste Lagerbox 34 hineingerät. Wenn die Polierplatten 31A nicht von dem Sensor 51 erfasst werden, wird eine entsprechende Warnung mittels einer Warnlampe oder ähnlichem ausgegeben. Unter der ersten Lagerbox 34 befinden sich ein oberer Grenzsensor 52, ein Ursprungssensor 53 und ein unterer Grenzsensor 54 vertikal entlang der Auf- und Absteigerichtung des Hochdrückelements 38E. Der Ursprungssensor 53 erfasst eine Markierung 38H an einer Stange des Hochdrückelements 31E als Ursprungsposition für das Element 38E. Der obere und der untere Grenzsensor 52 und 54 erfassen die obere bzw. untere Grenzposition für das Hochdrückelement 38E mittels der Markierung 38H. Ein Polierplattensensor 54 befindet sich neben der Kerbe 34D der Lagerbox 34. Der Sensor 55 erfasst die Anwesenheit der Polierplatten 31A durch die Kerbe 34D und bestimmt dadurch, ob die Polierplatten 31A bis auf die Höhe der Kerbe 34D der ersten Lagerbox 34 durch das Hochdrückelement 38E angehoben sind oder nicht. Wenn die Polierplatten 31A von dem Sensor 55 erfasst werden, wird das Hochdrückelement 38E mittels des Motors 38A angehoben, so dass die Platten 31 um einen bestimmten Abstand hochgedrückt werden. Anschließend werden die Polierplatten 31A in einen Zustand versetzt, in dem sie zu dem Vakuumkissen 39A angezogen werden können. Falls der Hochdrückmechanismus 38 aus irgendeinem Grund angehalten wird, so dass das Hochdrückelement 38E absinkt, während die Polierplatten 31A mittels des Elements 38E hochgedrückt werden, wird eine Bremse 38I (siehe Fig. 8) betätigt, um zu verhindern, dass die Polierplatten 38A herunterfallen.
Fig. 7 zeigt schematisch einen Antriebsschaltkreis der automatischen Austauschvorrichtung 30. Die. Luftzylinder 39E, 40E, 43 und 45 in dem Transportmechanismus 33 werden von einer Luftquelle 3 durch einen Luftkanal 80 hindurch mit Luft versorgt. Außerdem wird die Luft von den Zylindern 39E, 40E, 43 und 45 durch den. Kanal 80 hindurch abgelassen. Jeder Luftzylinder ist mit Sensoren 70 und 71 zum Erfassen des Ausfahrens und Einfahrens seiner Zylinderstange versehen. Der Luftkanal 80 ist mit Elektromagnetventilen 6 zum Steuern der Luftströme versehen. Eine Ansaugkraft von einer Saugvorrichtung 2, wie beispielsweise einer Vakuumpumpe, wird auf die Vakuumkissen 39A und 40A in dem Transportmechanismus 33 durch die Saugkanäle 83 ein. Jeder Saugkanal 38 ist mit einem Elektromagnetventil 4 für die Verwendung als An/Aus- Ventil und mit einem Vakuumsensor 5 als Drucksensor versehen. Die Steuerung 14 empfängt Erfassungssignale von den Sensoren 5, 51 bis 55, 70 und 71 und dem Codierer 38F durch eine Erfassungssignalleitung 81, während sie die Elektromagnetventile 4 und 6, den Motor 34A und die Bremse 34I durch eine Antriebssignalleitung 82 gemäß vorgegebener Programme steuert.
Wie im Detail in Fig. 8A dargestellt, ist das Hauptspannfutter 16 mit zwei Polierplattentragebereichen 16A versehen, an welchen die Polierplatten 31 individuell platziert sind. Wie in Fig. 8B dargestellt, ist Ein Vakuumauslasskanal 16B in jedem Bereich 16A ausgeformt. Der. Kanal 16B öffnet sich in mehreren Bereichen der Oberfläche des Tragebereichs 16A. Eine Vakuumauslassröhre lEC, welche mit der Saugvorrichtung 2 verbunden ist, ist mit einer Auslassöffnung des Auslasskanals 16B mittels eines Verbinders verbunden. Die Auslassröhre 16C ist mit einem Vakuumsensor 16D für die Verwendung als Drucksensor versehen und mit einem Elektromagnetventil 16E als An/Aus-Ventil. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform verändert sich ein mittels des Vakuumsensors 16D erfasster Druck (er steigt an), wenn die Polierplatten 31 auf die Polierplattentragebereiche 16A transportiert werden. Als Antwort auf ein der Variation entsprechendes Signal wird daher das Ventil 16E geöffnet, wonach die Polierplatten 31 durch Vakuumansaugung angezogen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können außerdem Polierplatten 31 der gleichen Art oder verschiedener Art einzeln an den zwei Polierplattentragebereichen 16A angeordnet sein. Falls die Polierplatten 31 der gleichen Art einzeln an den zwei Bereichen 16A angeordnet sind, können verschiedene Sonden 18A mittels der beiden Polierplatten 31 poliert werden, oder eine einzige Sonde 18A kann kontinuierlich mittels der beiden Polierplatten 31 poliert werden. Falls unterschiedliche Polierplatten 31 einzeln an den beiden Bereichen 16A angeordnet sind, können sie beispielsweise unterschiedliche in der Oberflächenrauhigkeit sein und für die Grob- und Feinpolierung verwendet werden. In diesem Fall kann dem groben Polieren direkt das feine Polieren folgen. Wenn zwei verschiedene Polierplatten 31 verwendet werden, sollten sie nur abwechselnd in Schichten in der ersten Lagerbox 34 beispielsweise gestapelt sein. Alternativ kann sich eine Polierplatte 31 an einem der beiden Polierplattentragebereiche 17A und eine Goldplatte für die Leitungsüberprüfung an dem anderen befinden. In diesem Fall wird die Sonde 18A in Kontakt mit der Goldplatte gebracht, direkt nachdem sie mittels der Polierplatte 31 poliert wurde, so dass der Kontaktwiderstand der Sonde 18A mittels der Goldplatte gemessen werden kann. Falls die Goldplatte verwendet wird, kann außerdem die Taktung für das Polieren der Sonde 18A durch Messen des Kontaktwiderstands mit der Sonde 18A in Kontakt mit der Goldplatte festgesetzt werden. Die "Goldplatte" ist eine vergoldete Platte, die durch Abscheiden von Gold auf der Oberfläche beispielsweise eines Siliziumwafers ausgeformt worden ist.
Es folgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise der so aufgebauten automatischen Austauschvorrichtung 30 und eines Verfahrens zum Polieren der Sonde. Beim Aufbewahren der unbenutzten Polierplatten 31A in dem Lagermechanismus 32 wird der Befestigungsmechanismus 36 von dem Stützmechanismus 37 mit einer Hand an dem Betätigungsgriff 36E herausgezogen. Dann wird die erste Lagerbox 34, in der sich fünfzig Polierplatten 31A befinden, in den Raum zwischen dem ersten und zweiten Befestigungselement 36B und C des Befestigungsmechanismus 36 eingesetzt. Dabei werden die Kugelplungerkolben 36F betätigt, so dass die erste Lagerbox 34 an der Trageplatte 36A befestigt wird. Außerdem kann die zweite Lagerbox 35 an der Platte 36A befestigt werden, indem sie einfach in das dritte Befestigungselement 36D eingepasst wird. Nachdem die erste und die zweite Lagerbox 34 und 35 so an der Trageplatte 36A befestigt worden sind, wird der Befestigungsmechanismus 36 in den Stützmechanismus 37 hineingedrückt und gepasst. In diesem Zustand befindet sich das Hochdrückelement 38E des Hochdrückmechanismus 38 in der untersten Position, wo die Markierung 38H mittels des unteren Grenzsensors 54 erfasst wird. Wenn die Überprüfung einer vorher festgesetzten Anzahl von IC Chips vollendet ist, wird das Hauptspannfutter 16 automatisch gemäß einem vorgegebenen Programm zum Polieren betätigt. Genauer gesagt wird das Hauptspannfutter 16 gemäß dem vorgegebenen Programm angetrieben, wonach die Polierplattentragebereiche 16A die Position unter der Sondenkarte 18 erreichen. Wenn das Hauptspannfutter 16 weiter aufsteigt und übersteuert wird, werden anschließend die Sonde 18A und eine der Polierplatten 31 gegeneinander gedrückt. In diesem Zustand wird das Hauptspannfutter 16 mehrfach beispielsweise in horizontaler Richtung rückwärts und vorwärts bewegt, wodurch die Polierplatte 31 die Sonde 18A poliert. Als Ergebnis wird isolierendes Material wie beispielsweise Aluminiumoxid, von der Sonde 18 entfernt. Die Polierplatte 31 wird vor jedem Poliervorgang verschoben, so dass der gleiche Teil nicht wiederholt verwendet wird (siehe Fig. 8F). Beispielsweise wird die Platte 31 in dem ersten Polierschritt mehrfach in X- Richtung rückwärts und vorwärts bewegt (jedes Mal um 0,5 mm; siehe Fig. 8C). Dann wird die Platte 31 um 1 mm in X- und Y- Richtung aus der Position bewegt, die sie während des ersten Polierschritts eingenommen hat. Die Platte 31 wird mehrfach in dem zweiten Polierschritt in X-Richtung rückwärts und vorwärts bewegt (jedes Mal um 0,5 mm; siehe Fig. 8D). Anschließend wird die Platte 31 um 1 mm in X- und Y-Richtung aus der Position bewegt, die sie während des zweiten Polierschritt eingenommen hat, und wird dann in den dritten Polierschritt mehrfach in X-Richtung rückwärts und vorwärts bewegt (jedes Mal um 0,5 mm; siehe Fig. 5E). Die Platte 31 wird weiter in unterschiedliche Positionen bewegt und in jeder dieser Positionen wiederholt rückwärts und vorwärts bewegt, so dass sie weitere Polierschritte zum Polieren der Sonde 18A durchführt.
Die Positionen, in welchen die Platte 31 (oder das Hauptspannfutter 16) wiederholt rückwärts und vorwärts bewegt werden, um die Sonde 18A zu polieren, können mittels eines Computerprogramms festgesetzt werden. Die Polierplatte 31 kann mehrfach entlang einer Linie, die in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der X-Richtung geneigt ist, rückwärts und vorwärts bewegt werden, Außerdem können das Poliermuster (Fig. 8C bis 8F), der Polierzyklus, die Anzahl von Polierschritten und ähnliches mittels eines Computerprogramms gemäß der Art der Überprüfung, welche die Sonde 18A durchführen wird, festgesetzt werden.
Wenn die Oberfläche der Polierplatte 31B aufgebraucht ist, und zwar durch das oben beschriebene Polieren, wird die Platte 31B durch eine neue 31A ersetzt, und zwar gesteuert durch ein vorgeschriebenes Programm. Um die Platte 31B durch eine neue 31A zu ersetzen, arbeitet die automatische Austauschvorrichtung 30, wie nun beschrieben wird.
Zunächst werden die Luftzylinder 40E und 43 gleichzeitig oder nacheinander mit einer Zeitverzögerung angetrieben. Genauer gesagt wird der Luftzylinder 43 für einen vorbestimmten Hub angetrieben, und er bewegt den sich bewegenden Körper 41 in Richtung des Hauptspannfutters 16 entlang der Linearführung 42. Mittlerweile wird der Luftzylinder 40E für einen vorbestimmten Hub (beispielsweise den letzten Hub) angetrieben und bewegt den Arm 40B in Richtung des Hauptspannfutters 16 entlang der Linearführung 40D an dem sich bewegenden Körper 41. Wenn das Vakuumkissen 40A an dem Arm 40B dadurch in eine Position direkt oberhalb des Hauptspannfutters 16 bewegt wird, das sich bereits im Wartezustand befindet, erfasst einer der Sensoren 71 (70) diesen Zustand. Das Hauptspannfutter 16 wird dann aufwärts in eine Position bewegt, wo das Vakuumkissen 40A die Polierplatte 31B ziehen kann.
Anschließend wird das Elektromagnetventil 4 eingeschaltet. Das Vakuumkissen 40A wird dadurch angetrieben und bringt eine Saugkraft auf die Polierplatte 31B auf. So wird die Platte 31ß zu dem Vakuumkissen 40A hingezogen. Der Sensor 5 wird dadurch eingeschaltet, und das Elektromagnetventil 16E wird abgeschaltet. Als Ergebnis sinkt die Saugkraft ab, die die Polierplatte 31B in Richtung des Polierplattentragebereichs 16A anzieht. Die Platte 31B wird daher vollständig zu dem Vakuumkissen 40A übertragen. In diesem Zustand wird der Sensor 16D abgeschaltet, wodurch sich das Hauptspannfutter 16 abwärts bewegt, und die Zylinderstangen der Luftzylinder 40E und 43 werden rückwärts angetrieben, und das Vakuumkissen 40A bewegt sich rückwärts von dem Spannfutter 16 aus.
Wenn die Zylinderstangen der Luftzylinder 40E und 43 in die Anfangsstellung zurückkehren, werden sie von dem Sensor 70 erfasst welcher ein Erfassungssignal erzeugt. Das Erfassungssignal schaltet das Elektromagnetventil 4 aus. Die Ansaugkraft wirkt nicht länger auf das Vakuumkissen 40A des zweiten Transportmechanismus 40 ein. Das Vakuumkissen 40A hält die benutzte Polierplatte 31B nicht mehr. Die von dem Kissen 40A gelöste Platte 31B wird in die zweite Lagerbox 35 entsorgt.
Dann erfasst der Polierplattensensor 51 die Polierplatte 31A in der ersten Lagerbox 34 und erzeugt ein Erfassungssignal. Dieses Signal treibt den Schrittmotor 38A des Hochdrückmechanismus 38 an. Der Getriebemechanismus 38B und das Element 38C werden angetrieben und heben das Hochdrückelement 38E an. Wenn sich das Hochdrückelement 38E aufwärts bewegt, erfasst der Ursprungssensor 53 die Markierung 38H. Dabei wird die Ursprungsposition des Hochdrückelements 38E in die in der Steuerung 14 vorhandene Speichereinrichtung gespeichert. Das Hochdrückelement 38E bewegt sich weiter nach oben und tritt durch die Öffnung 34A im Boden der ersten Lagerbox 34 hindurch und drückt die Polierplatte 31A nach oben.
Der Polierplattensensor 55 erfasst die so hochgedrückte Platte 31A und erzeugt ein Erfassungssignal. Das Erfassungssignal hält den Schrittmotor 38A an, wodurch das Hochdrückelement 38E für einige Zeit anhält. Dann drückt das Hochdrückelement 38E die Polierplatte 31A um den durch die in der Speichereinrichtung der Steuerung 14 gespeicherten Daten repräsentierten Abstand nach oben. Die Platte 31A wird so in eine Position gebracht, in welcher sie zu dem Vakuumkissen 39A gezogen werden kann.
Anschließend wird das Elektromagnetventil 4 angetrieben, indem eine Saugkraft auf das Vakuumkissen 39A aufgebracht wird. Die Polierplatte 31A wird zu dem Vakuumkissen 39A hingezogen. Wenn die Saugkraft des Kissens 39A, die auf die Platte 31A aufgebracht wird (d. h. der Grad des Vakuums des Kissens 39A) einen vorbestimmten Wert erreicht (der von dem Sensor 5 erfasst wird), wird der Schrittmotor 38A in Rückwärtsrichtung angetrieben. Dadurch wird das Hochdrückelement 38E abgesenkt. Wenn der untere Grenzsensor 54 erfasst, dass das Element 38E die tiefstmögliche Position erreicht, erzeugt er ein Erfassungssignal. Dieses Signal hält den Schrittmotor 38A an, wodurch der Hochdrückmechanismus 38 angehalten wird. Gleichzeitig werden die Luftzylinder 39E und 43 angetrieben, entweder gleichzeitig oder einer nach dem anderen mit einer Zeitverzögerung. Genauer gesagt wird der Luftzylinder 43 um einen vorbestimmten Hub angetrieben und bewegt den sich bewegenden Körper 41 in Richtung des Hauptspannfutters 16 entlang der Linearführung 42. Außerdem wird der Luftzylinder 39E um einen vorbestimmten Hub (beispielsweise den letzten Hub) angetrieben und bewegt den Arm 39B in Richtung des Hauptspannfutters 16 entlang der Linearführung 39D an dem sich bewegenden Körper 41. Wenn das an dem Arm 39B angebrachte Vakuumkissen 39A dadurch in eine Position direkt oberhalb des Hauptspannfutters 16 bewegt wird, das sich bereits im Wartezustand befindet, erfasst einer der Sensoren 71 (70) den Zustand. Das Hauptspannfutter 16 wird dann aufwärts in eine Position gebracht, wo der Polierplattentragebereich 16A die Polierplatte 31A ziehen kann.
Dann arbeitet das Elektromagnetventil 16E und zieht die Polierplatte 31A zu dem Polierplattentragebereich 16A. Dabei wird der Sensor 16D eingeschaltet und schaltet das Elektromagnetventil 4 aus. Daher sinkt die Saugkraft des Vakuumkissens 39A ab. Die Polierplatte 31A wird vollständig auf den Polierplattentragebereich 16A übertragen. Anschließend wird das Hauptspannfutter 16 abgesenkt, und die Luftzylinder 39E und 43 werden in Rückwärtsrichtung angetrieben, gemäß dem von dem Sensor 16D gelieferten Erfassungssignal. Dadurch wird das Vakuumkissen 39A rückwärts bewegt.
Selbst in dem Fall, in dem die Polierplatte 31 automatisch durch den eben erwähnten Vorgang ausgetauscht wird, wird sie nicht immer in einer vorbestimmten Position auf dem Polierplattentragebereich 16A angezogen. Demzufolge wird der Ausrichtemechanismus betätigt, um eine Abweichung der Polierplatte 31 von einer Referenzposition zu erfassen. Genauer gesagt wird die momentane Position der Polierplatte 31 akkurat erfasst, und die erfasste Position wird mit der Bezugsposition in der Steuerung 14 verglichen, so dass die Abweichung berechnet werden kann, wonach die Position für die Platte 31, um das Polieren der Sonde 18A zu beginnen, erhalten wird. So kann beim Polieren der Sonde 18A mittels der Polierplatte 31 die Sonde 18A sicher in Kontakt mit einer vorbestimmten Position auf der Platte 31 gebracht werden.
Wie oben beschrieben, ist die Prüfvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung mit der automatischen Austauschvorrichtung 30 versehen, welche den Lagermechanismus 32 zum Aufbewahren der unbenutzten und benutzten Polierplatten 31 sowie den Transportmechanismus 33 aufweist. Der Transportmechanismus 33 empfängt die unbenutzten Polierplatten 31A eine nach der anderen von dem Lagermechanismus 32 und transportiert sie zu den Polierplattentragebereichen 16A des Hauptspannfutters 16. Der Mechanismus 33 empfängt die benutzten Polierplatten 31B von den Bereichen 16A und transportiert sie zu dem Lagermechanismus 32. Selbst wenn die Polierplatten 31 Einweg- Polierplatten sind, oder zwei verschiedene Platte abhängig von der Sonde 18A, können daher die unbenutzten und benutzten Polierplatten 31 automatisch mit hoher Effizienz in einem kürzen Zeitraum mittels des Transportmechanismus 33 automatisch ausgetauscht werden, wodurch eine hochverlässliche Überprüfung sichergestellt wird. Der Austauschvorgang ist einfach, und es kann verhindert werden, dass Feilstaub auf den Polierplatten 31 Partikel bildet.
Der Lagermechanismus 32 beinhaltet die erste Lagerbox 34, die die unbenutzten Polierplatten 31A lagert, die zweite Lagerbox 35, die die benutzten Polierplatten 31B lagert, den Befestigungsmechanismus 36 zum Befestigen der ersten und der zweiten Lagerbox 34 und 35, den Stützmechanismus 37 zum Stützen des Befestigungsmechanismus 36, und den Hochdrückmechanismus 38 zum Hochdrücken der unbenutzten Polierplatten 31A durch die Öffnung 34A im Boden der ersten Lagerbox 34. Demzufolge können die unbenutzten und benutzten Polierplatten 31 in regelmäßiger Art und Weise gelagert werden, so dass sie korrekt gegeneinander ausgetauscht werden können. Die benutzten Polierplatten 31B können so sicher entsorgt werden, ohne dass die Möglichkeit besteht, dass sie noch einmal verwendet werden, so dass eine hochverlässliche Überprüfung sichergestellt werden kann.
Der Transportmechanismus 33 beinhaltet den ersten Transportmechanismus 39 zum Beladen, welcher die unbenutzten Polierplatten 31A von der ersten Lagerbox 34 zu den Polierplattentragebereichen 16A des Hauptspannfutters 16 transportiert, und den zweiten Transportmechanismus 40 zum Entladen, welcher die unbenutzten Polierplatten 31B von den Bereichen 16A zu der zweiten Lagerbox 35 transportiert. Außerdem beinhalten der erste und der zweite Transportmechanismus 39 und 40 die Vakuumkissen 39A und 40A zum Anziehen der unbenutzten und benutzten Polierplatten 31, die Arme 39B und 40B zum Stützen der Kissen 39A und 40A, und die Luftzylinder 39E und 40E zum Hin- und Herbewegen der Arme 39B und 40B entlang der Linearführungen 39D bzw. 40D. Daher können die benützten Polierplatten verlässlich von den neuen Polierplatten unterschieden und durch diese ersetzt werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann sich, nachdem die Platte 31B, welche benutzt worden ist, von dem Plattentragebereich 16A mittels des ersten Transportmechanismus 40 entfernt worden ist, der Mechanismus 40 in einer Position befinden, wo er nicht mit dem Mechanismus 39 interferiert. Die neue Polierplatte 31A kann dann in dem Plattentragebereich 16A durch den Mechanismus 39 platziert werden. Anschließend können beide Transportmechanismen 39 und 40 in die Ursprungsposition zurückgeführt werden, so dass sie nicht interferieren. In diesem Fall kann die benutzte Polierplatte 31B gegen die neue 31A mit hoher Effizienz und in kurzer Zeit ausgetauscht werden.
Die Sonde 18A kann mit zwei verschiedenen Polierplatten 31 poliert werden, die unterschiedlich in der Oberflächenrauhigkeit sind und einzeln an den zwei Polierplattentragebereichen 16A des Hauptspannfutters 16 mittels der automatischen Austauschvorrichtung 30 angeordnet sind. In diesem Fall sind die Polierplatten 31 abwechselnd in Schichten in der ersten Lagerbox 34 gestapelt und werden nacheinander aus der Schachtel 34 herausgenommen und zu den beiden Tragebereichen 16A transportiert. Anschließend wird die Sonde 18A grob mittels der Polierplatte 31 mit der rauen Oberfläche poliert, und anschließend wird die Sonde mittels der Polierplatte 31 mit der feinen Oberfläche feinpoliert. Beim Austauschen der Polierplatten 31, die während dieser Reihe von Poliervorgängen aufgebraucht worden sind, werden die benutzten Polierplatten 31B einzeln mit den unbenutzten Polierplatten 31A durch die gleichen Vorgänge wie oben ausgetauscht. Gemäß diesem Polierverfahren kann die Spitze der Sonde 18A so poliert werden, dass sie sanfter wird, so dass das Ausmaß des Kontakts zwischen der Sonde 18A und einem Elektrodenkissen verbessert werden kann, wodurch die Überprüfung mit hoher Genauigkeit sichergestellt werden kann.
Alternativ kann die Sonde 18A mittels der Polierplatte 31 poliert werden, die sich an einem der beiden Polierplattentragebereiche 16A befindet, wobei sich die Goldplatte (nicht dargestellt) an dem anderen befindet, mittels der automatischen Austauschvorrichtung 30. In diesem Fall wird die mittels der Polierplatte 31 polierte Sonde 18A in Kontakt mit der Goldplatte an dem anderen Tragebereich 16A gebracht; wonach der Kontaktwiderstand der polierten Sonde 18A gemessen wird. Gemäß diesem Verfahren kann die polierte Sonde 18A hinsichtlich ihrer Bearbeitung überprüft werden. Alternativ kann der Kontaktwiderstand der polierten Sonde 18A so gemessen werden, dass die Sonde 18A in die Goldplatte gebracht wird, bevor sie poliert wird. In diesem Fall kann die Taktung zum Polieren der Sonde 18A zuvor durch den Wert des Kontaktwiderstands bestimmt werden, so dass die Überprüfung stabilisiert werden kann. Diese Sondenpolierverfahren können auch durchgeführt werden, ohne die hier beschriebene automatische Austauschvorrichtung 30 zu verwenden.

Claims

1. Prüfvorrichtung, die Folgendes aufweist:

eine Plattform (16), auf welcher ein zu überprüfendes Objekt platzierbar ist und welche bezüglich der vertikalen Richtung drehbar und in der horizontalen Ebene und entlang der vertikalen Richtung beweglich ist,

eine Sonde (18A), die oberhalb der Plattform (16) vorgesehen ist und in Kontakt mit dem Objekt bringbar ist, um das Objekt elektrisch zu prüfen,

einen Aufbewahrungsmechanismus (32) zum Aufbewahren eines Polierers (31), um die Sonde (18A) zu polieren, und

einen Transportmechanismus (33), um den Polierer (31) aus dem Aufbewahrungsmechanismus (32) herauszubringen und um den Polierer (31) in eine vorbestimmte Position zu tragen,

wobei die Prüfvorrichtung den Polierer (31), welcher aus dem Aufbewahrungsmechanismus (32) herausgebracht worden ist, in Kontakt mit der Sonde (18A) bringt, um dadurch die Sonde (18A) zu polieren, dadurch gekennzeichnet, dass

der Aufbewahrungsmechanismus (32) einen ersten Aufbewahrungsabschnitt (34) zum Aufbewahren von mehreren unbenutzten Polierern (31A) beinhaltet sowie einen zweiten Aufbewahrungsabschnitt (35) zum Aufbewahren von mehreren benutzten Polierern (31B);

die Prüfvorrichtung einen oder zwei Polierer- Trageabschnitte (16A) aufweist, an welchen jeweils ein unbenutzter Polierer (31A) platzierbar ist und welche in der horizontalen Ebene und entlang der vertikalen Richtung beweglich sind; und einen Steuerungsabschnitt (14) Durchführen eines Steuerungsvorgangs, so dass der eine oder die beiden Polierer-Trageabschnitte (16A) bewegt werden, um den Polierer (31) in Kontakt mit der Sonde (18A) zu bringen, um dadurch die Sonde (18A) zu polieren,

und der Transportmechanismus (33) ein erstes und ein zweites Transportmittel (39, 40) aufweist, um die unbenutzten Polierer (31A) aus dem ersten Aufbewahrungsabschnitt (34) herauszubringen und dann jeden der unbenutzten Polierer (31A) an einem zugehörigen Trageabschnitt (16A) zu platzieren, oder um einen benutzten Polierer (31B) von einem der Polierer- Trageabschnitte (16A) zu lösen und dann den benutzten Polierer (31B) in den zweiten Aufbewahrungsabschnitt (35) zu tragen.

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die beiden Polierer-Trageabschnitte (16A) an der Plattform (16) angebracht sind.

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Polierer-Trageabschnitte (16A) vorgesehen sind.

4. Prüfvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungsabschnitt (14) die an den Polierer- Trageabschnitten (16A) platzierten Polierer (31A) dazu bringt, eine und dieselbe Sonde (18A) kontinuierlich zu polieren, so dass der Polierer (31A) an einem ersten Polierer-Trageabschnitt (16A) die Sonde (18A) poliert und dann der zweite Polierer-Trageabschnitt (16A) die gleiche Sonde (18A) poliert.

5. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Aufbewahrungsabschnitt (34) einen Öffnungsbereich beinhaltet, der in einer Bodenfläche des ersten Aufbewahrungsabschnitts (34) ausgeformt ist, und einen Hochdrückmechanismus (38), um die Polierer (31A) in dem ersten Aufbewahrungsabschnitt (34) durch den Öffnungsbereich hochzudrücken.

6. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Arten von Polierern (31A) in dem ersten Aufbewahrungsabschnitt (34) gleich zwei ist und die beiden Arten von Polierern (31A) abwechselnd aufeinander gestapelt sind.

7. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Aufbewahrungsabschnitt (34) und der zweite Aufbewahrungsabschnitt (35) an einem Aufbewahrungsabschnitts-Befestigungsmechanismus (36) befestigt sind, der von einem Hauptkörper der Prüfvorrichtung nach außerhalb der Prüfvorrichtung hervorstehen kann.

8. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem einen Sensor (51) aufweist, um zu erfassen, ob zumindest ein Polierer (31A) in dem ersten Aufbewahrungsabschnitt (34) aufbewahrt wird.

9. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung außerdem einen Widerstandsmessmechanismus zum Messen eines Kontaktwiderstands der Sonde (18A) aufweist und dass der Steuerungsabschnitt (14) die Sonde (18A) einem Polieren unterzieht, wenn der Kontaktwiderstand der Sonde (18A) gleich oder höher ist als ein vorbestimmter Wert.

10. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung weiter einen Widerstandsmessmechanismus aufweist zum Messen eines Kontaktwiderstands der Sonde (18A), und das der Steuerungsabschnitt (14) den Widerstandsmessmechanismus dazu bringt, den Kontaktwiderstand der Sonde (18A) zu messen, nachdem die Sonde (18A) dem Poliervorgang unterzogen worden ist.

11. Verfahren zum Polieren einer Sonde (18A), wobei ein zu überprüfendes Objekt auf einer Plattform (16) platziert ist, welche bezüglich der vertikalen Richtung drehbar und in der horizontalen Ebene und entlang der vertikalen Richtung beweglich ist, wobei das zu überprüfende Objekt in Kontakt mit der Sonde (18A) gebracht wird, um dadurch das Objekt elektrisch zu überprüfen, wobei ein Polierer (31) aus einem Aufbewahrungsmechanismus (32) herausgebracht wird und in einer vorbestimmten Position platziert wird, um die Sonde (18A) zu kontaktieren, und wobei die Sonde (18A) dadurch poliert wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Herausbringen von einem oder zwei Polierern (31) aus einem ersten Aufbewahrungsabschnitt (34) des Aufbewahrungsmechanismus (32) zum aufbewahren von mehreren unbenutzten Polierern (31A), Platzieren der P9olierer (31) an dem einen oder den beiden Polierer-Trageabschnitten (16A), die in der horizontalen und vertikalen Richtung beweglich sind,

Bewegen des einen oder der beiden Polierer- Trageabschnitte (16A), an welchen der eine oder die beiden Polierer (31) platziert sind, um dadurch den einen oder die beiden Polierer (31) in Kontakt mit der Sonde (18A) zu bringen, um die Sonde (18A) zu polieren;

Lösen des einen oder der beiden Polierer (31) von dem einen oder den beiden Polierer-Trageabschnitten (16A); und

Tragen des einen oder der beiden Polierer (31) in einen zweiten Aufbewahrungsabschnitt (35) des Aufbewahrungsmechanismus (32) zum Aufbewahren von mehreren benutzten Polierern (31B).

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Schritte des Transportierens von zwei Polierern (31) der gleichen Art aus dem ersten Polierer- Aufbewahrungsabschnitt (34) mittels eines Transportmechanismus (33), so dass die beiden Polierer (31) einzeln an zwei Polierer-Trageabschnitten (16A) auf der Plattform (16) platziert werden, die zum Tragen des zu überprüfenden Objekts dient, und des Polierens der Sonde (18A) mittels der beiden Polierer (31).

13. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Schritte des Transportierens zweier Polierer (31), die sich in der Oberflächenrauhigkeit unterscheiden, aus dem ersten Polierer-Aufbewahrungsabschnitt (34) mittels eines Transportmechanismus (33), so dass die beiden Polierer (31) einzeln an zwei Polierer-Trageabschnitten (16A) auf der Plattform (16) zum Tragen des zu überprüfenden Objekts platziert sind, des Polierens der Sonde (18A) mittels des Polierers (31), der eine raue Oberfläche hat, und des Polierens der Sände (18A) mittels des Polierers (31), der eine feine Oberfläche hat.

14. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Transportieren eines Polierers (31) aus dem ersten Aufbewahrungsabschnitt (34) und einer vergoldeten Platte mittels eines Transportmechanismus (33), so dass der Polierer (31) und die vergoldete Platte einzeln an zwei Polierer-Trageabschnitten (16A) auf der Plattform (16) zum Tragen des zu überprüfenden Objekts platziert werden; Polieren der Sonde (18A) mittels des Polierers (31) an dem ersten Polierer- Trageabschnitt (16A); Bewegen der Plattform (16) nach dem Polieren, um dadurch die vergoldete Platte an dem zweiten Polierer-Trageabschnitt (16A) in Kontakt mit der Sonde (18A) zu bringen; und Messen des Kontaktwiderstands der polierten Sonde (18A) mittels der vergoldeten Platte.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die vergoldete Platte an dem zweiten Polierer- Trageabschnitt (16A) in Kontakt mit der Sonde (18A) gebracht wird durch Bewegen der Plattform (16), bevor die Sonde (18A) mittels des Polierers (31) poliert wird, so dass der Kontaktwiderstand der Sonde (18A) mittels der vergoldeten Platte gemessen werden kann.