JP4346752B2 - コンタクタの保持機構及びコンタクタの自動交換機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタクタの保持機構及びコンタクタの自動交換機構に関し、更に詳しくは、超高集積化した半導体ウエハ（以下「ウエハ」と称す。）等の被処理体の電気的特性検査を行う際に用いられるコンタクタの保持機構及びコンタクタの自動交換機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のプローブ装置等の検査装置は、例えば図１０、図１１に示すように、ウエハＷを搬送すると共にウエハＷをプリアライメントするローダ室１と、このローダ室１からウエハＷを受け取って電気的特性検査行うプローバ室２とを備えて構成されている。ローダ室１にはピンセット３及びサブチャック４が配設され、ピンセット３でウエハＷを搬送する間にサブチャック４においてオリエンテーションフラットを基準にしてウエハＷをプリアライメントするようにしてある。また、プローバ室２にはメインチャック５及びアライメント機構６が配設され、ウエハＷを載置したメインチャック５がＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動しながらアライメント機構６によりウエハＷをメインチャック５上方のプローブカード７のプローブ７Ａに対してアライメントし、ウエハＷとプローブ７Ａとを電気的に接触させ、テストヘッドＴを介してウエハＷの電気的特性検査を行うようにしてある。
【０００３】
プローブカード７はプローバ室２のヘッドプレート８に装着されたパフォーマンスボードに対して着脱可能に取り付けられている。プローブカード７は、例えばタングステンワイヤーからなる複数のプローブ７Ａと、これらのプローブ７Ａを支持する枠状の支持部（図示せず）と、この支持部が固定され且つ各プローブ７Ａにそれぞれ接続されたプリント配線を有するプリント配線基板とを備えている。そして、プローブカード７はウエハＷの種類に応じて交換し、使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプローブカード７はコンタクタであるプローブ７Ａの他に、大面積のプリント配線基板等のボードを有するため、それ自体大きなものであり、況して今後デバイスの高集積化が促進されプローブ針が増加するとプローブカード７自体は益々大型化、大重量化し、ウエハの種類毎のプローブカード７の自動交換が益々難しくなる。しかも、コンタクタであるプローブ７Ａとプリント配線基板の配線間の物理的特性の違いや配線長の影響により、検査精度が低下する虞がある。そこで、最近では例えば狭ピッチ化した電極パッドに対応したバンプ型のコンタクタが開発されつつあるが、その交換方法等の取り扱いについては未だ未開発で今後の課題になっている。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、例えばバンプ型等のプローブが多数形成されたコンタクタ自体を着脱可能に保持することができると共に検査精度を高めることができるコンタクタの保持機構を提供することを目的としている。また、本発明は、コンタクタの保持機構に対してコンタクタを自動的に交換することができ、ひいては検査のスループットを高めることができるコンタクタの自動交換機構を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のコンタクタの保持機構は、コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記ラッチ機構は、上記保持体に周方向に取り付けられた複数のラッチボールと、これらのラッチボールをそれぞれ弾力的に支持する弾性部材とを有し、上記コンタクタは、その周面に上記ラッチボールが嵌合する複数の凹部を有することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載のコンタクタの保持機構は、コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記ラッチ機構は、突出及び退避し得る複数のラッチ部材と、これらのラッチ部材をそれぞれ突出及び退避させるラッチ操作部材とを有し、上記コンタクタは、その周面に上記複数のラッチ部材と係合する複数の係合部を有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に記載のコンタクタの保持機構は、コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記コンタクタは、その周面に複数の鈎状突起を有し、上記ラッチ機構は、上記コンタクタの複数の鈎状突起と係合するラッチ部材と、これらのラッチ部材を上記鈎状突起から退避させて上記コンタクタを解放するラッチ操作部材とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項４に記載のコンタクタの保持機構は、コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記ラッチ機構は、上記コンタクタを下面から支持するラッチ部材と、これらのラッチ部材を上記コンタクタの下面から退避させて上記コンタクタを解放するラッチ操作部材とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項５に記載のコンタクタの保持機構は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記保持体は、リング状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項６に記載のコンタクタの保持機構は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、上記パフォーマンスボードと上記コンタクタとの間を電気的に接続するインターフェースボードを上記保持体内に設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項７に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のコンタクタの保持機構と、この保持機構との間で上記コンタクタを受け渡しする受け渡し機構とを備え、上記受け渡し機構は、少なくとも一つの上記コンタクタを吸着保持する保持部と、この保持部を先端部分に有し且つ移動可能に設けられたアームとを有することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項８に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項７に記載の発明において、上記保持部は、上記コンタクタを着脱可能に保持するように構成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項９に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項８に記載の発明において、上記保持部は、上記コンタクタを真空吸着力により着脱可能に保持するように構成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１０に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項９に記載の発明において、上記保持部は、その旋回方向に従って円弧状に形成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１１に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載の発明において、上記アームは、旋回及び昇降可能に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項１２に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項７〜請求項１１のいずれか１項に記載の発明において、パフォーマンスボードと上記コンタクタとの間を電気的に接続するために上記保持体内にインターフェースボードを設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図９に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図では検査装置の本体を省略し、本発明の要部のみを図示してある。
本実施形態のコンタクタの保持機構（以下、単に「保持機構」と称す。）１０は、例えば図１、図２に示すように、プローブ装置のパフォーマンスボードＰに固定されたリング状の保持体１１と、この保持体１１の内周面に取り付けられてコンタクタ１２を周囲から保持する複数のラッチ機構１３と、これらのラッチ機構１３で保持されたコンタクタ１２を真空吸着する吸着固定機構１４と、この吸着固定機構１４で固定されたコンタクタ１２の複数の端子電極（図示せず）とパフォーマンスボードＰとの接続を中継するインターフェースボード１５とを備え、コンタクタ１２のプローブ１２Ａとウエハ（図示せず）とが電気的に接触し、インターフェースボード１５、パフォーマンスボードＰ及びポゴピンリングＲを介してテストヘッドＴとウエハのデバイス間で電気的に導通し、デバイスの電気的特性検査を実施する。尚、インターフェースボード１５は、図２に示すように、保持体１１の内周面に形成された段部１１Ａで周縁部が支持されている。
【００１５】
上記コンタクタ１２は、図２に示すように、例えば複数のプローブ１２Ａと、これらのプローブ１２Ａがマトリックス状に配列された且つ窒化アルミニウム等のセラミックスで数１０ｍｍ角に形成された本体１２Ｂと、本体１２Ｂの上面に各プローブ１２Ａとそれぞれ接続された端子電極（図示せず）とを有している。プローブ１２Ａは例えばデバイスの電極パッドに対応してＣＶＤ法等の手法によりバンプ状に形成され、今後狭ピッチ化しても対応できるようになっている。また、本体１２Ｂの周面にはラッチ機構１３に対応する複数の凹部１２Ｃが形成されている。
【００１６】
上記ラッチ機構１３は、図２に示すように、例えば保持体１１内周面の周方向等間隔に取り付けられ且つコンタクタ１２の周面に形成された複数の凹部１２Ｃに対して弾力的に嵌合するラッチボール１３Ａと、これらのラッチボール１３Ａをそれぞれ弾力的に支持するスプリング１３Ｂとを有し、保持体１１内へコンタクタ１２を挿入すると、コンタクタ１２の凹部１２Ｃがラッチボール１３Ｂに到達した時点でラッチボール１３Ｂが凹部１２Ｃと弾力的に嵌合すると共にコンタクタ１２の端子電極がインターフェースボード１５に圧接してテストヘッドＴと導通可能な状態になる。
【００１７】
上記吸着固定機構１４は保持体１１の周面を貫通する貫通孔１１Ｂに連結具１４Ａを介して接続された図示しない真空ポンプを有し、真空ポンプによってコンタクタ１２が装着された保持体１１内の空気を排気することでラッチ機構１３と協働してコンタクタ１２を保持体１１で確実に保持する。また、真空排気ラインは大気へ切り換えられるようになっており、保持体１１からコンタクタ１２を取り外す時に真空排気ラインを大気に開放し、保持体１１とコンタクタ１２間にできる空間を常圧に戻せるようになっている。保持体１１内が常圧に戻ってもラッチ機構１３でコンタクタ１２を保持しているためコンタクタ１２が落下することはない。
【００１８】
一方、本実施形態のコンタクタの自動交換機構（以下、単に「自動交換機構」と称す。）２０は、図２及び図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、上記保持機構１０と、この保持機構１０との間でコンタクタ１２の受け渡しを行う受け渡し機構１６とを備え、受け渡し機構１６を介してコンタクタ１２を保持機構１０まで搬送し、保持機構１０との間でコンタクタ１２を自動的に交換することができる。保持機構１０については上述したため、受け渡し機構１６について説明する。受け渡し機構１６は、コンタクタ１２を吸着保持する吸着保持部１７と、この吸着保持部１７を先端部分に有すると共に旋回及び昇降可能なアーム１８と、このアーム１８を旋回、昇降させるアーム駆動部１９（図３参照）を有している。
【００１９】
上記吸着保持部１７はコンタクタ１２の周縁部を支持する枠状突起１７Ａとして形成され、枠状突起１７Ａの上面には全周に渡ってシール部材１７Ｂが取り付けられている。そして、コンタクタ１２のプローブ１２Ａは枠状突起１７Ａ内の空間に収まり、傷つかないようになっている。また、アーム１８には枠状突起１７Ａの内側中央で開口する排気通路１８Ａが形成され、この排気通路１８Ａには真空ポンプ（図示せず）に接続されている。また、排気通路１８Ａは大気へ切り換えられるようになっており、コンタクタ１２を保持機構１０へ引き渡す時に真空排気ラインを大気に開放し、枠状突起１７Ａとコンタクタ１２間にできる空間を常圧に戻せるようになっている。従って、吸着保持部１７上にコンタクタ１２を載せて真空ポンプが駆動するとコンタクタ１２は枠状突起１７Ａ上に固定され、真空排気ラインを大気に開放するとコンタクタ１２は枠状突起１７Ａから取り外し自在になる。
【００２０】
上記アーム駆動部１９は、例えば図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、アーム１８の基端部に連結された駆動ロッド１９Ａと、この駆動ロッド１９Ａを旋回及び昇降させる駆動源（図示せず）とを有し、例えば検査装置本体内の隅角部に配設されている。そして、コンタクタ１２を交換する際に図示しない制御装置の制御下でアーム１８の先端部分に形成された吸着保持部１７を検査装置本体の正面から保持機構１０の真下まで旋回させ、この位置でアーム１８を昇降させて保持機構１０との間でコンタクタ１２を受け渡す。
【００２１】
次に、動作について説明する。コンタクタ１２を検査装置に装着する場合には、まず自動交換機構２０の吸着保持部１７上にコンタクタ１２を載置する。次いで、制御装置の制御下で受け渡し機構１６の真空ポンプが駆動し、コンタクタ１２で閉じた枠状突起１７Ａ内の空気を真空排気し、枠状突起１７Ａ上にコンタクタ１２を真空吸着する。この際、コンタクタ１２はシール部材１７Ｂに押し付けられ、枠状突起１７Ａ内の減圧状態が保持され、コンタクタ１２は吸着保持部１７上に確実に固定される。
【００２２】
引き続き、制御装置の制御下でアーム駆動部１９が駆動して駆動ロッド１９Ａが図３の（ａ）に示すように反時計方向へ回転し、吸着保持部１７がアーム１８を介して検査装置の正面側の実線位置から保持機構１０の真下である破線位置まで旋回し、この位置で停止する。その後、アーム１８が上昇してコンタクタ１２が保持機構１０の保持体１１内に進入し、ラッチ機構１３でコンタクタ１２が保持されると、駆動ロッド１９Ａが停止する。
【００２３】
次いで、制御装置の制御下で受け渡し機構１６の真空ポンプが停止し、コンタクタ１２で閉じた枠状突起１７Ａ内を大気に開放するとコンタクタ１２が吸着保持部１７において取り外し自在になる一方、保持機構１０の真空ポンプが駆動してコンタクタ１２の保持体１１内の空気を排気して減圧する。これによりコンタクタ１２は吸着保持部１７側から保持体１１側へ吸着固定される。引き続き、受け渡し機構１６のアーム１８が下降して保持機構１０から離れ、初期位置まで復帰する。その後、検査装置が駆動してウエハの電気的特性検査を実施する。検査中は保持機構１０の真空ポンプは駆動し続け、コンタクタ１２を確実に固定しておくことが好ましい。
【００２４】
検査終了後、種類の異なるウエハの検査を行う場合には、使用済みのコンタクタ１２を次のコンタクタ１２と交換する。それには受け渡し機構１６が上述したように駆動し、吸着保持部１７が検査装置正面側から保持機構１０の真下まで移動する。引き続き、アーム１８が上昇し吸着保持部１７とコンタクタ１２が接触した後真空ポンプが駆動してコンタクタ１２を吸着保持部１７で真空吸着する。更に、吸着固定機構１４が作動して保持体１１内を大気に開放すると、コンタクタ１２はラッチ機構１３だけで保持された状態になる。この状態で受け渡し機構１６が駆動してアーム１８が下降すると、コンタクタ１２は吸着保持部１７で保持された状態で保持機構１０から外れる。次いで、アーム駆動部１９を介してアーム１８が時計方向へ旋回して初期位置まで戻る。その後、受け渡し機構１６の吸着保持部１７に次のコンタクタ１２を装着した後、受け渡し機構１６を介して保持機構１０にこのコンタクタ１２を装着してその自動交換を終了し、初期位置まで戻る。
【００２５】
以上説明したように本実施形態によれば、保持機構１０は、パフォーマンスボードＰに取り付けられた保持体１１と、この保持体１１の内周面に取り付けられてコンタクタ１２を保持するラッチ機構１３と、このラッチ機構１３で保持されたコンタクタ１２を真空吸着する吸着固定機構１４とを備えているため、今後主流となるバンプ型コンタクタ１２自体を着脱可能に保持することができ、コンタクタ１２の自動交換を実現できる。また、コンタクタ１２からテストヘッドＴまでの配線長が従来と比較して格段に短いため、コンタクタ１２とテストヘッドＴ間の配線長による影響を低減することができ、検査精度を高めることができる。
【００２６】
また、本実施形態によれば、ラッチ機構１３は、保持体１１内周面の周方向等間隔に取り付けられ且つコンタクタ１２の周面に形成された複数の凹部１２Ｃに対して弾力的に嵌合するラッチボール１３Ａと、これらのラッチボール１３Ａをそれぞれ弾力的に支持するスプリング１３Ｂとを有する構造にしたため、簡単な構造でコンタクタ１２を保持体１１において着脱自在に保持することができ、万一の場合でもコンタクタ１２の落下を確実に防止することができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、パフォーマンスボードＰとコンタクタ１２を導通するインターフェースボード１５を保持体１１内に設けたため、コンタクタ１２をパフォーマンスボードＰに対して確実に接触させることができ、ひいてはテストヘッドＴとの導通を確実なものにすることができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、コンタクタ１２を吸着保持する吸着保持部１７と、この吸着保持部１７を先端部分に有すると共に旋回及び昇降可能に設けられたアーム１８とを有する受け渡し機構１６を設けて自動交換機構２０を構成したため、保持機構１０との間でコンタクタ１２を簡単に自動交換することができ、検査のスループットを高めることができる。
【００２９】
また、図４、図５はそれぞれ本発明の他の実施形態を示す図である。図４に示す保持機構及び自動交換機構の場合には、同図からも明らかなように図１、図２に示すインターフェースボード１５を省略した以外は図１〜図３に示す実施形態と同様に構成されている。一方、図５に示す保持機構及び自動交換機構の場合には、受け渡し機構１６の構造を異にする以外は図１〜図３に示す実施形態に準じて構成されている。図５に示す吸着保持部１７の枠状突起１７Ａの内周面には段部１７Ｂが形成されている。段部１７Ｂより上側の開口はコンタクタ１２を受け入れる大きさに形成され、段部１７Ｂにおいてコンタクタ１２を支承するようになっている。この段部１７Ｂにはシール部材１７Ｃが取り付けられ、このシール部材１７Ｃを介してコンタクタ１２を真空吸着時の気密を保持するようにしてある。これら両実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果を期することができる。
【００３０】
また、図６は同時に複数（例えば、３枚）のコンタクタ１２を保持する受け渡し機構１６を示す概略図である。この受け渡し機構１６は同図に示すように例えば３箇所の吸着保持部１７が円弧状に形成されたプレート上に円弧に沿って配置されている。そして、円弧状プレートの幅方向の中心を通る線（中心線）Ｃはコンタクタ１２の中心の旋回軌跡と一致するようになっている。そして、この中心線Ｃ上に３箇所の吸着保持部１７が互いに等間隔を空けて配置されている。そのため、アーム１８が旋回すると各コンタクタ１２はいずれも保持機構の真下の位置で常に図３の（ａ）の破線で示した一定の向きになる。このように複数の吸着保持部１７を設けることにより、受け渡し機構１６によって複数のコンタクタ１２を一括保持し、複数のコンタクタ１２を人手を介することなく連続的且つ自動的に交換することができ、検査のスループットの更なる向上を達成することができる。尚、吸着保持部１７自体は図１〜図５に示すものに準じて構成されている。
【００３１】
また、図７は本発明のコンタクタの保持機構の他の実施形態を示す図である。本実施形態の保持機構３０は、図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、プローブ装置のパフォーマンスボードＰに固定された保持体３１と、この保持体３１に取り付けられてコンタクタ３２を周囲から保持するラッチ機構３３と、このラッチ機構３３で保持されたコンタクタ３２を真空吸着する吸着固定機構３４と、この吸着固定機構３４で固定されたコンタクタ３２とパフォーマンスボードＰとの接続を中継するインターフェースボード３５とを備え、コンタクタ３２がインターフェースボード３５を介してパフォーマンスボードＰと電気的に導通自在になっている。本実施形態及び以下の実施形態におけるパフォーマンスボードＰ及びインターフェースボード３５はいずれも上記実施形態のものと同様に構成されている。
【００３２】
上記保持体３１は、図７の（ａ）に示すように、中央が大きく開口したリング状のプレートとして形成され、この開口部にインターフェースボード３５が配置されている。この保持体３１の外周には後述するラッチ機構３３が取り付けられている。上記コンタクタ３２は、図７の（ａ）に示すように、複数のプローブ３２Ａと、これらのプローブ３２Ａがマトリックス状に形成されたコンタクタ本体３２Ｂと、コンタクタ本体３２Ｂの上面に形成された端子電極３２Ｃとを有している。プローブ３２Ａは例えばデバイスの電極パッドに対応してＣＶＤ法等の手法によりバンプ状に形成され、今後狭ピッチ化しても対応できるものである。また、コンタクタ本体３２Ｂは枠体３２Ｄと一体化して形成されている。この枠体３2Ｄ上面の外周縁部にはコンタクタ３２を保持体３１に装着する際に保持体３１の位置決め孔３１Ｂに嵌入する複数の位置決め用突起３２Ｅが形成され、これらの位置決め用突起３２Ｅは互いに周方向に等間隔を空けて配置されている。
【００３３】
上記保持体３１においてコンタクタ３２を一時的に保持する場合にはラッチ機構３３が用いられる。このラッチ機構３３は、図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、コンタクタ３２の周面に形成された複数の突起３２Ｆと係合してコンタクタ３２を係止するラッチ部材３３Ａと、これらのラッチ部材３３Ａを突起３２Ｆからそれぞれ退避させてコンタクタ３２を解放するラッチ操作部材３３Ｂとを有している。ラッチ部材３３Ａは、同図の（ｂ）に示すように、スプリングコイルを内蔵したシリンダ３３Ｃに装着され、スプリングによって常にシリンダ３３Ｃの外方へ付勢されている。このラッチ部材３３Ａとラッチ操作部材３３Ｂは例えばワイヤー３３Ｄを介して連結され、コンタクタ３２を保持体３１に対して装着する時にはラッチ操作部材３３Ｂを介してシリンダ３３Ｃからタッチ部材３３Ａを突出させ、コンタクタ３２を保持体３１から外す時にはラッチ操作部材３３Ｂを介してシリンダ３３Ｃ内へラッチ部材３３Ａを引き込むようにしてある。同図に示すラッチ操作部材３３Ｂは手動式のものであるが、自動化することもできる。尚、３３Ｅはワイヤーを導くガイドローラである。
【００３４】
上記吸着固定機構３４は、保持体３１及びパフォーマンスボードＰを貫通する貫通孔３４Ａに連結具３４Ｂを介して接続された真空ポンプ（図示せず）と、上記コンタクタ３２の枠体３２Ｄの上面に取り付けられた断面舌状のシール部材３４Ｃとを有している。この吸着固定機構３４は、コンタクタ３２がラッチ機構３３を介して保持体３１に保持され、シール部材３４Ｃが保持体３１に接触した時点で作動するようにしてある。吸着固定機構３４の真空排気ラインは大気へ切り換えられるようになっており、コンタクタ３２を取り外す時に真空排気ラインを大気側に開放するようになっている。
【００３５】
従って、本実施形態の保持機構３０においてコンタクタ３２を交換する時には図３〜図６に示す自動交換機構に準じて構成された自動交換機構を用いることができる。即ち、自動交換機構を用いてコンタクタ３２を保持機構３０の真下まで搬送した後、コンタクタ３２を保持体３１まで持ち上げ、シール部材３４Ｃが保持体３１と接触した時点でラッチ機構３３を操作する。この操作によりラッチ部材３３Ａがワイヤー３３Ｄを介してシリンダ３３Ｃから突出して突起３２Ｆと係合し、コンタクタ３２の落下を防止する。引き続き、吸着固定機構３４が作動すると、コンタクタ３２を保持体３１側に強く吸引し、コンタクタの端子電極とインターフェースボード３５とが電気的に確実に接続され、検査が可能な状態になる。検査終了後にコンタクタ３２を交換する時には逆の操作でコンタクタ３２を交換する。本実施形態においても上記各実施形態と同様の作用効果を期することができる。
【００３６】
図８は本発明の他の実施形態を示す図で、本実施形態の保持機構は図７に示すものとはラッチ機構を異にする。即ち、本実施形態の保持機構４０におけるラッチ機構４３は、図８の（ａ）に示すように、保持体４１に取り付けられてコンタクタ４２の周面に形成された複数の鈎状突起４２Ｆを受け入れてこれらと係合するラッチ部材４３Ａと、これらのラッチ部材４３Ａを鈎状突起４２Ｆから退避させてコンタクタ４２を解放するラッチ操作部材（図示してないが図７の（ｂ）と同様のものが用いられる）とを有している。ラッチ部材４３Ａは同図の（ｂ）に示すように先端に鈎部を有する幅広のプレート状部材として形成され、その基端が保持体４１に形成された凹部４１Ｃにピン結合されている。また、同図の（ａ）、（ｂ）に示すようにラッチ部部材４３Ａの下部近傍の両側がスプリング４３Ｃを介して保持体４１とそれぞれ連結され、これらのスプリング４３Ｃを介してラッチ部材４３Ａの鈎部を保持体４１側へ弾力的に付勢している。このラッチ部材４３Ａの先端部とラッチ操作部材がワイヤー４３Ｄを介して連結され、ラッチ操作部材を介してラッチ部材４３Ａの先端をスプリング４３Ｃのバネ力に抗して保持体４１から引き離すようにしてある。尚、ラッチ部材４３Ａの鈎部先端にはテーパ面が形成され、コンタクタ４２の鈎状突起４２Ｆが進入し易いようになっている。
【００３７】
従って、本実施形態の場合には、図８の（ａ）の矢印Ｘで示すように自動交換機構を介してコンタクタ４２を保持体まで持ち上げると、コンタクタ４２の鈎状突起４２Ｆがラッチ部材４３Ａ先端のテーパ面と保持体４１で作る凹部を介して上昇し、ラッチ部材４３Ａをスプリング４３Ｃのバネ力に抗して同図の矢印Ｙ方向へ押し広げ、鈎状突起４２Ｆとラッチ部材４３Ａの鈎部を越えるとスプリング４３Ｃの働きで両者４２Ｆ、４３Ａが係合し、コンタクタ４２の落下を防止する。その後は、吸着固定機構（図示してないが図７の（ａ）と同様のものが用いられる）が作動し、コンタクタ４２が保持体４１に対して固定され、検査が可能な状態になる。保持体４１からコンタクタ４２を取り外す時にラッチ操作部材を手動操作すると、ワイヤー４３Ｄを介してラッチ部材４３Ａの先端部を保持体４１から引き離し、鈎状突起４２Ｆをラッチ部材４３Ａの鈎部から解放した後、自動交換機構を介してコンタクタ４２を保持体４１から取り外す。
【００３８】
図９は更に他のラッチ機構を示す図である。本実施形態の保持機構５０におけるラッチ機構は、図９の（ａ）、（ｂ）に示すように、コンタクタ５２を下面から支持する、側面形状がＬ字状のラッチ部材５３Ａと、これらのラッチ部材５３Ａをコンタクタ５２の下面から退避させてコンタクタ５２を解放するラッチ操作部材（図示してないが図７の（ｂ）と同様のものが用いられる）とを有している。ラッチ部材５３Ａは同図の（ａ）、（ｂ）に示すように側面形状がＬ字状の幅広のプレート状部材として形成されている。保持体５１にはコンタクタ５２側に向けて突出する支持部５１Ａが形成され、この支持部５１Ａにラッチ部材５３ＡがＬ字状の角でピン結合されている。このピン結合部にはバネ（図示せず）が装着され、このバネ部材を介してラッチ部材５３Ａを同図の（ａ）の矢印Ｘ方向へ常に付勢している。また、ラッチ部材５３Ａの一端にはワイヤー５３Ｄを介してラッチ操作部材が連結され、このラッチ操作部材を介してワイヤー５３Ｄを同図の（ｃ）の矢印Ｙ方向へ引っ張ってスプリングのバネ力に抗して同図の矢印Ｘ’方向へラッチ部材５３Ａを起こし、ラッチ部材５３Ａの他端が水平になった状態でコンタクタ５２を支持する。尚、図９の（ａ）〜（ｃ）において、５１Ｂはワイヤー５３Ｄを通すために保持体５１に形成された孔である。
【００３９】
従って、本実施形態の場合には、自動交換機構を介してコンタクタ５２を保持体５１まで持ち上げると、ラッチ操作部材を操作してラッチ部材５３Ａを起こしてコンタクタ５２の外周縁部を支持し、コンタクタ５２の落下を防止する。その後は、吸着固定機構（図示してないが図７の（ａ）と同様のものが用いられる）が作動し、コンタクタ４２が保持体４１に対して固定され、検査が可能な状態になる。コンタクタ５２を交換する場合にはラッチ操作部材を介してワイヤー５３Ｄを緩めると、ラッチ部材５３Ａは図９の（ａ）の矢印Ｘ方向へ回転してコンタクタ５２から外れ、最終的に同図の（ｃ）で状態になる。
【００４０】
尚、本発明は上記各実施形態に何等制限されるものではなく、本発明の構成要素は必要に応じて適宜設計変更することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜６の発明によれば、例えばバンプ型等のプローブが多数形成されたコンタクタ自体を着脱可能に保持することができると共に検査精度を高めることができるコンタクタの保持機構を提供することができる。
【００４２】
また、本発明の請求項７〜１２の発明によれば、コンタクタの保持機構に対してコンタクタを自動的に交換することができ、ひいては検査のスループットを高めることができるコンタクタの自動交換機構ｓを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の保持機構の一実施形態の要部を破断して示す側面図である。
【図２】図１に示す保持機構と受け渡し機構を拡大して示す断面図である。
【図３】（ａ）は自動交換機構の受け渡し機構の動作を説明するための平面図、（ｂ）（ａ）に示す自動交換機構を示す側面図である。
【図４】本発明の自動交換機構の他の実施形態を示す図２相当図である。
【図５】本発明の自動交換機構の更に他の実施形態を示す図２相当図である。
【図６】本発明の自動交換機構の他の実施形態の受け渡し機構を示す平面図である。
【図７】本発明の保持機構の他の実施形態を示す図で、（ａ）は保持機構でコンタクタを保持した状態を示す要部断面図、（ｂ）は（ａ）に示す保持機構でコンタクタを保持した状態を模式的に示す下方からの平面図である。
【図８】本発明の保持機構の他の実施形態の要部の動作を示す図で、（ａ）は保持機構でコンタクタを保持する直前の状態の一部を破断して示す側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ方向の平面図である。
【図９】本発明の保持機構の他の実施形態の要部の動作を示す図で、（ａ）は保持機構でコンタクタを保持する直前の状態の一部を破断して示す側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ方向の断面図、（ｃ）は保持機構からコンタクタを外した状態を示す（ａ）に相当する図である。
【図１０】従来の検査装置の一例を示す部分断面図である。
【図１１】図１０に示す検査装置の内部を示す平面図である。
【符号の説明】
１０、３０、４０、５０ 保持機構
１１、３１、４１、５１ 保持体
１２、３２、４２、５２ コンタクタ
１３、３３、４３、５３ ラッチ機構
１３Ａ ラッチボール
１３Ｂ スプリング（弾性部材）
１４、３４ 吸着固定機構
１５ インターフェースボード
１６ 受け渡し機構
１７ 吸着保持部
１８ アーム
３３Ａ、４３Ａ、５３Ａ ラッチ部材
３３Ｂ ラッチ操作部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタクタの保持機構及びコンタクタの自動交換機構に関し、更に詳しくは、超高集積化した半導体ウエハ（以下「ウエハ」と称す。）等の被処理体の電気的特性検査を行う際に用いられるコンタクタの保持機構及びコンタクタの自動交換機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のプローブ装置等の検査装置は、例えば図１０、図１１に示すように、ウエハＷを搬送すると共にウエハＷをプリアライメントするローダ室１と、このローダ室１からウエハＷを受け取って電気的特性検査行うプローバ室２とを備えて構成されている。ローダ室１にはピンセット３及びサブチャック４が配設され、ピンセット３でウエハＷを搬送する間にサブチャック４においてオリエンテーションフラットを基準にしてウエハＷをプリアライメントするようにしてある。また、プローバ室２にはメインチャック５及びアライメント機構６が配設され、ウエハＷを載置したメインチャック５がＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動しながらアライメント機構６によりウエハＷをメインチャック５上方のプローブカード７のプローブ７Ａに対してアライメントし、ウエハＷとプローブ７Ａとを電気的に接触させ、テストヘッドＴを介してウエハＷの電気的特性検査を行うようにしてある。
【０００３】
プローブカード７はプローバ室２のヘッドプレート８に装着されたパフォーマンスボードに対して着脱可能に取り付けられている。プローブカード７は、例えばタングステンワイヤーからなる複数のプローブ７Ａと、これらのプローブ７Ａを支持する枠状の支持部（図示せず）と、この支持部が固定され且つ各プローブ７Ａにそれぞれ接続されたプリント配線を有するプリント配線基板とを備えている。そして、プローブカード７はウエハＷの種類に応じて交換し、使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプローブカード７はコンタクタであるプローブ７Ａの他に、大面積のプリント配線基板等のボードを有するため、それ自体大きなものであり、況して今後デバイスの高集積化が促進されプローブ針が増加するとプローブカード７自体は益々大型化、大重量化し、ウエハの種類毎のプローブカード７の自動交換が益々難しくなる。しかも、コンタクタであるプローブ７Ａとプリント配線基板の配線間の物理的特性の違いや配線長の影響により、検査精度が低下する虞がある。そこで、最近では例えば狭ピッチ化した電極パッドに対応したバンプ型のコンタクタが開発されつつあるが、その交換方法等の取り扱いについては未だ未開発で今後の課題になっている。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、例えばバンプ型等のプローブが多数形成されたコンタクタ自体を着脱可能に保持することができると共に検査精度を高めることができるコンタクタの保持機構を提供することを目的としている。また、本発明は、コンタクタの保持機構に対してコンタクタを自動的に交換することができ、ひいては検査のスループットを高めることができるコンタクタの自動交換機構を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のコンタクタの保持機構は、コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記ラッチ機構は、上記保持体に周方向に取り付けられた複数のラッチボールと、これらのラッチボールをそれぞれ弾力的に支持する弾性部材とを有し、上記コンタクタは、その周面に上記ラッチボールが嵌合する複数の凹部を有することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載のコンタクタの保持機構は、コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記ラッチ機構は、突出及び退避し得る複数のラッチ部材と、これらのラッチ部材をそれぞれ突出及び退避させるラッチ操作部材とを有し、上記コンタクタは、その周面に上記複数のラッチ部材と係合する複数の係合部を有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に記載のコンタクタの保持機構は、コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記コンタクタは、その周面に複数の鈎状突起を有し、上記ラッチ機構は、上記コンタクタの複数の鈎状突起と係合するラッチ部材と、これらのラッチ部材を上記鈎状突起から退避させて上記コンタクタを解放するラッチ操作部材とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項４に記載のコンタクタの保持機構は、コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記ラッチ機構は、上記コンタクタを下面から支持するラッチ部材と、これらのラッチ部材を上記コンタクタの下面から退避させて上記コンタクタを解放するラッチ操作部材とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項５に記載のコンタクタの保持機構は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記保持体は、リング状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項６に記載のコンタクタの保持機構は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、上記パフォーマンスボードと上記コンタクタとの間を電気的に接続するインターフェースボードを上記保持体内に設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項７に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のコンタクタの保持機構と、この保持機構との間で上記コンタクタを受け渡しする受け渡し機構とを備え、上記受け渡し機構は、少なくとも一つの上記コンタクタを吸着保持する保持部と、この保持部を先端部分に有し且つ移動可能に設けられたアームとを有することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項８に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項７に記載の発明において、上記保持部は、上記コンタクタを着脱可能に保持するように構成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項９に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項８に記載の発明において、上記保持部は、上記コンタクタを真空吸着力により着脱可能に保持するように構成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１０に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項９に記載の発明において、上記保持部は、その旋回方向に従って円弧状に形成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１１に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載の発明において、上記アームは、旋回及び昇降可能に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項１２に記載のコンタクタの自動交換機構は、請求項７〜請求項１１のいずれか１項に記載の発明において、パフォーマンスボードと上記コンタクタとの間を電気的に接続するために上記保持体内にインターフェースボードを設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図９に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図では検査装置の本体を省略し、本発明の要部のみを図示してある。
本実施形態のコンタクタの保持機構（以下、単に「保持機構」と称す。）１０は、例えば図１、図２に示すように、プローブ装置のパフォーマンスボードＰに固定されたリング状の保持体１１と、この保持体１１の内周面に取り付けられてコンタクタ１２を周囲から保持する複数のラッチ機構１３と、これらのラッチ機構１３で保持されたコンタクタ１２を真空吸着する吸着固定機構１４と、この吸着固定機構１４で固定されたコンタクタ１２の複数の端子電極（図示せず）とパフォーマンスボードＰとの接続を中継するインターフェースボード１５とを備え、コンタクタ１２のプローブ１２Ａとウエハ（図示せず）とが電気的に接触し、インターフェースボード１５、パフォーマンスボードＰ及びポゴピンリングＲを介してテストヘッドＴとウエハのデバイス間で電気的に導通し、デバイスの電気的特性検査を実施する。尚、インターフェースボード１５は、図２に示すように、保持体１１の内周面に形成された段部１１Ａで周縁部が支持されている。
【００１５】
上記コンタクタ１２は、図２に示すように、例えば複数のプローブ１２Ａと、これらのプローブ１２Ａがマトリックス状に配列された且つ窒化アルミニウム等のセラミックスで数１０ｍｍ角に形成された本体１２Ｂと、本体１２Ｂの上面に各プローブ１２Ａとそれぞれ接続された端子電極（図示せず）とを有している。プローブ１２Ａは例えばデバイスの電極パッドに対応してＣＶＤ法等の手法によりバンプ状に形成され、今後狭ピッチ化しても対応できるようになっている。また、本体１２Ｂの周面にはラッチ機構１３に対応する複数の凹部１２Ｃが形成されている。
【００１６】
上記ラッチ機構１３は、図２に示すように、例えば保持体１１内周面の周方向等間隔に取り付けられ且つコンタクタ１２の周面に形成された複数の凹部１２Ｃに対して弾力的に嵌合するラッチボール１３Ａと、これらのラッチボール１３Ａをそれぞれ弾力的に支持するスプリング１３Ｂとを有し、保持体１１内へコンタクタ１２を挿入すると、コンタクタ１２の凹部１２Ｃがラッチボール１３Ｂに到達した時点でラッチボール１３Ｂが凹部１２Ｃと弾力的に嵌合すると共にコンタクタ１２の端子電極がインターフェースボード１５に圧接してテストヘッドＴと導通可能な状態になる。
【００１７】
上記吸着固定機構１４は保持体１１の周面を貫通する貫通孔１１Ｂに連結具１４Ａを介して接続された図示しない真空ポンプを有し、真空ポンプによってコンタクタ１２が装着された保持体１１内の空気を排気することでラッチ機構１３と協働してコンタクタ１２を保持体１１で確実に保持する。また、真空排気ラインは大気へ切り換えられるようになっており、保持体１１からコンタクタ１２を取り外す時に真空排気ラインを大気に開放し、保持体１１とコンタクタ１２間にできる空間を常圧に戻せるようになっている。保持体１１内が常圧に戻ってもラッチ機構１３でコンタクタ１２を保持しているためコンタクタ１２が落下することはない。
【００１８】
一方、本実施形態のコンタクタの自動交換機構（以下、単に「自動交換機構」と称す。）２０は、図２及び図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、上記保持機構１０と、この保持機構１０との間でコンタクタ１２の受け渡しを行う受け渡し機構１６とを備え、受け渡し機構１６を介してコンタクタ１２を保持機構１０まで搬送し、保持機構１０との間でコンタクタ１２を自動的に交換することができる。保持機構１０については上述したため、受け渡し機構１６について説明する。受け渡し機構１６は、コンタクタ１２を吸着保持する吸着保持部１７と、この吸着保持部１７を先端部分に有すると共に旋回及び昇降可能なアーム１８と、このアーム１８を旋回、昇降させるアーム駆動部１９（図３参照）を有している。
【００１９】
上記吸着保持部１７はコンタクタ１２の周縁部を支持する枠状突起１７Ａとして形成され、枠状突起１７Ａの上面には全周に渡ってシール部材１７Ｂが取り付けられている。そして、コンタクタ１２のプローブ１２Ａは枠状突起１７Ａ内の空間に収まり、傷つかないようになっている。また、アーム１８には枠状突起１７Ａの内側中央で開口する排気通路１８Ａが形成され、この排気通路１８Ａには真空ポンプ（図示せず）に接続されている。また、排気通路１８Ａは大気へ切り換えられるようになっており、コンタクタ１２を保持機構１０へ引き渡す時に真空排気ラインを大気に開放し、枠状突起１７Ａとコンタクタ１２間にできる空間を常圧に戻せるようになっている。従って、吸着保持部１７上にコンタクタ１２を載せて真空ポンプが駆動するとコンタクタ１２は枠状突起１７Ａ上に固定され、真空排気ラインを大気に開放するとコンタクタ１２は枠状突起１７Ａから取り外し自在になる。
【００２０】
上記アーム駆動部１９は、例えば図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、アーム１８の基端部に連結された駆動ロッド１９Ａと、この駆動ロッド１９Ａを旋回及び昇降させる駆動源（図示せず）とを有し、例えば検査装置本体内の隅角部に配設されている。そして、コンタクタ１２を交換する際に図示しない制御装置の制御下でアーム１８の先端部分に形成された吸着保持部１７を検査装置本体の正面から保持機構１０の真下まで旋回させ、この位置でアーム１８を昇降させて保持機構１０との間でコンタクタ１２を受け渡す。
【００２１】
次に、動作について説明する。コンタクタ１２を検査装置に装着する場合には、まず自動交換機構２０の吸着保持部１７上にコンタクタ１２を載置する。次いで、制御装置の制御下で受け渡し機構１６の真空ポンプが駆動し、コンタクタ１２で閉じた枠状突起１７Ａ内の空気を真空排気し、枠状突起１７Ａ上にコンタクタ１２を真空吸着する。この際、コンタクタ１２はシール部材１７Ｂに押し付けられ、枠状突起１７Ａ内の減圧状態が保持され、コンタクタ１２は吸着保持部１７上に確実に固定される。
【００２２】
引き続き、制御装置の制御下でアーム駆動部１９が駆動して駆動ロッド１９Ａが図３の（ａ）に示すように反時計方向へ回転し、吸着保持部１７がアーム１８を介して検査装置の正面側の実線位置から保持機構１０の真下である破線位置まで旋回し、この位置で停止する。その後、アーム１８が上昇してコンタクタ１２が保持機構１０の保持体１１内に進入し、ラッチ機構１３でコンタクタ１２が保持されると、駆動ロッド１９Ａが停止する。
【００２３】
次いで、制御装置の制御下で受け渡し機構１６の真空ポンプが停止し、コンタクタ１２で閉じた枠状突起１７Ａ内を大気に開放するとコンタクタ１２が吸着保持部１７において取り外し自在になる一方、保持機構１０の真空ポンプが駆動してコンタクタ１２の保持体１１内の空気を排気して減圧する。これによりコンタクタ１２は吸着保持部１７側から保持体１１側へ吸着固定される。引き続き、受け渡し機構１６のアーム１８が下降して保持機構１０から離れ、初期位置まで復帰する。その後、検査装置が駆動してウエハの電気的特性検査を実施する。検査中は保持機構１０の真空ポンプは駆動し続け、コンタクタ１２を確実に固定しておくことが好ましい。
【００２４】
検査終了後、種類の異なるウエハの検査を行う場合には、使用済みのコンタクタ１２を次のコンタクタ１２と交換する。それには受け渡し機構１６が上述したように駆動し、吸着保持部１７が検査装置正面側から保持機構１０の真下まで移動する。引き続き、アーム１８が上昇し吸着保持部１７とコンタクタ１２が接触した後真空ポンプが駆動してコンタクタ１２を吸着保持部１７で真空吸着する。更に、吸着固定機構１４が作動して保持体１１内を大気に開放すると、コンタクタ１２はラッチ機構１３だけで保持された状態になる。この状態で受け渡し機構１６が駆動してアーム１８が下降すると、コンタクタ１２は吸着保持部１７で保持された状態で保持機構１０から外れる。次いで、アーム駆動部１９を介してアーム１８が時計方向へ旋回して初期位置まで戻る。その後、受け渡し機構１６の吸着保持部１７に次のコンタクタ１２を装着した後、受け渡し機構１６を介して保持機構１０にこのコンタクタ１２を装着してその自動交換を終了し、初期位置まで戻る。
【００２５】
以上説明したように本実施形態によれば、保持機構１０は、パフォーマンスボードＰに取り付けられた保持体１１と、この保持体１１の内周面に取り付けられてコンタクタ１２を保持するラッチ機構１３と、このラッチ機構１３で保持されたコンタクタ１２を真空吸着する吸着固定機構１４とを備えているため、今後主流となるバンプ型コンタクタ１２自体を着脱可能に保持することができ、コンタクタ１２の自動交換を実現できる。また、コンタクタ１２からテストヘッドＴまでの配線長が従来と比較して格段に短いため、コンタクタ１２とテストヘッドＴ間の配線長による影響を低減することができ、検査精度を高めることができる。
【００２６】
また、本実施形態によれば、ラッチ機構１３は、保持体１１内周面の周方向等間隔に取り付けられ且つコンタクタ１２の周面に形成された複数の凹部１２Ｃに対して弾力的に嵌合するラッチボール１３Ａと、これらのラッチボール１３Ａをそれぞれ弾力的に支持するスプリング１３Ｂとを有する構造にしたため、簡単な構造でコンタクタ１２を保持体１１において着脱自在に保持することができ、万一の場合でもコンタクタ１２の落下を確実に防止することができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、パフォーマンスボードＰとコンタクタ１２を導通するインターフェースボード１５を保持体１１内に設けたため、コンタクタ１２をパフォーマンスボードＰに対して確実に接触させることができ、ひいてはテストヘッドＴとの導通を確実なものにすることができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、コンタクタ１２を吸着保持する吸着保持部１７と、この吸着保持部１７を先端部分に有すると共に旋回及び昇降可能に設けられたアーム１８とを有する受け渡し機構１６を設けて自動交換機構２０を構成したため、保持機構１０との間でコンタクタ１２を簡単に自動交換することができ、検査のスループットを高めることができる。
【００２９】
また、図４、図５はそれぞれ本発明の他の実施形態を示す図である。図４に示す保持機構及び自動交換機構の場合には、同図からも明らかなように図１、図２に示すインターフェースボード１５を省略した以外は図１〜図３に示す実施形態と同様に構成されている。一方、図５に示す保持機構及び自動交換機構の場合には、受け渡し機構１６の構造を異にする以外は図１〜図３に示す実施形態に準じて構成されている。図５に示す吸着保持部１７の枠状突起１７Ａの内周面には段部１７Ｂが形成されている。段部１７Ｂより上側の開口はコンタクタ１２を受け入れる大きさに形成され、段部１７Ｂにおいてコンタクタ１２を支承するようになっている。この段部１７Ｂにはシール部材１７Ｃが取り付けられ、このシール部材１７Ｃを介してコンタクタ１２を真空吸着時の気密を保持するようにしてある。これら両実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果を期することができる。
【００３０】
また、図６は同時に複数（例えば、３枚）のコンタクタ１２を保持する受け渡し機構１６を示す概略図である。この受け渡し機構１６は同図に示すように例えば３箇所の吸着保持部１７が円弧状に形成されたプレート上に円弧に沿って配置されている。そして、円弧状プレートの幅方向の中心を通る線（中心線）Ｃはコンタクタ１２の中心の旋回軌跡と一致するようになっている。そして、この中心線Ｃ上に３箇所の吸着保持部１７が互いに等間隔を空けて配置されている。そのため、アーム１８が旋回すると各コンタクタ１２はいずれも保持機構の真下の位置で常に図３の（ａ）の破線で示した一定の向きになる。このように複数の吸着保持部１７を設けることにより、受け渡し機構１６によって複数のコンタクタ１２を一括保持し、複数のコンタクタ１２を人手を介することなく連続的且つ自動的に交換することができ、検査のスループットの更なる向上を達成することができる。尚、吸着保持部１７自体は図１〜図５に示すものに準じて構成されている。
【００３１】
また、図７は本発明のコンタクタの保持機構の他の実施形態を示す図である。本実施形態の保持機構３０は、図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、プローブ装置のパフォーマンスボードＰに固定された保持体３１と、この保持体３１に取り付けられてコンタクタ３２を周囲から保持するラッチ機構３３と、このラッチ機構３３で保持されたコンタクタ３２を真空吸着する吸着固定機構３４と、この吸着固定機構３４で固定されたコンタクタ３２とパフォーマンスボードＰとの接続を中継するインターフェースボード３５とを備え、コンタクタ３２がインターフェースボード３５を介してパフォーマンスボードＰと電気的に導通自在になっている。本実施形態及び以下の実施形態におけるパフォーマンスボードＰ及びインターフェースボード３５はいずれも上記実施形態のものと同様に構成されている。
【００３２】
上記保持体３１は、図７の（ａ）に示すように、中央が大きく開口したリング状のプレートとして形成され、この開口部にインターフェースボード３５が配置されている。この保持体３１の外周には後述するラッチ機構３３が取り付けられている。上記コンタクタ３２は、図７の（ａ）に示すように、複数のプローブ３２Ａと、これらのプローブ３２Ａがマトリックス状に形成されたコンタクタ本体３２Ｂと、コンタクタ本体３２Ｂの上面に形成された端子電極３２Ｃとを有している。プローブ３２Ａは例えばデバイスの電極パッドに対応してＣＶＤ法等の手法によりバンプ状に形成され、今後狭ピッチ化しても対応できるものである。また、コンタクタ本体３２Ｂは枠体３２Ｄと一体化して形成されている。この枠体３2Ｄ上面の外周縁部にはコンタクタ３２を保持体３１に装着する際に保持体３１の位置決め孔３１Ｂに嵌入する複数の位置決め用突起３２Ｅが形成され、これらの位置決め用突起３２Ｅは互いに周方向に等間隔を空けて配置されている。
【００３３】
上記保持体３１においてコンタクタ３２を一時的に保持する場合にはラッチ機構３３が用いられる。このラッチ機構３３は、図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、コンタクタ３２の周面に形成された複数の突起３２Ｆと係合してコンタクタ３２を係止するラッチ部材３３Ａと、これらのラッチ部材３３Ａを突起３２Ｆからそれぞれ退避させてコンタクタ３２を解放するラッチ操作部材３３Ｂとを有している。ラッチ部材３３Ａは、同図の（ｂ）に示すように、スプリングコイルを内蔵したシリンダ３３Ｃに装着され、スプリングによって常にシリンダ３３Ｃの外方へ付勢されている。このラッチ部材３３Ａとラッチ操作部材３３Ｂは例えばワイヤー３３Ｄを介して連結され、コンタクタ３２を保持体３１に対して装着する時にはラッチ操作部材３３Ｂを介してシリンダ３３Ｃからタッチ部材３３Ａを突出させ、コンタクタ３２を保持体３１から外す時にはラッチ操作部材３３Ｂを介してシリンダ３３Ｃ内へラッチ部材３３Ａを引き込むようにしてある。同図に示すラッチ操作部材３３Ｂは手動式のものであるが、自動化することもできる。尚、３３Ｅはワイヤーを導くガイドローラである。
【００３４】
上記吸着固定機構３４は、保持体３１及びパフォーマンスボードＰを貫通する貫通孔３４Ａに連結具３４Ｂを介して接続された真空ポンプ（図示せず）と、上記コンタクタ３２の枠体３２Ｄの上面に取り付けられた断面舌状のシール部材３４Ｃとを有している。この吸着固定機構３４は、コンタクタ３２がラッチ機構３３を介して保持体３１に保持され、シール部材３４Ｃが保持体３１に接触した時点で作動するようにしてある。吸着固定機構３４の真空排気ラインは大気へ切り換えられるようになっており、コンタクタ３２を取り外す時に真空排気ラインを大気側に開放するようになっている。
【００３５】
従って、本実施形態の保持機構３０においてコンタクタ３２を交換する時には図３〜図６に示す自動交換機構に準じて構成された自動交換機構を用いることができる。即ち、自動交換機構を用いてコンタクタ３２を保持機構３０の真下まで搬送した後、コンタクタ３２を保持体３１まで持ち上げ、シール部材３４Ｃが保持体３１と接触した時点でラッチ機構３３を操作する。この操作によりラッチ部材３３Ａがワイヤー３３Ｄを介してシリンダ３３Ｃから突出して突起３２Ｆと係合し、コンタクタ３２の落下を防止する。引き続き、吸着固定機構３４が作動すると、コンタクタ３２を保持体３１側に強く吸引し、コンタクタの端子電極とインターフェースボード３５とが電気的に確実に接続され、検査が可能な状態になる。検査終了後にコンタクタ３２を交換する時には逆の操作でコンタクタ３２を交換する。本実施形態においても上記各実施形態と同様の作用効果を期することができる。
【００３６】
図８は本発明の他の実施形態を示す図で、本実施形態の保持機構は図７に示すものとはラッチ機構を異にする。即ち、本実施形態の保持機構４０におけるラッチ機構４３は、図８の（ａ）に示すように、保持体４１に取り付けられてコンタクタ４２の周面に形成された複数の鈎状突起４２Ｆを受け入れてこれらと係合するラッチ部材４３Ａと、これらのラッチ部材４３Ａを鈎状突起４２Ｆから退避させてコンタクタ４２を解放するラッチ操作部材（図示してないが図７の（ｂ）と同様のものが用いられる）とを有している。ラッチ部材４３Ａは同図の（ｂ）に示すように先端に鈎部を有する幅広のプレート状部材として形成され、その基端が保持体４１に形成された凹部４１Ｃにピン結合されている。また、同図の（ａ）、（ｂ）に示すようにラッチ部部材４３Ａの下部近傍の両側がスプリング４３Ｃを介して保持体４１とそれぞれ連結され、これらのスプリング４３Ｃを介してラッチ部材４３Ａの鈎部を保持体４１側へ弾力的に付勢している。このラッチ部材４３Ａの先端部とラッチ操作部材がワイヤー４３Ｄを介して連結され、ラッチ操作部材を介してラッチ部材４３Ａの先端をスプリング４３Ｃのバネ力に抗して保持体４１から引き離すようにしてある。尚、ラッチ部材４３Ａの鈎部先端にはテーパ面が形成され、コンタクタ４２の鈎状突起４２Ｆが進入し易いようになっている。
【００３７】
従って、本実施形態の場合には、図８の（ａ）の矢印Ｘで示すように自動交換機構を介してコンタクタ４２を保持体まで持ち上げると、コンタクタ４２の鈎状突起４２Ｆがラッチ部材４３Ａ先端のテーパ面と保持体４１で作る凹部を介して上昇し、ラッチ部材４３Ａをスプリング４３Ｃのバネ力に抗して同図の矢印Ｙ方向へ押し広げ、鈎状突起４２Ｆとラッチ部材４３Ａの鈎部を越えるとスプリング４３Ｃの働きで両者４２Ｆ、４３Ａが係合し、コンタクタ４２の落下を防止する。その後は、吸着固定機構（図示してないが図７の（ａ）と同様のものが用いられる）が作動し、コンタクタ４２が保持体４１に対して固定され、検査が可能な状態になる。保持体４１からコンタクタ４２を取り外す時にラッチ操作部材を手動操作すると、ワイヤー４３Ｄを介してラッチ部材４３Ａの先端部を保持体４１から引き離し、鈎状突起４２Ｆをラッチ部材４３Ａの鈎部から解放した後、自動交換機構を介してコンタクタ４２を保持体４１から取り外す。
【００３８】
図９は更に他のラッチ機構を示す図である。本実施形態の保持機構５０におけるラッチ機構は、図９の（ａ）、（ｂ）に示すように、コンタクタ５２を下面から支持する、側面形状がＬ字状のラッチ部材５３Ａと、これらのラッチ部材５３Ａをコンタクタ５２の下面から退避させてコンタクタ５２を解放するラッチ操作部材（図示してないが図７の（ｂ）と同様のものが用いられる）とを有している。ラッチ部材５３Ａは同図の（ａ）、（ｂ）に示すように側面形状がＬ字状の幅広のプレート状部材として形成されている。保持体５１にはコンタクタ５２側に向けて突出する支持部５１Ａが形成され、この支持部５１Ａにラッチ部材５３ＡがＬ字状の角でピン結合されている。このピン結合部にはバネ（図示せず）が装着され、このバネ部材を介してラッチ部材５３Ａを同図の（ａ）の矢印Ｘ方向へ常に付勢している。また、ラッチ部材５３Ａの一端にはワイヤー５３Ｄを介してラッチ操作部材が連結され、このラッチ操作部材を介してワイヤー５３Ｄを同図の（ｃ）の矢印Ｙ方向へ引っ張ってスプリングのバネ力に抗して同図の矢印Ｘ’方向へラッチ部材５３Ａを起こし、ラッチ部材５３Ａの他端が水平になった状態でコンタクタ５２を支持する。尚、図９の（ａ）〜（ｃ）において、５１Ｂはワイヤー５３Ｄを通すために保持体５１に形成された孔である。
【００３９】
従って、本実施形態の場合には、自動交換機構を介してコンタクタ５２を保持体５１まで持ち上げると、ラッチ操作部材を操作してラッチ部材５３Ａを起こしてコンタクタ５２の外周縁部を支持し、コンタクタ５２の落下を防止する。その後は、吸着固定機構（図示してないが図７の（ａ）と同様のものが用いられる）が作動し、コンタクタ４２が保持体４１に対して固定され、検査が可能な状態になる。コンタクタ５２を交換する場合にはラッチ操作部材を介してワイヤー５３Ｄを緩めると、ラッチ部材５３Ａは図９の（ａ）の矢印Ｘ方向へ回転してコンタクタ５２から外れ、最終的に同図の（ｃ）で状態になる。
【００４０】
尚、本発明は上記各実施形態に何等制限されるものではなく、本発明の構成要素は必要に応じて適宜設計変更することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜６の発明によれば、例えばバンプ型等のプローブが多数形成されたコンタクタ自体を着脱可能に保持することができると共に検査精度を高めることができるコンタクタの保持機構を提供することができる。
【００４２】
また、本発明の請求項７〜１２の発明によれば、コンタクタの保持機構に対してコンタクタを自動的に交換することができ、ひいては検査のスループットを高めることができるコンタクタの自動交換機構ｓを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の保持機構の一実施形態の要部を破断して示す側面図である。
【図２】図１に示す保持機構と受け渡し機構を拡大して示す断面図である。
【図３】（ａ）は自動交換機構の受け渡し機構の動作を説明するための平面図、（ｂ）（ａ）に示す自動交換機構を示す側面図である。
【図４】本発明の自動交換機構の他の実施形態を示す図２相当図である。
【図５】本発明の自動交換機構の更に他の実施形態を示す図２相当図である。
【図６】本発明の自動交換機構の他の実施形態の受け渡し機構を示す平面図である。
【図７】本発明の保持機構の他の実施形態を示す図で、（ａ）は保持機構でコンタクタを保持した状態を示す要部断面図、（ｂ）は（ａ）に示す保持機構でコンタクタを保持した状態を模式的に示す下方からの平面図である。
【図８】本発明の保持機構の他の実施形態の要部の動作を示す図で、（ａ）は保持機構でコンタクタを保持する直前の状態の一部を破断して示す側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ方向の平面図である。
【図９】本発明の保持機構の他の実施形態の要部の動作を示す図で、（ａ）は保持機構でコンタクタを保持する直前の状態の一部を破断して示す側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ方向の断面図、（ｃ）は保持機構からコンタクタを外した状態を示す（ａ）に相当する図である。
【図１０】従来の検査装置の一例を示す部分断面図である。
【図１１】図１０に示す検査装置の内部を示す平面図である。
【符号の説明】
１０、３０、４０、５０ 保持機構
１１、３１、４１、５１ 保持体
１２、３２、４２、５２ コンタクタ
１３、３３、４３、５３ ラッチ機構
１３Ａ ラッチボール
１３Ｂ スプリング（弾性部材）
１４、３４ 吸着固定機構
１５ インターフェースボード
１６ 受け渡し機構
１７ 吸着保持部
１８ アーム
３３Ａ、４３Ａ、５３Ａ ラッチ部材
３３Ｂ ラッチ操作部材
Claims (12)
- コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記ラッチ機構は、上記保持体に周方向に取り付けられた複数のラッチボールと、これらのラッチボールをそれぞれ弾力的に支持する弾性部材とを有し、上記コンタクタは、その周面に上記ラッチボールが嵌合する複数の凹部を有することを特徴とするコンタクタの保持機構。
- コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記ラッチ機構は、突出及び退避し得る複数のラッチ部材と、これらのラッチ部材をそれぞれ突出及び退避させるラッチ操作部材とを有し、上記コンタクタは、その周面に上記複数のラッチ部材と係合する複数の係合部を有することを特徴とするコンタクタの保持機構。
- コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記コンタクタは、その周面に複数の鈎状突起を有し、上記ラッチ機構は、上記コンタクタの複数の鈎状突起と係合するラッチ部材と、これらのラッチ部材を上記鈎状突起から退避させて上記コンタクタを解放するラッチ操作部材とを有することを特徴とするコンタクタの保持機構。
- コンタクタと、パフォーマンスボードに取り付けられた保持体と、この保持体の内側にコンタクタを保持する複数のラッチ機構と、これらのラッチ機構で保持された上記コンタクタを、真空吸着力により上記保持体内に固定する吸着固定機構とを備え、上記ラッチ機構は、上記コンタクタを下面から支持するラッチ部材と、これらのラッチ部材を上記コンタクタの下面から退避させて上記コンタクタを解放するラッチ操作部材とを有することを特徴とするコンタクタの保持機構。
- 上記保持体は、リング状に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のコンタクタの保持機構。
- 上記パフォーマンスボードと上記コンタクタとの間を電気的に接続するインターフェースボードを上記保持体内に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のコンタクタの保持機構。
- 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のコンタクタの保持機構と、この保持機構との間で上記コンタクタを受け渡しする受け渡し機構とを備え、上記受け渡し機構は、少なくとも一つの上記コンタクタを吸着保持する保持部と、この保持部を先端部分に有し且つ移動可能に設けられたアームとを有することを特徴とするコンタクタの自動交換機構。
- 上記保持部は、上記コンタクタを着脱可能に保持するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のコンタクタの自動交換機構。
- 上記保持部は、上記コンタクタを真空吸着力により着脱可能に保持するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のコンタクタの自動交換機構。
- 上記保持部は、その旋回方向に従って円弧状に形成されていることを特徴とする請求項９に記載のコンタクタの自動交換機構。
- 上記アームは、旋回及び昇降可能に設けられていることを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載のコンタクタの自動交換機構。
- パフォーマンスボードと上記コンタクタとの間を電気的に接続するために上記保持体内にインターフェースボードを設けたことを特徴とする請求項７〜請求項１１のいずれか１項に記載のコンタクタの自動交換機構。
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