JP5075074B2 - 回転駆動ユニット及び回転駆動ユニットを有する半導体検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、基部筐体に固定されるとともに、基部筐体の上部を覆う重量物を回転させる回転駆動ユニットに関する。その回転駆動ユニットは、特に、半導体デバイスの電気的特性を検査する半導体検査装置等に適用され、半導体デバイスを収容するケースの上部を覆うテストヘッドを回転させる回転駆動ユニットに関する。

特許文献１に、重量物の回転駆動ユニットの一例が開示されている。その回転駆動ユニットは、半導体検査装置の本体（基部筐体）に取り付けられ、本体の上部開口を覆うテストヘッド（重量物）を回転させる。テストヘッドを開いて半導体デバイスを本体へ入れ、テストヘッドを閉じて半導体デバイスを検査する。回転駆動ユニットは、テストヘッドを開閉する。その回転駆動ユニットは、モータ、モータの出力回転を減速する減速機、減速機の固定部に固定された支持台、及び、減速機の回転出力部とテストヘッドを連結する旋回アームを有している。他方、半導体検査装置の本体の側面に、側面から垂直に伸びる平板架台が固定されている。平板架台の上面には、支持台を載せる搭載面が形成されている。搭載面は、本体側面に垂直な方向に位置している。回転駆動ユニットは、支持台を介して平板架台の搭載面に固定される。即ち、回転駆動ユニットは、本体の一側面に対向する位置で、平板架台と支持台を介して本体に固定されている。

国際公開第２００５／０９３８２０号パンフレット

半導体検査施設では、一つの空間に多数の半導体検査装置が配置される。空間を有効に使うために、多数の半導体検査装置は、整然と配置される。たとえば、７２台の半導体検査装置が、縦９台、横８台に格子状に並べられる。複数の半導体検査装置のレイアウトに応じて、テストヘッドの回転軸の配置方向を変更する場合がある。例えば、複数の半導体検査装置を同じ向きに並べるとともに、いくつかの半導体検査装置はテストヘッドが北向きに開き、他の半導体検査装置はテストヘッドが東向きに開くと都合がよい場合がある。従来の回転駆動ユニットは、回転駆動ユニットが本体の一側面に対向する位置で固定されているので、回転軸の方向を変更するには平板架台や支持台を個別に製作する必要があった。回転軸の方向が異なる検査装置を用意するために、従来は、同じ本体とテストヘッドについて夫々専用の取り付け用部品を製作する必要があり、コスト増大を招いていた。本発明は、係る課題に鑑みて創作された。本発明は、基部筐体に固定され基部筐体の上部を覆う重量物を回転させるための回転駆動ユニットであり、回転軸の方向が異なる装置バリエーションを低コストで用意することができる回転駆動ユニットを提供する。

本明細書は、新規な回転駆動ユニットを開示する。その回転軸は、重量物の交差する２側平面の一方に平行である。回転駆動ユニットは、当該２側平面の夫々を延長した２つの交差平面によって画定される４領域のうち、重量物を含む領域の対角領域で基部筐体に固定されている。

この回転駆動ユニットは、回転軸を重量物の一方の側平面に平行に配置する場合と、一方の側平面に交差する他方の側平面に平行に配置する場合のいずれの場合も、同じ領域（前記した対角領域）で基部筐体に固定することができる。即ち、回転駆動ユニットの固定位置を変更することなく、固定方向を変更するだけで、基部筐体に対する重量物の回転軸の配置（方向）を変更することができる。この回転駆動ユニットは、重量物の回転軸の配置を変更するために要するコストを抑制することができる。

回転駆動ユニットはモータを有していてよい。この場合、モータの回転軸が回転駆動ユニットの回転軸と同軸であることが好ましい。そのような構造は、回転軸をいずれの向きに配置する場合でも、即ち、回転駆動ユニットをいずれの向きで基部筐体に固定する場合でも、基部筐体の側面から突出する容積を抑えることができる。

回転駆動ユニットは、基部筐体の側面から前記の対角領域へ水平に伸びる平板架台の上面に、回転軸が前記の２側平面のいずれか一方に平行となるように選択可能に固定されることが好ましい。より具体的には、回転駆動ユニットは、前記平板架台の上面に複数のボルトで固定されており、回転軸が２側平面の一方に平行になるように平板架台に固定されるときの隣接ボルト間のピッチと、回転軸が２側平面の他方に平行になるように平板架台に固定されるときの隣接ボルト間のピッチが等しいことが好ましい。そのような構造を採用することによって、回転駆動ユニットをいずれの向きで固定する場合も、同一の平板架台を利用することができる。平板架台を共用できるので、回転駆動ユニットの向きを変更する場合のコストを一層抑えることができる。

上記の回転駆動ユニットは、典型的には、半導体検査装置に適用される。その場合、前記した基部筐体が、半導体デバイスを収納する本体に相当する。前記した重量物が、半導体デバイスの検査プローブを備えるテストヘッドに相当する。

本明細書が開示する技術は、回転軸の方向が異なる装置に低コストで適用可能な回転駆動ユニットを提供する。特に、本明細書が開示する技術は、テストヘッドの回動方向が異なる２種類の半導体検査装置を安価に提供することができる。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本実施例は、回転駆動ユニット５０を有する半導体検査装置１００である。以下、回転駆動ユニット５０を単に駆動ユニット５０と称し、半導体検査装置１００を単に検査装置１００と称する。図１は、検査装置１００の側面図を示しており、図２は、検査装置１００の上面図を示している。図３は、駆動ユニット５０の部分断面図を示している。

検査装置１００を概説する。検査装置１００は、駆動ユニット５０の他、上部に開口が形成された本体７と、本体の開口部を覆うテストヘッド９を備えている。駆動ユニット５０は本体７の側面に固定されている。駆動ユニット５０は、モータ５１とギアボックス７０を備えており、モータ５１の回転によってギアボックス７０のキャリア７４を回転させる。キャリア７４は、駆動ユニット５０の回転出力部に相当する。キャリア７４にテストヘッド９が固定されており、駆動ユニット５０がテストヘッド９を回転させる。符号Ｓ１はキャリア７４の回転軸、即ち、駆動ユニット５０の回転軸を示しており、テストヘッド９は、回転軸Ｓ１の周りに回転する。図１の符号Ｒがテストヘッド９の回転方向を示している。別言すると、駆動ユニット５０は、テストヘッド９を開閉する。テストヘッド９は重量物であり、駆動ユニット５０は、ギアボックス７０によってモータのトルクを増大させ（回転速度は減速される）、テストヘッド９をゆっくりと確実に回転させることができる。

この検査装置１００は、本体７内に半導体デバイスを収納する。テストヘッド９に、半導体デバイスを検査するためのプローブ（不図示）が取り付けらており、テストヘッド９を閉じるとプローブの先端が半導体デバイスに接触し、半導体デバイスの検査準備が整う。

検査装置１００の構造を詳細に説明する。本体７は、外観形状が直方体であり、交差する２つの側平面７ａ、７ｂを含む４つの側平面を有している。側平面７ａと７ｂは直交している。テストヘッド９も、外観形状が直方体であり、交差する２つの側平面９ａ、９ｂを含む４つの側平面を有している。側平面９ａと９ｂは直交している。側平面９ａは側平面７ａに平行であり、側平面９ｂは側平面７ｂに平行である。符号Ｌａは、テストヘッド９の側平面９ａを延長した第１延長面を示しており、符号Ｌｂは、テストヘッド９の側平面９ｂを延長した第２延長面を示している。交差する２つの延長面ＬａとＬｂによって、空間は４つの領域に画定される。図２の符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが、延長面ＬａとＬｂによって区分された４つの領域を夫々示している。符号Ｃは、４つの領域のうち、テストヘッド９を含む領域を示している。符号Ａは、４つの領域のうち、領域Ｃに対角に位置する領域を示している。

本体７の側平面７ａに、スペーサ平板１３が固定されている。このスペーサ平板１３に、Ｌ字型の平板架台５８が固定されている。平板架台５８は、その垂直面５８ｂで側平面７ａに固定される。平板架台５８の上面５８ａは、水平に拡がっており、領域Ａへ伸びている。上面５８ａに、駆動ユニット５０を固定するための搭載面５９が形成されている。搭載面５９は、水平が正確に確保されている。この搭載面５９の上平面が、固定される駆動ユニット５０の位置を正確に決める。

駆動ユニット５０のギアボックス７０は、Ｌ字型の支持プレート５５に固定されており、支持プレート５５を介して搭載面５９にボルトで固定される。図４に、上方から見たときの支持プレート５５と搭載面５９の位置関係を示す。符号５５ｂは、支持プレート５５の底面を示している。なお、図４は、支持プレート５５の底面５５ｂと、平板架台５８のみを図示しており、他の部品の図示を省略している。前述したように、符号Ｃはテストヘッド９を含む領域を示しており、符号Ａは領域Ｃに対角する領域を示している。

搭載面５９には、４つのボルト孔５９ａが形成されており、それらボルト孔５９ａにボルト（不図示）を通すことによって、支持プレート５５が搭載面５９に固定される。即ち駆動ユニット５０が平板架台５８に固定される。全てのボルト孔５９ａは、領域Ａ内に位置している。即ち、駆動ユニット５０は、領域Ａ内で平板架台５８に固定される。

テストヘッド９は、Ｌ字型の連結部材５７と、スペーサ平板１４を介して、キャリア７４に固定される。より詳しくは、キャリア７４の端面に、Ｌ字型の連結部材５７の一方の端面が固定され、連結部材５７の他方の端面に、スペーサ平板１４を挟んでテストヘッド９の側平面９ａが固定される。Ｌ字型の連結部材５７を用いることによって、キャリア７４の端面に、その端面と９０度をなしている側平面９ａが固定される。

図１、図２に示されているように、駆動ユニット５０の回転軸Ｓ１は、テストヘッド９の側平面９ａに平行に配置されている。テストヘッド９は、この回転軸Ｓ１の周りに回転する。

図３を参照して、ギアボックス７０の構造を説明する。ギアボックス７０は、偏心揺動型の減速機である。ギアボックス７０は、複数の内歯を有する固定ケース７１、固定ケース７１の内歯に噛合う２つの外歯歯車７２、外歯歯車７２に係合する３つのクランクシャフト７３、クランクシャフト７３を回転自在に支持するキャリア７４、固定ケース７１とキャリア７４の間に設けられた一対の主軸受７５、各クランクシャフト７３の端部に固定された平歯車７６、各平歯車７６に噛み合うピニオンギア７７を備えている。キャリア７４が、ギアボックス７０の回転出力部に相当する。即ち、キャリア７４は、駆動ユニット５０の回転出力部に相当する。図３の断面には、１つのクランクシャフト７３のみが表れている。符号７８は、固定ケース７１の一端とキャリア７４の一端との間に設けられたオイルシールを示している。

モータ５１は固定フランジ５２を介して固定ケース７１の端面に固定されている。ピニオンギア７７は、モータ５１の出力軸５３にスプライン連結されており、固定ケース７１の中心に配置されている。モータ５１の軸線は、キャリア７４の回転軸Ｓ１に同軸である。即ち、モータ５１は、駆動ユニット５０の回転出力部と同軸に配置されている。

固定ケース７１は、支持プレート５５の垂直部分５５ａに固定される。支持プレート５５の底面５５ｂには、複数のボルト孔５５ｃが形成されている。複数のボルト孔５５ｃの夫々にボルトを通すことによって、支持プレート５５が平板架台５８の搭載面５９に固定される。即ち、駆動ユニット５０はボルトによって本体７に固定される。このとき駆動ユニット５０は、平板架台５８の搭載面５９に片持ち支持される。支持プレート５５の底面５５ｂの全面が搭載面５９に当接している必要はない。底面５５ｂの中央は、搭載面５９に当接しないようにくり抜かれていてもよい。この場合、くり抜かれた部分も搭載面５９と重なる面範囲に含まれる。

検査装置１００のその他の部品について説明する。カセット収納ボックス６０は、２つの側平面の一方７ａとは反対側の本体７の側面に設置されている。操作盤６１は、２つの側平面の他方７ｂとは反対側の本体７の前側面に固定されている。本体７の倒れを防止する倒れ防止板６３、６４は、２つの側平面７ａ、７ｂが交差する角部の近傍で本体７の下部に固定されている。本体７、カセット収納ボックス６０、及び倒れ防止板６３、６４は、床面８０に接している。ギアボックス７０のキャリア７４（回転出力部）の回転軸Ｓ１は水平に伸びている。また回転軸Ｓ１の高さは、本体７の上面と同じ高さである。平板架台５８の一部が床面８０に接していても良い。

検査装置１００の利点を説明する。検査装置１００は、テストヘッド９を回転させる駆動ユニット５０が、領域Ａ内に配置され本体７に固定されている。この検査装置１００は、駆動ユニット５０の回転軸を９０度変更するのに、駆動ユニット５０の固定方向を９０度変更するだけでよい。この場合、平板架台５８を変更する必要はない。この検査装置１００は、テストヘッド９の回転軸の方向を容易に低コストに変更することができる。図５に、駆動ユニット５０の回転軸の方向が、検査装置１００の回転軸Ｓ１の方向と９０度異なる別の検査装置２００の上面図を示す。図５の符号Ｓ２は、検査装置２００における駆動ユニット５０の回転軸を示している。

検査装置２００は、検査装置１００のスペーサ平板１４に代えて厚みの異なるスペーサ平板１５を採用している。また、連結部材５７は、検査装置１００の連結部材５７と比べてＬ字型のスペーサ平板１５に取り付く延在部分の方向が異なるものを採用している。検査装置２００のその他の部品は、検査装置１００の部品と同じである。検査装置１００のスペーサ平板１４は、連結部材５７の端面と側平面９ａとの間の距離に相当する厚みを有しており、検査装置２００のスペーサ平板１５は、連結部材５７の端面と側平面９ｂとの間の距離に相当する厚みを有している。

図６に、検査装置２００を上方から見たときの支持プレート５５と搭載面５９の位置関係を示す。なお、図６は、支持プレート５５の底面５５ｂ（２点鎖線で示されている）と、平板架台５８のみを図示しており、他の部品の図示を省略している。前述したように、符号Ｃは、テストヘッド９を含む領域を示しており、符号Ａは、領域Ｃに対角する領域を示している。前述したとおり、検査装置１００と検査装置２００は、スペーサ平板１４、１５、及び、連結部材５７を除いて同じ部品を用いている。即ち、検査装置２００で使われている平板架台５８とギアボックス７０に固定されている支持プレート５５は、検査装置１００で使われているものと同じである。別言すると、駆動ユニット５０の回転軸がテストヘッド９の側平面９ａに平行になるように平板架台５８に固定されるときの隣接ボルト間のピッチ（即ち、図４における隣接するボルト孔５９ａの間の距離）と、回転軸がテストヘッド９の側平面９ｂに平行になるように平板架台５８に固定されるときの隣接ボルト間のピッチ（即ち、図６における隣接するボルト孔５９ａの間の距離）が等しい。逆にいえば、検査装置１００におけるボルト間ピッチが検査装置２００におけるボルト間ピッチに等しいことによって、検査装置１００と２００は、平板架台５８と支持プレート５５を共用することができる。検査装置１００と、それとは回転軸の方向が９０度異なる検査装置２００が、スペーサ平板１４、１５、及び、連結部材５７を除く部品を共用できるという利点は、駆動ユニット５０を領域Ａに配置するという技術的特徴によって得られる。検査装置１００で用いた平板架台５８を検査装置２００に流用する場合には、図６の向きに配置される支持プレート５５に対応した新たな位置にボルト孔５９ａを形成すればよい。

検査装置１００及び２００のその他の特徴を説明する。検査装置１００において、支持プレート５５の底面５５ｂ（図４の二点差線で示される範囲）は、搭載面５９と一部重なっている。重なっている面積は、底面５５ｂの面積の約５３％である。底面５５ｂと搭載面５９は、底面５５ｂの面積の５０％以上の範囲で重なっていれば良い。他方、検査装置２００も同様に、支持プレート５５の底面５５ｂ（図６の二点差線で示される範囲）は、その５３％の面積が搭載面５９に重なっている。検査装置２００においても、底面５５ｂと搭載面５９は、底面５５ｂの面積の５０％以上の範囲で重なっていれば良い。

検査装置１００において搭載面５９に設けられたボルト孔５９ａ間のピッチは、検査装置２００におけるそれと同じである。検査装置１００のボルト孔間ピッチは検査装置２００のボルト孔間ピッチと異なっていてもよい。

検査装置１００において、支持プレート５５の底面５５ｂと回転軸Ｓ１の間の鉛直方向距離（高さの差）は、検査装置２００のそれと同じである。検査装置１００における底面５５ｂと回転軸Ｓ１の間の鉛直方向距離（高さの差）は、検査装置２００におけるそれと異なっていてもよい。

キャリア７４とテストヘッド９を連結する連結部材５７は、複数のボルトでキャリア７４の端面に固定される。隣接するボルト間のピッチは、回転軸がテストヘッド９の側平面９ａに平行になるように駆動ユニット５０が配置される場合（図１の場合）と、回転軸が側平面９ｂに平行になるように駆動ユニット５０が配置される場合（図５の場合）の両者で同じであることが好ましい。同様に、キャリア７４とテストヘッド９を連結する連結部材５７は、複数のボルトでテストヘッド９の側平面に固定される。隣接するボルト間のピッチは、回転軸がテストヘッド９の側平面９ａに平行になるように駆動ユニット５０が配置される場合（図１の場合）と、回転軸が側平面９ｂに平行になるように駆動ユニット５０が配置される場合（図５の場合）の両者で同じであることが好ましい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

半導体検査装置の側面図を示す。 半導体検査装置の上面図を示す。 駆動ユニットの部分断面図を示す。 平板架台と支持プレートの位置関係を示す。 回転軸の向きを変更した半導体検査装置の側面図を示す。 回転軸の向きを変更したときの平板架台と支持プレートの位置関係を示す。

符号の説明

７：本体（基部筐体）
７ａ、７ｂ：本体の側平面
９：テストヘッド（重量物）
９ａ。９ｂ：テストヘッドの側平面
１３、１４、１５：スペーサ平板
５０：回転駆動ユニット
５１：モータ
５５：支持プレート
５７：連結部材
５８：平板架台
５９：搭載面
７０：ギアボックス
７４：キャリア
１００、２００：半導体検査装置

Claims (3)

1. 基部筐体に固定されるとともに、基部筐体の上部を覆う重量物を回転させる回転駆動ユニットであり、
   回転駆動ユニットの回転軸が、重量物の交差する２側平面の一方に平行であり、
   回転駆動ユニットが、基部筐体の側面から、前記２側平面の夫々を延長した２つの交差平面によって画定される４領域のうち、重量物を含む領域の対角領域へ水平に伸びる平板架台の前記対角領域内の上面に、回転軸が前記２側平面のいずれか一方に平行となるように選択可能に複数のボルトで固定されており、
   回転軸が前記２側平面の一方に平行になるように平板架台に固定されるときの隣接ボルト間のピッチと、回転軸が前記２側平面の他方に平行になるように平板架台に固定されるときの隣接ボルト間のピッチが等しい、
   ことを特徴とする回転駆動ユニット。
2. 回転駆動ユニットはモータを有しており、モータの回転軸が回転駆動ユニットの回転軸と同軸であることを特徴とする請求項１に記載の回転駆動ユニット。
3. 請求項１または２に記載の回転駆動ユニットを有する半導体検査装置であり、
   前記基部筐体が、半導体デバイスを収納する本体であり、前記重量物が、半導体デバイスの検査プローブを備えるテストヘッドであることを特徴とする半導体検査装置。

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