JP7218909B2 - プローブピン位置合せ装置及びプローブピン位置合せ装置を使用した電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プローブピン位置合せ装置及びプローブピン位置合せ装置を使用した電子デバイスの製造方法に関する。

液晶表示素子、半導体素子、圧電素子等の電極を備える電子デバイスの検査又は移載に、プローブピンが使用される。電子デバイスの検査又は移載は、電子デバイスの電極パッドにプローブピンの先端を接触させて実行され、電極パッドとプローブピンが適切な位置で接触することが求められる。

特許文献１には、液晶表示装置に使用される液晶表示素子の検査システムが開示される。特許文献１の図１０に示すように、検査システムは、プローブピンが液晶の電極パッドに接触した状態を、側方に配置したミラーに映し、ミラーに映った鏡像をカメラにより撮影して、実行される。ミラーとカメラを使用することにより、電極パッドとプローブピンの接触位置を可視化し、接触状態を適切に観察することができる。

特開２０１７－９６９４９号公報

特許文献１に開示された検査システムは、電極パッドとプローブピンが接触したときの状態を撮影し、プローブピンと電極パッドの位置の接触位置がずれたときは、次の検査対象に反映してずれ量を補正する。したがって、撮影した検査対象のずれ量をリアルタイムで補正することはできない。また、ずれ量の補正を手動で行う場合には、補正をするたびに、プローブピンが取り付けられたブロックを取り外し、検査室の外にブロックを搬出して補正する必要があった。さらに、プローブピンと電極パッドがずれた状態で接触すると、プローブピンの先端又は電子デバイスが損傷することもある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、リアルタイムでプローブピンと電極パッドの位置のずれ量の補正を簡単にできるとともに、プローブピン又は電子デバイスの損傷を防止できる、プローブピン位置合せ装置及びプローブピン位置合せ装置を使用した電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係るプローブピン位置合せ装置は、
基台の一面に載置された電子デバイスと、先端が前記電子デバイスの電極パッドに接触するプローブピンと、の位置合せをするプローブピン位置合せ装置であって、
前記プローブピンが前記電極パッドに近づくとき、少なくとも前記電子デバイスの電極パッドが映るミラーと、
前記電極パッドに近づく前記プローブピンと、前記ミラーに映った鏡像を撮影するカメラと、
前記カメラにより撮影された画像における、前記プローブピンの位置と前記電子デバイスの電極パッドの位置と、のずれ量を測定するずれ量測定部と、
前記基台と前記プローブピンを相対移動させる移動部と、
前記ずれ量測定部により測定されたずれ量をゼロに近づけるように、前記基台と前記プローブピンを前記移動部により相対移動させる制御部と、
を備え、
前記ミラーは、前記基台の一面に対して傾斜した傾斜面に設置され、
前記プローブピンは、前記ミラーを貫通して配置され、
前記ずれ量測定部は、前記カメラにより撮影した画像において、実像における前記プローブピンの前記ミラーでの配置位置と、鏡像における前記電子デバイスの電極パッドの位置から、前記プローブピンの位置と前記電子デバイスの電極パッドの位置と、のずれ量を測定する、
ことを特徴とする。

前記プローブピンが取り付けられるブロックを更に備え、
前記ブロックは、前記傾斜面を備え、
前記ミラーは、前記ブロックの前記傾斜面に取り付けられてもよい。

前記制御部は、前記ずれ量測定部により測定されたずれ量に基づいて、前記電子デバイスの電極パッドの位置と前記プローブピンの位置が前記撮影された画像において合致するように前記移動部を制御してもよい。

本発明の第２の観点に係るプローブピン位置合せ装置を使用した電子デバイスの製造方法は、
電子デバイスの表面をエッチングするエッチングステップと、
プローブピン位置合せ装置により、前記電子デバイスの電極パッドとプローブピンとの位置合わせをする位置合わせステップと、
位置合せされた前記プローブピンにより前記電子デバイスの共振周波数を測定する測定ステップと、
を備える、ことを特徴とする。
本発明の第３の観点に係るプローブピン位置合せ装置を使用した電子デバイスの製造方法は、
電子デバイスの表面をエッチングするエッチングステップと、
プローブピン位置合せ装置により、前記電子デバイスの電極パッドとプローブピンとの位置合わせをする位置合わせステップと、
位置合せされた前記プローブピンにより前記電子デバイスを吸着して前記電子デバイスを移送する移送ステップと、
を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、リアルタイムでプローブピンと電極パッドの位置のずれ量の補正を簡単にできるとともに、プローブピン又は電子デバイスの損傷を防止できる、プローブピン位置合せ装置及びプローブピン位置合せ装置を使用した電子デバイスの製造方法を提供することができる。

実施の形態１に係るプローブピン位置合せ装置を備える周波数調整装置の概念図であり、周波数調整装置の側面図である。 実施の形態１に係るプローブピン位置合せ装置を備える周波数調整装置の概念図であり、周波数調整装置のエッチング室を取出室側から見た図である。 水晶振動子の構造を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。 コンタクト機構の構造を示す図である。 プローブピン位置合せ装置の概念図である。 プローブピン位置合せ装置の処理の流れを示すフローチャートである。 プローブピンと、電極パッドが映るミラーをカメラで撮影した画像の一例であり、（ａ）は位置ずれ補正前の画像、（ｂ）は位置ずれ補正後の画像を示す図である。 実施の形態２に係るプローブピン位置合せ装置を備える移載装置の主要部を示す概念図である。 プローブピン位置合せ装置の変形例を示す図である。

以下、本発明に係るプローブピン位置合せ装置の実施の形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施の形態を採用することが可能であるが、これらの実施の形態も本発明の範囲に含まれる。

（実施の形態１）
本発明のプローブピン位置合せ装置を備える周波数調整装置について、図１～４を参照して説明する。

図１、図２は、本実施の形態に係る周波数調整装置を模式的に示す図である。理解を容易にするために、水晶振動子を搬送するキャリアの搬送方向をｘ軸、キャリアの奥行き方向をｙ軸、キャリアの面に垂直な方向をｚ軸、とする。

図１に周波数調整装置１０の内部の構成を示す。本実施の形態の周波数調整装置１０は、仕込室１１、エッチング室１２、取出室１３、という３室を備えるロードロック構成となっている。また、図２に、図１の周波数調整装置１０のエッチング室１２を側面から見た構成を示す。

仕込室１１に、複数の水晶振動子２１を搭載したキャリア２２がセットされる。仕込室１１をエッチング室１２と同一の圧力まで減圧した後、仕切弁２３を開き、キャリア２２に搭載された水晶振動子２１を、図示しない搬送機構により、エッチング室１２に搬送する。複数の水晶振動子２１はキャリア２２に行列配置され、搬送機構がキャリア２２を行方向に搬送する。図１及び図２に示すｘ軸方向を行方向、ｙ軸方向を列方向とする。キャリア２２に搭載される水晶振動子２１は、Ｍ×Ｎ個とする。

被処理体である水晶振動子２１は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、水晶片２１１と、水晶片２１１の対向する主面に形成され、水晶片２１１に電圧を印加するための電極２１２、２１３と、を備える。電極２１２には、電極パッド２１２Ｐが接続されている。電極２１３には、水晶片２１１の側面に形成されたリード電極２１３Ｌ等を介して、電極パッド２１２Ｐと同一主面に形成された電極パッド２１３Ｐが接続されている。電極パッド２１２Ｐと電極パッド２１３Ｐとは、同一主面の対角する位置に配置される。

エッチング室１２に搬送された水晶振動子２１は、エッチング処理が開始される前、エッチング中、又はエッチング終了後に、後述するコンタクト機構３３により、共振周波数が測定される。その際に、図５に示すプローブピン位置合せ装置１００により、コンタクト機構３３のプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂと水晶振動子２１の電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐとの位置合せがされる。プローブピン位置合せ装置１００の構造・作用については、後述する。また、プローブピンは、説明に応じてプローブピン３３１又はプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂと表示する。

図１、図２に示すエッチング室１２には、イオンガン３１が設けられる。イオンガン３１は、キャリア２２に搭載された任意の１列の水晶振動子２１全てをイオンビーム照射範囲に含める開口を有する。キャリア２２が図１に示すｘ軸方向に搬送され、周波数調整対象である水晶振動子２１がイオンガン３１に対向すると、イオンガン３１は調整対象である対向する列の水晶振動子２１すべてを同時にイオンビームによりエッチングする。イオンガン３１は、任意の列のエッチングが完了すると、駆動機構により行方向（図１、図２に示すｘ軸方向）に移動して、次の列のエッチングを行う。なお、イオンガン３１の開口は、任意の列の水晶振動子２１の個々の水晶振動子２１に対向した個別の開口であってもよい。

エッチング室１２には、イオンガン３１のイオンビームの照射のオン・オフを切り替えるシャッタ３２が設けられている。シャッタ３２は、制御部２００の制御に従って、イオンガン３１から照射されたイオンの通過をオン・オフする。

イオンガン３１、及びシャッタ３２は、制御部２００によって制御され、水晶振動子２１の共振周波数が目標値と一致するように電極２１３をエッチングして、その厚みを調整する。なお、本実施形態においては、片面の電極２１３のみエッチングするが、両面の電極２１２，２１３をエッチングしてもよい。

エッチング室１２での水晶振動子２１の共振周波数の調整工程が終わると、取出室１３をエッチング室１２と同一の圧力まで減圧し、仕切弁３７を開き、水晶振動子２１をキャリア２２毎に、取出室１３へ搬送する。その後、仕切弁３７を閉じて取出室１３を大気圧とした後、水晶振動子２１を搭載したキャリア２２が取り出される。

共振周波数の調整工程において水晶振動子２１の共振周波数を測定するため、エッチング室１２には、水晶振動子２１の電極２１２、２１３（電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐ）に、ネットワークアナライザ６０を接続するためのコンタクト機構３３が設けられている。

次に、図４を参照してコンタクト機構３３の構成について説明する。コンタクト機構３３は、キャリア２２にセット可能な１列の水晶振動子２１の個数と同数のプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの対を備える。例えば、キャリア２２にセット可能な１列の水晶振動子２１の個数がＮ個である場合、コンタクト機構３３はＮ対のプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを備える。コンタクト機構３３は、制御部２００の制御に従って、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを、水晶振動子の電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに接続する。ここでは、６対のプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを備える場合を例として示す。

コンタクト機構３３は、樹脂等の絶縁材料からなるブロック３３２、配線用の基板３３３、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂ、図示しない駆動機構に接続するアーム３３７を含む。

ブロック３３２の上面には基板３３３が取り付けられている。また、ブロック３３２には、上面から下面へ貫通する貫通穴３３５が設けられる。プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂは、貫通穴３３５に挿通され、プローブピン３３１Ａとプローブピン３３１Ｂの一端がそれぞれ基板３３３上の電極パッドに接続されている。プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂは、水晶振動子２１の励振を外部へ伝搬する。

ブロック３３２の両端部には、後述するプローブピン位置合せ装置１００の一要素であるミラー１１０が取り付けられる。ブロック３３２の両端部には、キャリア２２の上面に対して傾斜する傾斜面が形成され、傾斜面上にミラー１１０が取り付けられる。ミラー１１０には、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを通すためのピン孔３３４があけられ、ピン孔３３４を介して、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂは、ミラー１１０を貫通して取り付けられる。

コンタクト機構３３のブロック３３２は、図示しない駆動機構に接続されたアーム３３７によって、水晶振動子２１に向かう前進方向又は離れる後退方向に移動される。本実施の形態では、コンタクト機構３３は、エッチング室１２内で上下方向に移動する。プローブピン３３１又はブロック３３２には図示しないばねが内挿されており、プローブピン３３１がばねの弾性力で伸縮することにより、前進状態で、プローブピン３３１を水晶振動子２１の電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに加圧しながら接触させる。一方、コンタクト機構３３は、後退して、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐから離接する。上述した構成により、コンタクト機構３３は、同時にキャリア２２にセットされている任意の１列に含まれるすべての水晶振動子２１の電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに同時に接続可能である。

プローブピン３３１の他端は、基板３３３の電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐを介してパワースプリッタ４０に接続されてもよい。プローブピン３３１の他端は、プローブピン３３１が接続する電極を有する水晶振動子２１に対応するＩＣ回路５０に接続されてもよい。

図１、図２に示すように、周波数調整装置１０は、水晶振動子２１を励振し、そのインピーダンスを測定するためのネットワークアナライザ６０を備える。

ネットワークアナライザ６０は、プロセッサ、メモリ等を有した、回路網の通過電力の周波数特性を測定する測定器である。ネットワークアナライザ６０は、接続する水晶振動子から測定信号を入力し、基準信号と比較して位相差及び振幅比を出力する受信部と、周波数別の位相差及び振幅比から水晶振動子の周波数特性を演算する演算部を備える。本実施形態において、ネットワークアナライザ６０が受信部と演算部を備えるが、制御部が演算部の役割を果たしてもよい。

ネットワークアナライザ６０は、予め、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂに既知のインピーダンス素子を接続した状態で（水晶振動子２１を配置しない状態）で、パワースプリッタ４０、パワースプリッタ４０がその出力手段に備えるインピーダンス変換回路、ＩＣ回路５０等から構成される周辺回路の入力信号と出力信号の振幅比及び位相差を測定し、周辺回路の周波数特性を求めて、記憶しておく。ネットワークアナライザ６０は、水晶振動子２１の周波数特性を測定する際には、パワースプリッタ４０を介して、各水晶振動子２１に、周波数をスキャンしながら、励振用信号を印加し、各水晶振動子２１を流れる電流を示す信号（出力）をＩＣ回路５０（スイッチ）を介して求める。ネットワークアナライザ６０は、求めた入力－出力特性と、予め求めておいた周辺回路のみの入力－出力特性と、の差から、水晶振動子２１の周波数－インピーダンス特性を求め、その共振周波数を求める。

パワースプリッタ４０は、ネットワークアナライザ６０から供給される励振用信号を、信号の同一性を維持したまま分配して、分配した信号（励振用信号）を、プローブピン３３１Ａを介して、水晶振動子２１の一方の電極２１２に供給する。これにより、複数の水晶振動子２１が一斉に励振される。

各ＩＣ回路５０は、オン・オフスイッチとして機能するものであり、ケーブル３４Ｂを介して水晶振動子２１の他方の電極２１３に接続される。ＩＣ回路５０はオンすると、対応する水晶振動子２１を流れる電流を示す信号をネットワークアナライザ６０に供給する。ＩＣ回路５０は、測定対象の水晶振動子２１を順次切り換えて選択する選択部としての役割を果たす。

制御部２００は、プロセッサ、メモリ等を含み、所定の制御ルーチンに従って、検出した水晶振動子２１の共振周波数に基づいて、周波数調整装置１０の各部を制御し、各水晶振動子２１の共振周波数が目標周波数に一致するように、周波数の調整の処理を行う。また、制御部２００は、プローブピン位置合せ装置１００の制御も行う。本実施の形態ではパワースプリッタ４０により複数の水晶振動子２１を一斉に励振させる例を示すが、切り替え基板により、測定対象の水晶振動子２１を順次切り換えて励振させ、周波数を測定する一般的手法を用いてもよい。

次に、プローブピン位置合せ装置１００について、図５を参照して説明する。

プローブピン位置合せ装置１００は、ブロック３３２に取り付けられたミラー１１０と、ミラー１１０に映った鏡像及び実像を撮影するカメラ１２０と、撮影された画像からプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂと電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐとのずれ量を測定するずれ量測定部２０１と、ずれ量に基づいてブロック３３２を移動させる移動部２０２と、ずれ量測定部２０１と移動部２０２を制御する制御部２００と、光源１３０と、を備える。

ミラー１１０は、図４に示すように、ブロック３３２の両端部にそれぞれ取り付けられる。ブロック３３２の両端部には、キャリア２２の上面に対して４５度傾斜した傾斜面が形成され、この傾斜面にミラー１１０が取り付けられる。ミラー１１０には、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを通すためのピン孔３３４が形成され、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂは、この孔を貫通して傾斜面に取り付けられる。プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂは、キャリア２２の上面に垂直な方向に移動する。キャリア２２の上面に対して４５度傾斜する傾斜面にミラー１１０が取り付けられ、このミラー１１０を貫通してプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが取り付けられるので、ミラー１１０には、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐを真上から見た状態が映る。

ミラー１１０は、ブロック３３２の傾斜面に取り付けられ、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが、ミラー１１０を貫通して取り付けられるので、ミラー１１０は、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに近づくときに、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐを映すことができる。ここで、「プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに近づくとき」とは、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに向けて移動する前の状態、移動中の状態、及び停止状態のすべての状態を含む概念である。このようなミラー１１０とプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの配置関係を採用することにより、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに接触する前に位置合せをすることができる。

本実施の形態では、ミラー１１０を介してキャリア２２上の電子デバイスである水晶振動子２１と光軸が９０°となるようにカメラ１２０を配置し、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが光軸に一致する方向に移動可能であることにより、極微小の電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐを有する水晶振動子２１であっても、プローブピン３３１と電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐが非接触の状態で、プローブピン３３１と電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの位置ずれを高精度に検出することが可能となる。

カメラ１２０は、上下方向に移動するブロック３３２と水晶振動子２１との間の側方に配置される。カメラ１２０は、ミラー１１０を貫通しているプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂと、ミラー１１０に映った鏡像を、光源１３０から発せられた光のもと撮影する。

カメラ１２０は、ミラー１１０に映る鏡像とプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの実像を撮影するＣＣＤカメラである。カメラ１２０は、被写体深度の深いレンズを備え、このようなカメラ１２０を使用することで、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂと、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐとの双方にピントが合う。また、カメラ１２０は、エッチング室１２の内部に配置される。エッチング室１２の真空環境にカメラ１２０を置くことにより、ミラー１１０とカメラ１２０との距離が近くなり、角度ズレが生じることが少なくなる。なお、ＣＣＤカメラの代わりにＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を内蔵したカメラを使用してもよい。

カメラ１２０は、制御部２００のずれ量測定部２０１と表示部２０３とに接続される。表示部２０３は、図示しないモニターに接続され、作業者は、モニターを介して撮影画像を確認することができる。

ずれ量測定部２０１は、カメラ１２０により撮影された画像から、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂと電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐとのずれ量を測定する。ずれ量とは、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂをコンタクト機構３３の前進方向に延長させた直線が、水晶振動子２１の電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐが配置される平面に交差する点と、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの中央点との距離を示す。具体的には、図７（ａ）に示すように、ずれ量測定部２０１は、画像処理により、撮影画像の画面１２１の鏡像における電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの中心点を、基準点の位置座標と定める。具体的には、電極パッド２１２Ｐの中心点を（ｘ１、ｙ１）、電極パッド２１３Ｐの中心点を（ｘ２，ｙ２）と定める。プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの位置座標は、撮影画像の画面１２１の実像におけるプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂのミラー１１０が貫通する位置と定める。具体的には、プローブピン３３１Ａのミラー１１０の貫通位置の中央点を（ｘ１’、ｙ１’）、プローブピン３３１Ｂのミラー１１０の貫通位置の中央点を（ｘ２’、ｙ２’）と定める。ミラー１１０のピン孔３３４の中央点を（ｘ１’、ｙ１’）、（ｘ２’、ｙ２’）としてもよい。図７では、ミラー１１０のピン孔３３４の内径がプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの外径よりも大きい例を示すが、ミラー１１０のピン孔３３４の内径は、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの外径と同径であってもよい。ミラー１１０のピン孔３３４の内径は、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの各辺の長さより短いものとする。この値から、電極パッド２１２Ｐとプローブピン３３１Ａのずれ量は、（ｘ１－ｘ１’、ｙ１－ｙ１’）と、電極パッド２１３Ｐとプローブピン３３１Ｂのずれ量は、（ｘ２－ｘ２’、ｙ２－ｙ２’）と、測定される。

移動部２０２は、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが取り付けられたブロック３３２を、ずれ量測定部２０１により測定されたずれ量に基づいて、キャリア２２の上面と平行に移動させる。移動部２０２は、ずれ量測定部２０１により測定されたずれ量をずれ量がゼロに限りなく近づくように、ブロック３３２を移動させる。

ブロック３３２は、ブロック３３２に取り付けられたステージ３５により、キャリア２２の上面と平行に移動される。ステージ３５は、ブロック３３２をＸ軸方向に移動させるＸステージ３５１と、ブロック３３２をＹ軸方向に移動させるＹステージ３５２と、それぞれのステージを移動させる移動軸３５１Ａ、３５１Ｂと、移動軸３５１Ａ、３５１Ｂを移動させるモータ３５２Ａ、３５２Ｂと、移動距離を判別するエンコーダ３５３Ａ、３５３Ｂと、を備える。

モータ３５２Ａ、３５２Ｂは、例えば、ＡＣサーボモータ、ＤＣサーボモータ、ステッピングモータ等が使用される。エンコーダ３５３Ａ、３５３Ｂは、例えば、モータエンコーダやリニアスケール等が使用される。エンコーダ３５３Ａ、３５３Ｂは、Ｘステージ３５１又はＹステージ３５２が、Ｘ方向又はＹ方向に単位距離だけ移動するたびに、移動情報であるエンコーダ信号を生成して制御部２００に出力する。

移動部２０２は、具体的には、電極パッド２１２Ｐとプローブピン３３１Ａの位置がｘ１＝ｘ１’、ｙ１＝ｙ１’となり、電極パッド２１３Ｐとプローブピン３３１Ｂの位置が、ｘ２＝ｘ２’、ｙ２＝ｙ２’となるように、ステージ３５を移動させて位置合せをする。移動部２０２によりずれ量が補正されると、図７（ｂ）に示すように、電極パッド２１２Ｐの中心点とプローブピン３３１Ａとの中央点とが、電極パッド２１３Ｐの中心点とプローブピン３３１Ｂとの中央点とが、それぞれ一致するように位置合せすることができる。

制御部２００は、ずれ量測定部２０１により測定されたずれ量を移動部２０２に入力し、移動部２０２にステージ３５を移動させるように制御する。

光源１３０は、キャリア２２に搭載された水晶振動子２１とコンタクト機構３３との間の側方に配置される。例えば、光源１３０として、高輝度の白色ＬＥＤや白色以外のＬＥＤライト、キセノンライト等が使用される。光源１３０により水晶振動子２１とプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを照明する。光源１３０は、制御部２００から出力されるフラッシュ信号に基づいて、例えば数μ秒程度の所定の時間、水晶振動子２１とプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを照明してもよい。光源１３０をフラッシュ信号に基づいて点滅させる場合には、制御部２００は、点滅するタイミングに応じて、カメラ１２０のシャッタがオンに作動するように制御してもよい。

次に、位置合せ制御の流れを、図６に示すフローチャートを用いて説明する。

プローブピン位置合せ装置１００の稼働前に、水晶振動子２１が搭載されたキャリア２２が、図１に示す仕込室１１からエッチング室１２に搬送機構により搬入される。キャリア２２は、エッチング室１２内のイオンガン３１と対向し、ｙ軸方向に一列に並んだＮ個の水晶振動子２１とコンタクト機構３３のＮ対のプローブピン３３１Ａ，３３１Ｂとが対向する位置で停止する。停止したことを検知した制御部２００は、プローブピン位置合せ装置１００の制御を開始させる。

まず、カメラ１２０は、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに向けて下降する前に、ブロック３３２の傾斜面に取り付けられたミラー１１０の鏡像及びプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの実像を撮影し、撮影画像をずれ量測定部２０１に入力する（ステップＳ５０１）。本実施の形態では、カメラ１２０は、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが静止した状態を撮影するが、駆動中のプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを撮影してもよい。

ずれ量測定部２０１は、入力された撮影画像における、鏡像の水晶振動子２１の電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの中心点の位置と、実像のプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂのミラー１１０の貫通位置の中央部の位置から、ずれ量を測定する（ステップＳ５０２）。ずれ量測定部２０１は、測定したずれ量が、所定の閾値以上であれば（ステップＳ５０３；Ｙｅｓ）、ずれ量を移動部２０２に入力する。測定したずれ量が所定の閾値以下であれば（ステップＳ５０３；Ｎｏ）、処理を終了する。

移動部２０２にずれ量が入力されたら、移動部２０２は、モータ３５２Ａ、３５２Ｂを駆動してＸステージ３５１とＹステージ３５２を、移動軸３５１Ａ、３５１Ｂにより移動させて、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂのミラー１１０の貫通位置の中央点が、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの中心点の位置にくるように位置合せをし（ステップＳ５０４）、処理を終了する。

ずれ量が補正された後、制御部２００は、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを下降させ、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの先端を、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに接触させて、水晶振動子２１の共振周波数を測定する。

一列に並んだＮ個の水晶振動子２１の共振周波数を測定し、エッチング処理が終了したのち、搬送機構によりキャリア２２はｘ軸方向に一列分だけ移動されて停止する。そして、次の列の水晶振動子２１の位置合せ制御が開始する。この処理をキャリア２２に搭載された水晶振動子２１の一列目から最後の列まで繰り返す。

なお、カメラ１２０により撮影した画像において、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂにゴミ等の異物が付着していると判断された場合には、別途設けられた異物除去手段により除去される。例えば、エアーを吹き付けることにより、異物を吹き飛ばす。

本実施の形態によれば、プローブピン位置合せ装置１００は、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに近づくプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂと、水晶振動子２１の電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐが映るミラー１１０を撮像して位置合せをするので、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの先端が水晶振動子２１の電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに接触する前に、位置合せをすることができる。したがって、位置合せをリアルタイムで行うことができ、エッチング作業工程の効率化を図ることができる。

本実施の形態によれば、ミラー１１０を、キャリア２２の上面に対して傾斜して配置したので、簡単な構造で、位置合せを実行することができる。

本実施の形態によれば、キャリア２２の上面に対して傾斜するミラー１１０を、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが取り付けられたブロック３３２に取り付けた。したがって、エッチング室１２内にミラー１１０の設置スペースをとる必要がない。

本実施の形態によれば、ブロック３３２の傾斜面にミラー１１０を取り付け、ミラー１１０を貫通してプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを取り付けた。したがって、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐを上方から見た画像として撮影でき、精度の高い位置合せをすることが可能となる。

本実施の形態によれば、ブロック３３２の、キャリア２２の上面に対して４５度傾斜する傾斜面にミラー１１０を取り付け、このミラー１１０を貫通してプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを取り付けた。したがって、ミラー１１０には、真上から見た電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐが映り、真上から見たプローブピン位置がミラー１１０のピン孔３３４位置に一致するため、精度の高い位置合せをすることが可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、プローブピン位置合せ装置１００を備える周波数調整装置１０を説明したが、本発明のプローブピン位置合せ装置は、他の装置にも適用することができる。本実施の形態では、プローブピン位置合せ装置を備える移載装置について、図８を参照して説明する。

図８は、水晶振動子２１を移載するための移載装置４００の要部を示す概念図である。移載装置４００は、水晶振動子２１を静電吸着によりプローブピン４０１Ａ、４０１Ｂに吸着させ、別工程に移載させる装置である。

移載装置４００は、プローブピン４０１Ａ、４０１Ｂと、プローブピン４０１Ａ、４０１Ｂに接続された電源４０２、４０３を備える。プローブピン４０１Ａ、４０１Ｂは、それぞれ、電極４０４Ａ、４０４Ｂを備える。

電源４０２からプラスの電圧が電極４０４Ｂに印加されると、電極４０４Ｂの先端に誘電分極によりプラスの誘電層４０５Ｂが生成され、電源４０３からマイナスの電圧が電極４０４Ａに印加されると、電極４０４Ａの先端に誘電分極によりマイナスの誘電層４０５Ａが生成される。これにより、電極４０４Ａ、４０４Ｂと、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐとの間でクローン力が生じ、水晶振動子２１の電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐは、プローブピン４０１Ａ、４０１Ｂに吸着される。

移載装置４００は、水晶振動子２１を次工程に移載するために使用される。例えば、移載装置４００は、図１に示す周波数調整装置１０で周波数が調整された水晶振動子２１を、パッケージに封入する封入工程に移載するときに使用される。移載時には、電極４０４Ａ、４０４Ｂと、電極４０４Ａ、４０４Ｂにより吸着される電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐとの位置合せが重要となる。位置合せが適切でなければ、移載時に、水晶振動子２１がプローブピン４０１Ａ，４０１Ｂから外れて落下する。

移載装置４００も、実施の形態１と同様のプローブピン位置合せ装置１００を備える。図５に示すように、プローブピン４０１Ａ、４０１Ｂが取り付けられたブロック４０６と、ブロック４０６に取り付けられたミラー１１０と、ミラー１１０に映った鏡像及び実像を撮影するカメラ１２０と、撮影された画像からプローブピン４０１Ａ、４０１Ｂと、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐとのずれ量を測定するずれ量測定部２０１と、ずれ量に基づいてブロック４０６を移動させる移動部２０２と、ずれ量測定部２０１と移動部２０２を制御する制御部２００と、光源１３０と、を備える。

移載装置４００のブロック４０６は、実施の形態１に記載したコンタクト機構３３のブロック３３２と同一の形状に形成され、キャリア２２に搭載され一列に並べられたＮ個の水晶振動子２１と対応するＮ対のプローブピン４０１Ａ、４０１Ｂを備える。

また、実施の形態１と同様に、ミラー１１０は、ブロック４０６の両端部にそれぞれ取り付けられる。ブロック４０６の両端部には、それぞれキャリア２２の上面に対して４５度に傾斜した傾斜面が形成され、傾斜面にミラー１１０が取り付けられる。プローブピン４０１Ａ、４０１Ｂは、図５に示すように傾斜面に取り付けられたミラー１１０を貫通し、キャリア２２の上面に対して垂直な方向に移動可能な状態で取り付けられる。

次に、移載装置４００における位置合せ制御の流れを説明する。移載装置４００における位置合せ制御は、エッチング室１２での水晶振動子２１の共振周波数の調整工程が終了後、取出室１３から水晶振動子２１を搭載したキャリア２２が取り出された後に開始する。

水晶振動子２１を搭載したキャリア２２が、取出室１３から取り出されたことを検知した制御部２００は、プローブピン位置合せ装置１００の制御を開始させる。位置合せ制御の処理の流れは、図６に示すフローチャートの流れと同様である。

位置合せ制御が終了した後は、ブロック４０６が下降し、プローブピン４０１Ａ、４０１Ｂと電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐとが接触し、プローブピン４０１Ａ、４０１Ｂに電圧が印加されることで、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐがプローブピン４０１Ａ、４０１Ｂに静電吸着される。静電吸着された水晶振動子２１は、次工程の場所に移載される。

本実施の形態によれば、移載装置４００にプローブピン位置合せ装置１００を適用したので、水晶振動子２１を次工程に移載するときに、プローブピン４０１Ａ、４０１Ｂと電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐとを、静電吸着する前に、適切に位置合せすることができる。したがって、適切に位置合せがされた状態で水晶振動子２１はプローブピン４０１Ａ、４０１Ｂに吸着され、移載時の水晶振動子２１の落下を防止することができる。また、プローブピン４０１Ａ、４０１Ｂと電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの接触前に位置合せすることができるので、プローブピン４０１Ａ、４０１Ｂの先端又は水晶振動子２１の損傷を防止することができる。

（変形例）
実施の形態１、２では、ミラー１１０をブロック３３２（４０６）の傾斜面に取り付け、傾斜面に取り付けたミラー１１０を貫通するようにプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂ（４０１Ａ、４０１Ｂ）を取り付けると説明したが、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂ（４０１Ａ、４０１Ｂ）は、ミラー１１０を貫通して取り付けなくてもよく、実施の形態１を変形した場合を例として説明する。例えば、図９に示すように、プローブピン位置合せ装置１００は、ブロック３３２の下面から突出するプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの、カメラ１２０から見て背面側に、傾斜面が形成されたブロック３３２を備える。傾斜面は、キャリア２２の上面に対して傾斜し、この傾斜面にミラー１１０が取り付けられる。ミラー１１０には、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが水晶振動子２１に近づくときに、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂと、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの双方が映る。

そして、ずれ量測定部２０１は、ミラー１１０に映った鏡像を撮影した画像において、画像内のプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの位置と電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの位置に基づいて、ずれ量を測定する。制御部２００は、測定されたずれ量をゼロに近づけるように、ステージ３５によりブロック３３２を移動させるように移動部２０２を制御する。

本変形例によれば、プローブピン３３１が電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに近づくときに、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐをミラー１１０に映すことができ、プローブピン３３１が電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに接触する前に、位置合せをすることできる。また、ミラー１１０を貫通してプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを取り付ける必要がないので、ミラー１１０の加工作業が不要になる。

実施の形態１、２、又は変形例では、位置合せ制御は、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが下降する前に行ったが、下降中に位置合せ制御をしてもよい。また、下降前及び下降中に複数回の位置合せ制御をしてもよい。複数回の位置合せ制御をすることにより、位置合せの精度を向上させることができる。

実施の形態１、２では、ブロック３３２（４０６）にミラー１１０を取り付けると説明したが、ミラー１１０は、ブロック３３２（４０６）に取り付けられなくてもよい。ブロック３３２（４０６）とプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂ（４０１Ａ、４０１Ｂ）との間の側方、例えば、エッチング室１２の壁面に２枚のミラー、あるいは湾曲する１枚のミラーを取り付け、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂと電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの双方が映るようにしてもよい。

実施の形態１、２では、キャリア２２の上面に対して４５度傾斜したミラー１１０を取り付けると説明したが、ミラー１１０の取り付け角度は、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂと電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの双方が映れる角度であればよい。ただし、変形例は、キャリア２２上の電子デバイスと光軸９０°となるようにカメラ１２０を配置することはできず、実施の形態１、２に比較してずれ量の検出精度が劣るが、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐのサイズが比較的大きい電子デバイスに適用することができる。また、キャリア２２の上面に対して傾斜させずに平行にミラー１１０を取り付け、ブロック３３２（４０６）とプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂ（４０１Ａ、４０１Ｂ）との間の側方に傾斜して配置したミラーを介して、ミラー１１０をカメラ１２０が撮影してもよい。

実施の形態１、２では、ステージ３５（４５）により、ｘ軸方向及びｙ軸方向にプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂ（４０１Ａ、４０１Ｂ）を移動させて、位置合せをすると説明したが、ｚ軸方向及びθ方向の補正をして位置合せをしてもよい。その場合には、ｚ軸方向及びθ方向にブロック３３２（４０６）を移動させるモータを設けるとともに、ずれ量測定部２０１により、ｚ軸方向のずれ量を測定する。

実施の形態１、２では、ステージ３５（４５）によりプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂ（４０１Ａ、４０１Ｂ）を移動させて、位置合せをすると説明したが、キャリア２２に駆動機構を接続し、キャリア２２を移動させて位置合せをしてもよい。ステージ３５（４５）とキャリア２２の双方を移動させてもよく、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂ（４０１Ａ、４０１Ｂ）に対してキャリア２２上の電子デバイスが相対移動可能な構成であればよい。

実施の形態１、２では、電極パッド２１２Ｐと電極パッド２１３Ｐとは、同一主面の対角する位置に配置された水晶振動子２１を例に説明したが、電極パッド２１２Ｐ、２１３Ｐの位置は、対角する位置でなくてもよく、並列する位置など、種々のタイプの電極パッドを備える水晶振動子に使用することができる。

実施の形態１、２では、真空槽内部にカメラを配置する例を説明したが、真空槽外部に配置したカメラを使用してずれ量を測定することもできる。

実施の形態１、２では、ブロック３３２（４０６）が移動して、水晶振動子２１に接近する方向又は離れる方向に移動すると説明したが、水晶振動子２１が搭載されたキャリア２２が上下動することにより、水晶振動子２１とプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂ（４０１Ａ、４０１Ｂ）とが離接するようにしてもよい。

実施の形態２では、移載装置４００は、キャリア２２に搭載された一列に並べられたＮ個の水晶振動子２１と対応するＮ対のプローブピン４０１Ａ、４０１Ｂを備えると説明したが、水晶振動子２１の個数とプローブピン４０１Ａ、４０１Ｂの対の数は一致しなくてもよい。一回の移載作業で移載したい水晶振動子２１の数に応じて、対応関係を変更する。

本発明は、電子デバイスの電極パッドとプローブピンの位置合せをするプローブピン位置合せ装置に利用することができる。

１０ 周波数調整装置
１１ 仕込室
１２ エッチング室
１３ 取出室
２１ 水晶振動子
２２ キャリア
２３ 仕切弁
３１ イオンガン
３２ シャッタ
３３ コンタクト機構
３４Ａ，３４Ｂ ケーブル
３５，４５ ステージ
３７ 仕切弁
４０ パワースプリッタ
５０ ＩＣ回路
６０ ネットワークアナライザ
１００ プローブピン位置合せ装置
１１０ ミラー
１２０ カメラ
１２１ 画面
１３０ 光源
２００ 制御部
２０１ ずれ量測定部
２０２ 移動部
２０３ 表示部
２１１ 水晶片
２１２，２１３ 電極
２１２Ｐ，２１３Ｐ 電極パッド
２１３Ｌ リード電極
３３１ プローブピン
３３１Ａ、３３１Ｂ プローブピン
３３２ ブロック
３３３ 基板
３３４ ピン孔
３３５ 貫通穴
３３７ アーム
３５１ Ｘステージ
３５２ Ｙステージ
３５１Ａ，３５１Ｂ 移動軸
３５２Ａ，３５２Ｂ モータ
３５３Ａ，３５３Ｂ エンコーダ
４００ 移載装置
４０１Ａ，４０１Ｂ プローブピン
４０２，４０３ 電源
４０４Ａ，４０４Ｂ 電極
４０５Ａ，４０５Ｂ 誘電層

Claims (5)

1. 基台の一面に載置された電子デバイスと、先端が前記電子デバイスの電極パッドに接触するプローブピンと、の位置合せをするプローブピンの位置合せ装置であって、
   前記プローブピンが前記電極パッドに近づくとき、少なくとも前記電子デバイスの電極パッドが映るミラーと、
   前記電極パッドに近づく前記プローブピンと、前記ミラーに映った鏡像を撮影するカメラと、
   前記カメラにより撮影された画像における、前記プローブピンの位置と前記電子デバイスの電極パッドの位置と、のずれ量を測定するずれ量測定部と、
   前記基台と前記プローブピンを相対移動させる移動部と、
   前記ずれ量測定部により測定されたずれ量をゼロに近づけるように、前記基台と前記プローブピンを前記移動部により相対移動させる制御部と、
   を備え、
   前記ミラーは、前記基台の一面に対して傾斜した傾斜面に設置され、
   前記プローブピンは、前記ミラーを貫通して配置され、
   前記ずれ量測定部は、前記カメラにより撮影した画像において、実像における前記プローブピンの前記ミラーでの配置位置と、鏡像における前記電子デバイスの電極パッドの位置から、前記プローブピンの位置と前記電子デバイスの電極パッドの位置と、のずれ量を測定する、
   プローブピン位置合せ装置。
2. 前記制御部は、前記ずれ量測定部により測定されたずれ量に基づいて、前記電子デバイスの電極パッドの位置と前記プローブピンの位置が前記撮影された画像において合致するように前記移動部を制御する、
   請求項１に記載のプローブピン位置合せ装置。
3. 前記プローブピンが取り付けられるブロックを更に備え、
   前記ブロックは、前記傾斜面を備え、
   前記ミラーは、前記ブロックの前記傾斜面に取り付けられた、
   請求項１又は２に記載のプローブピン位置合せ装置。
4. 電子デバイスの表面をエッチングするエッチングステップと、
   請求項１～３の何れか１項に記載のプローブピン位置合せ装置により、前記電子デバイスの電極パッドとプローブピンとの位置合わせをする位置合わせステップと、
   位置合せされた前記プローブピンにより前記電子デバイスの共振周波数を測定する測定ステップと、
   を備えるプローブピン位置合せ装置を使用した電子デバイスの製造方法。
5. 電子デバイスの表面をエッチングするエッチングステップと、
   請求項１～３の何れか１項に記載のプローブピン位置合せ装置により、前記電子デバイスの電極パッドとプローブピンとの位置合わせをする位置合わせステップと、
   位置合せされた前記プローブピンにより前記電子デバイスを吸着して前記電子デバイスを移送する移送ステップと、
   を備えるプローブピン位置合せ装置を使用した電子デバイスの製造方法。

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