JPH0322546A

JPH0322546A - 検査装置

Info

Publication number: JPH0322546A
Application number: JP1158501A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Ogasawara; 郁男小笠原
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1989-06-20
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1991-01-30
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JP2648367B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、テストヘッドを回転移動することができる検
査装置に関する。

（従来の技術）例えば、半導体ウエの検査装置では、プローブ装置にて
半導体ウエハ上の各チップの電極パッドにプローブ針等
を接触させ、一方、テスタから上記プローブ針を介して
各チップに測定パターンを付与し、この各チップからの
出力パターンをテスタにてモニタすることで、半導体ウ
ェハ上の各チップの電気的特性の検査を実行している。

ここで、近年、特に高周波測定を実行する場合にあって
は、半導体ウェハからテスタまでの入出力ケーブルを長
くするとノイズの重畳により正確な検査を実行できない
ため、検査時にあってはプローブ装置にテストヘッドを
接続状態とし、非検査時にはプローブ装置上でのマイク
ロスコープの使用等を確保するために退避させる構成を
採用することが切望されている。

そして、このようなテストヘッドの移動を最も簡易に実
行するには、テストヘッドを回転させる構成が有利であ
る。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のようなテストヘッドは相当な重量（例
えば２　０　０　ｋｇ程度）を有するので、これを従来
のように人手によって回転させることはオペレータの負
担が大きく、衝撃なく所定の位置に回転させて載置する
ことは極めて困難である。

従って、このような相当重量のテストヘッドの回転を完
全自動化するものが好ましい。これに関し、本出願人は
スイッチ操作に基づきテストヘッドを回転駆動できる提
案を先に行った（特願昭Ｈ−２２７２２４号）。

上記提案では、テストヘッドの回転主軸を駆動するシリ
ンダ等の上下動駆動手段が、上記主軸の回転と共に揺動
するのであるが、これを案内する複雑な機構を採用して
いた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、テスト
ヘッドを回転駆動する上下動駆動手段を円滑に揺動案内
しながらも、この揺動案内機構を大幅に簡易化できる検
査装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）本発明は、テストヘッドを回転することで、プローブ針
が被検査体の電極端子系に接触して検査可能な接続位置
と非接続位置とにテストヘッドを移動できる検査装置に
おいて、テストヘッドの回転主軸に固着された被駆動部材の主軸
偏心位置を上下動し、かつ、それ自体が回転主軸の回転
に伴い揺動する上下動駆動手段と、この上下動駆動手段
の上記揺動運動の水平成分である直線方向に沿って、上
記上下動駆動手段を直線移動案内する第１のリニアベア
リングと、上記上下動駆動手段の揺動運動の垂直成分で
ある直線方向に沿って、上記上下動駆動手段を直線移動
案内する第２のリニアベアリングとを設けた構成として
いる。

（作　用）本発明では、上下動駆動手段によって回転主軸の偏心位
置を上下動することで、上記回転主軸を回転駆動し、こ
の主軸に固定されたテストヘッドを回転するようにして
いる。

ここで、回転主軸が回転すると、上下動駆動手段はその
回転と同期して揺動することになる。本発明では、この
上下動駆動手段の揺動案内を第１及び第２のリニアベア
リングによって実現している。上記リニアベアリングは
、上下動駆動手段の揺動を水平成分及び垂直成分の直交
２軸方向に分けて直線案内するようにしているので、回
転種支軸の回転に伴い確実に揺動案内でき、しかも機構
の簡易なリニアベアリングを配置するのみで良いので、
そのガイド機構を大幅に簡易化することができる。従っ
て、部品点数を削減でき、組み立て５作業も簡易化されるので、大幅なコストダウンを実現で
きる。

（実施例）以下、本発明を半導体ウエハの検査装置に適用したー実
施例について、図面を参照して具体的に説明する。

まず、第２図（Ａ）．（Ｂ）を参照してこの検査装置の
概略について説明すると、ブローバー本体１０は半導体
ウエハの各チップの電極パッドにプローブ針等を触針さ
せ、各チップとの電気的接続を確保するための装置であ
り、上記のプローブ針はテストヘッド１を介して、第２
図（Ａ）の上側に配置されているテスター２とケーブル
（図示せず）によって接続されている。

上記ブローバー本体１０とテストヘッド１とはコネクタ
によって電気的接続が可能となっていて、同図の実線で
示すようにブローバー本体１ｏの真上にテストヘッド１
が配置された場合にコネクタ接続が実行されるようにな
っている。

そして、上記テストヘッド１は、ブローバー本６体１０の隣に配置されたヒンジボックス１４に対して回
転自在に支持されていて、このヒンジボックス１４の左
側に配置されたサイドデスク１６上に移動することで、
ブローバー本体１０との接続を解除して退避可能となっ
ている。このため、第５図に示すように上記テストヘッ
ド１は、回転中心に対してその重心が０１　　（プロー
バー本体側の位置）から０２　　（サイドデスク側の位
置）間で、回転可能となっている。なお、上記ブローパ
ー本体１０及びサイドデスク１６にはそれぞれテストヘ
ッド１のクランバー１０ａ，１６ａが設けられている。

また、前記ヒンジボックス１４には前記テストヘッド１
をブローバー本体１０側に移動する場合のスイングスイ
ッチ１４ａと、テストヘッド１をサイドデスク１６側に
移動する場合のスイングスイッチ１４ｂとが設けられて
いる。

次に、上記テストヘッド１の回転移動を自動化するため
の機構について、第１図（Ａ）．（Ｂ）を参照して説明
する。

主軸２０は、上記テストヘッド１を固着した状態で一体
回転できるように回転自在に支持されていて、この主軸
２０には被駆動部祠であるアーム２２が固着されている
。そして、このアーム２２の主軸中心より離れた偏心点
２２ａは、垂直移動部材２４の上端に固着されている。

なお、この垂直移動部祠２４は、後述する垂直リニアベ
アリング４０を介して、水平移動部材２６に上下動自在
に支持されている。

次に、前記テス１・ヘッド１の主軸２０を回転駆動する
ための構成について説明する。

本実施例では、上下動駆動手段の一例として、第１のエ
アーシリンダ３０を設けている。この第１のエアーシリ
ンダ３０は、エアーの導入により上下動する可動部３２
と、この可動部３２を移動案内する案内軸３４とから構
成されている。この第１のエアーシリンダ３０の駆動原
理は、可動部３２のＩＮ側ポートにエアーを導入するこ
とで可動部３２が下降し、反対にＯＵＴ側ポートにエア
を導入することで可動部３２が上昇するようになってい
る。

そして、この第１のエアーシリンダ３０の前記可動部３
２の上端側が、前記垂直移動部材２４に固定され、一方
、案内軸３４の下端は、水平移動部材２６の下端側にね
じ止め固定されている。

この第１のエアーシリンダ３０の可動部３２が上下動す
ることで、前記主軸２０に固定されているアーム２２を
揺動させ、この揺動により主軸２０およびテストヘッド
１を１８０度に亘って回転駆動している。この際、可動
部３２が上下動すると、この可動部３２は前記アーム２
２の揺動に同期して揺動されることになる。そこで、こ
の第１のエアーシリンダ３０を揺動案内するための機構
が必要となる。

本実施例では、第１のエアーシリンダ３０の揺動案内を
行うために、この揺動運動を垂直或分，水平成分の直交
２軸戊分に分け、各軸方向にそれぞれ直線案内するリニ
アベアリング機構を採用している。

まず、前記第１のエアーシリンダ３０を垂直方向に直線
移動案内する機構について説明する。こ９の垂直方向の直線移動を確保するために、前記垂直移動
部材２４と水平移動部祠２６との間には、垂直リニアベ
アリング４０が配置されている。この垂直リニアベアリ
ング４０は、前記垂直移動部材２４に固定されたナット
４２と、前記水平移動部材２６に鉛直方向に沿って配置
されたレール４４とから構威されている。なお、前記ナ
ット４２およびレール４４は、垂直方向の移動を安定し
て行うために、本実施例装置の上面図である第３図に示
すように、垂直移動部材２４および水平移動部材２６の
幅方向の両端側２カ所にそれぞれ配設されている。

次に、前記第１のエアーシリンダ３０を、水平方向に直
線移動案内する機構について説明する。

本実施例装置では、この水平方向の直線移動案内を行う
ために、第１の水平リニアベアリング５０と第２の水平
リニアベアリング６０とを配置している。前記第１の水
平リニアベアリング５０は、第１のエアーシリンダ３０
の真下に配置されている。すなわち、前記ヒンジボック
ス１４の壁面よ１０り第１のエアーシリンダ３０の下方に沿って形成された
レールブラケット５６が設けられ、このレールブラケッ
ト５６上には水平方向長手状にレール５２が配設されて
いる。一方、第１のエアーシリンダ３０の案内軸３４を
固定した水平移動部祠２６の下端には、前記レール５２
に沿って水平移動案内されるナット５４が配置されてい
る。この結果、水平移動部祠２６はレールブラケット５
６に対して、前記第１のエアーシリンダ３０の真下の位
置にて第１の水平リニアベアリング５０によって水平移
動案内されることになる。

この第１のエアーシリンダ３０の水平移動案内をより円
滑に行うための前記第２の水平リニアベアリング６０は
、前記水平移動部材２６とヒンジボックス１４の固定部
との間に配置されている。

すなわち、前記ヒンジボックス１４の固定部には水平方
向長手状にレール６２が配設固定されている。一方、前
記水平移動部材２６の背面側にはブラケット６６がねじ
止め固定され、このブラケット６６の前記レール６２と
対向する位置に、ナッ１１ト６４が固定されている。

上記機構によるテストヘッド１の回転駆動原理は、第１
のエアーシリンダ３０が揺動しながら前記可動部３２を
その上死点から下死点へ、および下死点から上死点へ一
往復駆動することによって、第５図に示す接続位置ａと
退避位置ｂとに１８０度回転することである。この際、
第１のエアーシリンダ３０の前記可動部３２が、その下
死点に達した際には、テスｌ・ヘッド１は第５図に示す
右方向へ回転するか左方向へ回転するかの回転方向が定
まらないことがある。そこで、本実施例では、すくなく
とも前記可動部３２がその下死点に存在する際に、第１
のエアーシリンダ３０に対して水平方向の外力を付与す
る第２のエアーシリンダ７０を設けている。この第２の
エアーシリンダ７０はロッドレスシリンダであり、前記
ヒンジボックス１４の内部に固定されたチャンバー７２
を有している。そして、このチャンバー７２は、第４図
に示すようにその左右両端側にエアー導入川のポート７
２ａおよび７２ｂを有している。また、１２このチャンバー７２内には磁石７４が内蔵されており、
前記ポート７２ａ，７２ｂの一方からのエアー圧力を高
めることで、この磁石７４の水平方向の位置を可変とし
ている。さらに、チャンバー７２を囲む位置には可動片
７６が配設されてる。

この可動片７６は磁性体として構成され、上述したエア
ー駆動により磁石７４が移動すると、この磁石７４と共
にその磁力によって可動片７６が移動するようになって
いる。そして、この可動片７６をブラケット７８を介し
て前記水平移動部材２６に固定している。この結果、第
２のエアーシリンダ７０を駆動することにより、その水
平方向での駆動力が前記可動片７６，ブラケット７８，
水平移動部材２６を介して第１のエアーシリンダ３０に
伝達され、この結果、可動部３２が下死点に存在する際
に第１のエアーシリンダ３０に対して水平方向の外力を
付与できるようにしている。

本実施例では、前記テス１・ヘッド１の回転駆動はヒン
ジボックス１４に配置した２つのスイングスイッチ１４
ａ，１４ｂへの操作入力に基づき実１３施される。この際、各スイッチ１４ａ，１４ｂを押し続
けている際に前記テストヘッド１の回転駆動が実施され
、これを操作解除した際にテストヘッド１が任意の位置
にて停止できるようにしている。そして、このテストヘ
ッド１の任意回転位置での停止の際のブレーキ効果を高
めるために、前記アーム２２に緩衝装置を接続している
。すなわち、緩衝装置の一例としての油圧シリンダ８ｏ
のロッド８２の自由端部を、前記アーム２２に回転自在
に支持している。

次に、作用について説明する。

まず、退避状態にあるテストヘッド１を、サイドデスク
１６上よりブローバー本体１０側に移動する場合につい
て説明する。

上記の状態では、第１のエアーシリンダ３ｏの可動部３
２はその上死点に設定されていることになる。そこで、
この第１のエアーシリンダ３ｏのＩＮ側ポートにエアー
を導入し、可動部３２を下降駆動する。そうすると、こ
の駆動力は前記可動部３２を固定した垂直移動部材２４
，アーム２２１　４を介してテストヘッド１の主軸２０に伝達されることに
なり、この結果テストヘッド１が第５図の時計方向に回
転駆動されることになる。この回転駆動の際には、アー
ム２２が回転軌跡を描くことになるので、このアーム２
２を垂直移動部材２４を介して連結する第１のエアーシ
リンダ３０もこのアーム２２の回転軌跡に追従して揺動
しなければならない。そして、本実施例ではこの第１の
エアーシリンダ３０の揺動案内を、リニアベアリング機
構によって実現している。

前記第１のエアーシリンダ３０の揺動は、垂直方向への
移動と水平方向との移動とに分割できる。

そこで、本実施例では第１のエアーシリンダ３０の垂直
方向の移動を、垂直リニアベアリング４０によって確保
し、水平方向の移動を第１，第２の水平リニアベアリン
グ５０．６０により確保している。

このような構成により、可動部３２の垂直方向への上下
動は、水平移動部材２６に対して垂直移動部材２４が垂
直リニアベアリング４０を介して１５円滑に上下動するによって確保される。一方、第１のエ
アーシリンダ３０全体の水平方向への移動は、水平移動
部材２６が固定部に対して第１，第２の水平リニアベア
リング５０．６０を介して円滑に水平移動することによ
り確保される。特に、第１の水平リニアベアリング５０
は、第１のエアーシリンダ３０の真下位置にて水平移動
案内するので、移動時の抵抗を高めるような回転モーメ
ントが作用せず、より円滑な水平移動案内を実現できる
。

そして、テストヘッド１が第５図の６０８イ１近に達し
た時点で（このような時期の検出は、テストヘッド１の
回転位置を検出するもの、あるいは回転初期からの経過
時間から割り出すもの等がある）、第２のエアーシリン
ダ７０の一方のポートを介してチャンバー７２内に過剰
のエアーが導入される。この結果、磁石７４が移動し、
これに追従して可動片７６が同方向に移動するので、ブ
ラケット７８を介して水平移動部祠２６に回転時の移動
水平移動方向と同じ方向に外力が付加される１６ことになる。このような第２のエアーシリンダ７０の駆
動により、テストヘッド１の６０’から１２０゜付近ま
での回転領域Ａての回転をフォローすることになる。

ここで、テストヘッド１が９０°に到達した際には、上
記可動部３２は下死点に達するので、このタイミングで
第１のソレノイド７０がオンされて第１のエアーシリン
ダ３０のＯＵＴ側にＩＮ側圧力による出力よりも大きい
出力になるような圧力のエアーが導入され、可動部３２
を最下点より上昇移動させることになる。

この下降時から上昇時に切り替わる際には、上述したよ
うに上記第２のエアーシリンダ６０による水平外力が第
１のエアーシリンダ３０に作用されているので、テスト
ヘッド１の同一方向の回転を確実に実行することができ
る。

そして、テストヘッド１が１２０°付近に達すると、第
２のエアーシリンダ７０の役割が終了する。

そして、以降は第１のエアーシリンダ３０の可１７動部３２の上昇によりテストヘッド１が回転駆動され、
テス１・ヘッド１がθ２。の位置に到達し、ブローバー
本体１０側へ移動されることになる。

また、上記動作とは逆にテストヘッド１をブローバー本
体１０よりサイドテーブル１６側に移動する場合には、
上記とは逆の経路をたどるように動作が行われる。

このように、本実施例によればテストヘッド１を駆動す
る上下動手段としての第１のエアーシリンダ３０の揺動
を、水平成分及び垂直或分の直線移動方向に沿って案内
するリニアベアリング４０，５０．６０によってのみ実
現しているので、部品点数の削減及び組み立て性の改善
により、装置のコストダウンを図れる。さらに、第１の
エアーシリンダ３０の可動部３２の移動方向が切り換え
られる際には、第２のエアーシリンダ７０により第１の
エアーシリンダ３０の水平移動方向を一義的に決定する
外力を付与しているので、第１のエアーシリンダ３０が
下死点に達した場合のように水平移動方向が定まらない
場合にも、上記外力の付１８与によって同一方向の回転を円滑に実行することができ
る。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によればテストヘッドの回
転駆動を自動化するに際して、テストヘッドの回転駆動
を行う上下動手段の揺動をリニアベアリングによって実
現しているので、揺動案内機構の部品点数を大幅に削減
でき、組み立て性も向上するので、検査装置のコストダ
ウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した検査装置のテストヘッド回
転駆動機構を示すもので、同図（Ａ）は正面図、同図（
Ｂ）は同図（Ａ）の一部を省略した右側図、第２図（Ａ），（Ｂ）は、上記検査装置の平面図，正面
図、第３図は、水平移動部材，垂直移動部祠の平面図、第４図は、第２のエアーシリンダの概略説明図、第５図
は、テストヘッドの作動を概略的に説明するための概略
説明図である。１・・・テストヘッド、１０・・・ブローバ−本体、１２・・・テスタ、１６・・・サイドデスク、３０・・・第１のエアーシリンダ４０・・・垂直リニアベアリング、５０．６０・・・水平リニアベアリング、７０・・・第
２のエアーシリンダ。８０．８２・・・緩衝装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）テストヘッドを回転することで、プローブ針が被
検査体の電極端子系に接触して検査可能な接続位置と非
接続位置とにテストヘッドを移動できる検査装置におい
て、テストヘッドの回転主軸に固着された被駆動部材の主軸
偏心位置を上下動し、かつ、それ自体が回転主軸の回転
に伴い揺動する上下動駆動手段と、この上下動駆動手段
の上記揺動運動の水平成分である直線方向に沿って、上
記上下動駆動手段を直線移動案内する第１のリニアベア
リングと、上記上下動駆動手段の揺動運動の垂直成分で
ある直線方向に沿って、上記上下動駆動手段を直線移動
案内する第２のリニアベアリングとを設けたことを特徴
とする検査装置。
（２）第１のリニアベアリングは、上記上下動駆動手段
の真下に配置されたものである請求項（１）記載の検査
装置。
（３）被駆動部材には、テストヘッド回転時の機械的衝
撃を吸収する緩衝装置を連結したものである請求項（１
）又は（２）に記載の検査装置。