JPH0736445U - プローブ操作用マイクロマニピュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 試料に熱変形で水平度の狂いが生じても、す
べての探針が正確に試料に接触できるマニピュレータを
提供する。 【構成】 被検査体(Ｗ)を水平に支持する支持台(１)を
ケーシング(２)内に配置する。この支持台(１)に対して
水平方向で直線移動する出退子(14)の先端に複数の探針
(13)を並列に配置する。出退子(14)の駆動機構(15)をケ
ーシング(２)に対して昇降可能に構成するとともに、こ
の出退子駆動機構(15)を出退子(14)の出退方向と直交す
る水平方向に移動可能に構成する。出退子駆動機構(15)
を出退子(14)の出退方向と平行な軸芯回りに一定角度範
囲で回転揺動させるように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体製造工程で製造された半導体基板の検査装置等、試料の低温 状態での電気特性等を測定する装置に使用するプローブ操作用マニピュレータに 関する。

【０００２】

【従来技術】

低温状態での特性等を測定する装置にあっては、ケーシングを断熱構造に形成 し、外部からの入熱を遮断した状態で試料を水平姿勢に支持して冷却し、ケーシ ング外からプローブを操作することにより探針の先端を前後・左右・上下に移動 させて、探針の先端を試料に接当させるようにしていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

近年、作業効率を高めるためにプローブ出退子の先端に複数の探針を平行に配 置し、一度に多数の試料を検査するようにしたものが提供されている。このよう なプロービング装置では、試料台の水平度や探針先端の平面度は機械的に高精度 に設定することができるから、試料が試料台に正しく水平に支持されていれば一 度の操作で多数個の試料検査を同時に行うことができる。ところが、低温状態で 検査するものにあっては、熱変形で試料自体の水平度が狂うことがある。この場 合、従来のものでは、プローブの操作は平行移動だけであったことから、各探針 先端が正確に水平面内に位置していても試料に接当しない探針が生じ本来の機能 を発揮できないという問題があった。 本考案はこのような点に着目して、試料に熱変形で水平度の狂いが生じても、 すべての探針が正確に試料に接触できるマニピュレータを提供することを目的と する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために本考案は、被検査体(試料)を水平に支持する支持 台に体して水平方向で直線移動する出退子の先端に複数の探針を並列に配置し、 出退子の駆動機構をケーシングに対して昇降可能に構成するとともに、この出退 子駆動機構を出退子の出退方向と直交する水平方向に移動可能に構成し、出退子 駆動機構を出退子の出退方向と平行な軸芯回りに一定角度範囲で回転揺動させる ように構成してプローブ操作用マニピュレータとしたことを特徴としている。

【０００５】

【作用】

本考案では、探針を前後・左右・上下の三次元直線移動に加えて出退子の出退 方向と平行な軸芯回りに一定角度範囲で回転揺動可能に構成してあるから、熱変 形で水平度に狂いが生じても、その傾斜度に応じて出退子を回転揺動させること により、全部の探針を試料表面に均等に接当させることができる。

【０００６】

【実施例】

図面は本考案の実施例を示し、図１は低温測定装置の縦断面図、図２はマニピ ュレータの作動概念図、図３は要部の拡大図、図４は図３のIV−IV線矢視図であ る。 この低温測定装置は、被検査試料であるウエハ(Ｗ)を水平姿勢で支持する支持 台(１)をケーシング(２)で覆い、このケーシング(２)に極低温冷凍機(Ｒ)のコー ルドヘッド(３)をベローズ(４)を介して支持し、このコールドヘッド(３)と極低 温冷凍機(Ｒ)の圧縮機ユニット(５)とを冷媒ガス給排路(６)とで接続し、コール ドヘッド(３)の出力部分(７)を支持台(１)に熱的に接続した構造になっている。

【０００７】 そして、ケーシング(２)の両側にはプローブ操作装置(８)が配置してある。こ のプローブ操作装置(８)は、ケーシング(２)から水平方向に連出した固定基台( ９)の上面に移動基板(10)を配置し、この移動基板(10)に縦向き支持基板(11)を 立設し、この縦向き支持基板(11)に沿って昇降部材(12)を昇降移動可能に配置し 、ウエハ(Ｗ)に接触可能な探針(13)を水平姿勢で支持する出退軸(14)を水平方向 に直線移動させるマイクロメータヘッド(15)を昇降部材(12)に支持させて構成し てある。

【０００８】 そして、移動基板(10)は固定基板(９)の連出基端側部分に立設した支軸(16)に 水平揺動可能に支持されており、両基板(９)(10)の先端寄り側面に配置したマイ クロメータヘッド(17)で一定範囲にわたって揺動駆動されるようになっている。 なお、固定基板(９)の先端側にはチャンネル部材で形成した弧状のガイド部材(1 8)が固定してあり、移動部材(10)の先端部底面に支持したローラ部材(19)が嵌ま り込んで支持してある。

【０００９】 縦向き支持基板(11)と昇降部材(12)との間にはリニアガイドベアリングが装着 してあり、昇降部材(12)が円滑に昇降移動できるように形成してある。そして、 この昇降部材(12)は支持基板(11)の上端に固定したマイクロメータヘッド(20)で 昇降駆動されるようになっている。

【００１０】 また、前述の探針移動用マイクロメータヘッド(15)は昇降部材(12)に一定角度 範囲内でその軸芯周りに回転揺動可能な状態で支持してあり、このマイクロメー タヘッド(15)は昇降部材(12)に固定した回動駆動用のマイクロメータヘッド(21) で軸芯周りに回転揺動できるように構成してある。

【００１１】 図中符号(22)は昇降部材(12)とケーシング(２)との間に装着したベローズ、(2 3)はケーシング(２)の上面に形成した窓である。

【００１２】 上述のように構成したマニピュレータでは、直交座標系の三平面での移動に加 えて探針(13)を支持している出退軸(14)を出退作動させるマイクロメータヘッド (15)にその軸芯周りでの回転機能を付加したので、探針(13)を試料(Ｗ)の傾斜度 合いに応じて回動させることにより、複数の探針(13)のすべてを均等に試料表面 に接触させることができるようになる。

【００１３】 なお、上記実施例では、探針移動用マイクロメータヘッド(15)を回転揺動させ ることにより、探針(13)を試料の熱変形に基づく傾きに対応させるようにしたが 、ケーシング(２)から連出した固定基板(９)をケーシング(２)に揺動可能に支持 させて軸芯探針移動方向と平行な軸芯周りに揺動させるようにしてもよい。

【００１４】 また、探針移動用マクロメータヘッド(15)を昇降部材(12)に軸芯周りで回転揺 動可能に支持するとともに、固定基板(９)を水平面に対して傾斜可能な状態に俯 仰揺動可能に構成してもよい。このように構成すると、試料のあらゆる傾斜に対 応することができることになる。

【００１５】

【考案の効果】

本考案は、探針を前後・左右・上下の三次元直線移動に加えて出退子の出退方 向と平行な軸芯回りに一定角度範囲で回転揺動可能に構成してあるから、熱変形 で水平度に狂いが生じても、その傾斜度に応じて出退子を回転揺動させることに より、全部の探針を試料表面に均等に接当させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】低温測定装置の縦断面図である。

【図２】マニピュレータの作動概念図である。

【図３】要部の拡大図である。

【図４】図３のIV-IV線矢視図である。

【符号の説明】

１…支持台、２…ケーシング、13…探針、14…出退子、
15…出退子駆動機構(マイクロメータヘッド)、Ｗ…被検
査体(ウエハ)、Ｒ…極低温冷凍機。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体(Ｗ)を水平に支持する支持台
   (１)をケーシング(２)内に配置し、この支持台(１)に対
   して水平方向で直線移動する出退子(14)の先端に複数の
   探針(13)を並列に配置し、出退子(14)の駆動機構(15)を
   ケーシング(２)に対して昇降可能に構成するとともに、
   この出退子駆動機構(15)を出退子(14)の出退方向と直交
   する水平方向に移動可能に構成し、出退子駆動機構(15)
   を出退子(14)の出退方向と平行な軸芯回りに一定角度範
   囲で回転揺動させるように構成したプローブ操作用マイ
   クロマニピュレータ。
2. 【請求項２】 ケーシング(２)を密閉可能に構成すると
   ともに、被検査体(Ｗ)の支持台(１)を極低温冷凍機(Ｒ)
   の出力部分に熱的に接続した請求項１に記載のプローブ
   操作用マイクロマニピュレータ。
3. 【請求項３】 出退子駆動機構(15)をケーシング(２)に
   対して垂直面内の一定角度範囲で俯仰揺動可能に構成し
   た請求項１又は２に記載のプローブ操作用マイクロマニ
   ピュレータ。