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JP3781541B2 - Manual prober - Google Patents

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JP3781541B2
JP3781541B2 JP35968297A JP35968297A JP3781541B2 JP 3781541 B2 JP3781541 B2 JP 3781541B2 JP 35968297 A JP35968297 A JP 35968297A JP 35968297 A JP35968297 A JP 35968297A JP 3781541 B2 JP3781541 B2 JP 3781541B2
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勝男 安田
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ICウエハや液晶板等のように、薄板の表面に回路を構成した回路板の回路の特性試験を行う際に用いるマニュアルプローバに関し、特に薄板を支持して位置合わせを行う際の移動及び固定の操作性を向上させたマニュアルプローバのブレーキ機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、マニュアルプローバ1は、図2〜図4に示すように構成されている。
【0003】
図中の2はべース定盤である。このべース定盤2の前面(手前側)の左側にZアップレバー3が設けられている。このZアップレバー3は、後述するZ軸ベース4に摺動可能に支持されたベースプレート7を上下方向に昇降させるためのものである。
【0004】
べース定盤2上の後方(図3の右方)にはZ軸ベース4が設けられている。このZ軸ベース4は、べース定盤2から立ち上がった縦壁状に形成されている。このZ軸ベース4の前面にはZスライド板5が固着されている。このZスライド板5の両側にはZスライドガイド6が摺動可能に取り付けられている。このZスライドガイド6にベースプレート7が固定されている。これにより、ベースプレート7はZスライドガイド6及びZスライド板5を介してZ軸ベース4に昇降可能に支持されている。このベースプレート7は、べース定盤2の上方を覆って後述する探針13等を支持するためのものである。このベースプレート7の下面には、スペーサ8を介してパージ板9が設けられている。このパージ板9は、高低温測定時に、後述するチャックトップ29の上側面を覆ってこのチャックトップ29の上側面を一定温度に維持するために使用するものである。ベースプレート7の上面にはリングプレート11が固着されている。このリングプレート11は鉄系板材で構成され、マグネットが吸着できるようになっている。リングプレート11上にはマニピュレータ12が取り付けられている。このマニピュレータ12にはマグネットが内蔵され、このマグネットでマニピュレータ12がリングプレート11に固着されるようになっている。マニピュレータ12は、チャックトップ29上の半導体ウエハ20の表面に延びる探針13を支持している。ベースプレート7には切欠き穴14が設けられ、探針13はこの切欠き穴14から半導体ウエハ20の表面まで挿入される。
【0005】
Z軸ベース4の上端部には顕微鏡スキャナー17が取り付けられている。この顕微鏡スキャナー17には顕微鏡アーム18の一端が固定されている。顕微鏡アーム18の他端には顕微鏡19が取り付けられている。この顕微鏡19は顕微鏡スキャナー17によって位置の調整が行われるようになっている。
【0006】
べース定盤2の上面には、測定対象物である半導体ウエハ20を支持してべース定盤2上を移動し、測定位置で固定されるステージ部21と、このステージ部21の移動を案内するガイド機構22とが設けられている。
【0007】
ステージ部21は、際下側に位置するステージベース25と、このステージベース25の上側に位置し、Y軸方向を微調整するY微調機構26と、このY微調機構26の上側に位置し、X軸方向を微調整するX微調機構27と、X微調機構27の上側に位置し、回転方向を微調整するθ微調機構28と、このθ微調機構28の上側に位置し、その上側面に載置された半導体ウエハ20を支持するチャックトップ29とから構成されている。
【0008】
ステージベース25にはエアベアリング機構(図示せず)が組み込まれている。ステージ部21はこのエアベアリング機構によってべース定盤2上を自由に移動し得るようになっている。さらに、ステージベース25にはべースグリップ31が固定されている。このべースグリップ31は、作業者がこれを手で持ってステージ部21をべース定盤2上の任意の位置に移動させるためのものである。このべースグリップ31にはドライブハンドル32が回転可能に取り付けられている。このドライブハンドル32は、ベルト32Aを介してθ微調機構28に連結され、ドライブハンドル32を回動することにより、チャックトップ29のθ微調整ができるようになっている。さらに、べースグリップ31にはグリップスイッチ33が設けられている。このグリップスイッチ33はエアベアリング機構を制御するスイッチである。このグリップスイッチ33を押すとエアーベアリング状態になり、離すとエアーベアリング状態が解除されると共に真空引きされてステージベース25がべース定盤2に吸着されるようになっている。Y微調機構26にはY方向調整用マイクロヘッド35と、チャックトップ29上の半導体ウエハ20を吸着して固定するバキューム機構(図示せず)を操作するバキュームスイッチ36が設けられている。X微調機構27にはX方向調整用マイクロヘッド37が設けられている。半導体ウエハ20を高低温測定する場合は、チャックトップ29として温度調整機構を組み込んだホットチャック(図示せず)が搭載される。
【0009】
ガイド機構22は、Y方向ガイド部38とX方向ガイド部39と前記エアーベアリング機構とから構成されている。Y方向ガイド部38は、べース定盤2の一側部に配設されたY軸レール41と、このY軸レール41に摺動可能に取り付けられたY軸ガイド42とから構成されている。X方向ガイド部39は、一端がY方向ガイド部38のY軸ガイド42に固定され、このY軸ガイド42に支持されてY軸方向に移動するX軸レール43と、このX軸レール43の他端部に取り付けられてこの他端部を支持し、一端を支持するY軸ガイド42と相まってX軸レール43の移動を支持するガイドローラ44と、X軸レール43に摺動可能に取り付けられたX軸ガイド45とから構成されている。そして、X軸ガイド45にステージ部21のステージベース25が取り付けられ、このステージ部21のY方向への移動がY方向ガイド部38によって、X方向への移動がX方向ガイド部39によってそれぞれ案内されるようになっている。
【0010】
Y軸ガイド42及びX軸ガイド45にはブレーキ機構47が設けられている。このブレーキ機構47を備えたY軸ガイド42及びX軸ガイド45は、図5から図7に示すように構成されている。なお、Y軸ガイド42とX軸ガイド45は両方とも同じ構成になっている。
【0011】
Y軸ガイド42及びX軸ガイド45は主に、ガイド固定板51と、ガイドローラ52とから構成されている。ガイド固定板51は、ブレーキ機構47を挟み込む上側ガイド固定板51Aと下側ガイド固定板51Bとからなる。このガイド固定板51は長方形板材からなり、各レール41,43の上側に位置している。下側ガイド固定板51Bの下側には、各レール41,43を挟み込むように4つのガイドローラ52が取り付けられている。各ガイドローラ52は、その外周縁部にV溝が設けられている。また、各レール41,43の両側端部は、各ガイドローラ52のV溝に嵌合するようにV型に突起して形成されている。これにより、4つのガイドローラ52が各レール41,43を挟み込んで、各レール41,43に沿う方向の移動のみが許容されるようになっている。
【0012】
ブレーキ機構47は、上側ガイド固定板51Aと下側ガイド固定板51Bとの間に挟み込まれてこれの間でスライドするスライドブロック54と、このスライドブロック54をスライドさせる偏芯軸55と、スライドブロック54のスライドによって各レール41,43当接するブレーキパッド56とから構成されている。
【0013】
スライドブロック54は、その上下を上側ガイド固定板51Aと下側ガイド固定板51Bとで挟持された状態で左右をブロックガイド57で挟持されて、各レール41,43に直交する方向にスライドするようになっている。スライドブロック54の中央部には、偏芯軸55が挿入される楕円状の貫通穴58が設けられている。スライドブロック54の一端(図中の左端)にはスプリング挿入穴59が設けられている。このスプリング挿入穴59内にスプリング60が挿入されている。このスプリング60は、これを覆って上側ガイド固定板51Aと下側ガイド固定板51Bとの間に固定されたスプリングカバー61に支持されてスライドブロック54を付勢するようになっている。
【0014】
偏芯軸55にはブレーキレバー55Aが取り付けられている。このブレーキレバー55Aを回動することによりスライドブロック54がスプリング60に抗して一方(図5中の左方)へ摺動されるようになっている。
【0015】
ブレーキパッド56は、スライドブロック54に固定された状態で各レール41,43に臨ませて形成されている。ブレーキパッド56の各レール41,43への当接部は、各レール41,43に嵌合するように、V溝状に形成されている。
【0016】
また、必要に応じてマニュアルプローバ1全体を覆うシールドケース63が設けられる。
【0017】
以上のように構成されたマニュアルプローバ1では、次のようにして半導体ウエハ20の検査が行われる。
【0018】
シールドケース63が設けられているときには、作業者がこのシールドケース63の扉63Aを開く。
【0019】
ブレーキ機構47のブレーキレバー55Aを手で回してブレーキパッド56を各レール41,43から引き離し、ブレーキを解除する。次いで、ステージ部21のグリップスイッチ33を押してエアーベアリング状態にし、ステージ部21をガイド機構22に案内された状態で移動させる。このガイド機構22では、Y方向がY方向ガイド部38で、X方向がX方向ガイド部39でそれぞれ案内されて、ステージ部21が安定して移動する。
【0020】
これにより、ステージ部21を手元に移動させ、グリップスイッチ33を離してステージ部21のエアーベアリング状態を解除する。これにより、ステージ部21が真空引きされてべース定盤2上に固定される。この状態で、半導体ウエハ20をステージ部21のチャックトップ29に載置して、バキュームスイッチ36をオンして、半導体ウエハ20を真空引きでチャックトップ29に固定する。
【0021】
次いで、グリップスイッチ33を手で押してエアーベアリング状態にし、ステージ部21のチャックトップ29に載置した半導体ウエハ20の測定部分が顕微鏡19の直下に位置するようにステージ部21を移動させる。このとき、ステージ部21は、ガイド機構22のY方向ガイド部38とX方向ガイド部39で支持されて安定して移動する。ステージ部21の位置合わせが済んだところで、ブレーキ機構47のブレーキレバー55Aを手で回してブレーキパッド56を各レール41,43に押し付けてY軸ガイド42及びX軸ガイド45を固定する。
【0022】
次いで、顕微鏡19の対物レンズの中心がベースプレート7の切欠き穴14の中心に位置するように、顕微鏡スキャナー17で調整する。次いで、顕微鏡19の焦点を半導体ウエハ20の測定面に合わせる。このとき、半導体ウエハ20の測定位置が顕微鏡19の視野に入るように、Y方向調整用マイクロヘッド35とX方向調整用マイクロヘッド37とを回動してY方向とX方向を微調整する。さらに、ドライブハンドル32を回動してチャックトップ29のθ微調整を行う。
【0023】
高低温測定時には、チャックトップ29の温度設定を行う。低温測定の場合には、半導体ウエハ20及び探針13等の結露を防止するために、チャックトップ29とパージ板9との間に、窒素ガス又はドライエアーを充填させる。
【0024】
次いで、探針13をマニピュレータ12に取り付け、マニピュレータ12をリングプレート11上に装着する。マニピュレータ12のX・Y・Z方向の調整を行って、探針13が半導体ウエハ20の測定位置に接するように設定する。次いで、Zアップレバー3を時計周りに回動してベースプレート7を100μm程度下降させ、探針13にオーバードライブをかける。
【0025】
シールドケース63を使用している場合は、その62の扉63Aを閉める。
【0026】
次いで、測定を行う。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
近年の半導体ウエハ20のサイズの拡大に伴って装置が大型化し、ステージ部21のX方向及びY方向への移動ストロークが大きくなった。このため、ステージ部21がべース定盤2上の奥部に移動した場合には、作業者がブレーキ機構47のブレーキレバー55Aを手で回すのが難しくなった。さらに、装置の大型化に伴って、Y方向ガイド部38のY軸レール41を2本設ける必要が生じ、それに伴ってブレーキ機構47も2カ所になった。
【0028】
このように、ブレーキレバー55Aの位置が遠くなると共に数が増えるため、ステージ部21の位置合わせ時の操作性が悪くなるという問題点がある。
【0029】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、ブレーキの遠隔操作を可能して測定作業性を向上させたマニュアルプローバのブレーキ機構を提供することを目的とする。
【0030】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係るマニュアルプローバは、べース定盤と、測定対象物である薄板を支持して前記べース定盤上を自由に移動し得ると共に任意の位置でべース定盤に固定されるステージ部と、このステージ部を支持した状態でべース定盤上に設けられ、ステージ部を案内してそのX軸方向及びY軸方向への移動を安定させるガイド機構と、このガイド機構に設けられ、無操作時にステージ部のX軸方向への移動を固定するX軸方向ブレーキ機構と、前記ガイド機構に設けられ、無操作時にステージ部のY軸方向への移動を固定するY軸方向ブレーキ機構と、前記X軸方向ブレーキ機構を操作するX軸方向ブレーキ操作スイッチと、前記Y軸方向ブレーキ機構を操作するY軸方向ブレーキ操作スイッチとを備え、前記X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチを、前記ステージ部の移動中にいずれか一方のみを個別に操作できると共に両方を同時に操作できるように、一体的に設けたことを特徴とする。
【0031】
前記構成により、薄板の測定を行うときは、まずステージ部に薄板を載置する。次いで、X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチを選択的に操作して、X軸方向ブレーキ機構及びY軸方向ブレーキ機構を適宜ブレーキ解除状態にする。これにより、ステージ部を、ガイド機構に案内されて安定した状態で、X軸方向及びY軸方向へ適宜移動させる。ステージ部を所定位置まで移動させたところで、X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチの操作を停止すれば、X軸方向ブレーキ機構及びY軸方向ブレーキ機構にブレーキがかかり、ステージ部を所定位置で固定される。
【0032】
第2の発明に係るマニュアルプローバは、前記ステージ部に、このステージ部を移動させるための取っ手を設けると共に、前記X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチを、この取っ手に、互いに近接させて設け、前記X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチが、前記ステージ部の移動中に前記取っ手を持った状態でいずれか一方のみを個別に操作できると共に両方同時に操作できるようにしたことを特徴とする。
【0033】
前記構成により、ステージ部を移動させるときは、取っ手を持って行う。この取っ手を持った状態で、ステージ部を移動させながら、X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチを選択的に操作する。
【0034】
第3の発明に係るマニュアルプローバは、前記各ブレーキ機構が、前記ブレーキ操作スイッチの操作によって制御される真空又は圧力流体によって作動することを特徴とする。
【0035】
前記構成により、ブレーキ操作スイッチの操作で真空又は圧力流体を制御することにより、各ブレーキ機構が遠隔操作される。これにより、操作性が向上する。
【0036】
第4の発明に係るマニュアルプローバは、前記ステージ部にこのステージ部をべース定盤上で自由に移動させ得るエアーベアリング機構を設けたことを特徴とする。
【0037】
前記構成により、エアーベアリング機構によってステージ部を、ガイド機構に案内された状態で、自由に移動させることができる。
【0038】
第5の発明に係るマニュアルプローバは、前記エアーベアリング機構が、前記X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチのいずれか一方又は両方の操作に連動して作動することを特徴とする。
【0039】
前記構成により、X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチが選択的に操作されると、X軸方向ブレーキ機構及びY軸方向ブレーキ機構が適宜ブレーキ解除状態になって、X軸方向及びY軸方向に適宜移動できるようになる。このように、X軸方向のみ、Y軸方向のみ又はX軸方向及びY軸方向の両方への移動が可能になったときに、同時にエアーベアリング機構を作動させることで、ステージ部を任意の位置に移動させることができる。
【0040】
第6の発明に係るマニュアルプローバは、ステージ部が、X方向を微調整するX微調機構と、Y方向を微調整するY微調機構と、回転方向を微調整するθ微調機構と、前記取っ手に一体的に設けられ、前記θ微調機構に連結して微調整を行うドライブハンドルとを備えたことを特徴とする。
【0041】
前記構成により、X方向、Y方向及び回転方向を微調整して、ステージ部上の薄板を、正確に位置合わせすることができる。
【0042】
第7の発明に係るマニュアルプローバは、前記ガイド機構が、Y方向ガイド部とX方向ガイド部とからなり、Y方向ガイド部に2本のY軸レールを設けたことを特徴とする。
【0043】
前記構成により、2本のY軸レールでステージ部を案内するため、装置が大型化しても、ステージ部を安定して移動させることができる。
【0044】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るマニュアルプローバについて、添付図面を参照しながら説明する。
【0045】
[第1実施形態]
図1は本実施形態に係るマニュアルプローバを示す正面図、図8は本実施形態に係るマニュアルプローバを示す側面図、図9は本実施形態に係るマニュアルプローバを示す平面図、図10は本実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す正面断面図、図11は本実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す側面断面図、図12は図11のブレーキ機構のブレーキプレートを示す裏面図、図13はブレーキ機構の電気系及び空気圧系の回路構成図、図14は図13の回路において第1及び第2グリップスイッチを共にオンした状態を示す回路構成図、図15は図13の回路において第2グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図、図16は図13の回路において第1グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【0046】
本実施形態に係るマニュアルプローバ71は、図1,図8及び図9に示すように構成されている。マニュアルプローバ71の全体構成は前記従来のマニュアルプローバ1とほぼ同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【0047】
本実施形態のマニュアルプローバ71は従来のマニュアルプローバ1に対して全体的に大型化されている。これは、測定対象である半導体ウエハ20のサイズの拡大に伴うものである。このため、本実施形態のマニュアルプローバ71では、Y方向ガイド部72のY軸レール73を2本設けている。このY軸レール73及びX軸レール74は、断面四角形状に形成され、その両側面に案内溝75(図10及び図11参照)が設けられている。
【0048】
さらに、べース定盤2上を移動する距離(ストローク)を長くするために、ベースプレート76はZ軸ベース77の上方で支持されている。Z軸ベース77は従来のZ軸ベース4よりも高く形成されている。これにより、ステージ部21をべース定盤2上のZ軸ベース77近傍まで移動させることができるようになる。これに伴って、Zアップレバー78はZ軸ベース77の上部に設けられている。
【0049】
さらに、本実施形態では、ブレーキ操作を容易にするために、ブレーキの制御系を自動化すると共に、取っ手としてのべースグリップ31にブレーキ操作スイッチとしての第1グリップスイッチ79及び第2グリップスイッチ80を設けて、操作スイッチを集中させている。この第1グリップスイッチ79及び第2グリップスイッチ80は互いに近接させて、一体的に設けられている。これにより、作業者は、べースグリップ31を手で持った状態で、この2つのグリップスイッチ79,80の一方を選択的に、又は両方を同時に押すことができるようになっている。ブレーキ制御系は図10から図13に示すように構成されている。
【0050】
ブレーキ制御系のうちブレーキ機構81は、Y軸ガイド82及びX軸ガイド83に組み込まれている。このY軸ガイド82及びX軸ガイド83は、図10から図12に示すように構成されている。このY軸ガイド82及びX軸ガイド83は、ガイドベース85とガイド片86とから構成されている。ガイドベース85は長方体状に形成されている。このガイドベース85の下側面の4カ所にガイド片86が取り付けられている。この4つのガイド片86は、各レール73,74を挟持するように配設されている。さらに、ガイド片86の各レール73,74への当接面には、案内溝75に嵌合する凸条87が設けられている。Y軸ガイド82及びX軸ガイド83は、凸条87が案内溝75に嵌合することで、各レール73,74を安定して摺動できるようになっている。
【0051】
ガイドベース85内には、下方に開口した四角形の収納空間90が設けられている。この収納空間90はブレーキ機構81を組み込むための空間である。ブレーキ機構81は主に、収納空間90内に収納されるブレーキベース91と、このブレーキベース91の下側面に一体的に貼り付けられたブレーキプレート92と、ブレーキベース91の上側に連結されて真空でブレーキプレート92を各レール73,74の上面に吸着させる真空チューブ継ぎ手93と、ブレーキベース91の上側に固定されてブレーキベース91を上方へ付勢するガイドシャフト94と、真空チューブ継ぎ手93に接続されて選択的に真空引きを行う後述の空気圧系回路と、この空気圧系回路を制御する電気回路とから構成されている。
【0052】
ブレーキベース91とブレーキプレート92内には、各レール73,74の上面に面して開口した吸着用長穴97が設けられている。この吸着用長穴97は各レール73,74の長手方向に沿って2つ並行して設けられている。ブレーキベース91内には、2つの吸着用長穴97を連通する袋穴98が設けられている。なお、99は袋穴98を塞ぐ閉塞栓である。袋穴98には真空チューブ継ぎ手93が連通されている。ブレーキプレート92は、各レール73,74の上側面に当接することでその摩擦によって、Y軸ガイド82及びX軸ガイド83を各レール73,74に固定するためのものである。このブレーキプレート92の材料としては、ポリテトラフルオロエチレン(テフロン)やゴム等の合成樹脂が、用途に応じて用いられる。
【0053】
真空チューブ継ぎ手93は、ガイドベース85の挿入穴85Aに摺動可能に挿入され、ブレーキベース91の上下動に連動して上下動するようになっている。この真空チューブ継ぎ手93には真空チューブ101が接続されている。この真空チューブ101は後述する空気圧系回路に接続されている。
【0054】
ガイドシャフト94はガイドベース85に2本設けられている。ガイドベース85のうち、真空チューブ継ぎ手93が挿入される挿入穴85Aの両側には、ガイドシャフト94を摺動可能に挿入する挿入穴85Bがそれぞれ設けられている。この2つの挿入穴85Bにガイドシャフト94が摺動可能に挿入され、ブレーキベース91の上下動に連動して上下動するようになっている。ガイドシャフト94の上端には、フランジ状に拡径して形成されたスプリング受け94Aが設けられている。ガイドシャフト94には圧縮スプリング102が設けられている。この圧縮スプリング102は、ガイドベース85に反力をとってスプリング受け94Aを押圧することで、ガイドシャフト94を上方に付勢している。これにより、ブレーキプレート92が各レール73,74から離れて僅かな隙間を保つようになっている。この状態で、真空チューブ継ぎ手93を介して真空引きされると、吸着用長穴97を介してブレーキプレート92が各レール73,74に吸着されるようになっている。
【0055】
真空チューブ101は空気圧系回路に接続されている。この空気圧系回路は図13に示すようになっている。全体は3つの電磁弁105,106,107によって制御されている。
【0056】
第1電磁弁105は3方切換弁によって構成されている。この第1電磁弁105のうち常時開いている第1通路105Aはステージ部21のエアーベアリング機構108に接続され、圧縮空気の供給又は真空引きが適宜選択的に行われるようになっている。第2通路105Bはコンプレッサ等の圧縮空気供給源(図示せず)に接続され、第1電磁弁105に圧縮空気が供給されている。第3通路105Cは真空ポンプ等の真空供給源(図示せず)に接続され、第1電磁弁105に負圧が供給されている。この第1電磁弁105は、電源111に接続されて作動することで、第1通路105Aと第3通路105Cが連通された状態から、第3通路105Cを閉じて、第1通路105Aと第2通路105Bとを接続するようになっている。これにより、ステージ部21のエアーベアリング機構108に圧縮空気が供給されて、ステージ部21がロック状態からエアーベアリング状態に切り換わる。
【0057】
第2電磁弁106は、常時開いている第1通路106Aと選択的に開閉される第2通路106Bとを有する。第1通路106Aは2つのY軸ガイド82の各ブレーキ機構81Aにそれぞれ接続されている。第2通路106Bは真空供給源に接続されている。この第2電磁弁106は、電源111に接続されて作動することで、第1通路106Aと第2通路106Bとを遮断して、真空引きによりロックされていた各ブレーキ機構81Aのブレーキを解除するようになっている。これにより、ステージ部21がY軸方向に自由に移動し得るようになる。
【0058】
第3電磁弁107は、常時開いている第1通路107Aと選択的に開閉される第2通路107Bとを有する。第1通路107AはX軸ガイド83のブレーキ機構81Bに接続されている。第2通路107Bは真空供給源に接続されている。この第3電磁弁107は、電源111に接続されて作動することで、第1通路107Aと第2通路107Bとを遮断して、真空引きによりロックされていたブレーキ機構81Bのブレーキを解除するようになっている。これにより、ステージ部21がX軸方向に自由に移動し得るようになる。
【0059】
一方、電気回路は次のようになっている。第1電磁弁105のコイル105Dは、電源111と2系統の回路で接続されている。即ち、第1グリップスイッチ79とダイオード112とを介して電源111に接続された第1系統と、第2グリップスイッチ80とダイオード113とを介して電源111に接続された第2系統とから構成されている。これにより、第1グリップスイッチ79及び第2グリップスイッチ80のいずれをオンしても第1電磁弁105が作動するようになっている。
【0060】
第2電磁弁106のコイル106Cは、第1グリップスイッチ79を介して電源111に接続されている。これにより、第1グリップスイッチ79をオンすることで、第1電磁弁105と共に第2電磁弁106が作動するようになっている。
【0061】
第3電磁弁107のコイル107Cは、第2グリップスイッチ80を介して電源111に接続されている。これにより、第2グリップスイッチ80をオンすることで、第1電磁弁105と共に第3電磁弁107が作動するようになっている。
【0062】
このように、グリップスイッチ79,80を操作することにより、各電磁弁105,106,107が作動して真空または圧縮空気の供給が制御され、ブレーキ機構81及びエアーベアリング機構108が遠隔操作されるようになっている。
【0063】
[動作]
以上のように構成されたマニュアルプローバ71では、次のようにして半導体ウエハ20の検査が行われる。なお、全体動作は前述した従来のマニュアルプローバ1とほぼ同様である。
【0064】
シールドケース63が設けられているときには、作業者がこのシールドケース63の扉63Aを開く。
【0065】
ブレーキ機構81の第1グリップスイッチ79及び第2グリップスイッチ80を作業者が手で押さない状態では、3つの電磁弁105,106,107がすべて停止している。これにより、図13に示すように、Y軸ガイド82とX軸ガイド83の3つのブレーキ機構81がロック状態、エアーベアリング機構108がべース定盤2に吸着した状態になって、ステージ部21がべース定盤2上に固定されている。作業者はこの状態で、第1グリップスイッチ79及び第2グリップスイッチ80の両方を片手で同時に押す。これにより、図14の状態に移行する。即ち、第1電磁弁105が作動してエアーベアリング機構108に圧縮空気が供給され、ステージ部21のステージベース25がエアーベアリング状態になる。さらに、第2電磁弁106と第3電磁弁107が作動して3つのブレーキ機構81のブレーキがすべて解除される。作業者は、2つのグリップスイッチ79,80を押したままステージ部21をガイド機構22に案内された状態でY軸方向とX軸方向に適宜移動させる。
【0066】
ステージ部21を手元に移動させて2つのグリップスイッチ79,80を離すと、瞬時に図13の状態に戻って3つのブレーキ機構81のすべてが真空引きされてロックされる。さらに、エアーベアリング機構108も真空引きされて、ステージベース25をべース定盤2に吸着させる。これにより、ステージ部21がべース定盤2上に固定される。この状態で、半導体ウエハ20をステージ部21のチャックトップ29に載置して、半導体ウエハ20をチャックトップ29に固定させる。
【0067】
次いで、2つのグリップスイッチ79,80を選択的に押してステージ部21を任意の位置に移動させる。具体的には、2つのグリップスイッチ79,80の両方を押して前述した図14の状態にして、ステージ部21をY軸ガイド82及びX軸ガイド83にそれぞれ案内された状態でY軸方向及びX軸方向に適宜移動させる。
【0068】
また、第2グリップスイッチ80のみを押して第1電磁弁105及び第3電磁弁107を作動させる。これにより、図15に示すように、ステージ部21のステージベース25のエアーベアリング機構108に圧縮空気が供給されてエアーベアリング状態になると共に、X軸ガイド83のブレーキ機構81Bの真空引きが停止されてロック解除状態になる。Y軸ガイド82の2つのブレーキ機構81Aはロック状態に維持される。これにより、ステージ部21をX軸ガイド83に案内された状態でX軸方向に適宜移動させる。
【0069】
さらに、第1グリップスイッチ79のみを押して第1電磁弁105及び第2電磁弁106を作動させる。これにより、図16に示すように、ステージ部21のステージベース25のエアーベアリング機構108に圧縮空気が供給されてエアーベアリング状態になると共に、Y軸ガイド82の各ブレーキ機構81Aの真空引きが停止されてロック解除状態になる。X軸ガイド83のブレーキ機構81Bはロック状態に維持される。これにより、ステージ部21をY軸ガイド82に案内された状態でY軸方向に適宜移動させる。
【0070】
これにより、ステージ部21のチャックトップ29に載置した半導体ウエハ20の測定部分が顕微鏡19の直下に位置するようにステージ部21を移動させる。
【0071】
ステージ部21の位置合わせが済んだところで、第1グリップスイッチ79及び第2グリップスイッチ80から手を離す。これにより、瞬時に図13の状態に戻って3つのブレーキ機構81のすべてが真空引きされてロックされる。さらに、エアーベアリング機構108も真空引きされて、ステージベース25をべース定盤2に吸着させる。これにより、ステージ部21がべース定盤2上に固定される。
【0072】
次いで、前述した従来のマニュアルプローバ1の場合と同様に、微調整して探針13を半導体ウエハ20の測定位置に接触させて、測定を行う。
【0073】
[効果]
以上のように、ステージ部21を移動させる際の操作を、2つのスイッチ(第1グリップスイッチ79と第2グリップスイッチ80)だけで可能にすると共に、この2つのスイッチ79,80をべースグリップ31に集中させて設けたので、ステージ部21を移動させて行う半導体ウエハ20の位置合わせが極めて容易になる。
【0074】
この結果、半導体ウエハ20のサイズの拡大に伴ってマニュアルプローバ71が大型化した場合でも、ステージ部21の位置合わせ作業を容易に行うことができ、半導体ウエハ20の測定作業性が大幅に向上する。
【0075】
[第2実施形態]
次の本発明の第2実施形態について添付図面を参照して説明する。図17は第2実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す正面断面図、図18は図17のブレーキ機構の電気系及び空気圧系の回路構成図、図19は図18の回路において第1及び第2グリップスイッチを共にオンした状態を示す回路構成図、図20は図18の回路において第2グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図、図21は図18の回路において第1グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【0076】
本実施形態に係るマニュアルプローバの全体構成は、前記第1実施形態のマニュアルプローバ71とほぼ同様であるため、その説明を省略する。本実施形態に係るマニュアルプローバの特徴は、ブレーキ機構122を圧縮空気によって作動させる点にある。
【0077】
ブレーキ機構122が組み込まれるY軸ガイド82及びX軸ガイド83は、前記第1実施形態と同様に構成されている。また、ブレーキベース91、ブレーキプレート92及びガイドシャフト94も前記第1実施形態と同様である。そして、本実施形態では、真空チューブ継ぎ手93の代わりにエアシリンダ123が設けられている。このエアシリンダ123がガイドベース85に固定されている。このエアシリンダ123のピストンロッド124がガイドベース85の挿入穴85Aから挿入されて、ブレーキベース91に固定されている。エアシリンダ123は、エアチューブ125を介して空気圧系回路に接続されている。
【0078】
空気圧系回路は図18に示すようになっている。この空気圧系回路の全体構成は、前記第1実施形態の空気圧系回路とほぼ同様である。このため、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【0079】
本実施形態に空気圧系回路では、第1電磁弁105の第2通路105B、第2電磁弁106の第2通路106B及び第3電磁弁107の第2通路107Bがそれぞれ圧縮空気供給源に接続されている。そして、第1電磁弁105の第3通路105Cのみが真空供給源に接続されている。
【0080】
電気回路は第1実施形態の電気回路と同様である。
【0081】
[動作]
以上のように構成されたマニュアルプローバでは、次のようにして半導体ウエハ20の検査が行われる。なお、全体的な動作は前記第1実施形態と同様である。
【0082】
ブレーキ機構122の第1グリップスイッチ79及び第2グリップスイッチ80を作業者が手で押さない状態では、3つの電磁弁105,106,107がすべて停止している。これにより、図18に示すように、3つのブレーキ機構122にそれぞれ圧縮空気が供給され、エアシリンダ123のピストンロッド124が突出して、ブレーキプレート92がレール73,74に押圧されてロック状態になっている。エアーベアリング機構108は真空引きされてべース定盤2に吸着した状態になっている。これにより、ステージ部21がべース定盤2上に固定されている。
【0083】
作業者はこの状態で、第1グリップスイッチ79及び第2グリップスイッチ80の両方を片手で同時に押す。これにより、図19の状態に移行する。即ち、第1電磁弁105が作動してエアーベアリング機構108に圧縮空気が供給され、ステージ部21のステージベース25がエアーベアリング状態になる。さらに、第2電磁弁106と第3電磁弁107が作動して圧縮空気の供給が停止されて、3つのブレーキ機構122のブレーキがすべて解除される。作業者は、2つのグリップスイッチ79,80を押したままステージ部21をガイド機構22に案内された状態でY軸方向とX軸方向に適宜移動させる。
【0084】
ステージ部21を手元に移動させて2つのグリップスイッチ79,80を離すと、瞬時に図18の状態に戻って3つのブレーキ機構122のすべてが圧縮空気の供給によりロックされる。さらに、エアーベアリング機構108も真空引きされて、ステージベース25をべース定盤2に吸着させる。これにより、ステージ部21がべース定盤2上に固定される。この状態で、半導体ウエハ20をステージ部21のチャックトップ29に載置して、半導体ウエハ20をチャックトップ29に固定させる。
【0085】
次いで、2つのグリップスイッチ79,80を選択的に押してステージ部21を任意の位置に移動させる。具体的には、2つのグリップスイッチ79,80の両方を押して前述した図19の状態にして、ステージ部21をY軸ガイド82及びX軸ガイド83にそれぞれ案内された状態でY軸方向及びX軸方向に適宜移動させる。
【0086】
また、第2グリップスイッチ80のみを押して第1電磁弁105及び第3電磁弁107を作動させる。これにより、図20に示すように、エアーベアリング機構108に圧縮空気が供給されてエアーベアリング状態になると共に、X軸ガイド83のブレーキ機構122Bへの圧縮空気の供給が停止されてロック解除状態になる。Y軸ガイド82の2つのブレーキ機構122Aはロック状態に維持される。これにより、ステージ部21をX軸ガイド83に案内された状態でX軸方向に適宜移動させる。
【0087】
さらに、第1グリップスイッチ79のみを押して第1電磁弁105及び第2電磁弁106を作動させる。これにより、図21に示すように、エアーベアリング機構108に圧縮空気が供給されてエアーベアリング状態になると共に、Y軸ガイド82の各ブレーキ機構122Aへの圧縮空気の供給が停止されてロック解除状態になる。X軸ガイド83のブレーキ機構122Bはロック状態に維持される。これにより、ステージ部21をY軸ガイド82に案内された状態でY軸方向に適宜移動させる。
【0088】
これにより、ステージ部21のチャックトップ29に載置した半導体ウエハ20の測定部分が顕微鏡19の直下に位置するようにステージ部21を移動させる。
【0089】
ステージ部21の位置合わせが済んだところで、第1グリップスイッチ79及び第2グリップスイッチ80から手を離す。これにより、瞬時に図18の状態に戻って3つのブレーキ機構122のすべてがロックされる。さらに、エアーベアリング機構108もべース定盤2に吸着される。これにより、ステージ部21がべース定盤2上に固定される。
【0090】
次いで、前述した従来のマニュアルプローバ1の場合と同様に、微調整して探針13を半導体ウエハ20の測定位置に接触させて、測定を行う。
【0091】
[効果]
この場合も、前記第1実施形態と同様に、ステージ部21を移動させて行う半導体ウエハ20の位置合わせが極めて容易になる。
【0092】
この結果、半導体ウエハ20のサイズの拡大に伴ってマニュアルプローバ71が大型化した場合でも、ステージ部21の位置合わせ作業を容易に行うことができ、半導体ウエハ20の測定作業性が大幅に向上する。
【0093】
[変形例]
(1) 前記実施形態では、ステージ部21の移動を案内するガイド機構22を、レール73,74と、ガイド82,83と、ステージ部21に組み込んだエアーベアリング機構108とによって構成したが、スライダがレール上をスライドするガイドレールのみによってガイド機構22を構成してもよい。この場合、Y軸方向に2本のレールを配設し、各レール上のスライダにX軸方向にレールを掛け渡して、このレール上のスライダにステージ部21を固定することになる。
【0094】
この場合も、前記同様の作用、効果を奏することができる。
【0095】
(2) 前記第2実施形態では、エアシリンダ123を作動させる手段として圧縮空気を用いたが、油圧等の他の流体を用いてもよい。
【0096】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、次のような効果を奏する。
【0097】
ステージ部を移動させる際の操作を2つのスイッチだけで可能にすると共に、各スイッチをステージ部の移動中に個別にでも両方同時にでも操作できるように、一体的に設けたので、ステージ部を移動させて行う薄板の位置合わせが極めて容易になる。
【0098】
この結果、薄板のサイズの拡大に伴ってマニュアルプローバが大型化した場合でも、ステージ部の位置合わせ作業を容易に行うことができ、薄板の測定作業性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るマニュアルプローバを示す正面図である。
【図2】従来のマニュアルプローバを示す正面図である。
【図3】従来のマニュアルプローバを示す側面図である。
【図4】従来のマニュアルプローバを示す平面図である。
【図5】従来のマニュアルプローバのブレーキ機構を示す平面断面図である。
【図6】従来のマニュアルプローバのブレーキ機構を示す側面断面図である。
【図7】図6のブレーキ機構の作動状態を示す側面断面図である。
【図8】本発明の第1実施形態に係るマニュアルプローバを示す側面図である。
【図9】本発明の第1実施形態に係るマニュアルプローバを示す平面図である。
【図10】本発明の第1実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す正面断面図である。
【図11】本発明の第1実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す側面断面図である。
【図12】図11のブレーキ機構のブレーキプレートを示す裏面図である。
【図13】図11のブレーキ機構の電気系及び空気圧系の回路構成図である。
【図14】図13の回路において第1及び第2グリップスイッチを共にオンした状態を示す回路構成図である。
【図15】図13の回路において第2グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【図16】図13の回路において第1グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【図17】本発明の第2実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す正面断面図である。
【図18】図17のブレーキ機構の電気系及び空気圧系の回路構成図である。
【図19】図18の回路において第1及び第2グリップスイッチを共にオンした状態を示す回路構成図である。
【図20】図18の回路において第2グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【図21】図18の回路において第1グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【符号の説明】
2:べース定盤、20:半導体ウエハ、21:ステージ部、31:べースグリップ、32:ドライブハンドル、71:マニュアルプローバ、72:Y方向ガイド部、73:Y軸レール、74:X軸レール、75:案内溝、76:ベースプレート、77:Z軸ベース、78:Zアップレバー、79:第1グリップスイッチ、80:第2グリップスイッチ、81:ブレーキ機構、82:Y軸ガイド、83:X軸ガイド、85:ガイドベース、86:ガイド片、90:収納空間、92:ブレーキベース、92:ブレーキプレート、93:真空チューブ継ぎ手、94:ガイドシャフト、97:吸着用長穴、98:袋穴、101:真空チューブ、102:圧縮スプリング、105:第1電磁弁、106:第2電磁弁、107:第3電磁弁、108:エアーベアリング機構、111:電源、122:ブレーキ機構、123:エアシリンダ、124:ピストンロッド、125:エアチューブ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manual prober used when performing a circuit characteristic test of a circuit board in which a circuit is formed on the surface of a thin plate such as an IC wafer or a liquid crystal plate, and particularly when positioning is performed while supporting the thin plate. The present invention relates to a brake mechanism for a manual prober with improved operability of movement and fixation.
[0002]
[Prior art]
Generally, the manual prober 1 is configured as shown in FIGS.
[0003]
2 in the figure is a base surface plate. A Z-up lever 3 is provided on the left side of the front surface (front side) of the base surface plate 2. The Z-up lever 3 is for raising and lowering a base plate 7 slidably supported on a Z-axis base 4 described later.
[0004]
A Z-axis base 4 is provided behind the base surface plate 2 (right side in FIG. 3). The Z-axis base 4 is formed in a vertical wall shape rising from the base surface plate 2. A Z slide plate 5 is fixed to the front surface of the Z-axis base 4. Z slide guides 6 are slidably attached to both sides of the Z slide plate 5. A base plate 7 is fixed to the Z slide guide 6. Thereby, the base plate 7 is supported by the Z-axis base 4 through the Z slide guide 6 and the Z slide plate 5 so as to be movable up and down. This base plate 7 covers the upper part of the base surface plate 2 and supports a probe 13 and the like which will be described later. A purge plate 9 is provided on the lower surface of the base plate 7 via a spacer 8. The purge plate 9 is used to cover an upper side surface of a chuck top 29 (to be described later) and maintain the upper side surface of the chuck top 29 at a constant temperature during high / low temperature measurement. A ring plate 11 is fixed to the upper surface of the base plate 7. The ring plate 11 is made of an iron-based plate material and can attract a magnet. A manipulator 12 is attached on the ring plate 11. A magnet is built in the manipulator 12, and the manipulator 12 is fixed to the ring plate 11 with this magnet. The manipulator 12 supports a probe 13 extending on the surface of the semiconductor wafer 20 on the chuck top 29. The base plate 7 is provided with a notch hole 14, and the probe 13 is inserted from the notch hole 14 to the surface of the semiconductor wafer 20.
[0005]
A microscope scanner 17 is attached to the upper end portion of the Z-axis base 4. One end of a microscope arm 18 is fixed to the microscope scanner 17. A microscope 19 is attached to the other end of the microscope arm 18. The position of the microscope 19 is adjusted by a microscope scanner 17.
[0006]
On the upper surface of the base surface plate 2, a stage portion 21 that supports the semiconductor wafer 20 as a measurement object and moves on the base surface plate 2 and is fixed at the measurement position; A guide mechanism 22 for guiding the movement is provided.
[0007]
The stage unit 21 is positioned above the stage base 25, located above the stage base 25, a Y fine adjustment mechanism 26 that finely adjusts the Y-axis direction, and an upper side of the Y fine adjustment mechanism 26. An X fine adjustment mechanism 27 that finely adjusts the X-axis direction, a θ fine adjustment mechanism 28 that finely adjusts the rotation direction, and a θ fine adjustment mechanism 28 that finely adjusts the rotation direction. The chuck top 29 is configured to support the semiconductor wafer 20 placed thereon.
[0008]
An air bearing mechanism (not shown) is incorporated in the stage base 25. The stage portion 21 can freely move on the base surface plate 2 by this air bearing mechanism. Further, a base grip 31 is fixed to the stage base 25. The base grip 31 is for an operator to hold the hand grip 31 and move the stage unit 21 to an arbitrary position on the base surface plate 2. A drive handle 32 is rotatably attached to the base grip 31. This drive handle 32 is connected to the θ fine adjustment mechanism 28 via a belt 32A, and by rotating the drive handle 32, θ fine adjustment of the chuck top 29 can be performed. Further, the base grip 31 is provided with a grip switch 33. The grip switch 33 is a switch that controls the air bearing mechanism. When the grip switch 33 is pressed, the air bearing state is established. When the grip switch 33 is released, the air bearing state is released, and the stage base 25 is attracted to the base plate 2 by being evacuated. The Y fine adjustment mechanism 26 is provided with a Y-direction adjusting microhead 35 and a vacuum switch 36 for operating a vacuum mechanism (not shown) for attracting and fixing the semiconductor wafer 20 on the chuck top 29. The X fine adjustment mechanism 27 is provided with an X direction adjusting microhead 37. When measuring the semiconductor wafer 20 at high and low temperatures, a hot chuck (not shown) incorporating a temperature adjustment mechanism is mounted as the chuck top 29.
[0009]
The guide mechanism 22 includes a Y-direction guide portion 38, an X-direction guide portion 39, and the air bearing mechanism. The Y-direction guide portion 38 is composed of a Y-axis rail 41 disposed on one side of the base surface plate 2 and a Y-axis guide 42 slidably attached to the Y-axis rail 41. Yes. One end of the X-direction guide portion 39 is fixed to the Y-axis guide 42 of the Y-direction guide portion 38, and the X-axis rail 43 that is supported by the Y-axis guide 42 and moves in the Y-axis direction; A guide roller 44 that is attached to the other end portion to support the other end portion and supports the movement of the X-axis rail 43 together with a Y-axis guide 42 that supports one end, and is slidably attached to the X-axis rail 43. And an X-axis guide 45. The stage base 25 of the stage unit 21 is attached to the X-axis guide 45, and the movement of the stage unit 21 in the Y direction is guided by the Y direction guide unit 38, and the movement in the X direction is guided by the X direction guide unit 39, respectively. It has come to be.
[0010]
A brake mechanism 47 is provided on the Y-axis guide 42 and the X-axis guide 45. The Y-axis guide 42 and the X-axis guide 45 provided with the brake mechanism 47 are configured as shown in FIGS. Both the Y-axis guide 42 and the X-axis guide 45 have the same configuration.
[0011]
The Y-axis guide 42 and the X-axis guide 45 are mainly composed of a guide fixing plate 51 and a guide roller 52. The guide fixing plate 51 includes an upper guide fixing plate 51A and a lower guide fixing plate 51B that sandwich the brake mechanism 47. The guide fixing plate 51 is made of a rectangular plate and is located above the rails 41 and 43. Four guide rollers 52 are attached below the lower guide fixing plate 51B so as to sandwich the rails 41 and 43, respectively. Each guide roller 52 is provided with a V-groove on its outer peripheral edge. Further, both end portions of the rails 41 and 43 are formed in a V shape so as to be fitted into the V grooves of the respective guide rollers 52. Thus, the four guide rollers 52 sandwich the rails 41 and 43 so that only movement in the direction along the rails 41 and 43 is allowed.
[0012]
The brake mechanism 47 includes a slide block 54 that is sandwiched between and slides between the upper guide fixing plate 51A and the lower guide fixing plate 51B, an eccentric shaft 55 that slides the slide block 54, and a slide block. The brake pads 56 are in contact with the rails 41 and 43 by 54 slides.
[0013]
The slide block 54 is sandwiched between the upper and lower guide fixing plates 51 </ b> A and the lower guide fixing plate 51 </ b> B and is sandwiched between the left and right block guides 57, and slides in a direction perpendicular to the rails 41 and 43. It has become. An elliptical through hole 58 into which the eccentric shaft 55 is inserted is provided at the center of the slide block 54. A spring insertion hole 59 is provided at one end (left end in the figure) of the slide block 54. A spring 60 is inserted into the spring insertion hole 59. The spring 60 covers the spring 60 and is supported by a spring cover 61 fixed between the upper guide fixing plate 51A and the lower guide fixing plate 51B to urge the slide block 54.
[0014]
A brake lever 55 </ b> A is attached to the eccentric shaft 55. By rotating the brake lever 55A, the slide block 54 is slid to one side (left side in FIG. 5) against the spring 60.
[0015]
The brake pad 56 is formed facing the rails 41 and 43 while being fixed to the slide block 54. The contact portion of the brake pad 56 with respect to the rails 41 and 43 is formed in a V-groove shape so as to be fitted to the rails 41 and 43.
[0016]
Further, a shield case 63 that covers the entire manual prober 1 is provided as necessary.
[0017]
In the manual prober 1 configured as described above, the semiconductor wafer 20 is inspected as follows.
[0018]
When the shield case 63 is provided, the operator opens the door 63A of the shield case 63.
[0019]
The brake lever 55A of the brake mechanism 47 is turned by hand to pull the brake pad 56 away from the rails 41 and 43 to release the brake. Next, the grip switch 33 of the stage unit 21 is pressed to enter the air bearing state, and the stage unit 21 is moved while being guided by the guide mechanism 22. In this guide mechanism 22, the Y direction is guided by the Y direction guide portion 38 and the X direction is guided by the X direction guide portion 39, and the stage portion 21 moves stably.
[0020]
Thereby, the stage part 21 is moved to the hand, the grip switch 33 is released, and the air bearing state of the stage part 21 is released. Thereby, the stage part 21 is evacuated and fixed on the base surface plate 2. In this state, the semiconductor wafer 20 is placed on the chuck top 29 of the stage unit 21, the vacuum switch 36 is turned on, and the semiconductor wafer 20 is fixed to the chuck top 29 by evacuation.
[0021]
Next, the grip switch 33 is pushed by hand to bring it into an air bearing state, and the stage unit 21 is moved so that the measurement portion of the semiconductor wafer 20 placed on the chuck top 29 of the stage unit 21 is positioned directly below the microscope 19. At this time, the stage unit 21 is supported by the Y-direction guide unit 38 and the X-direction guide unit 39 of the guide mechanism 22 and moves stably. When the positioning of the stage portion 21 is completed, the brake lever 55A of the brake mechanism 47 is turned by hand to press the brake pad 56 against the rails 41 and 43 to fix the Y-axis guide 42 and the X-axis guide 45.
[0022]
Next, the microscope scanner 17 adjusts so that the center of the objective lens of the microscope 19 is positioned at the center of the cutout hole 14 of the base plate 7. Next, the microscope 19 is focused on the measurement surface of the semiconductor wafer 20. At this time, the Y-direction adjusting microhead 35 and the X-direction adjusting microhead 37 are rotated to finely adjust the Y-direction and the X-direction so that the measurement position of the semiconductor wafer 20 falls within the field of view of the microscope 19. Further, the drive handle 32 is rotated to finely adjust the θ of the chuck top 29.
[0023]
At the time of high / low temperature measurement, the temperature of the chuck top 29 is set. In the case of low temperature measurement, nitrogen gas or dry air is filled between the chuck top 29 and the purge plate 9 in order to prevent condensation on the semiconductor wafer 20 and the probe 13 and the like.
[0024]
Next, the probe 13 is attached to the manipulator 12, and the manipulator 12 is mounted on the ring plate 11. Adjustment of the manipulator 12 in the X, Y, and Z directions is performed so that the probe 13 is in contact with the measurement position of the semiconductor wafer 20. Next, the Z-up lever 3 is rotated clockwise to lower the base plate 7 by about 100 μm, and the probe 13 is overdriven.
[0025]
When the shield case 63 is used, the door 63A of the 62 is closed.
[0026]
Next, measurement is performed.
[0027]
[Problems to be solved by the invention]
As the size of the semiconductor wafer 20 has increased in recent years, the size of the apparatus has increased, and the movement stroke of the stage portion 21 in the X and Y directions has increased. For this reason, when the stage part 21 moves to the inner part on the base platen 2, it is difficult for the operator to manually turn the brake lever 55A of the brake mechanism 47. Furthermore, with the increase in size of the apparatus, it is necessary to provide two Y-axis rails 41 of the Y-direction guide portion 38, and accordingly, the brake mechanisms 47 are also provided at two places.
[0028]
As described above, since the number of the brake lever 55A increases as the position of the brake lever 55 increases, there is a problem in that the operability at the time of aligning the stage portion 21 is deteriorated.
[0029]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a brake mechanism for a manual prober that can be remotely operated to improve measurement workability.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
A manual prober according to a first aspect of the present invention provides a base surface plate and a thin plate that is an object to be measured, and can freely move on the base surface plate and at any position. A stage portion fixed to the base plate, a guide mechanism that is provided on the base plate with the stage portion supported, and that guides the stage portion and stabilizes movement in the X-axis direction and the Y-axis direction, The guide mechanism is provided with an X-axis direction brake mechanism that fixes the movement of the stage portion in the X-axis direction when there is no operation, and the guide mechanism is provided with a fixed movement of the stage portion in the Y-axis direction when there is no operation. A Y-axis direction brake mechanism, an X-axis direction brake operation switch for operating the X-axis direction brake mechanism, and a Y-axis direction brake operation switch for operating the Y-axis direction brake mechanism. Axial break An operation switch, wherein both so that can be operated simultaneously with can be operated individually only one during the movement of the stage, characterized in that integrally provided.
[0031]
With the above configuration, when measuring a thin plate, the thin plate is first placed on the stage portion. Next, the X-axis direction brake mechanism and the Y-axis direction brake mechanism are appropriately operated by selectively operating the X-axis direction and Y-axis direction brake operation switches. Accordingly, the stage unit is appropriately moved in the X-axis direction and the Y-axis direction while being guided by the guide mechanism and being stable. If the operation of the X-axis direction and Y-axis direction brake operation switch is stopped when the stage unit is moved to the predetermined position, the brake is applied to the X-axis direction brake mechanism and the Y-axis direction brake mechanism, and the stage unit is moved to the predetermined position. Fixed.
[0032]
A manual prober according to a second aspect of the present invention is provided with a handle for moving the stage portion on the stage portion, and the X-axis direction and Y-axis direction brake operation switches are provided close to the handle. The X-axis direction and Y-axis direction brake operation switches are configured such that only one of them can be operated individually while holding the handle while the stage unit is moving, and both can be operated simultaneously. .
[0033]
With the above configuration, the stage portion is moved by holding the handle. While holding the handle, the X-axis direction and Y-axis direction brake operation switches are selectively operated while moving the stage portion.
[0034]
A manual prober according to a third aspect of the present invention is characterized in that each of the brake mechanisms is operated by a vacuum or pressure fluid controlled by operation of the brake operation switch.
[0035]
With the above configuration, each brake mechanism is remotely operated by controlling the vacuum or pressure fluid by operating the brake operation switch. Thereby, operability is improved.
[0036]
A manual prober according to a fourth aspect of the invention is characterized in that an air bearing mechanism capable of freely moving the stage portion on a base surface plate is provided in the stage portion.
[0037]
With this configuration, the stage portion can be freely moved by the air bearing mechanism while being guided by the guide mechanism.
[0038]
A manual prober according to a fifth aspect of the invention is characterized in that the air bearing mechanism operates in conjunction with the operation of one or both of the X-axis direction and Y-axis direction brake operation switches.
[0039]
With the above configuration, when the X-axis direction and Y-axis direction brake operation switches are selectively operated, the X-axis direction brake mechanism and the Y-axis direction brake mechanism are appropriately brought into a brake release state, and the X-axis direction and the Y-axis direction It will be possible to move appropriately. In this way, when movement in only the X-axis direction, only in the Y-axis direction, or both in the X-axis direction and the Y-axis direction becomes possible, the stage portion can be moved to an arbitrary position by simultaneously operating the air bearing mechanism. Can be moved to.
[0040]
In the manual prober according to a sixth aspect of the invention, the stage unit has an X fine adjustment mechanism for fine adjustment of the X direction, a Y fine adjustment mechanism for fine adjustment of the Y direction, a θ fine adjustment mechanism for fine adjustment of the rotation direction, and the handle. And a drive handle which is provided integrally and is connected to the θ fine adjustment mechanism to perform fine adjustment.
[0041]
With the above-described configuration, the thin plate on the stage unit can be accurately aligned by finely adjusting the X direction, the Y direction, and the rotation direction.
[0042]
A manual prober according to a seventh aspect of the invention is characterized in that the guide mechanism includes a Y-direction guide portion and an X-direction guide portion, and two Y-axis rails are provided in the Y-direction guide portion.
[0043]
With the above configuration, the stage unit is guided by the two Y-axis rails, so that the stage unit can be stably moved even when the apparatus is enlarged.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a manual prober according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0045]
[First Embodiment]
1 is a front view showing a manual prober according to this embodiment, FIG. 8 is a side view showing the manual prober according to this embodiment, FIG. 9 is a plan view showing the manual prober according to this embodiment, and FIG. 10 is this embodiment. 11 is a front sectional view showing the brake mechanism of the manual prober according to the embodiment, FIG. 11 is a side sectional view showing the brake mechanism of the manual prober according to this embodiment, and FIG. 12 is a rear view showing the brake plate of the brake mechanism of FIG. 13 is a circuit configuration diagram of an electric system and a pneumatic system of the brake mechanism, FIG. 14 is a circuit configuration diagram showing a state where both the first and second grip switches are turned on in the circuit of FIG. 13, and FIG. 15 is a circuit configuration diagram of FIG. FIG. 16 is a circuit diagram showing a state in which the 2 grip switch is turned on. FIG. 16 is a circuit diagram showing a state in which the first grip switch is turned on in the circuit in FIG. It is a block diagram.
[0046]
The manual prober 71 according to the present embodiment is configured as shown in FIGS. Since the entire configuration of the manual prober 71 is substantially the same as that of the conventional manual prober 1, the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0047]
The manual prober 71 of the present embodiment is generally larger than the conventional manual prober 1. This is due to the increase in the size of the semiconductor wafer 20 to be measured. For this reason, in the manual prober 71 of this embodiment, the two Y-axis rails 73 of the Y direction guide part 72 are provided. The Y-axis rail 73 and the X-axis rail 74 are formed in a quadrangular cross section, and guide grooves 75 (see FIGS. 10 and 11) are provided on both side surfaces thereof.
[0048]
Further, the base plate 76 is supported above the Z-axis base 77 in order to increase the distance (stroke) to move on the base surface plate 2. The Z-axis base 77 is formed higher than the conventional Z-axis base 4. Thereby, the stage unit 21 can be moved to the vicinity of the Z-axis base 77 on the base surface plate 2. Along with this, the Z-up lever 78 is provided on the upper portion of the Z-axis base 77.
[0049]
Furthermore, in this embodiment, in order to facilitate the brake operation, the brake control system is automated, and the first grip switch 79 and the second grip switch 80 as the brake operation switches are provided on the base grip 31 as the handle. The operation switches are concentrated. The first grip switch 79 and the second grip switch 80 are provided integrally in close proximity to each other. As a result, the operator can selectively press one of the two grip switches 79 and 80 or both at the same time while holding the base grip 31 by hand. The brake control system is configured as shown in FIGS.
[0050]
Of the brake control system, the brake mechanism 81 is incorporated in the Y-axis guide 82 and the X-axis guide 83. The Y-axis guide 82 and the X-axis guide 83 are configured as shown in FIGS. The Y-axis guide 82 and the X-axis guide 83 are composed of a guide base 85 and a guide piece 86. The guide base 85 is formed in a rectangular shape. Guide pieces 86 are attached to four locations on the lower surface of the guide base 85. The four guide pieces 86 are arranged so as to sandwich the rails 73 and 74. Further, on the contact surface of the guide piece 86 with the rails 73 and 74, a ridge 87 that fits into the guide groove 75 is provided. The Y-axis guide 82 and the X-axis guide 83 are configured so that the rails 73 and 74 can be slid stably by fitting the protrusions 87 into the guide grooves 75.
[0051]
A rectangular storage space 90 that opens downward is provided in the guide base 85. The storage space 90 is a space for incorporating the brake mechanism 81. The brake mechanism 81 is mainly connected to a brake base 91 housed in the housing space 90, a brake plate 92 attached integrally to the lower surface of the brake base 91, and an upper side of the brake base 91 so as to be vacuumed. The vacuum tube joint 93 for attracting the brake plate 92 to the upper surfaces of the rails 73 and 74, the guide shaft 94 fixed to the upper side of the brake base 91 and biasing the brake base 91 upward, and the vacuum tube joint 93 are connected. Thus, a pneumatic system circuit described later for selectively evacuating and an electric circuit for controlling the pneumatic system circuit are included.
[0052]
In the brake base 91 and the brake plate 92, there are provided suction long holes 97 that open on the upper surfaces of the rails 73 and 74, respectively. Two long holes 97 for suction are provided in parallel along the longitudinal direction of the rails 73 and 74. In the brake base 91, a bag hole 98 that communicates the two suction long holes 97 is provided. Reference numeral 99 denotes a blocking plug that closes the bag hole 98. A vacuum tube joint 93 is communicated with the bag hole 98. The brake plate 92 is used to fix the Y-axis guide 82 and the X-axis guide 83 to the rails 73 and 74 by abutting against the upper side surfaces of the rails 73 and 74 and by friction thereof. As a material of the brake plate 92, a synthetic resin such as polytetrafluoroethylene (Teflon) or rubber is used depending on the application.
[0053]
The vacuum tube joint 93 is slidably inserted into the insertion hole 85 </ b> A of the guide base 85, and moves up and down in conjunction with the vertical movement of the brake base 91. A vacuum tube 101 is connected to the vacuum tube joint 93. The vacuum tube 101 is connected to a pneumatic circuit described later.
[0054]
Two guide shafts 94 are provided on the guide base 85. Insertion holes 85B into which the guide shaft 94 is slidably inserted are provided on both sides of the insertion hole 85A in which the vacuum tube joint 93 is inserted in the guide base 85. The guide shaft 94 is slidably inserted into the two insertion holes 85B, and moves up and down in conjunction with the up and down movement of the brake base 91. At the upper end of the guide shaft 94, there is provided a spring receiver 94A that is formed in a flange-like diameter. A compression spring 102 is provided on the guide shaft 94. The compression spring 102 urges the guide shaft 94 upward by pressing the spring receiver 94A by applying a reaction force to the guide base 85. As a result, the brake plate 92 is separated from the rails 73 and 74 to maintain a slight gap. In this state, when a vacuum is drawn through the vacuum tube joint 93, the brake plate 92 is sucked to the rails 73 and 74 through the suction long holes 97.
[0055]
The vacuum tube 101 is connected to a pneumatic circuit. This pneumatic circuit is as shown in FIG. The whole is controlled by three solenoid valves 105, 106 and 107.
[0056]
The first solenoid valve 105 is constituted by a three-way switching valve. The first passage 105A that is always open in the first electromagnetic valve 105 is connected to the air bearing mechanism 108 of the stage portion 21 so that supply of compressed air or evacuation is selectively performed as appropriate. The second passage 105 </ b> B is connected to a compressed air supply source (not shown) such as a compressor, and compressed air is supplied to the first electromagnetic valve 105. The third passage 105 </ b> C is connected to a vacuum supply source (not shown) such as a vacuum pump, and negative pressure is supplied to the first electromagnetic valve 105. The first solenoid valve 105 is connected to the power source 111 and operates to close the third passage 105C from the state in which the first passage 105A and the third passage 105C are in communication with each other. The passage 105B is connected. Thereby, compressed air is supplied to the air bearing mechanism 108 of the stage part 21, and the stage part 21 switches from a locked state to an air bearing state.
[0057]
The second solenoid valve 106 has a first passage 106A that is always open and a second passage 106B that is selectively opened and closed. The first passage 106A is connected to each brake mechanism 81A of the two Y-axis guides 82. The second passage 106B is connected to a vacuum supply source. The second solenoid valve 106 is connected to the power source 111 and operates to shut off the first passage 106A and the second passage 106B and release the brakes of the brake mechanisms 81A that have been locked by evacuation. It is like that. As a result, the stage unit 21 can freely move in the Y-axis direction.
[0058]
The third solenoid valve 107 has a first passage 107A that is always open and a second passage 107B that is selectively opened and closed. The first passage 107A is connected to the brake mechanism 81B of the X-axis guide 83. The second passage 107B is connected to a vacuum supply source. The third solenoid valve 107 is connected to the power source 111 and operates to shut off the first passage 107A and the second passage 107B and release the brake of the brake mechanism 81B that has been locked by evacuation. It has become. As a result, the stage unit 21 can freely move in the X-axis direction.
[0059]
On the other hand, the electric circuit is as follows. The coil 105 </ b> D of the first electromagnetic valve 105 is connected to the power source 111 through two systems of circuits. That is, it is composed of a first system connected to the power supply 111 via the first grip switch 79 and the diode 112, and a second system connected to the power supply 111 via the second grip switch 80 and the diode 113. ing. As a result, the first electromagnetic valve 105 operates regardless of which of the first grip switch 79 and the second grip switch 80 is turned on.
[0060]
The coil 106 </ b> C of the second electromagnetic valve 106 is connected to the power source 111 via the first grip switch 79. Accordingly, the second electromagnetic valve 106 is operated together with the first electromagnetic valve 105 by turning on the first grip switch 79.
[0061]
The coil 107 </ b> C of the third electromagnetic valve 107 is connected to the power source 111 via the second grip switch 80. Accordingly, the third electromagnetic valve 107 is operated together with the first electromagnetic valve 105 by turning on the second grip switch 80.
[0062]
Thus, by operating the grip switches 79 and 80, the solenoid valves 105, 106, and 107 are operated to control the supply of vacuum or compressed air, and the brake mechanism 81 and the air bearing mechanism 108 are remotely operated. It is like that.
[0063]
[Operation]
In the manual prober 71 configured as described above, the semiconductor wafer 20 is inspected as follows. The overall operation is almost the same as that of the conventional manual prober 1 described above.
[0064]
When the shield case 63 is provided, the operator opens the door 63A of the shield case 63.
[0065]
In a state where the operator does not press the first grip switch 79 and the second grip switch 80 of the brake mechanism 81 by hand, all the three solenoid valves 105, 106, 107 are stopped. As a result, as shown in FIG. 13, the three brake mechanisms 81 of the Y-axis guide 82 and the X-axis guide 83 are in the locked state, and the air bearing mechanism 108 is attracted to the base platen 2, and the stage portion 21 is fixed on the base surface plate 2. In this state, the operator presses both the first grip switch 79 and the second grip switch 80 simultaneously with one hand. As a result, the state shown in FIG. 14 is entered. In other words, the first electromagnetic valve 105 is activated to supply compressed air to the air bearing mechanism 108, and the stage base 25 of the stage portion 21 is in an air bearing state. Further, the second electromagnetic valve 106 and the third electromagnetic valve 107 are operated, and all the brakes of the three brake mechanisms 81 are released. The operator appropriately moves the stage unit 21 in the Y-axis direction and the X-axis direction while being guided by the guide mechanism 22 while pressing the two grip switches 79 and 80.
[0066]
When the stage unit 21 is moved to the hand and the two grip switches 79 and 80 are released, the state instantly returns to the state shown in FIG. 13 and all the three brake mechanisms 81 are evacuated and locked. Further, the air bearing mechanism 108 is also evacuated, and the stage base 25 is attracted to the base surface plate 2. Thereby, the stage part 21 is fixed on the base surface plate 2. In this state, the semiconductor wafer 20 is placed on the chuck top 29 of the stage unit 21, and the semiconductor wafer 20 is fixed to the chuck top 29.
[0067]
Next, the two grip switches 79 and 80 are selectively pressed to move the stage unit 21 to an arbitrary position. Specifically, both the two grip switches 79 and 80 are pressed to the state shown in FIG. 14, and the stage portion 21 is guided by the Y-axis guide 82 and the X-axis guide 83, respectively. Move appropriately in the axial direction.
[0068]
Further, only the second grip switch 80 is pressed to operate the first solenoid valve 105 and the third solenoid valve 107. As a result, as shown in FIG. 15, compressed air is supplied to the air bearing mechanism 108 of the stage base 25 of the stage portion 21 to enter the air bearing state, and the evacuation of the brake mechanism 81B of the X-axis guide 83 is stopped. To unlock. The two brake mechanisms 81A of the Y-axis guide 82 are maintained in a locked state. Thus, the stage unit 21 is appropriately moved in the X-axis direction while being guided by the X-axis guide 83.
[0069]
Further, only the first grip switch 79 is pressed to operate the first electromagnetic valve 105 and the second electromagnetic valve 106. As a result, as shown in FIG. 16, compressed air is supplied to the air bearing mechanism 108 of the stage base 25 of the stage portion 21 to enter the air bearing state, and the evacuation of each brake mechanism 81A of the Y-axis guide 82 is stopped. Will be unlocked. The brake mechanism 81B of the X-axis guide 83 is maintained in the locked state. Accordingly, the stage unit 21 is appropriately moved in the Y-axis direction while being guided by the Y-axis guide 82.
[0070]
As a result, the stage unit 21 is moved so that the measurement portion of the semiconductor wafer 20 placed on the chuck top 29 of the stage unit 21 is positioned directly below the microscope 19.
[0071]
When the positioning of the stage portion 21 is completed, the hands are released from the first grip switch 79 and the second grip switch 80. As a result, the state instantly returns to the state of FIG. 13 and all the three brake mechanisms 81 are evacuated and locked. Further, the air bearing mechanism 108 is also evacuated, and the stage base 25 is attracted to the base surface plate 2. Thereby, the stage part 21 is fixed on the base surface plate 2.
[0072]
Next, as in the case of the conventional manual prober 1 described above, fine adjustment is performed and the probe 13 is brought into contact with the measurement position of the semiconductor wafer 20 for measurement.
[0073]
[effect]
As described above, the operation for moving the stage unit 21 can be performed with only two switches (the first grip switch 79 and the second grip switch 80), and the two switches 79 and 80 are used as the base grip 31. Therefore, it is very easy to align the semiconductor wafer 20 by moving the stage portion 21.
[0074]
As a result, even when the manual prober 71 increases in size as the size of the semiconductor wafer 20 increases, the positioning operation of the stage portion 21 can be easily performed, and the measurement workability of the semiconductor wafer 20 is greatly improved. .
[0075]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 17 is a front sectional view showing a brake mechanism of a manual prober according to the second embodiment, FIG. 18 is a circuit configuration diagram of an electric system and a pneumatic system of the brake mechanism of FIG. 17, and FIG. FIG. 20 is a circuit configuration diagram showing a state in which the second grip switch is turned on in the circuit of FIG. 18, and FIG. 21 is a circuit configuration diagram showing the state in which the second grip switch is turned on. It is a circuit block diagram which shows the state turned on.
[0076]
Since the overall configuration of the manual prober according to the present embodiment is substantially the same as the manual prober 71 of the first embodiment, the description thereof is omitted. The feature of the manual prober according to the present embodiment is that the brake mechanism 122 is operated by compressed air.
[0077]
The Y-axis guide 82 and the X-axis guide 83 in which the brake mechanism 122 is incorporated are configured in the same manner as in the first embodiment. The brake base 91, the brake plate 92, and the guide shaft 94 are the same as those in the first embodiment. In this embodiment, an air cylinder 123 is provided instead of the vacuum tube joint 93. The air cylinder 123 is fixed to the guide base 85. The piston rod 124 of the air cylinder 123 is inserted from the insertion hole 85 </ b> A of the guide base 85 and is fixed to the brake base 91. The air cylinder 123 is connected to a pneumatic system circuit via an air tube 125.
[0078]
The pneumatic circuit is as shown in FIG. The overall configuration of the pneumatic system circuit is substantially the same as the pneumatic system circuit of the first embodiment. For this reason, the same code | symbol is attached | subjected to the same member and the description is abbreviate | omitted.
[0079]
In the pneumatic system circuit according to the present embodiment, the second passage 105B of the first electromagnetic valve 105, the second passage 106B of the second electromagnetic valve 106, and the second passage 107B of the third electromagnetic valve 107 are connected to a compressed air supply source, respectively. ing. Only the third passage 105C of the first electromagnetic valve 105 is connected to the vacuum supply source.
[0080]
The electric circuit is the same as that of the first embodiment.
[0081]
[Operation]
In the manual prober configured as described above, the semiconductor wafer 20 is inspected as follows. The overall operation is the same as in the first embodiment.
[0082]
In a state where the operator does not press the first grip switch 79 and the second grip switch 80 of the brake mechanism 122 by hand, all the three solenoid valves 105, 106, 107 are stopped. As a result, as shown in FIG. 18, compressed air is supplied to the three brake mechanisms 122, the piston rod 124 of the air cylinder 123 protrudes, and the brake plate 92 is pressed against the rails 73 and 74 to be locked. ing. The air bearing mechanism 108 is evacuated and adsorbed to the base surface plate 2. Thereby, the stage part 21 is fixed on the base surface plate 2.
[0083]
In this state, the operator presses both the first grip switch 79 and the second grip switch 80 simultaneously with one hand. As a result, the state shown in FIG. 19 is entered. In other words, the first electromagnetic valve 105 is activated to supply compressed air to the air bearing mechanism 108, and the stage base 25 of the stage portion 21 is in an air bearing state. Further, the second electromagnetic valve 106 and the third electromagnetic valve 107 are operated to stop the supply of compressed air, and all the brakes of the three brake mechanisms 122 are released. The operator appropriately moves the stage unit 21 in the Y-axis direction and the X-axis direction while being guided by the guide mechanism 22 while pressing the two grip switches 79 and 80.
[0084]
When the stage unit 21 is moved to the hand and the two grip switches 79 and 80 are released, the state instantly returns to the state shown in FIG. 18 and all the three brake mechanisms 122 are locked by the supply of compressed air. Further, the air bearing mechanism 108 is also evacuated, and the stage base 25 is attracted to the base surface plate 2. Thereby, the stage part 21 is fixed on the base surface plate 2. In this state, the semiconductor wafer 20 is placed on the chuck top 29 of the stage unit 21, and the semiconductor wafer 20 is fixed to the chuck top 29.
[0085]
Next, the two grip switches 79 and 80 are selectively pressed to move the stage unit 21 to an arbitrary position. Specifically, both of the two grip switches 79 and 80 are pressed to the state shown in FIG. 19 described above, and the stage portion 21 is guided by the Y-axis guide 82 and the X-axis guide 83, respectively, Move appropriately in the axial direction.
[0086]
Further, only the second grip switch 80 is pressed to operate the first solenoid valve 105 and the third solenoid valve 107. As a result, as shown in FIG. 20, compressed air is supplied to the air bearing mechanism 108 to enter the air bearing state, and the supply of compressed air to the brake mechanism 122B of the X-axis guide 83 is stopped to enter the unlocked state. Become. The two brake mechanisms 122A of the Y-axis guide 82 are maintained in a locked state. Thus, the stage unit 21 is appropriately moved in the X-axis direction while being guided by the X-axis guide 83.
[0087]
Further, only the first grip switch 79 is pressed to operate the first electromagnetic valve 105 and the second electromagnetic valve 106. As a result, as shown in FIG. 21, compressed air is supplied to the air bearing mechanism 108 to be in an air bearing state, and supply of compressed air to each brake mechanism 122A of the Y-axis guide 82 is stopped and unlocked. become. The brake mechanism 122B of the X-axis guide 83 is maintained in the locked state. Accordingly, the stage unit 21 is appropriately moved in the Y-axis direction while being guided by the Y-axis guide 82.
[0088]
As a result, the stage unit 21 is moved so that the measurement portion of the semiconductor wafer 20 placed on the chuck top 29 of the stage unit 21 is positioned directly below the microscope 19.
[0089]
When the positioning of the stage portion 21 is completed, the hands are released from the first grip switch 79 and the second grip switch 80. Thereby, it returns to the state of FIG. 18 instantly, and all the three brake mechanisms 122 are locked. Further, the air bearing mechanism 108 is also attracted to the base surface plate 2. Thereby, the stage part 21 is fixed on the base surface plate 2.
[0090]
Next, as in the case of the conventional manual prober 1 described above, fine adjustment is performed and the probe 13 is brought into contact with the measurement position of the semiconductor wafer 20 for measurement.
[0091]
[effect]
Also in this case, as in the first embodiment, the alignment of the semiconductor wafer 20 performed by moving the stage portion 21 becomes extremely easy.
[0092]
As a result, even when the manual prober 71 increases in size as the size of the semiconductor wafer 20 increases, the positioning operation of the stage portion 21 can be easily performed, and the measurement workability of the semiconductor wafer 20 is greatly improved. .
[0093]
[Modification]
(1) In the above embodiment, the guide mechanism 22 for guiding the movement of the stage portion 21 is configured by the rails 73 and 74, the guides 82 and 83, and the air bearing mechanism 108 incorporated in the stage portion 21, but the slider Alternatively, the guide mechanism 22 may be configured by only the guide rail that slides on the rail. In this case, two rails are arranged in the Y-axis direction, the rails are laid over the sliders on the rails in the X-axis direction, and the stage portion 21 is fixed to the sliders on the rails.
[0094]
Also in this case, the same operations and effects as described above can be achieved.
[0095]
(2) In the second embodiment, compressed air is used as means for operating the air cylinder 123, but other fluids such as hydraulic pressure may be used.
[0096]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0097]
The stage part can be moved with only two switches, and each switch can be operated individually or simultaneously while moving the stage part. This makes it very easy to align the thin plate.
[0098]
As a result, even when the manual prober is enlarged with the increase in the size of the thin plate, the positioning operation of the stage portion can be easily performed, and the measurement workability of the thin plate is greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a manual prober according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a conventional manual prober.
FIG. 3 is a side view showing a conventional manual prober.
FIG. 4 is a plan view showing a conventional manual prober.
FIG. 5 is a plan sectional view showing a brake mechanism of a conventional manual prober.
FIG. 6 is a side sectional view showing a brake mechanism of a conventional manual prober.
7 is a side cross-sectional view showing an operating state of the brake mechanism of FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a side view showing the manual prober according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a manual prober according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a front sectional view showing the brake mechanism of the manual prober according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a side sectional view showing the brake mechanism of the manual prober according to the first embodiment of the present invention.
12 is a rear view showing a brake plate of the brake mechanism of FIG. 11. FIG.
13 is a circuit configuration diagram of an electric system and a pneumatic system of the brake mechanism of FIG. 11. FIG.
14 is a circuit configuration diagram showing a state in which both the first and second grip switches are turned on in the circuit of FIG. 13;
15 is a circuit configuration diagram showing a state in which a second grip switch is turned on in the circuit of FIG. 13;
16 is a circuit configuration diagram showing a state in which a first grip switch is turned on in the circuit of FIG.
FIG. 17 is a front sectional view showing a brake mechanism of a manual prober according to a second embodiment of the present invention.
18 is a circuit configuration diagram of an electric system and a pneumatic system of the brake mechanism of FIG. 17;
FIG. 19 is a circuit configuration diagram showing a state in which both the first and second grip switches are turned on in the circuit of FIG. 18;
20 is a circuit configuration diagram showing a state in which a second grip switch is turned on in the circuit of FIG.
21 is a circuit configuration diagram showing a state in which the first grip switch is turned on in the circuit of FIG. 18;
[Explanation of symbols]
2: Base platen, 20: Semiconductor wafer, 21: Stage part, 31: Base grip, 32: Drive handle, 71: Manual prober, 72: Y direction guide part, 73: Y axis rail, 74: X axis Rail, 75: guide groove, 76: base plate, 77: Z-axis base, 78: Z-up lever, 79: first grip switch, 80: second grip switch, 81: brake mechanism, 82: Y-axis guide, 83: X-axis guide, 85: guide base, 86: guide piece, 90: storage space, 92: brake base, 92: brake plate, 93: vacuum tube joint, 94: guide shaft, 97: oblong hole for suction, 98: bag Hole: 101: Vacuum tube, 102: Compression spring, 105: First solenoid valve, 106: Second solenoid valve, 107: Third solenoid valve, 108: Air Bearing mechanism, 111: power supply, 122: brake mechanism, 123: air cylinder, 124: piston rod, 125: air tube.

Claims (7)

べース定盤と、
測定対象物である薄板を支持して前記べース定盤上を自由に移動し得ると共に任意の位置でべース定盤に固定されるステージ部と、
このステージ部を支持した状態でべース定盤上に設けられ、ステージ部を案内してそのX軸方向及びY軸方向への移動を安定させるガイド機構と、
このガイド機構に設けられ、無操作時にステージ部のX軸方向への移動を固定するX軸方向ブレーキ機構と、
前記ガイド機構に設けられ、無操作時にステージ部のY軸方向への移動を固定するY軸方向ブレーキ機構と、
前記X軸方向ブレーキ機構を操作するX軸方向ブレーキ操作スイッチと、
前記Y軸方向ブレーキ機構を操作するY軸方向ブレーキ操作スイッチとを備え、
前記X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチを、前記ステージ部の移動中にいずれか一方のみを個別に操作できると共に両方を同時に操作できるように、一体的に設けたことを特徴とするマニュアルプローバ。
A base plate,
A stage part that supports a thin plate as a measurement object and can freely move on the base platen and is fixed to the base platen at an arbitrary position;
A guide mechanism which is provided on the base surface plate in a state where the stage portion is supported, and which guides the stage portion and stabilizes movement in the X-axis direction and the Y-axis direction;
An X-axis direction brake mechanism that is provided in the guide mechanism and fixes the movement of the stage portion in the X-axis direction when there is no operation;
A Y-axis direction brake mechanism that is provided in the guide mechanism and fixes the movement of the stage portion in the Y-axis direction when there is no operation;
An X-axis direction brake operation switch for operating the X-axis direction brake mechanism;
A Y-axis direction brake operation switch for operating the Y-axis direction brake mechanism,
The manual prober characterized in that the X-axis direction and Y-axis direction brake operation switches are integrally provided so that only one of them can be individually operated and both can be operated simultaneously while the stage is moving. .
請求項1に記載のマニュアルプローバにおいて、
前記ステージ部に、このステージ部を移動させるための取っ手を設けると共に、前記X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチを、この取っ手に、互いに近接させて設け、
前記X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチが、前記ステージ部の移動中に前記取っ手を持った状態でいずれか一方のみを個別に操作できると共に両方同時に操作できるようにしたことを特徴とするマニュアルプローバ。
In the manual prober according to claim 1,
In addition to providing a handle for moving the stage unit on the stage unit, the X-axis direction and Y-axis direction brake operation switches are provided close to the handle,
The X-axis direction and Y-axis direction brake operation switches can be operated individually and simultaneously while holding the handle while the stage unit is moving. Prober.
請求項1又は2に記載のマニュアルプローバにおいて、
前記各ブレーキ機構が、前記ブレーキ操作スイッチの操作によって制御される真空又は圧力流体によって作動することを特徴とするマニュアルプローバ。
In the manual prober according to claim 1 or 2,
Each of the brake mechanisms is operated by a vacuum or pressure fluid controlled by operation of the brake operation switch.
請求項1乃至3のいずれかに記載のマニュアルプローバにおいて、
前記ステージ部にこのステージ部をべース定盤上で自由に移動させ得るエアーベアリング機構を設けたことを特徴とするマニュアルプローバ。
The manual prober according to any one of claims 1 to 3,
A manual prober characterized in that an air bearing mechanism capable of freely moving the stage part on a base surface plate is provided in the stage part.
請求項4に記載のマニュアルプローバにおいて、
前記エアーベアリング機構が、前記X軸方向及びY軸方向ブレーキ操作スイッチのいずれか一方又は両方の操作に連動して作動することを特徴とするマニュアルプローバ。
In the manual prober according to claim 4,
The manual prober, wherein the air bearing mechanism is operated in conjunction with the operation of one or both of the X-axis direction and Y-axis direction brake operation switches.
請求項1乃至5のいずれかに記載のマニュアルプローバにおいて、
前記ステージ部が、
X方向を微調整するX微調機構と、
Y方向を微調整するY微調機構と、
回転方向を微調整するθ微調機構と、
前記取っ手に一体的に設けられ、前記θ微調機構に連結して微調整を行うドライブハンドルと
を備えたことを特徴とするマニュアルプローバ。
The manual prober according to any one of claims 1 to 5,
The stage part is
An X fine adjustment mechanism for finely adjusting the X direction;
A Y fine adjustment mechanism for finely adjusting the Y direction;
A θ fine adjustment mechanism for finely adjusting the rotation direction;
A manual prober provided with a drive handle that is provided integrally with the handle and performs fine adjustment by coupling to the θ fine adjustment mechanism.
請求項1乃至6のいずれかに記載のマニュアルプローバにおいて、
前記ガイド機構が、Y方向ガイド部とX方向ガイド部とからなり、Y方向ガイド部に2本のY軸レールを設けたことを特徴とするマニュアルプローバ。
The manual prober according to any one of claims 1 to 6,
A manual prober, wherein the guide mechanism comprises a Y-direction guide portion and an X-direction guide portion, and two Y-axis rails are provided in the Y-direction guide portion.
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