(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ装置本体内に移動可能に配設され且つカードホルダ付きプローブカードの搬送に利用する載置台と、この載置台上に支持されたアダプタとを備え、上記プローブ装置本体内の所定位置に上記カードホルダ付きプローブカードを着脱する際に上記カードホルダ付きプローブカードを上記アダプタ上に搭載して搬送する装置であって、上記アダプタは、アダプタ本体と、上記アダプタ本体に形成された孔と、上記孔に装着された板バネと、上記板バネに立設されて上記孔において揺動自在に構成され且つ上記カードホルダの孔と嵌合する位置決めピンを備え、且つ、上記位置決めピンは球状の先端部を有することを特徴とするプローブカード搬送装置。
【請求項２】
上記孔に上記位置決めピンの傾斜を制限する手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード搬送装置。
【請求項３】
上記板バネに複数のスリットを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプローブカード搬送装置。
【請求項４】
上記複数のスリットは径を異にする複数の円形状スリットからなり、且つ各円形状スリットが異なる箇所で複数に分断されていることを特徴とする請求項３に記載のプローブカード搬送装置。
【請求項５】
被接合体と接合体をピン結合する際に用いられるアダプタであって、上記アダプタは、アダプタ本体と、上記アダプタ本体に形成された孔と、上記孔に装着された板バネと、上記板バネに立設されて上記孔において揺動自在に構成され且つ上記接合体の孔と嵌合する位置決めピンを備え、且つ、上記位置決めピンは球状の先端部を有することを特徴とするアダプタ。
【請求項６】
上記孔に上記位置決めピンの傾斜を制限する手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載のアダプタ。
【請求項７】
上記板バネに複数のスリットを設けたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のアダプタ。
【請求項８】
上記複数のスリットは径を異にする複数の円形状スリットからなり、且つ各円形状スリットが異なる箇所で複数に分断されていることを特徴とする請求項７に記載のアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブカード搬送装置及びアダプタに関し、更に詳しくはプローブ装置本体の所定位置に対してプローブカードを確実に着脱できるようにプローブカードを搬送するプローブカード搬送装置及びこのプローブカード搬送装置に好適に用いられるアダプタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プローブカード搬送装置（以下、単に「カード搬送装置」と称す。）は、プローブ装置本体に対してプローブカードを着脱する際に用いられる。従来のこの種のカード搬送装置としては本出願人が例えば特開２００１−２４０３９号において提案した図４に示すものがある。このプローブ装置は、図４の（ａ）に示すように、プローバ室１内でＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動可能に配設され且つ被検査体であるウエハを載置する載置台（ウエハチャック）２と、このウエハチャック２の上方でヘッドプレート３の略中央孔３Ａに固定されたクランプ機構４と、このクランプ機構４に対してカードホルダ５を介して着脱可能に保持されたプローブカード６とを備えている。プローバ室１には図示しないローダ室が隣接し、このローダ室からプローバ室１内のウエハチャック２でウエハを受け取る。プローバ室１内ではウエハチャック２がＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動する間にアライメント機構（図示せず）を介してウエハとプローブカード６のプローブ針６Ａとのアライメントを行った後、ウエハのインデックス送りを行いながらウエハの電気的特性検査を実行する。
【０００３】
而して、カード搬送装置は、図４の（ａ）に示すように、プローバ室１内でＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動可能なウエハチャック２と、このウエハチャック２との間でカードホルダ付きのプローブカード６を受け渡す受け渡し機構７とを備えている。
【０００４】
また、受け渡し機構７は、図４の（ａ）に示すように、カードホルダ付きのプローブカード６を着脱自在に保持するアダプタ８と、このアダプタ８を着脱自在に保持するように先端部が二股に分かれたフォーク状のアーム９と、このアーム９を矢印Ａ方向に押し込むとプローブカード６を受け渡し位置まで移動案内する一対のガイドレール１０と、これらのガイドレール１０が固定されたアーム支持体１１とを備え、アーム９とウエハチャック２に装着されたアダプタ支持体１２との間でプローブカード６を搭載したアダプタ８の受け渡しを行なう。
【０００５】
次に、プローブカード６を着脱する時のクランプ機構４、カードホルダ５及びアダプタ８の関係について図４の（ｂ）に基づいて説明する。クランプ機構４には例えば２本の第１位置決めピン４Ａが固定されていると共にカードホルダ５には２本の第１位置決めピン４Ａに対応する第１の孔５Ａが形成されている。また、アダプタ８には例えば２本の第２位置決めピン８Ａが立設されていると共にカードホルダ５には２本の第２位置決めピン８Ａに対応する第２の孔５Ｂが形成されている。そして、カード搬送装置を用いてプローブカード６をクランプ機構４に装着する場合には、カード搬送装置を介してクランプ機構４の真下まで搬送した後、ウエハチャック２が上昇すると、第１の位置決めピン４Ａと第１の孔５Ａが嵌合してクランプ機構４とカードホルダ５が接合する。その後、クランプ機構４でプローブカード６をプローブ装置本体側に固定する。尚、図４の（ａ）において、１３は受け渡す受け渡し機構７を矢印Ｂと反対方向に折り畳んで収納する収納部である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４の（ａ）に示すウエハチャック２によるプローブカード６とクランプ機構４との間で位置合わせに誤差が生じたり、各機械要素が熱膨張したり、あるいは経年変化したりすると、図４の（ｂ）に示すようにクランプ機構４の第１位置決めピン４Ａとカードホルダ５の第１の孔５Ａの軸心間に位置ずれが生じるため、このままウエハチャック２が上昇してプローブカード６をクランプ機構４側に押し付けると、カードホルダ５とクランプ機構４が接合するまでに第１の孔５Ａと第１位置決めピン４Ａの間に過大な応力が作用し、極端な場合にはこの応力でクランプ機構４やプローブカード６等を損傷する虞があった。このような問題はアダプタを用いて接合体と被接合体をピン結合する場合にも生じる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、互いにピン結合するカードホルダ（接合体）とクランプ機構（被接合体）との間に位置ずれがあってもピン結合部に過大な応力が作用することがなくこれら両者を円滑且つ確実に接合することができるプローブカード搬送装置及びアダプタを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のプローブカード搬送装置は、プローブ装置本体内に移動可能に配設され且つカードホルダ付きプローブカードの搬送に利用する載置台と、この載置台上に支持されたアダプタとを備え、上記プローブ装置本体内の所定位置に上記カードホルダ付きプローブカードを着脱する際に上記カードホルダ付きプローブカードを上記アダプタ上に搭載して搬送する装置であって、上記アダプタは、アダプタ本体と、上記アダプタ本体に形成された孔と、上記孔に装着された板バネと、上記板バネに立設されて上記孔において揺動自在に構成され且つ上記カードホルダの孔と嵌合する位置決めピンを備え、且つ、上記位置決めピンは球状の先端部を有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載のプローブカード搬送装置は、請求項１に記載の発明において、上記孔に上記位置決めピンの傾斜を制限する手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載のプローブカード搬送装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記板バネに複数のスリットを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載のプローブカード搬送装置は、請求項３に記載の発明において、上記複数のスリットは径を異にする複数の円形状スリットからなり、且つ各円形状スリットが異なる箇所で複数に分断されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項５に記載のアダプタは、被接合体と接合体をピン結合する際に用いられるアダプタであって、上記アダプタは、アダプタ本体と、上記アダプタ本体に形成された孔と、上記孔に装着された板バネと、上記板バネに立設されて上記孔において揺動自在に構成され且つ上記接合体の孔と嵌合する位置決めピンを備え、且つ、上記位置決めピンは球状の先端部を有することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載のアダプタは、請求項５に記載の発明において、上記孔に上記位置決めピンの傾斜を制限する手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項７に記載のアダプタは、請求項５または請求項６に記載の発明において、上記板バネに複数のスリットを設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項８に記載のアダプタは、請求項７に記載の発明において、上記複数のスリットは径を異にする複数の円形状スリットからなり、且つ各円形状スリットが異なる箇所で複数に分断されていることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
本実施形態のカード搬送装置５０は、図１の（ａ）に示すように、プローブ装置本体（プローバ室）５１内にＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動可能に配設され且つカードホルダ付きプローブカード５２の搬送に利用する載置台（ウエハチャック）５３と、このウエハチャック５３とプローバ室５１の外側との間でカードホルダ付きプローブカード５２を搬送するアーム（図示せず）とを備え、アームとウエハチャック５３が協働してアダプタ５４に搭載されたカードホルダ付きプローブカード５２を搬送し、カードホルダ付きプローブカード５２をクランプ機構５５に装着する。この際にクランプ機構５５の第１位置決めピン５５Ａがカードホルダ５６の第１の孔５６Ａに嵌入する。
【００１９】
また、図示してないが、本実施形態のアダプタ本体５４は、特開２００１−２４０３９号で提案した従来のものと同様に、アーム上ではピン結合し、ウエハチャック５３に取り付けられたアダプタ支持体５７上では真空吸着されると共にカードホルダ５６を吸着固定する孔を有している。しかし、本実施形態のアダプタ５４はこれらの点を除いて従来のものとは構造を異にしている。
【００２０】
即ち、本実施形態のアダプタ５４は、図１の（ａ）に示すように、ウエハチャック５３が嵌入する中央孔が形成されたアダプタ本体５４１と、アダプタ本体５４１に周方向１８０°隔てて揺動自在に立設された２本の第２位置決めピン５４２とを有し、これらの第２位置決めピン５４２がカードホルダ５６に形成された第２の孔５６Ｂに嵌入するようになっている。
【００２１】
第２位置決めピン５４２は、図１の（ａ）、（ｃ）に示すように、球状の先端部５４２Ａと、先端部５４２Ａから下方に延びる軸部５４２Ｂと、先端部５４２Ａ及び軸部５４２Ｂを支持する支持部５４２Ｃとを有している。この第２位置決めピン５４２は、板バネ５４３を介してアダプタ本体５４１に対して揺動自在に取り付けられている。即ち、アダプタ本体５４１には貫通孔５４１Ａが形成されている。この貫通孔５４１Ａは、図１の（ｃ）に拡大して示すように、上部に形成された大径部と、下部に形成された小径部と、これら両者の境界をなす水平な段部とからなっている。この段部に大径部と略同一径に形成された板バネ５４３が装着されている。この板バネ５４３は図１の（ｂ）、（ｃ）に示すようにネジ５４４と押さえリング５４５によって段部に固定されている。第２位置決めピン５４２は支持部５４２Ｃが板バネ５４３の中央部を貫通した状態で板バネ５４３に固定されている。この板バネ５４３には図１の（ｂ）に示すように直径を異にする大小二つの円形状スリット５４３Ａ、５４３Ｂが形成され、しかも各円形状スリット５４３Ａ、５４３Ｂは９０°位置ズレした場所で二つの半円形状に分断されている。このように外側の円形状スリット５４３Ａと内側の円形状スリット５４３Ｂの分断位置が９０°位置ズレしているため、第２位置決めピン５４２が全方位に揺動自在になる。これらの円形状スリット５４３Ａ、５４３Ｂが板バネ５４３にバネ性を付与し、第２位置決めピン５４２を揺動自在に支持している。
【００２２】
また、図２の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施形態に用いられるアダプタを示す図である。そこで、以下では上記実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して本実施形態のアダプタについて説明する。
【００２３】
図２の（ａ）に示すアダプタ５４は、第２の位置決めピン５４２の傾斜を制限する手段を貫通孔５４１Ａに設けた点に特徴がある。即ち、第２位置決めピン５４２及び板バネ５４３は上記実施形態と同様に構成されているが、貫通孔５４１Ａ及び押さえリング５４５はそれぞれの形態を上実施形態とは異にしている。図２の（ａ）に示すように、貫通孔５４１Ａの小径部には更に縮径する部分がフランジ状に形成されている。この縮径部５４１Ｂはこの部分に達した第２位置決めピン５４２の支持部５４２Ｃの外径よりも若干大径に形成されている。また、押さえリング５４５は肉厚の上部に縮径部５４５Ａがフランジ状に形成されている。この縮径部５４５Ａはその内径が第２位置決めピン５４２の支持部５４２Ｃより若干大径に形成されている。そして、貫通孔５４１Ａの縮径部５４１Ｂと押さえリング５４５の縮径部５４５Ａが略同一径に形成され、これら両者によって第２位置決めピン５４２の傾斜を制限し、延いては第２位置決めピン５４２の余分な傾斜による板バネ５４３の塑性変形を防止し、延いてはその耐久性を高めている。
【００２４】
図２に（ｂ）に示すアダプタ５４は、図１に示すものと第２位置決めピン５４２の形態を異にする以外は図１に示すものと同様に構成されている。本実施形態の第２位置決めピン５４２は図１に示すものから支持部を省略し、同図に示すように球状の先端部５４２Ａと軸部５４２Ｂからなっている。
【００２５】
次に、動作について図３を参照しながら説明する。
まず、プローバ室５１の外側でアーム支持体をその収納室から引き出して水平に固定した後、アーム上のアダプタ５４にその第２位置決めピン５４２を基準にしてカードホルダ付きプローブカード５２を装着する。次いで、アームをプローバ室５１内に押し込んでプローバ室５１内にプローブカード５２を搬送すると、ウエハチャック５３が上昇してフォーク状のアームの二股部を貫通すると共にアームからアダプタ５４及びプローブカード５２を受け取る。この際、アダプタ支持体５７上でアダプタ５４を真空吸着すると共にカードホルダ５６をアダプタ５４上に真空吸着して固定する。この間にプローバ室５１内から外側へアームを引き出す。
【００２６】
ウエハチャック５３はプローブカード５２を受け取った後、クランプ機構５５の真下まで移動した後、図３の（ａ）に示すように上昇してクランプ機構５５に接近する。この際、ウエハチャック５３による位置合わせに誤差があったり、アダプタ５４やクランプ機構５５に経年変化等があったりすると同図に示すようにクランプ機構５５の第１位置決めピン５５Ａとカードホルダ５６の第１の孔５６Ａそれぞれの軸心がずれる。この状態でウエハチャック５３が上昇すると従来であれば第１位置決めピン５５Ａと第１の孔５６Ａ間に大きな応力が作用し、場合によってはこの応力でクランプ機構５５やカードホルダ５６等を損傷する虞がある。
【００２７】
ところが、本実施形態の場合には、図３の（ｂ）に示すように、ウエハチャック５３が上昇して第１位置決めピン５５Ａの下端がカードホルダ５６の第１の孔５６Ａのテーパ面内に差しかかり、更にウエハチャック５３が上昇するに連れて第１位置決めピン５５Ａと第１の孔５６Ａ間に作用する応力でプローブカード５２がアダプタ５４上で位置ずれすると共にアダプタ５４の第２位置決めピン５４２が徐々に右側に傾斜して第１の孔５６Ａと第１位置決めピン５５Ａそれぞれの軸心が一致してこれら両者が円滑に嵌合してカードホルダ５６とクランプ機構５５が接合する。その後、クランプ機構５５が作動してカードホルダ５６を固定する。プローブカード５２をクランプ機構５５に装着すると、ウエハチャック５３が下降し、プローブカード５２のクランプ機構５５への装着を完了する。
【００２８】
逆にクランプ機構５５からプローブカード５２を取り外す時にウエハチャック５３上のアダプタ５４の第２位置決めピン５４２とカードホルダ５６の第２の孔５６Ｂ間に位置ずれがあっても、第２位置決めピン５４２の球状の先端部５４２Ａが第２の孔５６Ｂに差しかかれば、ウエハチャック５２の上昇に連れて第２位置決めピン５４２が板バネ５４３を介して傾斜し、図３の（ｂ）に示すように第２位置決めピン５４２が第２の孔５６Ｂ内に嵌入し、アダプタ５４とカードホルダ５６が接合する。後は上述の場合と逆の動作でプローブカード５２をクランプ機構５５から取り外した後、ウエハチャック５３とアームを介してカードホルダ５６をプローバ室５１の外側へ搬送することができる。
【００２９】
また、図２の（ａ）に示すアダプタ５４を用いた場合にも図１に示したアダプタと同様にプローブカード５２を装着し、交換することができる。更に、この場合にはアダプタ５４の貫通孔５４１Ａ及び押さえリング５４５それぞれの縮径部５４１Ｂ、５４５Ａによって第２位置決めピン５４２の傾斜を制限し、板バネ５４３が常に弾性変形して塑性変形しないため、第２位置決めピン５４２及び板バネ５４３の耐久性を高めることができる。また、図２の（ｂ）に示すアダプタ５４の場合には、第２位置決めピン５４２及び板バネ５４３の構造を簡素化することができる。
【００３０】
以上説明したように本実施形態によれば、プローブカード５２を搬送してクランプ機構５５において着脱する際に用いられるアダプタ５４はその本体５４１に揺動自在に立設された第２位置決めピン５４２を備え、且つ、第２位置決めピン５４２は球状の先端部５４２Ａを有するため、プローブカード５２をクランプ機構５５に装着する際にクランプ機構５５の第１位置決めピン５５Ａとカードホルダ５６の第１の孔５６Ａそれぞれの軸心が一致していなくてもカードホルダ５６の第１の孔５６Ａ内にクランプ機構５５の第１位置決めピン５５Ａが嵌入するに連れてこれら両者間に徐々に作用する応力でプローブカード５２がアダプタ５４上で位置ずれすると共に第２位置決めピン５４２が板バネ５４３を介して徐々に傾斜し、プローブカード５２をクランプ機構５５に対して確実に装着することができ、アダプタ５４やクランプ機構５５等の損傷を防止することができる。この際、第２位置決めピン５４２の先端部５４２Ａが球状になっているため、第２位置決めピン５４２の先端部５４２Ａが第２の孔５６Ｂ内で円滑に回転し、第２の孔５６Ｂ内で無理な応力が作用せず、第２位置決めピン５４２が円滑に傾斜する。また、プローブカード５２をクランプ機構５５から取り外す時に第２位置決めピン５４２と第２の孔５６Ｂそれぞれの軸心が一致していなくても、第２位置決めピン５４２が板バネ５４３を介して揺動して球状の先端部５４２Ａが第２の孔５６Ｂ内に円滑に嵌入し、アダプタ５４やカードホルダ５６を損傷することなくプローブカード５２をクランプ機構５５から円滑に取り外すことができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、アダプタ本体５４１の貫通孔５４１Ａに第２位置決めピン５４２の傾斜を制限する手段としてアダプタ５４の貫通孔５４１Ａと押さえリング５４５それぞれに縮径部５４１Ｂ、５４５Ａを設けたため、第２位置決めピン５４２が必要以上に傾斜せず、板バネ５４３の変形を弾性変形の範囲内で使用することができ、第２位置決めピン５４２及び板バネ５４３等の耐久性を高めることができる。
【００３２】
尚、本発明は上記各実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて各構成要素を設計変更することができる。例えば、第１、第２位置決めピンは２本以上設けても良い。また、これらの位置決めピンは大きさの異なるものを使用し、プローブカードの向きを確実に一定にすることができる。また、第２位置決めピンを揺動自在に支持する手段は板バネに制限されるものではなく、第２位置決めピンを揺動自在に支持する部材であれば、種々の材料を使用することができる。板バネに設けるスリットは半円状のスリットに制限されるものではなく、ピンを揺動自在に支持することができれば直線状のスリットであっても良い。また、本発明のアダプタはプローブカード搬送装置に限らず、接合体と被接合がピン結合するような一般的な場合にも適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、互いにピン結合するプローブカードのカードホルダ（接合体）とクランプ機構（被接合体）との間に位置ずれがあってもピン結合部に過大な応力が作用することがなくこれら両者を円滑且つ確実に接合することができるプローブカード搬送装置及びアダプタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプローブカード搬送装置の一実施形態の要部を示す図で、（ａ）はその断面図、（ｂ）はアダプタの第２位置決めピンを示す平面図、（ｃ）はアダプタの要部を示す断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のプローブカード搬送装置の他の実施形態に用いられるアダプタの要部を示す断面図である。
【図３】図１に示すプローブカード搬送装置を用いてプローブカードをクランプ機構に装着する動作を示す図で、（ａ）はプローブカードのカードホルダとクランプ機構が接合する直前の状態を示す断面図、（ｂ）はプローブカードのカードホルダとクランプ機構が接合した状態を示す断面図である。
【図４】従来のプローブカード搬送装置の一例の要部を拡大して示す模式図である。
【符号の説明】
５０    プローブカード搬送装置
５１    プローバ室（プローブ装置本体）
５２    プローブカード
５３    ウエハチャック（載置台）
５４    アダプタ
５５    クランプ機構（取付位置）
５６    カードホルダ
５４１    アダプタ本体
５４１Ａ  貫通孔（孔）
５４１Ｂ  縮径部（傾斜制限手段）
５４２    第２位置決めピン
５４２Ａ  球状の先端部
５４３    板バネ
５４３Ａ  スリット
５４５Ａ  縮径部（傾斜制限手段）
【図１】
0004134289.tif 000002
【図２】
0004134289.tif 000003
【図３】
0004134289.tif 000004
【図４】
0004134289.tif 000005