JPH02165075A

JPH02165075A - テスタヘッド搭載スタンド

Info

Publication number: JPH02165075A
Application number: JP63325045A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kuboyama; 誠窪山; Toshinori Shinooka; 篠岡　敏則; Yasuhiro Wakatsuki; 裕博若月
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1990-06-26
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JP2533178B2

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】〔概要〕電子ビームテスタにＬＳＩテスタのテスタヘッドを接続
、分離、保持するテスタヘッド搭載スタンドに関し、重さが約１（１０〜２（１０Ｋｇ有るテスタヘッドを電
子ビームテスタに配線接続および分離するだめの移動及
び、保持を筒車な機構を用い、しかも、人力にて軽い力
で容易に行えることを目的とし、電子ビームテスタ上部
に載置されたＬＳＩテスタヘッドを接続、分離、保持す
るテスタヘッド搭載スタンドにおいて、スタンドとテスタヘッド間に、テスタヘッドを上下（Ｚ
）方向に移動する上下ガイドテーブルとテスタヘッドの
上下移動を保持する上下保持機構を設け、上下ガイドテ
ーブルとテスタヘッド間にテスタヘッドを回動する回転
機構とテスタベツドの回転を保持する回転保持機構を設
ける。上下ガイドテーブルとテスタヘッドに設けたばね
支持板とスタンド間に、ばねを取付、このばねでテスタ
ヘッドを負荷するように構成する。また、テスタヘッド
が上下（Ｚ）方向に移動する一定範囲テスタヘッドの回
動を防止するガイドローラとガイド板を設けた構成とす
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電子ビームテスタにＬＳＩテスタのテスタヘ
ッドを接続、分離、保持するテスタヘッド搭載スタンド
に関する。

近年、例えばり、Ｓ　Ｉ素子の試験においては、ＬＳＩ
の高集積化に伴い故障の推定箇所も増大し、その特定は
極めて困難になる。従ってＬＳＩ内部の動作状態の直接
観測が故障箇所の特定に必要になる。ＬＳＩの高集積化
に伴いチップ内のパターンはその線幅が微細寸法となり
、従来の金属針を内部配線に接触させる測定方法ではＬ
ＳＩを破壊する危険が有り、使用が困難となる。電子ビ
ームテスタは前記欠点が無く高集積化するＬＳＩの内部
診断に好適で有る。

電子ビームテスタは高真空中に設置した試料（ＬＳＩチ
ップ等）にＬＳＩテスタから試験信号の供給を受けなが
ら、試料の測定箇所に細く絞った電子ビームを照射し、
この時検出される２次電子のエネルギーが配線の電位に
より変化することを利用して回路動作の測定を行う。Ｌ
ＳＩテスタは試料と電気接続するテスタヘッド（測定部
）と試料に対し試験信号等のコントロールを行う制御部
より構成され、テスタヘッドと制御部は信号ケーブルで
接続されている。テスタヘッドは高速信号を測定するた
め、ピンエレクトロニクスになっており、制御部と比較
すると小型で色々な装置に設置することが出来る。（例
えばＩＣハンドラー）このため、電子ビームテスタに設
置した試料とＬＳＩテスタのテスタヘッド間の配線距離
は、短いことが測定上望ましい。

ＬＳＩテスタはユーザにより使用機種が異なり、このた
め、テスタヘッドも多様な大きさと形状になる。

現状のテスタヘッドは、重さが約１（１０〜２（１０Ｋ
ｇも有り、このテスタヘッドの分離および、テスタヘッ
ドを電子ビームテスタに配線接続する時、確実容易に行
なえるシンプルな構造のテスタヘッド搭載スタンドが要
求されている。

〔従来の技術〕

電子ビームテスタは通常、電子ビームテスタとＬＳＩテ
スタのテスタヘッドを接続し測定を行う。

第１２図は従来の電子ビームテスタの要部断面図を示す
。図において、２０は電子ビーム鏡筒、２１は電子ビー
ム鏡筒２０に対向配置された試料搭載台を示す。２はテ
スタヘッドであって試料搭載台２１に搭載された試料に
対して気密構造を保ちながら試験信号を供給可能に接続
されている。

２２は真空チャンバーで図示しない真空排気装置が接続
されている。固定フレーム２３に除振ユニット２４を介
してテーブル２５の板面上に設けられている。２６は同
じくテーブル２５の板面上に設けられたサブチャンバー
である。２７はテーブル２５の下面とＯリング２８を介
して設けられたＸＹ力方向移動制御が可能なＸＹステー
ジである。この真空シール用の０リング２８を設置する
図示しない溝がテーブル２５側に設けられている。

ＸＹステージ２７は図示しないＸステージとＹステージ
とから構成されている。

２９ばＸＹステージ２７の下面に固定されたガイドフレ
ームであって、図示しないＺモータによりその側面に垂
直方向に配列されたリニアガイド３０を介してテスタヘ
ッド２をＺ方向に駆動する。

この駆動の際には試料搭載台２１はテスタヘッド２と一
体的に移動し、かつ試料搭載台２１の円筒部とχＹステ
ージ２７との接触面にはＯリング３１がＸＹステージ２
７の貫通孔側面に設けられ、真空チャンバー内の真空を
保持する。

サブチャンバー２６は試料の設置交換を行う所で、且つ
真空チャンバー′２２の真空を保持したまま試料の設置
交換を行え真空引きの時間短縮を目的とする。すなはち
、図示しないＺモータを駆動して試料搭載台２１の最上
部がＸＹステージ２７の上面より下に隠れる位置まで下
げる。次にＸＹステージ２７を水平面内で駆動して試料
搭載台２１をサブチャンバー２６の直下に移動させる。

次ぎにＺモータを駆動して試料搭載台２１をサブチャン
バー２６内に上昇させ、所定の位置で停止させる。この
時、試料搭載台２１がサブチャンバー２６内の０リング
３２により封止され、真空チャンバー２２の真空が保持
される。次ぎにサブチャンバー２６の上蓋を開放して試
料搭載台２１の最上部に設置された試料の交換を行う。

試料の交換後は全く逆の移動コースを辿って電子ビーム
鏡筒２０に対応する測定位置まで移動させることにより
、試験するまでの真空引きの時間短縮することが出来る
。

しかし、従来の装置構成によれば、重量のあるテスタヘ
ッド２をＸＹＺ方向に移動する必要があり、大きな動力
が必要となる。また、テスタヘッド２が固定フレーム２
３に内蔵されているため、テスタヘッド２の移動に必要
な空間を固定フレーム２３内に設けねばならず装置が大
型になる。また、ＬＳＩテスタはユーザにより使用機種
が異なり、テスタヘッドも様々な大きさと形状になる。

このような多様なテスタヘッドを従来のように電子ビー
ムテスタ内に内蔵するように考慮すると、さらに電子ビ
ームテスタ自体も大型な物となる。

しかも、ＬＳＩテスタを交換する場合も、テスタヘッド
の交換が容易に行えない欠点を有する。

このため本願出願人は第１１図に示す如く、電子ビーム
鏡筒を電子ビームテスタ内に上下逆さに設置し、テスタ
ヘッドを上部に設置した電子ビームテスタの構造につい
て提案した。（特願昭６３−５７７４０号）。

電子ビーム鏡筒を電子ビームテスタ内に上下逆さに設置
した方式の電子ビームテスタは、テスタヘッドを電子ビ
ームテスタの上部空間に設置、接続することが出来、テ
スタヘッドの大きさにとられれないため小型軽量な電子
ビームテスタとなり、また、テスタヘッドの取り付け、
交換も比較的容易に行え有利である。

また、ＬＳＩテスタは非常に高価なため、その稼働率の
向上が要求されている。このため、電子ビームテスタを
使用しない時、テスタヘッドを電子ビームテスタから分
離し、テスタヘッドを本来のＬＳＩテスタとして試験測
定に使用したいと言う要望が有る。このような要望に対
しても、テスタヘッドを電子ビームテスタの上部空間に
設置、接続する方式を用いると、電子ビームテスタより
テスタヘッドの分離が比較的容易に行え有利である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この方式に於いては、試料を電子ビームテスタ
にセットまたは取り外す時と、ＬＳＩテスタとして使用
する時テスタヘッドを電子ビームテスタの試料搭載台２
１より分離して作業を行うことが必要となる。

本発明はこのようにテスタヘッドを電子ビームテスタの
上部に設置し試料搭載台より接続分離する方式に於いて
、重さが約１（１０〜２（１０　Ｋｇ有るテスタヘッド
を電子ビームテスタの試料搭載台への配線接続及び、分
離を確実容易に行なえるよう、テスタヘッドの上下移動
、回動、保持の各動作を行い、これらの作業を人力にて
軽い力で容易に行なえる、シンプルな構造のテスタヘッ
ド搭載スタンドの提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段］第１〜３図は、本発明の詳細な説明図である。

第１図はテスタヘッド搭載スタンドの左側面図を示し、
テスタヘッド２が電子ビームテスタ１９より分離した姿
勢を示す。第２図はテスタヘッド搭載スタンドの右側面
図を示し、電子ビームテスタ１９に接合された姿勢を示
す。第３図は正面図を示す。

図中、１はスタンドで電子ビームテスタ１９の上部を跨
ぐ形でテスタヘッド２を保持する。スタンド１とテスタ
ヘッド２間に上下ガイドテーブル３と上下ガイドテーブ
ル３の移動側とテスタヘッド２間に回転機構５を設はテ
スタヘッド２をスタンド１に取り付ける。上下ガイドテ
ーブル３の移動テーブル側に設けたばね支持板１、１２
とテスタヘッド２に設けたばね支持板１３とスタンド１
のサイドフレーム１０間にばね７を取り付ける。

サイドフレーム１０には上下移動を保持する上下保持機
構４と回転機構部５には回転運動を保持する回転保持機
構６が設けられる。サイドフレーム１０とテスタヘッド
２間にガイドローラ８とガイド板９とから構成さている
。

〔作用〕

第１〜３図は、本発明の詳細な説明図である。

図中、１はスタンドで電子ビームテスタ１９の上部を跨
ぐ形でテスタヘッド２を保持する。

試料交換時、または、ＬＳＩテスタとして使用する場合
、テスタヘッド２は電子ビームテスタ１９より分離し、
出来るだけ離れた位置にあるほうが前記操作を行うため
に良く、このためにはテスタヘッド２を回動するのが良
い。しかし、テスタヘッド２と電子ビームテスタ１９間
はテスタヘッド２に設置配線接続されるパフォーマンス
ポード１７と試料搭載台２１に設置しであるプローブピ
ン１８を接触させ電気接続を行う。接続を確実容易に行
うため、ガイドピンによる位置決が行われる。このガイ
ドピンは図示していないが試料搭載台２１に設けてあり
、パフォーマンスポード１７に設けであるガイド孔とは
め合いを行う、このガイドビンの抜き差しのため、テス
タヘッド２を上下（Ｚ）方向にガイドピンの長さｈ以上
移動させる必要がある。このためにテスタヘッド２を設
置するスタンド１の一部である両サイドフレーム１０に
上下ガイドテーブル３を設置し、テスタヘッド２の上下
（Ｚ）方向移動を受は持たせる。

テスタヘッド２を回動するため上下ガイドテーブル３の
移動テーブル側とテスタヘッド２間に回転機構５を設け
る。上下ガイドテーブル３の移動側に取り付けであるば
ね支持板１、１２とスタンド１間及び、テスタヘッド２
とスタンド１間にばね定数の小さなばね７を取り付け、
テスタヘッド２を負荷することにより、テスタヘッド２
の上下、回動を軽い力で人力にて行え且つ保持を行うも
のである。

上下保持機構４はテスタヘッド２を上下（Ｚ）方向に移
動出来ないよう固定するものであり、回転保持機構６は
テスタヘッド２が回動しないよう固定するものである。

ガイドローラ８とガイド板９は回転保持機構６を使用し
ない場合でも、前記ガイドピンの抜き差しの範囲（長さ
ｈ以上）に渡ってテスタヘッド２の回動を強制的に防止
し、ガイドビンの抜き差しを確実にするものである。

〔実施例〕

第１図はテスタヘッド搭載スタンドの左側面図を示し、
テスタヘッド２が電子ビームテスタ１９より分離した姿
勢を示す。図で示すようにテスタヘッド２は高さＨだけ
上下し、且つα度回転することが出来る。第２図はテス
タヘッド搭載スタンドの右側面図を示し、テスタヘッド
２が電子ビームテスタ１９に接合された姿勢を示す。第
３図は同じく正面図を示す。

図中、１はスタンドで電子ビームテスタ１９の上部を跨
ぐ形でテスタヘッド２を保持する。テスタヘッド２と電
子ビームテスタ１９の試料搭載台２１への配線接続、分
離を確実容易に行うため、スタンド１のサイドフレーム
１０とテスタヘッド２間に上下ガイドテーブル３と回転
機構５を設ける。上下ガイドテーブル３の固定テーブル
はサイドフレーム１０側に固定され、移動テーブル側に
回転機構５の軸受１５が固定される。この軸受け１５に
テスタヘッド２の両側に固定された、回転軸１４．１４
ａを挿入した構成にする事により、テスタヘッド２を上
下移動および、回転可能の状態にスタンドｌのサイドフ
レーム１０に保持される。

しかし、このままでは重いテスタヘッド２を人力で容易
に動かす事は困難である。テスタヘッド２を人力で容易
に動かすには、テスタヘッド２の重さを相殺する手段が
必要である。その一つとして、重りを用いカウンターバ
ランスを取る方法がある。しかし、この方法ではスタン
ド寸法および重量の増大を生じる。

本発明では、各上下ガイドテーブル３の移動テ−プル側
にばね支持板１、１２を固定しテスタリスタンド寸法お
よび重量の増大を防ぎ小型なスタンドとすることが出来
る。

ばね支持板１、１２とスタンド１のサイドフレーム１０
間に設けたばね７はテスタヘッド２の上下方向の負荷を
受は持ち、ばね支持板１３とスタンド１のサイドフレー
ム１０間に設けたばね７ａはテスタヘッド２の上下方向
と回転方向の負荷を受は持つ。ここに使用するばね７．
７ａは、テスタヘッド２を任意の位置に保持するため、
ばねが伸び縮みしてもばねの反力が一定となる定出力ば
ねを使用することが理想である。本実施例ではこの特性
に近い、ばね定数が小さく、大きな初期荷重が得られ名
ガススプリングを使用することでテスタヘッド２を任意
の位置で保持出来る。

回転保持機構６は片方の回転機構５に設けられ、回転軸
１４ａと同心に軸受け１５に固定した、ブレーキ３３の
回転保持用レバー３３ａを回動すると回転軸１４ａを締
めつけ、テスタヘッド２の回動を固定する。レバー３３
ａを反対に回動するとブレーキ３３は回転軸１４ａの締
めつけを解除し、テスタヘッド２は回動出来る状態に成
る。

上下保持機構４は回転保持機構６と同じ側のスタンド１
のサイドフレーム１０に設け、ばね支持板１２の一部で
あるブレーキ板１２ａをレバー３４を回動すると、クラ
ンプ３５がブレーキ板１２ａをはさみテスタヘッド２の
上下方向の移動を固定する。レバー３５を反対に回動す
るとクランプ３５が開き、テスタヘッド２は上下方向に
移動することが出来る。

前記上下保持機構４、回転機構６と反対側のテスタヘッ
ド２にテスタベツド傾き調整ネジ３８と回転ストッパー
３９とガイド板９を設け、これに向き合ったサイドフレ
ーム１０にガイドローラ８を設ける。調整ネジ３８はテ
スタヘッド２と電子ビームテスタ１９の試料搭載台２１
間の配線接続時、試料搭載台２１のコンタクトプローブ
ピン１８とテスタヘッド２に取りつくパフォーマンスポ
ード１７が確実に接触するように、テスタヘッド２の傾
きを調整するのに使用する。これは、テスタヘッド２の
前回転方向のストッパーである。回転ストッパー３９は
テスタヘッド２を電子ビームテスタ１９より分離しα回
転した時の後ろ何回転ストッパーである。

前記テスタヘッド２のパフォーマンスポード１７と電子
ビームテスタ１９の試料搭載台２１のコンタクトプロー
ブピン１８の電気接続を確実容易に行うため、ガイドピ
ンによる位置決めを行うのが良い。このガイドピンは図
示してないが試料搭載台２Ｉに設けてあり、パフォーマ
ンスポードエフに設けであるガイド孔とはめ合いを行な
い位置決めをする。このガイドピンの抜き差しのため、
テスタヘッド２を上下（Ｚ）方向にガイドピンの長さｈ
以上移動させる必要がある。このためテスタヘッド２を
設置するスタンド１の一部である両サイドフレーム１０
に上下ガイドテーブル３を設置し、テスタヘッド２の上
下（Ｚ）方向移動を受は持たせる。また、ガイドローラ
８とガイド板９は前記ガイドピンの抜き差しの範囲（長
さｈ以上）に渡ってテスタヘッド２の回動を強制的に防
止しガイドピンのはめ合いを確実にするものである。

なお、テスタヘッド２の電子ビームテスタへの接続、分
離は取手４４を持って行う。

上記実施例は電子ビームテスタ１９とは別に設けたスタ
ンド１のサイドフレーム１０にテスタヘッド２を取付け
、電子ビームテスタ１９とテスタヘッド２を別体とした
形式でテスタヘッド２を電子ビームテスタ１９より分離
し移動することが出来、比較的大型のテスタヘッドの取
付けに適す例について説明したが、比較的小型のテスタ
ヘッドを用いる場合、スタンド１を使用せず、電子ビー
ムテスタ１９自体の上部にサイドフレーム１０を取り付
けるようにし、電子ビームテスタ１９とテスタヘッド２
を一体構造とした形式にして、前記と同様な構成でテス
タヘッド２と電子ビームテスタ１９の試料搭載台２１へ
の配線接続及び、分離、保持を行うようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば試料交換時または
、ＬＳＩテスタとして使用する時、ＬＳＩテスタのテス
タヘッドを電子ビームテスタに配線接続または、分離を
行うに当たり、重さが約１（１０〜２（１０Ｋｇ有るテ
スタヘッドの接続、分離作業を簡単な機構を用いて人力
にて上下移動、回動、保持を軽い力にて確実容易に行え
、試料の交換作業を速やかに行える効果が有る。と共に
電子ビームテスタとして、ＬＳＩテスタとして速やかに
交代利用出来る効果が有る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例構成を示す、左側面図、第２図
は本発明の実施例構成を示す、右側面図、第３図は本発
明の実施例構成を示す、正面図、第４図は第３図に示す
Ａ矢視図を示す（右側面要部図）、第５図は第３図に示すＢ−Ｂ矢視図を示す、第６図は第
３図に示すＤ矢視図を示す（左側面要部図）、第７図は第３図に示すＣ−Ｃ矢視図を示す、第８図は左
側要部平面図を示す、第９図は右側要部平面図を示す、第１０図はテスタヘッドと試料搭載台の電気接続を示す
図、第１１図、第１２図は従来の電子ビームテスタの要部断
面図。図中、１・・・スタンド、２・・・テスタヘッド、３・・・上下ガイドテーブル、４・・・上下保持機構、５・・・回転機構、６・・・回転保持機構、７・・・ばね、８・・・ガイドローラ、９・　・　・ガイド板、１、１２．１３　・・・ばね支持板、１７・・・パフォーマンスポード、１９・・・電子ビームテスタ、２０・・・電子ビーム鏡筒、２１・・・試料搭載台、２６・・・サブチャンバー序発明のｒ腹４列訳明図（右イ則市ロ〕第　１　凹ネ？８ハめ大胤゛ケ１目滝明日（右押１面口）茅　？　
困第図（ＢＢ犬種Ｉ２Ｉ）Ｊｊ　上スト７パー茶凹（Ｃ−Ｃ矢視図り茅凹（Ｅ大種図）（テスタヘッドと！ん利１１へせ／＋１３死図）第１θ 図従来／Ｉ電子ビームテスター警部断面図茶　１１　図

Claims

【特許請求の範囲】１、電子ビームテスタ上部に載置されたＬＳＩテスタヘ
ッドを接続、分離、保持するテスタヘッド搭載スタンド
において、テスタヘッド（２）を上下移動する上下ガイドテーブル
（３）と、該テスタヘッドの上下方向の移動を保持する
上下保持機構（４）と、テスタヘッド（２）を回動する
回転機構（５）と、該テスタヘッドの回転を保持する回
転保持機構（６）をスタンド（１）のサイドフレーム（
１０）とテスタヘッド（２）間に設け、サイドフレーム
（１０）とテスタヘッド（２）間に設けたばね（７）で
テスタヘッド（２）を負荷することを特徴とするテスタ
ヘッド搭載スタンド。２、上記スタンド（１）のサイドフレーム（１０）とテ
スタヘッド（２）にテスタヘッドの回動防止用ガイドロ
ーラ（８）とガイド板（９）を設けた請求項１に記載の
テスタヘッド搭載スタンド。