DE10121501A1

DE10121501A1 - Drehbares Indexierungs-Spannfutter für eine Prüfstation

Info

Publication number: DE10121501A1
Application number: DE10121501A
Authority: DE
Inventors: Daniel L Harris; Peter R Mccann
Original assignee: Cascade Microtech Inc
Current assignee: FormFactor Beaverton Inc
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2001-05-03
Publication date: 2002-03-14
Also published as: JP2002033374A; DE20107526U1; US6771090B2; US20040217530A1; US6885197B2; US20050127927A1; KR20010100974A; US6483336B1; US20020153877A1

Description

DER ERFINDUNG ZUGRUNDELIEGENDER ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannfutter für eine Prüfstation, und im einzelnen ein drehbares Indexierungs- Spannfutter zum Festspannen einer zu prüfenden Vorrichtung in einer Prüfstation.

Integrierte Schaltungen (ICs) enthalten Mikroschaltkreise, die chemisch auf Halbleitermaterial, d. i. Wafers, ausgeätzt wurden. Herkömmlich werden mehrere ICs auf einem einzigen Wafer ausgeätzt und dann werden die einzelnen Schaltungen nach Durchführung einer Leistungs- und Funktionsprüfung in einer Wafer-Prüfstation voneinander getrennt. Prüfstationen werden auch dazu benutzt, die Leistung und Funktion eines IC zu prüfen, nachdem der IC in eine zusammengesetzte Vor richtung eingebaut wurde.

Im allgemeinen umfaßt eine Prüfstation eine Umweltkammer, enthaltend ein Spannfutter zum Befestigen und Positionieren der zu prüfenden Vorrichtung (DUT - Device under Test), eine oder mehrere Sonden zum Verbinden der Testpunkte auf der DUT mit den Instrumenten, und eine Optik, um den Operator beim Auffinden und Testen der Testpunkte auf dem IC zu unter stützen. Die Umweltkammer schützt die DUT und die empfind lichen Sonden gegen elektrische und andere Umweltgefahren. Das Spannfutter enthält den Mechanismus zum Befestigen und Positionieren der DUT. Das Spannfutter kann auch Mittel zur weiteren Steuerung der örtlichen Betriebsumgebung enthalten, wie z. B. Wärm- und Kühlmöglichkeiten und zusätzliche Isolierung gegen elektromagnetische Felder. Zur Prüfung einer Vorrichtung untersucht der Operator der Prüfstation die Vorrichtung unter einem Mikroskop und bringt mit Hilfe der Positionierungsmechanismen für das Spannfutter und die Sonden eine Sondenspitze in Kontakt mit einem Testpunkt auf der DUT. Die Testpunkte auf den ICs sind in der Regel nach recht winkligen Gitterkoordinaten angelegt und können mit Hilfe von Mehrfachsonden auf einer Sondenkarte oder durch Einzelsonden in einer Nord-Süd-Ost-West-Anordnung geprüft werden. Auf gleiche Weise sind ICs in einer zusammengesetzten Vorrichtung in der Regel entlang rechtwinkligen Koordinaten angeordnet.

Um das Zusammenfallen der Sondenspitze und des Testpunkts auf der DUT zu ermöglichen, können sowohl die Sonde als auch das Spannfutter so angeordnet werden, daß sie in verschiedenen Richtungen bewegt werden können. In der Regel wird das Spann futter auf eine bewegliche Bühne gesetzt, die eine horizon tale (in x- und y-Achse) und vertikale (in z-Achse) Verschie bung ermöglicht. Zusätzlich kann die Bühne auch eine Drehung um die z-Achse, d. i. eine "Theta-Winkel"-Einstellung zulassen, um die Parallelausrichtung der Sondenspitzen und der Testpunkte auf dem IC zu ermöglichen. In der Regel ermöglicht die Befestigung für die Sonde eine x-, y- und z- Bewegung der Sondenspitzen mit Mikrometer-Präzision.

Im allgemeinen sind die Testpunkte auf dem IC in einer rechtwinkligen Gitteranordnung eingerichtet, jedoch kann es eine Testreihe erforderlich machen, daß eine Vielzahl von Testpunkten getestet werden muß, die nicht entlang der gleichen xy-Achse angeordnet sind. Auch wenn Testpunkte auf einem IC im Hinblick auf ein wirksames Testen ausgelegt sind, sind die Testpunkte für Vorrichtungen, die mehrere ICs enthalten, wahrscheinlich nicht vorteilhaft angeordnet.

Daraus folgt, daß entweder die DUT gedreht werden muß oder die Sondenkarte ausgebaut und gedreht werden muß, um die Sondenspitzen zwischen den Tests wieder neu einzurichten. Zusätzlich zu der Zeit und der Mühe, zu einer Neuausrichtung der DUT oder der Sondenkarte aufgewendet werden muß, kann die Neuausrichtung der Sonden eine zeitaufwendige Neukalibrierung der angeschlossenen Instrumente erforderlich machen. Die Zeit, die zur Neueinrichtung der Sonde und der Testpunkte erforderlich ist, läßt sich verkürzen durch eine Einrichtung zum Drehen des Spannfutters um die vertikale (z) Achse (Theta-Drehung).

In Prüfstations-Spannfuttereinrichtungen ist in der Regel eine Drehbewegung in der Form einer Theta-"Fein"-Einstellung vorgesehen. Die Theta-Feineinstellung wird benutzt, um sicherzustellen, daß eine Anordnung von DUTs nach der x- und y-Achse der Prüfstation ausgerichtet ist, so daß die Sonde ohne weitere Einstellung von Vorrichtung zu Vorrichtung springen kann. Die Theta-Feineinstelldrehung beschränkt sich in der Regel auf plus/minus siebeneinhalb Grad (± 7,5°) und die Drehgeschwindigkeit ist verhältnismäßig gering, um die Einrichtung der mikroskopischen Sondenspitzen und Testpunkte zu ermöglichen. Aus diesem Grund ist der Theta-Feineinstell mechanismus nicht geeignet oder praktisch, um die DUT zur Neueinstellung der Testpunkte um größere Winkel, oft 90 Grad oder mehr, für eine Testreihe zu drehen.

Roch, US-Patent Nr. 3,936,743, HIGH SPEED PRECISION CHUCK ASSEMBLY, offenbart ein drehbares Spannfutter für eine Wafer- Prüfstation. Das Spannfutter umfaßt eine Plattform mit einem zur Drehung ausgelegten Schaftteil in einem Lager in einer Gehäusebohrung. Das Spannfutter wird von Hand gedreht durch Drehen eines Einstellknopfes und des daran befestigten Schneckengetriebes. Das Schneckengetriebe greift in ein geradverzahntes Stirnrad ein, das an der drehbaren Plattform des Spannfutters befestigt ist. Zwar gestattet dieser Mechanismus die Drehung der Oberfläche des Spannfutters, um die Neuausrichtung der DUT zu ermöglichen, jedoch vergrößert der Schneckenradantrieb die Masse des Spannfutters und erhöht den Verschleiß des Positioniermechanismus der Bühne und er schwert die genaue Positionierung durch die Bühne. Zusätzlich hängt die Planheit von der Senkrechtstellung des tragenden Schafts und der entsprechenden Bohrung in der Halterungs konstruktion ab. Da das Positionieren ausgeführt wird, während man die DUT unter dem Mikroskop betrachtet, kann es sogar zu leichten Abweichungen der planaren Ausrichtung oder der Planheit kommen, die dazu führen können, daß die Optik routinemäßig beim Positionieren einer DUT zum Prüfen erneut scharf eingestellt werden muß. Der Schneckenradmechanismus vergrößert ferner die Höhe des Spannfutters, was bedingen kann, daß die Bühne, die Optik und die Umweltkammer der Prüfstation besonders konstruiert werden müssen, um das rotierende Spannfutter aufzunehmen. Ferner sieht der Schneckenradantrieb zwar eine kontinuierlich Drehung der DUT für eine genaue Nacheinstellung vor, er sieht jedoch nicht die schnelle und praktische Positionierung der DUT in eine neue Stellung vor, die für einen produktiven Sondentest sehr bedeutsam ist.

Boucher et al., US-Patent 5,676,360, MACHINE TOOL ROTARY TABLE LOCKING APPARATUS, offenbart einen weiteren schnecken getriebebetätigten Drehtisch. Dieser Tisch ist zur Anwendung mit einer Substratzerteilungssäge ausgelegt. Die planare Ausrichtung der Oberfläche des Tisches wird eingerichtet durch die Orientierung der Welle, auf der sich der Tisch dreht, relativ zur Oberfläche des Tisches. Daraus ergibt sich, daß die Lager, die den Drehtisch tragen, weit beab standet sind und die Höhe des Tischs vergrößern. Der Tisch beinhaltet eine Bremse, um den Tisch in einer ausgewählten Drehposition zu verriegeln. Der Druck eines Strömungsmittels drückt einen kreisförmigen Kolben gegen ein vorspringendes Band an der Peripherie des Drehtisches. Da der Kolben jede Position relativ zur Basis des Tisches annehmen kann, stabilisiert die Anwendung der Bremse nicht den Tisch oder bewirkt seine planare Ausrichtung. Ferner ist ein massiverer Tisch erforderlich, um eine Ablenkung aufgrund des Anlegens der Bremskraft auf die Peripherie des Tisches zu verhindern.

Erwünscht ist daher ein kompaktes Drehspannfutter mit den Merkmalen der Steifheit, geringen Masse und präzisen Plan heit, das eine genaue Drehung der DUT über einen größeren Winkel zum nacheinanderfolgenden Prüfen der IC-Testpunkte zuläßt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung überwindet die obigen Nachteile des Standes der Technik durch Vorsehen eines Spannfutters für eine Prüfstation enthaltend eine an der Prüfstation befestigte Basis; eine in der Basis drehbar montierte Welle; und ein Vorrichtungsbefestigungsglied, befestigt an der Drehwelle zur Drehung mit dieser, und mit einer planaren Ausrichtung relativ zur Basis, im wesentlichen unabhängig von der Ausrichtung der Welle gegenüber dem Vorrichtungsbefesti gungsglied. Eine elastische Dichtung mit großem Durchmesser zwischen der Basis und dem Vorrichtungsbefestigungsglied trägt das Vorrichtungsbefestigungsglied, unabhängig von der Ausrichtung der Welle und fördert die Steifheit und die gleichbleibende Planheit. Ferner reduziert diese Art der Halterung die Länge der Welle und folglich die Höhe und die Masse des Drehspannfutters. Zusätzlich kann das Drehspann futter einen lösbaren Drehanschlag umfassen, um eine indexierte Drehung des Vorrichtungsbefestigungsglieds in eine neue Position zu ermöglichen. In einer anderen Ausführungs form enthält ein Spannfutter für eine Prüfstation eine an der Prüfstation befestigte Basis und ein von der Basis einge spanntes Vorrichtungsbefestigungsglied zwecks Drehung relativ dazu.

Die obigen und noch weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden leichter verständlich durch die folgende detaillierte Beschreibung anhand der begleitenden Zeich nungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer beispiel haften Prüfstation mit Spannfutter,

Fig. 2 ist ein Querschnitt eines indexierenden drehbaren Spannfutters,

Fig. 3 ist ein Querschnitt eines alternativen indexierenden drehbaren Spannfutters einer alternativen Bauart,

Fig. 4 ist eine Teilansicht des Querschnitts eines alter nativen indexierenden drehbaren Spannfutters, das zum Bremsen durch ein unter Druck stehendes Strömungsmittel ausgelegt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Nehmen wir jetzt Bezug auf Fig. 1; in einer Prüfstation 10 ist eine zu prüfende Vorrichtung (DUT) auf einem Spannfutter 12 eingespannt, das auf einer beweglichen Bühne 14 gelagert ist, die ihrerseits auf einer Stationsbasis 16 ruht. Sonden (nicht dargestellt) werden von einer Auflageplatte 18 über dem Spannfutter gehaltert. Die Sonden weisen eine Steuerung zum Positionieren in den horizontalen (x und y) Achsen auf, und die Auflageplatte 18 kann in vertikaler (z) Richtung verschoben werden, um die Sonden in Kontakt mit den Test punkten auf der integrierten Schaltung der DUT zu bringen. Um die Einstellung auf den Ort und die Positionierung der Sonden zu erleichtern, umfaßt die Prüfstation 10 ein Mikroskop (nicht dargestellt), das auf einer Mikroskop-Halterung 20 montiert ist, die ihrerseits an einer Optikbrücke 22 be festigt ist. Die Prüfstation kann ein Umweltgehäuse (nicht dargestellt) enthalten, um die DUT und die Sonden vor Staub und sonstigen Umweltgefahren zu schützen.

Um die relative Positionierung der DUT und der Proben zu ermöglichen, ist die Bühne 14 mit Einrichtungen zur Trans lations- und beschränkten (Theta) Drehbewegung des Spann futters versehen. In der in Fig. 1 gezeigten Prüfstation 10 wird die Translationsbewegung mit einem x-Motor 24 und einem y-Motor 26 bewirkt, die Linearstellantriebe 28 und 30 antreiben, um die Bühne 14 zu verschieben. Ein ähnlicher Mechanismus (nicht dargestellt) bewirkt die vertikale Ver schiebung des Spannfutters 12. Die Drehung um die vertikale Achse, d. i. die Theta-Feineinstellung, wird ausgeführt von einem Theta-Motor 32 und einem daran befestigten linearen Stellantrieb 34. Die Theta-Feineinstellung ist vorgesehen, um den Parallelismus der Sondenspitzen und der Testpunkte zu ermöglichen. Die Drehung beschränkt sich in der Regel auf etwa 15 Grad (± 7,5°). Die Drehgeschwindigkeit ist relativ langsam, um die Ausrichtung der mikroskopischen Sondenspitzen und der Testpunkte zu ermöglichen. Ein oder mehrere lineare Codierer 36 sehen eine Rückkopplung zu einer Steuerung für die Bühnenpositionierungsmotoren vor.

Nehmen wir jetzt Bezug auf Fig. 2; das erfindungsgemäße Spannfutter 12 enthält ein Vorrichtungsbefestigungsglied 50, das an einer Welle 52 befestigt ist, die drehbar in einer Buchse 54 sitzt, die ihrerseits in einer Bohrung der Basis 56 eingesetzt ist. Ein Haltering 57 hält die Welle 52 in der Buchse 54. Die Basis 56 ist an einer Planarisierungsplatte 58 befestigt, die ihrerseits an der Bühne 14 der Prüfstation 10 befestigt ist, wie in Fig. 1 gezeigt wird. Die Basis 56 ist auf der Planarisierungsplatte 58 durch eine Anordnung von Befestigungsschrauben 60 und einer Vielzahl von federnden Unterlegscheiben 62 befestigt, die jeweils von den Befesti gungsschrauben 60 gehalten werden. Die federnden Unterleg scheiben 62 liegen zwischen der Basis 56 und der Planari sierungsplatte 58 und üben eine Kraft aus, die die Basis 56 und die Planarisierungsplatte auseinanderhält. Die Planarität der oberen Fläche des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50 relativ zur Struktur der Prüfstation 10 kann durch Lockern bzw. Festziehen einer oder mehrerer der Basisbefestigungs schrauben 60 eingestellt werden.

Ein Handgriff (nicht dargestellt) kann an das Vorrichtungs befestigungsglied 50 angebaut werden, um das Vorrichtungs befestigungsglied 50 bequem von Hand drehen zu können. Die Basis 56 und das drehende Vorrichtungsbefestigungsglied 50 können mit entsprechenden Markierungen versehen werden, um den Drehwinkel anzuzeigen. Die Drehung von Hand ergibt eine schnelle und zuverlässige Drehung des Vorrichtungsbefesti gungsglieds 50, aber die Drehung kann auch durch einen kraft betriebenen Motor und einen geeigneten Triebstrang (nicht dargestellt) bewirkt werden. Die Positionierung eines kraft betriebenen Vorrichtungsbefestigungsglieds 50 kann durch eine bekannte Motor-Steuerungs- und Drehpositions-Rückkopplungs vorrichtung gesteuert werden.

In der Ausführungsform des Spannfutters 12 in Fig. 2 wird eine zu prüfende Vorrichtung (DUT) 64 mit Klammern 68 auf einer Aufspannvorrichtung 66 aufgespannt. Die Aufspannvor richtung 66 ist ihrerseits am Vorrichtungsbefestigungsglied 50 mit einem Schwalbenschwanzkeil befestigt, der in eine entsprechende Schwalbenschwanznut im Vorrichtungsbefesti gungsglied 50 paßt.

Auch andere Verfahren zum Befestigen der DUT 64 können an gewandt werden. Zum Beispiel werden Wafers oft durch Vakuum mittel auf der Oberfläche eines Spannfutters gehalten. Öffnungen (nicht dargestellt) in der oberen Fläche des Vor richtungsbefestigungsglieds 50 können über eine drehende Ver bindung (nicht dargestellt) und Durchgänge im Vorrichtungs befestigungsglied 50 und in der Welle 52 mit einer Vakuum quelle (nicht dargestellt) verbunden werden. Wenn die Vakuum quelle mit den Durchgängen verbunden ist, hält der Luftdruck die DUT auf der Oberfläche des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50 fest.

Da die Testpunkte der ICs in der Regel entlang rechtwinkligen Koordinaten angeordnet sind, ist im allgemeinen während der Prüfung die Drehung um Zuwächse von jeweils 90 Grad d. i. im Quadrat erforderlich. Die Erfinder waren daher der Auffas sung, daß eine schnelle Drehung der DUT 64 zu einem genauen, jedoch angenäherten Theta-Winkel, gefolgt von einer Theta- Winkel-Feineinstellung zum Ausrichten der Sonden und der Kontaktpunkte die Leistungsfähigkeit der Prüfstation wesent lich verbessern würde. Das Spannfutter 12 der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein mechanisches Indexiergerät, um eine genaue Drehung des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50 in eine neue Position zu beschleunigen. Ein lösbarer Drehanschlag ist vorgesehen, um die Drehung des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50 zu indexieren. Ein von Hand betätigter Indexierstift 70 greift gleitend in eine Bohrung in dem Vorrichtungsbefesti gungsglied 50 ein und wird durch eine Feder 72 in einer vorgeschobenen Position vorgespannt. In der vorgeschobenen Position greift der Indexierstift 70 in eine einer Vielzahl Bohrungen 74 oder andere Oberflächen auf der Basis 56 ein. Um das Vorrichtungsbefestigungsglied 50 zu drehen wird der Indexierstift 70 aus der Bohrung 74 in der Basis 58 zurück gezogen und gibt das Vorrichtungsbefestigungsglied 50 zur Drehung frei. Der Indexierstift 70 kann in der zurückge zogenen Stellung durch eine zweite Bewegung des Stifts, z. B. eine Vierteldrehung, festgehalten werden und ermöglicht die Spannfutterdrehung ohne Indexieren. Während die rechtwinklige Anordnung der Testpunkte auf den ICs in 90-Grad- d. i. Viertelkreiszuwächsen vorgenommen wird, ist das Indexieren auch in anderen Winkelzuwächsen möglich durch Vorsehen von Stiftaufnahmebohrungen 74 an anderen oder zusätzlichen Stellen in der Basis 56. Der lösbare Drehanschlag könnte andere Formen annehmen, einschließlich eines Drehanschlag glieds, das beweglich an einem Element befestigt ist und in das andere Element des Spannfutters 12 eingreift. Als alter native Merkmale sind auch möglich ein hochfahrender Arm oder ein federvorgespannter Stößel oder eine einrückbare Kugel arretierung des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50, der Welle 52 oder der Basis 56.

Das drehbare Spannfutter 12 der vorliegenden Erfindung umfaßt auch ein drehbares Brems- und Stabilisierungssystem. Das System ermöglicht das Verriegeln des Vorrichtungsbefesti gungsglieds 50 in einer unendlichen Anzahl von Drehposi tionen. Zusätzlich erhöht das System die Stabilität und die Planheit der DUT 64 beim Prüfen. Das fördert die Leistungs fähigkeit der Prüfstation durch Vermindern der erforderlichen Feineinstellungen durch das Mikroskop. Eine O-Ring-Vakuum dichtung 76 mit großem Durchmesser ist in einer O-Ring-Nut in der unteren Fläche des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50 eingelegt. Der elastische O-Ring 76 berührt die obere Fläche der Basis 56 und bringt eine Trennkraft zwischen dem Vor richtungsbefestigungsglied 50 und der Basis 52 auf. Während der Drehung wird das Vorrichtungsbefestigungsglied 50 über einen wesentlichen Teil seines Durchmessers durch den großen O-Ring 76 getragen und erzeugt eine stabile Befestigung für die DUT 64. Ferner ist die Ausrichtung des Vorrichtungs befestigungsglieds 50 nicht abhängig von der Ausrichtung der Haltewelle 52. Weit auseinanderliegende Lager und ein lange Welle sind nicht erforderlich, was die Höhe des Spannfutters 12 reduziert.

Zusätzliche O-Ring-Vakuumdichtungen 78 und 80 sind in O-Ring- Nuten in der Welle 52 zwischen der Welle 52 und der Buchse 54 zwecks Abdichtung eingesetzt. Die O-Ring-Vakuumdichtungen 76, 78 und 80 bilden eine abgedichtete Kammer 82 zwischen dem Vorrichtungsbefestigungsglied 50 und der Basis 56. Eine Durchführung 84 in der Basis 56 verbindet die abgedichtete Kammer 82 mit einer Vakuumquelle (nicht dargestellt). Wenn ein Steuerventil (nicht dargestellt) betätigt wird, wird Luft aus der abgedichteten Kammer 82 abgesaugt und der Luftdruck, der auf das Vorrichtungsbefestigungsglied 50 einwirkt, drückt das Vorrichtungsbefestigungsglied 50 in Berührung mit der Basis 56. Mit anderen Worten, das Vorrichtungsbefestigungs glied 50, die Basis 56, und die Dichtungen 78, 80 und 76 bilden ein Stellglied, das auf Veränderungen im Strömungs mitteldruck anspricht. Reibung zwischen dem Vorrichtungs befestigungsglied 50, der O-Ringdichtung 76 und der Basis 56 verzögert die Drehung des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50 und blockiert es in seiner Stellung. Der elastische O-Ring 76 wird zusammengedrückt, wenn das Vorrichtungsbefestigungsglied 50 und die Basis 56 zusammengedrückt werden und das Vorrich tungsbefestigungsglied 50 wird über einen wesentlichen Teil seines Oberflächenbereichs gehalten, wenn die Bremse angelegt wird. Die planare Ausrichtung der oberen Fläche der Basis 56 wird mit den Schrauben 60 eingestellt, die die Basis auf der Planierungsplatte 58 haltern. Die planare Ausrichtung d. i. Planheit der oberen Fläche des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50 wird festgelegt durch die Parallelität der oberen und unteren Fläche des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50 und hängt nicht von der Ausrichtung der Welle 52 relativ zum Vorrichtungsbefestigungsglied 50 ab. Daraus ergibt sich, daß die Abweichung in der planaren Ausrichtung der Befestigung für die zu prüfende Vorrichtung minimiert wird durch die Fähigkeit zur Steuerung der Parallelität der oberen und der unteren Fläche des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50, und eine verhältnismäßig kurze Welle 52 kann benutzt werden zum Einsetzen des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50 unter Minimieren der Höhe des Drehspannfutters und Minimieren der Abweichung der planaren Ausrichtung des Vorrichtungsbefesti gungsglieds 50, und damit vermeidet die DUT eine häufige Neuscharfeinstellung der Optik, wenn die DUT gedreht oder verschoben wird. Die Minimierung der Höhe des drehenden Spannfutters ermöglicht den Einbau des Spannfutters 12 in einer Prüfstation, die für ein nichtdrehendes Spannfutter konstruiert ist.

Nehmen wir jetzt Bezug auf Fig. 3; in einem alternativen Aufbau wird das Vorrichtungsbefestigungsglied 92 des Spannfutters 90 direkt von der Oberfläche der Basis 94 getragen. Eine O-Ringdichtung 96, die in einer O-Ringnut in einer Vergrößerung der Basis 94 gehalten wird, lagert drehbar das Vorrichtungsbefestigungsglied 92. Während der Drehung wird das Vorrichtungsbefestigungsglied 92 von der Basis 94 über den Durchmesser des Vorrichtungsbefestigungsglieds 92 getragen, das eine steife Halterung und stabile planare Aus richtung vorsieht. Ein zweiter O-Ring 98 dichtet einen ring förmigen Raum zwischen einer oberen Fläche des Vorrichtungs befestigungsglieds 92 und der Vergrößerung der Basis 94 ab.

Wenn durch eine Durchführung 100 an den abgedichteten ring förmigen Raum ein Vakuum gelegt wird, wird das Vorrichtungs befestigungsglied 92 nach oben zur Vergrößerung der Basis 94 gezogen, unter Zusammendrücken des O-Rings 98. Als Ergebnis wird eine Bremskraft über einen ringförmigen Bereich von in etwa dem Durchmesser der oberen Fläche des Vorrichtungs befestigungsglieds 92 angelegt und die Planheit des Vorrich tungsbefestigungsglieds wird bestimmt durch die Ebenheit der Oberfläche. Die ungefähre Indexierung der Drehung des Vor richtungsbefestigungsglieds wird vorgesehen durch eine einrückbare Kugelarretierung, die eine Feder 102 aufweist, die eine Kugel 104 in Berührung mit einer Vertiefung in der unteren Fläche des Vorrichtungsbefestigungsglieds 92 auf weist. Zusätzlich wird ein Haltestift 106 mit einer konischen Spitze in einer Bohrung im Vorrichtungsbefestigungsglied 92 gleitend angeordnet. Der Fixierstift 106 wird in einer zurückgezogenen Position gehalten durch eine Feder 108, die von einem Sprengring 110 gehalten wird. Der Fixierstift 106 wird von einem O-Ring 112 abgedichtet. Wenn an die Kammer, die vom Vorrichtungsbefestigungsglied 92 und der Basis 94 gebildet wird, ein Vakuum gelegt wird, wird der Fixierstift 106 in Berührung mit einer konisch ausgebildeten Vertiefung 114 in Vorrichtungsbefestigungsglied 92 gezogen und bewirkt eine endgültige Dreheinstellung des Vorrichtungsbefestigungs glieds 92.

Vakuum ist eine geeignete Energiequelle zum Betätigen des Brems- und Stabilisierungssystems weil Vakuum oft zum Fest spannen der Wafers und anderer DUTs auf dem Spannfutter benutzt wird. Jedoch kann ein gesteigerter Strömungsmittel druck benutzt werden, um den Brems- und Stabilisierungs mechanismus zu betätigen. Wie in Fig. 4 gezeigt wird, kann die O-Ringdichtung mit großem Durchmesser 120 in einem Dichtring 122 eingelegt werden, der an der Peripherie der Basis 56 befestigt ist. Ein zweiter O-Ring 124 kann benutzt werden zum Dichten zwischen dem Dichtring 122 und der Basis 56. Die Dichtungen 91 und 90 in Zusammenarbeit mit Dichtungen auf der Welle (nicht dargestellt) bilden eine abgedichtete Strömungsmittelkammer 126 zwischen der Vorrichtungsbefesti gungsplatte 50 und der Basis 56. Wenn unter Druck stehendes Strömungsmittel in die Kammer 126 geleitet wird, wird die ober Fläche der Vorrichtungsbefestigungsplatte 50 nach oben gegen die Dichtung 120 und den Dichtring 122 gedrückt. Mit dieser Anordnung wird die Planheit der oberen Fläche des Vorrichtungsbefestigungsglieds 50 bestimmt durch die Ebenheit dieser Oberfläche.

Alle oben zitierten Referenzen werden durch Querverweis hier mit aufgenommen.

Die in der obigen Beschreibung verwendeten Darstellungen und Ausdrücke wurden nur beschreibend und nicht einschränkend verwendet, ferner ist nicht beabsichtigt, äquivalente Be zeichnungen der gezeigten und beschriebenen Merkmale ganz oder teilweise auszuschließen, es wird anerkannt, daß der Umfang der Erfindung nur durch die nachstehenden Ansprüche definiert und eingeschränkt wird.

Claims

1. Ein Spannfutter für eine Prüfstation enthaltend:

a) Eine an der Prüfstation befestigte Basis;
b) eine in der Basis drehbar montierte Welle; und
c) ein Vorrichtungsbefestigungsglied, befestigt an der Dreh welle zur Drehung mit dieser, und mit einer planaren Ausrich tung relativ zur Basis, im wesentlichen unabhängig von der Ausrichtung der Welle gegenüber dem Vorrichtungsbefestigungs glied.

2. Das Gerät gemäß Anspruch 1, ferner enthaltend einen lösbaren, die Drehung beschränkenden Anschlag des Vorrich tungsbefestigungsglieds.

3. Das Gerät gemäß Anspruch 2, in dem der lösbare Anschlag ein Anschlagsglied enthält, das auf einem der Vorrichtungs befestigungsglieder und der Basis beweglich befestigt ist und zum selektiven Eingriff mit einer Oberfläche des anderen der Vorrichtungsbefestigungsglieder und der Basis angeordnet ist.

4. Das Gerät gemäß Anspruch 2, in dem der lösbare Anschlag so angeordnet ist, daß er die Drehung des Vorrichtungs befestigungsglieds auf Viertelkreiszuwächse beschränkt.

5. Das Gerät gemäß Anspruch 1, ferner enthaltend:

a) Eine Dichtung, die zusammen mit der Basis und dem Vor richtungsbefestigungsglied eine Strömungsmittelkammer definiert; und
b) eine Strömungsmitteldrucksteuerung zum Verändern eines Strömungsmitteldrucks in der Strömungsmittelkammer, der die Berührung zwischen dem Vorrichtungsbefestigungsglied und der Basis erzwingt.

6. Das Gerät gemäß Anspruch 1, das ferner ein elastisches Glied umfaßt, das eine planare Ausrichtung des Vorrichtungs befestigungsglieds relativ zur Basis definiert.

7. Ein Spannfutter für eine Prüfstation enthaltend:

a) Eine an der Prüfstation befestigte Basis;
b) ein Vorrichtungsbefestigungsglied, das drehbar auf der Basis befestigt ist; und
c) einen Drehanschlag, der lösbar die Drehung des Vorrich tungsbefestigungsglieds relativ zur Basis beschränkt.

8. Das Gerät gemäß Anspruch 7, in dem der Drehanschlag ein Anschlagglied enthält, das beweglich auf einem Vorrichtungs befestigungsglied und der Basis montiert ist und zum wahl weisen Eingriff in eine Oberfläche des anderen Vorrichtungs befestigungsglieds und der Basis angeordnet ist.

9. Das Gerät gemäß Anspruch 7, in dem der Drehanschlag umfaßt:

a) Eine Steuerung zum Verändern eines Strömungsmitteldrucks; und
b) einen Stellantrieb, der die Berührung des Vorrichtungs befestigungsglieds und der Basis als Reaktion auf die Ver änderung des Strömungsmitteldrucks erzwingt.

10. Das Gerät gemäß Anspruch 9, in dem der Stellantrieb umfaßt:

a) Eine Oberfläche des Vorrichtungsbefestigungsglieds;
b) eine Oberfläche der Basis; und
c) eine Dichtung, die eine Strömungsmittelkammer zwischen dem Vorrichtungsbefestigungsglied und der Basis definiert.

11. Ein drehbares Spannfutter für eine Prüfstation, ent haltend:

a) eine Basis, die an der Prüfstation befestigt ist;
b) ein Vorrichtungsbefestigungsglied, das drehbar an der Basis befestigt ist; und
c) ein elastisches Glied in Berührung mit der Basis und dem Vorrichtungsbefestigungsglied.

12. Das Gerät gemäß Anspruch 11, das ferner einen Dreh anschlag umfaßt, der an einem, der Basis und dem Vorrich tungsbefestigungsglied, beweglich befestigt ist und in das jeweils andere, die Basis und das Vorrichtungsbefestigungs glied, lösbar eingreift.

13. Das Gerät gemäß Anspruch 12, in dem der drehbare An schlag so angeordnet ist, daß er die Drehung des Vorrich tungsbefestigungsglieds auf Viertelkreiszuwächse beschränkt.

14. Ein drehbares Spannfutter für eine Prüfstation, ent haltend:

a) Eine an der Prüfstation befestigte Basis;
b) ein Vorrichtungsbefestigungsglied, das drehbar auf der Basis befestigt ist;
c) ein elastisches Dichtglied, das in Berührung mit der Basis und dem Vorrichtungsbefestigungsglied steht und eine Kammer mit einem Querschnitt von etwa einem wesentlichen Teil eines Ausmaßes der Oberfläche des Vorrichtungsbefestigungs glieds abdichtet;
d) eine Strömungsmitteldrucksteuerung zum Verändern eines Strömungsmitteldrucks in der Strömungsmittelkammer, der die Berührung zwischen der Basis und dem Vorrichtungsbefesti gungsglied erzwingt; und
e) einen lösbaren Drehanschlag, um die relative Drehung der Basis zum Vorrichtungsbefestigungsglied zu begrenzen.

15. Das Gerät gemäß Anspruch 14, in dem der Drehanschlag so angeordnet ist, daß er die Drehung des Vorrichtungsbefesti gungsglieds auf Viertelkreiszuwächse beschränkt.

16. Ein Spannfutter für eine Prüfstation enthaltend:

a) Eine an der Prüfstation befestigte Basis; und
b) ein Vorrichtungsbefestigungsglied, das von der Basis zur Drehung relativ dazu gezwungen wird.

17. Das Gerät gemäß Anspruch 16, das ferner einen lösbaren Drehbegrenzungsanschlag des Vorrichtungsbefestigungsglieds umfaßt.

18. Das Gerät gemäß Anspruch 17, in dem der lösbare Anschlag ein Anschlagsglied enthält, das auf einem, dem Vorrichtungs befestigungsglied und der Basis, beweglich befestigt ist und zum selektiven Eingriff mit dem jeweils anderen, dem Vor richtungsbefestigungsglied und der Basis, angeordnet ist.

19. Das Gerät gemäß Anspruch 17, in dem der lösbare Anschlag so angeordnet ist, daß er die Drehung des Vorrichtungs befestigungsglieds auf Viertelkreiszuwächse beschränkt.

20. Das Gerät gemäß Anspruch 1, ferner enthaltend:

a) Eine Dichtung, die zusammen mit der Basis und dem Vor richtungsbefestigungsglied eine Strömungsmittelkammer definiert; und
b) eine Strömungsmitteldrucksteuerung, zum Verändern eines Strömungsmitteldrucks in der Strömungsmittelkammer, der die Berührung zwischen dem Vorrichtungsbefestigungsglied und der Basis erzwingt.

21. Das Gerät gemäß Anspruch 16 das ferner ein elastisches Glied umfaßt, das eine planare Ausrichtung des Vorrichtungs befestigungsglieds relativ zur Basis definiert.