CN115902309A - 工作台、检查装置及工作台的动作方法 - Google Patents

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小林弘人
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Abstract

一种工作台、检查装置及工作台的动作方法,其能够促进施加于基台的载荷的均匀化。工作台具有:一个基台；四个可动体,其以可升降的方式对上述基台进行支承；四个驱动电动机,其与上述四个可动体的每一个对应设置,使该四个可动体进行个别升降；四个引导部,其对上述四个可动体的每一个的升降进行引导；以及一个支承框架,其沿与上述基台的升降方向正交的方向连续且具有与上述升降方向平行的壁面,并且在该壁面上固定全部上述四个引导部。

Description

工作台、检查装置及工作台的动作方法
技术领域
本发明涉及工作台、检查装置及工作台的动作方法。
背景技术
在专利文献1中,公开了在进行晶圆的检查的检查装置中,用于将被检查体搬运至规定位置的工作台(检查工作台)。该工作台通过三个升降驱动机构对用于载置晶圆的一个基台(载置台)进行支承,并且一边监视该三个升降驱动机构的升降位置,一边使基台升降。
检查装置在晶圆的检查中使许多(数万)的接触探针与晶圆接触。因此,较大的载荷自许多的接触探针施加于基台。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1:日本国特开2000―260852号公报
发明内容
<本发明要解决的问题>
本发明提供一种能够适当调整基台的姿势,并且能够促进施加于基台的载荷的均匀化的技术。
<用于解决问题的方法>
根据本发明的一个方式,提供一种工作台,具有:一个基台；四个可动体,其以可升降的方式对上述基台进行支承；四个驱动电动机,其与上述四个可动体的每一个对应设置,使该四个可动体进行个别升降；四个引导部,其对上述四个可动体的每一个的升降进行引导；以及一个支承框架,其沿与上述基台的升降方向正交的方向连续且具有与上述升降方向平行的壁面,并且在该壁面上固定全部上述四个引导部。
<发明的效果>
根据一个方式,能够适当调整基台的姿势,并且能够促进施加于基台的载荷的均匀化。
附图说明
图1是示出具有一个实施方式的工作台的检查装置的概略剖视图。
图2是示出检查装置的工作台的概略侧视图。
图3是放大示出工作台的Z轴移动机构的立体图。
图4是示出Z轴移动机构的支承框架的立体图。
图5是概略示出Z轴移动机构的纵剖视图。
图6是示出Z轴移动机构的驱动电动机、电动机驱动部以及工作台控制部的框图。
图7是示出Z轴移动机构的升降部的配置例的概略说明图。
图8是示出晶圆的检查时的工作台的动作的流程图。
图9是示出相对于接触探针的载荷的基于工作台的基台的动作的说明图。
图10的(a)是示出基于工作台的载置面校正的概略说明图,图10的(b)是示出基于工作台的平行校正的概略说明图。
图11是示出变形例的Z轴移动机构的概略说明图。
图12的(a)示出应用于变形例的驱动电动机的磁齿轮电动机的概略说明图。图12的(b)是示出应用于变形例的驱动电动机与Z轴可动体之间的磁减速机构的概略说明图。
具体实施方式
以下,参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。在各附图中,对于相同构成部分赋予相同附图标记,有时省略重复的说明。
图1是示出具有一个实施方式的工作台30的检查装置1的概略剖视图。如图1所示,一个实施方式的检查装置1是对形成于晶圆(基板)W的多个半导体装置(被检查体,DUT；Device Under Test)的每一个的电特性进行检查的装置。需要说明的是,具有被检查体的基板不限于晶圆W,还包括配置有半导体装置的载体、玻璃基板、芯片单体等。检查装置1包括用于容纳工作台30的容纳室12、与容纳室12相邻配置的装载机13、以及配置于容纳室12的上方的测试器20。
容纳室12的内部具有空洞的壳体形状。在容纳室12的内部容纳用于载置晶圆W的工作台30、以与工作台30相对的方式配置的探针卡15、以及用于对工作台30上的晶圆W进行摄像的检查侧摄像机29。探针卡15具有与设于晶圆W的各半导体装置的电极的电极焊盘、焊料凸块对应配置的许多针状的探针(接触端子)16。检查侧摄像机29对工作台30的倾斜、载置于工作台30的晶圆W的位置等进行摄像。
装载机13自作为搬运容器的FOUP(未图示)取出晶圆W并将其载置于容纳室12的内部的工作台30。另外,装载机13自工作台30取出进行了检查的晶圆W并将其容纳于FOUP。
探针卡15通过接口17与测试器20连接。各探针16与设于晶圆W的各半导体装置的电极的电极焊盘、焊料凸块接触。由此,各探针16自测试器20通过接口17向半导体装置供给电力,或者通过接口17将来自半导体装置的信号传输至测试器20。
测试器20具有再现了搭载有半导体装置的母板的电路构成的一部分的测试板(未图示)。测试板与用于进行控制的控制器90连接,其基于来自半导体装置的信号判断半导体装置的好坏。测试器20通过更换测试板而能够再现多种母板的电路构成。
工作台30在装载机13和与探针卡15相对的位置之间搬运晶圆W。另外,工作台30在检查中朝向探针卡15使晶圆W上升,另一方面,在检查后使晶圆W下降。而且,在工作台30上配置有用于确认探针卡15的位置的工作台侧摄像机19。
图2是示出检查装置1的工作台30的概略侧视图。如图2所示,检查装置1具有用于支承工作台30的框架构造31。设于框架构造31的工作台30在容纳室12内将晶圆W搬运至适当的三维位置(X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向)。工作台30具有移动部32(X轴移动机构33、Y轴移动机构34、Z轴移动机构40)、基台35、针研磨机构60、工作台控制部70以及电动机驱动部80。
框架构造31呈现出包括用于支承移动部32的上基体310、用于支承工作台控制部70以及电动机驱动部80的下基体311、以及设于上基体310、下基体311的四角的多个支柱312的两级构造。
移动部32的X轴移动机构33包括固定于上基体310的上表面且沿X轴方向延伸的多个导轨330、以及遍布各导轨330间配置的X轴可动体331。X轴可动体331在内部具有未图示的X轴动作部(电动机、齿轮机构等),该X轴动作部与电动机驱动部80连接。由此,X轴可动体331基于来自电动机驱动部80的电力供给在X轴方向往返运动。
同样,Y轴移动机构34包括固定于X轴可动体331的上表面且沿Y轴方向延伸的多个导轨340、以及遍布各导轨340间配置的Y轴可动体341。在Y轴可动体341上设有俯视时为长方形的水平移动台342。Y轴可动体341在内部也具有未图示的Y轴动作部(电动机、齿轮机构等),该Y轴动作部与电动机驱动部80连接。由此,Y轴可动体341基于来自电动机驱动部80的电力供给在Y轴方向往返移动。
Z轴移动机构40设置于水平移动台342(Y轴可动体341),并且在其上部保持有基台35。Z轴移动机构40通过使基台35在Z轴方向(铅直方向)位移,构成使载置于基台35的晶圆W进行升降的本实施方式的升降机构。对于该Z轴移动机构40的构成后面详述。
被以上的移动部32搬运的基台35通过适当的保持装置(真空吸附、机械卡盘等),作为在其上表面对晶圆W进行保持的卡盘起作用。基台35具有与Z轴移动机构40卡合的底板350、以及层叠于底板350的上侧的卡盘顶351。
底板350形成为能够与Z轴移动机构40卡合的合适的俯视形状(大致多边形状)。卡盘顶351构成为在俯视时形成为圆形,并且具有比底板350厚的厚度。卡盘顶351的上表面成为用于载置晶圆W的载置面35a。另外,基台35可以是包括用于调整载置面35a的温度的调温机构、用于检测载置面35a的温度的温度传感器、以及用于对载置于载置面35a的晶圆W进行真空吸附的吸着机构等的构成(均未图示)。
工作台30的针研磨机构60在水平移动台342中设置于Z轴移动机构40的相邻位置。在针研磨机构60的上部设有用于对自探针卡15向下方突出的探针16进行研磨的研磨体61。针研磨机构60具有用于使研磨体61在Z轴方向位移的研磨侧Z轴移动机构62。研磨侧Z轴移动机构62与基台35的Z轴移动机构40大致相同地构成。
工作台控制部70与检查装置1的控制器90连接,其基于控制器90的指令,对工作台30的动作进行控制。工作台控制部70例如具有用于控制工作台30整体的动作的主控制部、用于控制移动部32的动作的PLC、用于控制调温机构的温度控制器、照明控制部、以及电源单元等(均未图示)。工作台控制部70的主控制部可以应用具有未图示的一个以上的处理器、存储器、输入输出接口以及电子电路等的台式计算机内置板。一个以上的处理器将CPU、ASIC、FPGA、由多个分立半导体构成的电路等中的一个或者多个进行组合,执行处理在存储器中存储的程序以及方案。存储器包括非易失性存储器以及易失性存储器,其形成了工作台控制部70的存储部。
工作台控制部70在自装载机13接受晶圆W至工作台30的基台35厚,使移动部32在水平方向(X轴-Y轴方向)移动,以晶圆W与规定的测试器20的探针卡15相对的方式进行对位。在对位后,工作台控制部70通过工作台30使基台35上升,使晶圆W接触探针卡15的探针16。在该状态下,检查装置1的控制器90开始通过测试器20进行的电气检查。另外,工作台控制部70在测试器20的检查结束后,通过与上述相反的动作,使检查后的晶圆W下降以及水平移动,从而使晶圆W返回装载机13。
图3是放大示出工作台30的Z轴移动机构40的立体图。如图3所示,Z轴移动机构40具有设于水平移动台342的支承框架41。支承框架41是沿与基台35的升降方向正交的方向(水平方向:X轴-Y轴方向)连续的部件。这里,“沿与升降方向正交的方向连续”是指,支承框架41不分离而连续,从而在俯视时呈现出了规定的形状。该支承框架41保护Z轴移动机构40的四个升降部45,并且引导各升降部45的升降。也就是说,Z轴移动机构40设定为通过四个升降部45使上述一个基台35(卡盘:也参照图1)进行升降的构成。
各升降部45包括直接支承基台35的Z轴可动体46、使Z轴可动体46升降的驱动电动机47、以及引导Z轴可动体46的升降的引导部48。即,Z轴移动机构40构成为包括一个支承框架41、四个Z轴可动体46、四个驱动电动机47、以及四个引导部48。
图4是示出Z轴移动机构40的支承框架41的立体图。如图4所示,支承框架41具有一对侧壁42和在该一对侧壁42之间延伸的一个连结壁43,在俯视时形成为H字状。一对侧壁42的上表面以及连结壁43的上表面连成一个面,支承框架41的上部形成为平坦状。对于支承框架41的下部,相对于一对侧壁42的下表面,连结壁43的下部的大部分突出,呈阶梯状。连结壁43在将支承框架41固定于水平移动台342的状态下,插入形成于水平移动台342(Y轴可动体341)的孔342a(参照图5),比Y轴可动体341向下方突出。
一对侧壁42固定于水平移动台342的上表面。各侧壁42在侧视时呈现出在X轴方向较长地延伸且在Z轴方向较短地延伸的大致长方形。并且,在各侧壁42的X轴方向(长边)的中间位置,连结有连结壁43。另外,各侧壁42的Z轴方向的长度被设定为比基台35的升降距离短。在一对侧壁42的靠下表面规定位置,形成有多个螺纹紧固用空间420。自该螺纹紧固用空间420贯通各侧壁42的固定螺丝421螺纹结合于水平移动台342,从而支承框架41被牢固固定于水平移动台342(也参照图3)。
连结壁43形成为在Y轴方向(宽度方向)且Z轴方向(高度方向、铅直方向)延伸的大致长方形。连结壁43的Y轴方向的长度比侧壁42的X轴方向的长度长。另外,支承框架41通过连结壁43的Z轴方向的长度充分(例如约2倍)长于侧壁42的Z轴方向的长度,从而形成为连结壁43的下侧比一对侧壁42向下方向延伸的形状。
在连结壁43的壁面43a、43b分别固定四个升降部45的引导部48。该引导部48具有在Z轴方向延伸的一对轨道49。一对轨道49在自连结壁43的上端至下端之间以直线状延伸,并且通过螺纹紧固等的固定方式被牢固固定。另外引导部48在一对轨道49之间且连结壁43的壁面43a、43b的上部具有用于限制Z轴可动体46的上升的移动限制块50。
并且,Z轴移动机构40在连结壁43的X轴方向的一个壁面43a具有两个引导部48(一对轨道49、移动限制块50),并且在连结壁43的X轴方向的另一壁面43b具有两个引导部48。设于一个壁面43a以及另一壁面43b的各两个引导部48在Y轴方向排列,从而四个轨道49分别在一个壁面43a以及另一壁面43b沿Z轴方向彼此平行延伸。
返回图3,升降部45的驱动电动机47被固定于水平移动台342,并且具有在Z轴正方向突出的轴部470。该驱动电动机47的种类不特别限定,为了实现Z轴移动机构40的小型化,例如,可以应用直接驱动电动机。直接驱动电动机不包括减速机构而相对于轴部470的轴向构成为较低,另外能够以低速且高扭矩进行旋转。
在驱动电动机47和Z轴可动体46之间,设有用于将该驱动电动机47的旋转运动转换为Z轴可动体46的直线运动的动力转换部51。例如,动力转换部51可以采用使滚珠丝杠53螺纹结合于连结于驱动电动机47的转子(未图示)的螺母52的构造。该滚珠丝杠53与驱动电动机47的轴部470同轴,其在驱动电动机47内的适当的位置被花键嵌合,并且在其上端侧固定Z轴可动体46。通过该动力转换部51,升降部45在螺母52的旋转下使滚珠丝杠53(轴部470)沿Z轴方向往返移动,从而使Z轴可动体46随着该滚珠丝杠53升降。
而且,驱动电动机47包括用于检测转子的旋转角度的编码器54、以及将自基台35施加于转子的载荷值作为扭矩(电流值)进行检测的扭矩传感器55(参照图6)。
升降部45的Z轴可动体46是用于支承基台35的部件,其基于驱动电动机47的驱动而升降,从而使该基台35升降。本实施方式的Z轴移动机构40使四个Z轴可动体46(升降部45)的每一个个别进行升降,从而能够调整基台35的倾斜。
图5是概略示出Z轴移动机构40的纵剖视图。如图5所示,Z轴可动体46具有在水平方向(X轴-Y轴方向)平行的横延伸部460和与横延伸部460相连且与铅直方向平行的纵延伸部461,其在侧剖视中形成为大致L字状。
横延伸部460在俯视时形成为大致多边形,在自X轴方向中央部靠X轴方向外侧(自连结壁43离开的位置)处连结有滚珠丝杠53(轴部470)。Z轴可动体46基于该滚珠丝杠53的Z轴方向的直线运动,在铅直方向升降。
纵延伸部461在支承框架41的连结壁43的相邻位置处以与该连结壁43相对的方式设置。纵延伸部461形成为在Y轴方向较短延伸而在Z轴方向较长延伸的长方形状。在纵延伸部461中在与支承框架41的连结壁43相对的相对面上设有供一对轨道49配置的一对滑动件56。滑动件56通过与轨道49卡合,从而向Z轴方向(轨道49的延伸方向)的移动被引导。通过该轨道49以及滑动件56,对于Z轴可动体46,防止了向水平方向(X轴-Y轴方向)的Z轴可动体46的脱离,并且向Z轴方向的移动被引导。
另外,如图3所示,Z轴可动体46在横延伸部460的上表面固定有与基台35的底板350接触的接触件57。即,基台35被四个接触件57支承。该接触件57形成为具有平坦状的上表面的硬质的块。需要说明的是,Z轴移动机构40可以代替接触件57而应用测力传感器等的载荷传感器。由此,例如,工作台控制部70能够使用载荷传感器检测的载荷,进一步高精度地识别基台35的倾斜状态等。
图6是示出Z轴移动机构40的驱动电动机47、电动机驱动部80以及工作台控制部70的框图。如图6所示,在工作台控制部70的内部,针对四个驱动电动机47的每一个设有用于对驱动电动机47进行驱动的Z轴用控制器71。另外,在电动机驱动部80的内部,基于各Z轴用控制器71的目标位置,分别设有用于控制供给至驱动电动机47的电流的伺服放大器81。需要说明的是,伺服放大器81可以与驱动电动机47一体化。
Z轴用控制器71应用PLC等,针对每个控制周期自工作台控制部70的主控制部接收与基台35的升降位置相关的位置指令,从而计算驱动电动机47的目标位置。PLC具有处理器(或者集成电路)。Z轴用控制器71包括将计算的目标位置输出至伺服放大器81的目标位置输出部72。伺服放大器81根据自目标位置输出部72接收的目标位置,调整供给至驱动电动机47的电力。
另外,设于驱动电动机47的编码器54所检测的转子的旋转角度被反馈至伺服放大器81的位置控制器82。伺服放大器81在位置控制器82内计算实际位置相对于目标位置的差值,并且根据差值调整向驱动电动机47供给的电力。
另一方面,扭矩传感器55所检测的扭矩被发送至工作台控制部70。扭矩传感器55的扭矩相当于将自多个探针16施加于晶圆W以及基台35的载荷通过各升降部45进行分散的载荷值。并且,工作台控制部70具有基于自扭矩传感器55接收的扭矩,计算相对于目标位置的校正量(倾斜校正量)的校正量计算部73。
校正量计算部73基于自四个扭矩传感器55检测的各扭矩,最终计算用于校正四个驱动电动机47的目标位置的倾斜校正量。例如,校正量计算部73自四个扭矩传感器55的各扭矩提取多个探针16施加于基台35上的载荷负载位置,进一步根据载荷负载位置推定基台35整体的倾斜状态,并且基于倾斜状态获得各倾斜校正量。
优选载荷负载位置事先将在基台35上设定的数十～数百点的位置中,在多个探针16接触晶圆W时,施加于各驱动电动机47的各扭矩数据库化。由此,校正量计算部73能够基于取得的四个扭矩识别载荷负载位置。另外,例如,校正量计算部73保有表示载荷负载位置与基台35的倾斜状态的关系的载荷-倾斜特性的映射信息MI或者函数,从而基于识别的载荷负载位置,推定基台35整体的倾斜状态。倾斜状态由基台35倾斜的X轴-Y轴方向的位置、倾斜的幅度(倾斜量)等示出。
校正量计算部73基于推定的基台35整体的倾斜状态,设定用于使基台35的载置面35a水平的各驱动电动机47的倾斜校正量。根据倾斜状态计算倾斜校正量例如可以使用规定的运算式,可以使用记载了与倾斜状态对应的各驱动电动机47的倾斜校正量的数据。由此,例如,在一个驱动电动机47的扭矩与其他的驱动电动机47的扭矩相比相对较大的情况下,说明探针16的载荷较多地施加于一个驱动电动机47。因此,校正量计算部73将施加有相对较大的扭矩的一个驱动电动机47的倾斜校正量设定为比其他的驱动电动机47的倾斜校正量大。
四个Z轴用控制器71若接收到校正量计算部73计算的各个倾斜校正量,则通过在与该接收定时同周期的位置指令中加入倾斜校正量,从而计算校正的目标位置。目标位置输出部72将该校正的目标位置输出至伺服放大器81。由此,Z轴移动机构40即使在基台35因探针16的载荷而倾斜的情况下,也能够使四个升降部45(驱动电动机47)的每一个恰当地进行升降而使基台35水平。
返回图2,配置于工作台30的相邻位置的针研磨机构60也具有由与工作台30相同构造构成的研磨侧Z轴移动机构62。即,研磨侧Z轴移动机构62包括研磨侧支承框架63、以及被研磨侧支承框架63支承且使研磨体61升降的四个研磨侧升降部64。研磨侧支承框架63与支承框架41相同地具有一对侧壁以及连结壁(未图示),在俯视时形成为H字状。另外,各研磨侧升降部64与升降部45相同而具有研磨侧驱动电动机65、研磨侧动力转换部66、研磨侧Z轴可动体67以及研磨侧引导部68。
该研磨侧Z轴移动机构62在使研磨体61与探针16接触时,也能够通过四个研磨侧升降部64校正研磨体61的倾斜。换言之,针研磨机构60也具有恰当地调整承受载荷的研磨体61(相当于本发明的基台35)的姿势的功能。也就是说,在探针16的研磨时,针研磨机构60能够通过将研磨体61保持为水平,使探针16的研磨量均匀化。
本实施方式的工作台30以及检查装置1基本上如上所述地构成,以下对于其作用进行说明。
首先,参照图7对于Z轴移动机构40具有四个升降部45的意义进行说明。图7是示出Z轴移动机构40的驱动电动机47的轴部470(升降部45)的配置例的概略说明图,(a)示出了本实施方式的Z轴移动机构40,(b)示出了参考例的Z轴移动机构100。需要说明的是,在图7中,虽然连结四个驱动电动机47或者三个驱动电动机47的线与基台35外接,但是该线可以位于比基台35靠内侧。
如图7的(b)所示,参考例的Z轴移动机构100通过三个驱动电动机47使基台35升降。在该情况下,三个驱动电动机47的配置为了使基台35的姿势稳定而使其平衡,配置于相对于基台35离开较远的位置。即,在通过三个驱动电动机47对基台35进行支承的Z轴移动机构100中,工作台30的俯视尺寸变大。
与此相对,如图7的(a)所示,本实施方式的Z轴移动机构40通过四个驱动电动机47使基台35升降。该Z轴移动机构40与参考例的Z轴移动机构100相比能够在基台35的附近配置四个驱动电动机47。也就是说,Z轴移动机构40能够通过四个驱动电动机47使工作台30的俯视尺寸较小且使基台35稳定而使其平衡。
图8是示出晶圆W的检查时的工作台30的动作的流程图。图9是示出相对于探针16的载荷的基于工作台30的基台35的动作的说明图,(a)示出了探针16的载荷的中心错位的情况,(b)示出了基台35的姿势的调整。
检查装置1在晶圆W的检查时基于控制器90的控制将晶圆W载置于工作台30的基台35的载置面35a。若在基台35上载置晶圆W,则工作台控制部70自控制器90接收移动指示。由此,如图8所示,工作台控制部70控制移动部32,沿水平方向(X轴-Y轴方向)搬运晶圆W(步骤S1)。通过该水平方向的搬运,工作台30使晶圆W配置于测试器20的下方。
之后,工作台控制部70自各Z轴用控制器71向各伺服放大器81输出驱动电动机47的目标位置(步骤S2)。由此,恰当的电力自各伺服放大器81供给至各驱动电动机47,各驱动电动机47使基台35向铅直方向上侧上升。各Z轴可动体46在驱动电动机47的上升时被固定于沿与升降方向正交的方向连续的支承框架41的各引导部48引导。因此,各Z轴可动体46沿铅直方向顺利位移,使基台35不晃动而上升。另外,工作台控制部70以相同的升降速度使各Z轴可动体46上升,直至基台35接触探针卡15的探针16。因此,工作台30能够良好地维持基台35的载置面35a的水平。
伴随基台35的上升,测试器20所支承的各探针16与晶圆W接触。此时,如图9的(a)所示,若各探针16的载荷的重心自基台35的中心错位,则在基台35产生倾斜(斜度)。作为一个例子,在约500kg的载荷自各探针16施加于基台35的外周部附近的情况下,基台35以μm单位倾斜。
因此,工作台控制部70独立控制Z轴移动机构40的四个升降部45,通过校正基台35的倾斜状态而使载置面35a水平化。具体而言,工作台控制部70在基台35的上升时,分别自各扭矩传感器55取得扭矩(载荷值)(步骤S3)。
并且,工作台控制部70取得探针16与晶圆W的任意的位置接触时的、实时的各扭矩,通过校正量计算部73计算四个升降部45的每一个的倾斜校正量(步骤S4)。如上所述,校正量计算部73基于各扭矩提取各探针16的载荷负载位置,进一步根据载荷负载位置推定基台35整体的倾斜状态,并且基于倾斜状态计算各倾斜校正量。各倾斜校正量是能够在三维坐标上对基台35的倾斜状态进行高精度校正的值。
工作台控制部70的各Z轴用控制器71将自校正量计算部73发送来的倾斜校正量与位置指令相加,并且将校正后的目标位置输出至各伺服放大器81(步骤S5)。由此,各伺服放大器81将与该校正的目标位置相应的电力供给各驱动电动机47,各驱动电动机47彼此独立旋转,使Z轴可动体46升降。例如,如图9的(b)所示,对于工作台30,在基台35中自探针16施加有载荷的部位附近的一个或者两个Z轴可动体46比其他部位的Z轴可动体46略微上升。其结果,工作台30校正了基台35的载置面35a的倾斜,能够使载置面35a水平。
载置面35a通过工作台30被保持为水平,从而抑制了各探针16的载荷的不均,能够使各探针16的接触电阻稳定化。因此,工作台控制部70为了开始晶圆W的电气检查而将基台35的倾斜校正完毕的信息发送至检查装置1的控制器90等(步骤S6)。基于该信息,控制器90开始被搬运至工作台30的晶圆W的检查。需要说明的是,控制器90可以接收检查侧摄像机29的图像信息而识别载置面35a成为水平,从而开始检查。由此,检查装置1能够高精度地对晶圆W进行检查,能够在晶圆W的检查中使成品率提高。
另外,具有四个升降部45的Z轴移动机构40不限于对基台35的倾斜进行调整,在检查时能够进行各种控制。以下,参照图10,对于Z轴移动机构40的其他控制进行说明。图10的(a)是示出通过工作台30进行的载置面校正的概略说明图,图10的(b)是示出通过工作台30进行的平行校正的概略说明图。
如图10的(a)所示,例如,基台35有时因受到温度的影响而以载置面35a翘曲为凹状或者凸状的方式变形,由此载置面35a的平面度降低。因此,工作台30可以使用Z轴移动机构40来实施载置面校正。在载置面校正中,工作台控制部70基于通过检查侧摄像机29摄像的载置面35a的图像信息,检测该载置面35a的翘曲,从而根据载置面35a的翘曲独立调整四个升降部45的升降。因此,即使在载置面35a翘曲的情况下,也能够使多个探针16接触的部位的载置面35a水平,从而能够使各探针16的接触电阻稳定化。
另外,如图10的(b)所示,在探针卡15侧倾斜的情况下,工作台30可以实施以符合探针卡15的倾斜的方式使基台35的载置面35a倾斜的平行校正。例如,在平行校正中,工作台30基于通过工作台侧摄像机19摄像的探针卡15的图像信息,计算探针卡15的倾斜状态(倾斜的方向、倾斜量),并且根据该倾斜状态独立调整四个升降部45的升降。由此,即使在探针卡15倾斜的情况下,也能够使载置面35a相对于多个探针16平行相对,从而能够使各探针16的接触电阻稳定化。
另外,工作台30不限于上述实施方式,能够采用各种变形例。图11是示出变形例的Z轴移动机构40A、40B的概略说明图,(a)示出了具有方形的支承框架41A的Z轴移动机构40A,(b)示出了具有十字形的支承框架41B的Z轴移动机构40B。
如图11的(a)所示,Z轴移动机构40A可以是在俯视时具有长方形(方形环状)的支承框架41A,并且在支承框架41A的内侧的壁面43c、43d固定了四个升降部45的引导部48的构成。例如,引导部48在支承框架41的一对短边分别设置两个,从而引导配置于内侧的Z轴可动体46的位移。在该情况下,支承框架41通过使各升降部45稳定进行升降,能够对基台35的倾斜进行校正。
另外,如图11的(b)所示,Z轴移动机构40B可以是在俯视时具有十字形的支承框架41B,并且在该支承框架41的壁面43e、43f、43g、43h固定有四个升降部45的引导部48的构成。在该情况下,支承框架41也能够将引导部48牢固固定,使各升降部45稳定升降。需要说明的是,如图11的(b)所示,各升降部45的引导部48可以在不同的壁面43e、43f、43g、43h具有多个轨道49(该构成也能够应用于其他Z轴移动机构40、40A)。
另外,图12是示出变形例的升降部45A、45B的概略说明图,(a)示出了在驱动电动机47中应用的磁齿轮电动机58A,(b)示出了在驱动电动机47与Z轴可动体46之间应用的磁减速机构58B。如图12所示,工作台30可以在四个驱动电动机47本身、或者四个Z轴可动体46与四个驱动电动机47之间具有通过磁力使驱动电动机47的旋转运动减速的磁减速部58。
例如,作为磁减速部58,如图12的(a)所示,可以举出应用了作为驱动电动机47具有磁减速功能的磁齿轮电动机58A的构成。作为一个例子,磁齿轮电动机58A具有定子581以及与定子581同轴的高速转子582和低速转子583。定子581位于磁齿轮电动机58A的外周部侧,将多个线圈沿周向配置为环状,在Z轴用控制器71的控制下,自电动机驱动部80对各线圈供给三相交流电。高速转子582设于磁齿轮电动机58A的中心侧,在其外周面,多个磁极(N极、S极)沿周向以环状配置。低速转子583是配置于定子581和高速转子582之间的环状部件,其将多个磁极片沿周向以环状配置。并且,低速转子583与将该低速转子583的旋转转换为Z轴可动体46的直线运动的动力转换部51(参照图3)连结。
如上所述构成的磁齿轮电动机58A基于来自电动机驱动部80(参照图2)的三相交流电力,使内侧的高速转子582旋转。并且,与高速转子582的旋转相应地,配置于高速转子582的外侧的低速转子583以低速、高扭矩进行旋转。磁齿轮电动机58A的减速比可以通过高速转子582的磁极数与低速转子583的磁极片数的比例来进行设定。升降部45A通过如此应用磁齿轮电动机58A,能够大幅降低使Z轴可动体46升降时的耗费电力。另外,磁齿轮电动机58A通过实现小型化且增大扭矩,能够尽可能将占用面积设定为较小。而且,由于磁齿轮电动机58A能够使高速转子582以及低速转子583彼此非接触而进行扭矩传递,从而振动降低,在工作台30的移动中能够使晶圆W的接触性能提高。其结果,能够期待测试时的成品率提高。
或者,如图12的(b)所示,磁减速部58可以是在各驱动电动机47与各Z轴可动体46(动力转换部51)之间分别具有磁减速机构58B的构成。磁减速机构58B例如具有将多个磁极片配置为环状的定子586、在定子586的内侧将多个磁极配置为环状的高速转子587、以及在定子586的外侧将多个磁极配置为环状的低速转子588。在该情况下,定子586被固定,另一方面,驱动电动机47的轴部470与高速转子587连结。高速转子587跟随驱动电动机47的旋转而进行旋转。高速转子587的磁极的旋转通过定子586的多个磁极片被传递,从而低速转子588相对于高速转子587的旋转以减速的状态进行旋转。因此,与磁齿轮电动机58A相同,具有磁减速机构58B的升降部45B也能够获得耗费电力的降低、小型化、轻量化、振动降低等的效果。
以下记载在以上的实施方式中说明的本发明的技术思想以及效果。
本发明的第一方式是工作台30,其具有:一个基台35,其用于载置被搬运体(晶圆W)；四个可动体(Z轴可动体46),其以可升降的方式对基台35进行支承；四个驱动电动机47,其与四个可动体的每一个对应设置,并且使该四个可动体个別进行升降；四个引导部48,其引导四个可动体的每一个的升降；以及一个支承框架41、41A、41B,其沿与基台35的升降方向正交的方向连续且具有与升降方向平行的壁面43a～43h,并且在该壁面43a～43h固定全部四个引导部48。
根据上述,工作台30使四个可动体(Z轴可动体46)个別进行升降,从而能够恰当地调整基台35的姿势。特别是,工作台30通过在与升降方向正交的平面方向连续的支承框架41、41A、41B,对四个引导部48进行固定,从而能够使各可动体顺利进行升降,能够促进施加于基台35的载荷的均匀化。而且,四个可动体、四个驱动电动机47以及四个引导部48能够使工作台30的俯视尺寸尽可能小。
另外,包括在基台35的升降时对四个驱动电动机47的每一个的目标位置进行设定,基于目标位置对四个驱动电动机47的动作进行控制的控制部(工作台控制部70)、以及分别设于四个驱动电动机47而对该驱动电动机47的扭矩进行检测的四个扭矩传感器55,控制部基于自四个扭矩传感器55的每一个反馈来的扭矩,对四个驱动电动机47的每一个的目标位置进行校正。由此,工作台30能够基于施加于基台35的载荷,高精度地使四个可动体进行升降。
另外,控制部(工作台控制部70)基于四个扭矩传感器55的扭矩,识别基台35的倾斜状态,根据基台35的倾斜状态计算对四个驱动电动机47的每一个的目标位置进行校正的校正值。由此,工作台30能够进一步高精度地对四个驱动电动机47进行控制,例如,即使在基台35自水平倾斜的情况下也能够迅速使基台35回到水平。
另外,支承框架41通过在与升降方向正交的方向具有一对侧壁42和连结一对侧壁42之间的连结壁43,在俯视时形成为H字状,四个可动体(Z轴可动体46)、四个驱动电动机47以及四个引导部48配置于一对侧壁42之间。由此,工作台30通过支承框架41稳定支承四个引导部48,从而能够顺利进行可动体的升降。
另外,支承框架41在连结壁43的一个壁面43a固定有四个引导部48中的两个,并且在连结壁43的另一壁面43b固定有四个引导部48中的余下两个。由此,工作台30以两个可动体(Z轴可动体46)沿连结壁43的延伸方向排列的方式进行设置,能够将俯视尺寸设定为更小。
另外,四个可动体(Z轴可动体46)的每一个具有与四个驱动电动机47的每一个连接的横延伸部460、以及与横延伸部460的延伸方向正交延伸且被四个引导部48的每一个引导的纵延伸部461。由此,四个可动体与引导部48的接触区间变长,能够进一步沿引导部48稳定升降。
另外,支承框架41、41A、41B以及四个引导部48沿升降方向以比四个驱动电动机47的设置位置长的方式延伸。由此,工作台30能够增加可动体(Z轴可动体46)的升降距离,另外能够使可动体稳定进行升降。
另外,四个驱动电动机47为直接驱动电动机。由此,工作台30能够将驱动电动机47的高度设定为较小,并且也能够在基台35的升降方向促进小型化。
另外,四个驱动电动机47本身包括通过磁力使驱动电动机47的旋转运动减速的磁减速部5,或者在可动体(Z轴可动体46)与四个驱动电动机47之间包括通过磁力使驱动电动机47的旋转运动减速的磁减速部58。由此,工作台30能够获得耗费电力的降低、小型化、轻量化、振动降低等的效果。
另外,磁减速部58是具有定子581、以及与该定子581同轴的高速转子582和低速转子583,且构成驱动电动机47本身的磁齿轮电动机58A。通过如此采用磁齿轮电动机58A,工作台30能够促进驱动电动机47本身的小型化,从而能够更进一步促进工作台30整体(例如,Z轴方向的高度等)的小型化。
另外,磁减速部58在四个可动体(Z轴可动体46)与四个驱动电动机47之间,分别包括具有定子586、以及与该定子586同轴的高速转子587和低速转子588的磁减速机构58B。如此,即使在包括磁减速机构58B的情况下,工作台30也能够使驱动电动机47的旋转顺利减速而使Z轴可动体46升降。因此,能够采用小型的驱动电动机47,其结果能够促进作为工作台30整体的小型化。
另外,本发明的第二方式是检查装置1,其具有载置并搬运基板(晶圆W)的工作台30,并且使探针16按压于搬运来的基板而对该基板的电特性进行检查,工作台30具有:一个基台35,其用于载置被搬运体(晶圆W)；四个可动体(Z轴可动体46),其以可升降的方式对基台35进行支承；四个驱动电动机47,其与四个可动体的每一个对应设置,并且使该四个可动体个別进行升降；四个引导部48,其引导四个可动体的每一个的升降；以及一个支承框架41、41A、41B,其沿与基台35的升降方向正交的方向连续且具有与升降方向平行的壁面43a～43h,并且在该壁面43a～43h固定全部四个引导部48。
另外,本发明的第三方式是工作台30的动作方法,具有:搬运工序,其对一个基台35进行搬运；以及升降工序,其对四个驱动电动机47进行个別驱动,并且通过分别设于该四个驱动电动机47的四个可动体(Z轴可动体46),使基台35升降,在使基台35升降的工序中,在沿与基台35的升降方向正交的方向连续的一个支承框架41、41A、41B中,通过固定于与升降方向平行的壁面43a～43h的四个引导部48的每一个,对四个可动体的每一个的升降进行引导。
在第二以及第三方式中,能够恰当地调整基台35的姿势,从而能够促进施加于基台35的载荷的均匀化。
此次公开的实施方式的工作台30、检查装置1以及工作台30的动作方法在全部的点中为示例而非限制。实施方式可以不脱离附加的权利要求书及其主旨而以各种方式进行变形以及改良。上述多个实施方式中记载的事项在不矛盾的范围内可以取其他构成,另外,在不矛盾的范围内可以进行组合。

Claims (13)

1.一种工作台,具有:
一个基台；
四个可动体,其以可升降的方式对上述基台进行支承；
四个驱动电动机,其与上述四个可动体的每一个对应设置,使该四个可动体进行个别升降；
四个引导部,其对上述四个可动体的每一个的升降进行引导；以及
一个支承框架,其沿与上述基台的升降方向正交的方向连续且具有与上述升降方向平行的壁面,并且在该壁面上固定全部上述四个引导部。
2.根据权利要求1所述的工作台,其中,包括:
控制部,其在上述基台的升降时设定上述四个驱动电动机的每一个的目标位置,并且基于上述目标位置对上述四个驱动电动机的动作进行控制；以及
四个扭矩传感器,其分别设于上述四个驱动电动机,用于对该驱动电动机的扭矩进行检测,
上述控制部基于自上述四个扭矩传感器的每一个反馈来的上述扭矩,对上述四个驱动电动机的每一个的上述目标位置进行校正。
3.根据权利要求2所述的工作台,其中,
上述控制部基于上述四个扭矩传感器的扭矩,识别上述基台的倾斜状态,并且根据上述基台的倾斜状态计算对于上述四个驱动电动机的每一个的上述目标位置进行校正的校正值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的工作台,其中,
上述支承框架在与上述升降方向正交的方向上具有一对侧壁和连结上述一对侧壁之间的连结壁,从而在俯视时形成为H字状,
上述四个可动体、上述四个驱动电动机以及上述四个引导部配置于上述一对侧壁之间。
5.根据权利要求4所述的工作台,其中,
上述支承框架在上述连结壁的一个上述壁面上固定有上述四个引导部中的两个引导部,并且在上述连结壁的另一上述壁面上固定有上述四个引导部中的余下两个引导部。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的工作台,其中,
上述四个可动体具有与上述四个驱动电动机的每一个连接的横延伸部、以及与上述横延伸部的延伸方向正交延伸且被上述四个引导部的每一个引导的纵延伸部。
7.根据权利要求6所述的工作台,其中,
上述支承框架以及上述四个引导部沿上述升降方向以比上述四个驱动电动机的设置位置长的方式延伸。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的工作台,其中,
上述四个驱动电动机为直接驱动电动机。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的工作台,其中,
上述四个驱动电动机本身包括通过磁力使上述驱动电动机的旋转运动减速的磁减速部,或者在上述四个可动体与上述四个驱动电动机之间包括通过磁力使上述驱动电动机的旋转运动减速的磁减速部。
10.根据权利要求9所述的工作台,其中,
上述磁减速部是具有定子、以及与该定子同轴的高速转子和低速转子,并且构成上述驱动电动机本身的磁齿轮电动机。
11.根据权利要求9所述的工作台,其中,
磁减速部在上述四个可动体与上述四个驱动电动机之间分别包括具有定子、以及与该定子同轴的高速转子和低速转子的磁减速机构。
12.一种检查装置,其具有用于载置且搬运基板的工作台,并且使探针接触搬运来的上述基板而对该基板的电特性进行检查,
上述工作台具有:
一个基台；
四个可动体,其以可升降的方式对上述基台进行支承；
四个驱动电动机,其与上述四个可动体的每一个对应设置,使该四个可动体进行个别升降；
四个引导部,其对上述四个可动体的每一个的升降进行引导；以及
一个支承框架,其沿与上述基台的升降方向正交的方向连续且具有与上述升降方向平行的壁面,并且在该壁面上固定全部上述四个引导部。
13.一种工作台的动作方法,具有:
搬运工序,其对一个基台进行搬运；以及
升降工序,其对四个驱动电动机进行个別驱动,并且通过分别设于该四个驱动电动机的四个可动体,使上述基台升降,
在上述升降工序中,
在沿与上述基台的升降方向正交的方向连续的一个支承框架中,通过固定于与上述升降方向平行的壁面的四个引导部的每一个,对上述四个可动体的每一个的升降进行引导。
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