JP2020198354A - 位置決め機構及び位置決め方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】検査対象の基板を位置決めできる技術を提供する。【解決手段】本開示の一態様による位置決め機構は、基板を載置する載置台と、前記載置台を下方から保持する保持部と、前記載置台を前記保持部に対して昇降させる昇降ピンと、前記保持部を下方から支持し、前記昇降ピンに対する前記保持部の相対位置を変化させるアライナと、を有し、前記保持部及び前記アライナには、前記昇降ピンが貫通可能な貫通穴が設けられている。【選択図】図１０

Description

本開示は、位置決め機構及び位置決め方法に関する。
検査室内に配置された複数の検査ユニットの中の一つに対して共用の搬送ロボット又は移動ステージが基板の搬送を行っている間に、他の検査ユニットで別の基板に対する検査を行うことができる検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６−４６２８５号公報
本開示は、検査対象の基板を位置決めできる技術を提供する。
本開示の一態様による位置決め機構は、基板を載置する載置台と、前記載置台を下方から保持する保持部と、前記載置台を前記保持部に対して昇降させる昇降ピンと、前記保持部を下方から支持し、前記昇降ピンに対する前記保持部の相対位置を変化させるアライナと、を有し、前記保持部及び前記アライナには、前記昇降ピンが貫通可能な貫通穴が設けられている。
本開示によれば、検査対象の基板を位置決めできる。
検査システムの全体構成の一例を示す図 シェルの一例を示す図 位置ずれ防止機構を説明するための断面図 位置ずれ防止機構を説明するための上面図 図３の一部を拡大して示す図 シェルにおけるリーク防止機構の一例を示す図 シェルにおけるリーク防止機構の別の例を示す図 図７のリーク防止機構の動作の一例を説明するための図 シェルの別の例を示す図 シェルにおける位置決め機構の動作の一例を示す図 第１の温度調整機構を説明するための図 第２の温度調整機構を説明するための図 テスタの一例を示す図 オーバドライブ量調整機構の一例を示す図 オーバドライブ量調整機構の別の例を示す図 メンテナンス支援機能の一例を示すフローチャート メンテナンス支援機能の一例を説明するための図
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
まず、一実施形態の検査システムの全体構成について説明する。検査システムは、被検査体に形成された複数の被検査デバイス（ＤＵＴ：Device Under Test）に電気信号を与えてデバイスの種々の電気特性を検査するシステムである。被検査体は、例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」という。）等の基板である。
図１は、検査システムの全体構成の一例を示す図である。図１に示されるように、検査システム１は、複数の検査ユニット１００と、搬送システム２００と、管理装置３００と、を備える。
複数の検査ユニット１００は、同一平面内において、左右方向（図１のＸ方向）及び前後方向（図１のＹ方向）に並んで配置されている。各検査ユニット１００は、複数の検査装置１１０と、チラー１２０と、を有する。
各検査装置１１０は、後述するカセットユニット２２０により搬送されたシェル１０を受け入れ、ウエハ１１に形成された各ＤＵＴの電気特性を検査する。各検査装置１１０は、検査装置１１０の全体の動作を制御するコントローラ１１６を備える。シェル１０については、後述する。
チラー１２０は、複数の検査装置１１０のステージ１１１（図１２参照）に設けられた冷媒流路に冷却水等の冷媒を供給することにより、ステージ１１１を冷却する。図１の例では、チラー１２０は、４つの検査装置１１０に対して１つ設けられている。ただし、チラー１２０は、検査装置１１０ごとに設けられていてもよい。
搬送システム２００は、複数のローダユニット２１０と、複数のカセットユニット２２０と、を有する。
複数のローダユニット２１０は、同一平面内において、前後方向（図１のＹ方向）に並んで配置されている。各ローダユニット２１０は、ＦＯＵＰストッカ２１１と、プローブカードストッカ２１２と、針研磨部２１３と、シェルストッカ２１４と、脱着部２１５と、搬送部２１６と、を有する。
ＦＯＵＰストッカ２１１は、複数のウエハ１１を収容する搬送容器（ＦＯＵＰ：Front Opening Unified Pod）を保管する領域である。ＦＯＵＰストッカ２１１には、例えばＦＯＵＰを保管する複数の保管棚が設けられている。ＦＯＵＰストッカ２１１には、検査システム１の外部からＦＯＵＰが搬入される。ＦＯＵＰストッカ２１１は、後述する搬送部２１６の搬送装置２１６ａによりアクセスできるようになっている。
プローブカードストッカ２１２は、複数のプローブカード１２を保管する領域である。プローブカードストッカ２１２には、例えばプローブカード１２を保管する複数の保管棚が設けられている。プローブカードストッカ２１２には、検査システム１の外部からプローブカード１２が搬入される。プローブカードストッカ２１２は、後述する搬送部２１６の搬送装置２１６ａによりアクセスできるようになっている。
針研磨部２１３は、プローブカード１２のプローブ１２ｂの先端を研磨し、塵等が付着したプローブ１２ｂを修復する領域である。針研磨部２１３には、例えばプローブ１２ｂの先端を研磨するための針研盤が設けられている。針研磨部２１３は、後述する搬送部２１６の搬送装置２１６ａによりアクセスできるようになっている。
シェルストッカ２１４は、複数のシェル１０を保管する領域である。シェルストッカ２１４には、例えばシェル１０を保管する複数の保管棚が設けられている。シェルストッカ２１４には、脱着部２１５で形成されたシェル１０及び検査ユニット１００で検査が終了したシェル１０が保管される。シェルストッカ２１４は、後述する搬送部２１６の搬送装置２１６ａ及びカセットユニット２２０によりアクセスできるようになっている。
脱着部２１５は、ウエハ１１とプローブカード１２とが一体になったシェル１０を形成すると共に、シェル１０をウエハ１１とプローブカード１２とに分離する領域である。脱着部２１５では、ウエハ１１を載置台１３に吸着保持させた状態でアライナ２１５ａ（図１０参照）により位置決めし、複数のＤＵＴの電極のそれぞれに、プローブカード１２の対応するプローブ１２ｂを接触させて接続し、シェル１０を形成する。また、脱着部２１５では、シェル１０として一体となったウエハ１１とプローブカード１２を分離させる。脱着部２１５は、後述する搬送部２１６の搬送装置２１６ａによりアクセスできるようになっている。
搬送部２１６は、シェル１０、ウエハ１１及びプローブカード１２を各領域間で搬送する領域である。搬送部２１６には、シェル１０、ウエハ１１及びプローブカード１２を搬送する搬送装置２１６ａが設けられている。搬送装置２１６ａは、シェル１０、ウエハ１１及びプローブカード１２を保持して各領域間で搬送する。例えば、搬送装置２１６ａは、脱着部２１５とシェルストッカ２１４との間でシェル１０を搬送する。また、搬送装置２１６ａは、ＦＯＵＰストッカ２１１と脱着部２１５との間でウエハ１１を搬送する。また、搬送装置２１６ａは、プローブカードストッカ２１２と針研磨部２１３と脱着部２１５との間でプローブカード１２を搬送する。
複数のカセットユニット２２０は、それぞれシェル１０を複数格納して複数の検査ユニット１００に対してシェル１０を供給する移動式のユニットである。図１の例では、複数のカセットユニット２２０は、それぞれローダユニット２１０のシェルストッカ２１４と検査装置１１０のステージ１１１との間でシェル１０を搬送する。カセットユニット２２０は、例えば自動搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）である。カセットユニット２２０は、例えば床面に敷設された磁気テープ等の誘導線２２５に沿って自走する。
管理装置３００は、測位装置（図示せず）により計測される複数のカセットユニット２２０の位置情報に基づいて、複数のカセットユニット２２０の動作を制御する。管理装置３００は、例えば測位装置により計測される複数のカセットユニット２２０の位置情報に基づいて、どのカセットユニット２２０を検査装置１１０に向かわせるかを決定する。一例としては、対象の検査装置１１０に最も近い場所に位置するカセットユニット２２０を検査装置１１０に向かわせる。また、管理装置３００は、決定したカセットユニット２２０についてシェル１０を搬送する際の最適経路を算出し、該最適経路でカセットユニット２２０を動作させる。また、管理装置３００は、各カセットユニット２２０の格納部２２１に格納されたシェル１０の数を取得し、取得したシェル１０の数に基づいて、複数のカセットユニット２２０の動作を制御してもよい。一例としては、取得したシェル１０の数が多いカセットユニット２２０を優先的に動作させる。
測位装置は、複数のカセットユニット２２０の各々の位置情報を計測できればよく、その種類は限定されない。測位装置としては、例えば誘導線２２５上に複数設けられ、カセットユニット２２０が通過したことを検出可能な位置検出センサであってよい。また、測位装置としては、例えば各カセットユニット２２０に搭載され、ＧＰＳ衛星を代表とするＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System)衛星からの測位信号を受信してカセットユニット２２０の位置情報を取得するＧＮＳＳ受信機であってもよい。
次に、シェル１０の構成例について説明する。図２は、シェル１０の一例を示す図である。
図２に示されるように、シェル１０は、ウエハ１１と、プローブカード１２と、載置台１３と、ホルダ１４と、を有する構造体である。
ウエハ１１の表面には、複数のＤＵＴ（図示せず）が形成されている。
プローブカード１２は、配線部材の一例であり、基部１２ａと、複数のプローブ１２ｂと、を有する。基部１２ａは、上面に複数の端子（図示せず）を有する板状の部材である。複数のプローブ１２ｂは、接触部の一例であり、基部１２ａの下面に設けられ、ウエハ１１に形成されたＤＵＴの電極に接触可能になっている。
載置台１３は、上面にウエハ１１を載置する。載置台１３は、例えば真空チャックであり、ウエハ１１を吸着して保持する。載置台１３の内部には、上面に載置されるウエハ１１の温度を調整する温度調整部１３ａが設けられている。温度調整部１３ａは、例えばベルチェ素子であってよい。
ホルダ１４は、第２の保持部の一例であり、載置台１３上にシール部材１６ａを介して設けられている。ホルダ１４は、ウエハ１１を囲む円環形状を有し、プローブカード１２の外周部を保持する。プローブカード１２とホルダ１４との接触面には、シール部材１６ｂが設けられている。
シェル１０は、検査装置１１０のステージ１１１に吸着された状態で位置決めピン（図示せず）により位置決めされ、プローブカード１２の上面の複数の端子が検査装置１１０に設けられた複数の端子と電気的に接続される。なお、プローブカード１２の上面にもシール部材１６ｃが設けられている。
以上に説明した一実施形態の検査システム１では、精密な位置決め（アライメント）を１箇所（例えば、ローダユニット２１０）のみで行い、同じ箇所（例えば、ローダユニット２１０）でシェル１０を完成させる。これにより、検査装置や試験装置等、複数の装置間へのウエハ１１（シェル１０）の搬送（ハンドリング）が容易となる。
また、シェル１０は、シール部材１６ａ、１６ｂにより封止されて内部が減圧されることにより、ウエハ１１に形成されたＤＵＴとプローブカード１２のプローブ１２ｂとが接触した状態を維持している。そして、シェル１０の内部を真空引きすることにより、内部を減圧状態に維持できる。しかしながら、シェル１０は、カセットユニット２２０によりローダユニット２１０のシェルストッカ２１４と検査装置１１０のステージ１１１との間で搬送されるため、常にシェル１０の内部を真空引きすることは困難である。そこで、例えば後述する「（２）リーク防止機構」により、シェル１０の内部を外部に比べて低圧にすることで、シェル１０の内部を減圧状態に維持する。
また、シェル１０の上部材（例えば、ホルダ１４）と下部材（例えば、載置台１３）との水平方向の位置ずれは、例えば後述する「（１）位置ずれ防止機構」により防止される。
また、シェル１０におけるオーバドライブ量は、例えば後述の「（５）オーバドライブ量調整機構」により管理される。なお、オーバドライブ量とは、ウエハ１１をプローブカード１２に押し当てた際、最初にプローブ１２ｂがウエハ１１に形成されたＤＵＴの電極に触れた位置から更に押し込んで圧接する量を意味する。
また、シェル１０を形成する際に行われるウエハ１１（各ＤＵＴの電極）とプローブカード１２（プローブ１２ｂ）との位置決めは、例えば後述の「（３）位置決め機構」により実現される。このとき、位置決めにはモータによる駆動が利用される。また、検査システム１では、該モータに加えて種々のモータが利用される。これらのモータの保全等を目的として、各モータは例えば後述の「（６）メンテナンス支援機能」により管理される。
また、シェル１０に対しては、例えば後述の「（４）温度調整機構」により、搬送の際及び検査の際の温度管理が行われる。
以下、上記の（１）〜（６）について詳細に説明する。
（１）位置ずれ防止機構
図３〜図５を参照して、シェル１０の載置台１３とホルダ１４との水平方向の位置ずれを防止する機構（以下「位置ずれ防止機構」という。）について説明する。図３及び図４は、それぞれ位置ずれ防止機構を説明するための断面図及び上面図である。図５は、図３の一部を拡大して示す図である。
図３に示されるように、位置ずれ防止機構１７は、位置決めピン１７ａと、ユニバーサルソケット１７ｂと、を有する。
位置決めピン１７ａは、例えば図４に示されるように、ホルダ１４の周方向に沿って複数（例えば８つ）配置されている。各位置決めピン１７ａは、載置台１３の上面に固定されている。
ユニバーサルソケット１７ｂは、例えば図４に示されるように、水平方向において位置決めピン１７ａと対応する位置に設けられている。すなわち、ユニバーサルソケット１７ｂは、ホルダ１４の周方向に沿って複数（例えば８つ）配置されている。各ユニバーサルソケット１７ｂは、ホルダ１４に固定されている。
各ユニバーサルソケット１７ｂは、例えば図５（ａ）に示されるように、ソケット１７ｂ１と、複数のバネ１７ｂ２と、複数のピン１７ｂ３と、を有する。
ソケット１７ｂ１は、ホルダ１４に固定されている。ソケット１７ｂ１は、下端が開放された有天井の円筒形状を有し、平面視において位置決めピン１７ａを覆うように、位置決めピン１７ａよりも大きい形状を有する。ソケット１７ｂ１は、複数のバネ１７ｂ２を収容し、複数のバネ１７ｂ２の各々の上端を固定する。
複数のバネ１７ｂ２の各々は、上端がソケット１７ｂ１の天井面に固定されている。複数のバネ１７ｂ２の各々は、下端にピン１７ｂ３が取り付けられており、対応するピン１７ｂ３が上方に押圧されると縮むように構成されている。
複数のピン１７ｂ３の各々は、上端がバネ１７ｂ２の下端に固定されている。各ピン１７ｂ３は、位置決めピン１７ａよりも小さい直径を有する。
係るユニバーサルソケット１７ｂでは、図５（ｂ）に示されるように、複数のピン１７ｂ３の一部が位置決めピン１７ａによって上方に押圧されると、上方に押圧されたピン１７ｂ３と対応するバネ１７ｂ２が縮んで、該ピン１７ｂ３が上方へ移動する。一方、位置決めピン１７ａによって押圧されていないピン１７ｂ３と対応するバネ１７ｂ２は縮まないため、該ピン１７ｂ３は上方へ移動しない。これにより、位置決めピン１７ａが水平方向にずれる力が働いた場合であっても、位置決めピン１７ａの側面が押圧されていないピン１７ｂ３と接触する。そのため、位置決めピン１７ａの水平方向への移動が制限される。このようにして位置決めピン１７ａは、ユニバーサルソケット１７ｂによって位置決めされる。
（２）リーク防止機構
図６を参照して、シェル１０の内部を外部に比べて低圧にして、シェル１０の内部のリークを防止する機構（以下「リーク防止機構」という。）の一例について説明する。図６は、シェル１０におけるリーク防止機構の一例を示す図である。
図６に示されるように、リーク防止機構１８は、減圧用流路１８ａと、シリンジ型ピストン１８ｂと、バネ１８ｃと、を有する。
減圧用流路１８ａは、載置台１３の内部に形成されたガス流路であり、シェル１０の内部と外部とを連通させる。
シリンジ型ピストン１８ｂは、シリンジ１８ｂ１と、ピストン１８ｂ２と、を有する。シリンジ型ピストン１８ｂは、シリンジ１８ｂ１の吐出口１８ｂ３が減圧用流路１８ａ内と連通し、シリンジ１８ｂ１に対してピストン１８ｂ２が移動することにより、シェル１０の内部の体積を増減させ、シェル１０の内部の圧力を変化させる。
バネ１８ｃは、一端が固定され、他端がピストン１８ｂ２に取り付けられている。バネ１８ｃは、シェル１０の内部の圧力が上昇すると、圧力に応じて縮むように構成されている。
係るリーク防止機構１８によれば、シェル１０の内部の圧力が上昇した場合、バネ１８ｃが縮むと共にピストン１８ｂ２が引っ張られることにより、シェル１０の内部の体積を増加させて、シェル１０の内部の減圧状態を維持できる。
図７を参照して、リーク防止機構の別の例について説明する。図７は、シェル１０におけるリーク防止機構の別の例を示す図である。
図７に示されるように、リーク防止機構１９は、減圧用流路１９ａと、回転体１９ｂと、ロッド１９ｃと、を有する。
減圧用流路１９ａは、載置台１３の内部に形成されたガス流路であり、シェル１０の内部と外部とを連通させる。
回転体１９ｂは、載置台１３の側面にシール部材１９ｄを介して気密を維持しながら載置台１３に対して回転可能に設けられている。回転体１９ｂの内部には、減圧用流路１９ａと連通可能なガス流路１９ｅが形成されている。回転体１９ｂは、載置台１３に対して回転することにより、減圧用流路１９ａとガス流路１９ｅとの連通状態を切り替える。なお、図７では、減圧用流路１９ａとガス流路１９ｅとが連通した状態を示している。
ロッド１９ｃは、ガス流路１９ｅ内に気密を維持しながら移動可能に設けられている。減圧用流路１９ａとガス流路１９ｅとが連通した状態では、ロッド１９ｃが押し込まれるとシェル１０の内部の圧力が高くなり、ロッド１９ｃが引っ張られるとシェル１０の内部の圧力が低くなる。また、減圧用流路１９ａとガス流路１９ｅとが連通していない状態では、ロッド１９ｃが押し込まれると、ガス流路１９ｅ内のガスが載置台１３と回転体１９ｂとの隙間を通ってシェル１０の外部に排出される。
図８を参照して、リーク防止機構１９の動作の一例について説明する。図８は、図７のリーク防止機構１９の動作の一例を説明するための図であり、シェル１０の内部の圧力が上昇したときに行う動作の一例を示す。
まず、シェル１０の内部の圧力が上昇すると、図８（ａ）に示されるように、減圧用流路１９ａとガス流路１９ｅとを連通させた状態でロッド１９ｃを引っ張る引っ張り動作を行う。これにより、シェル１０の内部の体積が増加し、シェル１０の内部の真空圧（減圧状態）を維持できる。なお、係る引っ張り動作は、作業者により行われてもよく、制御部により行われてもよい。該引っ張り動作が制御部により行われる場合、制御部は、シェル１０の内部の圧力を圧力センサによりモニタし、圧力が閾値を超えた場合にロッド１９ｃを引っ張るように制御してもよく、所定時間が経過した場合にロッド１０ｃを引っ張るように制御してもよい。
続いて、図８（ｂ）に示されるように、ロッド１９ｃの位置が引っ張り限界に到達すると、図８（ｃ）に示されるように、回転体１９ｂを第１の方向（例えば右回り）に回転させて、減圧用流路１９ａとガス流路１９ｅとの連通状態を遮断する。係る回転動作は、例えばロッド１９ｃの位置を固定した状態で行われる。該回転動作は、作業者により行われてもよく、制御部により行われてもよい。
続いて、図８（ｄ）に示されるように、回転体１９ｂの回転を停止させた状態でロッド１９ｃを押し込む動作を行う。これにより、ガス流路１９ｅ内のガスが載置台１３と回転体１９ｂとの隙間を通ってシェル１０の外部に排出される。その後、回転体１９ｂを第１の方向とは逆の第２の方向（例えば左回り）に回転させて、減圧用流路１９ａとガス流路１９ｅとを連通させる。係る回転動作は、例えばロッド１９ｃの位置を固定した状態で行われる。
係るリーク防止機構１９によれば、シェル１０の内部の圧力が上昇した場合、ロッド１９ｃを引っ張ることによりシェル１０の内部の体積を増加させて、シェル１０の内部の減圧状態を維持できる。また、回転体１９ｂの回転動作と、ロッド１９ｃの移動とを繰り返すことで、何度でもシェル１０内の真空圧を回復させることができる。
（３）位置決め機構
図９及び図１０を参照して、シェル１０を形成する際にウエハ１１とプローブカード１２との位置決めを行う機構（以下「位置決め機構」という。）について説明する。
まず、図９を参照して、シェル１０の構成例について説明する。図９は、シェル１０の別の例を示す図である。
図９に示されるように、シェル１０は、ウエハ１１と、プローブカード１２と、載置台１３と、ホルダ１４と、プレート１５と、を有する構造体である。
ウエハ１１の表面には、複数のＤＵＴ（図示せず）が形成されている。
プローブカード１２は、配線部材の一例であり、基部１２ａと、複数のプローブ１２ｂと、を有する。基部１２ａは、上面に複数の端子（図示せず）を有する板状の部材である。複数のプローブ１２ｂは、接触部の一例であり、基部１２ａの下面に設けられ、ウエハ１１に形成されたＤＵＴの電極に接触されるようになっている。
載置台１３は、上面にウエハ１１を載置する。載置台１３の内部には、上面に載置されるウエハ１１の温度を調整する温度調整部（図示せず）が設けられている。温度調整部１３ａは、例えばベルチェ素子であってよい。
ホルダ１４は、プレート１５上に位置決めされ、シール部材（図示せず）を介して設けられている。言い換えると、ホルダ１４とプレート１５との位置関係は常に一定である。ホルダ１４は、ウエハ１１を囲む円環形状を有し、プローブカード１２の外周部を保持する。プローブカード１２とホルダ１４との接触面には、シール部材（図示せず）が設けられている。
プレート１５は、保持部の一例であり、載置台１３を下方から保持する。プレート１５には、後述する昇降ピン２１５ｐが貫通可能な複数（例えば３つ以上）の貫通穴１５ａが設けられている。
次に、図１０を参照して、位置決め機構による位置決め動作の一例について説明する。以下で説明する位置決め機構による位置決め動作は、例えばローダユニット２１０の脱着部２１５において行われる。図１０は、シェル１０における位置決め機構の動作の一例を示す図である。
まず、図１０（ａ）に示されるように、脱着部２１５に設けられたアライナ２１５ａにより、プレート１５が支持されると、脱着部２１５に設けられたカメラ２１５ｂを用いてウエハ１１に形成されたＤＵＴの電極の位置情報を取得する。
続いて、図１０（ｂ）に示されるように、脱着部２１５に設けられた昇降ピン２１５ｐを上昇させることにより、ウエハ１１が載置された載置台１３を持ち上げ、載置台１３をプレート１５から離間させる。
続いて、図１０（ｃ）に示されるように、アライナ２１５ａを水平方向に移動させることにより、アライナ２１５ａと載置台１３との間の水平方向における相対位置を変更する。アライナ２１５ａの水平方向への移動量は、カメラ２１５ｂを用いて取得されたＤＵＴの電極の位置情報と、プローブカード１２のプローブ１２ｂの位置情報と、に基づいて定められる。
続いて、図１０（ｄ）に示されるように、昇降ピン２１５ｐを下降させることにより、ウエハ１１が載置された載置台１３をアライナ２１５ａ上に載置する。
続いて、図１０（ｅ）に示されるように、プレート１５上に、プローブカード１２を保持したホルダ１４を位置決めピンにより定められる位置に取り付け、プローブカード１２、ホルダ１４及びプレート１５で形成される空間を減圧する。これにより、ウエハ１１に形成された複数のＤＵＴの電極のそれぞれに、プローブカード１２の対応するプローブ１２ｂが接触され、ウエハ１１とプローブカード１２とが一体になったシェル１０が形成される。
係る位置決め機構によれば、シェル１０を用いたシステムにおいて、ウエハ１１とプローブカード１２とを位置決めできる。
（４）温度調整機構
図１１を参照して、シェル１０を搬送する際にウエハ１１の温度を調整する機構（以下、「第１の温度調整機構」という。）として機能するカセットユニット２２０について説明する。図１１は、第１の温度調整機構を説明するための図である。
図１１に示されるように、カセットユニット２２０は、格納部２２１と、受け渡し部２２２と、駆動部２２３と、を有する。
格納部２２１は、複数のシェル１０を格納する。格納部２２１は、例えば複数の載置台２２１ａを含み、各載置台２２１ａの上にシェル１０を載置する。格納部２２１は、内部を所定温度に維持可能な恒温槽であり、格納部２２１内に格納された複数のシェル１０の温度を調整する。
受け渡し部２２２は、格納部２２１と複数の検査ユニット１００との間でシェル１０の受け渡しを行う。受け渡し部２２２は、例えば多関節アーム等の搬送ロボット（図示せず）を含む。搬送ロボットは、格納部２２１とシェルストッカ２１４との間でシェル１０を受け渡す位置において、シェル１０を保持して一方から他方にシェル１０を移載する。また、搬送ロボットは、格納部２２１と検査ユニット１００との間でシェル１０を受け渡す位置において、シェル１０を保持して一方から他方にシェル１０を移載する。
駆動部２２３は、カセットユニット２２０を駆動させる。駆動部２２３は、例えば走行用の車輪、車輪や搬送ロボットを動作させるモータ、モータを駆動させるバッテリを含む。また、駆動部２２３は、例えば非接触給電やレールによる給電が可能なように受電部を含んでいてもよい。
係るカセットユニット２２０によれば、検査ユニット１００において室温とは異なる温度で検査を行う場合、カセットユニット２２０によりシェル１０を搬送している間にシェル１０（ウエハ１１）の温度を調整できる。そのため、検査ユニット１００においてウエハの温度を調整するのに要する時間を短縮できる。その結果、検査ユニット１００にシェル１０が搬送されてきてからウエハ１１の検査を開始するまでの時間を短縮できる。
図１２及び図１３を参照して、シェル１０のウエハ１１に形成された各ＤＵＴの電気特性を検査する際にウエハ１１の温度を調整する機構（以下「第２の温度調整機構」という。）として機能する検査装置１１０について説明する。図１２は、第２の温度調整機構を説明するための図である。図１３は、テスタの一例を示す図である。
図１２に示されるように、検査装置１１０は、ステージ１１１と、テスタ１１２と、中間接続部材１１３と、昇降機構１１５と、を有する。
ステージ１１１は、カセットユニット２２０により搬送されたシェル１０を載置する。ステージ１１１は、昇降機構１１５により、カセットユニット２２０との間でシェル１０を受け渡す位置（一点鎖線で示される位置）と、シェル１０を中間接続部材１１３に接触させて検査する位置（実線で示される位置）との間で昇降可能に構成されている。ステージ１１１は、本体１１１ａと、冷媒流路１１１ｂと、ヒータ１１１ｃと、を有する。本体１１１ａは、例えば平面視でシェル１０と略同じ大きさを有する。冷媒流路１１１ｂは、本体１１１ａに埋設されており、チラー１２０からの冷媒を循環させることにより、シェル１０を冷却する。ヒータ１１１ｃは、本体１１１ａに埋設されており、電源（図示せず）から供給される電力により発熱することにより、シェル１０を加熱する。このように、ステージ１１１は、検査装置１１０によりシェル１０のウエハ１１に形成された各ＤＵＴの電気特性を検査する際にウエハ１１の温度を調整する第２の温度調整機構として機能する。
テスタ１１２は、テスタマザーボード１１２ａと、複数の検査回路ボード１１２ｂと、筐体１１２ｃと、を有する。テスタマザーボード１１２ａは、水平に設けられており、底部には複数の端子（図示せず）が設けられている。複数の検査回路ボード１１２ｂは、テスタマザーボード１１２ａのスロットに立設状態で装着されている。筐体１１２ｃは、検査回路ボード１１２ｂを収容する。
中間接続部材１１３は、テスタ１１２とプローブカード１２とを電気的に接続するための部材であり、ポゴフレーム１１３ａと、ポゴブロック１１３ｂと、を有する。
ポゴフレーム１１３ａは高強度で剛性が高く、熱膨張係数が小さい材料、例えばＮｉＦｅ合金で構成されている。ポゴフレーム１１３ａは厚さ方向に貫通する複数の長方形の挿嵌穴を有し、該挿嵌穴内にポゴブロック１１３ｂが挿嵌される。
ポゴブロック１１３ｂは、ポゴフレーム１１３ａに対して位置決めされ、テスタ１１２におけるテスタマザーボード１１２ａの端子と、プローブカード１２における基部１２ａの端子とを接続する。
テスタマザーボード１１２ａとポゴフレーム１１３ａとの間にはシール部材１１４が設けられている。そして、テスタマザーボード１１２ａと中間接続部材１１３との間の空間が真空引されることにより、シール部材１１４を介してテスタマザーボード１１２ａが中間接続部材１１３に吸着される。また、ポゴフレーム１１３ａとプローブカード１２との間にもシール部材（図示せず）が設けられている。そして、中間接続部材１１３とプローブカード１２との間の空間が真空引きされることにより、シール部材を介してプローブカード１２が中間接続部材１１３に吸着される。
係る検査装置１１０によれば、カセットユニット２２０からシェル１０を受け入れると、ステージ１１１にシェル１０を吸着した状態で昇降機構１１５により上方へシェル１０を移動させる。このとき、中間接続部材１１３の下面に設けられた位置決めピン１１３ｃとプローブカード１２の上面に設けられた位置決め穴１２ｃとが係合することにより、プローブカード１２とテスタ１１２との位置決めが行われる。これにより、プローブカード１２の上面の複数の端子が中間接続部材１１３を介してテスタ１１２に設けられた複数の端子と電気的に接続される。このとき、ウエハ１１は、載置台１３及びプレート１５を介してステージ１１１に接触しているので、熱伝導により冷媒流路１１１ｂを循環する冷媒により冷却され、および／又はヒータ１１１ｃの発熱により加熱される。
（５）オーバドライブ量調整機構
図１４を参照して、オーバドライブ量を調整する機構（以下「オーバドライブ量調整機構」）の一例について説明する。図１４は、オーバドライブ量調整機構の一例を示す図である。
図１４に示されるように、オーバドライブ量調整機構２０は、シムプレート２０ａと、固定具２０ｂと、を有する。
シムプレート２０ａは、プローブカード１２とホルダ１４との間にホルダ１４の周方向に沿って複数設けられており、プローブカード１２とホルダ１４との隙間の高さを調整する。シムプレート２０ａは、例えば板状部材であり、その板厚を調整することにより、プローブカード１２とホルダ１４との間にシムプレート２０ａの板厚に対応する隙間を形成する。
固定具２０ｂは、プローブカード１２とホルダ１４との間にシムプレート２０ａを挟んだ状態で、プローブカード１２をホルダ１４に固定する。固定具２０ｂは、例えばネジであってよい。
係るオーバドライブ量調整機構２０によれば、シムプレート２０ａの板厚を調整することにより、ウエハ１１の表面とプローブカード１２の基部１２ａの下面との間の距離Ｌ１が変化し、オーバドライブ量が調整される。例えば、シムプレート２０ａの板厚を厚くすることにより、ウエハ１１の表面とプローブカード１２の基部１２ａの下面との間の距離Ｌ１を長くし、オーバドライブ量を小さくできる。一方、シムプレート２０ａの板厚を薄くすることにより、ウエハ１１の表面とプローブカード１２の基部１２ａの下面との間の距離Ｌ１を短くし、オーバドライブ量を大きくできる。
図１５を参照して、オーバドライブ量調整機構の別の例について説明する。図１５は、オーバドライブ量調整機構の別の例を示す図である。
図１５に示されるように、オーバドライブ量調整機構２１は、ピエゾアクチュエータ２１ａと、電源供給部２１ｂと、を有する。
ピエゾアクチュエータ２１ａは、ホルダ１４に固定されており、電源供給部２１ｂを介して電圧が印加されることにより、微小な（例えば、ナノメートル〜マイクロメートル領域の）伸張の変化を生じさせる。ピエゾアクチュエータ２１ａが伸張すると、載置台１３の上面とホルダ１４の下面との間の距離が変化する。
電源供給部２１ｂは、外部に設けられた電圧供給端子（図示せず）と接続されることにより、ピエゾアクチュエータ２１ａに電圧を印加する。
係るオーバドライブ量調整機構２１によれば、ウエハ１１が載置された載置台１３上にプローブカード１２を保持したホルダ１４を載置する際、電源供給部２１ｂを介してピエゾアクチュエータ２１ａに電圧を印加し、ピエゾアクチュエータ２１ａが駆動される。このとき、ピエゾアクチュエータ２１ａに印加する電圧を変化させることで、ピエゾアクチュエータ２１ａの伸張量が変化し、載置台１３の上面とホルダ１４の下面との間の距離が変化する。その結果、ウエハ１１の表面とプローブカード１２の基部１２ａの下面との間の距離Ｌ１が変化し、オーバドライブ量が調整される。
例えば、ピエゾアクチュエータ２１ａに印加する電圧を大きくすると、ピエゾアクチュエータ２１ａの伸張量が大きくなる。その結果、ウエハ１１の表面とプローブカード１２の基部１２ａの下面との間の距離Ｌ１が長くなり、オーバドライブ量が小さくなる。一方、ピエゾアクチュエータ２１ａに印加する電圧を小さくすると、ピエゾアクチュエータ２１ａの伸張量が小さくなる。その結果、ウエハ１１の表面とプローブカード１２の基部１２ａの下面との間の距離Ｌ１が短くなり、オーバドライブ量が大きくなる。
（６）メンテナンス支援機能
図１６及び図１７を参照して、検査装置１１０のメンテナンス時期の判断を支援（アシスト）する機能（以下「メンテナンス支援機能」という。）について説明する。以下に説明するメンテナンス支援機能は、例えば検査装置１１０のコントローラ１１６によって実行される。ただし、該メンテナンス支援機能は、例えば検査システム１の管理装置３００によって実行されてもよい。図１６は、メンテナンス支援機能の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、コントローラ１１６は、ステージ１１１を所定距離だけ移動させる指令に基づいて、モータの駆動を開始させる。
ステップＳ２では、コントローラ１１６は、ステージ１１１を所定距離だけ移動させる際のモータの駆動が等速運動を含むか否かを判定する。ステップＳ２において、モータの駆動が等速運動を含むと判定された場合、ステップＳ３へ進む。一方、ステップＳ２において、モータの駆動が等速運動を含まないと判定された場合、処理を終了する。
ステップＳ３では、コントローラ１１６は、モータの駆動速度が一定であるか否かを判定する。ステップＳ３において、モータの駆動速度が一定であると判定された場合、ステップＳ４へ進む。一方、ステップＳ３において、モータの駆動速度が一定でない（＝加速中）と判定された場合、モータの駆動速度が一定となるまでステップＳ３を繰り返す。
ステップＳ４では、コントローラ１１６は、モータのトルクデータを取得する。一例では、取得されたトルクデータはコントローラ１１６を介して別の管理システムに送られ、そこで検査装置１１０の状態が判断される。また別の例では、コントローラ１１６が、取得したモータのトルクデータに基づいて、モータの駆動をステージ１１１に伝達するリニアガイドやボールネジの摩耗やグリスアップメンテナンス時期の判断を行う。
ステップＳ５では、コントローラ１１６は、モータの駆動速度が一定であるか否かを判定する。ステップＳ５において、モータの駆動速度が一定であると判定された場合、ステップＳ４へ戻る。一方、ステップＳ５において、モータの駆動速度が一定でない（＝減速中）と判定された場合、処理を終了する。
図１７は、メンテナンス支援機能の一例を説明するための図である。図１７中、横軸に時間［ｍｓｅｃ］を示し、第１（左側）縦軸にモータの回転数［１０−２ｒｐｍ］を示し、第２（右側）縦軸にモータのトルク［％］を示す。また、図１７中、モータの回転数の測定結果を実線で示し、モータのトルクの測定結果を破線で示す。
図１７に示されるように、モータは、駆動を開始してから所定時間（０〜４０ｍｓｅｃ）加速し、所定時間の経過後に等速での回転を所定時間（４０〜１５０ｍｓｅｃ）行い、その後、所定時間（１５０〜２００ｍｓｅｃ）をかけて減速し、停止する。
ところで、モータを駆動させている間常時モータのトルクデータ等を取得して監視すると、データ量が膨大になり、通信遅延の原因となる場合がある。そこで、一実施形態では、コントローラ１１６は、前述したメンテナンス支援機能を実行する。すなわち、コントローラ１１６は、モータが等速で回転していない機関にはモータのトルクデータの取得を停止し、モータが等速で回転している期間にのみモータのトルクデータを取得する。これにより、データ量が膨大となることを抑制できる。なお、メンテナンス支援機能は、モータを使用したシステムであれば何にでも適用させることができ、例えば、一般的なプローバ装置などのメンテナンス時期を判断するために用いることができる。
以上、（１）〜（６）の機構及び機能について詳細に説明したが、上記の（１）〜（６）の機構及び機能は、１つ以上を単独で利用してもよく、２つ以上を組み合わせて利用することもできる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１１ ウエハ
１２ プローブカード
１２ｂ プローブ
１３ 載置台
１４ ホルダ
１５ プレート
２１５ａ アライナ
２１５ｐ 昇降ピン

Claims (7)

  1. 基板を載置する載置台と、
    前記載置台を下方から保持する保持部と、
    前記載置台を前記保持部に対して昇降させる昇降ピンと、
    前記保持部を下方から支持し、前記昇降ピンに対する前記保持部の相対位置を変化させるアライナと、
    を有し、
    前記保持部及び前記アライナには、前記昇降ピンが貫通可能な貫通穴が設けられている、
    位置決め機構。
  2. 前記保持部に対して予め定められた位置に設けられ、前記基板に形成された複数のデバイスの電極と電気的に接触可能な接触部を含む配線部材を有する、
    請求項１に記載の位置決め機構。
  3. 前記配線部材は、前記複数のデバイスの電極に接触させるプローブを有するプローブカードである、
    請求項２に記載の位置決め機構。
  4. 前記保持部に対して前記配線部材の位置を常に一定に保持する第２の保持部を有する、
    請求項２又は３に記載の位置決め機構。
  5. 前記載置台は、真空チャックである、
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載の位置決め機構。
  6. 基板が載置された載置台を保持部に対して位置決めする位置決め方法であって、
    前記保持部の上に前記基板が載置された前記載置台を載置するステップと、
    前記保持部の上に載置された前記載置台をアライナにより下方から支持するステップと、
    前記保持部から前記載置台を上方に離間させるステップと、
    前記保持部から前記載置台を上方に離間させた状態で前記アライナを水平方向に移動させて前記保持部に対する前記載置台の相対位置を変化させるステップと、
    を有する、
    位置決め方法。
  7. 前記相対位置を変化させるステップの後に実行され、前記載置台を下方に移動させて前記保持部の上に載置するステップと、
    前記保持部に対して予め定められた位置に、前記基板に形成された複数のデバイスの電極と電気的に接触可能な接触部を含む配線部材を配置するステップと、
    を有する、
    請求項６に記載の位置決め方法。
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