JP4965273B2

JP4965273B2 - 載置装置

Info

Publication number: JP4965273B2
Application number: JP2007024911A
Authority: JP
Inventors: 和哉矢野; 寛志下山; 勝鈴木
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-02-02
Also published as: US8113084B2; KR20080072534A; KR100935485B1; US20080184916A1; JP2008192776A

Description

本発明は、被検査体を載置する載置台を有する載置装置に関し、更に詳しくは、載置台を所定の角度範囲内で回転させる載置台回転駆動機構を簡素化することができる載置装置に関する。

例えば図４は従来の載置装置を備えた検査装置の一例を示す図である。この検査装置は、検査室の内部に配置され且つ被検査体（例えば、半導体ウエハ）Ｗを昇降可能に載置する載置装置１と、載置装置１をＸ、Ｙ方向へ移動させるＸＹステージ２と、ＸＹステージ２の上方に配置されたプローブカード３と、プローブカード３の複数のプローブ３Ａと載置装置１上の半導体ウエハＷとのアライメントを行うアライメント機構４と、を備え、アライメント後の半導体ウエハＷと複数のプローブ３Ａとを電気的に接触させて半導体ウエハＷの電気的特性検査を行う。尚、アライメント機構４は、従来公知のように、載置装置１に付設された下カメラ４Ａと、プローブカード３の真下まで移動可能な上カメラ４Ｂと、を有している。

載置装置１は、例えば図５に示すように、半導体ウエハＷを載置する載置台１Ａと、載置台１Ａを昇降させる昇降駆動機構（図示せず）と、載置台１Ａを周方向（以下、「θ方向」と称す。）へ所定の角度範囲内で回転させる載置台回転駆動機構（以下、「θ方向駆動機構」と称す。）１Ｂと、を備えている。昇降駆動機構は、半導体ウエハＷの受け渡しや検査を行う際に載置台１Ａを昇降させる。θ方向駆動機構１Ｂは、例えば空気圧によって一時的に浮上する載置台１Ａを所定の角度範囲内でθ方向へ回転させて半導体ウエハＷと複数のプローブ３Ａとのアライメントを行う。

θ方向駆動機構１Ｂについて図５を参照しながら更に説明する。θ方向駆動機構１Ｂは、同図に示すように、載置台１Ａの近傍に配置されたモータ１Ｃと、モータ１Ｃから載置台１Ａの接線方向に延びるボールネジ１Ｄと、ボールネジ１Ｄに装着された移動体１Ｅと、載置台１Ａの周面から水平に張り出す張り出し部材１Ｆと、移動体１Ｅと張り出し部材１Ｆとを連結するリンク１Ｇと、移動体１Ｅの下方に配置され且つ移動体１Ｅを直進させる直進ガイド機構１Ｈと、を備えている。リンク１Ｇの一端部は、例えば移動体１Ｅの軸に対してベアリング軸受けを介して軸支され、リンク１Ｇの他端部は張り出し部材１Ｆの軸に対してリニアブッシュを介して軸支されている。また、張り出し部材１Ｆの軸がスプライン軸になっていることもある。尚、１Ｉはエンコーダである。

半導体ウエハＷと複数のプローブ３Ａとのアライメントを行う時にθ方向駆動機構１Ｂが駆動すると、移動体１Ｅがボールネジ１Ｄに従って直進し、リンク１Ｇを介して移動体１Ｅの直線運動が載置台１Ａの回転運動に変換されると共に載置台１Ａがリニアブッシュを介して上昇する。載置台１Ａが所定角度だけ回転して半導体ウエハＷと複数のプローブ３Ａとのアライメントが終了すると、モータ１Ｃが停止し、載置台１Ａがその位置でリニアブッシュ（またはスプライン軸）に従って下降し、静止する。尚、載置台１Ａが空気圧によって昇降する技術については特許文献１、２に記載されている。

特開平０７−３０７３６８特開平１１−２８８９８５

しかしながら、従来のθ方向駆動機構１Ｂは、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、移動体１Ｄの直線運動を載置台１Ａの回転運動に変換するリンク機構によって構成されているため、リンク機構を厳密に設計しなくてはならず、リンク機構の組み付けにも手間がかかりコスト高になる上に、載置台１Ａの昇降機構として高価なリニアブッシュ（またはスプライン軸）を使用しているため、益々コスト高になっていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、被処理体を載置する載置台をθ方向へ回転させるθ方向駆動機構（載置台回転駆動機構）を簡素化してコストを削減することができる載置装置を提供することを目的としている。

本発明の請求項１に記載の載置装置は、被処理体を載置する昇降可能な載置台と、この載置台を所定の角度範囲内で回転させる載置台回転駆動機構と、を備え、上記載置台を垂直に上昇させて上記載置台を上記載置台回転駆動機構によって回転させる載置装置において、上記載置台回転駆動機構は、上記載置台の接線方向に延びる駆動軸と、この駆動軸を介して上記接線方向へ移動する移動体と、この移動体に垂直に設けられた軸に回転自在に取り付けられた第１のカムフォロアと、この第１のカムフォロアと直交する方向から接触するように上記載置台の外周面から水平に延びる軸に回転自在に取り付けられた第２のカムフォロアと、上記第１のカムフォロアと上記第２のカムフォロアとが弾接するように上記載置台と上記移動体とを連結するスプリングと、を備え、上記載置台が昇降する時には、上記第１のカムフォロアが上記第２のカムフォロアのカムとして働き、上記載置台が回転する時には、上記第２のカムフォロアが上記第１のカムフォロアのカムとして働くように構成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載の載置装置は、請求項１に記載の発明において、上記載置台回転駆動機構は、上記駆動軸を回転させる回転駆動機構を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載の載置装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記載置台回転駆動機構は、上記移動体を上記接線方向へ移動案内する直進ガイド機構を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、被処理体を載置する載置台を上昇させながらθ方向へ回転させる載置台回転駆動機構を簡素化してコストを削減することができる載置装置を提供することができる。

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。尚、各図中、図１は本発明の載置装置の一実施形態の要部を示す斜視図、図２は図１に示す載置装置の平面図、図３は図１に示す載置装置の正面図である。

本実施形態の載置装置１０は、例えば図１、図２に示すように、被検査体（例えば、半導体ウエハ）（図示せず）を載置する昇降可能な載置台１１と、この載置台１１を所定の角度範囲内で周方向（以下、「θ方向」と称する。）へ回転させる載置台回転駆動機構（θ方向駆動機構）１２と、を備え、θ方向駆動機構１２以外は従来の載置装置に準じて構成されている。そこで、以下ではθ方向駆動機構１２を中心に説明する。

θ方向駆動機構１２は、図１、図２に示すように、載置台１１の近傍に配置されたエンコーダが付設された回転駆動機機構（例えば、モータ）１２１と、モータ１２１に一端が連結されて載置台１１の接線方向に延びる駆動軸（例えば、ボールネジ）１２２と、このボールネジ１２２を介して載置台１１の接線方向へ移動する移動体１２３と、この移動体１２３の上面に垂直に取り付けられ第１の軸１２４Ａ（図２参照）を中心に回転する第１のカムフォロア１２４と、この第１のカムフォロア１２４と接触するように載置台１１の外周面から水平に延びる第２の軸１２５Ａ（図２参照）を中心に回転する第２のカムフォロア１２５と、第１のカムフォロア１２４と第２のカムフォロア１２５とが弾接するように載置台１１と移動体１２３とを連結する弾性部材（例えば、コイルスプリング）１２６と、を備えている。

ボールネジ１２２は、図１に示すように、その一端部が軸受け１２２Ａによって回転自在に軸支されている。このボールネジ１２２には移動体１２３が螺合している。この移動体１２３は、エンコーダの制御下でモータ１２１の回転によりボールネジ１２２に従って移動するようになっている。

また、図１、図２に示すように移動体１２３の上面には、その上面からモータ１２１側へ延びる支持部材１２３Ａが固定されている。この支持部材１２３Ａの延長端部には第１の軸１２４Ａが立設され、この第１の軸１２４Ａに第１のカムフォロア１２４が回転自在に装着されている。また、載置台１１の外周面には第１の取り付け部材１２７が周方向に沿って固定されている。この第１の取り付け部材１２７には載置台１１の外周面から水平に延びる第２の軸１２５Ａが固定され、この第２の軸１２５Ａに第２のカムフォロア１２５が回転自在に装着されている。

第１の取り付け部材１２７の第２のカムフォロア１２５の近傍には水平なブラケット部１２７Ａが形成され、このブラケット部１２７Ａの孔にコイルスプリング１２６の一端が連結されている。また、支持部材１２３Ａの基端部には第３の軸１２６Ａが立設され、第３の軸１２６Ａにコイルスプリング１２６の他端が連結されている。このコイルスプリング１２６が第１のカムフォロア１２４と第２のカムフォロア１２５とを弾接させている。

また、移動体１２３は、図２、図３に示すように直進ガイド機構１２８によってボールネジ１２２に従って直進するように構成されている。この直進ガイド機構１２８は、載置台１１のやや下方に配置されたリニアガイド１２８Ａと、リニアガイド１２８Ａと係合する係合体１２８Ｂと、を有している。リニアガイド１２８Ａは、載置台１１の下方に固定された第２の取り付け部材１２９にボールネジ１２２と平行させて取り付けられ、係合体１２８Ｂは移動体１２３の側面に固定されている。

従って、モータ１２１によってボールネジ１２２が回転し、移動体１２３が直進ガイド機構１２８を介してボールネジ１２２に従って直進すると、コイルスプリング１２６を介して第１、第２のカムフォロア１２４、１２５が弾接した状態で載置台１１が回転する。この際、載置台１１が空気圧によって垂直方向に上昇するが、本実施形態では第１、第２のカムフォロア１２４、１２５が弾接しているため、第２のカムフォロワ１２５が第１のカムフォロア１２４に案内されながら載置台１１が垂直に上昇することができる。

次に、動作について説明する。載置台１１上の半導体ウエハを載置し、プローブカードの複数のプローブとのアライメントを行う時には、載置装置１０がＸＹステージを介してＸ、Ｙ方向に移動し、アライメント機構によってＸ、Ｙ方向のアライメントをした後、θ方向駆動機構１２が駆動するとモータ１２１によってボールネジ１２２が回転する。これによって移動体１２３は、直進ガイド機構１２８を介してボールネジ１２２に従って直進すると共に、第１のカムフォロア１２４と第２のカムフォロア１２５とをコイルスプリング１２６を介して弾接させながら載置台１１を回転させる。この時、第２のカムフォロア１２５が第１のカムフォロア１２４に従って僅かな寸法だけ上昇し、これによって載置台１１が垂直に上昇する。
点を算出する工程と、を有することを特徴とするものである。

載置台１１が所定の角度だけ上昇しながら回転して、複数のプローブと半導体ウエハとのアライメントが終了すると、モータ１２１が停止し、その位置から第２のカムフォロア１２５が第１のカムフォロア１２４に弾接しながら下降すると共に載置台１１が垂直に下降して静止する。従って、本実施形態では、コイルスプリング１２６によって移動体１２３の直線運動を載置台１１の回転運動に変換することができる。また、載置台１１は、第１、第２のカムフォロアア１２４、１２５を介して垂直に昇降することができる。

以上説明したように本実施形態の載置装置１０によれば、θ方向駆動機構１２は、モータ１２１と、モータ１２１から載置台１１の接線方向に延びるボールネジ１２２と、このボールネジ１２２を介して接線方向へ移動する移動体１２３と、この移動体１２３に対して垂直に取り付けられた第１のカムフォロア１２４と、この第１のカムフォロア１２４と接触可能に載置台１１の外周面から水平に延びる第２のカムフォロア１２５と、第１のカムフォロア１２４と第２のカムフォロア１２５とが弾接するように載置台１１と移動体１２３とを連結するコイルスプリング１２６と、を備えているため、従来のリンク機構に代えて、コイルスプリング１２６という低コストで簡単な部材を用いて移動体１２３の直進運動を載置台１１の回転運動に変換することができ、また、低コストの第１、第２のカムフォロア１２４、１２５を用いて載置台１１を昇降させることができる。従って、本実施形態ではθ方向駆動機構１２を簡素化し、低コストでθ方向駆動機構１２を構築することができる。

また、本実施形態によれば、θ方向駆動機構１２は、移動体１２３を載置台１１の接線方向へ移動案内する直進ガイド機構１２８を有するため、移動体１２３をボールネジ１２２に従って正確に直進させることができる。

尚、本発明は、上記実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて適宜設計変更することができる。上記実施形態では、第１、第２のカムフォロアを弾接させる弾性部材としてコイルスプリングを用いているが、コイルスプリング以外のスプリングを用いても良い。

本発明は、例えば検査装置の載置装置に好適に利用することができる。

本発明の載置装置の一実施形態の要部を示す斜視図である。図１に示す載置装置の平面図である図１に示す載置装置の正面図である。従来の載置装置が適用された検査装置の内部を示す正面図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図４に示す載置装置の要部を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。

符号の説明

１０載置装置
１１載置台
１２ θ方向駆動機構（載置台回転駆動機構）
１２１モータ（回転駆動機構）
１２２ボールネジ（駆動軸）
１２３移動体
１２４第1のカムフォロア
１２５第２のカムフォロア
１２６コイルスプリング（弾性部材）
１２８直進ガイド機構

Claims

被処理体を載置する昇降可能な載置台と、この載置台を所定の角度範囲内で回転させる載置台回転駆動機構と、を備え、上記載置台を垂直に上昇させて上記載置台を上記載置台回転駆動機構によって回転させる載置装置において、上記載置台回転駆動機構は、上記載置台の接線方向に延びる駆動軸と、この駆動軸を介して上記接線方向へ移動する移動体と、この移動体に垂直に設けられた軸に回転自在に取り付けられた第１のカムフォロアと、この第１のカムフォロアと直交する方向から接触するように上記載置台の外周面から水平に延びる軸に回転自在に取り付けられた第２のカムフォロアと、上記第１のカムフォロアと上記第２のカムフォロアとが弾接するように上記載置台と上記移動体とを連結するスプリングと、を備え、上記載置台が昇降する時には、上記第１のカムフォロアが上記第２のカムフォロアのカムとして働き、上記載置台が回転する時には、上記第２のカムフォロアが上記第１のカムフォロアのカムとして働くように構成されていることを特徴とする載置装置。
上記載置台回転駆動機構は、上記駆動軸を回転させる回転駆動機構を有することを特徴とする請求項１に記載の載置装置。
上記載置台回転駆動機構は、上記移動体を上記接線方向へ移動案内する直進ガイド機構を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の載置装置。