KR100935485B1 - 탑재장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 θ 방향 구동 장치를 간소화하여 비용을 삭감할 수 있는 탑재장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 탑재장치(10)는 반도체 웨이퍼를 탑재하는 승강 가능한 탑재대(11)와 이 탑재대(11)를 소정의 각도범위 내에서 회전시키는 θ 방향 구동 기구(12)를 구비하고, θ 방향 구동 기구(12)는 모터(121), 모터(121)에 연결되어 탑재대(11)의 접선 방향으로 연장하는 볼나사(122), 이 볼나사(122)를 통하여 접선 방향으로 이동하는 이동체(123), 이 이동체(123)에 수직으로 부착된 제 1 캠 팔로우(124), 이 제 1 캠 팔로우(124)와 접촉하도록 탑재대(11)의 외주면으로부터 수평으로 연장하는 제 2 캠 팔로우(125) 및 제 1 캠 팔로우(124)와 제 2 캠 팔로우(125)가 탄성 접촉하도록 탑재대(11)와 이동체(123)를 연결하는 코일 스프링(126)을 구비하고 있다.

Description

탑재장치{MOUNTING DEVICE}
본 발명은 피검사체를 탑재하는 탑재대를 갖는 탑재장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 탑재대를 소정의 각도범위 내에서 회전시키는 탑재대 회전 구동기구를 간소화할 수 있는 탑재장치에 관한 것이다.
예컨대, 도 4는 종래의 탑재장치를 구비한 검사 장치의 일례를 도시하는 도면이다. 이 검사 장치는 검사실의 내부에 배치되고 또한 피검사체(예컨대, 반도체 웨이퍼) W를 승강 가능하게 탑재하는 탑재장치(1), 탑재장치(1)를 X, Y 방향으로 이동시키는 XY 스테이지(2), XY 스테이지(2)의 상방에 배치된 프로브 카드(3) 및 프로브 카드(3)의 복수의 프로브(3A)와 탑재장치(1) 상의 반도체 웨이퍼W와의 얼라이먼트를 행하는 얼라이먼트 기구(4)를 구비하고, 얼라이먼트 후의 반도체 웨이퍼W와 복수의 프로브(3A)를 전기적으로 접촉시켜 반도체 웨이퍼W의 전기적 특성검사를 행한다. 또한, 얼라이먼트 기구(4)는 탑재장치(1)에 부설된 하부 카메라(4A)와 프로브 카드(3)의 바로 아래까지 이동 가능한 상부 카메라(4B)를 갖고 있다.
탑재장치(1)는 예컨대, 도 5에 도시하는 바와 같이 반도체 웨이퍼W를 탑재하는 탑재대(1A), 탑재대(1A)를 승강시키는 승강 구동 기구(도시하지 않음) 및 탑재대(1A)를 둘레 방향(이하,「θ 방향」이라고 칭한다)으로 소정의 각도범위 내에서 회전시키는 탑재대 회전 구동기구(이하,「θ 방향 구동 기구」라고 칭한다, 1B)를 구비하고 있다. 승강 구동 기구는 반도체 웨이퍼W의 주고받음이나 검사를 행할 때에 탑재대(1A)를 승강시킨다. θ 방향 구동 기구(1B)는 예컨대, 공기압에 의해서 일시적으로 부상하는 탑재대(1A)를 소정의 각도범위 내에서 θ 방향으로 회전시켜 반도체 웨이퍼W와 복수의 프로브(3A)와의 얼라이먼트를 행한다.
θ 방향 구동 기구(1B)에 대하여 도 5를 참조하면서 더욱 상세하게 설명한다. θ 방향 구동 기구(1B)는 도 5에 도시하는 바와 같이, 탑재대(1A)의 근방에 배치된 모터(1C), 모터(1C)로부터 탑재대(1A)의 접선 방향으로 연장하는 볼나사(1D), 볼나사(1D)에 장착된 이동체(1E), 탑재대(1A)의 주위면으로부터 수평으로 돌출하는 돌출부재(1F), 이동체(1E)와 돌출부재(1F)를 연결하는 링크(1G) 및 이동체(1E)의 아래쪽에 배치되고 또한 이동체(1E)를 직진시키는 직진 가이드기구(1H)를 구비하고 있다. 링크(1G)의 일단부는 예컨대, 이동체(1E)의 축에 대하여 베어링을 거쳐서 축지지되고, 링크(1G)의 타 단부는 돌출부재(1F)의 축에 대하여 리니어 부쉬를 거쳐서 축지지되어 있다. 또한, 돌출부재(1F)의 축이 스플라인(spline) 축으로 되어 있는 것도 있다. 또한,(1I)는 인코더이다.
반도체 웨이퍼W와 복수의 프로브(3A)의 얼라이먼트를 행할 때에 θ 방향 구동 기구(1B)가 구동하면, 이동체(1E)가 볼나사(1D)를 따라서 직진하고, 링크(1G)를 통해서 이동체(1E)의 직선운동이 탑재대(1A)의 회전운동으로 변환됨과 동시에, 탑재대(1A)가 리니어 부쉬(linear bush)를 통하여 상승한다. 탑재대(1A)가 소정 각도만 회전하여 반도체 웨이퍼W와 복수의 프로브(3A)의 얼라이먼트가 종료하면, 모터(1C)가 정지하고, 탑재대(lA)가 그 위치에서 리니어 부쉬(또는, 스플라인 축)를 따라 하강하여 정지한다. 또한, 탑재대(1A)가 공기압에 의해서 승강하는 기술에 대해서는 특허문헌 1, 2에 기재되어 있다.
(특허문헌1) 일본국 특허공개 평성 제 07-307368
(특허문헌2) 일본국 특허공개 평성 제 11-288985
그러나, 종래의 θ 방향 구동 기구(1B)는 도 5의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 이동체(1D)의 직선운동을 탑재대(1A)의 회전운동으로 변환하는 링크기구에 의해서 구성되어 있기 때문에, 링크기구를 엄밀하게 설계하지 않으면 안 되어, 링크기구의 설치에도 노력이 필요하여 비용이 비싸질 뿐만 아니라, 탑재대(1A)의 승강기구로서 고가인 리니어 부쉬(또는, 스플라인 축)를 사용하고 있기 때문에, 점점 고비용으로 된다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, θ 방향 구동 기구(탑재대 회전 구동기구)를 간소화하여 비용을 삭감할 수 있는 탑재장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 청구항 1에 기재된 탑재장치는 피 처리체를 탑재하는 승강 가능한 탑재대와 이 탑재대를 소정의 각도범위 내에서 회전시키는 탑재대 회전 구동기구를 구비하고, 상기 탑재대를 수직으로 상승시켜 상기 탑재대를 상기 탑재대 회전 구동기구에 의해서 회전시키는 탑재장치에 있어서, 상기 탑재대 회전 구동기구는 상기 탑재대의 접선 방향으로 연장하는 구동축, 이 구동축을 통하여 상기 접선 방향으로 이동하는 이동체, 이 이동체에 수직으로 부착된 제 1 캠 팔로우, 이 제 1 캠 팔로우와 접촉하도록 상기 탑재대의 외주면으로부터 수평으로 연장하는 제 2 캠 팔로우 및 제 1 캠 팔로우와 제 2 캠 팔로우가 탄성 접촉하도록 상기 탑재대와 상기 이동체를 연결하는 탄성부재를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 2에 기재된 탑재장치는 청구항1에 기재된 발명에 있어서, 상기 탑재대 회전 구동기구는 상기 구동축을 회전시키는 회전 구동기구를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 3에 기재된 탑재장치는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 탑재대 회전 구동기구는 상기 이동체를 상기 접선 방향으로 이동, 안내하는 직진 가이드기구를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 4에 기재된 탑재장치는 청구항 1 ∼ 청구항 3 중 어느 1항에 기재된 발명에 있어서, 상기 탄성부재가 스프링인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의하면, 탑재대 회전 구동기구를 간소화하여 비용을 삭감할 수 있는 탑재장치를 제공할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3에 나타내는 실시예에 근거하여 본 발명을 설명한다. 또한, 각 도면 중, 도 1은 본 발명의 탑재장치의 1실시예의 주요부를 나타내는 사시도, 도 2는 도 1에 나타내는 탑재장치의 평면도, 도 3은 도 1에 나타내는 탑재장 치의 정면도이다.
본 실시예의 탑재장치(10)는 예컨대 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 피검사체(예컨대, 반도체 웨이퍼, 도시하지 않음)를 탑재하는 승강 가능한 탑재대(11)와 이 탑재대(11)를 소정의 각도범위 내에서 둘레 방향(이하, 「θ 방향」이라고 칭한다)으로 회전시키는 탑재대 회전 구동기구(θ 방향 구동 기구(12))를 구비하고, θ 방향 구동 기구(12) 이외는 종래의 탑재장치에 준하여 구성되어 있다. 그래서, 이하에서는 θ 방향 구동 기구(12)를 중심으로 설명한다.
θ 방향 구동 기구(12)는 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 탑재대(11) 근방에 배치된 인코더가 부설된 회전 구동 기구(예컨대, 모터, 121), 모터(121)에 일단이 연결되고 탑재대(11)의 접선 방향으로 연장하는 구동축(예컨대, 볼나사, 122), 이 볼나사(122)를 통하여 탑재대(11)의 접선 방향으로 이동하는 이동체(123), 이 이동체(123)의 상면에 수직으로 부착되고 제 1 축(124A, 도 2참조)을 중심으로 회전하는 제 1 캠 팔로우(cam follower)(124), 이 제 1 캠 팔로우(124)와 접촉하도록 탑재대(11)의 외주면으로부터 수평으로 연장하는 제 2 축(125A, 도 2참조)을 중심으로 회전하는 제 2 캠 팔로우(125) 및 제 1 캠 팔로우(124)와 제 2 캠 팔로우(125)가 탄성 접촉하도록 탑재대(11)와 이동체(123)를 연결하는 탄성부재(예컨대, 코일 스프링, 126)를 구비하고 있다.
볼나사(122)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 그 일단부가 베어링(122A)에 의해서 회전 자유롭게 축지지되어 있다. 이 볼나사(122)에는 이동체(123)가 나사결합하고 있다. 이 이동체(123)는 인코더의 제어하에서 모터(121)의 회전에 의해 볼 나사(122)를 따라서 이동하게 되어 있다.
또한, 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이 이동체(123)의 상면에는, 그 상면으로부터 모터(121)측으로 연장하는 지지부재(123A)가 고정되어 있다. 이 지지부재(123A)의 연장 단부에는 제 1 축(124A)이 마련되고, 이 제 1 축(124A)에 제 1 캠 팔로우(124)가 회전 자유롭게 장착되어 있다. 또한, 탑재대(11)의 외주면에는 제 1 부착부재(127)가 둘레 방향을 따라 고정되어 있다. 이 제 1 부착 부재(127)에는 탑재대(11)의 외주면으로부터 수평으로 연장하는 제 2 축(125A)이 고정되고, 이 제 2 축(125A)에 제 2 캠 팔로우(125)가 회전 자유롭게 장착되어 있다.
제 1 부착 부재(127)의 제 2 캠 팔로우(125)의 근방에는 수평인 브래킷 부(127A)가 형성되고, 이 브래킷 부(127A)의 구멍에 코일스프링(126)의 일단이 연결되어 있다. 또한, 지지부재(123A)의 기단부에는 제 3 축(126A)이 마련되고, 제 3 축(126A)에 코일 스프링(126)의 타단이 연결되어 있다. 이 코일 스프링(126)이 제 1 캠 팔로우(124)와 제 2 로터(125)를 탄성 접촉시키고 있다.
또한, 이동체(123)는 도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이, 직진 가이드 기구(128)에 의해서 볼나사(122)를 따라서 직진하도록 구성되어 있다. 이 직진 가이드기구(128)는 탑재대(11)의 약간 하방에 배치된 리니어 가이드(128A)와 리니어 가이드(128A)와 계합하는 계합체(128B)를 갖고 있다. 리니어 가이드(128A)는 탑재대(11)의 하면에 고정되게 부착되어 있는 제 2 부착 부재(129)에 볼나사(122)와 평행하게 부착되고, 계합체(128B)는 이동체(123)의 측면에 고정되어 있다.
따라서, 모터(121)에 의해서 볼나사(122)가 회전하여 이동체(123)가 직진 가 이드 기구(128)를 통하여 볼나사(122)를 따라서 직진하면, 코일 스프링(126)을 거쳐서 제 1, 제 2 캠 팔로우(124, 125)가 탄성 접촉한 상태로 탑재대(11)가 회전한다. 이 때, 탑재대(11)가 공기압에 의해서 수직 방향으로 상승하지만, 본 실시예로서는 제 1, 제 2 캠 팔로우(124, 125)가 탄성 접촉하고 있기 때문에, 제 2 캠 팔로우(125)가 제 1 캠 팔로우(124)로 안내되면서 탑재대(11)가 수직으로 상승할 수 있다.
다음에, 동작에 대하여 설명한다. 탑재대(11) 상의 반도체 웨이퍼를 탑재하고 프로브 카드의 복수의 프로브와의 얼라이먼트를 행할 때에는 탑재장치(10)가 XY 스테이지를 통하여 X,Y 방향으로 이동하여, 얼라이먼트 기구에 의해서 X, Y 방향의 얼라이먼트를 한 후, θ 방향 구동 기구(12)가 구동하면 모터(121)에 의해서 볼나사(122)가 회전한다. 이것에 의해서, 이동체(123)는 직진 가이드기구(128)를 통하여 볼나사(122)를 따라 직진함과 동시에, 제 1 캠 팔로우(124)와 제 2 캠 팔로우(125)를 코일스프링(126)을 통하여 탄성 접촉시키면서 탑재대(11)가 회전한다. 이 때, 제 2 캠 팔로우(125)가 제 1 캠 팔로우(124)를 따라 약간의 치수만 상승하고, 이것에 의해서 탑재대(11)가 수직으로 상승한다.
탑재대(11)가 소정의 각도만 상승하면서 회전하여, 복수의 프로브와 반도체 웨이퍼의 얼라이먼트가 종료하면, 모터(121)가 정지하고, 그 위치로부터 제 2 캠 팔로우(125)가 제 1 캠 팔로우(124)에 탄성 접촉하면서 하강함과 동시에 탑재대(11)가 수직으로 하강하여 정지한다. 따라서, 본 실시예에서는 코일 스프링(126)에 의해서 이동체(123)의 직선운동을 탑재대(11)의 회전운동으로 변환할 수 있다. 또한, 탑재대(11)는 제 1, 제 2 캠 팔로우(124, 125)를 거쳐 수직으로 승강할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 탑재장치(10)에 의하면, θ 방향 구동 기구(12)는 모터(121)와, 모터(121)로부터 탑재대(11)의 접선 방향으로 연장하는 볼나사(122)와, 이 볼나사(122)를 통하여 접선 방향으로 이동하는 이동체(123)와, 이 이동체(123)에 대하여 수직으로 부착된 제 1 캠 팔로우(124)와, 이 제 1 캠 팔로우(124)와 접촉 가능하게 탑재대(11)의 외주면으로부터 수평으로 연장하는 제 2 캠 팔로우(125)와, 제 1 캠 팔로우(124)와 제 2 캠 팔로우(125)가 탄성 접촉하도록 탑재대(11)와 이동체(123)를 연결하는 코일스프링(126)을 구비하고 있기 때문에, 종래의 링크기구 대신에, 코일 스프링(126)이라는 저비용이고 간단한 부재를 이용하여 이동체(123)의 직진운동을 탑재대(11)의 회전운동으로 변환할 수 있고, 또한, 저비용의 제 1, 제 2 캠 팔로우(124, 125)를 이용하여 탑재대(11)를 승강시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예로서는 θ 방향 구동 기구(12)를 간소화하여, 저비용으로 θ 방향 구동 기구(12)를 구축할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, θ 방향 구동 기구(12)는 이동체(123)를 탑재대(11)의 접선 방향으로 이동, 안내하는 직진 가이드기구(128)를 갖기 때문에, 이동체(123)를 볼나사(122)를 따라 정확하게 직진시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 전혀 제한되는 것이 아니며, 필요에 따라서 적절하게 설계, 변경할 수 있다. 상기 실시예에서는 제 1, 제 2 캠 팔로우를 탄성 접촉시키는 탄성부재로서 코일 스프링을 이용하고 있지만, 코일 스프링 이외의 스 프링을 이용하여도 좋다.
본 발명은 예컨대, 검사 장치의 탑재장치에 적합하게 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 탑재장치의 1실시예의 요부를 나타내는 사시도이고,
도 2는 도 1에 나타내는 탑재장치의 평면도이고,
도 3은 도 1에 나타내는 탑재장치의 정면도이고,
도 4는 종래의 탑재장치가 적용된 검사 장치의 내부를 나타내는 정면도이고,
도 5는 (a),(b)는 각각 도 4에 나타내는 탑재장치의 요부를 도시한 도면으로, (a)는 그 평면도, (b)는 그 측면도이다.

Claims (4)

  1. 피 처리체를 탑재하는 승강 가능한 탑재대와 이 탑재대를 소정의 각도범위 내에서 회전시키는 탑재대 회전 구동기구를 구비하고, 상기 탑재대를 수직으로 상승시켜 상기 탑재대를 상기 탑재대 회전 구동기구에 의해서 회전시키는 탑재장치에 있어서,
    상기 탑재대 회전 구동기구는 상기 탑재대의 접선 방향으로 연장하는 구동축,
    이 구동축을 통하여 상기 접선 방향으로 이동하는 이동체,
    이 이동체에 수직으로 부착된 제 1 캠 팔로우,
    이 제 1 캠 팔로우와 접촉하도록 상기 탑재대의 외주면으로부터 수평으로 연장하는 제 2 캠 팔로우,
    제 1 캠 팔로우와 제 2 캠 팔로우가 탄성 접촉하도록 상기 탑재대와 상기 이동체를 연결하는 탄성부재를 구비한 것을 특징으로 하는 탑재장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탑재대 회전 구동기구는 상기 구동축을 회전시키는 회전 구동기구를 갖는 것을 특징으로 하는 탑재장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탑재대 회전 구동기구는 상기 이동체를 상기 접선 방향으로 이동, 안내하는 직진 가이드기구를 갖는 것을 특징으로 하는 탑재장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성부재가 스프링인 것을 특징으로 하는 탑재장치.
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