TW202331871A - 台座、檢查裝置及台座之作動方法 - Google Patents

台座、檢查裝置及台座之作動方法 Download PDF

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Abstract

提供一種可促進施加在基台之負重的均勻化之技術。 一種台座，係具有：1個基台；4個可動體，係將該基台支撐為可升降；4個驅動馬達，係對應於該4個可動體的每一個來加以設置且會使該4個可動體個別地升降；4個導引部，係引導該4個可動體的每一個的升降；以及1個支撐框架，係具有沿著和該基台的升降方向正交之方向一連串地連續且平行於該升降方向之壁面，來將該4個導引部全部固定在該壁面。

Description

台座、檢查裝置及台座之作動方法
本揭示係關於一種台座、檢查裝置及台座之作動方法。
專利文獻1中揭示一種在進行晶圓的檢查之檢查裝置中，用以將被檢查體搬送至特定位置之台座(檢查台)。該台座係藉由3個升降驅動機構來支撐會載置晶圓之1個基台(載置台)，並一邊監控該3個升降驅動機構的升降位置一邊讓基台升降。
檢查裝置在晶圓的檢查中，會使多個(數萬個)接觸探針接觸到晶圓。於是，基台便會從多個接觸探針被施加相當大的負重。
[先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本特開2000-260852號公報
本揭露係提供一種可適當地調整基台的姿勢來促進施加在基台之負重的均勻化之技術。
依據本揭露之一樣態，提供一種台座，係具有：1個基台；4個可動體，係將該基台支撐為可升降；4個驅動馬達，係對應於該4個可動體的每一個來加以設置且會使該4個可動體個別地升降；4個導引部，係引導該4個可動體的每一個的升降；以及1個支撐框架，係具有沿著和該基台的升降方向正交之方向一連串地連續且平行於該升降方向之壁面，來將該4個導引部全部固定在該壁面。
依據該一樣態，可適當地調整基台的姿勢來促進施加在基台之負重的均勻化。
以下，參照圖式來針對用以實施本揭露之型態加以說明。各圖式中，相同的構成部分會有賦予相同符號而省略重複說明的情況。
圖1係顯示具有一實施型態相關的台座30之檢查裝置1的示意剖面圖。如圖1所示，一實施型態相關之檢查裝置1為一種會對形成於晶圓(基板)W之複數半導體元件(被檢查體、DUT(Device Under Test))的每一個的電性特性來進行檢查之裝置。此外，具有被檢查體之基板不限於晶圓W，亦包括配置有半導體元件之載置器、玻璃基板、晶片單體等。檢查裝置1係具備會收納台座30之收納室12、鄰接於收納室12來加以配置之裝載器13、以及配置在收納室12的上方之測試器20。
收納室12係具有內部為空洞的框體形狀。收納室12的內部係收納有會載置晶圓W之台座30、以對向於台座30之方式來加以配置之探針卡15、以及會拍攝台座30上的晶圓W之檢查側攝影機29。探針卡15係具有對應於電極襯墊或焊料凸塊來加以配置之多個針狀探針(接觸端子)16，該電極襯墊或焊料凸塊係設置為和晶圓W之各半導體元件的電極相對應。檢查側攝影機29會拍攝台座30的傾斜或台座30所載置之晶圓W的位置等。
裝載器13會從為搬送容器之FOUP(圖中未顯示)取出晶圓W並載置於收納室12內部的台座30。又，裝載器13會從台座30取出已被進行檢查後的晶圓W並收納在FOUP。
探針卡15係透過介面17而連接於測試器20。各探針16會接觸對應於晶圓W之各半導體元件的電極來加以設置之電極襯墊或焊料凸塊。藉此，各探針16便會從測試器20透過介面17來將電力供應至半導體元件，或透過介面17將來自半導體元件的訊號傳送至測試器20。
測試器20係具有會重現搭載有半導體元件之主機板的一部分電路構成之測試板(圖中未顯示)。測試板係連接於會進行控制之控制器90，且會依據來自半導體元件的訊號來判斷半導體元件的良窳。測試器20可藉由更換測試板來重現多種主機板的電路構成。
台座30會在裝載器13與探針卡15的對向位置之間搬送晶圓W。又，台座30在檢查中會使晶圓W朝探針卡15上升，而在檢查後則是會使晶圓W下降。進一步地，台座30係配置有會確認探針卡15的位置之台座側攝影機19。
圖2係顯示檢查裝置1的台座30之示意側視圖。如圖2所示，檢查裝置1係具有會支撐台座30之框架構造31。設置於框架構造31之台座30會在收納室12內將晶圓W搬送至適當的3維位置(X軸方向、Y軸方向及Z軸方向)。台座30係具有移動部32(X軸移動機構33、Y軸移動機構34、Z軸移動機構40)、基台35、探針研磨機構60、台座控制部70及馬達驅動部80。
框架構造31係呈包含有會支撐移動部32之上基底310、會支撐台座控制部70及馬達驅動部80之下基底311、及設置於上基底310或下基底311的四個角落之複數支柱312之雙層構造。
移動部32的X軸移動機構33係包含有被固定在上基底310的上面且沿X軸方向延伸之複數導軌330，以及橫跨各導軌330間來加以配置之X軸可動體331。X軸可動體331係於內部具有未圖示之X軸動作部(馬達、齒輪機構等)，該X軸動作部係連接於馬達驅動部80。藉此，X軸可動體331便會因應來自馬達驅動部80的電力供應而在X軸方向上來回移動。
同樣地，Y軸移動機構34係包含有被固定在X軸可動體331的上面且沿Y軸方向延伸之複數導軌340，以及橫跨各導軌340間來加以配置之Y軸可動體341。Y軸可動體341係設置有俯視觀看下呈長方形的水平移動台342。Y軸可動體341亦是於內部具有未圖示之Y軸動作部(馬達、齒輪機構等)，該Y軸動作部係連接於馬達驅動部80。藉此，Y軸可動體341便會因應來自馬達驅動部80的電力供應而在Y軸方向上來回移動。
Z軸移動機構40係設置於水平移動台342(Y軸可動體341)且會將基台35保持在其上部。Z軸移動機構40係構成本實施型態之升降機構，該升降機構係藉由讓基台35在Z軸方向(鉛直方向)上位移來使基台35所載置的晶圓W升降。有關該Z軸移動機構40的構成將詳述於後。
藉由以上的移動部32來被搬送之基台35係具有作為藉由適當的保持方法(真空吸附、機械夾具等)來將晶圓W保持在其上面之夾具的功能。基台35係具有被卡合在Z軸移動機構40之底板350，及層積在底板350的上側之夾具頂部351。
底板350係形成為可卡合於Z軸移動機構40之適當的平面形狀(大致多角形)。夾具頂部351係形成為俯視觀看下呈圓形，且係構成為具有較底板350更厚的厚度。夾具頂部351的上面係成為會載置晶圓W之載置面35a。又，基台35亦可為具備會調整載置面35a的溫度之溫控機構、會檢測載置面35a的溫度之溫度感測器、以及會真空吸附載置面35a所載置的晶圓W之吸附機構等之構成(皆未圖示)。
台座30的探針研磨機構60係設置在水平移動台342上之Z軸移動機構40的鄰接位置。探針研磨機構60的上部係設置有會研磨從探針卡15突出至下方的探針16之研磨體61。探針研磨機構60係具有會使研磨體61在Z軸方向上位移之研磨側Z軸移動機構62。研磨側Z軸移動機構62係構成為與基台35的Z軸移動機構40大致相同。
台座控制部70係連接於檢查裝置1的控制器90，會依據控制器90的指令來控制台座30的動作。台座控制部70係具有會控制例如台座30整體的動作之主控制部、會控制移動部32的動作之PLC、會控制溫控機構之溫度控制器、照明控制部、電源單元等(皆未圖示)。台座控制部70的主控制部可應用具有未圖示之1個以上的處理器、記憶體、輸出入介面及電子電路等之台座用電腦內建板。1個以上的處理器為組合了CPU、ASIC、FPGA、複數離散式半導體所構成的電路等當中的1個或複數者，會執行記憶體所記憶的程式及配方來進行處理。記憶體包括非揮發性記憶體及揮發性記憶體，係形成台座控制部70的記憶部。
台座控制部70從裝載器13收取晶圓W並傳遞至台座30的基台35後，會使移動部32移動於水平方向(X軸-Y軸方向)來進行對位，以使晶圓W對向於特定測試器20的探針卡15。在對位後，台座控制部70會藉由台座30來讓基台35上升，以讓晶圓W接觸到探針卡15的探針16。在此狀態下，檢查裝置1的控制器90會開始測試器20所致之電性檢查。又，台座控制部70在測試器20的檢查結束後，會以和上述相反的動作來讓檢查後的晶圓下降及水平移動，並將晶圓W送回裝載器13。
圖3係放大顯示台座30的Z軸移動機構40之立體圖。如圖3所示，Z軸移動機構40係具有設置於水平移動台342之支撐框架41。支撐框架41為沿著與基台35的升降方向呈正交之方向(水平方向：X軸-Y軸方向)一連串地連續之構件。此處，｢沿著與升降方向呈正交之方向一連串地連續｣係指藉由讓支撐框架41並未分離而是連續，來使其在俯視觀看下呈現特定的形狀。該支撐框架41會保護Z軸移動機構40的4個升降部45並引導各升降部45的升降。亦即，Z軸移動機構40為藉由4個升降部45來讓上述1個基台35(夾具：亦參照圖1)升降之構成。
各升降部45係包含有會直接支撐基台35之Z軸可動體46、會使Z軸可動體46升降之驅動馬達47、以及會引導Z軸可動體46的升降之導引部48。亦即，Z軸移動機構40係構成為包含有1個支撐框架41、4個Z軸可動體46、4個驅動馬達47及4個導引部48。
圖4係顯示Z軸移動機構40的支撐框架41之立體圖。如圖4所示，支撐框架41係具有一對側壁42與在該一對側壁42間延伸之1個連結壁43，而形成為俯視觀看下呈H字狀。藉由使一對側壁42的上面及連結壁43的上面齊平地相連，來讓支撐框架41的上部形成為平坦狀。支撐框架41的下部係使連結壁43下部的大部分較一對側壁42的下面更為突出而呈段差狀。連結壁43係以將支撐框架41固定在水平移動台342之狀態來被插入至水平移動台342(Y軸可動體341)所形成的孔342a(參照圖5)，且較Y軸可動體341更為突出至下方。
一對側壁42係被固定在水平移動台342的上面。各側壁42從側面觀看，在X軸方向上延伸為較長且在Z軸方向上延伸為較短而呈大致長方形。然後，各側壁42之X軸方向(長邊)的中間位置係連結有連結壁43。又，各側壁42之Z軸方向的長度係設定為較基台35的升降距離要來得短。靠一對側壁42的下面之特定位置處係形成有多個螺合用空間420。藉由從該螺合用空間420貫穿各側壁42之固定螺絲421會被螺合於水平移動台342，來使支撐框架41牢固地固定在水平移動台342(亦參照圖3)。
連結壁43係形成為延伸於Y軸方向(寬度方向)及Z軸方向(高度方向、鉛直方向)之大致長方形。連結壁43之Y軸方向的長度係較側壁42之X軸方向的長度要來得長。又，支撐框架41係藉由連結壁43之Z軸方向的長度會較側壁42之Z軸方向的長度足夠(例如2倍左右)長，而成為連結壁43的下側會較一對側壁42更為延伸而出至下方之形狀。
連結壁43的壁面43a、43b係分別固定有4個升降部45的導引部48。該導引部48係具有延伸於Z軸方向之一對軌道49。一對軌道49係在連結壁43的上端到下端之間直線狀地延伸，且藉由螺合等固定方法來被牢固地固定。又，導引部48係於一對軌道49之間且為連結壁43之壁面43a、43b的上部具有會限制Z軸可動體46的上升之移動限制塊50。
此外，Z軸移動機構40係於連結壁43之X軸方向的一壁面43a具有2個導引部48(一對軌道49、移動限制塊50)，且於連結壁43之X軸方向的另一壁面43b具有2個導引部48。藉由使一壁面43a及另一壁面43b所設置之各2個導引部48並排在Y軸方向，則4個軌道49便會沿Z軸方向而分別在一壁面43a及另一壁面43b彼此平行地延伸。
回到圖3，升降部45的驅動馬達47係具有被固定在水平移動台342且突出至Z軸正方向之軸部470。該驅動馬達47的種類雖未特別限制，為了謀求Z軸移動機構40的小型化，可應用例如直驅式馬達。直驅式馬達係構成為並未具備減速機構且較軸部470的軸向要來得低，又，能以低速且高力矩來旋轉。
驅動馬達47與Z軸可動體46之間係設置有會將該驅動馬達47的旋轉運動轉換成Z軸可動體46的直線運動之動力轉換部51。例如，動力轉換部51可採用使滾珠螺桿53螺合於驅動馬達47的轉子(圖中未顯示)所連結的螺帽52之構造。該滾珠螺桿53係與驅動馬達47的軸部470同軸，以花鍵(spline)來被嵌合在驅動馬達47內的適當位置且於其上端側固定有Z軸可動體46。藉由該動力轉換部51，則升降部45便能使滾珠螺桿53(軸部470)在螺帽52的旋轉下沿Z軸方向來回移動，且讓Z軸可動體46隨著該滾珠螺桿53做升降。
進一步地，驅動馬達47係具備會檢測轉子的旋轉角度之編碼器54，以及會檢測從基台35施加在轉子的負重值來作為力矩(電流值)之力矩感測器55(參照圖6)。
升降部45的Z軸可動體46為會支撐基台35之構件，會因應驅動馬達47的驅動而升降，藉此讓該基台35升降。本實施型態相關之Z軸移動機構40可藉由讓4個Z軸可動體46(升降部45)的每一個個別地升降來調整基台35的傾斜。
圖5係示意顯示Z軸移動機構40之縱剖面圖。如圖5所示，Z軸可動體46係具有平行於水平方向(X軸-Y軸方向)之橫延伸部460，以及和橫延伸部460相連且平行於鉛直方向之縱延伸部461，側剖觀看下形成為大致L字狀。
橫延伸部460係形成為俯視觀看下呈大致多角形，且在從X軸方向中央部靠X軸方向外側(遠離連結壁43之位置)處連結有滾珠螺桿53(軸部470)。Z軸可動體46會因應該滾珠螺桿53之Z軸方向的直線運動而在鉛直方向上升降。
縱延伸部461係設置為在支撐框架41之連結壁43的鄰接位置處與該連結壁43呈對向。縱延伸部461係形成為在Y軸方向上延伸為較短，而在Z軸方向上延伸為較長之長方形。縱延伸部461中對向於支撐框架41的連結壁43之對向面係設置有被配置在一對軌道49之一對滑塊56。滑塊56係藉由卡合於軌道49來被引導朝Z軸方向(軌道49的延伸方向)的移動。藉由該軌道49及滑塊56，能防止Z軸可動體46朝水平方向(X軸-Y軸方向)的脫離，且引導Z軸可動體46朝Z軸方向的移動。
又，如圖3所示，Z軸可動體46係使會接觸到基台35的底板350之接觸端子57固定在橫延伸部460的上面。亦即，基台35會被支撐在4個接觸端子57。該接觸端子57係形成為具有平坦狀的上面之硬質的塊體。此外，Z軸移動機構40亦可為取代接觸端子57而應用載重計(load cell)等負重感測器之構成。藉此，例如，台座控制部70便可使用負重感測器所檢測出的負重來更加高精度地識別基台35的傾斜狀態等。
圖6係顯示Z軸移動機構40的驅動馬達47、馬達驅動部80及台座控制部70之方塊圖。如圖6所示，台座控制部70的內部係於4個驅動馬達47的每一個皆設置有會驅動驅動馬達47之Z軸用控制器71。又，馬達驅動部80的內部係分別設置有會依據各Z軸用控制器71的目標位置來控制被供應至驅動馬達47的電流之伺服放大器81。此外，伺服放大器81亦可和驅動馬達47一體化。
Z軸用控制器71係應用PLC等，藉由會在每個控制週期從台座控制部70的主控制部接收基台35的升降位置相關之位置指令來計算出驅動馬達47的目標位置。PLC係具有處理器(或積體電路)。Z軸用控制器71係具備會將所計算出的目標位置輸出至伺服放大器81之目標位置輸出部72。伺服放大器81會對應於從目標位置輸出部72接收到的目標位置來調整被供應至驅動馬達47之電力。
又，設置於驅動馬達47之編碼器54所檢測出的轉子的旋轉角度會被反饋至伺服放大器81的位置控制器82。伺服放大器81會在位置控制器82內計算出實際位置相對於目標位置的差值，並對應於差值來調整被供應至驅動馬達47之電力。
另一方面，力矩感測器55所檢測出的力矩則是會被傳送至台座控制部70。力矩感測器55的力矩係相當於以各升降部45來將從複數探針16施加在晶圓W及基台35的負重分散後之負重值。然後，台座控制部70係具有補償量計算部73，其會依據從力矩感測器55接收的力矩來計算出相對於目標位置的補償量(傾斜補償量)。
補償量計算部73會依據從4個力矩感測器55所檢測出之各力矩來最終地計算出會補償4個驅動馬達47的目標位置之傾斜補償量。例如，補償量計算部73會從4個力矩感測器55的各力矩來提取複數探針16施加在基台35上之負載位置，進一步地從負載位置推測出基台35整體的傾斜狀態，再依據傾斜狀態來獲得各傾斜補償量。
負載位置較佳宜在基台35上所設定之數十~數百點的位置處，預先將複數探針16接觸到晶圓W之際施加在各驅動馬達47的各力矩予以資料庫化。藉此，補償量計算部73便可依據所取得的4個力矩來識別負載位置。又，例如，補償量計算部73係儲存有表示負載位置與基台35的傾斜狀態的關係之負重-傾斜特性的對應資訊MI或函數，並依據所識別出之負載位置來推測基台35整體的傾斜狀態。傾斜狀態係以基台35發生傾斜之X軸-Y軸方向的位置或傾斜程度(傾斜量)等來表示。
補償量計算部73會依據所推測出之基台35整體的傾斜狀態，來設定用以讓基台35的載置面35a成為水平之各驅動馬達47的傾斜補償量。從傾斜狀態來計算出傾斜補償量係可使用例如特定的運算式，亦可使用描述了傾斜狀態相對應之各驅動馬達47的傾斜補償量之資料。藉此，例如，當一驅動馬達47的力矩較其他驅動馬達47的力矩相對大的情況，便會有較多探針16的負重施加在一驅動馬達47。於是，補償量計算部73便會將被施加相對大力矩的一驅動馬達47的傾斜補償量設定為較其他驅動馬達47的傾斜補償量要來得大。
當4個Z軸用控制器71接收到補償量計算部73所計算出的各個傾斜補償量後，會將傾斜補償量加在與該接收時間點相同週期的位置指令，以計算出補償後的目標位置。目標位置輸出部72會將該補償後的目標位置輸出至伺服放大器81。藉此，Z軸移動機構40即便是在基台35因探針16的負重而傾斜之情況，4個升降部45(驅動馬達47)的每一個仍會適當地升降，可使基台35成為水平。
回到圖2，配置在台座30的鄰接位置之探針研磨機構60亦具有與台座30相同構成所構成的研磨側Z軸移動機構62。亦即，研磨側Z軸移動機構62係具備研磨側支撐框架63，以及被支撐在研磨側支撐框架63且會讓研磨體61升降之4個研磨側升降部64。研磨側支撐框架63係與支撐框架41同樣地具有一對側壁及連結壁(圖中未顯示)，俯視觀看下形成為H字狀。又，各研磨側升降部64係與升降部45同樣地具有研磨側驅動馬達65、研磨側動力轉換部66、研磨側Z軸可動體67及研磨側導引部68。
該研磨側Z軸移動機構62亦可在使研磨體61接觸到探針16之際，藉由4個研磨側升降部64來補償研磨體61的傾斜。換言之，探針研磨機構60亦具有會將承受負重之研磨體61(相當於本揭露之基台35)的姿勢適當地做調整之功能。亦即，在探針16的研磨時，探針研磨用機60可藉由將研磨體61保持為水平來使探針16的研磨量變得均勻。
本實施型態相關之台座30及檢查裝置1基本上係依上述方式構成，以下針對其作用來加以說明。
首先，關於Z軸移動機構40具有4個升降部45的意義，參照圖7來加以說明。圖7係顯示Z軸移動機構40之驅動馬達47的軸部470(升降部45)的配置例之示意說明圖，(a)係顯示本實施型態相關之Z軸移動機構40，(b)係顯示參考例相關之Z軸移動機構100。此外，圖7中，連結4個驅動馬達47或3個驅動馬達47的線係外切於基台35，但該線亦可較基台35位在更內側。
如圖7(b)所示，參考例相關之Z軸移動機構100係藉由3個驅動馬達47來讓基台35升降。此情況下，為了讓基台35的姿勢穩定地平衡，係將3個驅動馬達47配置在離基台35很遠的位置。亦即，在以3個驅動馬達47來支撐基台35之Z軸移動機構100中，台座30的平面尺寸會變大。
相對於此，如圖7(a)所示，本實施型態相關之Z軸移動機構40則是藉由4個驅動馬達47來讓基台35升降。該Z軸移動機構40相較於參考例相關之Z軸移動機構100，可將4個驅動馬達47配置在基台35的附近。亦即，Z軸移動機構40可藉由4個驅動馬達47來縮小台座30的平面尺寸且讓基台35穩定地平衡。
圖8係顯示台座30在晶圓W檢查時的動作之流程圖。圖9係顯示台座30之基台35相對於探針16的負重的動作之說明圖，(a)係顯示探針16的負重中心有所偏移之情況，(b)係顯示基台35的姿勢調整。
檢查裝置1在晶圓W的檢查時，會因應控制器90的控制來將晶圓W載置於台座30之基台35的載置面35a。晶圓W被載置於基台35後，台座控制部70會從控制器90接收移動指示。藉此，如圖8所示，台座控制部70便會控制移動部32來沿水平方向(X軸-Y軸方向)搬送晶圓W(步驟S1)。藉由此水平方向的搬送，台座30便能讓晶圓W配置在測試器20的下方。
之後，台座控制部70會從各Z軸用控制器71來將驅動馬達47的目標位置輸出至各伺服放大器81(步驟S2)。藉此，適當的電力便會從各伺服放大器81被供應至各驅動馬達47，各驅動馬達47會使基台35上升至鉛直方向上側。各Z軸可動體46在驅動馬達47的上升時會被引導至各導引部48，該各導引部48係被固定在沿著正交於升降方向之方向呈連續之支撐框架41。於是，各Z軸可動體46便會沿鉛直方向順暢地位移來使基台35上升而不會震動。又，台座控制部70可使各Z軸可動體46以相同升降速度上升直到基台35接觸到探針卡15的探針16為止。於是，台座30便可良好地維持基台35之載置面35a的水平。
測試器20所支撐之各探針16會隨著基台35的上升而接觸到晶圓W。此時，如圖9(a)所示，若各探針16的負重重心自基台35的中心偏移，則基台35便會發生傾斜(tilt)。舉一例，從各探針16有大約500kg的負重施加在基台35的外周部附近之情況，基台35便會以μm單位傾斜。
於是，台座控制部70便會獨立地控制Z軸移動機構40的4個升降部45來補償基台35的傾斜狀態，藉此讓載置面35a成為水平。具體而言，台座控制部70在基台35上升時會從各力矩感測器55來分別取得力矩(負重值)(步驟S3)。
然後，台座控制部70會取得當探針16接觸到晶圓W的任意位置時之當時(realtime)的各力矩，並藉由補償量計算部73來計算出4個升降部45的每一個的傾斜補償量(步驟S4)。補償量計算部73如上所述，會依據各力矩來提取各探針16的負載位置，進一步地從負載位置來推測基台35整體的傾斜狀態，再依據傾斜狀態來計算出各傾斜補償量。各傾斜補償量為可在3維座標上高精度地補償基台35的傾斜狀態之值。
台座控制部70的各Z軸用控制器71會將從補償量計算部73所傳送的傾斜補償量加至位置指令，並將補償後的目標位置輸出至各伺服放大器81(步驟S5)。藉此，各伺服放大器81便會將該補償後的目標位置相對應之電力供應至各驅動馬達47，各驅動馬達47會彼此獨立地旋轉來讓Z軸可動體46升降。例如圖9(b)所示般地，台座30會使基台35中從探針16被施加負重之部位附近的1個或2個Z軸可動體46較其他部位的Z軸可動體46稍微上升。其結果，台座30便可補償基台35之載置面35a的傾斜來讓載置面35a成為水平。
藉由台座30來將載置面35a保持為水平，各探針16之負重的變異便會受到抑制，可使各探針16的接觸電阻變得穩定。於是，台座控制部70為了開始晶圓W的電性檢查，會將已完成基台35的補償傾斜後之資訊傳送至檢查裝置1的控制器90等(步驟S6)。控制器90會依據該資訊來開始被搬送至台座30之晶圓W的檢查。此外，控制器90亦可在接收檢查側攝影機29的影像資訊來識別出載置面35a已成為水平後才開始檢查。藉此，檢查裝置1便可高精度地檢查晶圓W，從而可在晶圓W的檢查中提高良率。
又，具有4個升降部45之Z軸移動機構40不限於會調整基台35的傾斜，亦可在檢查時進行各種控制。以下，參照圖10來針對Z軸移動機構40的其他控制加以說明。圖10(a)係顯示台座30所致之載置面補償的示意說明圖，圖10(b)係顯示台座30所致之平行補償的示意說明圖。
如圖10(a)所示，例如基台35會因受到溫度的影響而有載置面35a撓曲成凹狀或凸狀般地變形之情況，因而導致載置面35a的平面度降低。是以，台座30可使用Z軸移動機構40來實施載置面補償。載置面補償中，台座控制部70會依據檢查側攝影機29所拍攝之載置面35a的影像資訊來檢測出該載置面35a的撓曲，藉以對應於載置面35a的撓曲來獨立地調整4個升降部45的升降。因此，即便是載置面35a發生撓曲的情況，仍可使複數探針16所接觸之部位的載置面35a成為水平，從而可讓各探針16的接觸電阻變得穩定。
又，如圖10(b)所示，當探針卡15側發生傾斜的情況，台座30可配合探針卡15的傾斜來實施會讓基台35的載置面35a傾斜之平行補償。例如，平行補償中，台座30會依據台座側攝影機19所拍攝之探針卡15的影像資訊來計算出探針卡15的傾斜狀態(傾斜的方向、傾斜量)，並對應於該傾斜狀態來獨立地調整4個升降部45的升降。藉此，即便是探針卡15發生傾斜的情況，仍可使載置面35a平行地對向於複數探針16，從而可使各探針16的接觸電阻變得穩定。
又，台座30不限於上述實施型態，可採用各種變形例。圖11係顯示變形例相關之Z軸移動機構40A、40B的示意說明圖，(a)係顯示具有方形的支撐框架41A之Z軸移動機構40A，(b)係顯示具有十字形的支撐框架41B之Z軸移動機構40B。
如圖11(a)所示，Z軸移動機構40A亦可為具有俯視觀看下呈長方形(方形環狀)的支撐框架41A，且於支撐框架41A內側的壁面43c、43d固定有4個升降部45的導引部48之構成。例如，導引部48係於支撐框架41的一對短邊分別設置為各2個，來引導配置在內側之Z軸可動體46的位移。即便是此情況下，支撐框架41仍可藉由讓各升降部45穩定地升降來補償基台35的傾斜。
又，如圖11(b)所示，Z軸移動機構40B亦可為具有俯視觀看下呈十字形的支撐框架41B，且於該支撐框架41的壁面43e、43f、43g、43h固定有4個升降部45的導引部48之構成。即便是此情況下，支撐框架41仍可牢固地固定導引部48，從而可使各升降部45穩定地升降。此外，如圖11(b)所例示般，各升降部45的導引部48亦可於不同的壁面43e、43f、43g、43h具備複數軌道49(此構成亦可應用在其他Z軸移動機構40、40A)。
又，圖12係顯示變形例相關之升降部45A、45B的示意說明圖，(a)係顯示驅動馬達47所應用的磁性齒輪馬達58A，(b)係顯示驅動馬達47與Z軸可動體46之間所應用的磁性減速機構58B。如圖12所示，台座30亦可於4個驅動馬達47本身，或於4個Z軸可動體46與4個驅動馬達47之間具備會藉由磁性來讓驅動馬達47的旋轉運動減速之磁性減速部58。
例如，作為磁性減速部58，如圖12(a)所示，例舉應用磁性齒輪馬達58A之構成，其係具備磁性減速功能來作為驅動馬達47。舉一例，磁性齒輪馬達58A係具有定子581，以及與定子581同軸的高速轉子582及低速轉子583。定子581係位在磁性齒輪馬達58A的外周部側，沿周向環狀地配置有複數線圈，在Z軸用控制器71的控制下，會從馬達驅動部80對各線圈供應三相交流電力。高速轉子582係設置於磁性齒輪馬達58A的中心側，其外周面係沿周向環狀地配置有複數磁極(N極、S極)。低速轉子583為配置在定子581與高速轉子582之間的環狀構件，沿周向環狀地配置有複數極片。然後，低速轉子583係連結有可將該低速轉子583的旋轉轉換成Z軸可動體46的直線運動之動力轉換部51(參照圖3)。
上述方式構成之磁性齒輪馬達58A會依據來自馬達驅動部80(參照圖2)的三相交流電力來讓內側的高速轉子582旋轉。然後，對應於高速轉子582的旋轉，配置在高速轉子582外側的低速轉子583會以低速且高力矩旋轉。磁性齒輪馬達58A的減速比可以高速轉子582的磁極數與低速轉子583的極片數之比率來做設定。升降部45A藉由如此般地應用磁性齒輪馬達58A，可大幅地降低使Z軸可動體46升降之際的消耗電功率。又，磁性齒輪馬達58A可藉由謀求小型化且增大力矩來盡可能地減小佔地面積(footprint)。進一步地，由於磁性齒輪馬達58A可使高速轉子582及低速轉子583彼此成為非接觸來進行力矩傳導，故有助於降低震動，可在台座30的移動中提高晶圓W的接觸性能。其結果，便能期待測試時的良率提升。
抑或，磁性減速部58亦可如圖12(b)所示般地為在各驅動馬達47與各Z軸可動體46(動力轉換部51)之間分別具備磁性減速機構58B之構成。磁性減速機構58B係具有例如環狀地配置有複數極片之定子586、於定子586的內側環狀地配置有複數磁極之高速轉子587、以及於定子586的外側環狀地配置有複數磁極之低速轉子588。此情況下，定子586為被固定的，驅動馬達47的軸部470則是連結有高速轉子587。高速轉子587會隨著驅動馬達47的旋轉而旋轉。低速轉子588藉由高速轉子587之磁極的旋轉會透過定子586的複數極片來被傳導，便能以相對於高速轉子587的旋轉為減速之狀態來做旋轉。是以，具有磁性減速機構58B之升降部45B亦是與磁性齒輪馬達58A同樣地，可獲得消耗電功率的降低、小型化、輕量化、震動降低等效果。
以下，針對上述實施型態所說明之本揭露的技術思想及效果來加以說明。
本揭露之第1樣態為台座30，係具有：1個基台35，係載置被搬送體(晶圓W)；4個可動體(Z軸可動體46)，係將基台35支撐為可升降；4個驅動馬達47，係對應於4個可動體的每一個來加以設置且會使該4個可動體個別地升降；4個導引部48，係引導4個可動體的每一個的升降；以及1個支撐框架41、41A、41B，係具有沿著和基台35的升降方向正交之方向一連串地連續且平行於升降方向之壁面43a~43h，來將4個導引部48全部固定在該壁面43a~43h。
依據以上所述，台座30可藉由讓4個可動體(Z軸可動體46)個別地升降來適當地調整基台35的姿勢。尤其，台座30係藉由在和升降方向正交之平面方向上一連串地連續之支撐框架41、41A、41B來固定4個導引部48，藉此，便可讓各可動體順暢地升降，從而可促進施加在基台35之負重的均勻化。進一步地，4個可動體、4個驅動馬達47及4個導引部48可盡可能地縮小台座30的平面尺寸。
又，具備控制部(台座控制部70)及4個力矩感測器55，該控制部係在基台35的升降時，會設定4個驅動馬達47的每一個的目標位置，並依據目標位置來控制4個驅動馬達47的動作，該4個力矩感測器55係設置於4個驅動馬達47的每一個來檢測該驅動馬達47的力矩，控制部會依據從4個力矩感測器55的每一個所反饋之力矩來補償4個驅動馬達47的每一個的目標位置。藉此，台座30便可依據施加在基台35之負重來讓4個可動體高精度地升降。
又，控制部(台座控制部70)會依據4個力矩感測器55的力矩來識別基台35的傾斜狀態，並對應於基台35的傾斜狀態來計算出會補償4個驅動馬達47的每一個的目標位置之補償值。藉此，台座30便可更加高精度地控制4個驅動馬達47，例如，即便是基台35自水平傾斜的情況，仍能使基台35迅速地回到水平。
又，支撐框架41係藉由在正交於升降方向之方向上具有一對側壁42與會連結一對側壁42之間的連結壁43，而在俯視觀看下形成為H字狀，4個可動體(Z軸可動體46)、4個驅動馬達47及4個導引部48係配置在一對側壁42之間。藉此，台座30便可藉由支撐框架41來穩定地支撐4個導引部48，以順暢地進行可動體的升降。
又，支撐框架41係將4個導引部48中的2個固定在連結壁43的一壁面43a，並將4個導引部48中的其餘2個固定在連結壁43的另一壁面43b。藉此，台座30便會以2個可動體(Z軸可動體46)是沿著連結壁43的延伸方向並排之方式來被加以設置，可更加縮小平面尺寸。
又，4個可動體(Z軸可動體46)的每一個係具有連接於4個驅動馬達47的每一個之橫延伸部460，以及與橫延伸部460的延伸方向正交而延伸且被引導至4個導引部48的每一個之縱延伸部461。藉此，4個可動體其與導引部48的接觸區間便會變長，可沿著導引部48來更加穩定地升降。
又，支撐框架41、41A、41B及4個導引部48係沿著升降方向而較4個驅動馬達47的設置位置延伸為更長。藉此，台座30便能增大可動體(Z軸可動體46)的升降距離，又，能讓可動體穩定地升降。
又，4個驅動馬達47為直驅式馬達。藉此，台座30便可縮小驅動馬達47的高度，從而亦可在基台35的升降方向上促進小型化。
又，4個驅動馬達47本身或4個可動體(Z軸可動體46)與4個驅動馬達47之間係具有藉由磁性來讓驅動馬達47的旋轉運動減速之磁性減速部58。藉此，台座30便可獲得消耗電功率的降低、小型化、輕量化、震動降低等效果。
又，磁性減速部58為具有定子581、與該定子581同軸的高速轉子582及低速轉子583而構成驅動馬達47本身之磁性齒輪馬達58A。藉由如此般地採用磁性齒輪馬達58A，台座30可促進驅動馬達47本身的小型化，故可更加促進台座30整體(例如Z軸方向的高度等)的小型化。
又，磁性減速部58係在4個可動體(Z軸可動體46)與4個驅動馬達47之間分別具備有具有定子586、與該定子586同軸的高速轉子587及低速轉子588之磁性減速機構58B。即便是如此般地具備磁性減速機構58B之情況，台座30仍可順暢地將驅動馬達47的旋轉減速來讓Z軸可動體46升降。於是，便可採用小型的驅動馬達47，以結果來說，可促進台座30整體的小型化。
又，本揭露之第2樣態為檢查裝置1，係具有會載置並搬送基板(晶圓W)之台座30，將探針16按壓在所被搬送之基板來檢查該基板的電性特性，台座30係具有：1個基台35；4個可動體(Z軸可動體46)，係將基台35支撐為可升降；4個驅動馬達47，係對應4個可動體的每一個來加以設置且讓該4個可動體個別地升降；4個導引部48，係引導4個可動體的每一個的升降；以及1個支撐框架41、41A、41B，係具有沿著和基台35的升降方向正交之方向一連串地連續且平行於升降方向之壁面43a~43h，來將4個導引部48全部固定在該壁面43a~43h。
又，本揭露之第3樣態為台座30之作動方法，係具有搬送1個基台35之工序，以及個別地驅動4個驅動馬達47且藉由設置於該4個驅動馬達47的每一個之4個可動體(Z軸可動體46)來讓基台35升降之工序，在讓基台35升降之工序中，係在沿著和基台35的升降方向正交之方向一連串地連續之1個支撐框架41、41A、41B，藉由被固定在平行於升降方向的壁面43a~43h之4個導引部48的每一個來引導4個可動體的每一個的升降。
第2及第3樣態中亦可適當地調整基台35的姿勢來促進施加在基台35之負重的均勻化。
本說明書所揭示之實施型態相關的台座30、檢查裝置1及台座30之作動方法應被認為在所有方面僅為例示而非用以限制本發明之內容。實施型態可在未背離申請專利範圍及其要旨之範圍內，以各種型態來做變形及改良。上述複數實施型態所記載之事項可在不會矛盾之範圍內而亦採用其他構成，又，可在不會矛盾之範圍內來加以組合。
1:檢查裝置 30:台座 35:基台 41、41A、41B:支撐框架 43a~43h:壁面 46:Z軸可動體 47:驅動馬達 48:導引部 W:晶圓
圖1係顯示具有一實施型態相關的台座之檢查裝置的示意剖面圖。 圖2係顯示檢查裝置的台座之示意側視圖。 圖3係放大顯示台座的Z軸移動機構之立體圖。 圖4係顯示Z軸移動機構的支撐框架之立體圖。 圖5係示意顯示Z軸移動機構之縱剖面圖。 圖6係顯示Z軸移動機構的驅動馬達、馬達驅動部及台座控制部之方塊圖。 圖7係顯示Z軸移動機構的升降部的配置例之示意說明圖。 圖8係顯示台座在晶圓檢查時的動作之流程圖。 圖9係顯示台座之基台相對於接觸探針的負重的動作之說明圖。 圖10(a)係顯示台座所致之載置面補償之示意說明圖。 圖10(b)係顯示台座所致之平行補償之示意說明圖。 圖11係顯示變形例相關之Z軸移動機構之示意說明圖。 圖12(a)係顯示變形例相關之驅動馬達所應用的磁性齒輪馬達之示意說明圖。 圖12(b)係顯示變形例相關之驅動馬達與Z軸可動體間所應用的磁性減速機構之示意說明圖。
30:台座
40:Z軸移動機構
41:支撐框架
42:側壁
43:連結壁
43a、43b:壁面
45:升降部
46:Z軸可動體
47:驅動馬達
48:導引部
49:軌道
50:移動限制塊
51:動力轉換部
52:螺帽
53:滾珠螺桿
54:編碼器
57:接觸端子
342:水平移動台
420:螺合用空間
421:固定螺絲
460:橫延伸部
461:縱延伸部
470:軸部

Claims (13)

  1. 一種台座，係具有： 1個基台； 4個可動體，係將該基台支撐為可升降； 4個驅動馬達，係對應於該4個可動體的每一個來加以設置且會使該4個可動體個別地升降； 4個導引部，係引導該4個可動體的每一個的升降；以及 1個支撐框架，係具有沿著和該基台的升降方向正交之方向一連串地連續且平行於該升降方向之壁面，來將該4個導引部全部固定在該壁面。
  2. 如申請專利範圍第1項之台座，其係具備： 控制部，係在該基台的升降時，會設定該4個驅動馬達的每一個的目標位置，且依據該目標位置來控制該4個驅動馬達的動作；以及 4個力矩感測器，係設置於該4個驅動馬達的每一個來檢測該驅動馬達的力矩； 該控制部係依據由該4個力矩感測器的每一個所反饋之該力矩來補償該4個驅動馬達的每一個的該目標位置。
  3. 如申請專利範圍第2項之台座，其中該控制部係依據該4個力矩感測器的力矩來識別該基台的傾斜狀態，並對應於該基台的傾斜狀態來計算出會補償該4個驅動馬達的每一個的該目標位置之補償值。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之台座，其中該支撐框架係藉由在正交於該升降方向之方向上具有一對側壁與連結該一對側壁之間之連結壁，而在俯視觀看下形成為H字狀； 該4個可動體、該4個驅動馬達及該4個導引部係配置於該一對側壁之間。
  5. 如申請專利範圍第4項之台座，其中該支撐框架係將該4個導引部中的2個固定在該連結壁的一該壁面，且將該4個導引部中的其餘2個固定在該連結壁的另一該壁面。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之台座，其中該4個可動體係具有連接於該4個驅動馬達的每一個之橫延伸部，以及與該橫延伸部的延伸方向正交而延伸且被引導至該4個導引部的每一個之縱延伸部。
  7. 如申請專利範圍第6項之台座，其中該支撐框架及該4個導引部係沿著該升降方向而較該4個驅動馬達的設置位置延伸為更長。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之台座，其中該4個驅動馬達為直驅式馬達。
  9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之台座，其中該4個驅動馬達本身或該4個可動體與該4個驅動馬達之間係具有藉由磁性來讓該驅動馬達的旋轉運動減速之磁性減速部。
  10. 如申請專利範圍第9項之台座，其中該磁性減速部為具有定子、與該定子同軸的高速轉子及低速轉子而構成該驅動馬達本身之磁性齒輪馬達。
  11. 如申請專利範圍第9項之台座，其中磁性減速部係於該4個可動體與該4個驅動馬達之間分別具備有具有定子、與該定子同軸的高速轉子及低速轉子之磁性減速機構。
  12. 一種檢查裝置，係具有會載置並搬送基板之台座，使探針接觸於所被搬送之該基板來檢查該基板的電性特性； 該台座係具有： 1個基台； 4個可動體，係將該基台支撐為可升降； 4個驅動馬達，係對應於該4個可動體的每一個來加以設置且會使該4個可動體個別地升降； 4個導引部，係引導該4個可動體的每一個的升降；以及 1個支撐框架，係具有沿著和該基台的升降方向正交之方向一連串地連續且平行於該升降方向之壁面，來將該4個導引部全部固定在該壁面。
  13. 一種台座之作動方法，係具有: 搬送1個基台之工序；以及 個別地驅動4個驅動馬達，且藉由設置於該4個驅動馬達的每一個之4個可動體來讓該基台升降之工序； 在讓該基台升降之工序中，係在沿著和該基台的升降方向正交之方向一連串地連續之1個支撐框架，藉由被固定在平行於該升降方向的壁面之4個導引部的每一個，來引導該4個可動體的每一個的升降。
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