(57)【要約】【課題】載置装置の軽量化及び高剛性化を実現すると共に載置装置の重量の対称性を高めることにより、高速移動性及び検査の信頼性を向上させることができる載置装置を提供する。【解決手段】本発明の載置装置１０は、半導体ウエハを載置する載置台と、この載置台を支持し且つ上記載置台より小径に形成された筒状の昇降体１１と、この昇降体１１の外周面に周方向に互いに１２０°隔てて設けられ三本の昇降ガイドレール１２Ａと、各昇降ガイドレール１２Ａそれぞれと係合する係合体１２Ｂが固定された垂直壁１３Ａを有する支持体１３と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に移動可能なステージ機構に設けられた載置装置において、被処理体を載置する載置台と、この載置台を支持し且つ上記載置台より小径に形成された筒状の昇降体と、この昇降体の外周面に互いに周方向等間隔を隔てて設けられた複数の昇降ガイドレールと、上記各昇降ガイドレールそれぞれと係合する係合体が固定された垂直壁を有する支持体と、を備えたことを特徴とする載置装置。
【請求項２】
上記昇降体の外周面に互いに周方向等間隔を隔てて複数の補強部を垂直に設けたことを特徴とする請求項１に記載の載置装置。
【請求項３】
上記各補強部を上記各昇降ガイドレールの中間にそれぞれ配置したことを特徴とする請求項２に記載の載置装置。
【請求項４】
上記補強部の上端に上記載置台を支持する張り出し部を設けたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の載置装置。
【請求項５】
上記昇降ガイドレール及び上記補強部それぞれを上記昇降体の外周面の三箇所に設けたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の載置装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理体に所定の所定を施す際に、被処理体を昇降可能に載置する載置装置に関し、更に詳しくは、ステージ機構によって水平方向へ高速移動させることができる載置装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の載置装置は、従来から被処理体（例えば、半導体ウエハ）に対して所定の処理を施す処理装置に装備されている。代表的な処理装置としては、例えばプローブ装置等の検査装置が挙げられる。検査装置は、例えば図６の（ａ）に示すように、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が設けられ且つ載置装置１を水平方向（Ｘ、Ｙ方向）へ移動させるステージ機構２と、載置装置１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と半導体ウエハＷの電極パッドとのアライメントを行うアライメント機構（図示せず）と、を備え、アライメント機構を介して半導体ウエハＷの電極パッドと複数のプローブ３Ａとのアライメントを行った後、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の検査を行うように構成されている。
【０００３】
ステージ機構２は、図６の（ａ）に示すように、Ｘステージ２Ａ、Ｙステージ２Ｂ及び固定ステージ２Ｃを備え、Ｘ、Ｙステージ２Ａ、２Ｂがそれぞれの駆動機構（図示せず）を介して載置台１をＸ、Ｙ方向へ移動させる。Ｘステージ２ＡとＹステージ２Ｂとの間にはＸガイド機構２Ｄが介在し、Ｘステージ２ＡがＸガイド機構２Ｄに従ってＹステージ２Ｂ上でＸ方向へ移動する。Ｙステージ２Ｂと固定ステージ２Ｃの間にはＹガイド機構２Ｅが介在し、Ｙステージ２ＢがＹガイド機構２Ｅに従って固定ステージ２Ｃ上でＹ方向へ移動する。
【０００４】
而して、載置装置１は、図６の（ａ）、（ｂ）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の下面中央に連結された昇降体１Ｂと、昇降体１Ｂを左右両側から昇降可能に支持する左右一対の支持体１Ｃと、を備え、昇降体１Ｂに内蔵された昇降駆動機構を介して昇降体及び載置台を昇降させる。昇降体１Ｂは、平面形状が略正方形の筐体として形成され、その内部に昇降駆動機構が内蔵されている。昇降体１Ｂの四隅は載置台１Ａの外周近傍に達する大きさに形成されている。
【０００５】
左右一対の支持体１Ｃは、図６の（ｂ）に示すように、垂直壁１Ｄと、垂直壁１Ｄの中ほどで直交する水平基板１Ｅと、を有するイケールとして形成され、水平基板１Ｅの複数のボルト孔１Ｆを介してＸステージ２Ａ上に固定されている。垂直壁１Ｄと水平基板１Ｅ間には複数のブラケット１Ｇが幅方向に複数離間して形成されている。これらの垂直壁１ＤはＸステージ２Ａの孔を貫通するように垂下し、それぞれの下端がＸステージ２Ａの下方で連結基板１Ｈを介して互いに連結されている。この連結基板１Ｈの中心に昇降駆動機構を構成するモータ１Ｉが設置されている。昇降駆動機構は、モータ１Ｉと、モータ１Ｉに連結されたボールネジ（図示せず）と、ボールネジと螺合し且つ昇降体１Ｂ側に固定されたナット部材（図示せず）を有している。垂直壁１Ｄは、昇降体１Ｂの対向する面を略同一幅に形成されている。
【０００６】
各支持体１Ｃの垂直壁１Ｄそれぞれには所定の間隔を隔てて二本の昇降ガイドレール１Ｊが幅方向に所定間隔を空けて固定され、各昇降ガイドレール１Ｊには垂直壁１Ｄに固定された上下の係合体１Ｋが係合している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の載置装置１は、図６の（ａ）、（ｂ）に示すように、昇降体１Ｂ及び支持体１Ｃが重いため、ステージ機構２による移動速度に限界があると共に振動特性が悪く、移動後に余震があって載置装置１が静止するまでに時間がかかる問題がある上に、Ｘ方向とＹ方向の重量が異なっていて重量バランスが悪かった。また、昇降体１Ｂには係合体１Ｋが上下方向に所定間隔を空けて取り付けられているため、昇降体１Ｂの重量の割にはプローブ３Ａからの載置台１Ａにかかる針圧に対する剛性がそれほど高くなく、しかも昇降体１Ｂは左右両側のみが支持体１Ｃで支持されているため、剛性に方向性もあり、針圧のかかる場所によって載置台１Ａの傾斜がアンバランスになるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、載置装置の軽量化及び高剛性化を実現すると共に載置装置の重量の対称性を高めることにより、高速移動性及び検査の信頼性を向上させ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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の載置装置は、水平方向に移動可能なステージ機構に設けられた載置装置において、被処理体を載置する載置台と、この載置台を支持し且つ上記載置台より小径に形成された筒状の昇降体と、この昇降体の外周面に互いに周方向等間隔を隔てて設けられた複数の昇降ガイドレールと、上記各昇降ガイドレールそれぞれと係合する係合体が固定された垂直壁を有する支持体と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
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、上記昇降体の外周面に互いに周方向等間隔を隔てて複数の補強部を垂直に設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載の載置装置は、請求項２に記載の発明において、上記各補強部を上記各昇降ガイドレールの中間にそれぞれ配置したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載の載置装置は、請求項２または請求項３に記載の発明において、上記補強部の上端に上記載置台を支持する張り出し部を設けたことを特徴とするである。
【００１３】
また、本発明の請求項５に記載の載置装置は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記昇降ガイドレール及び上記補強部それぞれを上記昇降体の外周面の三箇所に設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、載置装置の軽量化及び高剛性化を実現すると共に載置装置の重量の対称性を高めることにより、高速移動性及び検査の信頼性を向上させることができる載置装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１、図２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を示す斜視図、図２は図１に示す載置装置の要部を示す平面図、図３は図１に示す載置装置の変形例の要部を示す斜視図、図４の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示す載置装置に用いられる半導体ウエハの受け渡し機構を示す図で、（ａ）は半導体ウエハを受け取る前に状態を示す要部断面図、（ｂ）は半導体ウエハを受け取る状態を示す要部断面図、図５の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の載置装置に用いられる半導体ウエハの受け渡し機構を示す図で、（ａ）は半導体ウエハを受け取る前に状態を示す要部断面図、（ｂ）は半導体ウエハを受け取る状態を示す要部断面図である。
【００１６】
本実施形態の載置装置１０は、図１、図２に示すように、載置台（図示せず）の下面中央に連結される昇降体１１と、昇降体１１の外周面に周方向等間隔を空けて配置された三箇所の昇降ガイド機構１２と、これらの昇降ガイド機構１２を介して昇降体１１を三箇所で昇降可能に支持する支持体１３と、を備え、三個の支持体１３が昇降体１１の外周面に周方向に互いに１２０°の間隔を隔てて配置されて、これらの支持体１３の重量が昇降体１１の周方向に均等に配分されている。
【００１７】
昇降体１１は載置台の外径より小径の円筒状に形成されている。昇降体１１の外周面の三箇所には図１、図２に示すように補強部１１Ａが周方向に互いに１２０°の間隔を隔てて垂直に配置され、これらの補強部１１Ａの上端面が昇降体１１から放射状に張り出す張り出し部として形成されている。これらの補強部１１Ａは、それぞれ昇降体１１の下端から上端に向けて徐々に外方へ拡幅する略直角三角形状に形成され、それぞれの上端面が昇降体１１の上端面と一致している。放射状に配置された三箇所の補強部１１Ａの上端面は、それぞれ載置台の外周縁部まで張り出して載置台を下面から支持している。このように補強部１１Ａは、小径の昇降体１１から放射状に張り出す張り出し部によって載置台の支持領域を拡大することによって、半導体ウエハの大口径化に対応することができる。半導体ウエハの口径が小さい場合には、図３に示すように補強部１１Ａを省略し、円筒状の昇降体１１によって載置台を支持するようにしても良い。従って、昇降体１１は、全体として従来の正方形状の昇降体と比較して小型化しており、その分だけ軽量化されている。また、補強部１１Ａは、支持体１３と同様に周方向に互いに１２０°の間隔を隔てて配置されているため、補強部１１Ａの重量が支持体１３と同様に昇降体１１の周方向に均等に配分されている。
【００１８】
昇降ガイド機構１２は、図１、図２に示すように、昇降体１１の外周面に垂直に固定された昇降ガイドレール１２Ａと、支持体１３の垂直壁１３Ａに上下に配置して固定された複数のコ字状の係合体１２Ｂと、を備えている。昇降体１１の昇降ガイドレール１２Ａが取り付けられた部分の下端は、図１に示すように円筒状の昇降体１１の下端よりも下方に突出し、昇降体１１の下部突出部１１Ｂとして形成されている。また、図２に示すように昇降体１１の内側の空間には昇降駆動機構１４を構成するモータ（図示せず）及びボールネジ１４Ａが収納され、このボールネジ１４Ａは昇降体１１の内部に固定されたナット部材と螺合し、モータの駆動によりボールネジ１４Ａ及びナット部材を介して昇降体１１がＸステージ２１において昇降するようになっている。モータは後述する支持体１３の連結基板の中心部に固定されている。
【００１９】
昇降ガイドレール１２Ａは、上述のように昇降体１１の外周面に互いに１２０°の間隔を隔てて三箇所に設けられているため、これらの間の補強部１１Ａと相俟って昇降体１１の上下方向の剛性が昇降体１１の周方向で１２０°毎に強化されている。そのため、載置台の外周縁部の如何なる場所に針圧がかかったとしても、針圧による載置台の傾斜のバラツキが抑制されて、検査の信頼性を高めることができる。
【００２０】
また、支持体１３は、図１、図２に示すように、垂直壁１３Ａと、垂直壁１３Ａの中ほどに垂直壁１３Ａから外方へ水平に延設された水平基板１３Ｂと、垂直壁１３Ａと水平基板１３Ｂを補強するブラケット１３Ｃと、を有するイケールとして形成されている。この支持体１３は、水平基板１３Ｂを介してＸステージ２１上に載置、固定されている。ブラケット１３Ｃは、垂直壁１３Ａ及び水平基板１３Ｂの幅方向に等間隔を隔てた三箇所に形成されている。垂直壁１３Ａの幅方向の中間に昇降ガイド機構１２の複数の係合体１２Ｂが垂直方向の上下に配置して取り付けられている。三個の支持体１３は、図２に示すようにそれぞれの垂直壁１３Ａの下端において連結基板１３Ｄを介して連結されて一体化している。この連結基板１３Ｄは、図１に示すようにＸステージ２１の下方に位置している。連結基板１３Ｄの中心部にはモータが配置され、このモータには図２に示すようにボールネジ１４Ａが連結されている。ボールネジ１４Ａは、その軸芯が昇降体１１の軸芯と一致するように配置されている。尚、図２において、１３Ｅは支持体１３をＸステージ２１に固定するためのボルト孔である。
【００２１】
また、図２に示すように三個の支持体１３の垂直壁１３Ａの片方の端面それぞれには載置台上で半導体ウエハの受け渡しを行う際に載置台に設けられた昇降ピンを押し上げる押し上げ部材１５が設けられている。押し上げ部材１５と昇降ピンの関係を示したのが図４である。尚、図４では押し上げ部材が自立したものとして示されている。
【００２２】
載置台１６は、図４の（ａ）、（ｂ）に模式的に示すように昇降体１１の上端に連結固定されている。載置台１６の中心近傍には昇降ピン１７が貫通する孔が周方向に互いに１２０°間隔を隔てて同一円周上の三箇所に形成されている。本実施形態では昇降体１１の外径が載置台１６の外径よりかなり小径に形成されていて、三箇所の昇降ピン１７はいずれも昇降体１１の外側に配置されている。また、載置台１６の下面には三本の昇降ピン１７が貫通する孔を有するリング１７Ａが昇降体１１を囲むように取り付けられている。昇降ピン１７の下端にはフランジが形成され、このフランジとリング１７Ａの間にはバネ１７Ｂが装着されている。そして、各昇降ピン１７の真下には押し上げ部材１５がそれぞれ配置され、昇降体１１及び載置台１６の下降により押し上げ部材１５によって昇降ピン１７を載置台１６から押し上げて載置台１６の載置面から突出するようにしてある。このように昇降ピン１７及びその支持機構は、部品点数が少なく、低コストで作製することができる。
【００２３】
半導体ウエハの受け渡しを行う時以外には、昇降ピン１７は図４の（ａ）に示すように押し上げ部材１５から上方に離れている。半導体ウエハＷの受け渡しを行う時には、昇降体１１は、同図に（ｂ）に示すように下降し、途中で昇降ピン１７のフランジが押し上げ部材１５に接触する。更に昇降体１１が下降すると押し上げ部材１５によってバネ１７Ａの弾力に抗して押し上げられて載置台１６の載置面から突出して半導体ウエハの受け渡しを行う態勢になる。その後、昇降体１１が上昇し、昇降ピン１７がバネ１７Ａの弾力で元の状態に戻り、半導体ウエハが載置台１６上に載置される。
【００２４】
これに対して、従来の載置装置の昇降ピン４は、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、載置台１Ａ及び載置台１Ａの下面に設けられたリング４Ａを貫通し、その下端がリング４Ａの下方に位置する固定リング４Ｂに固定されている。リング４Ａと固定リング４Ｂの間には複数個のバネ４Ｃが周方向等間隔を隔てて設けられている。リング４Ａ及び固定リング４Ｂはそれぞれ昇降体１Ｂの内側に配置されている。そして、同図の（ａ）、（ｂ）に示すように固定リング４Ｂの真下に押し上げ部材５が配置され、昇降体１Ｂの下降により昇降ピン４を載置台１Ａの載置面から突出させるようになっている。このように従来の昇降ピン４は、昇降体１Ｂの内側に設けられているため、昇降ピン４の支持機構であるリング４Ａ、固定リング４Ｂ及びバネ４Ｃの部品点数が多く、しかも、昇降ピン４の支持機構に対する押し上げ部材５の位置調整が難しく、延いては昇降ピン４の昇降位置の調整が困難であった。また、昇降ピン４の支持機構であるリング４Ａ、固定リング４Ｂ及びバネ４Ｃによって構成されているため、昇降ピン４及びその支持機構の部品点数が多く、コスト高になっていた。
【００２５】
而して、本実施形態の載置装置１０は、載置台上の半導体ウエハと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やアライメント後に半導体ウエハの検査を行う時に、従来と同様にステージ機構２０を介してＸ、Ｙ方向へ移動する。この際、載置装置１０は、従来と比較して軽量であるため、移動速度を高めることができ、高速移動後の停止時における余震が小さく、短時間で静止し、延いては検査のスループットの向上に寄与することができる。また、昇降体１１の重量が周方向に均等に配分されている上に、高剛性に形成されているため、半導体ウエハと複数のプローブとを接触させる時の針圧による載置台の傾斜が軽減され、更に信頼性の高い検査を行うことができる。
【００２６】
以上説明したように本実施形態の載置装置１０によれば、半導体ウエハを載置する載置台と、この載置台を支持し且つ上記載置台より小径に形成された筒状の昇降体１１と、この昇降体１１の外周面に周方向に互いに１２０°隔てて設けられ三本の昇降ガイドレール１２Ａと、各昇降ガイドレール１２Ａそれぞれと係合する係合体１２Ｂが固定された垂直壁１３Ａを有する支持体１３と、を備えているため、載置装置１０が軽量化すると共に昇降体１１の上下方向の剛性が昇降ガイドレール１２Ａによって向上し、更に支持体１３の重量が昇降体１１の周方向に均等に配分されているため、載置装置１０を高速移動させることができ、停止時の余震が小さく短時間で静止して検査のスループットに寄与する。また、検査時に複数のプローブからの針圧が載置台の如何なる場所にかかっても載置台の沈み込み、即ち載置台の傾斜を略均等にすることができ、検査の信頼性を高めることができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、昇降体１１の外周面に周方向に互いに１２０°間隔を隔てて三つの補強部１１Ａを垂直に設けたため、昇降ガイドレート１２Ａと相俟って昇降体１１の縦方向の剛性を高めることができる。また、これらの補強部１１Ａを三箇所の昇降ガイドレール１２Ａの中間に配置したため、補強部１１Ａの重量を昇降体１１の周方向に均等に配分することができ、載置装置１０の重量のバランスをとって載置装置１０を水平方向で高速且つ円滑に移動させることができる。更に、三箇所の補強部１１Ａの張り出し部によって載置台を支持するため、昇降体１１が載置台よりかなり小径に形成されていても補強部１１Ａによって載置台の外周縁部まで支持することができ、大口径の半導体ウエハに対応することができる。また、昇降ガイドレール１２Ａ及び補強部１１Ａそれぞれを昇降体１１の外周面の三箇所に設けたため、最小限の重量で昇降体１１の剛性を高めることができ、載置装置１０の軽量化を促進することができる。
【００２８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、ステージ機構を介して水平方向へ移動する載置装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の載置装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す載置装置の要部を示す平面図である
【図３】図１に示す載置装置の変形例の要部を示す斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示す載置装置に用いられる半導体ウエハの受け渡し機構を示す図で、（ａ）は半導体ウエハを受け取る前に状態を示す要部断面図、（ｂ）は半導体ウエハを受け取る状態を示す要部断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の載置装置に用いられる半導体ウエハの受け渡し機構を示す図で、（ａ）は半導体ウエハを受け取る前に状態を示す要部断面図、（ｂ）は半導体ウエハを受け取る状態を示す要部断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の載置装置が適用された検査装置の要部を示す図で、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその要部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０    載置装置
１１    昇降体
１１Ａ  補強部
１２    昇降ガイド機構
１２Ａ  昇降ガイドレール
１２Ｂ  係合体
１３    支持体
１３Ａ  垂直壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008192777.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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