(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を載置する正逆回転可能な載置体と、この載置体上で上記被処理体を受け渡すために載置面を基準に出没する複数のピンと、これらのピンを出没可能に支持し且つ上記載置体の下側に弾力をもって連結された支持体と、この支持体を上記載置体と一体的に昇降させる昇降駆動機構と、この昇降駆動機構を介して上記載置体が所定の高さまで上昇し一方向に回転した上記支持体の下面に当接し且つ上記昇降駆動機構を介して上記載置体が上記所定の位置から下降する際に上記支持体を弾力に抗して上記載置体側へ相対的に押し上げて上記各ピンを上記載置面から突出させる押し上げ棒を有する押し上げ手段とを備え、上記載置体が上記昇降駆動機構を介して上記所定の位置まで再度上昇して上記一方向とは逆方向に回転する間に上記押し上げ棒が上記支持体の下面から外れて上記支持体を回避する回避部を上記支持体に設けたことを特徴とする被処理体の載置機構。
【請求項２】
上記支持体をリング状に形成し、上記回避部として上記支持体の外周縁部に上記押し上げ棒が入り込む切欠部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の被処理体の載置機構。
【請求項３】
上記支持体全周のうち、上記押し上げ手段の作用する領域を厚肉領域として形成したことを特徴とする請求項２に記載の被処理体の載置機構。
【請求項４】
上記載置体と上記支持体の間に蓄勢手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の被処理体の載置機構。
【請求項５】
上記蓄勢手段をスプリングにより形成したことを特徴とする請求項４に記載の被処理体の載置機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理体の載置機構に関し、更に詳しくは、載置体上で被処理体の受け渡しを行う際に用いられる受け渡しピンの駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程では種々の処理装置や検査装置が工程順に配置されている。各処理装置や検査装置においてそれぞれの処理や検査を行う場合には搬送機構と載置機構（例えば、ウエハチャック）との間でウエハの受け渡しを行う。ウエハチャック上でウエハを受け取った後、ウエハチャック上では種々の処理や検査を実施する。
【０００３】
例えば、プローブ装置は、図５に示すように、互いに隣接するローダ室１とプローバ室２を備えている。同図の矢印で示すようにローダ室１ではウエハ搬送機構３がウエハＷを搬送する間にプリアライメント機構４を介してウエハのプリアライメントを行った後、ウエハをプローバ室２へ引き渡す。プローバ室２ではＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動可能なウエハチャック５がローダ室からウエハＷを受け取り、基準高さにおいてウエハチャック５がアライメント機構６と協働してウエハＷのアライメントを行った後、ウエハチャック５をインデックス送りしながらプローブカード７を介して所定の電気的特性検査を実施する。尚、図５において、Ｃはカセットである。
【０００４】
ところで、ウエハチャック５上でウエハＷの受け渡しを行う場合には、ウエハチャック５に内蔵された例えば３本の受け渡しピン８が用いられる。これらの受け渡しピン８は駆動機構を介してウエハチャック５の載置面を基準にして出没する。この受け渡しピン８の駆動方式としては、従来から例えばウエハチャック５の昇降機構と連動して駆動する方式と、昇降機構とは別の固有の駆動機構を介して駆動する方式とがある。前者の方式の場合には、ウエハチャック５が昇降機構を介して基準高さから下降する時に３本の受け渡しピン８がこれに連動してウエハチャック５の載置面から突出し、この状態でウエハＷの受け渡しを行い、引き続きウエハチャック５が上昇して基準高さへ復帰する時に３本の受け渡しピン８がウエハチャック５内へ退没すると共に例えば真空吸着機構が作動し、ウエハチャック５上でウエハを吸着、固定する。また、後者の方式の場合にはウエハチャック５の昇降機構とは関係なく、受け渡しピン８は固有の駆動機構（例えば、モータ、エアシリンダ等）を介して載置面において出没する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の前者の方式の場合には、受け渡しピンはウエハチャック５が基準高さから下降する時にウエハチャック５と連動して載置面から突出するようになっているため、ウエハチャック５が基準高さから下降した位置ではウエハＷを載置面に吸着した状態でアライメント動作等を行うことができず、ウエハＷの受け渡し動作のためにウエハチャック５を基準高さよりも下方へ下降させなくてはならずその下降時のストローク分だけプローバ室の丈が高く、スペース的に大きくなるという課題があった。また、受け渡しピンが固有の駆動機構を有する後者の方式の場合には、固有の駆動機構を設けるスペースがウエハチャック５内に必要になり、ウエハチャック５が大型化するという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ウエハチャック（載置機構）を大型化することなく、その上下方向のストロークを削減して省スペース化を実現することができる被処理体の載置機構を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の被処理体の載置機構は、被処理体を載置する正逆回転可能な載置体と、この載置体上で上記被処理体を受け渡すために載置面を基準に出没する複数のピンと、これらのピンを出没可能に支持し且つ上記載置体の下側に弾力をもって連結された支持体と、この支持体を上記載置体と一体的に昇降させる昇降駆動機構と、この昇降駆動機構を介して上記載置体が所定の高さまで上昇し一方向に回転した上記支持体の下面に当接し且つ上記昇降駆動機構を介して上記載置体が上記所定の位置から下降する際に上記支持体を弾力に抗して上記載置体側へ相対的に押し上げて上記各ピンを上記載置面から突出させる押し上げ棒を有する押し上げ手段とを備え、上記載置体が上記昇降駆動機構を介して上記所定の位置まで再度上昇して上記一方向とは逆方向に回転する間に上記押し上げ棒が上記支持体の下面から外れて上記支持体を回避する回避部を上記支持体に設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の被処理体の載置機構は、請求項１に記載の発明において、上記支持体をリング状に形成し、上記回避部として上記支持体の外周縁部に上記押し上げ棒が入り込む切欠部を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の被処理体の載置機構は、請求項２に記載の発明において、上記支持体全周のうち、上記押し上げ手段の作用する領域を厚肉領域として形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の被処理体の載置機構は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記載置体と上記支持体の間に蓄勢手段を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５に記載の被処理体の載置機構は、請求項４に記載の発明において、上記蓄勢手段をスプリングにより形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
図１〜図４は例えばプローブ装置に適用された本発明の被処理体の載置機構の一実施形態を示す図である。本実施形態の被処理体の載置機構（以下、単に「ウエハチャック」と称す。）は図５に示すものと同様の外観を呈している。図１は本実施形態のウエハチャックの断面図である。本実施形態のウエハチャック１０は、図１に示すように、被処理体（例えばウエハ）を載置する載置体（チャックテーブル）１１と、このチャックテーブル１１上でウエハを受け渡すために載置面１１Ａを基準に出没するようにチャックテーブル１１の貫通孔１１Ｂを貫通する例えば３本の受け渡しピン１２と、これらの受け渡しピン１２を出没可能に支持し且つチャックテーブル１１の下側に取り付けられたリング状の支持体１３と、この支持体１３をチャックテーブル１１と一体的に昇降させる昇降駆動機構１４と、この昇降駆動機構１４と協働して支持体１３を押し上げて各受け渡しピン１２を載置面から突出させる押し上げ手段１５とを備えている。
【００１３】
上記チャックテーブル１１は、図１に示すように図示しないθ回転駆動機構を介してθテーブル１６上で所定の角度範囲でθ方向に正逆回転可能になっている。このチャックテーブル１１の載置面１１Ａには例えば同心円状の真空吸着用の溝が複数形成され、これらの溝を介してウエハを載置面１１Ａに真空吸着するようになっている。受け渡しピン１２は図２に示すように支持体１３上に周方向等間隔を空けて立設され、ウエハを受け渡す際にウエハの中央部を３点で支持する。
【００１４】
而して、上記支持体１３には例えば図１、図２の（ａ）、（ｂ）に示すように周方向等間隔を空けて配置された３個の凹陥部１３Ａが形成され、各凹陥部１３Ａ内でコイルスプリング１７の下端が連結されている。各コイルスプリング１７の上端はそれぞれチャックテーブル１１の下面に連結され、支持体１３はこれらのコイルスプリング１７を介してチャンクテーブル１１と連結されている。各凹陥部１３Ａの中央には貫通孔１３Ｂがそれぞれ形成され、チャックテーブル１１の下面に取り付けられて垂下する３本のガイド棒１８が貫通孔１３Ｂに達している。これらのコイルスプリング１７及びガイド棒１８はいずれも３本の受け渡しピン１２の中間位置よりやや一方に偏倚して配置されている。従って、支持体１３は、ガイド棒１８に従ってコイルスプリング１７の弾力に抗してチャックテーブル１１に向けて上昇して受け渡しピン１２を載置面１１Ａから突出させ、また、逆にコイルスプリング１７の蓄勢力を得てチャックテーブル１１から下降して受け渡しピン１２を載置面１１Ａから退没させる。
【００１５】
上記昇降駆動機構１４は、図１、図２の（ｂ）に示すように、上端がチャックテーブル１１側に対して同軸に連結され且つ下端が開口した内筒１４Ａと、この内筒１４Ａの下方に配置されたモータ１４Ｂと、このモータ１４Ｂに連結されたボールネジ１４Ｃと、このボールネジ１４Ｃと螺合するナット部材１４Ｄと、このナット部材１４Ｄを中央で固定し且つ内筒１４Ａと一体化した隔壁１４Ｅとを備えている。また、内筒１４Ａは、隙間を隔てた外筒１９によって囲まれ、外筒１９の内周面に対して軸方向に略全長に渡って配設されたガイドレール１４Ｆと係合している。従って、昇降駆動機構１４が駆動すると、チャックテーブル１１が内筒１４Ａ及びガイドレール１４Ｆを介して垂直方向に昇降する。
【００１６】
図１、図２の（ｂ）に示すように上記ボールネジ１４Ｃの上端のやや上方にはチャックテーブル１１の下方で固定された固定テーブル２０が配置され、この固定テーブル２０の中央でスプライン軸２１が軸受２２を介して回転自在に軸支されている。このスプライン軸２１はチャックテーブル１１の下面の中央に固定された円筒軸２３とスプライン結合している。従って、θ回転駆動機構が駆動する時には圧縮空気の働きでチャックテーブル１１がθテーブル１６からスプライン軸２１に従って垂直上方へ浮上し、この状態でチャックテーブル１１がθ回転駆動機構を介して所定角度だけ正逆方向へ回転し、その後スプライン軸２１に従って下降してθテーブル１６上に着地する。
【００１７】
上記押し上げ手段１５は、例えば図１、図２の（ａ）に示すように、モータ１４Ｂのハウジング１４Ｇに対して固定された円盤状の支持プレート１５Ａと、この支持プレート１５Ａの周縁部に周方向等間隔を空けて立設された押し上げ棒１５Ｂとからなっている。隔壁１４Ｅ及びその上方の固定テーブル２０には押し上げ棒１５Ｂが貫通する３個の貫通孔１４Ｈ及び２０Ａがそれぞれ形成され、これらの貫通孔１４Ｈ、２０Ａを３本の押し上げ棒１５Ｂが貫通し、ウエハの受け渡し時にのみ支持体１３を押し上げるようになっている。
【００１８】
上記押し上げ棒１５Ｂは上述したようにウエハを受け渡す時にのみ働くようになっている。即ち、受け渡しピン１２の支持体１３には周方向等間隔を空けて３箇所の切欠部１３Ｃが形成され、ウエハの受け渡しを行わない時には図２の（ａ）、図３の（ａ）に示すように押し上げ棒１５Ｂが支持体１３を押し上げないように各切欠部１３Ｃに退避している。また、支持体１３のうち、各受け渡しピン１２を中心とした左右の所定領域（図２の（ａ）の破線で囲まれた円弧領域）が切欠部１３Ｃ及びガイド棒１８を含む他の領域よりも薄肉に形成され、切欠部１３Ｃを含む厚肉領域１３Ｄが押し上げ棒１５Ｂの作用する領域になっている。押し上げ棒１５Ｂが厚肉領域１３Ｄに当接すると支持体１３を図２の（ｂ）に示すように実線位置から破線位置まで押し上げて図３の（ｂ）に示すように受け渡しピン１２を載置面１１Ａから突出させるようになっている。この押し上げ動作を実施するためには後述するように昇降駆動機構１４とθ回転駆動機構が協働し、チャックテーブル１１を上昇させた後θ方向に所定角度させ、厚肉領域１３Ｄを押し上げ棒１５Ｂの真下に配置する。
【００１９】
次に、動作について図４をも参照しながら説明する。例えばローダ室内でウエハ搬送機構を介してプリアライメント後のウエハＷをローダ室からプローバ室内で既に待機しているウエハチャック１０の真上まで搬送する。この時、ウエハチャック１０の昇降駆動機構１４が駆動し、チャックテーブル１１が図３の（ａ）、図４に示す基準高さ（図４では一点鎖線で示すウエハチャックの位置）から上昇すると共に圧縮空気の働きでチャックテーブル１１がθテーブル１６から僅かに浮上すると、支持体１３が押し上げ棒１５Ｂの上端よりも上方に達する。この時、θ回転駆動機構が駆動してチャックテーブル１１を図２の（ａ）の状態から反時計方向へ１０°前後回転して押し上げ棒１５Ｂが支持体１３の切欠部１３Ｃから厚肉領域１３Ｄに達すると、θ回転駆動機構が停止すると共に圧縮空気の供給を停止し、チャックテーブル１１がθテーブル１６上に着地する。
【００２０】
引き続き、チャックテーブル１１が昇降駆動機構１４を介して下降して基準高さに戻る間に、押し上げ棒１５Ｂが支持体１３の厚肉領域１３Ｄに当接し支持体１３をコイルスプリング１７の弾力に抗して押し上げると、受け渡しピン１２が支持体１３を介してチャックテーブル１１の載置面１１Ａから図３の（ｂ）、図４に実線で示すように突出する。この状態でウエハ搬送機構が下降し、図４に実線で示すように３本の受け渡しピン１２でウエハを３点支持する。ウエハ搬送機構がウエハチャック１０からローダ室へ戻ると、再び昇降駆動機構１４及びθ回転駆動機構が駆動し、チャックテーブル１１が上昇すると共に時計方向へ１０°前後逆回転して押し上げ棒１５Ｂが支持体１３の厚肉領域１３Ｄから切欠部１３Ｃに達して元の位置に戻るとθ回転駆動機構が停止する。この間に支持体１３がスプリング１７の蓄勢力を得て下降し、受け渡しピン１２がチャックテーブル１１の載置面１１Ａから貫通孔１１Ｂ内へ退没し、ウエハが真空吸着機構を介して載置面１１Ａ上に吸着固定される。引き続き、チャックテーブル１１が昇降駆動機構１４が駆動して下降して元の基準高さに戻る。
【００２１】
つまり、図４に示すようにウエハＷの受け渡しを行う際に、本実施形態のウエハチャック１０はアライメントを実施する基準高さから上昇した位置でウエハの受け渡しを行うことができる。しかしながら、従来のウエハチャック５は二点鎖線で示すように基準高さよりも下方へ下降した位置でウエハの受け渡しを行わざるを得ない。従って、本実施形態の場合にはチャックテーブル１１の上下方向のストロークが短くなり、省スペース化を実現することができる。
【００２２】
上述のようにウエハの受け渡しが行われると、引き続き図４に示すようにウエハチャック１０はアライメント機構６を介して基準高さにおいてウエハとプローブカード７のプローブ針７Ａとのアライメントを行った後、ウエハの電気的特性検査を実行する。検査終了後、上述した動作に準じてウエハチャック１０とウエハ搬送機構との間でウエハの受け渡しが行われる。尚、アライメント場合にはチャックテーブル１１が切欠部１３Ｃの範囲内でθ方向に例えば±５°の範囲で正逆回転する。
【００２３】
以上説明したように本実施形態によれば、正逆回転可能なチャックテーブル１１と、その載置面１１Ａを基準に出没する３本の受け渡しピン１２と、これらを出没可能に支持する支持体１３と、この支持体１３をチャックテーブル１１と一体的に昇降させる昇降駆動機構１４と、この昇降駆動機構１４と協働して支持体１３を押し上げて各受け渡しピン１２を載置面１１Ａから突出させる押し上げ棒１５Ｂとを備え、チャックテーブル１１の回転位置によって押し上げ棒１５Ｂの働きを回避する切欠部１３Ｃを支持体１３に設けたため、ウエハチャック１０を大型化することなく、ウエハの受け渡しを基準高さよりも上方で行うことができ、ウエハ受け渡し専用のスペースが不要になり、ウエハチャック１０の上下方向のストロークを削減して省スペース化を実現することができる。
【００２４】
尚、上記実施形態では押し上げ棒１５Ｂの働きを回避する手段として支持体１３に切欠部１３Ｃを設けた場合について説明したが、回避部としては切欠部以外、例えば押し上げ棒が嵌入する孔であっても良い。また、上記実施形態では蓄勢手段としてコイルスプリング１７を設けた場合について説明したが、蓄勢手段としては板バネやゴム等の弾性部材を設けても良い。その他の構成部材の形態も上記実施形態に何等制限されるものではない。更に、本発明はプローブ装置の他、ウエハ等の被処理体を処理するための載置機構に対して広く適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、載置体の下方へのストローク分だけ削減してウエハチャック（載置機構）を大型化することなく、省スペース化を実現することができる被処理体の載置機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被処理体の載置機構（ウエハチャック）の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示すウエハチャックの要部を示す図で、（ａ）は受け渡しピン、支持体及び押し上げ棒の関係を示す斜視図、（ｂ）はチャックテーブルと支持体との関係を示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は図１に示すウエハチャックの動作を説明するための断面図である。
【図４】図１に示すウエハチャックと従来のウエハチャックの動作を比較して示す動作説明図である。
【図５】プローブ装置の内部を概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ ウエハチャック（載置機構）
１１ チャックテーブル（載置体）
１１Ａ 載置面
１２ 受け渡しピン
１３ 支持体
１３Ｃ 切欠部（回避部）
１３Ｄ 厚肉領域
１４ 昇降駆動機構
１５ 押し上げ手段
１５Ｂ 押し上げ棒
１７ コイルスプリング（蓄勢手段）
【図１】
0004267131.tif 000002
【図２】
0004267131.tif 000003
【図３】
0004267131.tif 000004
【図４】
0004267131.tif 000005
【図５】
0004267131.tif 000006