TWI534931B - Mounted platform drive - Google Patents

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TWI534931B TW100120704A TW100120704A TWI534931B TW I534931 B TWI534931 B TW I534931B TW 100120704 A TW100120704 A TW 100120704A TW 100120704 A TW100120704 A TW 100120704A TW I534931 B TWI534931 B TW I534931B
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Description

載置台驅動裝置
本發明係關於在檢查裝置中，載置半導體晶圓等之被檢查體，並驅動使用於被檢查體之電特性檢查之載置台的載置台驅動裝置，更詳細而言，係關於可以有助於檢查裝置之省空間化及輕量化之載置台驅動裝置。
以往之檢查裝置係如第4圖所示般，具備有互相鄰接之裝載室1和檢查室2。裝載室1具備有以匣盒單位收納多片半導體晶圓W之匣盒收納部，自匣盒一片一片搬出搬入半導體晶圓W之晶圓搬運機構，和在藉由晶圓搬運機構搬運半導體晶圓W之間，執行半導體晶圓W之預備位置對準的預對準機構。
檢查室2具備保持半導體晶圓W，構成能夠在X、Y、Z及θ方向移動之載置台3；與被載置在該載置台3上之半導體晶圓W電性接觸之探針卡4；經卡支撐器(無圖示)固定該探針卡4之夾緊機構5；及電性連接探針卡4和測試頭T之連接環6，構成在控制裝置之控制下經測試頭T、連接環6及探針卡4在無圖示之測試機和半導體晶圓W之間接收發送測試訊號而進行半導體晶圓W之電特性檢查。並且，在第4圖中，7為與載置台3共同動作而執行半導體晶圓W和探針卡4之位置對準的對準機構，7A為被設置在對準橋之上攝影機，7B為被設置在載置台側之下攝影機，8為固定夾緊機構5之頂板。
而且，於執行半導體晶圓W之電特性檢查時，於檢查前而進行半導體晶圓W之多數電極墊和對應於該些電極墊之探針卡4之探針4A之對準之後，使半導體晶圓W和探針卡4電性接觸而進行裝置之電特性檢查。此時，載置台3經XY平台9而朝X方向及Y方向移動，使半導體晶圓W移動至檢查位置。
再者，也有因應所需使形成在半導體晶圓W之全電極墊和探針卡4之所有探針4A整批接觸而進行半導體晶圓W之多數裝置之電特性檢查的情形。
但是，於以往之檢查裝置時，因在檢查室2內載置台3經XY平台9在水平方向廣範圍地移動，故載置台3之移動區域變廣，再者，因以微米級驅動控制載置台3，故必須以高精度且高剛性地予以精加工XY平台，XY平台9高重量化，且隨著半導體晶圓W之大口徑化，XY平台9之高重量化更加顯著。
本發明係為了解決上述課題而研究出，其目的在於提供有助於檢查裝置之省空間化及輕量化的載置台驅動裝置。
本發明之申請專利範圍第1項所記載之載置台驅動裝置係從包含載置被檢查體之載置台、被配置在上述載置台之上方的探針卡及支撐上述載置台之支撐台的檢查室之外側使上述載置台移動，該載置台驅動裝置之特徵為具備：使上述載置台在水平方向移動之水平方向驅動機構；使上述載置台從上述支撐台浮起之載置台浮起機構；及連結上述水平方向驅動機構和上述載置台之連結機構，連結上述水平方向驅動機構和上述載置台，使從上述支撐台浮起之上述載置台在水平方向移動，上述水平方向驅動機構和上述載置台被構成經上述連結機構而連結、解除連結。
再者，本發明之申請專利範圍第2項所記載之載置台驅動裝置係申請專利範圍第1項所記載之發明中，上述水平方向驅動機構具有朝X方向移動之X平台，和朝Y方向移動之Y平台。
再者，本發明之申請專利範圍第3項所記載之載置台驅動裝置，係申請專利範圍第1或2項所記載之發明中，上述載置台浮起機構係以空氣軸承來構成。
再者，本發明之申請專利範圍第4項所記載之載置台驅動裝置，係在申請專利範圍第1或2項所記載之發明中，具有將上述載置台固定於上述支撐台上之真空吸附裝置。
再者，本發明之申請專利範圍第5項所記載之載置台驅動裝置，係在申請專利範圍第1或2項所記載之發明中，上述連結機構具有從上述水平方向驅動機構延伸設置於 水平方向之連結體，和被設置在上述載置台並且吸附上述連結體之電磁鐵。
再者，本發明之申請專利範圍第6項所記載之載置台驅動裝置，係在申請專利範圍第1或2項所記載之發明中，具有將上述被檢查體搬運至上述載置台之搬運機構。
再者，本發明之申請專利範圍第7項所記載之載置台驅動裝置，係在申請專利範圍第1或2項所記載之發明中，上述檢查室係被多數配列在一列。
若藉由本發明時，則可以提供有助於檢查裝置之省空間化及輕量化的載置台驅動裝置。
本發明之載置台驅動裝置係例如第1圖所示般，適用於具備有多數檢查室之檢查裝置。在此，與例如第1圖至第3圖所示之檢查裝置同時說明本實施形態之載置台驅動裝置。
本實施形態之檢查裝置E係如第1圖所示般，具備多數(例如5室)連貫而被配置在X方向的檢查室10，和被設置成沿著該些檢查室10而移動之一台載置台驅動裝置20，和一片一片搬運半導體晶圓W之晶圓搬運裝置30。檢查室10、載置台驅動裝置20及晶圓搬運裝置30係互相以通信線路連結成在統籌控制裝置(無圖示)之控制下執行驅動。
檢查室10係如第1圖、第2圖所示般具備載置半導體晶圓W之載置台11、支撐載置台11之支撐台12、被配置在載置台11之上方之探針卡13、進行探針卡13之多數探針13A和載置台11上之半導體晶圓W之多數電極墊的位置對準的對準機構(無圖示)，和控制該些之控制裝置(無圖示)，構成載置台11上之半導體晶圓W和探針卡13整批接觸，以一次接觸進行半導體晶圓W之所有裝置的電特性檢查。
載置台11係如第2圖所示般，具有吸附固定半導體晶圓W之吸盤頂部11A、使吸盤頂部11A升降之升降驅動機構11B，和使吸盤頂部11A朝θ方向移動之θ方向驅動機構(無圖示)，在半導體晶圓W之檢查時經真空裝置被固定在支撐台12之中心。載置台11係以如其軸芯和支撐台12之中心之一致點為基準位置而被配置在支撐台12上。再者，探針卡13具有與多數被形成在半導體晶圓W全面之所有裝置之電極墊接觸之根數的探針。
因此，載置台11移動之期間，經對準機構而進行載置台11上之半導體晶圓W之電極墊和探針卡13之探針13A之對準之後，探針卡13和半導體晶圓W之所有裝置之電極墊整批接觸，進行半導體晶圓W之所有裝置之電特性檢查。
本實施形態之載置台驅動裝置20係被配置成在檢查室10之外側沿著5室之檢查室10而移動，構成於半導體晶圓W和探針卡13之對準時或檢查半導體晶圓W時，將載置台11從檢查室10之外側在支撐台12上移動操作。該載置台驅動裝置20如第1圖、第2圖所示般具備：使檢查室10內之載置台11在水平方向移動之水平方向驅動機構21；支撐水平方向驅動機構21之基台22；使用壓縮空氣使載置台11從支撐台12浮起之載置台浮起機構(例如，空氣軸承)23；連結水平方向驅動機構21和載置台11之連結機構24；和收納水平方向驅動機構21之框體25，藉由在與檢查室10之間通信，經驅動機構沿著5室之檢查室10而朝X方向移動，控制成在各檢查室10之正面中央停止。再者，在框體25之上面，設置有收授半導體晶圓W之機械臂機構26，構成在與檢查室10之間收授半導體晶圓W。
水平方向驅動機構21係如第2圖所示般，具有朝X方向移動之X平台21A，和朝Y方向移動之Y平台21B，構成X平台21A經馬達(無圖示)而依循被設置在Y平台21B上之X方向軌道21C移動，並且Y平台21B經馬達(無圖示)而依循被設置在基台22上之Y方向軌道21D移動。該水平方向驅動機構21係依據第4圖所示之以往的檢查裝置而構成。
空氣軸承23係如第2圖所示般，被設置在載置台11內之下端部，構成藉由從空氣供給源(無圖示)被供給之壓縮空氣A來作動，使載置台11從支撐台12以些許尺寸朝空白箭頭方向(Z方向)浮起。因此，載置台11係空氣軸承23作動而從支撐台12之上面浮起，經水平方向驅動機構21而在支撐台12之上面內朝水平方向移動。以該空氣軸承23可以使用以往眾知之構件。
水平方向驅動機構21和載置台11係構成如第1圖至3圖所示般經連結機構24連結，解除連結。連結機構24係如第3圖所示般，具備：從例如X平台21A之寬度方向之中心水平地延伸設置於檢查室10之能夠進退的連結體24A，和被設置在載置台11之周面而吸附連結體24A之電磁鐵24B，構成連結體24A以X平台21A為基準而可以進退移動。在連結體24A之前端形成了三角形狀之突起24C，將該突起24C構成吸附設置在載置台11之周面的電磁鐵24B而連結水平方向驅動機構21和載置台11。然後，於連結水平方向驅動機構21和載置台11之時，連結體24A在水平方向驅動機構21中追隨著載置台11之浮起而可以上升。再者，在檢查室10形成有連結體24A出入之開口部。
再者，晶圓搬運裝置30如第1圖所示般，被配置在檢查室10夾著載置台驅動裝置20之位置。該晶圓搬運裝置30具有多關節機械臂31，和收納多關節機械臂31之驅動機構之框體32，構成依循與5室之檢查室10平行配置之軌道40而在X方向移動。再者，在夾著軌道40而與載置台驅動裝置20對向之位置設置有多台在X方向暫時性保管半導體晶圓W之晶圓保管台50。因此，晶圓搬運裝置30係被構成依循軌道40而在X方向移動，並藉 由多關節機械臂31在晶圓保管台50和載置台驅動裝置20之機械臂機構26之間收授半導體晶圓W。
接著，針對檢查半導體晶圓W之時的載置台驅動裝置20之動作予以說明。首先，當檢查裝置E在統籌控制裝置之控制下作動時，則如第1圖所示般，晶圓搬運裝置30依循軌道40移動而在特定之晶圓保管台50之正面停止後，多關節機械臂31驅動而從晶圓保管台50搬出一片半導體晶圓W。之後，如第1圖所示般，晶圓搬運裝置30依循著軌道40移動至特定(例如在第1圖中最左側)之檢查室10對向之位置。在該期間，載置台驅動裝置20移動而在最左側之檢查室10之正面停止。此時，載置台11側之電磁鐵24B位於連結機構24之連結體24A之延長線上，載置台11係藉由真空吸附被固定在支撐台12之中央。
當載置台驅動裝置20在檢查室10之正面停止時，連結機構24之連結體24A從水平方向驅動機構21朝檢查室10內進出，突起24C被吸附於載置台11側之電磁鐵24B，而連結水平方向驅動機構21和載置台11。接著，晶圓搬運裝置30之多關節機械臂31驅動，並且載置台驅動裝置20之機械臂機構26驅動，在多關節機械臂31和機械臂機構26之間進行半導體晶圓W之收授。機械臂機構26從多關節機械臂31接取半導體晶圓W之後，機械臂機構26朝檢查室10進出而將半導體晶圓W收授至載置台11之吸盤頂部11A之後，從檢查室10退出。此時，解除連結機構24之連結體24A和載置台11側之電磁鐵24B之連結，連結體24A從檢查室10退出。
結束載置台驅動裝置20將半導體晶圓W交付至最左側之檢查室10時，則移動至有晶圓要求的其他檢查室10，重覆相同動作而進行將半導體晶圓W交付至其檢查室10。如此一來，載置台驅動裝置20往來於5室之檢查室10而在與晶圓保管台50之間有效率地進行半導體晶圓W之收授。
在接取半導體晶圓W之最左側之檢查室10中，實施半導體晶圓W之電特性檢查。即是，在檢查室10內，載置台11之吸盤頂部11A經θ方向驅動機構僅以些許角度旋轉而將半導體晶圓W調整成特定方向之後，解除載置台11在支撐台12上的固定，並且載置台11經空氣軸承23而從支撐台12浮起，成為可以從支撐台12上之基準位置自由移動之狀態。在該狀態下載置台11經水平方向驅動機構21朝X方向及Y方向移動，並且與對準機構共同動作而進行載置台11上之半導體晶圓W之檢查用之電極墊和探針卡13之探針13A的對準。於對準半導體晶圓W和探針卡13之後，載置台11在對準位置被固定於支撐台12上。接著，在載置台11中，吸盤頂部11A經升降驅動機構而上升，半導體晶圓W之全電極墊和探針卡13之所有探針13A整批接觸，吸盤頂部11A過驅動而使全電極墊和全探針13A各電性接觸，順序進行半導體晶圓W之所有裝置之電特性檢查。
當半導體晶圓W之檢查結束時，則進行最左側之檢查室10和載置台驅動裝置20之通信來呼叫載置台驅動裝置20，藉由載置台驅動裝置20從檢查室10接取檢查完之半導體晶圓W。即是，載置台驅動裝置20之機械臂機構26接取進出至檢查室10內而從載置台11接取檢查完之半導體晶圓W，搬運至檢查室10之外側後，在晶圓搬運裝置30之多關節機械臂31之間進行檢查完之半導體晶圓W之收授。當多關節機械臂31接取檢查完之半導體晶圓W時，晶圓搬運裝置30依循著軌道40移動並在特定之晶圓保管台50之正面停止，將檢查完之半導體晶圓W返回至特定之晶圓保管台50。之後，後續之未檢查之半導體晶圓W依循著上述工程而順序被檢查。
如上述說明般若藉由本實施形態時，因將使檢查室10內之載置台11朝水平方向移動之載置台驅動裝置20設置在檢查室10之外側，故可以省略檢查室10內之水平方向驅動機構，可以使檢查室10內之驅動機器輕量化，並且可以使檢查室10省空間化，進而可以促進降低成本。
再者，因即使為5室之檢查室10，亦可以在5室之檢查室10共用載置台驅動裝置20，故可以格外地降低檢查裝置E之成本。
並且，本發明並不限制於上述實施形態。例如，在上述實施形態中，雖然使用電磁鐵作為連結機構，但是即使使用機械性抓住連結體之前端部的夾緊機構作為連結機構亦可。再者，雖然載置台驅動裝置具備機械臂機構，但是即使省略載置台驅動裝置之機械臂機構，在晶圓搬運裝置之多關節機械臂和載置台之間直接收授半導體晶圓亦可。再者，即使省略晶圓搬運裝置，在載置台驅動裝置設多關節機械臂等之機械臂機構亦可。
10．．．檢查室
11．．．載置台
12．．．支撐台
13．．．探針卡
13A．．．探針
20．．．載置台驅動裝置
21．．．水平方向驅動機構
21A．．．X平台
21B．．．Y平台
23．．．空氣軸承(載置台浮起機構)
24．．．連結機構
24A．．．連結體
24B．．．電磁鐵
26．．．機械臂機構
W．．．半導體晶圓
第1圖為適用於本發明之載置台驅動裝置之一實施形態之檢查裝置的俯視圖。
第2圖為表示第1圖所示之載置台驅動裝置和檢查室之關係圖，(a)為表示連結載置台驅動裝置和檢查室內之載置台之狀態的側面圖，(b)為表示檢查室內之載置台及支撐台之俯視圖。
第3圖為表示第2圖所示之載置台驅動裝置和載置台之連結機構的俯視圖。
第4圖係表示以往之檢查裝置之一例的圖式，剖斷檢查裝置之一部分的正面圖。
10．．．檢查室
11．．．載置台
11A．．．吸盤頂部
11B．．．升降驅動機構
12．．．支撐台
13．．．探針卡
13A．．．探針
20．．．載置台驅動裝置
21．．．水平方向驅動機構
21A．．．X平台
21B．．．Y平台
21C．．．X方向軌道
21D．．．Y方向軌道
22．．．基台
23．．．空氣軸承(載置台浮起機構)
24．．．連結機構
24A．．．連結體
24B．．．電磁鐵
25．．．框體
26．．．機械臂機構
W．．．半導體晶圓

Claims (7)

  1. 一種載置台驅動裝置，係從包含載置被檢查體之載置台、被配置在上述載置台之上方的探針卡及支撐上述載置台之支撐台的檢查室之外側使上述載置台移動，該載置台驅動裝置之特徵為具備：使上述載置台在水平方向移動之水平方向驅動機構；使上述載置台從上述支撐台浮起之載置台浮起機構；及連結上述水平方向驅動機構和上述載置台之連結機構，連結上述水平方向驅動機構和上述載置台，使從上述支撐台浮起之上述載置台在水平方向移動，上述水平方向驅動機構和上述載置台被構成經上述連結機構而連結、解除連結。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之載置台驅動裝置，其中上述水平方向驅動機構具有朝X方向移動之X平台，和朝Y方向移動之Y平台。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之載置台驅動裝置，其中上述載置台浮起機構係以空氣軸承來構成。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所記載之載置台驅動裝置，其中具有將上述載置台固定於上述支撐台上之真空吸附裝置。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所記載之載置台驅動 裝置，其中上述連結機構具有從上述水平方向驅動機構延伸設置於水平方向之連結體，和被設置在上述載置台並且吸附上述連結體之電磁鐵。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所記載之載置台驅動裝置，其中具有將上述被檢查體搬運至上述載置台之搬運機構。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所記載之載置台驅動裝置，其中上述檢查室係被多數配列在一列。
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