JP2002100666A - ステージの昇降装置 - Google Patents
ステージの昇降装置Info
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- F16C29/02—Sliding-contact bearings
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 荷重に対する剛性を高めたステージの昇降装
置を実現する。 【解決手段】 ステージを固定部材にＺ軸方向へ移動自
在に支持する軸受と、ステージをＺ軸方向に移動する昇
降機構とを有するステージの昇降装置において、軸受
は、ステージと固定部材がなす微小間隙に圧縮空気を充
満させ、この圧縮空気によりステージをＺ軸方向に移動
自在に支持するエアベアリングで構成した。
置を実現する。 【解決手段】 ステージを固定部材にＺ軸方向へ移動自
在に支持する軸受と、ステージをＺ軸方向に移動する昇
降機構とを有するステージの昇降装置において、軸受
は、ステージと固定部材がなす微小間隙に圧縮空気を充
満させ、この圧縮空気によりステージをＺ軸方向に移動
自在に支持するエアベアリングで構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハプローバ、
ストリップハンドラ等に用いられ、ステージをＺ軸方向
（上下方向）に移動するステージの昇降装置に関するも
のである。
ストリップハンドラ等に用いられ、ステージをＺ軸方向
（上下方向）に移動するステージの昇降装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ウエハプローバに用いられるス
テージの昇降装置では、ステージ上に検査対象のウエハ
を載せ、プローバのピンがウエハに当たる位置までステ
ージを昇降する。ステージが位置決めされたところでウ
エハのチップにプローバのピンを順番に当てていき、検
査を行う。
テージの昇降装置では、ステージ上に検査対象のウエハ
を載せ、プローバのピンがウエハに当たる位置までステ
ージを昇降する。ステージが位置決めされたところでウ
エハのチップにプローバのピンを順番に当てていき、検
査を行う。
【０００３】図８は従来におけるステージの昇降装置の
構成例を示した図である。図８で、ステージ１０上には
ウエハのような検証対象が載せられる。移動部材１１
は、ステージ１０と連結されている。ボールスプライン
１２は、移動部材１１を固定部材１３にＺ軸方向に移動
自在に支持している。モータ１４はベルト１５を介して
動力を伝達し、駆動軸１６を回転駆動する。駆動軸１６
には雄ねじ１７が切られている。移動部材１１には、雄
ねじ１７が螺合される雌ねじ１８が切られている。雄ね
じ１７と雌ねじ１８の間に形成された螺旋状の溝の中に
ボール（図示せず）を配列し、このボールが循環できる
ように溝を形成することによって、ボールねじを構成し
ている。
構成例を示した図である。図８で、ステージ１０上には
ウエハのような検証対象が載せられる。移動部材１１
は、ステージ１０と連結されている。ボールスプライン
１２は、移動部材１１を固定部材１３にＺ軸方向に移動
自在に支持している。モータ１４はベルト１５を介して
動力を伝達し、駆動軸１６を回転駆動する。駆動軸１６
には雄ねじ１７が切られている。移動部材１１には、雄
ねじ１７が螺合される雌ねじ１８が切られている。雄ね
じ１７と雌ねじ１８の間に形成された螺旋状の溝の中に
ボール（図示せず）を配列し、このボールが循環できる
ように溝を形成することによって、ボールねじを構成し
ている。
【０００４】図８の装置では、モータ１４はベルト１５
を介して回転動力を駆動軸１６に伝達する。駆動軸１６
の回転動力はボールねじにより直進移動に変換され、こ
の直進移動を動力として移動部材１１がＺ軸方向に昇降
する。ステージ１０は移動部材１１とともにＺ軸方向に
昇降する。
を介して回転動力を駆動軸１６に伝達する。駆動軸１６
の回転動力はボールねじにより直進移動に変換され、こ
の直進移動を動力として移動部材１１がＺ軸方向に昇降
する。ステージ１０は移動部材１１とともにＺ軸方向に
昇降する。
【０００５】ステージにかかる荷重が大きくなるに従っ
て、ボールスプライン１２に要求される剛性が高くな
る。特に、ステージに偏荷重がかかったときは、剛性が
低いとステージが傾斜してしまう。傾斜すると、ステー
ジ上のウエハにプローバピンが当たる位置がずれてしま
う。このため、偏荷重に対して高い剛性が要求される。
図８の従来装置では、 ボールスプライン１２の部分での接触面積を大きくし
て余圧を高める 加工精度を高めてボールスプライン１２の部分でのギ
ャップを狭める ことによって、剛性を高めている。
て、ボールスプライン１２に要求される剛性が高くな
る。特に、ステージに偏荷重がかかったときは、剛性が
低いとステージが傾斜してしまう。傾斜すると、ステー
ジ上のウエハにプローバピンが当たる位置がずれてしま
う。このため、偏荷重に対して高い剛性が要求される。
図８の従来装置では、 ボールスプライン１２の部分での接触面積を大きくし
て余圧を高める 加工精度を高めてボールスプライン１２の部分でのギ
ャップを狭める ことによって、剛性を高めている。
【０００６】しかし、ボールスプラインは点接触である
ため、接触面積を大きくすることは難しかった。また、
高い加工精度での組立が難しい。ボールスプラインは本
質的に可動機構を持っているため、ギャップは必要で、
剛性を高めることにも限界があった。
ため、接触面積を大きくすることは難しかった。また、
高い加工精度での組立が難しい。ボールスプラインは本
質的に可動機構を持っているため、ギャップは必要で、
剛性を高めることにも限界があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、エアベアリン
グによりステージをＺ軸方向へ移動自在に支持すること
によって、荷重に対する剛性を高めたステージの昇降装
置を実現することを目的とする。
点を解決するためになされたものであり、エアベアリン
グによりステージをＺ軸方向へ移動自在に支持すること
によって、荷重に対する剛性を高めたステージの昇降装
置を実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりの構
成になったステージの昇降装置である。
成になったステージの昇降装置である。
【０００９】（１）ステージを固定部材にＺ軸方向へ移
動自在に支持する軸受と、ステージをＺ軸方向に移動す
る昇降機構とを有するステージの昇降装置において、前
記軸受は、前記ステージと固定部材がなす微小間隙に圧
縮空気を充満させ、この圧縮空気によりステージをＺ軸
方向に移動自在に支持するエアベアリングで構成したこ
とを特徴とするステージの昇降装置。
動自在に支持する軸受と、ステージをＺ軸方向に移動す
る昇降機構とを有するステージの昇降装置において、前
記軸受は、前記ステージと固定部材がなす微小間隙に圧
縮空気を充満させ、この圧縮空気によりステージをＺ軸
方向に移動自在に支持するエアベアリングで構成したこ
とを特徴とするステージの昇降装置。
【００１０】（２）ステージのＺ軸方向の位置を検出す
る位置センサと、Ｚ軸方向の位置指令値と前記位置セン
サの位置検出値の偏差をもとにステージのＺ軸方向の位
置をフィードバック制御する位置制御部を有することを
特徴とする（１）記載のステージの昇降装置。
る位置センサと、Ｚ軸方向の位置指令値と前記位置セン
サの位置検出値の偏差をもとにステージのＺ軸方向の位
置をフィードバック制御する位置制御部を有することを
特徴とする（１）記載のステージの昇降装置。
【００１１】（３）前記ステージと固定部材の一方の側
壁を２重に設け、２重にした側壁で前記ステージと固定
部材の他方の側壁を両側から挟み込み、２重にした側壁
で前記他方の側壁の両側に微小間隙を形成し、各微小間
隙に圧縮空気を充満させてエアベアリングを２重化した
ことを特徴とする（１）記載のステージの昇降装置。
壁を２重に設け、２重にした側壁で前記ステージと固定
部材の他方の側壁を両側から挟み込み、２重にした側壁
で前記他方の側壁の両側に微小間隙を形成し、各微小間
隙に圧縮空気を充満させてエアベアリングを２重化した
ことを特徴とする（１）記載のステージの昇降装置。
【００１２】（４）前記昇降機構は、雄ねじと雌ねじの
間隙に圧縮空気を充満させ、この圧縮空気に雄ねじと雌
ねじのねじ山が接触している構成になった静圧ねじを有
し、モータの回転を前記静圧ねじにより直進移動に変
え、直進移動によりステージをＺ軸方向に移動する構成
をなすことを特徴とする（１）記載のステージの昇降装
置。
間隙に圧縮空気を充満させ、この圧縮空気に雄ねじと雌
ねじのねじ山が接触している構成になった静圧ねじを有
し、モータの回転を前記静圧ねじにより直進移動に変
え、直進移動によりステージをＺ軸方向に移動する構成
をなすことを特徴とする（１）記載のステージの昇降装
置。
【００１３】（５）前記モータの出力軸を支持するクロ
スローラ軸受を設けたことを特徴とする（４）記載のス
テージの昇降装置。
スローラ軸受を設けたことを特徴とする（４）記載のス
テージの昇降装置。
【００１４】（６）ステージをＺ軸方向に移動するステ
ージの昇降装置において、上面に検査対象のデバイスが
載せられ、下面に第１の曲面部が形成された載置台と、
前記第１の曲面部を収容し得る形状になった第２の曲面
部が形成された支持台と、前記第１の曲面部と第２の曲
面部の間隙に圧縮空気を充満させ、この圧縮空気により
載置台を支持台上に浮揚させ、載置台を傾斜自在に支持
する曲面エアベアリングと、第１の曲面部と第２の曲面
部の間隙に対して真空吸引して載置台を支持台に固定す
るロック手段と、を有し、プローブカードのピンが前記
デバイスに押し当てられると、デバイスはプローブカー
ドと平行になる姿勢をとり、デバイスに押し当てられる
各ピンの接触圧を均一化し、均一化したときに前記ロッ
ク手段は載置台の姿勢をロックすることを特徴とするス
テージの昇降装置。
ージの昇降装置において、上面に検査対象のデバイスが
載せられ、下面に第１の曲面部が形成された載置台と、
前記第１の曲面部を収容し得る形状になった第２の曲面
部が形成された支持台と、前記第１の曲面部と第２の曲
面部の間隙に圧縮空気を充満させ、この圧縮空気により
載置台を支持台上に浮揚させ、載置台を傾斜自在に支持
する曲面エアベアリングと、第１の曲面部と第２の曲面
部の間隙に対して真空吸引して載置台を支持台に固定す
るロック手段と、を有し、プローブカードのピンが前記
デバイスに押し当てられると、デバイスはプローブカー
ドと平行になる姿勢をとり、デバイスに押し当てられる
各ピンの接触圧を均一化し、均一化したときに前記ロッ
ク手段は載置台の姿勢をロックすることを特徴とするス
テージの昇降装置。
【００１５】（７）ステージをＺ軸方向に移動する昇降
機構と、ステージをＸ軸方向及びＹ軸方向に位置決めす
る位置決め部とを有するステージの昇降装置において、
ステージに加わる荷重の大きさと、ステージのＸ軸方向
及びＹ軸方向の位置ずれ量とを対応させた補正テーブル
を格納し、この補正テーブルはステージの位置に応じて
設けられている補正テーブル用メモリと、ステージに加
わる荷重を検出する荷重センサと、ステージのＸ軸方向
及びＹ軸方向の位置を検出する位置センサと、荷重が加
わるステージの位置から補正テーブルを選択し、選択し
た補正テーブルを用いて前記荷重センサの検出荷重から
位置ずれ量を読み出すずれ量算出手段と、このずれ量算
出手段で読み出した位置ずれ量で補正した位置指令値
と、前記位置センサの検出位置の偏差をもとにステージ
のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置をフィードバック制御
し、荷重による位置ずれを補正する位置制御部と、を有
することを特徴とするステージの昇降装置。
機構と、ステージをＸ軸方向及びＹ軸方向に位置決めす
る位置決め部とを有するステージの昇降装置において、
ステージに加わる荷重の大きさと、ステージのＸ軸方向
及びＹ軸方向の位置ずれ量とを対応させた補正テーブル
を格納し、この補正テーブルはステージの位置に応じて
設けられている補正テーブル用メモリと、ステージに加
わる荷重を検出する荷重センサと、ステージのＸ軸方向
及びＹ軸方向の位置を検出する位置センサと、荷重が加
わるステージの位置から補正テーブルを選択し、選択し
た補正テーブルを用いて前記荷重センサの検出荷重から
位置ずれ量を読み出すずれ量算出手段と、このずれ量算
出手段で読み出した位置ずれ量で補正した位置指令値
と、前記位置センサの検出位置の偏差をもとにステージ
のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置をフィードバック制御
し、荷重による位置ずれを補正する位置制御部と、を有
することを特徴とするステージの昇降装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図１で、ステージ３０上にはウエハのような検証対
象が載せられる。固定部材３１はステージ３０を収容す
る形状をしている。ステージ３０の側壁３０１と固定部
材３１の側壁３１１の間に微小間隙３２を形成してい
る。空気供給手段３３は、微小間隙３２に圧縮空気を充
満させる。この圧縮空気によりステージ３０をＺ軸方向
に移動自在に支持するエアベアリングが構成される。
説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図１で、ステージ３０上にはウエハのような検証対
象が載せられる。固定部材３１はステージ３０を収容す
る形状をしている。ステージ３０の側壁３０１と固定部
材３１の側壁３１１の間に微小間隙３２を形成してい
る。空気供給手段３３は、微小間隙３２に圧縮空気を充
満させる。この圧縮空気によりステージ３０をＺ軸方向
に移動自在に支持するエアベアリングが構成される。
【００１７】モータ３４は駆動軸３５を回転駆動する。
駆動軸３５には雄ねじ３６が切られている。軸受３７は
駆動軸３５を支持する。軸受３７は、例えば、スラスト
方向とラジアル方向の荷重を受けるクロスローラ軸受で
ある。ステージ３０と連結された部材３８には、雄ねじ
３６が螺合される雌ねじ３９が切られている。雄ねじ３
６と雌ねじ３９の間に形成された螺旋状の溝の中にボー
ル（図示せず）を配列し、このボールが循環できるよう
に溝を形成することによって、ボールねじを構成してい
る。
駆動軸３５には雄ねじ３６が切られている。軸受３７は
駆動軸３５を支持する。軸受３７は、例えば、スラスト
方向とラジアル方向の荷重を受けるクロスローラ軸受で
ある。ステージ３０と連結された部材３８には、雄ねじ
３６が螺合される雌ねじ３９が切られている。雄ねじ３
６と雌ねじ３９の間に形成された螺旋状の溝の中にボー
ル（図示せず）を配列し、このボールが循環できるよう
に溝を形成することによって、ボールねじを構成してい
る。
【００１８】位置センサ４０は、ステージ３０のＺ軸方
向の位置を検出する。位置センサ４０は、例えば、リニ
ア式の光学式エンコーダ、リニア式の磁気レゾルバ、磁
歪式ポテンショメータ等である。減算器４１は、Ｚ軸方
向の位置指令値と位置センサ４０の位置検出値の偏差を
とる。位置制御部４２は、減算器４１でとった偏差もと
にステージのＺ軸方向の位置をフィードバック制御す
る。
向の位置を検出する。位置センサ４０は、例えば、リニ
ア式の光学式エンコーダ、リニア式の磁気レゾルバ、磁
歪式ポテンショメータ等である。減算器４１は、Ｚ軸方
向の位置指令値と位置センサ４０の位置検出値の偏差を
とる。位置制御部４２は、減算器４１でとった偏差もと
にステージのＺ軸方向の位置をフィードバック制御す
る。
【００１９】図１の装置では、モータ３４は駆動軸３５
を回転駆動する。駆動軸３５の回転動力はボールねじに
より直進移動に変換され、この直進移動を動力としてス
テージ３０がＺ軸方向に昇降する。位置センサ４０は、
ステージ３０のＺ軸方向の位置を検出し、位置制御部４
２は、Ｚ軸方向の位置指令値と位置センサ４０の位置検
出値の偏差をもとにステージのＺ軸方向の位置をフィー
ドバック制御する。これによって、ステージ３０が荷重
により下方にずれても、この位置ずれが補正される。
を回転駆動する。駆動軸３５の回転動力はボールねじに
より直進移動に変換され、この直進移動を動力としてス
テージ３０がＺ軸方向に昇降する。位置センサ４０は、
ステージ３０のＺ軸方向の位置を検出し、位置制御部４
２は、Ｚ軸方向の位置指令値と位置センサ４０の位置検
出値の偏差をもとにステージのＺ軸方向の位置をフィー
ドバック制御する。これによって、ステージ３０が荷重
により下方にずれても、この位置ずれが補正される。
【００２０】図２は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。図２の実施例では、ステージ３０の側壁を２重に
設けている。２重にした側壁３０１と３１１で固定部材
３１の側壁３１２を両側から挟み込んでいる。側壁３１
２の両側に微小間隙３２１と３２２を形成する。空気供
給手段３３により微小間隙３２１と３２２に圧縮空気を
充満させる。これによって、エアベアリングを２重化す
る。このように構成すると、ステージ３０及び固定部材
３１は、ベアリング部分との接触面積が２倍になるた
め、ステージの荷重に対する剛性を２倍に高めることが
できる。
ある。図２の実施例では、ステージ３０の側壁を２重に
設けている。２重にした側壁３０１と３１１で固定部材
３１の側壁３１２を両側から挟み込んでいる。側壁３１
２の両側に微小間隙３２１と３２２を形成する。空気供
給手段３３により微小間隙３２１と３２２に圧縮空気を
充満させる。これによって、エアベアリングを２重化す
る。このように構成すると、ステージ３０及び固定部材
３１は、ベアリング部分との接触面積が２倍になるた
め、ステージの荷重に対する剛性を２倍に高めることが
できる。
【００２１】図３は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。この実施例では、ボールねじの代わりに静圧ねじ
を用いている。静圧ねじは次のとおりの構成になってい
る。雄ねじ３６と雌ねじ３９の間隙に空気供給手段３３
により圧縮空気を充満させる。これにより、圧縮空気に
雄ねじ３６と雌ねじ３９のねじ山が接触している静圧ね
じが構成される。部材３８には静圧ねじへの空気供給路
が設けられている。図４は静圧ねじの雄ねじと雌ねじの
構成を示した図である。図４に示すように、雄ねじ３６
と雌ねじ３９の間隙３９０に圧縮空気が充満されるてい
る。
ある。この実施例では、ボールねじの代わりに静圧ねじ
を用いている。静圧ねじは次のとおりの構成になってい
る。雄ねじ３６と雌ねじ３９の間隙に空気供給手段３３
により圧縮空気を充満させる。これにより、圧縮空気に
雄ねじ３６と雌ねじ３９のねじ山が接触している静圧ね
じが構成される。部材３８には静圧ねじへの空気供給路
が設けられている。図４は静圧ねじの雄ねじと雌ねじの
構成を示した図である。図４に示すように、雄ねじ３６
と雌ねじ３９の間隙３９０に圧縮空気が充満されるてい
る。
【００２２】図５は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。図５で、ＸＹステージ５０は位置決め装置（図示
せず）によってＸ軸方向とＹ軸方向に位置決めされる。
ＸＹステージ５０にステージ３０と固定部材３１が載せ
られている。荷重センサ５１は、ステージ３０に加わる
荷重を検出する。荷重センサ５１は、例えばロードセル
である。補正テーブル用メモリ５２は、ステージ３０に
加わる荷重の大きさＦと、ステージのＸ軸方向及びＹ軸
方向の位置ずれ量δ（Ｘ，Ｙ）とを対応させた補正テー
ブル５２１を格納している。補正テーブル５２１はステ
ージの位置に応じて設けられている。例えば、ウエハの
各チップを検査するときは、プローブカードのピンが各
チップに押し当てられるため、各チップの位置に応じて
補正テーブルが設けられている。
ある。図５で、ＸＹステージ５０は位置決め装置（図示
せず）によってＸ軸方向とＹ軸方向に位置決めされる。
ＸＹステージ５０にステージ３０と固定部材３１が載せ
られている。荷重センサ５１は、ステージ３０に加わる
荷重を検出する。荷重センサ５１は、例えばロードセル
である。補正テーブル用メモリ５２は、ステージ３０に
加わる荷重の大きさＦと、ステージのＸ軸方向及びＹ軸
方向の位置ずれ量δ（Ｘ，Ｙ）とを対応させた補正テー
ブル５２１を格納している。補正テーブル５２１はステ
ージの位置に応じて設けられている。例えば、ウエハの
各チップを検査するときは、プローブカードのピンが各
チップに押し当てられるため、各チップの位置に応じて
補正テーブルが設けられている。
【００２３】位置センサ５３は、ステージ３０のＸ軸方
向及びＹ軸方向の位置を検出する。ずれ量算出手段５４
は、荷重が加わるステージの位置から補正テーブルを選
択し、選択した補正テーブルを用いて荷重センサの検出
荷重から位置ずれ量を読み出す。荷重が加わるステージ
の位置は、位置指令値から知る。減算器５５は、ずれ量
算出手段５４で読み出した位置ずれ量で補正した位置指
令値と、位置センサ５３の検出位置の偏差を求める。位
置制御部５６は、減算器５５で求めた偏差もとにステー
ジ３０のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置をフィードバック
制御し、荷重による位置ずれを補正する。
向及びＹ軸方向の位置を検出する。ずれ量算出手段５４
は、荷重が加わるステージの位置から補正テーブルを選
択し、選択した補正テーブルを用いて荷重センサの検出
荷重から位置ずれ量を読み出す。荷重が加わるステージ
の位置は、位置指令値から知る。減算器５５は、ずれ量
算出手段５４で読み出した位置ずれ量で補正した位置指
令値と、位置センサ５３の検出位置の偏差を求める。位
置制御部５６は、減算器５５で求めた偏差もとにステー
ジ３０のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置をフィードバック
制御し、荷重による位置ずれを補正する。
【００２４】図５の装置で、プローバのピンがウエハの
端に位置するチップに押し当てられること等によって、
ステージ３０に偏荷重がかかると、ステージが傾斜す
る。これによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に位置ずれが
生じる。偏荷重の大きさは荷重センサ５１が検出する。
ずれ量算出手段５４は、偏荷重のかかる位置から補正テ
ーブルを選択し、選択した補正テーブルを用いて荷重セ
ンサの検出荷重から位置ずれ量を読み出す。偏荷重のか
かる位置は位置指令値から知る。位置制御部５６は、読
み出した位置ずれ量で補正した位置指令値をもとにステ
ージ３０のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置をフィードバッ
ク制御する。これによって、偏荷重による位置ずれが補
正される。
端に位置するチップに押し当てられること等によって、
ステージ３０に偏荷重がかかると、ステージが傾斜す
る。これによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に位置ずれが
生じる。偏荷重の大きさは荷重センサ５１が検出する。
ずれ量算出手段５４は、偏荷重のかかる位置から補正テ
ーブルを選択し、選択した補正テーブルを用いて荷重セ
ンサの検出荷重から位置ずれ量を読み出す。偏荷重のか
かる位置は位置指令値から知る。位置制御部５６は、読
み出した位置ずれ量で補正した位置指令値をもとにステ
ージ３０のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置をフィードバッ
ク制御する。これによって、偏荷重による位置ずれが補
正される。
【００２５】図６は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。図６で、（ａ）はステージの側面図、（ｂ）は
（ａ）図のＡ方向から見た図である。この実施例ではス
テージに倣い機構を設けている。プローブカード６０に
はピン６１が設けられている。プローブカード６０が移
動し、ウエハ６２上のチップに順番にピン６１を押し当
てて検査する。
ある。図６で、（ａ）はステージの側面図、（ｂ）は
（ａ）図のＡ方向から見た図である。この実施例ではス
テージに倣い機構を設けている。プローブカード６０に
はピン６１が設けられている。プローブカード６０が移
動し、ウエハ６２上のチップに順番にピン６１を押し当
てて検査する。
【００２６】載置台７０は、上面にウエハ６２（検査対
象のデバイス）が載せられ、下面に曲面部７１が形成さ
れている。支持台７２は、曲面部７１を収容し得る形状
になった曲面部７３が形成されている。曲面部７１と７
３は、例えば球形をなしている。空気供給手段７４は、
圧縮空気を供給する。多孔質部材７５は、曲面部７３に
配置されている。
象のデバイス）が載せられ、下面に曲面部７１が形成さ
れている。支持台７２は、曲面部７１を収容し得る形状
になった曲面部７３が形成されている。曲面部７１と７
３は、例えば球形をなしている。空気供給手段７４は、
圧縮空気を供給する。多孔質部材７５は、曲面部７３に
配置されている。
【００２７】空気供給手段７４から供給された圧縮空気
は、多孔質部材７５を通過し、曲面部７１と７３の間隙
７６に充満する。この圧縮空気により載置台７０を支持
台７２上に浮揚させ、載置台７０を傾斜自在に支持する
曲面エアベアリングを構成する。真空吸引手段７７は、
間隙７６を真空吸引して載置台７０を支持台７２に固定
する。真空吸引は、載置台７０の姿勢をロックするとき
に行う。請求範囲のロック手段は真空吸引手段７７に相
当する。なお、ロック手段は真空吸引に限らず、機械式
にロックするものであってもよい。
は、多孔質部材７５を通過し、曲面部７１と７３の間隙
７６に充満する。この圧縮空気により載置台７０を支持
台７２上に浮揚させ、載置台７０を傾斜自在に支持する
曲面エアベアリングを構成する。真空吸引手段７７は、
間隙７６を真空吸引して載置台７０を支持台７２に固定
する。真空吸引は、載置台７０の姿勢をロックするとき
に行う。請求範囲のロック手段は真空吸引手段７７に相
当する。なお、ロック手段は真空吸引に限らず、機械式
にロックするものであってもよい。
【００２８】回転防止機構７８は、載置台７０の回転を
防止する。図７は回転防止機構７８の構成斜視図であ
る。図７に示すように、バー７８１は、円柱形状をな
し、載置台７０に固定されている。バー７８１は、下方
に延びている。バー７８２と７８３は、円柱形状をな
し、支持台７２に固定されている。バー７８２と７８３
は、径方向に延びていて、バー７８１を挟み込んでい
る。このように構成した回転防止機構７８により、載置
台７０は、支持台７２上に、傾斜自在に、しかもＺ軸ま
わりに回転しないように保持される。
防止する。図７は回転防止機構７８の構成斜視図であ
る。図７に示すように、バー７８１は、円柱形状をな
し、載置台７０に固定されている。バー７８１は、下方
に延びている。バー７８２と７８３は、円柱形状をな
し、支持台７２に固定されている。バー７８２と７８３
は、径方向に延びていて、バー７８１を挟み込んでい
る。このように構成した回転防止機構７８により、載置
台７０は、支持台７２上に、傾斜自在に、しかもＺ軸ま
わりに回転しないように保持される。
【００２９】図６の装置で、載置台７０は曲面エアベア
リングにより傾斜自在に支持されている。プローブカー
ド６０のピン６１がウエハ６２に押し当てられると、ピ
ン６１が押し当てられた力により載置台７０はプローブ
カード６０と平行になる姿勢をとる。すなわち、載置台
７０はプローブカード６０に倣った姿勢をとる。これに
よって、ウエハ６２に押し当てられる各ピンの接触圧が
均一化される。均一化したところで、真空吸引手段７７
は曲面エアベアリングに対して真空吸引を行う。これに
よって、載置台７０の姿勢がロックされる。ロックした
姿勢でウエハの各チップに対して検査を行う。
リングにより傾斜自在に支持されている。プローブカー
ド６０のピン６１がウエハ６２に押し当てられると、ピ
ン６１が押し当てられた力により載置台７０はプローブ
カード６０と平行になる姿勢をとる。すなわち、載置台
７０はプローブカード６０に倣った姿勢をとる。これに
よって、ウエハ６２に押し当てられる各ピンの接触圧が
均一化される。均一化したところで、真空吸引手段７７
は曲面エアベアリングに対して真空吸引を行う。これに
よって、載置台７０の姿勢がロックされる。ロックした
姿勢でウエハの各チップに対して検査を行う。
【００３０】なお、軸受３７をエアベアリングで構成し
てもよい。
てもよい。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。
【００３２】請求項１記載の発明では、エアベアリング
によりステージをＺ軸方向へ移動自在に支持しているた
め、ボールスプラインの軸受を設けた従来例に比べて、
高い加工精度を要することなく軸受部分のギャップを狭
めることができる。これによって、容易に荷重に対する
剛性を高めることができる。
によりステージをＺ軸方向へ移動自在に支持しているた
め、ボールスプラインの軸受を設けた従来例に比べて、
高い加工精度を要することなく軸受部分のギャップを狭
めることができる。これによって、容易に荷重に対する
剛性を高めることができる。
【００３３】請求項２記載の発明では、ステージのＺ軸
方向の位置をフィードバック制御しているため、ステー
ジに荷重がかかってもステージの位置を一定の位置に保
持することができる。
方向の位置をフィードバック制御しているため、ステー
ジに荷重がかかってもステージの位置を一定の位置に保
持することができる。
【００３４】請求項３記載の発明では、エアベアリング
を２重化しているため、ベアリング部分の接触面積が２
倍になり、ステージの荷重に対する剛性を２倍に高める
ことができる。
を２重化しているため、ベアリング部分の接触面積が２
倍になり、ステージの荷重に対する剛性を２倍に高める
ことができる。
【００３５】請求項４記載の発明では、昇降機構に静圧
ねじを用いているため、ねじ部の摩擦が小さくなる。こ
のため、モータに指令した回転量に対して実際にステー
ジが移動する量が計算値に近い量になる。これによっ
て、ステージを高精度に位置決め制御できる。
ねじを用いているため、ねじ部の摩擦が小さくなる。こ
のため、モータに指令した回転量に対して実際にステー
ジが移動する量が計算値に近い量になる。これによっ
て、ステージを高精度に位置決め制御できる。
【００３６】請求項５記載の発明では、スラスト方向と
ラジアル方向の荷重を受けるクロスローラ軸受でモータ
の出力軸を支持しているため、荷重に対する出力軸のず
れを低減できる。
ラジアル方向の荷重を受けるクロスローラ軸受でモータ
の出力軸を支持しているため、荷重に対する出力軸のず
れを低減できる。
【００３７】請求項６記載の発明では、ステージに倣い
機構を設け、プローブカードのピンがデバイスに押し当
てられると、デバイスはプローブカードと平行になる姿
勢をとるため、デバイスに押し当てられる各ピンの接触
圧を均一化できる。これによって、高精度な検査を実現
できる。
機構を設け、プローブカードのピンがデバイスに押し当
てられると、デバイスはプローブカードと平行になる姿
勢をとるため、デバイスに押し当てられる各ピンの接触
圧を均一化できる。これによって、高精度な検査を実現
できる。
【００３８】請求項７記載の発明では、ステージに加わ
る荷重の大きさと、ステージのＸ軸方向及びＹ軸方向の
位置ずれ量とを対応させた補正テーブルを用いてステー
ジを位置決めしているため、ステージにかかる偏荷重に
よる位置ずれを補正できる。
る荷重の大きさと、ステージのＸ軸方向及びＹ軸方向の
位置ずれ量とを対応させた補正テーブルを用いてステー
ジを位置決めしているため、ステージにかかる偏荷重に
よる位置ずれを補正できる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図４】静圧ねじの構成図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図７】回転防止機構の構成斜視図である。
【図８】従来におけるステージの昇降装置の構成例を示
した図である。
した図である。
３０ ステージ ３１ 固定部材 ３２，３２１，３２２ 微小間隙 ３３，７４ 空気供給手段 ３４ モータ ３５ 駆動軸 ３６ 雄ねじ ３７ 軸受 ３９ 雌ねじ ４０ 位置センサ ４１，５５ 減算器 ４２，５６ 位置制御部 ５１ 荷重センサ ５２ 補正テーブル用メモリ ５３ 位置センサ ５４ ずれ量算出手段 ６０ プローブカード ６１ ピン ７０ 載置台 ７１，７３ 曲面部 ７２ 支持台 ７６ 間隙 ７７ 真空吸引手段 ７８ 回転防止機構 ３０１，３０２，３１１，３１２ 側壁 ５２１ 補正テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｂ Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｈ Ｆターム(参考） 2G003 AA10 AG04 AG11 AG12 AG16 AG20 AH05 2G032 AA00 AE02 AE04 AL03 3J102 AA02 BA05 BA12 CA09 EA02 EA06 EA13 EB03 GA20 4M106 AA01 BA01 CA01 DD30 DJ02 DJ05 5F031 CA02 HA53 HA58 KA07 LA02 LA07 MA33
Claims (7)
- 【請求項１】 ステージを固定部材にＺ軸方向へ移動自
在に支持する軸受と、ステージをＺ軸方向に移動する昇
降機構とを有するステージの昇降装置において、 前記軸受は、前記ステージと固定部材がなす微小間隙に
圧縮空気を充満させ、この圧縮空気によりステージをＺ
軸方向に移動自在に支持するエアベアリングで構成した
ことを特徴とするステージの昇降装置。 - 【請求項２】 ステージのＺ軸方向の位置を検出する位
置センサと、 Ｚ軸方向の位置指令値と前記位置センサの位置検出値の
偏差をもとにステージのＺ軸方向の位置をフィードバッ
ク制御する位置制御部を有することを特徴とする請求項
１記載のステージの昇降装置。 - 【請求項３】 前記ステージと固定部材の一方の側壁を
２重に設け、２重にした側壁で前記ステージと固定部材
の他方の側壁を両側から挟み込み、 ２重にした側壁で前記他方の側壁の両側に微小間隙を形
成し、各微小間隙に圧縮空気を充満させてエアベアリン
グを２重化したことを特徴とする請求項１記載のステー
ジの昇降装置。 - 【請求項４】 前記昇降機構は、 雄ねじと雌ねじの間隙に圧縮空気を充満させ、この圧縮
空気に雄ねじと雌ねじのねじ山が接触している構成にな
った静圧ねじを有し、モータの回転を前記静圧ねじによ
り直進移動に変え、直進移動によりステージをＺ軸方向
に移動する構成をなすことを特徴とする請求項１記載の
ステージの昇降装置。 - 【請求項５】 前記モータの出力軸を支持するクロスロ
ーラ軸受を設けたことを特徴とする請求項４記載のステ
ージの昇降装置。 - 【請求項６】 ステージをＺ軸方向に移動するステージ
の昇降装置において、 上面に検査対象のデバイスが載せられ、下面に第１の曲
面部が形成された載置台と、 前記第１の曲面部を収容し得る形状になった第２の曲面
部が形成された支持台と、 前記第１の曲面部と第２の曲面部の間隙に圧縮空気を充
満させ、この圧縮空気により載置台を支持台上に浮揚さ
せ、載置台を傾斜自在に支持する曲面エアベアリング
と、 第１の曲面部と第２の曲面部の間隙に対して真空吸引し
て載置台を支持台に固定するロック手段と、 を有し、プローブカードのピンが前記デバイスに押し当
てられると、デバイスはプローブカードと平行になる姿
勢をとり、デバイスに押し当てられる各ピンの接触圧を
均一化し、均一化したときに前記ロック手段は載置台の
姿勢をロックすることを特徴とするステージの昇降装
置。 - 【請求項７】 ステージをＺ軸方向に移動する昇降機構
と、ステージをＸ軸方向及びＹ軸方向に位置決めする位
置決め部とを有するステージの昇降装置において、 ステージに加わる荷重の大きさと、ステージのＸ軸方向
及びＹ軸方向の位置ずれ量とを対応させた補正テーブル
を格納し、この補正テーブルはステージの位置に応じて
設けられている補正テーブル用メモリと、 ステージに加わる荷重を検出する荷重センサと、 ステージのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を検出する位置
センサと、 荷重が加わるステージの位置から補正テーブルを選択
し、選択した補正テーブルを用いて前記荷重センサの検
出荷重から位置ずれ量を読み出すずれ量算出手段と、 このずれ量算出手段で読み出した位置ずれ量で補正した
位置指令値と、前記位置センサの検出位置の偏差をもと
にステージのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置をフィードバ
ック制御し、荷重による位置ずれを補正する位置制御部
と、を有することを特徴とするステージの昇降装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000288069A JP4254036B2 (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | ステージの昇降装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000288069A JP4254036B2 (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | ステージの昇降装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008308106A Division JP4877315B2 (ja) | 2008-12-03 | 2008-12-03 | ステージの昇降装置 |
| JP2008308107A Division JP2009135503A (ja) | 2008-12-03 | 2008-12-03 | ステージの昇降装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002100666A true JP2002100666A (ja) | 2002-04-05 |
| JP4254036B2 JP4254036B2 (ja) | 2009-04-15 |
Family
ID=18771716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000288069A Expired - Fee Related JP4254036B2 (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | ステージの昇降装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4254036B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7145642B2 (en) | 2002-10-29 | 2006-12-05 | Nec Corporation | Wafer support device and a wafer support method |
| CN100395170C (zh) * | 2007-02-03 | 2008-06-18 | 中国电子科技集团公司第二研究所 | 升降平台 |
| JP2011501055A (ja) * | 2007-10-09 | 2011-01-06 | スマーティン テクノロジーズ、エルエルシー | 小型の非接触機械的結合、減衰及び／または負荷支持装置 |
| JP4771346B1 (ja) * | 2010-12-07 | 2011-09-14 | パイオニア株式会社 | 半導体検査装置 |
| CN102290363A (zh) * | 2010-06-15 | 2011-12-21 | 东京毅力科创株式会社 | 载置台驱动装置 |
| CN107559305A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-09 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种空气静压支承自调心装置 |
| US20220163563A1 (en) * | 2020-11-20 | 2022-05-26 | Hermes Testing Solutions Inc. | Probing system for discrete wafer |
-
2000
- 2000-09-22 JP JP2000288069A patent/JP4254036B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8562217B2 (en) | 2007-10-09 | 2013-10-22 | Smartin Technologies Llc | Compact non-contact mechanical coupling, damping and/or load bearing device |
| CN102290363A (zh) * | 2010-06-15 | 2011-12-21 | 东京毅力科创株式会社 | 载置台驱动装置 |
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| WO2012077190A1 (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-14 | パイオニア株式会社 | 半導体検査装置 |
| CN107559305A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-09 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种空气静压支承自调心装置 |
| CN107559305B (zh) * | 2017-10-17 | 2023-08-18 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种空气静压支承自调心装置 |
| US20220163563A1 (en) * | 2020-11-20 | 2022-05-26 | Hermes Testing Solutions Inc. | Probing system for discrete wafer |
| US11703524B2 (en) * | 2020-11-20 | 2023-07-18 | Hermes Testing Solutions Inc. | Probing system for discrete wafer |
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|---|---|
| JP4254036B2 (ja) | 2009-04-15 |
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