JPH086747B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、検査装置に関し、更に詳しくは、半導体
ウエハ等の被載置体を載置する載置台をＸ、Ｙ方向へ移
動案内するリニアガイドを備えた検査装置に関する。

（従来の技術） 従来、検査装置に用いられるＸ・Ｙステージにはリニ
アガイドとボールネジを組み合わせたものが多く用いら
れている。また、より高精度化のために空気軸受を用い
たガイドとリニアモータで構成されるＸ・Ｙステージも
用いられるようになった。従来の空気軸受を用いたリニ
アガイドは第５図に示すごとくスライダ（２）がガイド
レール（１）を取り囲むよう構成され、しかもスライダ
（２）の内面とガイドレール（１）との間にはほんのわ
ずか、たとえば数μｍ〜数10μｍのすき間を設けてい
る。このすき間に給気孔（３）より加圧した空気あるい
は窒素を供給することで軸受面が構成され、スライダ
（２）はガイドレール（１）に対し非接触で可動するこ
とができる。ここで上記ガイドレール（１）の真直度は
Ｘ・Ｙステージの位置決め精度に直接影響を与えるため
高精度に仕上げられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の検査装置に用いられるリニアガ
イドにおいては、各対向面に対し軸受すき間を一定に保
つためにガイドレール（１）の各面の形状および寸法を
バランスよく非常に高精度に加工する必要がある。また
このようなリニアガイドを用いてＸ・Ｙステージを構成
した場合、比較的大型なものになってしまう問題もあ
る。さらにこのリニアガイドに不具合を生じた場合、リ
ニアガイドを取り出すのに周辺の構成部材を広範囲に分
解しなければならず再度の組立調整に多大な時間と手間
がかかるという問題がある。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもの
で、載置台をＸ、Ｙ方向へ移動案内するリニアガイドを
簡単な構成で且つコンパクト化することができると共
に、リニアガイドの組立や調整を簡単に行うことができ
る検査装置を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明の検査装置は、被載置体を載置する載置台
と、この載置台が固定され且つベース部材上でＸ及びＹ
方向で移動可能なスライダーと、このスライダーをＸ及
びＹ方向へ移動案内するＸ方向ガイド部材及びＹ方向ガ
イド部材と、各ガイド部材に沿って上記スライダーをＸ
方向及びＹ方向で駆動させるＸ方向及びＹ方向駆動機構
とを備え、上記駆動機構により上記スライダーを介して
載置台をＸ、Ｙ方向へ移動させる検査装置において、上
記Ｘ方向ガイド部材は上記Ｙ方向ガイド部材のガイド面
と対向するＹ方向の面及び上記ベース部材と対向する面
に空気軸受を有すると共に、上記スライダーは上記Ｘ方
向ガイド部材と対向するＸ方向の面及び上記ベース部材
と対向する面に空気軸受を有し、且つ、上記Ｘ方向ガイ
ド部材または上記スライダーは上記空気軸受の空気圧力
と釣り合う力で上記ベース部材または上記Ｘ方向ガイド
部材を吸引するマグネットを有すると共に上記Ｙ方向ガ
イド部材または上記Ｘ方向ガイド部材は上記空気軸受の
空気圧力と釣り合う力で上記Ｘガイド部材または上記Ｙ
方向ガイド部材を吸引するマグネットを有することを特
徴とするものである。

（作用効果） この発明によれば、被載置体を載置した載置台をＸ方
向及びＹ方向へ移動させる時には、Ｘ方向駆動機構及び
Ｙ方向駆動機構を駆動させてスライダーをそれぞれの方
向へ移動させる。この際、スライダーは空気軸受の作用
によりベース部材から浮上すると共にＸ方向ガイド部材
との間で空気軸受及びマグネットの作用を受け、これら
両者の力が釣り合った状態でＸ方向ガイド部材のＸ方向
ガイド面と所定の隙間を維持した状態でＸ方向へ移動す
る一方、このＸ方向ガイド部材は空気軸受の作用により
ベース部材から浮上すると共にＹ方向ガイド部材との間
で空気軸受及びマグネットの作用を受け、これら両者の
力が釣り合った状態でＹ方向ガイド部材のＹ方向ガイド
面と所定の隙間を維持した状態でＹ方向へ移動すること
ができ、ひいては、スライダーがＸ、Ｙ方向へ移動する
ことができる。

従って、この発明によれば、スライダーをＸ方向及び
Ｙ方向へ移動案内するリニアガイドが空気軸受及びマグ
ネットによって構成されているため、各リニアガイドを
簡単な構成で且つコンパクト化することができると共
に、リニアガイドの組立や調整を簡単に行うことができ
る。

（実施例） 以下、第１図〜第４図に示す実施例に基づいて本発明
の検査装置について説明する。本実施例の検査装置につ
いて説明する前に、まず本実施例の特徴であるリニアガ
イドについて説明する。

このリニアガイド（11）は第１図に示すように、変形
率の低い材質例えばみかげ石からなるガイドレール（1
2）を設置する。このガイドレール（12）の一側面は、
後で説明するスライダー（13）を直線方向に移動させる
ために高精度に加工されたガイド面（12a）となってい
て、このガイド面（12a）に直線性を出すために、ガイ
ドレール（12）は、ガイド面（12a）に対して厚さ例え
ば40mm程度に構成されている。上記ガイド面（12a）に
は、磁性体例えば軟鉄等からなる厚さ例えば4mmの吸着
板（14）が固定されている。この固定は第２図に示すよ
うに、ガイドレール（12）のガイド面（12a）の所定の
数箇所に穴（15）をあけ、この穴（15）にネジを切った
金属（16）を夫々埋設し、この金属（16）と上記吸着板
（14）た設けられた貫通孔（17）を夫々位置合わせし
て、各位置をネジ（18）止めして固定する。この時ネジ
（18）が、吸着板（14）表面から突出しないようにサラ
ネジにする。このように吸着板（14）が固定されたガイ
ドレール（12）のガイド面（12a）と対向する位置に非
磁性体例えばアルミニウム製のスライダー（13）を配設
する。このスライダー（13）には上記ガイド面（12a）
と対向するように例えば２箇所に空気軸受（19）が設置
されている。この各空気軸受（19）には、外部からの空
気を供給する給気孔（20）が設けられていて、この給気
孔（20）に供給された空気をガイドレール（12）のガイ
ド面（12a）に対して吹き付ける如く空気軸受（19）の
所定の例えば３箇所に空気排出口（図示せず）が設けら
れている。又、スライダー（13）の上記ガイドレール
（12）に固定された吸着板（14）の対向する位置に、例
えば永久磁石であるマグネット（21）が設けられてい
る。又、このマグネット（21）は、吸着板（14）とギャ
ップ間隔を調整可能なようにスライダー（13）に載置さ
れている。即ち第３図に示すように、マグネット（21）
は治具（22）に固定されていて、この治具（22）に設け
られた支持棒（23）が、スライダー（13）に設けられた
貫通孔（24）に挿入され、この状態で支持棒（23）を調
節することにより、上記ギャップ間隔が調節可能とされ
ている。

次に動作作用を説明する。

まず、図示を省略したが、スライダー（13）の下面の
エアベアリング手段により、スライダー（13）を浮上状
態とする。この状態で空気軸受（19）の給気孔（20）に
例えば２〜3kgf/cm²の空気を例えば0.2/min程度供給
する。このことにより各空気軸受（19）の排出口からガ
イドレール（12）のガイド面（12a）に向けて空気が吹
き付けられて、空気軸受（19）がガイド面（12a）から
離隔する。即ち、ガイドレール（12）の吸着板（14）と
スライダー（13）のマグネット（21）の磁気作用により
接面していた空気軸受（19）とガイド面（12a）を、エ
アベアリング手段により離隔させたものである。この時
エアベアリング手段による浮上力とマグネット（21）の
吸着力をバランスよく釣合うように予めマグネット（2
1）と吸着板（14）とのギャップ間隔を調節しておく。
上記のような状態でスライダー（13）に矢印（25）に示
す方向に例えばモータ等により駆動を加えると、スライ
ダー（13）が滑らかに精度よく直線的に移動する。

次に、上述したリニアガイド（11）を用いた本実施例
の検査装置について説明する。

本実施例の検査装置に用いられるＸ・Ｙステージ（2
6）は第４図に示すように、高精度の平面をもつベース
部材（27）が設置されている。このベース部材（27）の
予め定められた位置に、Ｙ方向のガイド面（12a）に吸
着板（14）が取付けられたＹ方向ガイド部材としてのガ
イドレール（12）を固定する。このガイドレール（12）
のガイド面（12a）と対向する如く、２系統の空気軸受
（19）とマグネット（21）が取付けられたＬ字状のＸ方
向ガイド部材としてのスライダー（13a）がＹ方向（2
8）にスライド自在に設けられている。上記Ｌ字状のス
ライダー（13a）の下面には空気軸受（29）が、ベース
部材（27）と対向して例えば３系統設けられている。
又、上記Ｌ字状のスライダー（13a）のＸ面は、Ｘ方向
（30）のスライダー（31）のＸ方向のガイド面（32）と
なっている。ここで、このガイド面（32）に吸着板（3
3）を取付け、この吸着板（33）と対向したスライダー
（31）の面にマグネット（34）が取付けられている。さ
らにスライダー（31）には、ガイド面（32）と対向する
如く空気軸受（35）が２系統設けられていて、なおかつ
スライダー（31）の下面には、空気軸受（36）が、ベー
ス部材（27）と対向して例えば３系統設けられている。
このようなスライダー（31）は、ベース部材（27）上に
設けられたＸ方向（30）用の駆動モータ（37）とＹ方向
（28）用の駆動モータ（38）と、夫々係合しており、こ
のスライダー（31）上に、被載置体の載置台（図示せ
ず）を配設し、Ｘ・Ｙステージ（26）が構成されてい
る。

次に上述したＸ・Ｙステージ（26）の動作作用を説明
する。

まず、Ｙ方向（28）用のスライダー（13a）とＸ方向
（30）用のスライダー（31）に設けられた各空気軸受
（29）（36）に例えば２〜3kgf/cm²の空気を例えば0.2
/min程度供給する。このことにより、各スライダー
（13a）（31）とベース部材（27）の間に空気流膜が発
生し、離隔する。このことと同時に、Ｙ方向（28）用の
ガイドレール（12）のガイド面（12a）に対向したスラ
イダー（13a）の空気軸受（19）およびスライダー（13
a）のＸ方向（30）用のガイド面（32）に対向したスラ
イダー（31）の空気軸受（35）に夫々上記同様の圧縮空
気を供給する。このことにより各ガイド面（12a）（3
2）と各スライダー（13a）（31）の間には空気流膜が発
生し、機械的摩擦部分がなくなる。このような状態で各
モータ（37）（38）を選択的に又は同時に駆動して、各
スライダー（13a）（31）をスライド移動させる。即
ち、スライダー（31）に被載置体の載置台を配設した場
合、上記動作により、載置台がＸ・Ｙ方向（30）（28）
の所望の方向に滑らかなスライド移動が可能となる。

上記のようにＸ・Ｙステージ（26）を構成すると同一
面上にＸ方向およびＹ方向のスライダーを設置できるの
で、Ｘ・Ｙステージ機構をコンパクトに形成でき高精度
に調整可能とする。特に、位置合わせ精度を数ミクロン
〜サブミクロン以下に設定する必要がある検査装置であ
るプローブ装置やレーザプローバなどには最適である。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、Ｘ
・Ｙステージにおいて、Ｘ方向用のスライダーにＸ方向
用の駆動モータを係合し、Ｙ方向用のスライダーにＹ方
向用の駆動モータを係合して、各スライダーを駆動して
も良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するためのリニアガイ
ドの説明図、第２図は第１図のガイドレールに吸着板を
取付ける説明図、第３図は第１図のマグネットと吸着板
のギャップ間隔調節のための説明図、第４図は第１図の
リニアガイドを使用したＸ・Ｙステージの説明図、第５
図は従来のリニアガイドの説明図である。 11……リニアガイド、12……ガイドレール 12a……ガイド面、13……スライダー 14……吸着板、19……空気軸受 20……吸気孔、21……マグネット 26……Ｘ・Ｙステージ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被載置体を載置する載置台と、この載置台
   が固定され且つベース部材上でＸ及びＹ方向で移動可能
   なスライダーと、このスライダーをＸ及びＹ方向へ移動
   案内するＸ方向ガイド部材及びＹ方向ガイド部材と、各
   ガイド部材に沿って上記スライダーをＸ方向及びＹ方向
   で駆動させるＸ方向及びＹ方向駆動機構とを備え、上記
   駆動機構により上記スライダーを介して載置台をＸ、Ｙ
   方向へ移動させる検査装置において、上記Ｘ方向ガイド
   部材は上記Ｙ方向ガイド部材のガイド面と対向するＹ方
   向の面及び上記ベース部材と対向する面に空気軸受を有
   すると共に、上記スライダーは上記Ｘ方向ガイド部材と
   対向するＸ方向の面及び上記ベース部材と対向する面に
   空気軸受を有し、且つ、上記Ｘ方向ガイド部材または上
   記スライダーは上記空気軸受の空気圧力と釣り合う力で
   上記ベース部材または上記Ｘ方向ガイド部材を吸引する
   マグネットを有すると共に上記Ｙ方向ガイド部材または
   上記Ｘ方向ガイド部材は上記空気軸受の空気圧力と釣り
   合う力で上記Ｘガイド部材または上記Ｙ方向ガイド部材
   を吸引するマグネットを有することを特徴とする検査装
   置。
2. 【請求項２】上記Ｘ方向ガイド部材はＸ、Ｙ方向に延び
   るＬ字形状を呈し且つ上記Ｙ方向ガイド部材のガイド面
   に従って移動可能に構成され、上記Ｙ方向ガイド部材は
   上記ベース部材上に固定されていることを特徴とする請
   求項１に記載の検査装置。