(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を移動するとともに前記被写体の特定位置を観察できるようにＸ軸及びＹ軸に水平移動させるＸＹステージにおいて、
上面に前記被写体を固定する被写体固定手段が設けられ、Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸移動板と、
前記Ｘ軸移動板を搭載し、前記Ｘ軸移動板がＸ軸方向へ移動するように案内するとともに、Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸移動板と、
前記Ｙ軸移動板を搭載し、前記Ｙ軸移動板がＹ軸方向に移動するように案内するとともに、一端側が顕微鏡の下部に取り付けられる固定板と、
前記Ｘ軸移動板をＸ軸方向に移動させるためにＸ軸方向に設けられたベルトを有するＸ軸駆動装置と、
前記Ｙ軸移動板をＹ軸方向に移動させるためにＹ軸方向に設けられたベルトを有するＹ軸駆動装置とを設け、
前記Ｙ軸移動板は前記Ｘ軸移動板の左右側面に接触してＸ軸移動板のＸ軸移動を案内する二枚の接触板からなり、このＹ軸移動板（二枚の接触板）の底面は前記Ｘ軸移動板の底面を横切るＹ軸移動板連結棒により互いに接続され、前記Ｙ軸移動板を接続した前記Ｙ軸移動板連結棒が前記固定板に噛み合ってＹ軸方向へ摺動し、このＹ軸移動板連結棒の上部で前記Ｘ軸移動板を前記Ｙ軸移動板の間で案内してＸ軸方向に摺動させることを特徴とするＸＹステージ。
【請求項２】
前記Ｘ軸移動板と前記Ｙ軸移動板との接触面には、軸受が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項３】
前記Ｘ軸駆動装置は、
前記Ｙ軸移動板に回転可能に支持されるＸ軸従動プーリと、
前記Ｙ軸移動板に前記Ｘ軸従動プーリとＸ軸方向とに一定の距離を有して回転可能に支持され、前記Ｘ軸従動プーリに駆動力を伝達するＸ軸駆動プーリと、
前記Ｘ軸従動プーリと前記Ｘ軸駆動プーリとの間に連動可能にＸ軸方向に設けられ、前記Ｘ軸移動板に固定されたベルト把持部により選択的に把持されるＸ軸ベルトと、
前記Ｙ軸移動板に回転可能に設けられ、前記Ｘ軸駆動プーリに連結して回転させることにより前記Ｘ軸移動板をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動調節ノブとを設けてなることを特徴とする請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項４】
前記Ｙ軸駆動装置は、
前記固定板のＹ軸方向に互いに一定の距離を有して回転可能に支持される二つのＹ軸従動プーリと、
前記二つのＹ軸従動プーリの間でＹ軸方向に連動可能に装着され、前記固定板に固定されたベルト把持部により選択的に把持されるＹ軸ベルトと、
前記Ｙ軸移動板に回転可能に設けられ、前記Ｙ軸ベルトの一側面に沿って内接または外接させるとともに前記Ｙ軸ベルトを前記ベルト把持部により固定することにより、前記Ｙ軸ベルトの一側面に沿って回転しつつ前記Ｙ軸移動板と同時にＹ軸方向に位置が移動するＹ軸駆動プーリと、
前記Ｙ軸駆動プーリから延在して前記Ｙ軸駆動プーリを回転させるＹ軸移動調節ノブとを設けてなることを特徴とする請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項５】
前記Ｘ軸移動板に固定されたベルト把持部及び前記固定板に固定されたベルト把持部は、
Ｘ軸ベルト及びＹ軸ベルトの一部と接触可能な状態に設けられ、選択的にベルトと接触して前記ベルトの一部と接触して加圧することにより前記ベルトの連動を止めるように固定する加圧手段と、
前記加圧手段に制御信号を印加して前記加圧手段を制御する制御手段とを設けてなることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のＸＹステージ。
【請求項６】
前記加圧手段は、
前記ベルトを貫通させて連動するように通路を形成した固定胴体と、
前記固定胴体に設けられ、前記固定胴体を通過する前記ベルトの一面に選択的に接触可能に形成されたストッパと、
前記固定胴体に設けられ、前記ベルト方向に復元力が作用して前記ストッパを前記ベルト方向に前進させるように加圧する弾性部材とを設けてなることを特徴とする請求項５に記載のＸＹステージ。
【請求項７】
前記弾性部材は、コイルバネであることを特徴とする請求項６に記載のＸＹステージ。
【請求項８】
前記制御手段は、一端が前記ストッパと連結されて前記ストッパを選択的に後退させるワイヤと、前記ワイヤの他の一端に連結されて前記ワイヤの張力を調節するワイヤ張力調節装置とを設けたことを特徴とする請求項５に記載のＸＹステージ。
【請求項９】
前記ワイヤ張力調節装置は、
前記ワイヤを包囲するように前記ワイヤを保護し、前記ワイヤの張力変化を保持させて前記ストッパに伝達するとともに、位置が変化する柔軟性な材質により形成されたワイヤチューブと、
一端部に前記ワイヤが連結され、他端側が支持点を中心にして回転可能に支持されて梃子の動作により前記ワイヤを引っ張って張力を発生させる押し台とを設けてなることを特徴とする請求項８に記載のＸＹステージ。
【請求項１０】
前記Ｘ軸移動板には、移動者が手で把持して前記Ｘ軸移動板及びＹ軸移動板を直接に移動させることが容易になるように一端側に突出したジョイスティックを設けたことを特徴とする請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項１１】
前記ジョイスティックには、
作業者が手で把持して前記Ｘ軸及びＹ軸移動板を直接に高速移動させる際に前記ベルトを固定していた前記ベルト把持部にワイヤの張力を印加することで前記Ｘ軸及びＹ軸のベルトと連動していた前記Ｘ軸移動板、Ｙ軸移動板、及び固定板のベルトの拘束を解除する前記ワイヤを一端側に連結した前記押し台を設けていることを特徴とする請求項１０に記載のＸＹステージ。
【請求項１２】
前記Ｘ軸ベルト及びＸ軸プーリ組み合わせは、タイミングベルト方式であることを特徴とする請求項３に記載のＸＹステージ。
【請求項１３】
前記Ｙ軸ベルト及びＹ軸プーリ組み合わせは、タイミングベルト方式であることを特徴とする請求項４に記載のＸＹステージ。
【請求項１４】
前記ストッパは、前記ベルトにタイミングベルト方式を用い、このベルトと接触する接触面が前記タイミングベルトの屈曲に噛み合う凹凸部形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のＸＹステージ。
【請求項１５】
前記Ｘ軸移動調節ノブは、作業者が前記被写体をＸ軸及びＹ軸方向に精密移動させる際に移動操作を一カ所で容易に行えるように回転軸が前記Ｙ軸移動調節ノブを貫通して回転する二重調節ノブの形状に設けていることを特徴とする請求項３に記載のＸＹステージ。
【請求項１６】
前記Ｙ軸移動調節ノブは、作業者が前記被写体をＸ軸及びＹ軸方向に精密移動させる際に移動操作が一カ所で容易に行えるように回転軸の中心部が前記Ｘ軸移動調節ノブに貫通して回転する二重調節ノブの形状に設けていることを特徴とする請求項４に記載のＸＹステージ。
【請求項１７】
前記被写体固定手段は、ウェーハを真空吸着し、前記ウェーハを水平に回転させるウェーハホルダであることを特徴とする請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項１８】
前記Ｘ軸移動板と前記Ｙ軸移動板との間には、摺動可能に軸受が設けられることを特徴とする請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項１９】
前記Ｙ軸移動板と前記固定板との間には、摺動可能に軸受が設けられることを特徴とする請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項２０】
前記固定板には、前記被写体に伝達される振動を遮断する除振台をさらに設けていることを特徴とする請求項１に記載のＸＹステージ。
【請求項２１】
前記固定板には、前記被写体の水平状態を保持する水平調節装置をさらに設けてなることを特徴とする請求項１に記載のＸＹステージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸＹステージに係り、より詳細には被写体を載置して所定位置に移動させて容易に顕微鏡により検査可能にするＸＹステージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被写体を拡大して観察する顕微鏡は、各分野において広く使用されており、そのうち、半導体工程においてはウェーハ表面に形成された微細なパターンを観察するために種々の顕微鏡が使用されている。特に、半導体工程は、高精度を求める工程であって、一度問題が発生するとウェーハは完全に無駄になる場合が多いため、問題が生じると同時にＳＰＥＣが外れたウェーハや低い収率のウェーハは早急に取り去るべきである。従って、ウェーハは、工程ステップを通過する際、種々のテスト及び評価をしなければならない。
【０００３】
一般に、前述したテストのうちウェーハの汚染物質や加工不良などの検査は、ウェーハの高い収率及び汚染調節のために必須である。このようなウェーハの汚染度や加工不良状態の検査は、肉眼や顕微鏡を通して作業者が確認して、必要な処理を施すようになっている。
一方、製造ラインにおいては、最も一般的に用いられる簡単な検査方法としてウェーハを目で検査するウェーハ肉眼検査方法がある。このウェーハ肉眼検査は、平行白色光または単色の短波長の光が特定の角度で明るく光る性質を用いることにより、埃粒子などの極めて小片の汚染物まで確認できる。この肉眼検査で確認できないウェーハの汚染は、金属顕微鏡や電子顕微鏡を通してさらに正確に確認する。
【０００４】
このような従来の半導体ウェーハ検査は、作業者がカセットに載置したウェーハを手動式真空ピンセットにより真空吸着した後、カセットから取り出してクリーンルームの天井に設けられた蛍光灯の光や一般のスタンド照明に照らして目で確認する方法がある。
また、半導体ウェーハの検査は、顕微鏡に自動移送するＸＹステージを設けて肉眼検査を実行した後、疑わしいウェーハを顕微鏡に自動移送して精密検査する方法がある。図７は、このような従来のＸＹステージを備えた顕微鏡を示す正面図である。
【０００５】
図７に示すように、従来のＸＹステージを備えた顕微鏡は、接眼レンズ４と対物レンズ３とを備え、この下部にウェーハ１を載置するＸＹステージ１０を備えている。また、ＸＹステージ１０の近傍には、ウェーハ１を載置して反射角を調節する角度調節装置を備えたオートローダ５が設けてある。
この従来のＸＹステージを備えた顕微鏡は、ウェーハ１を載置して、このウェーハ１の反射角を角度調節装置により調節し、このオートローダ５で肉眼検査を実行する。その後、不良が疑わしいウェーハ１を発見すると、オートローダ５がウェーハ１を自動移送し、顕微鏡２の下部に設置する。そしてウェーハ１は、接眼レンズ４と対物レンズ３とを用いて肉眼で調査できない情報まで観察可能な顕微鏡２により精密検査する。
【０００６】
この際、ＸＹステージ１０は、顕微鏡２の下部でオートローダ５からウェーハ１を受け取り真空吸着し、顕微鏡２がウェーハ１の表面を全て検査できるようウェーハ１を前後左右、すなわちＸ軸及びＹ軸に動くように設けてある。図８は、図７に示したＸＹステージ１０の内部構造を示す平面図である。また、図９は、図８に示したＸＹステージ１０の組み立て構造を示す分解斜視図である。
【０００７】
図８及び図９に示すように、ＸＹステージ１０は、オートローダ５からウェーハ１を受け取り表面に真空吸着する回転自在に装着されたウェーハホルダ１１と、Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸移動板１２と、Ｘ軸移動板１２の左右側面に軸受２１（図９参照）を挟んで設けられてＸ軸移動板１２をＸ軸方向に移動できるように案内してＸ軸移動板１２と共にＹ軸方向に移動可能に二枚設けたＹ軸移動板１４と、このＹ軸移動板１４及びＸ軸移動板１２をＹ軸方向に案内して保持するとともに顕微鏡２の下部に固定される固定板１６とが設けてある。
【０００８】
また、ＸＹステージ１０には、図９に示したように、ウェーハ１を高速移動する際、作業者がＸ軸移動板１２を把持して前後左右に移動しやすいようにＸ軸移動板１２の一端側にジョイスティック１３が取り付けられている。またＸＹステージ１０には、ウェーハ１の精密移動及び精密移動する際に移動距離を微調整するため、Ｘ軸及びＹ軸方向の移動距離をそれぞれ微調整する二重調節ノブ２４を二枚のＹ軸移動板１４を互いに連結したＹ軸移動板連結棒１５に回転可能に支持して設けてある。
【０００９】
また、二重調節ノブ２４には、Ｘ軸移動調節ノブ２２及びＹ軸移動調節ノブ２３を備えている。このＸ軸移動調節ノブ２２及びＹ軸移動調節ノブ２３は、Ｘ軸ピニオン１８及びＹ軸ピニオン２０にそれぞれ連結されている。またＸ軸ピニオン１８及びＹ軸ピニオン２０は、Ｘ軸ラック１７及びＹ軸ラック１９に噛み合うように装着されている。このＸ軸ラック１７及びＹ軸ラック１９は、Ｘ軸移動板１２と二枚のＹ軸移動板１４とにそれぞれ固定されている。
【００１０】
従って、このような噛合式のＸＹステージ１０によれば、顕微鏡によりウェーハ１を検査する際、二重調節ノブ２４のＸ軸移動調節ノブ２２及びＹ軸移動調節ノブ２３をそれぞれ回転させ、ウェーハ１をＸ軸及びＹ軸方向に微調整して検査できる。また、ＸＹステージ１０は、作業者がジョイスティック１３を把持した状態でＸ軸移動板１２及びＹ軸移動板１４を高速で無理やり移動することができる。
【００１１】
このように、従来のＸＹステージを備えた顕微鏡は、ＸＹステージを設けることによりウェーハ１をＸＹ方向に移動することで顕微鏡２による精密検査を容易に実行していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＸＹステージでは、高速移動時や精密移動する際に常にラックとピニオンとが噛み合って駆動しているため、歯車の摩耗により負荷が加えられてパーティクルが発生し、このパーティクルがウェーハに付着して悪影響を与えるという不具合があった。
また、頻繁な移動により負荷が多くかかるラックの中央部に歯車摩耗が悪化して歯車の間隙により生ずるバックラッシ（ｂａｃｋｌａｓｈ）現象が発生するため、このバックラッシ現象によりウェーハ移動時に振動が発生して歯車部品の寿命を縮めてしまう不具合があった。
また、図８に示した固定板１６が水平を保てない場合にＸ軸移動板１２及びＹ軸移動板１４が傾いた方向に移動してしてしまい観察及び写真撮影ポイントが外れる現象が頻繁に発生する不具合があった。
また、ラックに加えられる振動などの圧力がピニオンの噛み合う部位に加えられるため、ラックの固定部位により生ずる遊びにより噛み合い状態が変化してウェーハの移動を不均一にする問題点があった。
さらに、ウェーハを高速に移動する際にラックとピニオンとの噛み合いを無理やり移動するので自由な移動が困難であり、移動速度に限界があるという不具合があった。
【００１３】
本発明は前述した問題点を解決し、ベルト駆動方式を用いて歯車摩擦を防止してパーティクル及び振動の発生を防止するとともに、振動がなく移動が均一であり、部品の耐久性を向上させるＸＹステージを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、ベルトによる駆動力を選択的に解除可能にし、ウェーハを高速移動する移動速度を自由に設定可能にするとこもに、ウェーハを一層精密に移動可能にし、顕微鏡観察や写真撮影の際にウェーハが移動してしまうことを防止するＸＹステージを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、被写体を移動するとともに被写体の特定位置を観察できるようにＸ軸及びＹ軸に水平移動させるＸＹステージは、上面に被写体を固定する被写体固定手段が設けられてＸ軸方向に移動可能なＸ軸移動板と、Ｘ軸移動板を搭載してＸ軸移動板がＸ軸方向へ移動するように案内するととにＹ軸方向に移動可能なＹ軸移動板と、Ｙ軸移動板を搭載してＹ軸移動板がＹ軸方向に移動するように案内するとともに一端側が顕微鏡の下部に取り付けられる固定板と、Ｘ軸移動板をＸ軸方向に移動させるためにＸ軸方向に設けられたベルトを有するＸ軸駆動装置と、Ｙ軸移動板をＹ軸方向に移動させるためにＹ軸方向に設けられたベルトを有するＹ軸駆動装置とを設け、Ｙ軸移動板はＸ軸移動板の左右側面に接触してＸ軸移動板のＸ軸移動を案内する二枚の接触板からなり、このＹ軸移動板の底面はＸ軸移動板の底面を横切るＹ軸移動板連結棒により互いに接続され、Ｙ軸移動板を接続したＹ軸移動板連結棒が固定板に噛み合ってＹ軸方向へ摺動し、このＹ軸移動板連結棒の上部でＸ軸移動板をＹ軸移動板の間で案内してＸ軸方向に摺動させる。
【００１５】
また、望ましくは、Ｘ軸駆動装置は、Ｙ軸移動板に回転可能に支持されるＸ軸従動プーリと、Ｙ軸移動板にＸ軸従動プーリとＸ軸方向とに一定の距離を有して回転可能に支持されてＸ軸従動プーリに駆動力を伝達するＸ軸駆動プーリと、Ｘ軸従動プーリとＸ軸駆動プーリとの間に連動可能にＸ軸方向に設けられてＸ軸移動板に固定されたベルト把持部により選択的に把持されるＸ軸ベルトと、Ｙ軸移動板に回転可能に設けられてＸ軸駆動プーリに連結して回転させることによりＸ軸移動板をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動調節ノブとを設けることが望ましい。
【００１６】
また、Ｙ軸駆動装置は、固定板のＹ軸方向に互いに一定の距離を有して回転可能に支持される二つのＹ軸従動プーリと、二つのＹ軸従動プーリの間でＹ軸方向に連動可能に装着されて固定板に固定されたベルト把持部により選択的に把持されるＹ軸ベルトと、Ｙ軸移動板に回転可能に設けられてＹ軸ベルトの一側面に沿って内接または外接させるとともにＹ軸ベルトをベルト把持部により固定することによりＹ軸ベルトの一側面に沿って回転しつつＹ軸移動板と同時にＹ軸方向に位置が移動するＹ軸駆動プーリと、Ｙ軸駆動プーリから延在してＹ軸駆動プーリを回転させるＹ軸移動調節ノブとを設けることが望ましい。
【００１７】
また、Ｘ軸移動板に固定されたベルト把持部及び固定板に固定されたベルト把持部は、Ｘ軸ベルト及びＹ軸ベルトの一部と接触可能な状態に設けられて選択的にべルトと接触してベルトの一部と接触して加圧することによりベルトの連動を止めるように固定する加圧手段と、この加圧手段に制御信号を印加して加圧手段を制御する制御手段とを設けることが好ましい。
また、制御手段は、ストッパと連結されてストッパを選択的に後退させるワイヤと、このワイヤの他の一端に連結されてワイヤの張力を調節するワイヤ張力調節装置とを設けることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明によるＸＹステージの実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明によるＸＹステージを備えた顕微鏡の実施の形態を示した正面図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明によるＸＹステージを備えた顕微鏡は、接眼レンズ４と対物レンズ３とを備え、この下部にウェーハ１を載置するＸＹステージ４０を備えている。また、ＸＹステージ４０の近傍には、ウェーハ１を載置して反射角を調節する角度調節装置を備えたオートローダ５が設けてある。
このような本発明によるＸＹステージを備えた顕微鏡は、ウェーハ１を載置して、ウェーハ１の反射角を角度調節装置により調節し、オートローダ５で肉眼検査を実行する。その後、不良が疑わしいウェーハ１を発見すると、オートローダ５がウェーハ１を自動移送し、顕微鏡２の下部に設置する。そしてウェーハ１は、接眼レンズ４と対物レンズ３とを用いて肉眼で調査できない情報まで観察可能な顕微鏡２により精密検査する。
【００２０】
この際、ＸＹステージ４０は、顕微鏡２の下部でウェーハ１をオートローダ５から受け取り真空吸着し、顕微鏡２がウェーハ１の表面を全て検査できるように前後左右、すなわちＸ軸及びＹ軸に移動する。
ここで、ＸＹステージ４０は、作業者がＸＹステージ４０に設けられたジョイスティック４３を把持するとともに、押し台７２を把持して加圧すれば、Ｘ軸及びＹ軸に無負荷状態で自由に移動することが可能になる。また、作業者がジョイスティック４３に設けた押し台７２を元の状態にすると、ＸＹステージの動きが二重調節ノブ５４に拘束されて二重調節ノブ５４の回転でＸＹステージ４０が精密移動する構造に設けてある。図２は、図１に示したＸＹステージ４０の内部構造を示す平面図である。また、図３は、図２に示したＸＹステージ４０の組み立て構造を示す分解斜視図である。
【００２１】
図２及び図３に示すように、本発明によるＸＹステージ４０は、ウェーハ１を移動すると同時にウェーハ１の特定位置を観察できるようにウェーハ１をＸ軸及びＹ軸方向に水平移動させるＸＹステージ４０であって、上面にウェーハ１を設置するウェーハホルダ４１を設け、Ｘ軸方向に移動するＸ軸移動板４２と、このＸ軸移動板４２を搭載してＸ軸方向に移動するように案内するとともにＹ軸方向にも移動することが可能なＹ軸移動板４４と、このＹ軸移動板４４を搭載してＹ軸方向に移動するように案内するとともに一端側を顕微鏡の下部に固定する固定板４６と、Ｘ軸移動板４２をＸ軸方向に移動するＸ軸ベルト６２をＸ軸方向に設けたＸ軸駆動装置と、固定板４６に設けられてＹ軸移動板４４をＹ軸方向に移動するＹ軸ベルト６５をＹ軸方向に設けたＹ軸駆動装置とを設けている。
【００２２】
ここで、Ｙ軸移動板４４は、Ｘ軸移動板４２の左右側面に接触してＸ軸移動板４２のＸ軸移動を案内するために二枚の接触板状に形成され、この二枚の接触板の底面にＸ軸移動板４２の底面を横切るＹ軸移動板連結棒４５を設けて接続することにより形成されている。
この際、Ｘ軸移動板４２とＹ軸移動板４４との接触面には、図３に示すように平板型軸受５１が設けられ摩擦による負荷を減らせるように設けてある。また、固定板４６は、Ｙ軸移動板４４の底面を連結するＹ軸移動板連結棒４５と噛み合ってＹ軸移動板４４のＹ軸方向への摺動を案内する役割を果たしている。ここで好ましくは、固定板４６とＹ軸移動板４４との間に、摩擦を減らすための軸受（図示せず）を設けることが望ましい。
【００２３】
また、Ｘ軸駆動装置は、Ｙ軸移動板連結棒４５に回転可能に支持されるＸ軸従動プーリ６０と、Ｙ軸移動板連結棒４５にＸ軸従動プーリ６０からＸ軸方向に一定の間隔を備えて離れた位置に回転可能に支持されてＸ軸従動プーリ６０に駆動力を伝達するＸ軸駆動プーリ６１と、このＸ軸従動プーリ６０とＸ軸駆動プーリ６１との間を接続してＸ軸方向に設けられてＸ軸移動板４２に固定したベルト把持部７０により選択的に把持されるＸ軸ベルト６２と、Ｙ軸移動板連結棒４５に回転可能に装着されてＸ軸駆動プーリ６１と連結することでＸ軸駆動プーリ６１を回転させてＸ軸移動板４２をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動調節ノブ５３とを備えている。
従って、Ｘ軸移動板４２は、Ｘ軸移動調節ノブ５３を回転してＸ軸駆動プーリ６１を回転することで、Ｘ軸ベルト６２がＸ軸従動プーリ６０とＸ軸駆動プーリ６１との間で連動し、このＸ軸ベルト６２を把持したベルト把持部７０によりＸ軸方向に移動する。ここで、もし、ベルト把持部７０がＸ軸ベルト６２を把持していない場合は、作業者がＸ軸移動調節ノブ５３を回転させてもＸ軸移動板４２は移動しない。
【００２４】
また、Ｙ軸駆動装置は、固定板４６にＹ軸方向に互いに一定の距離を備えた位置に回転可能に支持される二つのＹ軸従動プーリ６３と、この二つのＹ軸従動プーリ６３の間を連結するようにＹ軸方向に設けて固定板４６に固定されたベルト把持部７３により選択的に把持されるＹ軸ベルト６５と、Ｙ軸移動板連結棒４５に回転可能に装着されてＹ軸ベルト６５の内側に内接してベルト把持部７３をＹ軸ベルト６５に固定することでＹ軸ベルト６５の内側面に沿って回転してＹ軸移動板４４と同時にＹ軸方向に移動するＹ軸駆動プーリ６４と、このＹ軸駆動プーリ６４に連結されてＹ軸駆動プーリ６４を回転させるＹ軸移動調節ノブ５２とを備えている。
従って、Ｙ軸移動板４４は、Ｙ軸移動調節ノブ５２を回転してＹ軸ベルト６５に内接するＹ軸駆動プーリ６４を回転することでＸ方向に移動する。この際、Ｙ軸ベルト６５は、前述したＸ軸ベルト６２とは異なり、ベルト把持部７３により把持されて固定された構造のため、前述したＹ軸駆動プーリ６４がＹ軸ベルト６５の内側で内接運動をすることで、Ｙ軸駆動プーリ６４を固定したＹ軸移動板連結棒４５によりＹ軸移動板４４が共にＹ軸方向に移動する。
ここで、もしベルト把持部７３がＹ軸ベルト６５を把持していない場合は、作業者がＹ軸移動調節ノブ５２を回転させても、Ｙ軸移動板４４は移動しない。このように固定板４６は、ベルト把持部７３を固定してＹ軸ベルト６５を選択的に把持することでＹ軸方向の連動状態を切換えていた。図４は、図３に示したベルト把持部７３側面の断面を示す縦断面図である。
【００２５】
図４に示すように、固定板４６に固定されたベルト把持部７３は、Ｙ軸ベルト６５の一部と接触可能な状態に設けられ、選択的にＹ軸ベルト６５と接触してＹ軸ベルト６５の一部に加圧するように設けてある。また、ベルト把持部７３は、Ｙ軸ベルト６５の一部を加圧して連動を止めるように固定する加圧手段と、この加圧手段に制御信号を印加して制御する制御手段とを備えている。
【００２６】
この加圧手段は、Ｙ軸ベルト６５が側面から貫通して内部で連動する通路を形成した固定胴体８１と、この固定胴体８１の内部で通過するＹ軸ベルト６５の一部と選択的に直交して接触可能に形成されたストッパ８２と、固定胴体８１の内部でＹ軸ベルト６５と直交する方向に弾性力が作用してストッパ８２を前進させてＹ軸ベルト６５を加圧するコイルバネ８３とを備えている。
ここで、ストッパ８２には、ストッパ８２の位置を移動させうる紐状のワイヤ８０が接続されている。また、Ｘ軸ベルト６２を把持するベルト把持部７０の構造もこのように形成する。ここで、ワイヤ８０は、Ｘ軸移動板４２内で延在してジョイスティック４３に接続している（図３参照）。図５は、図３に示したジョイスティック４３の側面の断面を示す縦断面図である。
【００２７】
図５に示すように、ジョイスティック４３は、前述した加圧手段を制御する制御手段であり、一端側がストッパ８２と連結されてストッパ８２を選択的に後退させるワイヤ８０と、このワイヤ８０の他の一端に連結されてワイヤ８０の張力を調節するワイヤ張力調節装置とを備える。
ここで、ワイヤ張力調節装置は、ワイヤ８０を包んで保護するとともにワイヤ８０の張力変化がストッパ８２に伝達するように自由に柔軟性を備えた材質からなるワイヤチューブ７１と、一端部にワイヤ８０を連結するとともに支持点７４を中心にして回転可能に支持されて支持点７４を中心とした他の一端部の動作によりワイヤ８０を引っ張って張力を発生させる押し台７２とを備えている。
【００２８】
従って、通常時（ワイヤの緩和状態）のベルト把持部７０、７３は、それぞれのコイルバネ８３の加圧によりＸ軸ベルト６２及びＹ軸ベルト６５を把持する構造を備えている。一方、加圧時（ワイヤの緊張状態）のベルト把持部７０、７３は、それぞれのワイヤ８０の引っ張り作用によりストッパ８２がＸ軸ベルト６２及びＹ軸ベルト６５の把持状態を解除する構成のため、作業者が押し台７２を操作してワイヤの張力を調節することにより把持状態を選択的に制御できる。
【００２９】
ここで、Ｘ軸ベルト６２及びＹ軸ベルト６５を選択的に拘束する手段としてのベルト把持部７０、７３の加圧手段及び制御手段は、好ましくは、これらを各種の機械式または電子制御式のベルト把持部に置き換えることが望ましい。
【００３０】
再び、図３を参照して、Ｘ軸移動板４２には、作業者が手で把持してＸ軸移動板４２及びＹ軸移動板４４を直接移動することを容易にするため、突出したジョイスティック４３を形成している。このジョイスティック４３は、Ｘ軸移動板４２及びＹ軸移動板４４を直接に高速移動する際、作業者が手で押し台７２を把持してＸ軸及びＹ軸ベルト６２、６５の連動を解除することで容易に移動することができる。この際、押し台７２は、ベルトを固定したベルト把持部７０、７３のワイヤ８０（図５参照）に張力を印加してＸ軸及びＹ軸ベルト６２、６５の連動を解除することでＸ軸移動板４２、Ｙ軸移動板４４及び固定板４６のベルトの拘束が解除される。
【００３１】
ここで、Ｘ軸ベルト６２、Ｙ軸ベルト６５及び各プーリの組み合わせは、正確なベルト動作の制御のためにタイミングベルト方式を使用することが好ましい。従って、ストッパ８２は、図４に示したように、Ｘ軸ベルト６２及びＹ軸ベルト６５に衝撃を加えることなく正確に把持するように、ベルトの一部と接触する一部の接触面にタイミングベルトの屈曲に噛み合う凹凸部６６を形成している。このように形成されたベルトの回転は、二重調節ノブ５４を回転することにより精密調整することができる。図６は、図３に示した二重調節ノブ５４側面の断面を示す縦断面図である。
【００３２】
図６に示すように、二重調節ノブ５４は、作業者がウェーハ１をＸ軸及びＹ軸方向に精密移動させる際、移動操作を容易にするためにＸ軸移動調節ノブ５３がＹ軸移動調節ノブ５２を貫通した形状に形成されている。
また、二重調節ノブ５４のＸ軸移動調節ノブ５３及びＹ軸移動調節ノブ５２は、それぞれＸ軸駆動プーリ６１とＹ軸駆動プーリ６４とに一体に形成されている。また、二重調節ノブ５４は、Ｙ軸移動板連結棒４５に回転可能に軸受８４で支持されている。
【００３３】
ここで、二重調節ノブ５４の表面には、粗い表面処理、すなわちＸ字形の溝、一連の溝などを形成することで滑り止め部を形成することが望ましい。
【００３４】
また、図３に示したウェーハホルダ４１は、ウェーハ１を真空吸着するとともに、回転装置を設けてウエーハ１を回転させる構造を備え、作業者がウェーハ１を水平移動させると同時に水平に吸着して回転するように形成することが望ましい。
また、固定板４６には、設備からウェーハ１に伝達される振動を遮断する除振台（図示せず）を設けるとともに、ウェーハ１の水平状態を保たせる水平調節装置（図示せず）を設けている。
【００３５】
このように形成された本発明によるＸＹステージ４０を使用する場合、まず、ウェーハを整列させたりウェーハ表面の特定場所を捜してその場所に高速で移動させる場合、作業者は、図３に示したジョイスティック４３を把持する。これと同時に、ジョイスティック４３に設けた押し台７２を把持して加圧することで、この押し台７２が二つのベルト把持部７０、７３と接続した二本のワイヤ８０を同時に引っ張って緊張させる。この緊張したワイヤ８０による張力は、コイルバネ８３の弾性力を抑制することでベルト把持部７０、７３により把持されて連動していたＸ軸ベルト６２及びＹ軸ベルト６５の把持状態が解除される。
Ｘ軸ベルト６２及びＹ軸ベルト６５の把持状態が解除されると、Ｘ軸移動板４２及びＹ軸移動板４４を連動させる二重調節ノブ５４の駆動力伝達経路が解除される。これにより、Ｘ軸移動板４２及びＹ軸移動板４４は、二重調節ノブ５４とは別に無負荷で高速移動が可能になる。従って、従来のＸＹステージにより高速移動する場合、把持状態によって発生するパーティクルや機械的な摩耗現象が防止される。
【００３６】
また、ウェーハ表面の特定チップを捜して顕微鏡の接眼レンズの下に設置させた場合、ウェーハを微調整して動かしながら写真撮影したり微細に観察する必要があるため、ウェーハの精密移動のために作業者は把持した押し台７２を元の状態に復帰させる。これにより、図４に示したワイヤ８０が緩和され、コイルバネ８３の弾性力がベルト把持部７３のストッパ８２を再び押して移動させることでＸ軸ベルト６２及びＹ軸ベルト６５がストッパ８２に把持される。
また、ベルトがストッパ８２に把持されると、図３に示したＸ軸移動板４２及びＹ軸移動板４４を移動させる二重調節ノブ５４の駆動力伝達経路が再び連結するとともに、Ｘ軸移動板４２及びＹ軸移動板４４を二重調節ノブ５４により調整可能になる。
【００３７】
すなわち、作業者は、Ｘ軸駆動プーリ６１とＹ軸駆動プーリ６４とに一体に形成されたＸ軸移動調節ノブ５３及びＹ軸移動調節ノブ５２を調節することで、Ｘ軸移動板４２及びＹ軸移動板４４を、調節ノブの回転角度のように精密に微調整することができる。従って、前述したような二重調節ノブ５４は、精密移動時のみ回転するため、部品の寿命を延ばし、従来技術のようにバックラッシが発生しないので、ウェーハの顕微鏡観察や写真撮影時にウェーハが流れて位置が変わる流動現象を防止できる。
また、本発明によるＸＹステージは、Ｘ軸及びＹ軸駆動プーリの直径を変更して形成することにより、調節ノブの精度を容易に得ることができ、Ｘ軸及びＹ軸ベルトによりウェーハの精密移動時に負荷を調節できるため、最適の装置を提供することができる。
【００３８】
以上、本発明によってなされたＸＹステージの実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、Ｘ軸ベルト６２及びＹ軸ベルト６５をタイミングベルト方式により形成した実施の形態を説明したが、これに限定されるものではない。
また、ベルト把持部７０、７３を機械式または電気制御式に設けた実施の形態を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、手動式でもよい。
また、二重調節ノブ５４の表面に粗い表面処理を施し滑り止めとした実施の形態を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ゴムなどの材質を二重調節ノブ５４の表面に装着することにより滑り止めとしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
このように本発明によるＸＹステージによれば、ベルト駆動方式を用いて歯車摩擦がないのでパーティクル及び振動の発生を防止することができる。
また、本発明のＸＹステージによれば、ベルト駆動方式を用いることで移動が均一であり部品の耐久性を向上させてベルト駆動を選択的に解除できるので、ウェーハ高速移動時には移動速度が自由になる。
さらに、本発明のＸＹステージによれば、除振台及び水平調節装置を設けて振動を防止して水平に維持しているため、精密移動時にさらに安定したウェーハの精密移動が可能であり、ウェーハの顕微鏡観察や写真撮影時にウェーハが移動してしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＸＹステージを備えた顕微鏡の実施の形態を示した正面図。
【図２】図１に示したＸＹステージ４０の内部構造を示す平面図。
【図３】図２に示したＸＹステージ４０の組み立て構造を示す分解斜視図。
【図４】図３に示したベルト把持部７３側面の断面を示す縦断面図。
【図５】図３に示したジョイスティック４３の側面の断面を示す縦断面図。
【図６】図３に示した二重調節ノブ５４側面の断面を示す縦断面図。
【図７】従来のＸＹステージを備えた顕微鏡を示す正面図。
【図８】図７に示したＸＹステージ１０の内部構造を示す平面図。
【図９】図８に示したＸＹステージ１０の組み立て構造を示す分解斜視図。
【符号の説明】
１  ウェーハ
２  顕微鏡
３  対物レンズ
４  接眼レンズ
５  オートローダ
４０  ＸＹステージ
４１  ウェーハホルダ
４２  Ｘ軸移動板
４３  ジョイスティック
４４  Ｙ軸移動板
４５  Ｙ軸移動板連結棒
４６  固定板
５１  軸受
５２  Ｙ軸移動調節ノブ
５３  Ｘ軸移動調節ノブ
５４  二重調節ノブ
６０  Ｘ軸従動プーリ
６１  Ｘ軸駆動プーリ
６２  Ｘ軸ベルト
６３  Ｙ軸従動プーリ
６４  Ｙ軸駆動プーリ
６５  Ｙ軸ベルト
７０、７３  ベルト把持部
７１  ワイヤチューブ
７２  押し台
７４  支持点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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