(57)【要約】【課題】定盤上における可動ステージの移動に伴い定盤上面が受ける荷重に変化が生じ、あるいは定盤が載置される架台や床面などに変形が生じても、可動ステージの位置決め精度を維持することが可能な、定盤の支持装置を提供する。【解決手段】定盤２を、位置が固定された支持点によって定盤２の下面を支持する１つ以上の定位置支持部２０ａ〜２０ｃと、定位置支持部２０ａ〜２０ｃの支持によって定盤２がたわむ箇所を支持する定荷重支持部４０ａ〜４０ｄと、で支持し、定荷重支持部４０ａ〜４０ｄは、伸縮によって支持荷重の変動を低減する。【選択図】図６
2007235070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置が固定された支持点によって定盤の下面を支持する、１つ以上の第１の種類の支持部と、
該定位置支持部の支持によって前記定盤がたわむ箇所を支持する第２の種類の支持部とを備え、
該第２の種類の支持部は、伸縮して前記定盤の下面を支持する支持荷重の変動を低減する定荷重支持部であることを特徴とする定盤の支持装置。
【請求項２】
前記定荷重支持部の支持荷重の変動が所定の範囲内に制限されていることを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
【請求項３】
前記定荷重支持部は、前記定盤がたわむ箇所を一定荷重で支持することを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
【請求項４】
前記定荷重支持部は、２つの隅部と他の１箇所において３点支持される矩形の前記定盤の、残りの隅部を支持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の支持装置。
【請求項５】
前記３つの支持点すべてを、前記第１の種類の支持部により支持することを特徴とする請求項４に記載の支持装置。
【請求項６】
前記３つの支持点の少なくとも１つを前記第１の種類の支持部により支持し、残りの支持点を前記定荷重支持部により支持することを特徴とする請求項４に記載の支持装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の支持装置と、該支持装置に支持される定盤と、該定盤上で移動及び位置決めされる可動ステージとを有するステージ装置であって、
前記可動ステージの実際の位置を測定して前記可動ステージの位置精度を測定するステージ精度測定部と、
前記定荷重支持部の支持荷重を変えて測定した前記可動ステージの位置精度の測定結果から、前記位置精度の最も良い支持荷重を決定する支持荷重決定部と、
前記定荷重支持部の支持荷重を、決定された前記支持荷重に調節する支持荷重調節部と、
を備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のステージ装置を備え、前記可動ステージに試料を保持することを特徴とするデバイス検査装置。
【請求項９】
請求項７に記載のステージ装置を備え、前記可動ステージに試料を保持することを特徴とするデバイス製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や検査装置、製造装置などに使用される定盤の支持装置、およびこれを使用するステージ装置、デバイス検査装置及びデバイス製造装置に関する。特に半導体製造工程において使用されるプローバ装置などの半導体デバイス検査装置や、露光装置などの半導体デバイス製造装置において使用される定盤の支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造工程において半導体デバイスを製造する製造装置、および製造された半導体デバイスを検査する検査装置では、試料であるウエハの位置決めを行うステージ装置を備えている。ステージ装置は一般に、試料を保持するための真空チャックや静電チャックを備える可動ステージと、この可動ステージを載置する高精度の定盤を備えて構成される。従来のステージ装置を備えたプローバ装置の概略構成を図１及び図２に示す。
【０００３】
図１は従来のプローバ装置の概略構成の立面図を示し、図２はその定盤２の平面図を示している。
プローバ装置は、試料（ウエハ）に形成された多数の半導体デバイスの電極パッドに触針を接触させ、ＩＣテスタからの試験信号を印加して半導体デバイスからの出力信号を検出し、当該半導体デバイスの良否判定を行う装置である。
このためプローバ装置は、ウエハを保持したままＸ方向及びＹ方向に移動し、ウエハ上に形成された多数の半導体デバイスの各々を触針の直下に位置決めする可動ステージ３を有し、可動ステージ３の上面に設けられたチャック装置４によって試料を保持する。
【０００４】
可動ステージ３の上方には、半導体デバイスの上面に形成された電極パッドに対応した多数の触針９１を備えたプローブカード９０が固定され、各触針９１がＩＣテスタの試験信号出力端子及び検出信号入力端子に接続されている。これら触針９１を、半導体デバイスの所定の電極パッドに接触させることにより、この触針９１を介してＩＣテスタにより試験測定を行うことが可能となる。
【０００５】
可動ステージ３の位置を高い精度で制御するために、可動ステージ３が搭載される定盤２は、硬度が高い石材、セラミック材または鋳鉄が材料として用いられ、かつそのステージ支持面は高い平面度を達成するように加工され、その精度が管理されている。
可動ステージ３は、図１において手前側となる領域Ａａにおいてチャック装置４に保持されたウエハを観察してその位置合わせ（アライメント）を行い、奥側となる領域Ａｐにおいてプローブカード９０の触針との接続を行う。このため領域Ａａはアライメントエリア、また領域Ａｐはプロービングエリアと呼ばれることがある。
【０００６】
定盤２は、架台１０の上に支持部２０ａ〜２０ｃを介して支持されるが、このとき、床面Ｓの変形などの外乱が発生した場合にも定盤２の平面度を維持するために、支持部２０ａ〜２０ｃは定盤２を３点支持する。図１及び図２に示したステージ装置の構成例では、図１において奥側となる２つの隅部Ｃｂ及びＣｃ付近で支持部２０ｂ、２０ｃが支持し、図１において手前側の前端Ｅの中央付近で支持部２０ａが支持している。また、架台１０は、床面Ｓの平坦度に従って架台１０を略水平に支持するためのレベリング機構１１を備えている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１９５５７８号公報
【特許文献２】特開２０００−６８１８９号公報
【特許文献３】特開２００３−２２９３５０号公報
【特許文献４】特開２００４−３３５５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年の半導体製造分野では、原価低減の必要性から、より寸法の大きな試料が用いられるようになっており試料寸法の増大が装置の大型化を招いている。上述のステージ装置においては、大型化した可動ステージ３の移動に伴う定盤２への荷重変化による変形のため、定盤の平面度を保つことが困難となっている。図１に示した定盤２のアライメントエリア領域Ａａ内に、可動ステージ３が位置した際に起こりうる定盤２の変形の様子を図３に示す。
【０００９】
支持部２０ａは、定盤２の手前側では定盤２の手前側の前端Ｅの中央Ａ付近で、定盤２の下面を支持している。したがって可動ステージ３が中央に位置している場合には、可動ステージ３は支持部２０ａに近いために定盤２にたわみは生じない。しかし図３に示すように可動ステージ３が前端Ｅの端部である位置ＢやＣに位置している場合には、可動ステージ３は支持部２０ａ〜２０ｃのいずれからも遠くなるため定盤２にたわみが生じ、その結果としてステージの位置決め精度が悪化する。
【００１０】
図４に、実際のプローバ装置に使用される定盤を用いて、たわみによるステージ精度の変化を実験により求めた結果を示す。図４は、アライメントエリアＡａに位置する可動ステージ３を移動させて、ウエハ上に設けられた複数のアライメントマークを顕微鏡で観察し、ウエハの予定した移動位置と実際の移動位置のずれを測定した測定結果である。
ここに、図４に示される格子の交差点は、一定間隔毎に設けられたウエハ上の既知の各測定点の位置を示し、各プロット点はこれら測定点を顕微鏡の直下に移動させるために要した実際の各制御量を、相当する移動量に直して示したものである。
【００１１】
図４に示す実験結果において、図示のウエハ上の左上の交差点の位置Ｐ１（１２４，１２４）から右上の交差点の位置Ｐ２（１３１，１２４）との間まで移動させるための移動量と、左下の交差点の位置Ｐ３（１２４，１３３）から右下の交差点の位置Ｐ４（１３１，１３３）まで移動させるための移動量の差を求めると、ステージ誤差がない場合にはこれらの距離は本来同一であるところ、本実験の定盤では誤差ｄ１が生じている。
【００１２】
支持部２０ａ〜２０ｃにより３点支持される定盤２において、支持部２０ａ〜２０ｃで支持されない箇所に生じる上述のようなたわみを低減する方法として、このようなたわみの発生箇所をさらに支持する支持手段を追加する手法が考えられる。
しかしこのような追加の支持手段を設けると定盤２を３点以上で支持することになるため、定盤２を支持する架台１０の変形や、この架台１０が置かれる床面Ｓの変形を受けて定盤２の精度が更に悪くなる。
【００１３】
図５は、図２に示す定盤の隅部Ｂ及びＣを押しネジにより支持するとともに、架台１０のレベリング機構１１の一つを変化させて架台１０を変形させた状態で、図４を参照して説明した上記実験と同様の実験を行った場合の実験結果を示す。
図５に示す実験結果において、図示の位置Ｐ１からＰ２までの移動量と、位置Ｐ３からＰ４までの移動量との差を求めると、上記ｄ１よりも遙かに大きな誤差ｄ２が生じた。
【００１４】
上記問題点に鑑み、本発明は、定盤上における可動ステージの移動に伴い定盤上面が受ける荷重に変化が生じ、あるいは定盤が載置される架台や床面などに変形が生じても、可動ステージの位置決め精度を維持することが可能な、定盤の支持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の第１形態による定盤の支持装置は、定盤の下面を支持する１つ以上の第１の種類の支持部と、この定位置支持部の支持によって定盤がたわむ箇所を支持する第２の種類の支持部と、を備えて構成される。
ここに第１の種類の支持部は、位置が固定された支持点によって被支持物を支持する支持手段であって、被支持物と接した支持点が、被支持物から受ける荷重と同量の反対応力を被支持物に加えることによって、自らの位置を変えることなく被支持物を支持する。この意味において、第１の種類の支持部を、以下本明細書において「定位置支持部」と記す。このような定位置支持部の例として、従来から使用されていた球面軸受け構造を有する支持部材がある。このような位置が固定された支持点による支持を、以下の説明において「定位置による支持」と記す。
【００１６】
本発明による定盤の支持装置では、定位置支持部の支持によって定盤がたわむ箇所を支持する追加の支持手段を設けることにより、定盤自身の自重やその上を移動する可動ステージによる荷重変化に伴う定盤のたわみを防止する。
しかし、例えば定盤を従来と同様に定位置支持部で３点支持し、これらの支持点に加えて定盤下面のさらに他の箇所において、上記「定位置による支持」を行うと、定盤を３点以上の固定点で支持することになる。そして定盤を３点以上の固定点で支持した状態で支持装置自体を載置する面が変形すると、これら定位置支持部のうちいずれかが過大な支持荷重で定盤下面を押圧することになり定盤の平面度に悪影響を及ぼす。この現象は、支持装置自体を載置する架台上面を変形させた場合の図５に示す実験結果にも現れている。
【００１７】
そこで、本発明による支持装置では、定位置支持部の支持によって定盤がたわむ箇所を支持する追加の支持手段として、支持荷重を加える方向に沿った支持手段の長さが伸縮することにより支持荷重の変動を低減して、例えば支持装置自体を載置する面が変形しても、これに伴う支持荷重の変動が少ない第２の種類の支持部を用いる。このような第２の種類の支持部として、例えばエアシリンダ、空気バネや皿バネなどを利用することが可能である。
このような第２の種類の支持部は、定位置支持部のような支持点の位置が固定された支持手段と比べて、例えば支持装置自体を載置する面の変形に伴う支持荷重の変動量が非常に少なく、この意味において第２の種類の支持部を、以下本明細書において「定荷重支持部」と記す。
例えばエアシリンダや空気バネを用いた定荷重支持部は、支持装置自体を載置する面の変形等の外的要因にかかわらず、一定荷重で定盤を支えることが可能である。
また、皿バネを定荷重支持部に使用することによって、追加の支持手段として支持点の位置が固定された支持手段を用いた場合に発生していた過大な支持荷重を低減して、所望の一定範囲に支持荷重の変動を抑えて定盤の劣化を防止することが可能である。
このような定荷重支持部を追加の支持手段に使用することによって、定盤の支持装置を載置する架台や床面に変形が生じても追加の支持箇所を支持する荷重に変化を生じないため、これら架台や床面の変形が及ぼす定盤の平面度への悪影響が防止される。
【００１８】
また、本発明の第２形態によるステージ装置は、上記の支持装置と、この支持装置に支持される定盤と、この定盤上で移動及び位置決めされる可動ステージとを有して構成され、さらに、可動ステージの実際の位置を測定して可動ステージの位置精度を測定するステージ精度測定部と、定荷重支持部の支持荷重を変えて測定した可動ステージの位置精度の測定結果から位置精度の最も良い支持荷重を決定する支持荷重決定部と、定荷重支持部の支持荷重を、決定された支持荷重に調節する支持荷重調節部と、を備える。
可動ステージの移動による荷重変化に伴う定盤のたわみの大きさは、主に定盤上に搭載される可動ステージの重さによって変わるので、ステージ精度を測定しながら定荷重支持部の支持荷重を決定する支持荷重決定部を設けることにより、実際に搭載する可動ステージの重量に応じた支持荷重で定盤のたわみ箇所を支持することが可能となり、定盤の平面度をより一層向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によって、定盤上における可動ステージの移動に伴い定盤上面が受ける荷重に変化が生じ、あるいは定盤が載置される架台や床面などに変形が生じても、可動ステージの位置決め精度を維持することが可能な、定盤の支持装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図６の（Ａ）は、本発明によるプローバ装置の第１実施例のステージ装置部分の概略構成を示す平面図であり、図６の（Ｂ）は、図６の（Ａ）のステージ装置部分の概略構成を示す立面図である。図６の（Ａ）及び図６の（Ｂ）において、本プローバ装置に関するステージ装置部分以外の他の構成要素は、図１及び図２を参照して説明した従来のプローバ装置と同様であり、簡単のため説明を省略する。
なお以下の説明では、半導体デバイスの電気的試験を行いその良否判定を行うプローバ装置を例として説明するが本発明はこれに限定されるものではなく、本発明による架台の支持装置及びこれを備えるステージ装置は、他の種類の半導体デバイス検査装置にも適用可能であり、さらには半導体デバイス製造装置にも適用することが可能である。
【００２１】
定盤２を架台１０上に支持する支持装置１は、図６の（Ｂ）における定盤２の手前側の前端の中央付近に設けられた定位置支持部２０と、定盤２の奥側の両隅部Ｃｂ及びＣｃにそれぞれ設けられた定位置支持部３０ａ及び３０ｂを備え、これら３つの定位置支持部により定盤２を３点支持して定盤２の平面度を保っている。なお図６の（Ｂ）の立面図において、定位置支持部３０ａ及び３０ｂは、手前に位置する支持部４０ａ及び４０ｂによって隠れるため記載を省略する。
【００２２】
図７の（Ａ）は、定位置支持部２０の構成例を示す図である。定位置支持部２０は定盤２の下面にボルト２１等の固定部材で結合されるボール２２を、定盤２を支持する足部２４の上面に設けた受け座２３で受ける球面軸受け機構を備えており、ボール２２を中心とする３軸方向に回転可能な自由度を定盤２に与え、位置が固定されたボール２２を支持点とする「定位置による支持」を行う定位置支持手段である。
【００２３】
図７の（Ｂ）は、定位置支持部３０ａ及び３０ｂの構成例を示す図である。定位置支持部３０ａ及び３０ｂは、定盤２を定位置支持部３０ａ及び３０ｂ上に固定せずに載せるための支持プレート３１と、支持プレート３１にボルト３２等の固定部材で固定されるボール３３を、定盤２を支持する足部３５の上面に設けた受け座３４で受ける球面軸受け機構と、を備える。支持プレート３１上に載置された定盤２は、Ｘ及びＹ方向に滑ることが可能であるため、定位置支持部３０ａ及び３０ｂは、定盤２をＸ及びＹ方向の自由度を有しながら支持する。さらに、支持プレート３１はボール３３を中心とする３軸方向に自由に回転することができるため、定位置支持部３０ａ及び３０ｂに支持される定盤２は、ボール３３を中心とする３軸方向に回転する自由度を有する。
このような定位置支持部３０ａ及び３０ｂもまた、上述の「定位置による支持」を行う定位置支持手段であり、位置が固定されたボール３３を支持点とし、あるいは位置がほぼ固定されている支持プレート３１を支持点として、定盤２の下面を定位置により支持する。
【００２４】
図６の（Ａ）及び図６の（Ｂ）に戻り、支持装置１は、定位置支持部２０、３０ａ及び３０ｂにより支持される定盤２が、その自重により又は搭載した可動ステージ３の重量によってたわむ箇所を、一定荷重で支持する定荷重支持部４０ａ及び４０ｂを備える。
このような定荷重支持部４０ａ及び４０ｂは、一定荷重で定盤２の下面を押圧するように押圧荷重が調整されたエアシリンダや空気バネによって実現することとしてよい。
また、押圧荷重の変動が少ない皿バネを使用して実現することにより定盤２を支持する支持荷重の変動量を低減し、床面や架台１０について許容される変形量に対して所定の範囲内（例えば、基準となる支持荷重のプラスマイナス２０％程度）となるように制限することとしてもよい。
【００２５】
定荷重支持部４０ａ及び４０ｂは、定位置支持部２０、３０ａ及び３０ｂにより支持される定盤２がたわみを生じる箇所を支持するように配置されることが望ましい。特に、図６の（Ａ）及び図６の（Ｂ）に例示するような矩形の定盤２では、定位置支持部２０、３０ａ及び３０ｂによって３点支持を行うと、手前側の隅部のように支持点を持たない自由端が生じる。このため３つの支持点２０、３０ａ及び３０ｂを頂点とする三角形９２の外側においてたわみを生じやすい。
したがって定荷重支持部４０ａ及び４０ｂは、このような三角形９２の外側の領域において、定盤２の下面を支持するように配置することが好適である。
図６の（Ａ）及び図６の（Ｂ）に示す例では、矩形の定盤２の手前側の前端の中央付近、及び奥側の両隅部Ｃｂ及びＣｃにおいて３点支持する定位置支持部２０、３０ａ及び３０ｂに対して、残りの２つの隅部において定盤２を支持するように定荷重支持部４０ａ及び４０ｂを配置する。
【００２６】
以下、図８の（Ａ）及び図８の（Ｂ）を参照して、定荷重支持部４０ａ及び４０ｂの支持荷重の決定方法の一例を示す。図８の（Ａ）は定荷重支持部４０ａ及び４０ｂによる支持荷重を変化させた際に、定盤２上に搭載された可動ステージ３に生じるステージ精度の変化を測定する方法を説明する図であり、図８の（Ｂ）は支持荷重の変化に伴うステージ精度の変化を示すグラフである。
ステージ精度の測定原理は、測定マークが付されたウエハを可動ステージ３上に載せて移動させ、所定の制御量に対応する予定された移動量と、測定マークの位置を顕微鏡で観察することによって測定される可動ステージ３の実際の移動量と、を比較してその差を誤差とする。
【００２７】
実際の測定は、図８の（Ａ）に示すウエハＷ上の既知の４点Ｐ１〜Ｐ４の各々を顕微鏡直下に位置付けるように可動ステージ３を制御し、このときＸ方向にＸ１だけ離れた点Ｐ１及びＰ２間の実際の移動に要した制御量Ｄ１と、これらＰ１及びＰ２からそれぞれＹ方向にＹ１だけ離れた点Ｐ３及びＰ４間（Ｐ３及びＰ４間の間隔もまたＸ１である）の移動に要した制御量Ｄ２と、を比較してその差（Ｄ２−Ｄ１）を誤差として算出することによってステージ精度を測定する。この測定方法によれば、可動ステージ３のＹ座標が変わった場合におけるＸ方向の移動量の不変性（「直角度」と呼ばれることがある）を測定することができる。
【００２８】
可動ステージ３を定盤２のアライメントエリアＡａに位置付け、定荷重支持部４０ａ及び４０ｂの支持荷重で変えながら、直角度（Ｄ２−Ｄ１）を測定した結果を図８の（Ｂ）に示す。なお、本実験では定荷重支持部４０ａ及び４０ｂとしてエアシリンダを使用し、また図８の（Ｂ）では制御量の差（Ｄ２−Ｄ１）を、対応する距離の差に直して示している。
図示するように、ステージ精度は、エアシリンダ定荷重支持部４０ａ及び４０ｂの支持荷重によって変動する。本実験で使用した可動ステージの場合には、エアシリンダの押圧荷重をグラフに示すＦ０とした場合に、Ｄ２−Ｄ１が０となり最良の直角度となる。本決定方法では、定荷重支持部４０ａ及び４０ｂの支持荷重を、上記測定で最良の直角度を実現するＦ０に決定する。
【００２９】
次に、架台１０のレベリング機構１１（図１参照）の一つの高さを変化させて架台１０を変形させた前後で直角度（Ｄ２−Ｄ１）を測定し、架台１０や床面Ｓの変形がステージ精度に与える影響を検証する。
図９の（Ａ）及び図９の（Ｂ）はそれぞれ、アライメントエリアＡａにて測定したＸ方向及びＹ方向に関するステージ精度を示し、図１０の（Ａ）及び図１０の（Ｂ）はそれぞれ、プロービングエリアＡｐにて測定したＸ方向及びＹ方向に関するステージ精度を示す。なお、図９の（Ａ）及び図１０の（Ａ）、並びに図９の（Ｂ）及び図１０の（Ｂ）に示す縦軸方向の値は、それぞれＸ方向並びにＹ方向に関して、図８の（Ａ）に示した方法と同様にして測定したそれぞれの直角度の値を示す。
【００３０】
また、グラフ中の実線は、定荷重支持部４０ａ及び４０ｂとして配置した場合の結果を示し、破線は定荷重支持部４０ａ及び４０ｂに変えて押しネジで定盤２の下面を支持した場合の結果を示し、一点鎖線はこれら追加の支持手段を配置しなかった場合の結果を示す。
架台１０の変形の影響が大きいＸ方向精度（図９の（Ａ）及び図１０の（Ａ））を参照すると、レベル変化の後において、押しネジを用いて定盤２のたわみ箇所を支持した場合はステージ精度が大きく悪化するのに比べて、定荷重支持部４０ａ及び４０ｂを用いた場合にはステージ精度の変化が少なく、従来の追加の支持手段を設けなかった同様の結果であることが分かる。本実験結果から、定荷重支持部を追加の支持手段に使用することによって、定盤の支持装置を載置する架台や床面に変形が生じた際にこれらの変形が定盤の平面度へ影響を及ぼすことを防止する効果が確認される。
【００３１】
図１１は、本発明によるプローバ装置の第２実施例のステージ装置部分の概略構成を示す平面図である。立面図は図６の（Ｂ）と同様となるので記載を省略する。本実施例においては、図６の（Ａ）に示した実施例で定盤２の奥側の両隅部Ｃｂ及びＣｃにそれぞれ設けた定位置支持部３０ａ及び３０ｂを、定荷重支持部４０ｃ及び４０ｄに置き換える。そして定位置支持部２０並びに定荷重支持部４０ｃ及び４０ｄによって、定盤２を３点支持する。
【００３２】
図６の（Ａ）に示した定位置支持部３０ａ及び３０ｂは、図７の（Ｂ）を参照して説明したように、Ｘ及びＹ方向の自由度並びにボール３３を中心とする３軸方向に回転な自由度で定盤２を支えるため、架台１０や床面Ｓの変形が定盤２の平面度に与える影響を防止する効果が非常に高い。
しかし、支持プレート３１と定盤２の下面との間には摩擦力が働くために、架台等１０の変形による定位置支持部３０ａ及び３０ｂと定位置支持部２０との間の相対位置関係の変化が、これら定位置支持部３０ａ及び３０ｂが定盤２を支える応力に影響を及ぼし、その結果として定盤２の平面度にも影響を与える。
そこで本実施例では、定盤２を支える３点支持手段のいずれかを定位置支持手段に置き換えることによって、架台等１０の変形による定盤２の平面度の悪化を更に防止する。
【００３３】
図１２は、本発明によるプローバ装置の第３実施例のステージ装置部分の概略構成を示す斜視図である。定盤２のたわみ量は主に可動ステージ３の重量に依存するので、搭載する可動ステージ３の種類に応じて、定荷重支持部４０ａ〜４０ｄの支持荷重を調整する必要がある。そこで本実施例では、可動ステージ３の実際の位置を測定して可動ステージ３の位置精度を測定し、定荷重支持部４０ａ〜４０ｄの支持荷重を変えて測定した可動ステージ３の位置精度の測定結果のうち、最も良い測定結果となった支持荷重に定荷重支持部４０ａ〜４０ｄの支持荷重を調整する。
【００３４】
そのため図１２に示すステージ装置は、ウエハＷ又は可動ステージ３の既知の位置に設けられた位置測定マークＭを観察する顕微鏡５０と、位置測定マークＭが観察された位置に基づいて可動ステージ３の実際の位置を測定して可動ステージの位置精度（ステージ精度）を測定し、ステージ精度が最も良好となる定荷重支持部４０ａ〜４０ｄの支持荷重を決定するコンピュータ等の計算部６０と、定荷重支持部４０ａ〜４０ｄの支持荷重を決定された支持荷重に調整する圧力調整用レギュレータ４５を備えている。
なおステージ装置は、図６の（Ａ）及び図６の（Ｂ）を参照して説明した構成を使用してもよく、あるいは図１１を参照して説明した構成を使用してもよい。
【００３５】
図１３は、図１２に示す計算部６０により実現される機能ブロックの構成例を示す概略構成図である。
図示のステージ精度計算部６１は、顕微鏡５０による位置測定マークＭの観察位置に基づいて可動ステージ３の実際の位置を測定して可動ステージの位置精度を計算する。例えばステージ精度計算部６１は、顕微鏡５０により撮像されたウエハＷの撮像画像を読み込みながらウエハＷ上の既知の位置に設けられたマークＭが顕微鏡５０の直下に位置付けられるように可動ステージ３を制御することによって、可動ステージ３の実際の位置を測定する。
【００３６】
次にステージ精度計算部６１は、例えば図８の（Ａ）を参照して説明した直角度を算出してステージ精度を計算してよい。すなわち、ウエハＷ上の既知の４点Ｐ１〜Ｐ４の各々を顕微鏡直下に位置付けるように可動ステージ３を制御し、このときＸ方向に所定の間隔を隔てた点Ｐ１及びＰ２間の実際の移動に要した制御量Ｄ１と、これらＰ１及びＰ２とＹ座標を異にする点Ｐ３及びＰ４間の移動に要した制御量Ｄ２と、を比較してその差（Ｄ２ーＤ１）を誤差として算出することによってステージ精度を測定する。
【００３７】
支持荷重決定部６２は、圧力調整用レギュレータ４５への支持荷重指示値を変えることにより定荷重支持部４０ａ〜４０ｄの支持荷重を変化させる。そして異なる支持荷重の元でそれぞれ測定した可動ステージ３のステージ精度の各々をステージ精度計算部６１から入力した後、ステージ精度が最も良好な状態であった支持荷重を決定して記憶し、圧力調整用レギュレータ４５への指示値とする。圧力調整用レギュレータ４５は、定荷重支持部４０ａ〜４０ｄの支持荷重を支持荷重決定部６２から入力された指示値に調整する。
【００３８】
図１２に示す実施例で位置測定マークＭを観察して可動ステージ３のステージ精度の測定を行ったが、これに変えて、ウエハＷ上の各位置に触針により針跡を付けて、この針跡を顕微鏡で観察しその位置を測定することによって可動ステージ３のステージ精度の測定を行ってもよい。
図１４は、本発明によるプローバ装置の第４実施例のステージ装置部分の概略構成を示す斜視図である。本実施例では、ウエハＷや調整用のダミーウエハ上に針跡を付けるための触針５２を備える。そしてステージ精度計算部６１は、ウエハＷ上に針跡を付ける予定位置と、顕微鏡５０により観察した針跡の実際の位置との差を検出することによって、可動ステージ３のステージ精度を計算する。
【００３９】
このとき、触針５２の設置位置と顕微鏡５０の設置位置とが異なることにより、両者の間を可動ステージ３が移動する間に生じるステージ位置誤差の影響を考慮する必要がある。したがって、ウエハＷ又は上記ダミーウエハの表面には既知のパターンを形成しておき、このパターンの既知の位置と針跡との相対距離を顕微鏡５０の撮像画像から検出して、針跡の位置を測定することが好適である。例えば、ウエハＷ上に形成された既知の電極パッドの中心を予定位置として針跡を付けた後、電極パッドの中心と針跡の位置との相対距離を検出することによって、針跡の実際の位置を測定することとしてよい。
【００４０】
図１５は、本発明によるプローバ装置の第５実施例のステージ装置部分の概略構成を示す斜視図である。本実施例では、可動ステージ３の位置をレーザ干渉計によって直接測定することによって、ステージ精度を測定する。このためＸ方向測定用レーザ干渉計７１及びＹ方向測定用レーザ干渉計７２と、これら干渉計から発射されるレーザ光線を反射するために可動ステージ３に設けられたミラー７３及び７４とを備える。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、工作機械や検査装置、製造装置などに使用される定盤の支持装置、およびこれを使用するステージ装置、デバイス検査装置及びデバイス製造装置に適用可能である。特に半導体製造工程において使用されるプローバ装置などの半導体デバイス検査装置や、露光装置などの半導体デバイス製造装置において使用される定盤の支持装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来のステージ装置を備えるプローバ装置の概略構成を示す立面図である。
【図２】図１に示す定盤の平面図である。
【図３】可動ステージの荷重移動による定盤の変形例の説明図である。
【図４】定盤のたわみによるステージ精度の変化を求めた実験結果を示す図である。
【図５】押しネジによる生じた定盤のたわみによるステージ精度の変化を求めた実験結果を示す図である。
【図６】（Ａ）は本発明によるプローバ装置の第１実施例のステージ装置部分の概略構成を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すステージ装置部分の概略構成を示す立面図である。
【図７】（Ａ）は図６の（Ａ）に示したステージ装置部分の手前側に設けられた定位置支持部の構成例を示す図であり、（Ｂ）は奥側の隅部におのおの設けられた定位置支持部の構成例を示す図である。
【図８】（Ａ）は定荷重支持部の支持荷重を変化させた際の、定盤上に搭載された可動ステージのステージ精度を測定する方法を説明する図であり、（Ｂ）は支持荷重の変化に伴うステージ精度を示す図である。
【図９】（Ａ）は架台のレベルを変化させた場合の図６の（Ａ）に示すステージ装置のアライメントエリアにて測定したＸ方向に関するステージ精度の変化を示し、（Ｂ）は同じくＹ方向に関するステージ精度の変化を示す。
【図１０】（Ａ）は架台のレベルを変化させた場合の図６の（Ａ）に示すステージ装置のプロービングエリアにて測定したＸ方向に関するステージ精度の変化を示し、（Ｂ）は同じくＹ方向に関するステージ精度の変化を示す。
【図１１】本発明によるプローバ装置の第２実施例のステージ装置部分の概略構成を示す平面図である。
【図１２】本発明によるプローバ装置の第３実施例のステージ装置部分の概略構成を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す計算部により実現される機能ブロックの構成例を示す概略構成図である。
【図１４】本発明によるプローバ装置の第４実施例のステージ装置部分の概略構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明によるプローバ装置の第５実施例のステージ装置部分の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    支持装置
２    定盤
３    可動ステージ
４    チャック装置
１０    架台
１１    レベリング機構
２０、３０ａ、３０ｂ    定位置支持部
４０ａ〜４０ｄ    定荷重支持部
【図１】
2007235070.tif 000003
【図２】
2007235070.tif 000004
【図３】
2007235070.tif 000005
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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