(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
べース定盤と、
測定対象物である薄板を支持して前記べース定盤上を自由に移動し得ると共に任意の位置でべース定盤に固定されるステージ部と、
このステージ部を支持した状態でべース定盤上に設けられ、ステージ部を案内してそのＸ軸方向及びＹ軸方向への移動を安定させるガイド機構と、
このガイド機構に設けられ、無操作時にステージ部のＸ軸方向への移動を固定するＸ軸方向ブレーキ機構と、
前記ガイド機構に設けられ、無操作時にステージ部のＹ軸方向への移動を固定するＹ軸方向ブレーキ機構と、
前記Ｘ軸方向ブレーキ機構を操作するＸ軸方向ブレーキ操作スイッチと、
前記Ｙ軸方向ブレーキ機構を操作するＹ軸方向ブレーキ操作スイッチとを備え、
前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチを、前記ステージ部の移動中にいずれか一方のみを個別に操作できると共に両方を同時に操作できるように、一体的に設けたことを特徴とするマニュアルプローバ。
【請求項２】
請求項１に記載のマニュアルプローバにおいて、
前記ステージ部に、このステージ部を移動させるための取っ手を設けると共に、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチを、この取っ手に、互いに近接させて設け、
前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチが、前記ステージ部の移動中に前記取っ手を持った状態でいずれか一方のみを個別に操作できると共に両方同時に操作できるようにしたことを特徴とするマニュアルプローバ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマニュアルプローバにおいて、
前記各ブレーキ機構が、前記ブレーキ操作スイッチの操作によって制御される真空又は圧力流体によって作動することを特徴とするマニュアルプローバ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のマニュアルプローバにおいて、
前記ステージ部にこのステージ部をべース定盤上で自由に移動させ得るエアーベアリング機構を設けたことを特徴とするマニュアルプローバ。
【請求項５】
請求項４に記載のマニュアルプローバにおいて、
前記エアーベアリング機構が、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチのいずれか一方又は両方の操作に連動して作動することを特徴とするマニュアルプローバ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のマニュアルプローバにおいて、
前記ステージ部が、
Ｘ方向を微調整するＸ微調機構と、
Ｙ方向を微調整するＹ微調機構と、
回転方向を微調整するθ微調機構と、
前記取っ手に一体的に設けられ、前記θ微調機構に連結して微調整を行うドライブハンドルと
を備えたことを特徴とするマニュアルプローバ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のマニュアルプローバにおいて、
前記ガイド機構が、Ｙ方向ガイド部とＸ方向ガイド部とからなり、Ｙ方向ガイド部に２本のＹ軸レールを設けたことを特徴とするマニュアルプローバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣウエハや液晶板等のように、薄板の表面に回路を構成した回路板の回路の特性試験を行う際に用いるマニュアルプローバに関し、特に薄板を支持して位置合わせを行う際の移動及び固定の操作性を向上させたマニュアルプローバのブレーキ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、マニュアルプローバ１は、図２〜図４に示すように構成されている。
【０００３】
図中の２はべース定盤である。このべース定盤２の前面（手前側）の左側にＺアップレバー３が設けられている。このＺアップレバー３は、後述するＺ軸ベース４に摺動可能に支持されたベースプレート７を上下方向に昇降させるためのものである。
【０００４】
べース定盤２上の後方（図３の右方）にはＺ軸ベース４が設けられている。このＺ軸ベース４は、べース定盤２から立ち上がった縦壁状に形成されている。このＺ軸ベース４の前面にはＺスライド板５が固着されている。このＺスライド板５の両側にはＺスライドガイド６が摺動可能に取り付けられている。このＺスライドガイド６にベースプレート７が固定されている。これにより、ベースプレート７はＺスライドガイド６及びＺスライド板５を介してＺ軸ベース４に昇降可能に支持されている。このベースプレート７は、べース定盤２の上方を覆って後述する探針１３等を支持するためのものである。このベースプレート７の下面には、スペーサ８を介してパージ板９が設けられている。このパージ板９は、高低温測定時に、後述するチャックトップ２９の上側面を覆ってこのチャックトップ２９の上側面を一定温度に維持するために使用するものである。ベースプレート７の上面にはリングプレート１１が固着されている。このリングプレート１１は鉄系板材で構成され、マグネットが吸着できるようになっている。リングプレート１１上にはマニピュレータ１２が取り付けられている。このマニピュレータ１２にはマグネットが内蔵され、このマグネットでマニピュレータ１２がリングプレート１１に固着されるようになっている。マニピュレータ１２は、チャックトップ２９上の半導体ウエハ２０の表面に延びる探針１３を支持している。ベースプレート７には切欠き穴１４が設けられ、探針１３はこの切欠き穴１４から半導体ウエハ２０の表面まで挿入される。
【０００５】
Ｚ軸ベース４の上端部には顕微鏡スキャナー１７が取り付けられている。この顕微鏡スキャナー１７には顕微鏡アーム１８の一端が固定されている。顕微鏡アーム１８の他端には顕微鏡１９が取り付けられている。この顕微鏡１９は顕微鏡スキャナー１７によって位置の調整が行われるようになっている。
【０００６】
べース定盤２の上面には、測定対象物である半導体ウエハ２０を支持してべース定盤２上を移動し、測定位置で固定されるステージ部２１と、このステージ部２１の移動を案内するガイド機構２２とが設けられている。
【０００７】
ステージ部２１は、際下側に位置するステージベース２５と、このステージベース２５の上側に位置し、Ｙ軸方向を微調整するＹ微調機構２６と、このＹ微調機構２６の上側に位置し、Ｘ軸方向を微調整するＸ微調機構２７と、Ｘ微調機構２７の上側に位置し、回転方向を微調整するθ微調機構２８と、このθ微調機構２８の上側に位置し、その上側面に載置された半導体ウエハ２０を支持するチャックトップ２９とから構成されている。
【０００８】
ステージベース２５にはエアベアリング機構（図示せず）が組み込まれている。ステージ部２１はこのエアベアリング機構によってべース定盤２上を自由に移動し得るようになっている。さらに、ステージベース２５にはべースグリップ３１が固定されている。このべースグリップ３１は、作業者がこれを手で持ってステージ部２１をべース定盤２上の任意の位置に移動させるためのものである。このべースグリップ３１にはドライブハンドル３２が回転可能に取り付けられている。このドライブハンドル３２は、ベルト３２Ａを介してθ微調機構２８に連結され、ドライブハンドル３２を回動することにより、チャックトップ２９のθ微調整ができるようになっている。さらに、べースグリップ３１にはグリップスイッチ３３が設けられている。このグリップスイッチ３３はエアベアリング機構を制御するスイッチである。このグリップスイッチ３３を押すとエアーベアリング状態になり、離すとエアーベアリング状態が解除されると共に真空引きされてステージベース２５がべース定盤２に吸着されるようになっている。Ｙ微調機構２６にはＹ方向調整用マイクロヘッド３５と、チャックトップ２９上の半導体ウエハ２０を吸着して固定するバキューム機構（図示せず）を操作するバキュームスイッチ３６が設けられている。Ｘ微調機構２７にはＸ方向調整用マイクロヘッド３７が設けられている。半導体ウエハ２０を高低温測定する場合は、チャックトップ２９として温度調整機構を組み込んだホットチャック（図示せず）が搭載される。
【０００９】
ガイド機構２２は、Ｙ方向ガイド部３８とＸ方向ガイド部３９と前記エアーベアリング機構とから構成されている。Ｙ方向ガイド部３８は、べース定盤２の一側部に配設されたＹ軸レール４１と、このＹ軸レール４１に摺動可能に取り付けられたＹ軸ガイド４２とから構成されている。Ｘ方向ガイド部３９は、一端がＹ方向ガイド部３８のＹ軸ガイド４２に固定され、このＹ軸ガイド４２に支持されてＹ軸方向に移動するＸ軸レール４３と、このＸ軸レール４３の他端部に取り付けられてこの他端部を支持し、一端を支持するＹ軸ガイド４２と相まってＸ軸レール４３の移動を支持するガイドローラ４４と、Ｘ軸レール４３に摺動可能に取り付けられたＸ軸ガイド４５とから構成されている。そして、Ｘ軸ガイド４５にステージ部２１のステージベース２５が取り付けられ、このステージ部２１のＹ方向への移動がＹ方向ガイド部３８によって、Ｘ方向への移動がＸ方向ガイド部３９によってそれぞれ案内されるようになっている。
【００１０】
Ｙ軸ガイド４２及びＸ軸ガイド４５にはブレーキ機構４７が設けられている。このブレーキ機構４７を備えたＹ軸ガイド４２及びＸ軸ガイド４５は、図５から図７に示すように構成されている。なお、Ｙ軸ガイド４２とＸ軸ガイド４５は両方とも同じ構成になっている。
【００１１】
Ｙ軸ガイド４２及びＸ軸ガイド４５は主に、ガイド固定板５１と、ガイドローラ５２とから構成されている。ガイド固定板５１は、ブレーキ機構４７を挟み込む上側ガイド固定板５１Ａと下側ガイド固定板５１Ｂとからなる。このガイド固定板５１は長方形板材からなり、各レール４１，４３の上側に位置している。下側ガイド固定板５１Ｂの下側には、各レール４１，４３を挟み込むように４つのガイドローラ５２が取り付けられている。各ガイドローラ５２は、その外周縁部にＶ溝が設けられている。また、各レール４１，４３の両側端部は、各ガイドローラ５２のＶ溝に嵌合するようにＶ型に突起して形成されている。これにより、４つのガイドローラ５２が各レール４１，４３を挟み込んで、各レール４１，４３に沿う方向の移動のみが許容されるようになっている。
【００１２】
ブレーキ機構４７は、上側ガイド固定板５１Ａと下側ガイド固定板５１Ｂとの間に挟み込まれてこれの間でスライドするスライドブロック５４と、このスライドブロック５４をスライドさせる偏芯軸５５と、スライドブロック５４のスライドによって各レール４１，４３当接するブレーキパッド５６とから構成されている。
【００１３】
スライドブロック５４は、その上下を上側ガイド固定板５１Ａと下側ガイド固定板５１Ｂとで挟持された状態で左右をブロックガイド５７で挟持されて、各レール４１，４３に直交する方向にスライドするようになっている。スライドブロック５４の中央部には、偏芯軸５５が挿入される楕円状の貫通穴５８が設けられている。スライドブロック５４の一端（図中の左端）にはスプリング挿入穴５９が設けられている。このスプリング挿入穴５９内にスプリング６０が挿入されている。このスプリング６０は、これを覆って上側ガイド固定板５１Ａと下側ガイド固定板５１Ｂとの間に固定されたスプリングカバー６１に支持されてスライドブロック５４を付勢するようになっている。
【００１４】
偏芯軸５５にはブレーキレバー５５Ａが取り付けられている。このブレーキレバー５５Ａを回動することによりスライドブロック５４がスプリング６０に抗して一方（図５中の左方）へ摺動されるようになっている。
【００１５】
ブレーキパッド５６は、スライドブロック５４に固定された状態で各レール４１，４３に臨ませて形成されている。ブレーキパッド５６の各レール４１，４３への当接部は、各レール４１，４３に嵌合するように、Ｖ溝状に形成されている。
【００１６】
また、必要に応じてマニュアルプローバ１全体を覆うシールドケース６３が設けられる。
【００１７】
以上のように構成されたマニュアルプローバ１では、次のようにして半導体ウエハ２０の検査が行われる。
【００１８】
シールドケース６３が設けられているときには、作業者がこのシールドケース６３の扉６３Ａを開く。
【００１９】
ブレーキ機構４７のブレーキレバー５５Ａを手で回してブレーキパッド５６を各レール４１，４３から引き離し、ブレーキを解除する。次いで、ステージ部２１のグリップスイッチ３３を押してエアーベアリング状態にし、ステージ部２１をガイド機構２２に案内された状態で移動させる。このガイド機構２２では、Ｙ方向がＹ方向ガイド部３８で、Ｘ方向がＸ方向ガイド部３９でそれぞれ案内されて、ステージ部２１が安定して移動する。
【００２０】
これにより、ステージ部２１を手元に移動させ、グリップスイッチ３３を離してステージ部２１のエアーベアリング状態を解除する。これにより、ステージ部２１が真空引きされてべース定盤２上に固定される。この状態で、半導体ウエハ２０をステージ部２１のチャックトップ２９に載置して、バキュームスイッチ３６をオンして、半導体ウエハ２０を真空引きでチャックトップ２９に固定する。
【００２１】
次いで、グリップスイッチ３３を手で押してエアーベアリング状態にし、ステージ部２１のチャックトップ２９に載置した半導体ウエハ２０の測定部分が顕微鏡１９の直下に位置するようにステージ部２１を移動させる。このとき、ステージ部２１は、ガイド機構２２のＹ方向ガイド部３８とＸ方向ガイド部３９で支持されて安定して移動する。ステージ部２１の位置合わせが済んだところで、ブレーキ機構４７のブレーキレバー５５Ａを手で回してブレーキパッド５６を各レール４１，４３に押し付けてＹ軸ガイド４２及びＸ軸ガイド４５を固定する。
【００２２】
次いで、顕微鏡１９の対物レンズの中心がベースプレート７の切欠き穴１４の中心に位置するように、顕微鏡スキャナー１７で調整する。次いで、顕微鏡１９の焦点を半導体ウエハ２０の測定面に合わせる。このとき、半導体ウエハ２０の測定位置が顕微鏡１９の視野に入るように、Ｙ方向調整用マイクロヘッド３５とＸ方向調整用マイクロヘッド３７とを回動してＹ方向とＸ方向を微調整する。さらに、ドライブハンドル３２を回動してチャックトップ２９のθ微調整を行う。
【００２３】
高低温測定時には、チャックトップ２９の温度設定を行う。低温測定の場合には、半導体ウエハ２０及び探針１３等の結露を防止するために、チャックトップ２９とパージ板９との間に、窒素ガス又はドライエアーを充填させる。
【００２４】
次いで、探針１３をマニピュレータ１２に取り付け、マニピュレータ１２をリングプレート１１上に装着する。マニピュレータ１２のＸ・Ｙ・Ｚ方向の調整を行って、探針１３が半導体ウエハ２０の測定位置に接するように設定する。次いで、Ｚアップレバー３を時計周りに回動してベースプレート７を１００μｍ程度下降させ、探針１３にオーバードライブをかける。
【００２５】
シールドケース６３を使用している場合は、その６２の扉６３Ａを閉める。
【００２６】
次いで、測定を行う。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
近年の半導体ウエハ２０のサイズの拡大に伴って装置が大型化し、ステージ部２１のＸ方向及びＹ方向への移動ストロークが大きくなった。このため、ステージ部２１がべース定盤２上の奥部に移動した場合には、作業者がブレーキ機構４７のブレーキレバー５５Ａを手で回すのが難しくなった。さらに、装置の大型化に伴って、Ｙ方向ガイド部３８のＹ軸レール４１を２本設ける必要が生じ、それに伴ってブレーキ機構４７も２カ所になった。
【００２８】
このように、ブレーキレバー５５Ａの位置が遠くなると共に数が増えるため、ステージ部２１の位置合わせ時の操作性が悪くなるという問題点がある。
【００２９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、ブレーキの遠隔操作を可能して測定作業性を向上させたマニュアルプローバのブレーキ機構を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るマニュアルプローバは、べース定盤と、測定対象物である薄板を支持して前記べース定盤上を自由に移動し得ると共に任意の位置でべース定盤に固定されるステージ部と、このステージ部を支持した状態でべース定盤上に設けられ、ステージ部を案内してそのＸ軸方向及びＹ軸方向への移動を安定させるガイド機構と、このガイド機構に設けられ、無操作時にステージ部のＸ軸方向への移動を固定するＸ軸方向ブレーキ機構と、前記ガイド機構に設けられ、無操作時にステージ部のＹ軸方向への移動を固定するＹ軸方向ブレーキ機構と、前記Ｘ軸方向ブレーキ機構を操作するＸ軸方向ブレーキ操作スイッチと、前記Ｙ軸方向ブレーキ機構を操作するＹ軸方向ブレーキ操作スイッチとを備え、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチを、前記ステージ部の移動中にいずれか一方のみを個別に操作できると共に両方を同時に操作できるように、一体的に設けたことを特徴とする。
【００３１】
前記構成により、薄板の測定を行うときは、まずステージ部に薄板を載置する。次いで、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチを選択的に操作して、Ｘ軸方向ブレーキ機構及びＹ軸方向ブレーキ機構を適宜ブレーキ解除状態にする。これにより、ステージ部を、ガイド機構に案内されて安定した状態で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向へ適宜移動させる。ステージ部を所定位置まで移動させたところで、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチの操作を停止すれば、Ｘ軸方向ブレーキ機構及びＹ軸方向ブレーキ機構にブレーキがかかり、ステージ部を所定位置で固定される。
【００３２】
第２の発明に係るマニュアルプローバは、前記ステージ部に、このステージ部を移動させるための取っ手を設けると共に、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチを、この取っ手に、互いに近接させて設け、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチが、前記ステージ部の移動中に前記取っ手を持った状態でいずれか一方のみを個別に操作できると共に両方同時に操作できるようにしたことを特徴とする。
【００３３】
前記構成により、ステージ部を移動させるときは、取っ手を持って行う。この取っ手を持った状態で、ステージ部を移動させながら、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチを選択的に操作する。
【００３４】
第３の発明に係るマニュアルプローバは、前記各ブレーキ機構が、前記ブレーキ操作スイッチの操作によって制御される真空又は圧力流体によって作動することを特徴とする。
【００３５】
前記構成により、ブレーキ操作スイッチの操作で真空又は圧力流体を制御することにより、各ブレーキ機構が遠隔操作される。これにより、操作性が向上する。
【００３６】
第４の発明に係るマニュアルプローバは、前記ステージ部にこのステージ部をべース定盤上で自由に移動させ得るエアーベアリング機構を設けたことを特徴とする。
【００３７】
前記構成により、エアーベアリング機構によってステージ部を、ガイド機構に案内された状態で、自由に移動させることができる。
【００３８】
第５の発明に係るマニュアルプローバは、前記エアーベアリング機構が、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチのいずれか一方又は両方の操作に連動して作動することを特徴とする。
【００３９】
前記構成により、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ブレーキ操作スイッチが選択的に操作されると、Ｘ軸方向ブレーキ機構及びＹ軸方向ブレーキ機構が適宜ブレーキ解除状態になって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に適宜移動できるようになる。このように、Ｘ軸方向のみ、Ｙ軸方向のみ又はＸ軸方向及びＹ軸方向の両方への移動が可能になったときに、同時にエアーベアリング機構を作動させることで、ステージ部を任意の位置に移動させることができる。
【００４０】
第６の発明に係るマニュアルプローバは、ステージ部が、Ｘ方向を微調整するＸ微調機構と、Ｙ方向を微調整するＹ微調機構と、回転方向を微調整するθ微調機構と、前記取っ手に一体的に設けられ、前記θ微調機構に連結して微調整を行うドライブハンドルとを備えたことを特徴とする。
【００４１】
前記構成により、Ｘ方向、Ｙ方向及び回転方向を微調整して、ステージ部上の薄板を、正確に位置合わせすることができる。
【００４２】
第７の発明に係るマニュアルプローバは、前記ガイド機構が、Ｙ方向ガイド部とＸ方向ガイド部とからなり、Ｙ方向ガイド部に２本のＹ軸レールを設けたことを特徴とする。
【００４３】
前記構成により、２本のＹ軸レールでステージ部を案内するため、装置が大型化しても、ステージ部を安定して移動させることができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るマニュアルプローバについて、添付図面を参照しながら説明する。
【００４５】
［第１実施形態］
図１は本実施形態に係るマニュアルプローバを示す正面図、図８は本実施形態に係るマニュアルプローバを示す側面図、図９は本実施形態に係るマニュアルプローバを示す平面図、図１０は本実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す正面断面図、図１１は本実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す側面断面図、図１２は図１１のブレーキ機構のブレーキプレートを示す裏面図、図１３はブレーキ機構の電気系及び空気圧系の回路構成図、図１４は図１３の回路において第１及び第２グリップスイッチを共にオンした状態を示す回路構成図、図１５は図１３の回路において第２グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図、図１６は図１３の回路において第１グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【００４６】
本実施形態に係るマニュアルプローバ７１は、図１，図８及び図９に示すように構成されている。マニュアルプローバ７１の全体構成は前記従来のマニュアルプローバ１とほぼ同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
本実施形態のマニュアルプローバ７１は従来のマニュアルプローバ１に対して全体的に大型化されている。これは、測定対象である半導体ウエハ２０のサイズの拡大に伴うものである。このため、本実施形態のマニュアルプローバ７１では、Ｙ方向ガイド部７２のＹ軸レール７３を２本設けている。このＹ軸レール７３及びＸ軸レール７４は、断面四角形状に形成され、その両側面に案内溝７５（図１０及び図１１参照）が設けられている。
【００４８】
さらに、べース定盤２上を移動する距離（ストローク）を長くするために、ベースプレート７６はＺ軸ベース７７の上方で支持されている。Ｚ軸ベース７７は従来のＺ軸ベース４よりも高く形成されている。これにより、ステージ部２１をべース定盤２上のＺ軸ベース７７近傍まで移動させることができるようになる。これに伴って、Ｚアップレバー７８はＺ軸ベース７７の上部に設けられている。
【００４９】
さらに、本実施形態では、ブレーキ操作を容易にするために、ブレーキの制御系を自動化すると共に、取っ手としてのべースグリップ３１にブレーキ操作スイッチとしての第１グリップスイッチ７９及び第２グリップスイッチ８０を設けて、操作スイッチを集中させている。この第１グリップスイッチ７９及び第２グリップスイッチ８０は互いに近接させて、一体的に設けられている。これにより、作業者は、べースグリップ３１を手で持った状態で、この２つのグリップスイッチ７９，８０の一方を選択的に、又は両方を同時に押すことができるようになっている。ブレーキ制御系は図１０から図１３に示すように構成されている。
【００５０】
ブレーキ制御系のうちブレーキ機構８１は、Ｙ軸ガイド８２及びＸ軸ガイド８３に組み込まれている。このＹ軸ガイド８２及びＸ軸ガイド８３は、図１０から図１２に示すように構成されている。このＹ軸ガイド８２及びＸ軸ガイド８３は、ガイドベース８５とガイド片８６とから構成されている。ガイドベース８５は長方体状に形成されている。このガイドベース８５の下側面の４カ所にガイド片８６が取り付けられている。この４つのガイド片８６は、各レール７３，７４を挟持するように配設されている。さらに、ガイド片８６の各レール７３，７４への当接面には、案内溝７５に嵌合する凸条８７が設けられている。Ｙ軸ガイド８２及びＸ軸ガイド８３は、凸条８７が案内溝７５に嵌合することで、各レール７３，７４を安定して摺動できるようになっている。
【００５１】
ガイドベース８５内には、下方に開口した四角形の収納空間９０が設けられている。この収納空間９０はブレーキ機構８１を組み込むための空間である。ブレーキ機構８１は主に、収納空間９０内に収納されるブレーキベース９１と、このブレーキベース９１の下側面に一体的に貼り付けられたブレーキプレート９２と、ブレーキベース９１の上側に連結されて真空でブレーキプレート９２を各レール７３，７４の上面に吸着させる真空チューブ継ぎ手９３と、ブレーキベース９１の上側に固定されてブレーキベース９１を上方へ付勢するガイドシャフト９４と、真空チューブ継ぎ手９３に接続されて選択的に真空引きを行う後述の空気圧系回路と、この空気圧系回路を制御する電気回路とから構成されている。
【００５２】
ブレーキベース９１とブレーキプレート９２内には、各レール７３，７４の上面に面して開口した吸着用長穴９７が設けられている。この吸着用長穴９７は各レール７３，７４の長手方向に沿って２つ並行して設けられている。ブレーキベース９１内には、２つの吸着用長穴９７を連通する袋穴９８が設けられている。なお、９９は袋穴９８を塞ぐ閉塞栓である。袋穴９８には真空チューブ継ぎ手９３が連通されている。ブレーキプレート９２は、各レール７３，７４の上側面に当接することでその摩擦によって、Ｙ軸ガイド８２及びＸ軸ガイド８３を各レール７３，７４に固定するためのものである。このブレーキプレート９２の材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン）やゴム等の合成樹脂が、用途に応じて用いられる。
【００５３】
真空チューブ継ぎ手９３は、ガイドベース８５の挿入穴８５Ａに摺動可能に挿入され、ブレーキベース９１の上下動に連動して上下動するようになっている。この真空チューブ継ぎ手９３には真空チューブ１０１が接続されている。この真空チューブ１０１は後述する空気圧系回路に接続されている。
【００５４】
ガイドシャフト９４はガイドベース８５に２本設けられている。ガイドベース８５のうち、真空チューブ継ぎ手９３が挿入される挿入穴８５Ａの両側には、ガイドシャフト９４を摺動可能に挿入する挿入穴８５Ｂがそれぞれ設けられている。この２つの挿入穴８５Ｂにガイドシャフト９４が摺動可能に挿入され、ブレーキベース９１の上下動に連動して上下動するようになっている。ガイドシャフト９４の上端には、フランジ状に拡径して形成されたスプリング受け９４Ａが設けられている。ガイドシャフト９４には圧縮スプリング１０２が設けられている。この圧縮スプリング１０２は、ガイドベース８５に反力をとってスプリング受け９４Ａを押圧することで、ガイドシャフト９４を上方に付勢している。これにより、ブレーキプレート９２が各レール７３，７４から離れて僅かな隙間を保つようになっている。この状態で、真空チューブ継ぎ手９３を介して真空引きされると、吸着用長穴９７を介してブレーキプレート９２が各レール７３，７４に吸着されるようになっている。
【００５５】
真空チューブ１０１は空気圧系回路に接続されている。この空気圧系回路は図１３に示すようになっている。全体は３つの電磁弁１０５，１０６，１０７によって制御されている。
【００５６】
第１電磁弁１０５は３方切換弁によって構成されている。この第１電磁弁１０５のうち常時開いている第１通路１０５Ａはステージ部２１のエアーベアリング機構１０８に接続され、圧縮空気の供給又は真空引きが適宜選択的に行われるようになっている。第２通路１０５Ｂはコンプレッサ等の圧縮空気供給源（図示せず）に接続され、第１電磁弁１０５に圧縮空気が供給されている。第３通路１０５Ｃは真空ポンプ等の真空供給源（図示せず）に接続され、第１電磁弁１０５に負圧が供給されている。この第１電磁弁１０５は、電源１１１に接続されて作動することで、第１通路１０５Ａと第３通路１０５Ｃが連通された状態から、第３通路１０５Ｃを閉じて、第１通路１０５Ａと第２通路１０５Ｂとを接続するようになっている。これにより、ステージ部２１のエアーベアリング機構１０８に圧縮空気が供給されて、ステージ部２１がロック状態からエアーベアリング状態に切り換わる。
【００５７】
第２電磁弁１０６は、常時開いている第１通路１０６Ａと選択的に開閉される第２通路１０６Ｂとを有する。第１通路１０６Ａは２つのＹ軸ガイド８２の各ブレーキ機構８１Ａにそれぞれ接続されている。第２通路１０６Ｂは真空供給源に接続されている。この第２電磁弁１０６は、電源１１１に接続されて作動することで、第１通路１０６Ａと第２通路１０６Ｂとを遮断して、真空引きによりロックされていた各ブレーキ機構８１Ａのブレーキを解除するようになっている。これにより、ステージ部２１がＹ軸方向に自由に移動し得るようになる。
【００５８】
第３電磁弁１０７は、常時開いている第１通路１０７Ａと選択的に開閉される第２通路１０７Ｂとを有する。第１通路１０７ＡはＸ軸ガイド８３のブレーキ機構８１Ｂに接続されている。第２通路１０７Ｂは真空供給源に接続されている。この第３電磁弁１０７は、電源１１１に接続されて作動することで、第１通路１０７Ａと第２通路１０７Ｂとを遮断して、真空引きによりロックされていたブレーキ機構８１Ｂのブレーキを解除するようになっている。これにより、ステージ部２１がＸ軸方向に自由に移動し得るようになる。
【００５９】
一方、電気回路は次のようになっている。第１電磁弁１０５のコイル１０５Ｄは、電源１１１と２系統の回路で接続されている。即ち、第１グリップスイッチ７９とダイオード１１２とを介して電源１１１に接続された第１系統と、第２グリップスイッチ８０とダイオード１１３とを介して電源１１１に接続された第２系統とから構成されている。これにより、第１グリップスイッチ７９及び第２グリップスイッチ８０のいずれをオンしても第１電磁弁１０５が作動するようになっている。
【００６０】
第２電磁弁１０６のコイル１０６Ｃは、第１グリップスイッチ７９を介して電源１１１に接続されている。これにより、第１グリップスイッチ７９をオンすることで、第１電磁弁１０５と共に第２電磁弁１０６が作動するようになっている。
【００６１】
第３電磁弁１０７のコイル１０７Ｃは、第２グリップスイッチ８０を介して電源１１１に接続されている。これにより、第２グリップスイッチ８０をオンすることで、第１電磁弁１０５と共に第３電磁弁１０７が作動するようになっている。
【００６２】
このように、グリップスイッチ７９，８０を操作することにより、各電磁弁１０５，１０６，１０７が作動して真空または圧縮空気の供給が制御され、ブレーキ機構８１及びエアーベアリング機構１０８が遠隔操作されるようになっている。
【００６３】
［動作］
以上のように構成されたマニュアルプローバ７１では、次のようにして半導体ウエハ２０の検査が行われる。なお、全体動作は前述した従来のマニュアルプローバ１とほぼ同様である。
【００６４】
シールドケース６３が設けられているときには、作業者がこのシールドケース６３の扉６３Ａを開く。
【００６５】
ブレーキ機構８１の第１グリップスイッチ７９及び第２グリップスイッチ８０を作業者が手で押さない状態では、３つの電磁弁１０５，１０６，１０７がすべて停止している。これにより、図１３に示すように、Ｙ軸ガイド８２とＸ軸ガイド８３の３つのブレーキ機構８１がロック状態、エアーベアリング機構１０８がべース定盤２に吸着した状態になって、ステージ部２１がべース定盤２上に固定されている。作業者はこの状態で、第１グリップスイッチ７９及び第２グリップスイッチ８０の両方を片手で同時に押す。これにより、図１４の状態に移行する。即ち、第１電磁弁１０５が作動してエアーベアリング機構１０８に圧縮空気が供給され、ステージ部２１のステージベース２５がエアーベアリング状態になる。さらに、第２電磁弁１０６と第３電磁弁１０７が作動して３つのブレーキ機構８１のブレーキがすべて解除される。作業者は、２つのグリップスイッチ７９，８０を押したままステージ部２１をガイド機構２２に案内された状態でＹ軸方向とＸ軸方向に適宜移動させる。
【００６６】
ステージ部２１を手元に移動させて２つのグリップスイッチ７９，８０を離すと、瞬時に図１３の状態に戻って３つのブレーキ機構８１のすべてが真空引きされてロックされる。さらに、エアーベアリング機構１０８も真空引きされて、ステージベース２５をべース定盤２に吸着させる。これにより、ステージ部２１がべース定盤２上に固定される。この状態で、半導体ウエハ２０をステージ部２１のチャックトップ２９に載置して、半導体ウエハ２０をチャックトップ２９に固定させる。
【００６７】
次いで、２つのグリップスイッチ７９，８０を選択的に押してステージ部２１を任意の位置に移動させる。具体的には、２つのグリップスイッチ７９，８０の両方を押して前述した図１４の状態にして、ステージ部２１をＹ軸ガイド８２及びＸ軸ガイド８３にそれぞれ案内された状態でＹ軸方向及びＸ軸方向に適宜移動させる。
【００６８】
また、第２グリップスイッチ８０のみを押して第１電磁弁１０５及び第３電磁弁１０７を作動させる。これにより、図１５に示すように、ステージ部２１のステージベース２５のエアーベアリング機構１０８に圧縮空気が供給されてエアーベアリング状態になると共に、Ｘ軸ガイド８３のブレーキ機構８１Ｂの真空引きが停止されてロック解除状態になる。Ｙ軸ガイド８２の２つのブレーキ機構８１Ａはロック状態に維持される。これにより、ステージ部２１をＸ軸ガイド８３に案内された状態でＸ軸方向に適宜移動させる。
【００６９】
さらに、第１グリップスイッチ７９のみを押して第１電磁弁１０５及び第２電磁弁１０６を作動させる。これにより、図１６に示すように、ステージ部２１のステージベース２５のエアーベアリング機構１０８に圧縮空気が供給されてエアーベアリング状態になると共に、Ｙ軸ガイド８２の各ブレーキ機構８１Ａの真空引きが停止されてロック解除状態になる。Ｘ軸ガイド８３のブレーキ機構８１Ｂはロック状態に維持される。これにより、ステージ部２１をＹ軸ガイド８２に案内された状態でＹ軸方向に適宜移動させる。
【００７０】
これにより、ステージ部２１のチャックトップ２９に載置した半導体ウエハ２０の測定部分が顕微鏡１９の直下に位置するようにステージ部２１を移動させる。
【００７１】
ステージ部２１の位置合わせが済んだところで、第１グリップスイッチ７９及び第２グリップスイッチ８０から手を離す。これにより、瞬時に図１３の状態に戻って３つのブレーキ機構８１のすべてが真空引きされてロックされる。さらに、エアーベアリング機構１０８も真空引きされて、ステージベース２５をべース定盤２に吸着させる。これにより、ステージ部２１がべース定盤２上に固定される。
【００７２】
次いで、前述した従来のマニュアルプローバ１の場合と同様に、微調整して探針１３を半導体ウエハ２０の測定位置に接触させて、測定を行う。
【００７３】
［効果］
以上のように、ステージ部２１を移動させる際の操作を、２つのスイッチ（第１グリップスイッチ７９と第２グリップスイッチ８０）だけで可能にすると共に、この２つのスイッチ７９，８０をべースグリップ３１に集中させて設けたので、ステージ部２１を移動させて行う半導体ウエハ２０の位置合わせが極めて容易になる。
【００７４】
この結果、半導体ウエハ２０のサイズの拡大に伴ってマニュアルプローバ７１が大型化した場合でも、ステージ部２１の位置合わせ作業を容易に行うことができ、半導体ウエハ２０の測定作業性が大幅に向上する。
【００７５】
［第２実施形態］
次の本発明の第２実施形態について添付図面を参照して説明する。図１７は第２実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す正面断面図、図１８は図１７のブレーキ機構の電気系及び空気圧系の回路構成図、図１９は図１８の回路において第１及び第２グリップスイッチを共にオンした状態を示す回路構成図、図２０は図１８の回路において第２グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図、図２１は図１８の回路において第１グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【００７６】
本実施形態に係るマニュアルプローバの全体構成は、前記第１実施形態のマニュアルプローバ７１とほぼ同様であるため、その説明を省略する。本実施形態に係るマニュアルプローバの特徴は、ブレーキ機構１２２を圧縮空気によって作動させる点にある。
【００７７】
ブレーキ機構１２２が組み込まれるＹ軸ガイド８２及びＸ軸ガイド８３は、前記第１実施形態と同様に構成されている。また、ブレーキベース９１、ブレーキプレート９２及びガイドシャフト９４も前記第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、真空チューブ継ぎ手９３の代わりにエアシリンダ１２３が設けられている。このエアシリンダ１２３がガイドベース８５に固定されている。このエアシリンダ１２３のピストンロッド１２４がガイドベース８５の挿入穴８５Ａから挿入されて、ブレーキベース９１に固定されている。エアシリンダ１２３は、エアチューブ１２５を介して空気圧系回路に接続されている。
【００７８】
空気圧系回路は図１８に示すようになっている。この空気圧系回路の全体構成は、前記第１実施形態の空気圧系回路とほぼ同様である。このため、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
本実施形態に空気圧系回路では、第１電磁弁１０５の第２通路１０５Ｂ、第２電磁弁１０６の第２通路１０６Ｂ及び第３電磁弁１０７の第２通路１０７Ｂがそれぞれ圧縮空気供給源に接続されている。そして、第１電磁弁１０５の第３通路１０５Ｃのみが真空供給源に接続されている。
【００８０】
電気回路は第１実施形態の電気回路と同様である。
【００８１】
［動作］
以上のように構成されたマニュアルプローバでは、次のようにして半導体ウエハ２０の検査が行われる。なお、全体的な動作は前記第１実施形態と同様である。
【００８２】
ブレーキ機構１２２の第１グリップスイッチ７９及び第２グリップスイッチ８０を作業者が手で押さない状態では、３つの電磁弁１０５，１０６，１０７がすべて停止している。これにより、図１８に示すように、３つのブレーキ機構１２２にそれぞれ圧縮空気が供給され、エアシリンダ１２３のピストンロッド１２４が突出して、ブレーキプレート９２がレール７３，７４に押圧されてロック状態になっている。エアーベアリング機構１０８は真空引きされてべース定盤２に吸着した状態になっている。これにより、ステージ部２１がべース定盤２上に固定されている。
【００８３】
作業者はこの状態で、第１グリップスイッチ７９及び第２グリップスイッチ８０の両方を片手で同時に押す。これにより、図１９の状態に移行する。即ち、第１電磁弁１０５が作動してエアーベアリング機構１０８に圧縮空気が供給され、ステージ部２１のステージベース２５がエアーベアリング状態になる。さらに、第２電磁弁１０６と第３電磁弁１０７が作動して圧縮空気の供給が停止されて、３つのブレーキ機構１２２のブレーキがすべて解除される。作業者は、２つのグリップスイッチ７９，８０を押したままステージ部２１をガイド機構２２に案内された状態でＹ軸方向とＸ軸方向に適宜移動させる。
【００８４】
ステージ部２１を手元に移動させて２つのグリップスイッチ７９，８０を離すと、瞬時に図１８の状態に戻って３つのブレーキ機構１２２のすべてが圧縮空気の供給によりロックされる。さらに、エアーベアリング機構１０８も真空引きされて、ステージベース２５をべース定盤２に吸着させる。これにより、ステージ部２１がべース定盤２上に固定される。この状態で、半導体ウエハ２０をステージ部２１のチャックトップ２９に載置して、半導体ウエハ２０をチャックトップ２９に固定させる。
【００８５】
次いで、２つのグリップスイッチ７９，８０を選択的に押してステージ部２１を任意の位置に移動させる。具体的には、２つのグリップスイッチ７９，８０の両方を押して前述した図１９の状態にして、ステージ部２１をＹ軸ガイド８２及びＸ軸ガイド８３にそれぞれ案内された状態でＹ軸方向及びＸ軸方向に適宜移動させる。
【００８６】
また、第２グリップスイッチ８０のみを押して第１電磁弁１０５及び第３電磁弁１０７を作動させる。これにより、図２０に示すように、エアーベアリング機構１０８に圧縮空気が供給されてエアーベアリング状態になると共に、Ｘ軸ガイド８３のブレーキ機構１２２Ｂへの圧縮空気の供給が停止されてロック解除状態になる。Ｙ軸ガイド８２の２つのブレーキ機構１２２Ａはロック状態に維持される。これにより、ステージ部２１をＸ軸ガイド８３に案内された状態でＸ軸方向に適宜移動させる。
【００８７】
さらに、第１グリップスイッチ７９のみを押して第１電磁弁１０５及び第２電磁弁１０６を作動させる。これにより、図２１に示すように、エアーベアリング機構１０８に圧縮空気が供給されてエアーベアリング状態になると共に、Ｙ軸ガイド８２の各ブレーキ機構１２２Ａへの圧縮空気の供給が停止されてロック解除状態になる。Ｘ軸ガイド８３のブレーキ機構１２２Ｂはロック状態に維持される。これにより、ステージ部２１をＹ軸ガイド８２に案内された状態でＹ軸方向に適宜移動させる。
【００８８】
これにより、ステージ部２１のチャックトップ２９に載置した半導体ウエハ２０の測定部分が顕微鏡１９の直下に位置するようにステージ部２１を移動させる。
【００８９】
ステージ部２１の位置合わせが済んだところで、第１グリップスイッチ７９及び第２グリップスイッチ８０から手を離す。これにより、瞬時に図１８の状態に戻って３つのブレーキ機構１２２のすべてがロックされる。さらに、エアーベアリング機構１０８もべース定盤２に吸着される。これにより、ステージ部２１がべース定盤２上に固定される。
【００９０】
次いで、前述した従来のマニュアルプローバ１の場合と同様に、微調整して探針１３を半導体ウエハ２０の測定位置に接触させて、測定を行う。
【００９１】
［効果］
この場合も、前記第１実施形態と同様に、ステージ部２１を移動させて行う半導体ウエハ２０の位置合わせが極めて容易になる。
【００９２】
この結果、半導体ウエハ２０のサイズの拡大に伴ってマニュアルプローバ７１が大型化した場合でも、ステージ部２１の位置合わせ作業を容易に行うことができ、半導体ウエハ２０の測定作業性が大幅に向上する。
【００９３】
［変形例］
（１）  前記実施形態では、ステージ部２１の移動を案内するガイド機構２２を、レール７３，７４と、ガイド８２，８３と、ステージ部２１に組み込んだエアーベアリング機構１０８とによって構成したが、スライダがレール上をスライドするガイドレールのみによってガイド機構２２を構成してもよい。この場合、Ｙ軸方向に２本のレールを配設し、各レール上のスライダにＸ軸方向にレールを掛け渡して、このレール上のスライダにステージ部２１を固定することになる。
【００９４】
この場合も、前記同様の作用、効果を奏することができる。
【００９５】
（２）  前記第２実施形態では、エアシリンダ１２３を作動させる手段として圧縮空気を用いたが、油圧等の他の流体を用いてもよい。
【００９６】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、次のような効果を奏する。
【００９７】
ステージ部を移動させる際の操作を２つのスイッチだけで可能にすると共に、各スイッチをステージ部の移動中に個別にでも両方同時にでも操作できるように、一体的に設けたので、ステージ部を移動させて行う薄板の位置合わせが極めて容易になる。
【００９８】
この結果、薄板のサイズの拡大に伴ってマニュアルプローバが大型化した場合でも、ステージ部の位置合わせ作業を容易に行うことができ、薄板の測定作業性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマニュアルプローバを示す正面図である。
【図２】従来のマニュアルプローバを示す正面図である。
【図３】従来のマニュアルプローバを示す側面図である。
【図４】従来のマニュアルプローバを示す平面図である。
【図５】従来のマニュアルプローバのブレーキ機構を示す平面断面図である。
【図６】従来のマニュアルプローバのブレーキ機構を示す側面断面図である。
【図７】図６のブレーキ機構の作動状態を示す側面断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るマニュアルプローバを示す側面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るマニュアルプローバを示す平面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す正面断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す側面断面図である。
【図１２】図１１のブレーキ機構のブレーキプレートを示す裏面図である。
【図１３】図１１のブレーキ機構の電気系及び空気圧系の回路構成図である。
【図１４】図１３の回路において第１及び第２グリップスイッチを共にオンした状態を示す回路構成図である。
【図１５】図１３の回路において第２グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【図１６】図１３の回路において第１グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係るマニュアルプローバのブレーキ機構を示す正面断面図である。
【図１８】図１７のブレーキ機構の電気系及び空気圧系の回路構成図である。
【図１９】図１８の回路において第１及び第２グリップスイッチを共にオンした状態を示す回路構成図である。
【図２０】図１８の回路において第２グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【図２１】図１８の回路において第１グリップスイッチをオンした状態を示す回路構成図である。
【符号の説明】
２：べース定盤、２０：半導体ウエハ、２１：ステージ部、３１：べースグリップ、３２：ドライブハンドル、７１：マニュアルプローバ、７２：Ｙ方向ガイド部、７３：Ｙ軸レール、７４：Ｘ軸レール、７５：案内溝、７６：ベースプレート、７７：Ｚ軸ベース、７８：Ｚアップレバー、７９：第１グリップスイッチ、８０：第２グリップスイッチ、８１：ブレーキ機構、８２：Ｙ軸ガイド、８３：Ｘ軸ガイド、８５：ガイドベース、８６：ガイド片、９０：収納空間、９２：ブレーキベース、９２：ブレーキプレート、９３：真空チューブ継ぎ手、９４：ガイドシャフト、９７：吸着用長穴、９８：袋穴、１０１：真空チューブ、１０２：圧縮スプリング、１０５：第１電磁弁、１０６：第２電磁弁、１０７：第３電磁弁、１０８：エアーベアリング機構、１１１：電源、１２２：ブレーキ機構、１２３：エアシリンダ、１２４：ピストンロッド、１２５：エアチューブ。
【図１】
0003781541.tif 000002
【図２】
0003781541.tif 000003
【図３】
0003781541.tif 000004
【図４】
0003781541.tif 000005
【図５】
0003781541.tif 000006
【図６】
0003781541.tif 000007
【図７】
0003781541.tif 000008
【図８】
0003781541.tif 000009
【図９】
0003781541.tif 000010
【図１０】
0003781541.tif 000011
【図１１】
0003781541.tif 000012
【図１２】
0003781541.tif 000013
【図１３】
0003781541.tif 000014
【図１４】
0003781541.tif 000015
【図１５】
0003781541.tif 000016
【図１６】
0003781541.tif 000017
【図１７】
0003781541.tif 000018
【図１８】
0003781541.tif 000019
【図１９】
0003781541.tif 000020
【図２０】
0003781541.tif 000021
【図２１】
0003781541.tif 000022