JPH0550721U - 縮小露光装置の移動ステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】１３の停止精度を左右する摩擦係数を１７と１
８から算出し、ステージ位置をアドレスとしてマトリッ
クス表を作成し、これより最適な移動曲線を１にて作成
し、１３を移動，停止させ、停止精度を８にて計測して
マトリックス表を更新しながら、順次移動を繰り返して
露光が行なえる。 【効果】ステージの移動後の整定時間が短縮でき、停止
精度が向上し、縮小露光装置による生産性が向上すると
ともに、露光精度の向上が実現できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は半導体製造装置に使用される縮小露光装置のなかで、ウェハを固定し て移動させるための移動ステージの制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３に従来技術の構成図を示す。制御用計算機１より与えられた移動量は、レ ーザ干渉測長計８により測長された現在位置との偏差量１６としてＤ／Ａ変換器 ９ａ，９ｂに与えられる。図中、切換えスイッチ１５は実線側となっており、加 速パターン発生回路２より発生した加速パターンによりサーボモータ１０が回転 し、このときタコジェネレータ１１より発生する信号により速度制御フィードバ ックが構成され、ボールネジ１２が回転運動を直線運動に変換し、移動テーブル １３が移動を開始する。移動位置は、レーザ干渉測長計８にて計測され、位置制 御フィードバックが構成される。

【０００３】 加速パターンが終了すると、切換スイッチ１５は点線側となり、定速および減 速パターン発生回路３により、あらかじめ定められた偏差量１６のＡ点まで定速 状態を続け、その後、減速パターンで移動する。この減速パターンは非線形であ り、この状態で偏差量１６のＢ点になると、線形位置制御回路４により線形動作 となった後、目標位置における停止誤差範囲内になるように線形および積分補償 回路６が動作し、一定時間後に位置制御サーボループを断として、摺動面の摩擦 による停止を行なう。この時、停止誤差量を緩和するために、オフセット調整回 路５により移動方向別のオフセット調整を行なう。また、位置制御サーボループ を断とするのは、停止状態におけるサーボ制御の振動影響をなくすためである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

以上述べた従来の移動ステージの制御構成では、ウェハの大口径化に伴い移動 テーブルの質量が増加し、スライダの摺動面の摩擦が大きくなり、積分補償のみ では停止精度を向上することは出来なくなり、また、移動テーブルの移動量およ び任意の停止位置での摩擦の変化により、停止精度が変化し、微小移動ができな い等の不具合が発生し、結果的には停止精度の向上のためにリトライ動作を繰り 返すことにより生産性の低下を招くとともに、停止精度に起因して露光精度を低 下させる欠点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案はこれらの問題をなくすために、移動テーブルの停止精度を左右する移 動量、および移動方向による摩擦係数の分布が測定できる構成とし、この測定デ ータより最適な移動曲線を計算して、ウェハを固定したテーブルを移動させ、測 長器にて常時停止精度を監視し、停止精度が低下した場合は、自動的に制御用計 算機からの指令により前記データを取得，更新することにより、安定かつ高精度 な移動ステージの制御を実現する。

【０００６】

【作用】

本考案を実現するために、縮小露光装置の移動テーブルとして移動可能な範囲 において、各軸（Ｘ，Ｙ軸）の移動方向ごとに、移動量に応じた各点の摩擦係数 と停止精度を測定してマトリックス表を制御用計算機にて作成する。制御用計算 機は、ステージの移動指令により、移動方向と移動量に応じて、既作成のマトリ ックス表を参照して最適な移動曲線を作成し、これをサーボモータに与えてステ ージを移動する。また、制御用計算機はレーザ測長計により時分割にて移動距離 に応じたステージの速度を測定し、最適な移動曲線に近づくように補正を行なう 。このようにして、停止した結果（停止精度）を随時測定して、前記マトリック ス表の更新を行ない、安定かつ高精度な移動ステージの制御を実現する。

【０００７】

【実施例】

図１は本考案の一実施例である。図中、１は制御用計算機であり、レーザ干渉 測長計８により計測された移動ステージ１３の現在値を読み取り、位置データを 作成する。また、サーボモータ１０の電流値を、電流読み取り回路１８にてデジ タル化して読み取ると同時に、サーボモータ１０に直結したタコジェネレータ １１の速度を、速度読み取り回路１７によりデジタル化して読み取り、モータ電 流と速度から摩擦係数を算出する。制御用計算機１より与えられた移動曲線は、 線形位置制御回路４を介してサーボアンプ７に与えられ、サーボモータ１０を駆 動する構成である。

【０００８】 次にこのような構成の移動ステージの動作を図１および図２で説明する。

【０００９】 まず制御用計算機１は、あらかじめ定められた標準の移動曲線により、縮小露 光装置のステージが移動可能な範囲を、移動，停止を繰り返しながら、図２のｅ 点におけるモータ電流と速度のデータを読み取り、ｅ点における摩擦係数を算出 すると共に、目標停止点ｆにおける停止誤差をレーザ干渉測長計８により測定す る。この情報を初期状態として、ｆ点におけるＸ軸の位置座標とＹ軸の位置座標 をアドレスとして、マトリックス表を作成しファイル化する。

【００１０】 次に、縮小露光装置の移動ステージとして、露光動作の起動指令が発行される と、制御用計算機１は、前記マトリックス表より、現在の停止点における摩擦係 数を求め、加速度領域Ａにおけるａ〜ｂ点までの最適加速度パターンを作成し、 Ａ／Ｄ変換器９ａに逐次与える。例えば、図２の点線で示される加速度パターン が与えられる。タコジェネレータ１１からの信号は速度信号であり、移動ステー ジ１３が最高速度になると、制御用計算機１は、定速領域Ｂとしてｂ〜ｃ点まで 一定の速度データをＡ／Ｄ変換器９ａに与える。レーザ干渉測長計８により計測 されｃ点へ到達すると、減速領域Ｃとなり、減速点ｃでの速度から算出された最 適減速パターンによりｃ〜ｄ点まで減速移動する。例えば、図２の点線で示され る減速パターンが与えられる。領域Ｄは、移動ステージ１３の振動を低減するク リープ領域であり、この領域Ｄの速度パターンは、減速点ｃの速度よりクリープ 速度が算出されｄ〜ｅ点へ移動する。

【００１１】 このように、各領域において求められた最適移動曲線は、線形位置制御回路４ を介してサーボアンプ７に与えられ、サーボモータ１０を回転させる。サーボモ ータ１０に直結したボールネジ１２は、回転運動を直線運動に変換し、移動ステ ージ１３を目標位置へ移動させる。移動ステージの位置は、常時、レーザ干渉測 長計８により計測され、ａ〜ｆ点を検出する。ｅ点に到達した移動ステージ１３ は、起動指令が停止となり、停止領域Ｅ間の摩擦により自然停止する。ｅ点で起 動指令を停止にするのは、ｆ点以降、露光動作があり、この時にサーボ制御によ る振動をなくすために、サーボアンプ７とサーボモータ１０を切り離す。

【００１２】 さて、目標停止位置ｆ点に高精度で停止させるためには、移動量に対応するｅ 点でのクリープ速度と、停止領域Ｅ間の距離と、ｅ〜ｆ間の摩擦係数によるため 、前記マトリックス表の摩擦係数よりｅ点の距離を算出し、停止領域Ｅにおける 最適な自然停止パターンを実現する。ｆ点に停止した移動ステージ１３は、レー ザ干渉測長計８により停止精度が計測され、この停止精度から前記マトリックス 表の摩擦係数データがただちに更新され、次回の起動指令に備える。もし、移動 方向によりｆ点での停止精度が変化する場合は、移動方向別に前記の最適移動曲 線を作成しても良いが、ｅ点でのクリープ速度に方向別のオフセット速度を計算 して 、制御用計算機１がＡ／Ｄ変換器９ｂに与え、オフセット調整回路によりサーボ アンプ７に加算しても実現できる。

【００１３】 なお、これまでの説明においては、移動ステージ１３の速度検出をタコジェネ レータ１１とする構成をとってきたが、レーザ干渉測長計８のデジタル化された データの特定のビットを、周波数−電圧変換することにより、同じ目的を達成で きる。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の移動ステージの制御によれば、スライダの摺動 面の摩擦係数を測定して、最適な移動曲線でステージを移動することができ、し たがって、目標停止位置における停止精度の向上が可能となる。また、移動，停 止を繰り返すごとに摩擦係数データを更新するために、スライダの摺動面の経年 変化を除去することができる。このため、縮小露光装置のウェハ移動ステージと して、ステージ移動後の整定時間が短縮でき、停止精度の向上が可能となるため 、縮小露光装置による生産性が向上し、なおかつ露光精度の向上が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の移動ステージの制御構成図である。

【図２】本考案の一実施例を示す制御構成図である。

【図３】最適移動曲線の説明図である。

【符号の説明】

１…制御用計算機、４…線形位置制御回路、５…オフセ
ット調整回路、７…サーボアンプ、８…レーザ干渉測長
計、９ａ，９ｂ…Ｄ／Ａ変換器、１０…サーボモータ、
１１…タコジェネレータ、１３…移動ステージ、１７…
電流読み取り回路、１８…速度読み取り回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 大庭 茂実 茨城県東茨城郡内原町三湯字訳山500番地 日立那珂エレクトロニクス株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】テーブル上にウェハを固定して、そのテー
   ブル面と平行な平面内において直角の方向に移動可能な
   テーブルと、前記テーブルと結合して軸方向が直角とな
   る二つのスライダと、該スライダを駆動してテーブルを
   移動する駆動部と、テーブルの位置を微小に計測して、
   位置制御を行なえる手段を備えた縮小露光装置の移動ス
   テージにおいて、ウェハを固定したテーブルの目標位置
   に対する停止誤差に影響をおよぼす移動距離，摩擦係数
   分布の各データを、あらかじめ設定した目標停止誤差以
   外になったときに、指定された露光シーケンス内に前記
   データを取得し、このデータより最適な移動曲線を計算
   して、微小位置の計測手段との併用により位置制御する
   事を特徴とする縮小露光装置の移動ステージ。