JPH0618169B2 - 縦型移動テーブル装置のテーブル移動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線を光源としてリ
ソグラフィマスクをウエハに転写する半導体製造装置
等、短時間に高精度な位置決めを必要とする作業に使用
される縦型移動テーブル装置のテーブル移動方法に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】従来、半導体製造装置として、波長の比
較的長い光を光源に用いてリソグラフィマスクをウエハ
に転写する光ステッパがある。この光ステッパは、比較
的波長の長い光を光源として用いているので、光源を自
由に配置することができる。従って、ウエハを保持する
テーブルとして水平移動テーブル装置を使用することが
でき、この上方に光源を配置することができる。

【０００４】ところが、ウエハに微細な転写を行なう場
合に、光源の波長を短かくしようとしても光源の性質上
限界があった。

【０００５】これに対して、波長の短かいＸ線を光源と
して用いることが考えられ、このＸ線の光源はＳＯＲ
（シンクロトロン オービット ラジェーション）リン
グが用いられる。しかし、このＳＯＲリングは、水平に
ビームを発するものであり、また、Ｘ線は屈折したり大
気中に晒されると減衰してしまうという特性を有するた
め、真空中で発せられるビームをそのままの状態で使用
しなければならないという制約がある。このために、ウ
エハを垂直に配置する必要がある。そこでウエハを保持
するテーブルを上下方向及び水平方向に移動する縦型移
動テーブル装置として構成する必要が生じる。しかし従
来の前後方向及び左右方向に移動する水平移動テーブル
装置をそのまま縦形移動テーブル装置に置換えた場合に
は、テーブルを上下移動するためのモータによってテー
ブル全重量を支えることとなる。このため、常にモータ
に電流を通じていなければならず、モータが発熱し、こ
の熱が半導体製造装置に伝導されて悪影響を及ぼすとい
う問題がある。

【０００６】また、半導体製造装置のような超精密機械
ではサブミクロンオーダの精度が要求されるが、従来の
水平移動テーブル装置をそのまま縦型移動テーブル装置
として用いただけでは、重力の影響と、それから派生す
る摩擦トルクの増大によって急加速、急停止の駆動と短
時間の高精度な位置決めができないという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
縦型移動テーブル装置では、テーブルを上下方向（重力
方向）に移動させる場合には、テーブルを上下方向（重
力方向）に移動させるモータに大きな負荷がかかること
により発熱が大きくなり、しかも前記モータによってテ
ーブルを支えながら移動させることにより移動時間が遅
くなり、且つ高精度な位置決めができないという問題点
があった。

【０００８】本発明は上記した課題を解決する目的でな
され、テーブルを重力方向に移動させるモータにかかる
負荷を低減して発熱を小さくし、且つテーブル移動のス
ピードアップと高精度な位置決めを行うことができる縦
型移動テーブル装置のテーブル移動方法を提供しようと
するものである。

【０００９】［発明の構成］

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために本発明は、重力方向の移動軸をもつ縦移動テーブ
ルと、この縦移動テーブルに支持され水平方向の移動軸
をもつ横移動テーブルと、前記縦移動テーブルと横移動
テーブルをそれぞれ重力方向と水平方向に移動させる移
動手段とを具備した、縦型移動テーブル装置において、
前記横移動テーブルを水平方向に複数点設定した位置決
め点まで移動させた後、前記縦移動テーブルを重力方向
に前記横移動テーブルを次の列で水平方向に移動させる
位置決め点まで移動させる動作を順次繰返すようにして
前記横移動テーブルと縦移動テーブルとを移動させるこ
とを特徴としている。

【００１１】

【作用】本発明によれば、横移動テーブルを水平方向に
複数点設定した停止位置決め点まで移動させた後、縦移
動テーブルを重力方向に前記横移動テーブルを次の列で
水平方向に移動させる停止位置決め点まで移動させるこ
とにより、縦移動テーブルを重力方向に移動させる時間
と距離を短縮することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図示の一実施例に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る縦型移
動テーブル装置のテーブル移動方法を示す説明図、図２
は、図１に示したテーブル移動方法で動作する縦型移動
テーブル装置を備えたＸ線を光源とした半導体製造装置
を示す概略構成図、図３は、図２に示した半導体製造装
置に備えられた縦型移動テーブル装置を示す正面図であ
る。

【００１３】図２に示すようにこの半導体製造装置は、
Ｘ線の光源としてのＳＯＲリング（図示省略）を連設す
る真空状態の真空室１と、ウエハ３を保持する縦型移動
テーブル装置５とから構成されている。

【００１４】真空室１内には、ＳＯＲリング（図示省
略）から発するＸ線ビームを間欠的に通過させるシャッ
タ７が設けられている。そして、シャッタ７の前方の真
空室１前壁１a には、Ｘ線ビームを通過させる開口部９
が開設されており、この開口部９の前縁にはリソグラフ
ィマスク１１を着脱自在に取付け可能な真空チャック１
２が設けられている。前記シャッタ７は、図２及び図４
に示すようにＸ線ビームを通過させる小孔１３を有する
支持部材１５と、この支持部材１５に対して回転自在に
設けられた回転板１７とから構成されており、この回転
板１７は支持部材１５に支持された回転板駆動用モータ
１９の駆動軸１９a に取付けられている。回転板１７に
は、一回転毎に前記支持部材１５の小孔１３に合致する
小孔２１が穿設されている。

【００１５】縦型移動テーブル装置５は図３に示すよう
に、重力方向に移動自在に設けられた縦移動テーブル２
３と、水平方向に移動自在に設けられた横移動テーブル
２５とから構成されている。

【００１６】縦移動テーブル２３は、本体フレーム２７
に回転自在に支承され螺子軸で構成された重力方向の移
動軸２９に螺合支持されるとともに、本体フレーム２７
に設けられた左右一対のガイド部材３１の貫通により摺
動自在に支持されている。重力方向の移動軸２９は、本
体フレーム２７上に載置された縦駆動用モータ３３によ
って回転駆動される。

【００１７】横移動テーブル２５は、縦移動テーブル２
３上に取付けられた支持フレーム３５に回転自在に支承
され螺子軸で構成された水平方向の移動軸３７に螺合支
持されるとともに、支持フレーム３５に設けられた上下
一対のガイド部材３９の貫通により摺動自在に支持され
ている。水平方向の移動軸３７は、フレーム３５の側部
に取付けられた横駆動用モータ４１によって回転駆動さ
れる。この横移動テーブル２５には、ウエハ３を着脱自
在に取付ける真空チャック４３が設けられている。

【００１８】また、縦移動テーブル２３の後側には、カ
ウンターウエイト４５が配置されており、このカウンタ
ーウエイト４５はスチールベルト４７で縦移動テーブル
２３に連結されている。スチールベルト４７は、本体フ
レーム２７の頂部に設けられた回転自在のローラ４９に
巻回され、ローラ４９は、本体フレーム２７に立設され
たブラケット５０に支持されている。

【００１９】カウンターウエイト４５は、図２、図５に
示すように本体フレーム２７に設けられたガイド部材５
１によって上下動自在に支持されている。

【００２０】カウンターウエイト４５の重量は、重力方
向の移動軸２９に作用しようとする縦移動テーブル２３
側の全重量及び横移動テーブル２５側の全重量と釣合う
ように構成されている。

【００２１】なお、上記した縦型移動テーブル装置５
は、真空室１前壁１a に取付けられたリソグラフィマス
ク１１に、横移動テーブル２３に取付けたウエハ３が至
近距離（例えば１０ミクロン）に位置するように配置さ
れている。

【００２２】また、回転板駆動用モータ１９、縦駆動用
モータ３３及び横駆動用モータ４１は、制御装置５３が
発信する駆動指令信号によって駆動制御されるように構
成されている。

【００２３】上記のように構成されている半導体製造装
置により、真空室１内でＳＯＲリング（図示省略）から
発するＸ線ビームは、制御装置５３が発信する駆動指令
信号によって回転駆動される回転板駆動用モータ１９に
より回転する回転板１７の小孔２１が支持部材１５の小
孔１３と合致したときにのみ、小孔１３，２１を通過し
て、リソグラフィマスク１１上のパターンを縦型移動テ
ーブル装置５の横移動テーブル２５面上に保持されたウ
エハ３に転写する。

【００２４】次に、ウエハ３を水平、重力方向に移動さ
せてリソグラフィマスク１１を転写する場合における、
本実施例に係る縦型移動テーブル装置５のテーブル移動
方法を図１を参照して説明する。

【００２５】図１に示すように、本実施例ではウエハ３
を水平、重力方向に移動させてリソグラフィマスク１１
を転写する場合、規則的（碁盤目状）に配置された停止
位置決め点１から６３までを順次移動させて行なわれ
る。この停止位置決め点１から６３までの移動は、重力
方向の移動１回に対し水平方向の移動を複数回させて行
なうようにする。

【００２６】即ち、図１、図６に示すように、停止位置
決め点１にウエハ３が位置決めされると、制御装置５３
から回転板駆動用モータ１９に駆動指令信号が出力さ
れ、この駆動指令信号により回転駆動用モータ１９が回
転駆動され、回転板１７を１回転させる。この回転板１
７の回転により回転板１７の小孔２１が支持部材１５の
小孔１３と合致したところで、小孔１３，２１をＸ線ビ
ームが通過してリソグラフィマスク１１上のパターンを
ウエハ３の停止位置決め点１に転写する。

【００２７】この転写が完了すると制御装置５３から横
駆動用モータ４１に駆動指令信号が出力され、この駆動
指令信号により横駆動用モータ４１が回転駆動され、水
平方向の移動軸３７を介して、横移動テーブル２５を水
平方向（図では左右方向）に移動させてウエハ３の停止
位置決め点２まで移動させる。そして、ウエハ３が停止
位置決め点２に位置決めされると、制御装置５３から回
転板駆動用モータ１９に駆動指令信号が出力され、この
駆動指令信号により回転板駆動用モータ１９を介して回
転板１７が１回転され、Ｘ線ビームが小孔１３，２１を
通過してリソグラフィマスク１１上のパターンをウエハ
３の停止位置決め点２に転写する。

【００２８】このような横移動テーブル２５の水平方向
の移動と、回転板１７の回転とを繰返してウエハ３の停
止位置決め点９までの転写が完了すると、制御装置５３
から縦駆動用モータ３３に駆動指令信号が出力される。
この駆動指令信号により縦駆動用モータ３３が回転駆動
され、移動軸２９を介して、縦移動テーブル２３を重力
方向（図では上下方向）に移動させてウエハ３を停止位
置決め点１８まで移動させる。

【００２９】そして、ウエハ３が停止位置決め点１８に
位置決めされると、制御装置５３から回転板駆動用モー
タ１９に駆動指令信号が出力され、この駆動指令信号に
より回転板駆動用モータ１９を介して回転板１７が１回
転され、上記同様にリソグラフィマスク１１上のパター
ンをウエハ３の停止位置決め点１８に転写する。この転
写が完了すると、制御装置５３から横駆動用モータ４１
に駆動指令信号が出力され、この駆動指令信号により水
平方向の移動軸３７が回転され、横移動テーブル２５を
水平方向に移動させて、ウエハ３の停止位置決め点１７
まで移動させる。このようにして、ウエハ３の停止位置
決め点１から６３までの転写が順次行なわれる。

【００３０】また、横移動テーブル２５を支持する縦移
動テーブル２３は、カウンターウエイト４５と釣合状態
で支持されるから、この重量を縦駆動用モータ３３で支
持する必要がない。従って、縦駆動用モータ３３には、
縦移動テーブル２３を移動させるときにのみ電流を通じ
るだけでよいから、モータの発熱が防止され、ウエハ３
への熱影響を防止することができる。さらに、縦移動テ
ーブル２３を重力方向に移動させる時間が短時間ですむ
ので、縦駆動モータ３３に大きな負荷がかかっている時
間が短くてすみ、縦駆動用モータ３３の発熱を少なくす
ることができる。

【００３１】また、カウンターウエイト４５によって縦
駆動用テーブル２３側及び横移動テーブル２５側の重量
が打消されるので、縦駆動用モータ３３の制御する荷重
が著しく小さくなることにより、テーブル２３，２５の
位置決めを短時間で高精度に行なうことができる。この
ため、サブミクロンの精度が要求される半導体の製造を
高精度に効率よく行なうことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように本発明によれば、重力方向に移動する縦移動テ
ーブルの移動量を小さくすることによって、縦移動テー
ブルを移動させるモータへの負荷が低減されることによ
り発熱が少なくなるので、本発明のテーブル移動方法を
半導体製造装置のテーブル移動に適用することにより、
半導体を製造する際の熱の影響を低減することができ
る。

【００３３】また、大きな荷重がかかる縦移動テーブル
の移動量が小さいことにより、位置決めに要するトータ
ルの縦移動テーブルの移動が短時間ですむので、位置決
め時のテーブル移動のスピードアップを図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る縦型移動テーブル装置
のテーブル移動方法を示す説明図である。

【図２】本発明に係るテーブル移動方法で動作する縦型
移動テーブル装置を備えたＸ線を光源とした半導体製造
装置を示す概略構成図である。

【図３】図２に示した半導体製造装置に備えられた縦型
移動テーブル装置を示す正面図である。

【図４】図２に示した半導体製造装置のシャッタを示す
斜視図である。

【図５】図２，図３に示した縦型移動テーブル装置のカ
ウンターウエイトのガイドを示す断面図である。

【図６】縦型移動テーブル装置の回転板駆動用モータ、
縦駆動用モータ及び横駆動用モータの作動関係を示した
タイムチャートである。

【符号の説明】

３ ウエハ ５ 縦型移動テーブル装置 ７ シャッタ ２３ 縦移動テーブル ２５ 横移動テーブル ２９ 重力方向の移動軸 ３３ 縦駆動用モータ ３７ 水平方向の移動軸 ４１ 横駆動用モータ ４５ カウンターウエイト ５３ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重力方向の移動軸をもつ縦移動テーブル
   と、この縦移動テーブルに支持され水平方向の移動軸を
   もつ横移動テーブルと、前記縦移動テーブルと横移動テ
   ーブルをそれぞれ重力方向と水平方向に移動させる移動
   手段とを具備した縦型移動テーブル装置において、前記
   横移動テーブルを水平方向に複数点設定した位置決め点
   まで移動させた後、前記縦移動テーブルを重力方向に前
   記横移動テーブルを次の列で水平方向に移動させる位置
   決め点まで移動させる動作を順次繰返すようにして前記
   横移動テーブルと縦移動テーブルとを移動させることを
   特徴とする縦型移動テーブル装置のテーブル移動方法。