JP2851306B2 - テーブル搬送システム - Google Patents

テーブル搬送システム

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JP2851306B2
JP2851306B2 JP1185995A JP18599589A JP2851306B2 JP 2851306 B2 JP2851306 B2 JP 2851306B2 JP 1185995 A JP1185995 A JP 1185995A JP 18599589 A JP18599589 A JP 18599589A JP 2851306 B2 JP2851306 B2 JP 2851306B2
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    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、搬送対象物が載置される可動テーブル
を、レーザー干渉の利用による移動量測定を行いつつ移
動させるテーブル搬送システムに関するものである。
[従来の技術] この種のテーブル搬送システムにおいてテーブルの移
動量検出手段として用いられているレーザー波長器は、
レーザー光の波長を長さの単位として干渉計と反射鏡と
の間隔がλ/n(通常はn=4)変化した際に1パルス分
の信号が出力されるように構成されている。
そして、出力されたパルスに対してλ/nの値をかける
ことにより、インチ、あるいはミリの単位系に変換して
移動量を検出している。
ところで、例えば、走査光学系を用いてラスタスキャ
ンによる主走査を行い、テーブル搬送装置によりテーブ
ルをスライドさせて副走査を行うレーザーフォトプロッ
ター等の装置においては、テーブルの移動制御にスケー
リングという手法が用いられる。
スケーリングは、プリント基板等の対象物の露光範囲
を、露光後の化学的処理等のために初期設定の範囲から
微小に変更したい場合に用いられる手段であり、波長器
のスケールの定義を変更して測定される距離を実際の距
離より多く、あるいは少なくすることにより、初期設定
した移動量を減少、増加させるものである。
なお、走査線を等ピッチとするためには、増加し、あ
るいは減少した移動量を、目的とする移動量の全範囲に
平均して振り分ける必要があり、従来はこの振り分けを
テーブル駆動を制御するコントローラー内でソフトウェ
ア的に処理していた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来のテーブル搬送システム
においては、移動量の検出と駆動系の制御とを独立して
行い、駆動系の制御としてスケーリングを処理している
ため、スケーリングの最小単位は駆動系の最小単位に一
致することとなる。
一般的に、テーブル搬送システムの駆動系の分解能
は、レーザー波長器の位置検出の分解能より低いため、
従来のシステムでは、高い精度の検出を行いながら、荒
い精度のスケーリングしか行い得ないという問題があっ
た。
この問題は、駆動系の分解能を検出系と同程度まで高
めることによって解決することができるが、この場合に
は駆動系、及びソフトウェアにかかる負担が大きくなる
という新たな問題を生じさせる。
[発明の目的] この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであ
り、駆動系、及びソフトウェアの負担を増大させること
なく、精度の細かいスケーリングを行うことができるテ
ーブル搬送システム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] この発明は、搬送対象物が載置され、ベースに対して
変位可能な可動テーブルと、前記可動テーブルを駆動す
るテーブル駆動部と、レーザー光の干渉を利用すること
により、前記ベースと前記可動テーブルとの相対移動に
伴ってパルスを出力するパルス出力部と、該パルス出力
部から出力されるパルスを計測するカウンター部と、カ
ウンター部の出力とレーザー波長値とに基づいて前記相
対移動の距離を演算する移動量演算部と、初期設定され
たテーブル移動量をシフトさせるために、スケーリング
量を手動により補正因数として設定して演算に利用され
るレーザー波長値を補正する手動補正部と、前記移動量
演算部の演算結果に基づいて前記テーブル駆動部を制御
する駆動制御部とを有することを特徴とする。
この発明によれば、手動補正部は、スケーリング量を
手動により補正因数として設定して、演算に利用される
レーザー波長値を補正し、駆動制御部は移動量演算部の
演算結果に基づいてテーブル駆動部を制御する。
[実施例] 以下、この発明を図面に基づいて説明する。
ここでは、テーブル搬送システムを、フィルム等に対
して精密パターンを描画するレーザーフォトプロッタに
適用した実施例を説明する。
まず、第2図に従って装置全体の概略構成を説明す
る。
この装置は、Xテーブル11及びYテーブル12から構成
されるテーブル部10と、このテーブル部の上方に位置し
てテーブルに載置されたフィルム等の対象物20上をラス
タスキャンして露光させる描画用光学系30、及びテーブ
ルの移動位置を検出する位置検出用光学系40とから構成
されている。
Xテーブル11は、静止系であるベース部(図示せず)
に対して一方向にスライド自在に設けられ、x方向用の
DCモータによりボールネジを介して駆動される。
Yテーブル12は、このXテーブル11上に設けられたガ
イドレールに沿ってxテーブル11とは直交する方向にス
ライド自在に設けられ、y方向用のDCモータによりボー
ルネジを介して駆動される。
描画用光学系は、描画用レーザー31と、このレーザー
ビームを変調するAO変調器(超音波光学変調器)32と、
変調されたビームを偏向させるポリゴンミラー33、及び
このポリゴンミラー33で反射されたビームを描画面上に
収束させるfθレンズ34等の走査光用の光学素子により
構成されている。
この実施例の装置では描画面の主走査方向の幅を一回
の走査でカバーせずにこれを複数のレーンに分割し、複
数回の走査によって主走査方向の幅全体に描画できるよ
うテーブルの駆動方式を2軸としている。但し、基本的
にはラスタースキャン方式であるため、ベクタースキャ
ン装置のようなテーブルの両方向の駆動は必要なく、描
画時の駆動は両軸とも一方向のみとしてロストモーショ
ンの影響を除去している。従って、この装置において
は、スケーリングが必要となるのはy軸方向の駆動のみ
となる。
基本的な動作としては、固定された描画用光学系30に
対し、yテーブル12を移動させつつスポットを走査して
描画を行い、所定の走査幅でy方向の走査が終了する
と、xテーブル11を走査幅分移動すると共にyテーブル
12を書き初めと同一位置に戻し、再びyテーブル12を移
動させつつ描画を行う。
位置検出用光学系40は、位置検出用レーザー41と、こ
のレーザーからの光束を2分するビームスプリッター42
と、x軸用位置検出部43、y軸用位置検出器44とから構
成される。x軸用位置検出部43は、レーザーからの光束
を参照ビームと測定ビームとに分割すると共に、Yテー
ブル12に固定されたx軸ミラー45で反射された反射ビー
ムと参照ビームとを干渉させる干渉部43aと、干渉した
ビームの強度を測定する受光部43bとを有している。
y軸用位置検出部44も、同様にして干渉部44a、受光
部44bを備えている。
次に、上述したフォトプロッタのテーブル制御につい
て説明する。
制御系は、第1図に示した通り、x軸、y軸用の受光
部からの信号を受けて移動量及び移動方向を示すパルス
を出力するパルス出力部と、このパルス出力部からの信
号を受けてアップダウンのカウントを行うリバーシブル
カウンターと、このカウンターから出力されるカウント
値とレーザーの波長値とからテーブルの移動量を演算す
る移動量演算部と、演算された移動量をテーブルの移動
量と認識して各軸用のDCモータを駆動する駆動制御部と
を有している。
また、xテーブル移動量演算部には、自動補正部の信
号が入力され、yテーブル移動量演算部には、自動補正
部と手動補正部とからの信号が入力される。
ここで位置検出用のパルス出力の原理につき簡単に説
明する。
位置検出用レーザーから2つの僅かに異なる周波数f
1,f2のコヒーレントな光を発生させ、f1を測定光として
テーブルに設けられた反射鏡に導き、f2を参照光として
反射された測定光と干渉させる。反射鏡が移動すると、
f1の周波数はドップラー効果により移動方向にΔf1のド
ップラー変調を生じる。そして、各軸用の受光部により
測定周波数f2,(f1±Δf1)が電気信号に変換される。
また、f1,f2はそれぞれ基準ビームとして別個に基準
周波数を示す電気信号に変換される。
次に、それぞれの電気信号をACアンプに入力し、測定
周波数の差周波数f2−(f1±Δf1)と、基準周波数の差
周波数f2−f1を取り出す。
これらの差周波数をパルスコンバータに入力してΔf1
を取り出し、λ/4の移動に対して1パルスを出力させ
る。
このようにレーザー波長を基準として移動量の検出を
行う場合、気圧、気温等の環境の変化により空気の屈折
率が変化すると、光速及びレーザー光の波長も変化によ
り測定の基準が変化することとなる。
精密な測定を行う移動量検出手段は、これらの環境の
変化による影響を補正するため、真空中のレーザーの波
長を基準値として、気圧等をパラメータとする所定の補
正値をかけることにより実際の環境に適合した測定を行
うようにしている。
自動補正部は、センサーから入力される環境変数に基
づいて補正因数αを設定する。
また、手動補正部は、このようなレーザー波長の補正
を利用して故意に測定単位の変更、すなわちスケーリン
グを行うための補正部であり、公式からまたはハンドブ
ックの表からスケーリング量に対応する波長シフトを引
き出して補正因数βを計算し、各テーブル移動量演算部
に特有の形式で提供する。
なお、各補正部は、光速の変化に対する補正に加え、
計測または作業する部分の熱膨張をも補正することがで
きる。全ての寸法は、通常20℃におけるものを示してお
り、より高温になれば、その部分が持つ熱膨張係数が正
か負かにより、これより長く、または短くなる。自動補
正装置は、センサーとして部分温度を検知する特別な熱
測定子を有している。
熱膨張係数は、装置の回転スイッチにより入力され
る。自動補正部は、要求される演算を自動的に行い、そ
れに応じて補正因子αを修正する。同じ原理は、手動補
正部を使用している際にも適用できる。
xテーブル移動量演算部は、真空中のλ/4の値、例え
ば位置検出用レーザーとしてHe−Neガスレーザーを用い
る場合には0.15824785μmに気温等の環境変化を変数と
する補正因数αを乗じて移動量とする。
yテーブル移動量演算部は、真空中のλ/4の値に補正
因数αを乗じ、更にスケーリング量を変数とする補正因
数βを乗じて移動量とする。
上記のような作用により、xテーブルについては環境
の変化による影響を補正した値で移動量が検出され、y
テーブルについては環境の変化、スケーリングによる影
響を補正した値で移動量が検出される。
駆動制御部は、これらの検出された移動量を実際の移
動量として認識し、初期設定されたテーブル移動量と実
際の移動量とに基づいて各軸のDCモータを駆動制御す
る。
上記の構成によれば、位置検出部の分解能を最小単位
とする精度の高いスケーリングを行うことができる。ま
た、検出される移動量に既にスケーリング分の補正が含
まれているため、これをソフトウェア的に処理する必要
がない。
なお、上記の実施例では、フォトプロッターとしての
機能上、スケーリングをy軸方向のみとしているが、こ
れを両軸とすることも可能である。
また、上記の実施例では環境の変化に対応するための
自動補正部を設けているが、これはこの発明には必須で
はなく、環境変化の少ない室内で用いる場合には手動補
正部のみを設ける構成であってもよい。
[効果] 以上説明したように、この発明のテーブル搬送システ
ムによれば駆動系、及びソフトウェア上の精度を高めて
負担を増大させることなく、位置検出系の分解能を最小
単位とする精度の高いスケーリングを行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明に係るテーブル搬送システムの一実施
例を示す制御系のブロック図、第2図は第1図の装置が
設けられるレーザーフォトプロッターの概略説明図であ
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−178072(JP,A) 特開 昭50−2568(JP,A) 特開 昭60−201413(JP,A) 特開 昭62−260211(JP,A) 特開 平2−311910(JP,A) 実開 昭63−179510(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05D 3/00 - 3/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】搬送対象物が載置され、ベースに対して変
    位可能な可動テーブルと、 前記可動テーブルを駆動するテーブル駆動部と、 レーザー光の干渉を利用することにより、前記ベースと
    前記可動テーブルとの相対移動に伴ってパルスを出力す
    るパルス出力部と、 該パルス出力部から出力されるパルスを計測するカウン
    ター部と、 カウンター部の出力とレーザー波長値とに基づいて前記
    相対移動の距離を演算する移動量演算部と、 初期設定されたテーブル移動量をシフトさせるために、
    スケーリング量を手動により補正因数として設定して演
    算に利用されるレーザー波長値を補正する手動補正部
    と、 前記移動量演算部の演算結果に基づいて前記テーブル駆
    動部を制御する駆動制御部とを有することを特徴とする
    テーブル搬送システム。
  2. 【請求項2】環境によって変化するレーザー波長の変化
    を補正因数として演算に利用されるレーザー波長値を補
    正する自動補正部を備えることを特徴とする請求項1記
    載のテーブル搬送システム。
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