JP3473685B2 - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対象物を２次元方
向に位置決めするＸＹステージを備えた半導体製造装置
に関するものである。
向に位置決めするＸＹステージを備えた半導体製造装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造装置には、例えば、プロー
バ、露光機、ウエハ検査装置等がある。プローバ、露光
機、ウエハ検査装置等はＸＹステージを備えている。プ
ローバでは、ＸＹステージでウエハを２次元方向に位置
決めすることによって、検査箇所にプローブを当て、ウ
エハ上の半導体回路を検査する。露光機では、ＸＹステ
ージでウエハを２次元方向に位置決めすることによっ
て、ウエハに光を当て、フォトエッチングによりチップ
上にパターンを形成する。ウエハ検査装置では、ＸＹス
テージでウエハを２次元方向に位置決めすることによっ
て、ウエハをカメラで撮像し、ウエハにごみが付着して
いたり、きずが付いていないか等を検査する。
バ、露光機、ウエハ検査装置等がある。プローバ、露光
機、ウエハ検査装置等はＸＹステージを備えている。プ
ローバでは、ＸＹステージでウエハを２次元方向に位置
決めすることによって、検査箇所にプローブを当て、ウ
エハ上の半導体回路を検査する。露光機では、ＸＹステ
ージでウエハを２次元方向に位置決めすることによっ
て、ウエハに光を当て、フォトエッチングによりチップ
上にパターンを形成する。ウエハ検査装置では、ＸＹス
テージでウエハを２次元方向に位置決めすることによっ
て、ウエハをカメラで撮像し、ウエハにごみが付着して
いたり、きずが付いていないか等を検査する。
【０００３】図７は従来における半導体製造装置に用い
るＸＹステージの構成例を示した図である。図７で、ス
ライダ部１にはウエハホルダ２０が設けられている。ウ
エハホルダ２０上に検査対象であるウエハ２１が載せら
れている。ガイドバー２，３はプレート４上に引かれて
いて、Ｘ軸方向に延びている。支持部材５はスライダ部
１をガイドバー２，３に移動自在に支持する。モータ６
の出力軸にはねじ７が連結されている。部材８にねじ７
が螺合されている。部材８はスライダ部１に固定されて
いる。モータ６が回転駆動することによって、スライダ
部１はＸ軸方向に移動する。
るＸＹステージの構成例を示した図である。図７で、ス
ライダ部１にはウエハホルダ２０が設けられている。ウ
エハホルダ２０上に検査対象であるウエハ２１が載せら
れている。ガイドバー２，３はプレート４上に引かれて
いて、Ｘ軸方向に延びている。支持部材５はスライダ部
１をガイドバー２，３に移動自在に支持する。モータ６
の出力軸にはねじ７が連結されている。部材８にねじ７
が螺合されている。部材８はスライダ部１に固定されて
いる。モータ６が回転駆動することによって、スライダ
部１はＸ軸方向に移動する。
【０００４】ガイドバー９，１０はプレート１１に引か
れていて、Ｙ軸方向に延びている。支持部材１２はプレ
ート４をガイドバー９，１０に移動自在に支持する。モ
ータ１３の出力軸にはねじ１４が連結されている。部材
１５にねじ１４が螺合されている。部材１５はプレート
４に固定されている。モータ１３が回転駆動することに
よって、プレート４はＹ軸方向に移動する。
れていて、Ｙ軸方向に延びている。支持部材１２はプレ
ート４をガイドバー９，１０に移動自在に支持する。モ
ータ１３の出力軸にはねじ１４が連結されている。部材
１５にねじ１４が螺合されている。部材１５はプレート
４に固定されている。モータ１３が回転駆動することに
よって、プレート４はＹ軸方向に移動する。
【０００５】このようにモータ６，１３の回転駆動によ
って、スライダ部１はＸ，Ｙ軸方向に位置決めされる。
スライダ部３１を移動し、ウエハ２１が位置固定された
プローブ（図示せず）に当たる位置に位置決めする。こ
の状態でスライダ部３１を２次元方向に移動すると、位
置固定されたプローブがウエハ２１の各チップに順番に
当てられ、各チップの検査が行われる。
って、スライダ部１はＸ，Ｙ軸方向に位置決めされる。
スライダ部３１を移動し、ウエハ２１が位置固定された
プローブ（図示せず）に当たる位置に位置決めする。こ
の状態でスライダ部３１を２次元方向に移動すると、位
置固定されたプローブがウエハ２１の各チップに順番に
当てられ、各チップの検査が行われる。
【０００６】しかし、図７の従来例では次の問題点があ
った。
った。
【０００７】（問題点１）図８に示すように、加工誤差
によりガイドバー９，１０に曲がりがあると、プレート
４はガイドバー９，１０に沿って移動したときにθ方向
に回転ずれが生じる。これをヨーイングとする。ヨーイ
ングによる角度ずれをΔθ、スライダ部１の支点からス
ライダ部１がある位置までのアーム長をＬとすると、ス
ライダ部１の位置ずれΔＹ＝Ｌ・Δθになる。このよう
に、ヨーイングによる角度ずれがアーム長で増幅されて
スライダ部１に位置誤差が生じる。
によりガイドバー９，１０に曲がりがあると、プレート
４はガイドバー９，１０に沿って移動したときにθ方向
に回転ずれが生じる。これをヨーイングとする。ヨーイ
ングによる角度ずれをΔθ、スライダ部１の支点からス
ライダ部１がある位置までのアーム長をＬとすると、ス
ライダ部１の位置ずれΔＹ＝Ｌ・Δθになる。このよう
に、ヨーイングによる角度ずれがアーム長で増幅されて
スライダ部１に位置誤差が生じる。
【０００８】図７の従来例では、スライダ部１をθ方向
に制御できないため、ヨーイングによる誤差は加工精度
により決まる。このため、加工精度によっては位置決め
精度が悪くなるという問題点があった。
に制御できないため、ヨーイングによる誤差は加工精度
により決まる。このため、加工精度によっては位置決め
精度が悪くなるという問題点があった。
【０００９】（問題点２）ねじ機構を設けているため、
バックラッシュ等によりスライダ部１に位置ずれが生
じ、位置決め精度が悪くなるという問題点があった。
バックラッシュ等によりスライダ部１に位置ずれが生
じ、位置決め精度が悪くなるという問題点があった。
【００１０】（問題点３）Ｙ軸方向への移動機構の上に
Ｘ軸方向への移動機構が載せられ、さらにその上にスラ
イダ部１が載せられているため、構成が大型化する。
Ｘ軸方向への移動機構が載せられ、さらにその上にスラ
イダ部１が載せられているため、構成が大型化する。
【００１１】他の従来例として、スライダ部１の上にモ
ータを搭載し、Ｘ軸方向とＹ軸方向の位置制御だけでな
くθ方向の位置制御を行うＸＹステージがあった。しか
し、このＸＹステージでは図７の従来例よりも更に構成
が大型で複雑になる。
ータを搭載し、Ｘ軸方向とＹ軸方向の位置制御だけでな
くθ方向の位置制御を行うＸＹステージがあった。しか
し、このＸＹステージでは図７の従来例よりも更に構成
が大型で複雑になる。
【００１２】ウエハに形成された半導体回路が高集積化
されるのに伴って、高精度な位置決めが要求される。し
かし、従来例では十分な位置決め精度が得られないこと
あった。
されるのに伴って、高精度な位置決めが要求される。し
かし、従来例では十分な位置決め精度が得られないこと
あった。
【００１３】
【００１４】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、圧縮空気を用いてスライダ部を浮
揚させた状態で位置制御を行うとともに、２つのＸ軸モ
ータと１つのＹ軸モータを用いてＸ軸方向とＹ軸方向だ
けでなくθ方向の位置制御も行うＸＹステージを搭載す
ることにより、高精度な位置決めが可能で、しかもＸＹ
ステージを小型化できる半導体製造装置を実現すること
を目的とする。
なされたものであり、圧縮空気を用いてスライダ部を浮
揚させた状態で位置制御を行うとともに、２つのＸ軸モ
ータと１つのＹ軸モータを用いてＸ軸方向とＹ軸方向だ
けでなくθ方向の位置制御も行うＸＹステージを搭載す
ることにより、高精度な位置決めが可能で、しかもＸＹ
ステージを小型化できる半導体製造装置を実現すること
を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりの構
成になった半導体製造装置である。
成になった半導体製造装置である。
【００１６】（１）対象物を２次元方向に位置決めする
ＸＹステージを備えた半導体製造装置であって、このＸ
Ｙステージは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って一定ピッ
チで歯が形成された格子プラテンと、前記対象物ととも
にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在なスライダ部と、こ
のスライダ部を前記格子プラテン上に浮揚させる浮揚手
段と、前記スライダ部をＸ軸方向にそれぞれ移動させる
第１及び第２のＸ軸モータと、前記スライダ部をＹ軸方
向に移動させるＹ軸モータと、前記スライダ部のＸ軸方
向位置を検出する第１及び第２のＸ軸センサと、前記ス
ライダ部のＹ軸方向位置を検出するＹ軸センサと、前記
第１及び第２のＸ軸センサの位置検出信号をもとに、ス
ライダ部のＸ軸方向の位置をフィードバック制御すると
ともに、ヨーイング方向の位置をフィードバック制御す
るＸθ位置制御部と、前記Ｙ軸センサの位置検出信号を
もとにスライダ部のＹ軸方向の位置をフィードバック制
御を行うＹ軸位置制御部と、を有することを特徴とする
２次元位置決め装置。
ＸＹステージを備えた半導体製造装置であって、このＸ
Ｙステージは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って一定ピッ
チで歯が形成された格子プラテンと、前記対象物ととも
にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在なスライダ部と、こ
のスライダ部を前記格子プラテン上に浮揚させる浮揚手
段と、前記スライダ部をＸ軸方向にそれぞれ移動させる
第１及び第２のＸ軸モータと、前記スライダ部をＹ軸方
向に移動させるＹ軸モータと、前記スライダ部のＸ軸方
向位置を検出する第１及び第２のＸ軸センサと、前記ス
ライダ部のＹ軸方向位置を検出するＹ軸センサと、前記
第１及び第２のＸ軸センサの位置検出信号をもとに、ス
ライダ部のＸ軸方向の位置をフィードバック制御すると
ともに、ヨーイング方向の位置をフィードバック制御す
るＸθ位置制御部と、前記Ｙ軸センサの位置検出信号を
もとにスライダ部のＹ軸方向の位置をフィードバック制
御を行うＹ軸位置制御部と、を有することを特徴とする
２次元位置決め装置。
【００１７】（２）前記半導体製造装置は、前記スライ
ダ部を位置制御してウエハをプローブに当たる位置に位
置決めし、ウエハにプローブを当てて検査を行うプロー
バであることを特徴とする（１）記載の半導体製造装
置。
ダ部を位置制御してウエハをプローブに当たる位置に位
置決めし、ウエハにプローブを当てて検査を行うプロー
バであることを特徴とする（１）記載の半導体製造装
置。
【００１８】（３）前記半導体製造装置は、前記スライ
ダ部を位置制御してウエハをカメラが撮像できる位置に
位置決めし、ウエハをカメラで撮像して検査するウエハ
検査装置であることを特徴とする（１）記載の半導体製
造装置。 （４）前記半導体製造装置は、前記スライダ部を位置制
御してウエハを光源の光が当たる位置に位置決めし、ウ
エハ上にフォトエッチングを施してパターンを形成する
露光機であることを特徴とする（１）記載の半導体製造
装置。
ダ部を位置制御してウエハをカメラが撮像できる位置に
位置決めし、ウエハをカメラで撮像して検査するウエハ
検査装置であることを特徴とする（１）記載の半導体製
造装置。 （４）前記半導体製造装置は、前記スライダ部を位置制
御してウエハを光源の光が当たる位置に位置決めし、ウ
エハ上にフォトエッチングを施してパターンを形成する
露光機であることを特徴とする（１）記載の半導体製造
装置。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図１は本発明の半導体製造装置に適用される
ＸＹステージの構成例を示した図である。図１で、格子
プラテン３０は、磁性体で構成されていて、Ｘ軸方向及
びＹ軸方向に沿って一定ピッチで歯が形成されている。
図では簡略化のため一部の歯だけを示している。スライ
ダ部３１には位置決めの対象物が載せられる。浮揚手段
３２は、スライダ部３１を格子プラテン３０上に浮揚さ
せる。スライダ部３１の格子プラテン３０と対向する面
にはノズルが設けられていて、このノズルから浮揚手段
３２が圧縮空気を噴出させることによって、浮上力を得
ている。
説明する。図１は本発明の半導体製造装置に適用される
ＸＹステージの構成例を示した図である。図１で、格子
プラテン３０は、磁性体で構成されていて、Ｘ軸方向及
びＹ軸方向に沿って一定ピッチで歯が形成されている。
図では簡略化のため一部の歯だけを示している。スライ
ダ部３１には位置決めの対象物が載せられる。浮揚手段
３２は、スライダ部３１を格子プラテン３０上に浮揚さ
せる。スライダ部３１の格子プラテン３０と対向する面
にはノズルが設けられていて、このノズルから浮揚手段
３２が圧縮空気を噴出させることによって、浮上力を得
ている。
【００２０】Ｙ軸モータ３３は、スライダ部３１に搭載
され、Ｙ軸方向に一定ピッチで歯３３２が形成されてい
る。Ｙ軸モータ３３は、歯３３２と格子プラテン３０の
歯３０１との間に磁気吸引力を生じさせてスライダ部を
Ｙ軸方向に移動させる。Ｘ軸モータ３４，３５は、スラ
イダ部３１の中心に対して対称な位置にそれぞれ搭載さ
れている。Ｘ軸モータ３４，３５は、Ｘ軸方向に一定ピ
ッチで歯３４１，３５１が形成されている。Ｘ軸モータ
３４，３５は、歯３４１，３５１と歯３０１との間に磁
気吸引力を生じさせてスライダ部をＸ軸方向に移動させ
る。
され、Ｙ軸方向に一定ピッチで歯３３２が形成されてい
る。Ｙ軸モータ３３は、歯３３２と格子プラテン３０の
歯３０１との間に磁気吸引力を生じさせてスライダ部を
Ｙ軸方向に移動させる。Ｘ軸モータ３４，３５は、スラ
イダ部３１の中心に対して対称な位置にそれぞれ搭載さ
れている。Ｘ軸モータ３４，３５は、Ｘ軸方向に一定ピ
ッチで歯３４１，３５１が形成されている。Ｘ軸モータ
３４，３５は、歯３４１，３５１と歯３０１との間に磁
気吸引力を生じさせてスライダ部をＸ軸方向に移動させ
る。
【００２１】連結部材３１１，３１２はＹ軸モータ３３
とＸ軸モータ３４，３５を連結する。Ｘ軸ミラー３６
は、格子プラテン３０の側面に装着され、Ｙ軸方向に鏡
面が形成されている。Ｙ軸ミラー３７は、格子プラテン
３０の側面に装着され、Ｘ軸方向に鏡面が形成されてい
る。
とＸ軸モータ３４，３５を連結する。Ｘ軸ミラー３６
は、格子プラテン３０の側面に装着され、Ｙ軸方向に鏡
面が形成されている。Ｙ軸ミラー３７は、格子プラテン
３０の側面に装着され、Ｘ軸方向に鏡面が形成されてい
る。
【００２２】Ｙ軸センサ３８は、Ｙ軸モータ３３に搭載
されていて、Ｙ軸ミラー３７に光を照射し、その反射光
を受け、光の干渉を利用してスライダ部３１のＹ軸方向
の位置を検出するレーザ干渉計である。Ｘ軸センサ３９
及び４０は、Ｘ軸モータ３４及び３５にそれぞれ搭載さ
れていて、Ｘ軸ミラー３６に光を照射し、その反射光を
受け、光の干渉を利用してスライダ部３１のＹ軸方向の
位置を検出するレーザ干渉計である。
されていて、Ｙ軸ミラー３７に光を照射し、その反射光
を受け、光の干渉を利用してスライダ部３１のＹ軸方向
の位置を検出するレーザ干渉計である。Ｘ軸センサ３９
及び４０は、Ｘ軸モータ３４及び３５にそれぞれ搭載さ
れていて、Ｘ軸ミラー３６に光を照射し、その反射光を
受け、光の干渉を利用してスライダ部３１のＹ軸方向の
位置を検出するレーザ干渉計である。
【００２３】位置制御部５０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及
びθ方向の位置指令値と、Ｙ軸センサ３８とＸ軸センサ
３９，２０の検出位置をもとにスライダ部３１の位置を
フィードバック制御する。
びθ方向の位置指令値と、Ｙ軸センサ３８とＸ軸センサ
３９，２０の検出位置をもとにスライダ部３１の位置を
フィードバック制御する。
【００２４】Ｘ軸モータ３４，３５が推力Ｆｘを発生す
ると、スライダ部１１はＸ方向に移動する。Ｘ軸モータ
３４が推力−Ｆｘを発生し、Ｘ軸モータ３５が推力Ｆｘ
を発生すると、スライダ部１１はθ１方向に回転する。
Ｙ軸モータ３３が推力Ｆｙを発生すると、スライダ部１
１はＹ方向に移動する。
ると、スライダ部１１はＸ方向に移動する。Ｘ軸モータ
３４が推力−Ｆｘを発生し、Ｘ軸モータ３５が推力Ｆｘ
を発生すると、スライダ部１１はθ１方向に回転する。
Ｙ軸モータ３３が推力Ｆｙを発生すると、スライダ部１
１はＹ方向に移動する。
【００２５】図２は図１のＸＹステージにあるサーボ制
御系の構成図である。図２で図１と同一のものは同一符
号を付ける。
御系の構成図である。図２で図１と同一のものは同一符
号を付ける。
【００２６】図１で、Ｘ軸センサ３９は、スライダ部の
移動方向を判別し、判別した方向に応じてアップパルス
またはダウンパルスを発生する。発生パルス数はスライ
ダ部の移動量に応じた数になる。アップダウンカウンタ
５００はアップパルスまたはダウンパルスに応じてアッ
プカウントまたはダウンカウントを行う。アップダウン
カウンタ５００のカウントがスライダ部の検出位置にな
る。Ｘ軸センサ３９の具体的構成については後述する。
移動方向を判別し、判別した方向に応じてアップパルス
またはダウンパルスを発生する。発生パルス数はスライ
ダ部の移動量に応じた数になる。アップダウンカウンタ
５００はアップパルスまたはダウンパルスに応じてアッ
プカウントまたはダウンカウントを行う。アップダウン
カウンタ５００のカウントがスライダ部の検出位置にな
る。Ｘ軸センサ３９の具体的構成については後述する。
【００２７】補正手段５０１は、ミラーの曲がりに依存
するスライダ部の位置とスライダ部のヨーイングを除去
するための補正量を対応させた補正テーブル５０２を保
持している。補正手段５０１は、与えられた指令位置を
もとに補正テーブル５０２から補正量を読み出し、読み
出した補正量でアップダウンカウンタ５００の検出位置
を補正する。補正テーブル５０２のデータはキャリブレ
ーションによって得たデータである。補正手段５０１
は、図１のＸ軸ミラー３６とＹ軸ミラー３７の機械的誤
差による曲がりを補正するために設けられている。Ｘ軸
ミラー３６とＹ軸ミラー３７の曲がりが位置検出に影響
しない程度の曲がりであれば、補正手段５０１は設けな
くてもよい。
するスライダ部の位置とスライダ部のヨーイングを除去
するための補正量を対応させた補正テーブル５０２を保
持している。補正手段５０１は、与えられた指令位置を
もとに補正テーブル５０２から補正量を読み出し、読み
出した補正量でアップダウンカウンタ５００の検出位置
を補正する。補正テーブル５０２のデータはキャリブレ
ーションによって得たデータである。補正手段５０１
は、図１のＸ軸ミラー３６とＹ軸ミラー３７の機械的誤
差による曲がりを補正するために設けられている。Ｘ軸
ミラー３６とＹ軸ミラー３７の曲がりが位置検出に影響
しない程度の曲がりであれば、補正手段５０１は設けな
くてもよい。
【００２８】Ｘ軸センサ４０についてもＸ軸センサ３９
と同様にアップダウンカウンタ５０３、補正手段５０
４、補正テーブル５０５が設けられている。変換回路５
０６は、補正手段５０１及び５０４から得たＸ軸方向の
検出位置Ｘ１及びＸ２の信号を受け、これらの信号をス
ライダ部中心のＸ軸方向の位置ｘ及びスライダ部のヨー
イング角θの信号に変換する。変換式は次のとおりであ
る。 ｘ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２，θ＝（ｘ２−ｘ１）／２Ｌｄ Ｌｄ：スライダ部の中心からＸ軸センサ３９，４０の光
軸までの距離（Ｌｄを図１に示す）
と同様にアップダウンカウンタ５０３、補正手段５０
４、補正テーブル５０５が設けられている。変換回路５
０６は、補正手段５０１及び５０４から得たＸ軸方向の
検出位置Ｘ１及びＸ２の信号を受け、これらの信号をス
ライダ部中心のＸ軸方向の位置ｘ及びスライダ部のヨー
イング角θの信号に変換する。変換式は次のとおりであ
る。 ｘ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２，θ＝（ｘ２−ｘ１）／２Ｌｄ Ｌｄ：スライダ部の中心からＸ軸センサ３９，４０の光
軸までの距離（Ｌｄを図１に示す）
【００２９】Ｘ軸位置制御部５０７は、Ｘ軸位置指令値
Ｘｉと検出位置ｘの偏差をもとにスライダ部のＸ軸方向
の位置をフィードバック制御するための制御信号を出力
する。Ｘ軸速度演算回路５０８は、検出位置ｘの変化速
度からスライダ部のＸ軸方向の移動速度を検出する。Ｘ
軸速度演算回路５０８は、例えばＦ／Ｖ変換器である。
Ｘ軸速度制御部５０９は、Ｘ軸位置制御部５０７の制御
信号とＸ軸速度演算回路５０８の検出速度の偏差をもと
にスライダ部のＸ軸方向の移動速度をフィードバック制
御するための制御信号を出力する。この制御信号はスラ
イダ部をＸ軸方向に移動させる推力指令値Ｉｒ０にな
る。
Ｘｉと検出位置ｘの偏差をもとにスライダ部のＸ軸方向
の位置をフィードバック制御するための制御信号を出力
する。Ｘ軸速度演算回路５０８は、検出位置ｘの変化速
度からスライダ部のＸ軸方向の移動速度を検出する。Ｘ
軸速度演算回路５０８は、例えばＦ／Ｖ変換器である。
Ｘ軸速度制御部５０９は、Ｘ軸位置制御部５０７の制御
信号とＸ軸速度演算回路５０８の検出速度の偏差をもと
にスライダ部のＸ軸方向の移動速度をフィードバック制
御するための制御信号を出力する。この制御信号はスラ
イダ部をＸ軸方向に移動させる推力指令値Ｉｒ０にな
る。
【００３０】θの制御についても同様にθ位置制御部５
１０、θ速度演算回路５１１、θ速度制御部５１２が設
けられている。θ速度制御部５１２の制御信号がスライ
ダ部をθ方向に回転させる推力指令値Ｉｒθになる。リ
ミッタ５１３は、Ｘ軸方向の推力指令値Ｉｒ０のリミッ
ト値をＩｍａｘ−｜Ｉｒθ｜（Ｉｍａｘは最大推力指令
値）に制限し、制限後の推力指令値Ｉｒｘを出力する。
これによって、θ方向の推力指令値Ｉｒθの大きさに応
じてＸ軸方向の推力指令値Ｉｒ０のリミット値を制限し
ている。
１０、θ速度演算回路５１１、θ速度制御部５１２が設
けられている。θ速度制御部５１２の制御信号がスライ
ダ部をθ方向に回転させる推力指令値Ｉｒθになる。リ
ミッタ５１３は、Ｘ軸方向の推力指令値Ｉｒ０のリミッ
ト値をＩｍａｘ−｜Ｉｒθ｜（Ｉｍａｘは最大推力指令
値）に制限し、制限後の推力指令値Ｉｒｘを出力する。
これによって、θ方向の推力指令値Ｉｒθの大きさに応
じてＸ軸方向の推力指令値Ｉｒ０のリミット値を制限し
ている。
【００３１】指令値変換回路５１４は、Ｘ軸方向の推力
指令値Ｉｒｘ、θ方向の推力指令値Ｉｒθを次式により
Ｘ軸モータ３４及び３５の推力指令値Ｉｒ１及びＩｒ２
に変換する。 Ｉｒ１＝Ｉｒｘ−Ｉｒθ、Ｉｒ２＝Ｉｒｘ＋Ｉｒθ 推力指令値Ｉｒ１及びＩｒ２はリミッタ５１３の作用に
より−Ｉｍａｘ〜Ｉｍａｘの範囲におさまる。
指令値Ｉｒｘ、θ方向の推力指令値Ｉｒθを次式により
Ｘ軸モータ３４及び３５の推力指令値Ｉｒ１及びＩｒ２
に変換する。 Ｉｒ１＝Ｉｒｘ−Ｉｒθ、Ｉｒ２＝Ｉｒｘ＋Ｉｒθ 推力指令値Ｉｒ１及びＩｒ２はリミッタ５１３の作用に
より−Ｉｍａｘ〜Ｉｍａｘの範囲におさまる。
【００３２】電流センサ５１５は、Ｘ軸モータ３４のコ
イルに流れる電流を検出する。転流・電流制御回路５１
６は、Ｘ軸モータ３４の転流制御とコイルに流れる電流
の制御を行う。転流角演算回路５１７は、アップダウン
カウンタ５００のカウントとｓｉｎ値が対応して格納さ
れたｓｉｎテーブルを持っている。Ｘ軸モータ３４が３
相モータである場合は、アップダウンカウンタ５００の
カウントが与えられると、転流角演算回路５１７はｓｉ
ｎテーブルからｓｉｎφとｓｉｎ（φ＋１２０°）の値
を読み出す。φはアップダウンカウンタ５００のカウン
トに応じて変わる角度である。
イルに流れる電流を検出する。転流・電流制御回路５１
６は、Ｘ軸モータ３４の転流制御とコイルに流れる電流
の制御を行う。転流角演算回路５１７は、アップダウン
カウンタ５００のカウントとｓｉｎ値が対応して格納さ
れたｓｉｎテーブルを持っている。Ｘ軸モータ３４が３
相モータである場合は、アップダウンカウンタ５００の
カウントが与えられると、転流角演算回路５１７はｓｉ
ｎテーブルからｓｉｎφとｓｉｎ（φ＋１２０°）の値
を読み出す。φはアップダウンカウンタ５００のカウン
トに応じて変わる角度である。
【００３３】マルチプライング・デジタル・アナログ変
換器（ＭＤＡとする）５１８，５１９は、推力指令値Ｉ
ｒ１をアナログ入力信号、ｓｉｎテーブルから読み出し
たｓｉｎφとｓｉｎ（φ＋１２０°）の値をゲイン設定
信号としてＩｒ１ｓｉｎφとＩｒ１ｓｉｎ（φ＋１２０
°）なる電流指令値を出力する。ここで、２つの指令値
の位相が１２０°ずれているのは、モータが３相モータ
であるためである。相数が異なる場合は位相ずれは他の
値になる。
換器（ＭＤＡとする）５１８，５１９は、推力指令値Ｉ
ｒ１をアナログ入力信号、ｓｉｎテーブルから読み出し
たｓｉｎφとｓｉｎ（φ＋１２０°）の値をゲイン設定
信号としてＩｒ１ｓｉｎφとＩｒ１ｓｉｎ（φ＋１２０
°）なる電流指令値を出力する。ここで、２つの指令値
の位相が１２０°ずれているのは、モータが３相モータ
であるためである。相数が異なる場合は位相ずれは他の
値になる。
【００３４】Ｘ軸電流制御回路５２０は、電流指令値Ｉ
ｒ１ｓｉｎφ，Ｉｒ１ｓｉｎ（φ＋１２０°）と電流セ
ンサ５１５の電流検出値の偏差をもとにＸ軸モータ３４
のコイルに流れる電流を制御する。
ｒ１ｓｉｎφ，Ｉｒ１ｓｉｎ（φ＋１２０°）と電流セ
ンサ５１５の電流検出値の偏差をもとにＸ軸モータ３４
のコイルに流れる電流を制御する。
【００３５】Ｘ軸モータ３５についても同様に電流セン
サ５１と転流・電流制御回路５２が設けられている。Ｙ
軸方向のサーボ制御系についても、Ｘ軸方向及びθ方向
のサーボ制御系と同様に、アップダウンカウンタ５２
３、補正手段５２４、補正テーブル５２５、Ｙ軸位置制
御部５２６、Ｙ軸速度演算回路５２７、Ｙ軸速度制御部
５２８、転流・電流制御回路５２９が設けられている。
Ｙ軸方向のサーボ制御系では、変換回路５０６で行った
ような制御量の変換を行わないで制御を実行している。
サ５１と転流・電流制御回路５２が設けられている。Ｙ
軸方向のサーボ制御系についても、Ｘ軸方向及びθ方向
のサーボ制御系と同様に、アップダウンカウンタ５２
３、補正手段５２４、補正テーブル５２５、Ｙ軸位置制
御部５２６、Ｙ軸速度演算回路５２７、Ｙ軸速度制御部
５２８、転流・電流制御回路５２９が設けられている。
Ｙ軸方向のサーボ制御系では、変換回路５０６で行った
ような制御量の変換を行わないで制御を実行している。
【００３６】図３は図２の制御系を簡略化して示した図
である。図３で、変換回路５０６は、Ｘ軸センサ３９，
４０及びＹ軸センサ３８の検出値Ｘ１、Ｘ２、及びＹを
スライダ部中心のＸ軸方向の位置ｘ、スライダ部のヨー
イング角θ及びＹ軸方向の位置Ｙに変換する。Ｘ軸位置
速度制御部６０は、位置ｘの信号を帰還信号としてスラ
イダ部のＸ軸方向の位置と速度をフィードバック制御す
る。Ｘ軸位置速度制御部６０の制御信号は、Ｘ軸方向の
推力指令値Ｉｒｘとして出力される。θ位置速度制御部
６１は、ヨーイング角θの信号を帰還信号としてスライ
ダ部のθ方向の位置と速度をフィードバック制御する。
θ位置速度制御部６１の制御信号はθ方向の推力指令値
Ｉｒθとして出力される。
である。図３で、変換回路５０６は、Ｘ軸センサ３９，
４０及びＹ軸センサ３８の検出値Ｘ１、Ｘ２、及びＹを
スライダ部中心のＸ軸方向の位置ｘ、スライダ部のヨー
イング角θ及びＹ軸方向の位置Ｙに変換する。Ｘ軸位置
速度制御部６０は、位置ｘの信号を帰還信号としてスラ
イダ部のＸ軸方向の位置と速度をフィードバック制御す
る。Ｘ軸位置速度制御部６０の制御信号は、Ｘ軸方向の
推力指令値Ｉｒｘとして出力される。θ位置速度制御部
６１は、ヨーイング角θの信号を帰還信号としてスライ
ダ部のθ方向の位置と速度をフィードバック制御する。
θ位置速度制御部６１の制御信号はθ方向の推力指令値
Ｉｒθとして出力される。
【００３７】ここで、推力指令値Ｉｒｘ，ＩｒθをＩｒ
ｘ−ＩｒθとＩｒｘ＋Ｉｒθに変換することにより、Ｘ
軸モータ３４と３５の推力指令値に変換する。このよう
にしてＸ軸方向の制御とθ方向の制御はそれぞれ独立に
行われる。Ｙ軸位置速度制御部６２は、位置Ｙの信号を
帰還信号としてスライダ部のＹ軸方向の位置と速度をフ
ィードバック制御する。Ｙ軸位置速度制御部６２の制御
信号はＹ軸方向の推力指令値Ｉｒｙとして出力される。
ｘ−ＩｒθとＩｒｘ＋Ｉｒθに変換することにより、Ｘ
軸モータ３４と３５の推力指令値に変換する。このよう
にしてＸ軸方向の制御とθ方向の制御はそれぞれ独立に
行われる。Ｙ軸位置速度制御部６２は、位置Ｙの信号を
帰還信号としてスライダ部のＹ軸方向の位置と速度をフ
ィードバック制御する。Ｙ軸位置速度制御部６２の制御
信号はＹ軸方向の推力指令値Ｉｒｙとして出力される。
【００３８】図４は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。この実施例ではプローバの例を示している。図４の
プローバは図１乃至図３に示す構成のＸＹステージを備
えている。図４ではＸＹステージの詳細な構成を省略す
る。スライダ部３１は、検査の順番に従ってａ，ｂ，ｃ
の位置をとる。スライダ部３１がａの位置にあるとき
は、ウエハのロードとアンロードが行われる。すなわ
ち、検査が済んだウエハはウエハステージ２０からアン
ロードされ、これから検査を行うウエハがウエハステー
ジ２０にロードされる。ウエハがウエハステージ２０に
載せられると、スライダ部３１はｂの位置に移動する。
る。この実施例ではプローバの例を示している。図４の
プローバは図１乃至図３に示す構成のＸＹステージを備
えている。図４ではＸＹステージの詳細な構成を省略す
る。スライダ部３１は、検査の順番に従ってａ，ｂ，ｃ
の位置をとる。スライダ部３１がａの位置にあるとき
は、ウエハのロードとアンロードが行われる。すなわ
ち、検査が済んだウエハはウエハステージ２０からアン
ロードされ、これから検査を行うウエハがウエハステー
ジ２０にロードされる。ウエハがウエハステージ２０に
載せられると、スライダ部３１はｂの位置に移動する。
【００３９】ｂの位置では、カメラ７０でウエハ２１を
撮像し、ウエハ２１の位置を画像計測する。カメラ７０
は既知の位置に固定されている。画像計測の結果、ウエ
ハ２１の位置がウエハステージ２０に対してずれている
ときは、ずれ量を算出する。その後、スライダ部３１は
ｃの位置に移動する。
撮像し、ウエハ２１の位置を画像計測する。カメラ７０
は既知の位置に固定されている。画像計測の結果、ウエ
ハ２１の位置がウエハステージ２０に対してずれている
ときは、ずれ量を算出する。その後、スライダ部３１は
ｃの位置に移動する。
【００４０】ｃの位置では、ウエハ２１にプローブ７１
が当たる位置にスライダ部３１を位置決めする。このと
き、前述したずれ量を補正量として位置決めを行う。カ
メラ７２はプローブ７１を撮像する。プローブ７１は既
知の位置に固定されている。テスタ７３は、パフォーマ
ンスボード７４とプローブカード７５を介して信号をプ
ローブ７１に送り、ウエハ２１を検査する。スライダ部
３１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動していくことによっ
て、ウエハ２１の各チップに対して順番に検査を行って
いく。制御システム７６はテスタ７３を制御する。制御
システム７６は、例えば、検査手順のシーケンス制御、
スライダ部３１の位置制御、カメラ７２の画像をもとに
したプローブ位置の画像計測等を行う。
が当たる位置にスライダ部３１を位置決めする。このと
き、前述したずれ量を補正量として位置決めを行う。カ
メラ７２はプローブ７１を撮像する。プローブ７１は既
知の位置に固定されている。テスタ７３は、パフォーマ
ンスボード７４とプローブカード７５を介して信号をプ
ローブ７１に送り、ウエハ２１を検査する。スライダ部
３１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動していくことによっ
て、ウエハ２１の各チップに対して順番に検査を行って
いく。制御システム７６はテスタ７３を制御する。制御
システム７６は、例えば、検査手順のシーケンス制御、
スライダ部３１の位置制御、カメラ７２の画像をもとに
したプローブ位置の画像計測等を行う。
【００４１】図の例では説明の都合上、３つのスライダ
部を同時に示したが、１つのスライダ部がａ，ｂ，ｃの
位置に順番に移動していく。なお、３つのスライダ部を
同時に配置し、３つのスライダ部が交替でａ，ｂ，ｃの
位置に来るようにしてもよい。
部を同時に示したが、１つのスライダ部がａ，ｂ，ｃの
位置に順番に移動していく。なお、３つのスライダ部を
同時に配置し、３つのスライダ部が交替でａ，ｂ，ｃの
位置に来るようにしてもよい。
【００４２】図５は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。この実施例では露光機の例を示している。図５の
露光機は図１乃至図３に示す構成のＸＹステージを備え
ている。基板表面にフォトレジストが塗布されたウエハ
２１がウエハホルダ２０に載せられ、このウエハ２１に
フォトマスク８０が載せられている。スライダ部３１は
光源８１の光がウエハ２１に当たる位置に位置決めされ
る。光源８１から照射された紫外線等がフォトマスク８
０に当たり、ウエハ２１上にフォトエッチングによりパ
ターンが形成される。
ある。この実施例では露光機の例を示している。図５の
露光機は図１乃至図３に示す構成のＸＹステージを備え
ている。基板表面にフォトレジストが塗布されたウエハ
２１がウエハホルダ２０に載せられ、このウエハ２１に
フォトマスク８０が載せられている。スライダ部３１は
光源８１の光がウエハ２１に当たる位置に位置決めされ
る。光源８１から照射された紫外線等がフォトマスク８
０に当たり、ウエハ２１上にフォトエッチングによりパ
ターンが形成される。
【００４３】図６は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。この実施例ではウエハ検査装置の例を示してい
る。図６のウエハ検査装置は図１乃至図３に示す構成の
ＸＹステージを備えている。カメラ９０がウエハ２１を
撮像できる位置にスライダ部３１を位置決めする。この
状態でスライダ部３１を移動し、ウエハ２１の各チップ
に対して順番に検査を行っていく。検査装置９１は、カ
メラ９０の撮影画像をもとにチップにごみが付着してい
たり、きずが付いていないか等を検査する。
ある。この実施例ではウエハ検査装置の例を示してい
る。図６のウエハ検査装置は図１乃至図３に示す構成の
ＸＹステージを備えている。カメラ９０がウエハ２１を
撮像できる位置にスライダ部３１を位置決めする。この
状態でスライダ部３１を移動し、ウエハ２１の各チップ
に対して順番に検査を行っていく。検査装置９１は、カ
メラ９０の撮影画像をもとにチップにごみが付着してい
たり、きずが付いていないか等を検査する。
【００４４】なお、実施例に限らず、本発明は他の半導
体製造装置、例えば、ボンダ、ハンドラ等に適用しても
よい。
体製造装置、例えば、ボンダ、ハンドラ等に適用しても
よい。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。
【００４６】請求項１の発明では、スライダ部を浮揚さ
せた状態で位置制御を行うとともに、２つのＸ軸モータ
と１つのＹ軸モータを用いてＸ軸方向とＹ軸方向だけで
なくヨーイング方向の位置制御も行うＸＹステージを搭
載している。これによって、高精度な位置決めが可能
で、しかもＸＹステージを小型化できる半導体製造装置
を実現した。
せた状態で位置制御を行うとともに、２つのＸ軸モータ
と１つのＹ軸モータを用いてＸ軸方向とＹ軸方向だけで
なくヨーイング方向の位置制御も行うＸＹステージを搭
載している。これによって、高精度な位置決めが可能
で、しかもＸＹステージを小型化できる半導体製造装置
を実現した。
【００４７】請求項２記載の発明によれば、検査対象の
ウエハをプローブに対して高精度に位置決めできるプロ
ーバを実現した。
ウエハをプローブに対して高精度に位置決めできるプロ
ーバを実現した。
【００４８】請求項３記載の発明によれば、ウエハをカ
メラに対して高精度に位置決めできるウエハ検査装置を
実現した。請求項４記載の発明によれば、フォトエッチ
ングの対象となるウエハを光源に対して高精度に位置決
めできる露光機を実現した。
メラに対して高精度に位置決めできるウエハ検査装置を
実現した。請求項４記載の発明によれば、フォトエッチ
ングの対象となるウエハを光源に対して高精度に位置決
めできる露光機を実現した。
【図１】本発明の半導体製造装置に適用されるＸＹステ
ージの構成例を示した図である。
ージの構成例を示した図である。
【図２】図１のＸＹステージの要部構成図である。
【図３】図２の制御系を簡略化して示した図である。
【図４】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図７】従来における半導体製造装置に用いるＸＹステ
ージの構成例を示した図である。
ージの構成例を示した図である。
【図８】従来における半導体製造装置に用いるＸＹステ
ージの構成例を示した図である。
ージの構成例を示した図である。
２１ ウエハ
３０ 格子プラテン
３１ スライダ部
３２ 浮揚手段
３３ Ｙ軸モータ
３４，３５ Ｘ軸モータ
５０ 位置制御部
７１ プローブ
８０ フォトマスク
８１ 光源
９０ カメラ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−333301（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−209384（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−53245（ＪＰ，Ｕ)
国際公開99／048192（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/66
G01R 1/06
G01R 31/28
Claims (4)
- 【請求項１】対象物を２次元方向に位置決めするＸＹス
テージを備えた半導体製造装置であって、このＸＹステ
ージは、 Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って一定ピッチで歯が形成さ
れた格子プラテンと、 前記対象物とともにＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在な
スライダ部と、 このスライダ部を前記格子プラテン上に浮揚させる浮揚
手段と、 前記スライダ部をＸ軸方向にそれぞれ移動させる第１及
び第２のＸ軸モータと、 前記スライダ部をＹ軸方向に移動させるＹ軸モータと、 前記スライダ部のＸ軸方向位置を検出する第１及び第２
のＸ軸センサと、 前記スライダ部のＹ軸方向位置を検出するＹ軸センサ
と、 前記第１及び第２のＸ軸センサの位置検出信号をもと
に、スライダ部のＸ軸方向の位置をフィードバック制御
するとともに、ヨーイング方向の位置をフィードバック
制御するＸθ位置制御部と、 前記Ｙ軸センサの位置検出信号をもとにスライダ部のＹ
軸方向の位置をフィードバック制御を行うＹ軸位置制御
部と、 を有することを特徴とする２次元位置決め装置。 - 【請求項２】前記半導体製造装置は、前記スライダ部を
位置制御してウエハをプローブに当たる位置に位置決め
し、ウエハにプローブを当てて検査を行うプローバであ
ることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。 - 【請求項３】前記半導体製造装置は、前記スライダ部を
位置制御してウエハをカメラが撮像できる位置に位置決
めし、ウエハをカメラで撮像して検査するウエハ検査装
置であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装
置。 - 【請求項４】前記半導体製造装置は、前記スライダ部を
位置制御してウエハを光源の光が当たる位置に位置決め
し、ウエハ上にフォトエッチングを施してパターンを形
成する露光機であることを特徴とする請求項１記載の半
導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33838299A JP3473685B2 (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33838299A JP3473685B2 (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 半導体製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001156127A JP2001156127A (ja) | 2001-06-08 |
| JP3473685B2 true JP3473685B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=18317639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33838299A Expired - Lifetime JP3473685B2 (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3473685B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6462296B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2019-01-30 | 東京エレクトロン株式会社 | 位置精度検査方法、位置精度検査装置及び位置検査ユニット |
-
1999
- 1999-11-29 JP JP33838299A patent/JP3473685B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001156127A (ja) | 2001-06-08 |
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