JP6650097B2 - 移動制御装置及び位置決め制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造装置及びその位置決め制御方法に係り、特に半導体装置や電子部品等が形成された半導体ウエハを保持するステージを、少なくとも１つの移動部によって処理位置に移動して位置決めし、半導体ウエハに必要な処理を施す半導体製造装置及びその位置決め制御方法に関するものである。

半導体製造工程では、薄い円板状のシリコンウエハに各種の処理を施して、半導体装置や電子部品等が形成された複数のチップ（ダイ）を有する半導体ウエハを形成する。半導体ウエハの各チップは検査され、その後ダイシング装置で切り離された後、リードフレームなどに固定されて組み立てられる。上記の半導体回路の形成工程及び検査工程では、半導体ウエハをステージに固定した上で各種の処理が行われることが多い。例えば、ダイシング装置によるダイシング工程や、完成したチップの電気的特性をプローブ装置で検査するプローブ工程である。

このような工程において、半導体ウエハを固定するステージの移動機構は重要な部分であり、例えばプローブ装置ではＸ軸移動部、Ｙ軸移動部、及びＺ軸移動部の各移動部のモータを制御するモータ駆動部を制御部が制御することにより処理位置に移動され、処理部に対する位置決めがなされる。また、ダイシング装置の移動機構にはＸ軸移動部を有している。

ところで、プローブ装置やダイシング装置等の半導体製造装置は、商用電源から供給される電力により動作している。したがって、落雷等により商用電源の供給が瞬間的に停止（以下「瞬停」という）したり、瞬停にはいたらないが、瞬間的に電圧が低下（以下「瞬時電圧低下」という）したりすると、半導体製造装置への電力の供給が止まるか不十分になる。

これにより、移動部のモータが停止したり所望の処理を行えなくなったりすると、半導体製造の生産量に多大な被害を蒙ることになる。

このため、半導体製造工場では、「ＳＥＭＩ Ｆ４７」（Semiconductor Equipment Material Internationalの半導体プロセス試験装置電圧サグイミュニティのための仕様）という規格があり、半導体製造装置を、この規格に対応させることが要求されている。

ＳＥＭＩ Ｆ４７とは、瞬停や瞬時電圧低下が生じても機器やシステムが正常に動作する能力に関する規格であり、瞬停や瞬時電圧低下が生じても復旧動作を必要とせずに正常に稼働し続けることを要求する規格である。

ＳＥＭＩ Ｆ４７対策としては、従来、無停電電源装置（ＵＰＳ）やコンデンサユニットを半導体製造装置に別途搭載し、瞬停や瞬時電圧低下が生じたときに予備電源として使用することが行われている（例えば特許文献１）。

特開平６−１８９４６９号公報

しかしながら、従来の無停電電源装置（ＵＰＳ）やコンデンサユニットを半導体製造装置に搭載して、瞬停や瞬時電圧低下に対応する方法は、追加部品を必要としコストがかかるという問題がある。また、半導体製造装置のように各種の部品が密集して配置されている装置では、無停電電源装置（ＵＰＳ）やコンデンサユニットを配置する配置場所を確保できないことが多いという問題がある。

更には、無停電電源装置（ＵＰＳ）やコンデンサユニットで対応する方法は、瞬停又は瞬時電圧低下の規格変更があった場合、あるいは半導体製造装置を日本とは電力事情の異なる外国の規格に対応させる必要がある場合には、その都度キャパシティの異なる無停電電源装置（ＵＰＳ）やコンデンサユニットを設けるか、予め大きなキャパシティのものを設ける必要があり、規格変更に対するフレキシビリティーがないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、追加部品や配置場所の確保を必要とせずに瞬停又は瞬時電圧低下に対応することができ、しかも瞬停又は瞬時電圧低下の規格変更に対しても容易に対応することのできる半導体製造装置及びその位置決め制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の半導体製造装置は、半導体ウエハを保持するステージと、前記半導体ウエハに処理を施す処理部と、前記ステージを移動させて前記処理部に対する前記半導体ウエハの処理位置を位置決めする少なくとも１つの移動部を有する移動機構と、前記移動部のモータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御する制御部と、前記制御部から前記モータ駆動部への制御信号を増幅する増幅器と、前記移動部において、加速期間又は減速期間での瞬停又は瞬時電圧低下の発生時に前記増幅器のコンデンサ容量で前記モータが正常に駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定し、前記最大許容速度Ｖ₀から最大許容変位量Ｘ₀を求め、前記移動部の加速期間又は減速期間の変位量が前記最大許容変位量Ｘ₀以下になるように前記移動部の上限速度Ｖ_maxを演算する演算部と、を備え、前記制御部は前記演算部で演算された上限速度Ｖ_maxを超えないように前記移動部
の速度を制御することを特徴とする。

ここで、加速期間とはステージ移動の加速開始から最高速度に到達するまでの期間を言い、減速期間とはステージ移動の減速開始から停止して位置決めが完了するまでの期間を言う。また、モータが正常に駆動するとは、瞬停又は瞬時電圧低下が発生していないときの正常な駆動を言う。

本発明は、ステージ移動の加速期間や減速期間の際にモータに掛かるトルク（即ち消費電力）が最大となり、このときに瞬停や瞬時電圧低下が生じると、制御部からモータ駆動部への制御信号を増幅する増幅器のコンデンサ容量では電力を賄いきれなくなり、モータが停止し易くなることに着目して成されたものである。

本発明によれば、加速期間又は減速期間での瞬停又は瞬時電圧低下の発生時に増幅器のコンデンサ容量でモータが正常に駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定し、最大許容速度Ｖ₀から最大許容変位量Ｘ₀を求め、移動部の加速期間又は減速期間の変位量が最大許容変位量Ｘ₀以下になるように移動部の上限速度Ｖ_maxを演算し、演算された上限速度Ｖ_maxを超えないように移動部の速度を制御するようにした。

即ち、ステージを移動させる移動部の加速期間又は減速期間の最大許容変位量Ｘ₀を、増幅器のコンデンサ容量で瞬停又は瞬時電圧低下に耐えられる変位量に一定に維持し、最大許容変位量Ｘ₀以下になるように移動部の加速期間又は減速期間における上限速度Ｖ_maxを設定して制御するようにした。

ステージの変位量は、換言するとステージの移動時間と同義であり、瞬停や瞬時電圧低下の際にステージが正常に移動できる指標とすることができる。

最大許容変位量Ｘ₀及び上限速度Ｖ_maxは、次式（１）及び（２）で表されることができる。

Ｘ₀＝（Ｖ₀）²／２ａ…（１）
Ｖ_max＝√（２*ａ*Ｘ₀）…（２）
これにより、追加部品を必要とせずに瞬停又は瞬時電圧低下に対応することができ、しかも追加費用や配置場所の確保が不要であるとともに、瞬停又は瞬時電圧低下の規格変更に対しても容易に対応することができる。

本発明の半導体製造装置において、最大許容変位量Ｘ₀は、該最大許容変位量Ｘ₀をステージの移動時間に換算したときに、ＳＥＭＩ−Ｆ４７で推奨されている１cycleの瞬停であることが好ましい。

半導体製造工場では、瞬停又は瞬時電圧低下に対する規格として、「ＳＥＭＩ Ｆ４７」で規定される規格を要求することが多く、半導体製造装置はこの規格を満足することが好ましいからである。

本発明の半導体製造装置において、半導体製造装置は、プローブ装置又はダイシング装置であることが好ましい。これは、プローブ装置のプロービング動作やダイシング装置のダイシング動作におけるステージの移動距離は、数μｍ〜数ｍｍと非常に短く、加速度を可変する制御よりも速度を可変させる制御の方が位置決め時間が有利になるからである。

本発明の半導体製造装置において、前記移動機構は、前記ステージを水平なＸ−Ｙ軸方向及び垂直なＺ軸方向に移動させて前記処理部に対する前記半導体ウエハの処理位置を位置決めするＸ軸移動部、Ｙ軸移動部、及びＺ軸移動部の各移動部を有し、前記演算部は、前記各移動部において、加速期間又は減速期間での瞬停又は瞬時電圧低下の発生時に前記増幅器のコンデンサ容量で前記モータが正常に駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定し、前記最大許容速度Ｖ₀から最大許容変位量Ｘ₀を求め、前記各移動部の逐次動作における前記加速期間又は減速期間の個別変位量、若しくは前記各移動部の複合動作における前記加速期間同士、減速期間同士、又は加速期間と減速期間との複合動作部分の合計変位量が前記最大許容変位量Ｘ₀以下になるように前記各移動部の上限速度Ｖ_maxを演算し、前記制御部は前記演算部で演算された上限速度Ｖ_maxを超えないように前記各移動部の速度を制御する
ことが好ましい。

ここで、逐次動作とはＸ軸移動部、Ｙ軸移動部、及びＺ軸移動部が順番に動作することを言い、複合動作とはＸ軸移動部、Ｙ軸移動部、及びＺ軸移動部の少なくとも２つの移動部の動作が重複することを言う。

本発明の半導体製造装置の態様として、移動機構が、ステージを水平なＸ−Ｙ軸方向及び垂直なＺ軸方向に移動させて処理部に対する半導体ウエハの処理位置を位置決めするＸ軸移動部、Ｙ軸移動部、及びＺ軸移動部の各移動部を有する場合の演算部の演算処理方法を示したものである。

即ち、各移動部の加速期間又は減速期間の最大許容変位量Ｘ₀、換言すると、増幅器のコンデンサ容量で瞬停又は瞬時電圧低下に耐えられるステージ移動の加速期間又は減速期間における変位量を、各移動部の動作パターン（逐次動作又は複合動作）の違いに係らず一定に維持し、最大許容変位量Ｘ₀以下で動作パターンごとに各移動部の上限速度Ｖ_maxを設定して制御するようにした。これにより、移動機構が複数ある場合であっても、追加部品を必要とせずに瞬停又は瞬時電圧低下に対応することができ、しかも追加費用や配置場所の確保が不要であるとともに、瞬停又は瞬時電圧低下の規格変更に対しても容易に対応することができる。

上記目的を達成するために、本発明の半導体製造装置の位置決め制御方法は、半導体ウエハを保持するステージを少なくとも１つの移動部を有する移動機構で移動させて前記半導体ウエハに処理を施す処理部に対して前記半導体ウエハの処理位置を位置決めする半導体製造装置の位置決め制御方法であって、前記移動部において、加速期間又は減速期間での瞬停又は瞬時電圧低下の発生時に制御信号を増幅する増幅器のコンデンサ容量で前記移動部を駆動するモータが正常に駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定する最大許容速度決定ステップと、前記最大許容速度Ｖ₀から最大許容変位量Ｘ₀を求める最大許容変位量取得ステップと、前記移動部の加速期間又は減速期間の変位量が前記最大許容変位量Ｘ₀以下になるように前記移動部の上限速度Ｖ_maxを演算する上限速度演算ステップと、前記演算された上限速度Ｖ_maxを超えないように前記移動部の速度を制御する速度制御ステップと、を備えたことを特徴とする。

本発明の半導体製造装置の位置決め制御方法は、位置決め制御における移動機構の瞬停対策及び瞬時電圧低下対策を方法発明としてステップ記載したものであり、追加部品を必要とせずに瞬停又は瞬時電圧低下に対応することができ、しかも追加費用や配置場所の確保が不要であるとともに、瞬停又は瞬時電圧低下の規格変更に対しても容易に対応することができる。

本発明の半導体製造装置の位置決め制御方法においても、最大許容変位量Ｘ₀及び上限速度Ｖ_maxは、上記した式（１）及び（２）で表されることができる。また、最大許容変位量Ｘ₀は、該最大許容変位量Ｘ₀をステージの移動時間に換算したときに、ＳＥＭＩ−Ｆ４７で推奨されている１cycleの瞬停であることが好ましい。更に、適用する半導体製造装置として、処理部がプローブカードのプローブ装置又は処理部がブレードのダイシング装置であることが好ましい。

また、移動機構が複数ある場合の態様として、前記移動機構は、前記ステージを水平なＸ−Ｙ軸方向及び垂直なＺ軸方向に移動させて前記処理部に対する前記半導体ウエハの処理位置を位置決めするＸ軸移動部、Ｙ軸移動部、及びＺ軸移動部の各移動部を有し、前記最大許容速度決定ステップでは、前記各移動部において、加速期間又は減速期間での瞬停又は瞬時電圧低下の発生時に前記増幅器のコンデンサ容量で前記モータが正常に駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定し、最大許容変位量取得ステップでは、前記最大許容速度Ｖ₀から最大許容変位量Ｘ₀を求め、前記上限速度演算ステップでは、前記各移動部の逐次動作における前記加速期間又は減速期間の個別変位量、若しくは前記各移動部の複合動作における前記加速期間同士、減速期間同士、又は加速期間と減速期間との複合動作部分の合計変位量が前記最大許容変位量Ｘ₀以下になるように前記各移動部の上限速度Ｖ_maxを演算し、前記速度制御ステップでは、前記演算された上限速度Ｖ_maxを超えないように前記各移動部の速度を制御することが好ましい。

本発明の半導体製造装置及びその位置決め制御方法によれば、追加部品を必要とせずに瞬停又は瞬時電圧低下に対応することができ、しかも追加費用や配置場所の確保が不要であるとともに、瞬停又は瞬時電圧低下の規格変更に対しても容易に対応することができる。

半導体製造装置の一例であるプローブ装置の全体構成図 プローブ装置のプロービング動作において、Ｘ軸移動部によるステージ移動の速度パターンを時間軸で示したタイムチャート図 図２の加速時にＸ軸サーボモータに掛るトルクパターン（トルクの経時変化）と最高速度Ｖ₁との関係を時間軸で示した図 プローブ装置の各移動部が逐次動作する場合の各移動部の個別変位量と最大許容変位量Ｘ₀との関係を説明する説明図 プローブ装置の各移動部が複合動作する場合の各移動部の合計変位量と最大許容変位量Ｘ₀との関係を説明する説明図

以下、添付図面に従って本発明の半導体製造装置及びその位置決め制御方法に関する実施の形態について説明する。

［半導体製造装置の全体構成］
本発明は、半導体ウエハを保持するステージを少なくとも１つの移動部を有する移動機構で移動させて半導体ウエハに処理を施す半導体製造装置であれば、どのようなものにも適用可能である。

しかし、本実施の形態の半導体製造装置では、移動機構として、ステージを水平なＸ−Ｙ軸方向に移動させるＸ軸移動部及びＹ軸移動部、並びに垂直なＺ軸方向に移動させるＺ軸移動部の各移動部を有し、完成した半導体ウエハ上の各チップの電気特性を測定する検査工程で使用されるプローブ装置を例として以下の説明を行う。

プローブ装置は、半導体ウエハの裏面をステージに保持し、表面に形成された各チップの電極パッドにテスタの端子に接続されたプローブを接触させることにより、テスタの端子と各チップの電極パッドを電気的に接続した状態にする装置である。

この状態でテスタから電源および各種の試験信号が供給され、チップの電極に出力される信号をテスタで解析して正常に動作するかを確認する。

図１は、本発明の半導体製造装置の一実施形態に係るプローブ装置１０の全体構成図である。

図１に示すように、カードホルダ（図示せず）に保持された処理部であるプローブカード１２にはプローブ１４が、ステージ１６に保持された半導体ウエハＷに対向するように設けられている。

ステージ１６は、θ回転部１８に支持され、Ｚ軸の回りに回転可能であるとともに、Ｘ軸移動部２０、Ｙ軸移動部２２、及びＺ軸移動部２４により、水平なＸ−Ｙ軸方向及び垂直なＺ軸方向に移動される。これにより、半導体ウエハＷの処理位置をプローブカード１２に対して位置決めする移動機構が構成される。

θ回転部１８及び針位置合わせカメラ２６は、Ｚ軸移動台２８に支持され、Ｚ軸移動部２４によりＺ軸方向（垂直方向）に移動可能に構成される。

Ｚ軸移動部２４は、Ｘ軸移動台３０に設けられた摺動ベース３２に対してＺ軸方向に摺動可能に支持された摺動部材３４に取り付けられている。即ち、摺動部材３４の底板３６には、ボールネジ３８のナット部４０が取り付けられている。ボールネジ３８は、Ｚ軸移動台２８の軸受（図示せず）と、Ｘ軸移動台３０の軸受４２に支持され、Ｘ軸移動台３０に設けられたＺ軸サーボモータ４４により回転される。

これにより、Ｚ軸サーボモータ４４によりボールネジ３８が回転すると、その回転方向に応じてＺ軸移動台２８がＺ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動部２０は、Ｙ軸移動台４６上に設けられている。即ち、Ｙ軸移動台４６上に２つの側板４８と、摺動ベース５０が設けられるとともに、Ｘ軸移動台３０の下に設けられた摺動部材５２が摺動ベース５０に対してＸ軸方向に摺動可能に支持されている。これにより、Ｘ軸移動台３０はＸ軸方向に移動可能である。

また、２つの側板４８の軸受（一方のみ図示）５４にはボールネジ５６が支持されており、側板４８に設けられたＸ軸サーボモータ５８により回転される。Ｘ軸移動台３０の下には、支持板６０が設けられ、支持板６０にはボールネジ５６のナット部６２が取り付けられている。

これにより、Ｘ軸サーボモータ５８によりボールネジ５６が回転すると、その回転方向に応じてＸ軸移動台３０がＸ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動部２２は、基台６４上に設けられている。即ち、基台６４上に２つの側板６６（図の表裏方向に配置され、表側のみ図示）と、摺動ベース６８が設けられるとともに、Ｙ軸移動台４６の下に設けた摺動部材７０が摺動ベース６８に対してＹ軸方向に摺動可能に支持されている、これにより、Ｙ軸移動台４６はＹ軸方向に移動可能である。

２つの側板６６の軸受（図示せず）にはボールネジ７２が支持されており、側板６６に設けられたＹ軸サーボモータ７４により回転される。Ｙ軸移動台４６の下には、支持板７６が設けられ、支持板７６にはボールネジ７２のナット部７８が取り付けられている。

これにより、Ｙ軸サーボモータ７４によりボールネジ７２が回転すると、その回転方向に応じてＹ軸移動台４６がＹ軸方向に移動する。

また、プローブ装置１０には、Ｚ軸サーボモータ４４を駆動するＺ軸モータ駆動部８０、Ｘ軸サーボモータ５８を駆動するＸ軸モータ駆動部８２、Ｙ軸サーボモータ７４を駆動するＹ軸モータ駆動部８４が設けられている。

制御部８６は、プローブ装置１０全体の制御を行うとともに、アライメントデータに基づいて各モータ駆動部８０、８２、８４に対して、動作指令（動作のＯＮ―ＯＦＦ等）及び速度指令を与える。

また、制御部８６と各モータ駆動部８０、８２、８４との間には、制御部８６からの制御信号を増幅する増幅器９０が配設され、増幅器９０にアンプ用のコンデンサ（図示せず）が設けられている。

更に、各移動部２０、２２、２４には、それぞれリニアスケール（図示せず）が設けられ、リニアスケールの値を読み取って位置制御ができるようになっている。

なお、θ回転軸についても回転量を検出するスケールを設けて回転量が制御できるようになっている。

演算部８８は、瞬停又は瞬時電圧低下の発生時に増幅器９０のコンデンサ容量で各移動部２０、２２、２４の各サーボモータ４４、５８、７４が正常に駆動するための演算処理を行い、演算結果を制御部８６に出力する。

演算部８８は、制御部８６内に搭載してもよく、制御部８６とは別の装置として設けてもよい。本実施の形態では、制御部８６とは別の装置として設けた場合で図示している。

また、各サーボモータ４４、５８、７４にはエンコーダ（図示せず）が設けられ、エンコーダで測定された各サーボモータ４４、５８、７４の回転量が演算部８８に逐次入力される。また、各サーボモータ４４、５８、７４の回転量は演算部８８を介して制御部８６にも逐次入力される。なお、各サーボモータ４４、５８、７４の回転量を制御部８６に直接入力するようにしてもよい。

ここで、各移動部２０、２２、２４によりステージ１６がどのような速度パターンで移動し、位置決めされるかをＸ軸移動部２０の例で説明する。

図２は、プローブ装置１０のプロービング動作において、Ｘ軸移動部２０によるステージ移動の速度パターン（速度の経時変化）を時間軸で示したタイムチャート図である。

図２に示すように、Ｘ軸移動部２０はステージ移動の速度が最高速度Ｖ₁に達するまで加速し、最高速度Ｖ₁で等速を維持した後、減速して停止する速度パターンを形成する。
これにより、ステージ１６のＸ軸方向の位置決めがなされる。

Ｙ軸移動部２２及びＺ軸移動部２４の速度パターンを時間軸で示したタイムチャート図も基本的に図２と同様である。

図３は、図２の加速期間にＸ軸サーボモータ５８に掛るトルクパターン（トルクの経時変化）と最高速度Ｖ₁との関係を時間軸で示した図である。

図３（Ａ）に示すように、Ｘ軸移動部２０がステージ移動を加速するにしたがってトルクが急激に大きくなり、最大トルクになる。その後は最高速度Ｖ₁に達するまで最大トルクを維持し、最高速度Ｖ₁で等速を維持しだすとトルクは低下し始めるトルクパターンを
形成する。なお、図２で示したタイムチャートの減速期間の場合も基本的には加速期間と同様のトルクパターンを形成する。

ここで、加速期間とはステージ移動の加速開始から最高速度に到達するまでの期間を言い、減速期間とはステージ移動の減速開始から停止して位置決めが完了するまでの期間を言う。

なお、Ｙ軸移動部２２及びＺ軸移動部２４のトルクパターンについても基本的に図３（Ａ）と同様である。

即ち、加速期間や減速期間の際に各サーボモータ４４、５８、７４に掛かるトルク（即ち消費電力）が最大となり、このときに瞬停や瞬時電圧低下が生じると、増幅器９０のコンデンサ容量では賄いきれなくなり、各サーボモータ４４、５８、７４が停止し易くなる。

一方、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の最高速度Ｖ₁をＶ₂に下げた場合である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の対比から分かるように、加速度ａは図３（Ａ）と同じにして最高速度を下げることによりプロービング動作において最大トルクに維持される時間を短くすることができる。

このことは、ステージ移動の加速期間又は減速期間において、最高速度が高ければ高いほど最大トルク時間（消費電力が最大を維持する時間）が長くなり、瞬停や瞬時電圧低下の発生時にモータ停止等の影響を受け易いことを示している。

したがって、各移動部２０、２２、２４の最大速度を適切に設定し、最大トルク時間を短くすることにより、従来のように無停電電源装置（ＵＰＳ）やコンデンサユニットを設けなくても、増幅器９０のコンデンサ容量だけで瞬停や瞬時電圧低下に対応することが可能となる。

本発明は上記知見によりなされたものであり、演算部８８により増幅器９０のコンデンサ容量だけで瞬停や瞬時電圧低下に対応することができる各移動部２０、２２、２４の上限速度Ｖ_maxを演算し、制御部８６は演算部８８が演算した各移動部２０、２２、２４の上限速度Ｖ_maxを超えないように各移動部２０、２２、２４の速度を制御するようにした
ものである。

次に、演算部８８で行う演算処理ステップを説明する。

演算処理ステップは、プローブ装置１０の各移動部２０、２２、２４に、電気的特性を検査するプローブビング時と同じ動作を行わせながら実施し、演算処理ステップにより得られた各移動部２０、２２、２４の上限速度Ｖ_maxは、プローブ装置１０の本稼働を行う前に予め制御部８６に設定することが好ましい。

［演算部の演算処理ステップ］
演算部８８は、次の演算処理ステップを行う。

＜最大許容速度決定ステップ＞
演算部８８は、各移動部２０、２２、２４において、加速期間又は減速期間での瞬停又は瞬時電圧低下の発生時に、制御信号を増幅する増幅器９０のコンデンサ容量で各移動部２０、２２、２４を駆動するサーボモータ４４、５８、７４が正常に駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定する。

即ち、演算部８８は、制御部８６により各移動部２０、２２、２４にプロービング動作と同じ動作を行わせる。

そして、加速期間又は減速期間にプローブ装置１０に意図的に瞬停又は瞬時電圧低下を発生させて、増幅器９０のコンデンサ容量で各サーボモータ４４、５８、７４が正常に駆動する最高速度まで速度を下げていく。プローブ装置１０のプロービング動作は数μｍ〜数ｍｍと短い距離であるため、加速度を可変するよりも最高速度を可変した方が位置決め時間が有利になる。したがって、加速度は一定とする。

これにより、瞬停又は瞬時電圧低下に対して耐性を有する最大許容速度Ｖ₀を取得することができる。

なお、各移動部２０、２２、２４の加速度ａ及び速度Ｖのデータは、各サーボモータ４４、５８、７４のエンコーダから把握することができる。

（最大許容変位量取得ステップ）
次に演算部８８は、最大許容速度Ｖ₀からステージ移動の最大許容変位量Ｘ₀を求める。即ち、制御信号を増幅する増幅器９０のコンデンサ容量で瞬停又は瞬時電圧低下に耐えられる変位量の最大許容値を求める。

最大許容速度Ｖ₀から最大許容変位量Ｘ₀は次式（１）によって求めることができる。

Ｘ₀＝（Ｖ₀）²／２ａ…（１）
この許容変位量Ｘ₀としては、該許容変位量Ｘ₀をステージ１６の移動時間に換算したときに、推奨されている１cycleの瞬停であることが好ましい。具体例として、例えばＳＥＭＩ−Ｆ４７で規定される２０ｍｓとすることができる。図３から分かるように、変位量は、加速度ａの傾斜線と横軸の時間軸とで挟まれる斜線部分の面積を求めることに相当し、変位量を移動時間に換算することができる。

（上限速度演算ステップ）
次に演算部８８は、各移動部２０、２２、２４の逐次動作における加速期間又は減速期間の個別変位量、若しくは各移動部２０、２２、２４の複合動作における加速期間同士、減速期間同士、又は加速期間と減速期間との複合動作部分の合計変位量が最大許容変位量Ｘ₀以下になるように各移動部２０、２２、２４の上限速度Ｖ_maxを演算する。

最大許容変位量Ｘ₀から上限速度Ｖ_maxは次式（２）によって求めることができる。

Ｖ_max＝√（２*ａ*Ｘ₀）…（２）
ただし、実機では、摩擦や慣性モーメントがあるため、補正テーブルを作成することが好ましい。

次に、上限速度演算ステップにおいて、各移動部２０、２２、２４が逐次動作する場合と、複合動作する場合との上限速度Ｖ_maxの求め方の違いを説明する。

＜各移動部が逐次動作する場合＞
図４は、制御部８６が各移動部２０、２２、２４を逐次動作させる場合のタイムチャート図である。

逐次動作とは、図４に示すように、Ｘ軸移動部２０を動作させ、Ｘ軸移動部２０の動作が終了したら、次にＹ軸移動部２２を動作させ、Ｙ軸移動部２２の動作が終了したら、次にＺ軸移動部２４を動作させる。なお、各移動部２０、２２、２４の動作させる順番は不同である。

このように制御部８６が各移動部２０、２２、２４を逐次動作させる場合には、演算部８８は、各移動部２０、２２、２４の加速期間と減速期間における個別変位量Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、Ｘ₄、Ｘ₅、Ｘ₆がそれぞれ許容変位量Ｘ₀以下になるように各移動部２０、２２、２４の上限速度Ｖ_maxを演算する。

＜各移動部が複合動作する場合＞
図５は、制御部８６が各移動部２０、２２、２４を複合動作させる場合のタイムチャート図である。

複合動作とは、図５に示すように、各移動部２０、２２、２４のうちの少なくとも２つの移動部の動作が部分的に重なるように動作させるものであり、図５はその一例である。

図５に示すように、Ｘ軸移動部２０とＹ軸移動部２２とを同時に動作させ、Ｘ軸移動部２０の加速期間とＹ軸移動部２２の加速期間とが重なる。また、Ｙ軸移動部２２の減速期間の後半部分とＺ軸移動部２４の加速期間とが重なる。

このように制御部８６が各移動部２０、２２、２４を複合動作させる場合には、演算部８８は、各移動部２０、２２、２４の複合動作における加速期間同士、減速期間同士、又は加速期間と減速期間との複合動作部分の合計変位量が最大許容変位量Ｘ₀以下になるように各移動部２０、２２、２４の上限速度Ｖ_maxを演算する。

例えば、図５において、Ｘ軸移動部２０の加速期間の変位量Ｘ₁と、Ｙ軸移動部２２の加速期間の変位量Ｘ₃とは複合動作部分なので、Ｘ₁とＸ₃の合計変位量が許容変位量Ｘ₀以下になるように、Ｘ軸移動部２０の加速期間の上限速度Ｖ_maxと、Ｙ軸移動部２２の加速期間の上限速度Ｖ_maxとを演算する。

この場合、Ｘ軸移動部２０の加速期間の上限速度Ｖ_maxと、Ｙ軸移動部２２の加速期間の上限速度Ｖ_maxとは、変位量Ｘ₁と変位量Ｘ₃との面積（斜線部分）の大きさに比例して割り振ることができる。

例えば、図５の変位量Ｘ₁と変位量Ｘ₃との面積が同じ場合、Ｘ軸移動部２０とＹ軸移動部２２の加速期間における上限速度Ｖ_maxは、図４のＸ軸移動部２０とＹ軸移動部２２の加速期間の上限速度Ｖ_maxの半分になる。

また、Ｘ軸移動部２０の減速期間の変位量Ｘ₂及びＹ軸移動部２２の減速期間の前半部分の変位量Ｘ₄は単独動作なので、変位量Ｘ₂と変位量Ｘ₄のそれぞれが許容変位量Ｘ₀以下になるようにＸ軸移動部２０の減速期間の上限速度Ｖ_maxと、Ｙ軸移動部２２の減速期間の前半部分の上限速度Ｖ_maxを演算する。

また、Ｙ軸移動部２２の減速期間の後半部分の変位量Ｘ₅とＺ軸移動部２４の加速期間の変位量Ｘ₆は複合動作部分なので、Ｘ₅とＸ₆の合計が許容変位量Ｘ₀以下になるようにＹ軸移動部２２の減速期間の後半部分の上限速度Ｖ_maxと、Ｚ軸移動部２４の加速期間の上限速度Ｖ_maxを演算する。

また、Ｚ軸移動部２４の減速期間の変位量Ｘ₇は単独動作なので、Ｘ₇が許容変位量Ｘ₀以下になるようにＺ軸移動部２４の減速期間の上限速度Ｖ_maxを演算する。

演算部８８は上記の如く演算した各移動部２０、２２，２４の加速期間及び減速期間の上限速度Ｖ_maxを制御部８６に出力する。

（速度制御ステップ）
そして、制御部８６は演算部８８が演算した各移動部２０、２２、２４の上限速度Ｖ_maxを超えないように各移動部２０、２２、２４の加速期間及び減速期間の最高速度を制御する。

このように、本発明では、各移動部２０、２２、２４の加速期間又は減速期間の最大許容変位量Ｘ₀、換言すると、増幅器９０のコンデンサ容量で瞬停又は瞬時電圧低下に耐えられるステージ移動の加速期間又は減速期間における変位量を、プロービング動作（逐次動作又は複合動作）の違いに係らず一定に維持し、最大許容変位量Ｘ₀以下でプロービング動作ごとに各移動部２０、２２、２４の上限速度Ｖ_maxを設定して制御するようにした。

これにより、追加部品や配置場所の確保を必要とせずに瞬停又は瞬時電圧低下に対応することができる。また、瞬停又は瞬時電圧低下の規格変更に対しても容易に対応することができる。本実施の形態では、ＳＥＭＩ−Ｆ４７で規定される具体例として２０ｍｓで説明したが、本発明は例えば２５ｍｓや１５ｍｓなどの規定条件変更にも容易に対応できる。

なお、本実施の形態では、半導体製造装置の一例として、プローブ装置１０の例で説明したが、例えばブレードを処理部としたダイシング装置の場合にも適用できる。

１０…プローブ装置、１２…プローブカード、１４…プローブ、１６…ステージ、１８…θ回転部、２０…Ｘ軸移動部、２２…Ｘ軸移動部、２４…Ｚ軸移動部、２６…カメラ、２８…Ｚ軸移動台、３０…Ｘ軸移動台、３２…摺動ベース、３４…摺動部材、３６…底板、３８…ボールネジ、４０…ナット部、４２…軸受、４４…Ｚ軸サーボモータ、４６…Ｙ軸移動台、４８…側板、５０…摺動ベース、５２…摺動部材、５４…軸受、５６…ボールネジ、５８…Ｘ軸サーボモータ、６０…支持板、６２…ナット部、６４…基台、６６…側板、６８…摺動ベース、７０…摺動部材、７２…ボールネジ、７４…Ｙ軸サーボモータ、７６…支持板、７８…ナット部、８０…Ｚ軸モータ駆動部、８２…Ｘ軸モータ駆動部、８４…Ｙ軸モータ駆動部、８６…制御部、８８…演算部、９０…増幅器

Claims (6)

1. ワークを保持するステージと、
   前記ステージを移動させて前記ワークの位置決めを行う移動部を有する移動機構と、
   前記移動部のモータを駆動するモータ駆動部と、
   前記モータ駆動部への制御信号を増幅する増幅器とを備える装置を制御する移動制御装置であって、
   前記移動部の加速期間又は減速期間において瞬間的な電圧の低下が発生したときに前記増幅器のコンデンサ容量で前記モータが駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定し、前記最大許容速度Ｖ₀から最大許容変位量Ｘ₀を求める演算部と、
   前記モータ駆動部に制御信号を送信して前記モータ駆動部を制御する制御部であって、前記移動部の加速期間又は減速期間の変位量が前記最大許容変位量Ｘ₀以下になるように前記移動部の速度を制御する制御部と、
   を備える移動制御装置。
2. 前記移動機構は、
   前記ステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ移動させるＸ軸移動部、Ｙ軸移動部、及びＺ軸移動部の各移動部を有し、
   前記演算部は、前記各移動部において、前記加速期間又は減速期間において瞬間的な電圧の低下が発生したときに前記増幅器のコンデンサ容量で前記モータが駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定し、前記最大許容速度Ｖ₀から最大許容変位量Ｘ₀を求め、
   前記制御部は、前記各移動部の動作が相互に重複しない逐次動作時には、前記各移動部の前記加速期間又は減速期間における個別の変位量が前記最大許容変位量Ｘ₀以下になるように前記各移動部の速度を制御する、請求項１に記載の移動制御装置。
3. 前記移動機構は、
   前記ステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ移動させるＸ軸移動部、Ｙ軸移動部、及びＺ軸移動部の各移動部を有し、
   前記演算部は、前記各移動部において、前記加速期間又は減速期間において瞬間的な電圧の低下が発生したときに前記増幅器のコンデンサ容量で前記モータが駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定し、前記最大許容速度Ｖ₀から最大許容変位量Ｘ₀を求め、
   前記制御部は、前記各移動部のうちの少なくとも２つの移動部の動作が重複する複合動作時には、該少なくとも２つの移動部の前記加速期間又は減速期間における変位量の合計が前記最大許容変位量Ｘ₀以下になるように前記各移動部の速度を制御する、請求項１又は２に記載の移動制御装置。
4. ワークを保持するステージを、移動部を有する移動機構で移動させて前記ワークの位置決めを行う位置決め制御方法であって、
   前記移動部の加速期間又は減速期間において瞬間的な電圧の低下が発生したときに、制御信号を増幅する増幅器のコンデンサ容量で前記移動部を駆動するモータが駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定する最大許容速度決定ステップと、
   前記最大許容速度Ｖ₀から最大許容変位量Ｘ₀を求める最大許容変位量取得ステップと、
   前記移動部の加速期間又は減速期間の変位量が前記最大許容変位量Ｘ₀以下になるように前記移動部の速度を制御する速度制御ステップと、
   を備える位置決め制御方法。
5. 前記移動機構は、
   前記ステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ移動させるＸ軸移動部、Ｙ軸移動部、及びＺ軸移動部の各移動部を有し、
   前記最大許容速度決定ステップでは、前記各移動部において、前記加速期間又は減速期間において瞬間的な電圧の低下が発生したときに前記増幅器のコンデンサ容量で前記モータが駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定し、
   前記速度制御ステップでは、前記各移動部の動作が相互に重複しない逐次動作時には、前記各移動部の前記加速期間又は減速期間における個別の変位量が前記最大許容変位量Ｘ₀以下になるように前記各移動部の速度を制御する、請求項４に記載の位置決め制御方法。
6. 前記移動機構は、
   前記ステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ移動させるＸ軸移動部、Ｙ軸移動部、及びＺ軸移動部の各移動部を有し、
   前記最大許容速度決定ステップでは、前記各移動部において、前記加速期間又は減速期間において瞬間的な電圧の低下が発生したときに前記増幅器のコンデンサ容量で前記モータが駆動する最大許容速度Ｖ₀を決定し、
   前記速度制御ステップでは、前記各移動部のうちの少なくとも２つの移動部の動作が重複する複合動作時には、該少なくとも２つの移動部の前記加速期間又は減速期間における変位量の合計が前記最大許容変位量Ｘ₀以下になるように前記各移動部の速度を制御する、請求項４又は５に記載の位置決め制御方法。

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