JP7431475B2 - 超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム - Google Patents
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Description
Claims (19)
- マスクに変形を発生させ、前記マスクの変形の受力値を検出し、前記マスクの変形の受力値を出力力設定値と比較し、第一制御フィードバック量を生成して、前記マスクに変形を発生させる力を調整することによって、前記マスクの変形量を制御するための16通路気圧微調整マスク変形制御サブシステムと、
前記マスク及びベースシートの画像を収集し、前記画像に基づいて前記マスクと前記ベースシートとの間の位置を調整することによって、前記マスクと前記ベースシートとを位置合わせするためのアライメントサブシステムとを含み、
前記16通路気圧微調整マスク変形制御サブシステムは、PLCコントローラサブシステムを含み、前記PLCコントローラサブシステムは、PIDコントローラと、アナログ量入力拡張モジュールと、アナログ量出力拡張モジュールと、デジタル量入力拡張モジュールと、デジタル量出力拡張モジュールとを含み、
前記アナログ量入力拡張モジュールは、収集された前記受力値のアナログ量電気信号をA/D変換するために用いられ、
前記デジタル量入力拡張モジュールは、A/D変換されたデジタル量信号をPIDコントローラに入力するために用いられ、
前記PIDコントローラは、A/D変換されたデジタル量信号を前記出力力設定値と比較し、前記第一制御フィードバック量を生成するために用いられ、
前記デジタル量出力拡張モジュールは、前記第一制御フィードバック量のデジタル量信号をアナログ量出力拡張モジュールに出力するために用いられ、
前記アナログ量出力拡張モジュールは、前記第一制御フィードバック量のデジタル量信号をD/A変換し、変換して得られた前記第一制御フィードバック量のアナログ電気信号を出力して、前記マスクの変形に対する閉ループフィードバックを形成するために用いられ、
前記PIDコントローラの関数方程式は、以下の通りであり、
ことを特徴とする超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。 - 前記16通路気圧微調整マスク変形制御サブシステムは、気圧出力制御サブシステムをさらに含み、
前記気圧出力制御サブシステムは、
前記マスクに変形を発生させる力を出力するための16通路シリンダと、
前記第一制御フィードバック量に基づいて前記16通路シリンダの出力力の強度を制御するための16通路電気比例弁と、を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記16通路気圧微調整マスク変形制御サブシステムは、マスク受力検出フィードバックサブシステムをさらに含み、
前記マスク受力検出フィードバックサブシステムは、
マスク変形の受力値を収集するための16通路力センサと、
前記16通路シリンダの接続気管内の気圧を収集するための圧力センサと、を含む、
ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 前記PLCコントローラサブシステムは、さらに、前記気圧を所定の気圧値と比較して、第二制御フィードバック量を生成することに用いられ、
前記16通路気圧微調整マスク変形制御サブシステムは、さらに方向変更電磁弁を含み、前記方向変更電磁弁は、前記第二制御フィードバック量に基づいて、前記16通路シリンダの出力力の方向を制御するために用いられ、
前記PLCコントローラサブシステムは、中間リレーを介して前記方向変更電磁弁に接続される、
ことを特徴とする請求項3に記載のシステム。 - 前記アライメントサブシステムは、8通路画像収集CCDカメラと、2枚の画像収集カードと、画像プロセッサと、画像収集調節モータ制御サブシステムと、8通路照明サブシステムとを含み、
前記8通路画像収集CCDカメラについて、各前記CCDカメラにはいずれもテレセントリックレンズが設けられ、前記画像を収集するために用いられ、
前記画像収集カードについて、各前記画像収集カードは、それぞれ4通路の前記CCDカメラが収集した画像の受信及び伝送に用いられ、
前記画像プロセッサは、前記画像を前処理し、前処理された前記画像を中央制御システムに伝送することによって、前記中央制御システムが、前記画像に基づいて前記マスクと前記ベースシートとが位置合わせしているか否かを判断して、前記マスクと前記ベースシートとを位置合わせする調整制御命令を生成するようにすることに用いられ、
前記画像収集調節モータ制御サブシステムは、前記調整制御命令に基づいて前記ベースシートの位置を調整することによって、前記ベースシートと前記マスクとを位置合わせすることに用いられ、
前記8通路照明サブシステムは、各前記CCDカメラに接続されたテレセントリックレンズに照明を提供することに用いられる、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記システムは、中央制御システムを内蔵した上位機をさらに含み、
前記上位機は、実際のマスク変形制御需要に基づいて、前記PLCコントローラサブシステムにプログラム命令を発信することに用いられ、前記プログラム命令は、前記第一制御フィードバック量を生成し、16通路気圧微調整マスク変形制御サブシステムが前記マスクの変形量を調整するように調整制御するために用いられ、
前記上位機は、さらに、前記画像に基づいて、前記マスクと前記ベースシートとが位置合わせしているか否かを判断して、前記マスクと前記ベースシートとを位置合わせする調整制御命令を生成することに用いられる、
ことを特徴とする請求項5に記載のシステム。 - 前記上位機と前記アライメントサブシステムとは、PCIeバス又はRS232シリアルポート通信バスを介して通信可能に接続され、前記画像収集カードは、PCIeX4インタフェースを介して前記上位機と通信可能に接続される、
ことを特徴とする請求項6に記載のシステム。 - 前記アライメントサブシステムは、さらに、
前記CCDカメラの位置を調整するためのコンパクト型線形変位テーブルと、
中央制御システムから発信された制御命令に基づいて、前記コンパクト型線形変位テーブルを移動させて位置を調整するためのマルチチャネル移動コントローラと、を含む、
ことを特徴とする請求項6に記載のシステム。 - 16通路気圧微調整マスク変形制御サブシステムとアライメントサブシステムとを含み、前記16通路気圧微調整マスク変形制御サブシステムは、マスク受力検出フィードバックサブシステムと、気圧出力制御サブシステムと、PLCによって実現されたPIDコントローラサブシステムとを含み、前記アライメントサブシステムは、8通路画像収集CCDと、画像収集カードと、画像プロセッサと、8通路照明サブシステムとを含み、前記画像収集CCDによって収集された画像データは、画像収集カードによって高性能上位機と伝送し、上位機は、画像プロセッサによって関連画像を前処理し、その後に中央制御システムにフィードバックし、アライメントプログラムに画像支援を提供し、前記8通路照明サブシステムは、信号発生器を介して位相変調器に接続され、励起信号を生成することによって、ヘリウム-ネオンレーザが発した光が変調された後に関連光路及び光ファイバ伝送チャネルを介して、CCDに接続されたテレセントリックレンズに照明を提供し、
前記16通路気圧微調整マスク変形制御サブシステムは、PLCコントローラサブシステムを含み、前記PLCコントローラサブシステムは、PIDコントローラと、アナログ量入力拡張モジュールと、アナログ量出力拡張モジュールと、デジタル量入力拡張モジュールと、デジタル量出力拡張モジュールとを含み、
前記アナログ量入力拡張モジュールは、収集された受力値のアナログ量電気信号をA/D変換するために用いられ、前記受力値は受けられる力の値であり、
前記デジタル量入力拡張モジュールは、A/D変換されたデジタル量信号をPIDコントローラに入力するために用いられ、
前記PIDコントローラは、A/D変換されたデジタル量信号を出力力設定値と比較し、第一制御フィードバック量を生成するために用いられ、前記出力力設定値は、出力される力に対して設定される値であり、
前記デジタル量出力拡張モジュールは、前記第一制御フィードバック量のデジタル量信号をアナログ量出力拡張モジュールに出力するために用いられ、
前記アナログ量出力拡張モジュールは、前記第一制御フィードバック量のデジタル量信号をD/A変換し、変換して得られた前記第一制御フィードバック量のアナログ電気信号を出力して、前記マスクの変形に対する閉ループフィードバックを形成するために用いられ、
前記PIDコントローラの関数方程式は、以下の通りであり、
ことを特徴とする超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。 - 前記16通路気圧微調整マスク変形制御サブシステムは、さらに、PLC制御サブシステムと、アナログ量入出力拡張モジュールと、PLC内部PIDコントローラと、マスク受力検出フィードバックサブシステムと、気圧出力制御サブシステムとを含む、
ことを特徴とする請求項9に記載の超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。 - 前記アライメントサブシステムは、PCIeX4に基づくPCIeバス又はカスタマイズ可能なPCIeバスを採用し、或いはUSRTに基づくRS232シリアルポート通信バス又はカスタマイズ可能なRS232シリアルポート通信バスを採用する、
ことを特徴とする請求項9に記載の超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。 - 前記アライメントサブシステムは、マルチチャネル画像収集サブシステムと、画像伝送サブシステムと、画像処理サブシステムと、画像収集調節モータ制御サブシステムと、8通路照明サブシステムとを含む、
ことを特徴とする請求項9に記載の超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。 - 前記制御システムは、制御システム全体の動作及び画像処理高速演算に用いられる高性能産業用コンピュータを含む、
ことを特徴とする請求項9に記載の超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。 - 前記PLC制御サブシステムは、16通路PIDコントローラを提供することに用いられ、出力力の閉ループ制御アルゴリズムを完了するためのPLCコントローラと、力センサアナログ量の入力変換に用いられ、フィードバック力のD/A変換を完了し、さらに入力気圧検出に用いられ、D/A変換を完了するためのアナログ量入力拡張モジュールと、電気比例弁制御信号出力に用いられ、A/D変換を完了するためのアナログ量出力拡張モジュールと、シリンダ出力方向変更制御に用いられ、シリンダ押出及び後退制御を完了し、該プロセスが中間リレーを制御して相応的な方向変更電磁弁を起動することによって完了されるためのデジタル量出力拡張モジュールと、センサ信号受信に用いられるデジタル量入力拡張モジュールとを含む、
ことを特徴とする請求項10に記載の超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。 - 前記マルチチャネル画像収集サブシステムは、画像収集に用いられる8通路画像収集CCDと、CCDと組み合わせて用いられるテレセントリックレンズとを含む、
ことを特徴とする請求項12に記載の超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。 - 前記画像伝送サブシステムは、画像収集カードを含み、単一の画像収集カードは、4チャネルCCD収集データ伝送に用いられ、画像収集カードは、外部トリガ条件の受信に用いられるトリガと、画像収集カード全体の動作を遂行するための収集カード内部システムプログラムと、受信したデータをシステムプログラムによって処理した後にPCIeインタフェースに伝送するためのPHY送受信機と、内部プログラムの実行にメモリを提供するための4つのDDR RAMとを含む、
ことを特徴とする請求項12に記載の超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。 - 前記画像処理サブシステムは、画像プロセッサを含み、画像収集カードによって収集されて簡単に前処理されたデータを総合的に処理し、最終的に処理された画像データを中央制御システムに伝送するために用いられる、
ことを特徴とする請求項12に記載の超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。 - 前記画像収集調節モータ制御サブシステムは、CCD位置調整に用いられるコンパクト型線形変位テーブルと、前記コンパクト型線形変位テーブルに合わせて移動制御するために用いられるマルチチャネル移動コントローラとを含む、
ことを特徴とする請求項12に記載の超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。 - 前記8通路照明サブシステムは、波長が633nmの光を生成するためのヘリウム-ネオンレーザと、コリメート光を光ケーブルに集束するための集束レンズと、光ケーブルの出力光をコリメートするためのコリメートミラーと、光信号伝送に用いられる光ケーブルと、光ファイバ先端とテレセントリック対物レンズとの接続に用いられるアダプタと、関連出力光信号の変調に用いられる位相変調器と、位相変調器の励起信号を生成するための信号発生器とを含む、
ことを特徴とする請求項12に記載の超解像フォトリソグラフィ精密マスク用のインテリジェント補正装置制御システム。
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