JPS63808B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、たとえば気体圧力等で上下動が制
御される可動体と、この可動体に対向して設けら
れた固定体とを一定接触圧の下に接触させる機構
の上記可動体の位置制御回路に関し、主に、半導
体製造工程で使用されるコンタクトアライナに用
いられる位置制御回路を対象とする。

コンタクトアライナにおいて、第２の板状物で
ある表面にホトレジスト膜の形成された半導体ウ
エハが先ず支持テーブル上に置かれる。半導体ウ
エハ上に微少距離をへだてて第１の板状物である
選択露光マスクが配置され、この半導体ウエハと
選択露光マスクとの位置合せが行なわれ、次いで
この２つの相互が密着される。この密着状態にお
いて半導体ウエハ上のホトレジスト膜が、上記マ
スクのパターンに応じて選択的に露光される。

上記の密着のために、例えば、上記テーブルが
マスクに対し上下動するようにされる。上下動
は、例えばパルスモータ等によつて制御されるバ
ルブを通る空気圧によつて行なわれる。

上記の密着のための加圧力（接触圧）は、これ
が過大であると上記のマスク等に反りを生じさ
せ、また不足であるとマスクとウエハとの相互を
充分な密着状態にしない。このような加圧力の過
不足は、ウエハ上のホトレジスト膜の加工精度を
低下させる。

そのために、加圧力の制御が必要となる。この
加圧力は、例えば上記の支持テーブルのような可
動体の位置を制御することにより行なわれる。

従来の上記位置制御方法は、可動体の位置変位
量を検出して、接触圧を制御するものであつたた
め、マスクとウエハとの接触が始まると、上記変
位量が小さくなり、高精度に制御された接触圧を
得ることが困難であつた。

この発明は、高精度の接触圧制御が実現できる
コンタクトアライナを提供するためになされた。

この発明は、固定体に可動体が接触を始める
と、その変位量及び変化過程における変化率（立
ち上り）が共に小さくなつていくことに着目し、
この両者を検出して、接触圧を制御しようとする
ものである。

以下、実施例により、この発明を具体的に説明
する。

第１図は、この発明の一実施例を示すブロツク
図である。

１はバツフアアンプであり、可動体の位置を電
圧信号に変換した信号Viを入力とするものであ
る。この位置検出手段は、例えば、差動コイル
と、可動体の位置に従つて移動する磁性体とによ
り構成されたもの等を用いるものである。

２は、サンプルホールド回路であり、上記電圧
信号に変換された位置情報を、後述するタイミン
グφ₁でサンプリングして、保持するものである。
このサンプルホールド回路２は、パルスモータの
１ステツプ動作における変化量を求めるため、変
化前の位置情報である電圧信号を保持するととも
に、その反応信号を形成する。

３は、減算回路であり、演算増幅器OP₁を用い
るものである。この回路は、加算回路の回路構成
とするものであるが、上記サンプルホールド回路
の出力が負の信号となつているので、出力には、
バツフアアンプ１を介した電圧信号Viと、サン
プルホールド回路２で保持された電圧信号との差
を求める減算回路として動作するものである。

４は、積分回路であり、上記減算回路３の入力
を積分するためのもので、演算増幅器OP₂と、積
分回路を構成するコンデンサC₁、抵抗R₄で構成
され、上記コンデンサC₁に並列に積分動作を制
御するアナログスイツチQ₁を有するものである。

５は、積分回路であり、一定の電圧＋Ｖを積分
するもので、演算増幅器OP₃と、積分回路を構成
するコンデンサC₂、抵抗R₅で構成され、上記コ
ンデンサC₂に並列に積分動作を制御するアナロ
グスイツチQ₂を有するものである。

６は、減算回路であり、演算増幅器OP₄を用い
るものである。この回路も上記同様に加算回路と
しての回路構成とするものであるが、上記両積分
回路４，５の出力電圧Va，Vbを互いに逆相の信
号とすることにより、減算回路として動作させる
ものである。

７は、電圧比較回路であり、上記減算回路６の
出力と、所定の接触圧に設定するための基準電圧
Vrefとのレベル比較を行なうものである。

８は、判定回路であり、上記電圧比較出力を所
定のタイミングでサンプリングし、接触圧の判定
出力を形成するものである。

この回路の動作は、第２図、及び第３図の動作
波形図を参照して説明する。

第２図の信号P_Mは、パルスモータの駆動パル
スであり、このパルスモータで電磁弁を回転さ
せ、エア圧を制御する。したがつて、このパルス
モータの１ステツプ動作毎に、エア圧が上昇し
て、これに伴なう位置検出電圧Viが得られる。

サンプルホールド回路２のサンプリングパルス
φ₁は、上記位置変位が行なわれる前の電圧信号
を保持するために、上記パルス信号P_Mの直前に
発生させるものである。したがつて、同図におい
て、第１番目のパルスP_Mが入力された後の減算
回路３の出力は、Vi₂−Vi₁の電圧信号、すなわ
ち、１ステツプ位置制御動作毎の変位量が得られ
る。

積分回路４は、この変位量及び変化率を積分す
るものであり、タイミングパルスφ₂でその動作
が制御される。すなわち、上記パルスP_Mと同時
に立ち上り、一定の積分期間が設定されたパルス
φ₂により、積分回路のコンデンサC₁，C₂の短絡
動作を解除して、積分動作を行なわせるものであ
る。

上記積分回路４と同時に動作が制御される積分
回路５の入力には、一定電圧−Ｖを加えておくも
のであるため、その積分出力は、常に一定の時定
数で立ち上る。

一方、上記１ステツプ位置制御動作毎の減算出
力Vin−Vin_-1は、可動体が固定体に接触を開始
するまでの間にあつては、同図、Vi₂，Vi₃に示
すように、変位量も大きく、かつ、その立ち上り
も速いものとなるため、第３図に示すように、積
分回路４，５の時定数を同じくすれば、両者の積
分出力Va，Vbの差は小さいものとなる。

そして、可動体が固定体に接触を開始すると、
両者の接触圧により、負荷が重くなるので第２
図、Vi₄，Vi₅，Vi₆に示すように、減算出力Vin
−Vin_-1は、変位量及び立ち上りも除々に小さく
なる。したがつて、その積分出力は、第３図に示
すように、点線で示す出力Va′のように小さくな
り、上記積分出力Vbとの差が拡大して行くもの
となる。

この差Vb−Va′が基準電圧Vrefを超えたとき、
パルスモータの停止信号（STOP）を形成するも
のである。

より詳しくは、パルスモータへの駆動パルス
P_Mの供給は、停止信号（STOP）によつて停止
される。良く知られているように、パルスモータ
は、駆動パルスP_Mの供給が無ければ、回転停止
される。すなわちそのときの回転角が維持する。
パルスモータによつて駆動される気体バルブは、
それ故にそのバルブ開度が、マスクとウエハとの
密着を適切にさせる値に維持固定されることにな
る。

以上説明したこの実施例回路によれば、可動体
と固定体との接触による変位量の他、その変化率
も加味して接触圧の制御を行なうものであるた
め、高精度の位置制御動作が実現できる。

この発明は、前記実施例に限定されず、減算回
路は、回路構成として減算回路となるものを用い
てもよいことはいうまでもないであろう。また、
位置検出手段は、種々の位置電圧変換手段が利用
できる。

この発明は、アライナの他、種々のコンタクト
機構を有する装置として利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すブロツク
図であり、第２図、第３図は、その動作波形図で
ある。 １……バツフアアンプ、２……サンプルホール
ド回路、３，６……減算回路、４，５……積分回
路、７……電圧比較回路、８……判定回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 駆動装置による駆動力によつてその位置が変
   位せしめられる可動体と、上記可動体の位置変位
   量を検出する検出手段と、上記検出手段の検出出
   力を受け上記駆動装置を制御する制御回路とを備
   え、上記可動体の位置変位によつて第１板状物と
   第２板状物とを接触せしめかかる接触状態におい
   て上記第１板状物のパターンを上記第２板状物に
   転写せしめるコンタクトアライナであつて、上記
   駆動装置はパルスモータと該パルスモータによつ
   て駆動されるバルブからなり、該駆動装置によつ
   て駆動力である空気圧力を制御せしめるよう構成
   し、上記制御回路は、上記パルスモータが起動さ
   れる前と後の上記可動体の位置変位量を求める第
   １回路と、該第１回路の出力を一定時間積分する
   第２回路と、該第２回路の出力を基準レベルと比
   較する第３回路からなり、上記第２回路の出力が
   基準レベル以下になつたときに上記駆動装置のパ
   ルスモータを停止せしめるように構成されてなる
   ことを特徴とするコンタクトアライナ。