Walking Driveを利用した高真空対応超精密アライメント装置の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360069
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 社本 英二 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20216146)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 教和 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00359754)
• Keywords: 超機密アライメント装置 / 半導体製造装置 / 圧電素子 / XYθテーブル / 位置決め装置 / 真空

Research Abstract

超精密アライメント技術は、ステッパーなどの半導体製造装置、検査装置等に多用され、現在のハイテク産業を支える基盤技術として認識されている。現在、これらの中核となる製造技術は、光を利用したフォトリソグラフィであり、光の波長による描画分解能の限界が問題となっている。そこでこの限界を超えるために、超高真空内でのウェハーとウェハーの接合による半導体回路の3次元構造化や、電子ビーム、イオンビーム露光の採用が検討されており、これらの実現には真空環境下でのナノメートルオーダの超精密アライメント技術の開発が不可欠となっている。本研究では、次世代半導体製造に必要となる基盤技術として、超高真空中での超精密アライメントに有利な小型超精密XYθテーブルを開発することを目的とし、本年度は主として以下の2項目について試作開発研究を行った。
(1)変位拡大機構を持つ駆動部の開発
クリープ特性と高真空に対して問題となる接着剤を用いず、制御の簡素化と高速化のために、送り方向に変位拡大機構を採用し、新しい駆動部(足に相当する)を試作開発した。本機構は、圧電素子同士を接近させてねじで固定するだけの単純な構造で、支持ブロックを前後左右に傾斜させると同時に上下にも変位させることができる。
(2)アライメント装置の開発
上記駆動部を6個用い、大気中から真空内のテーブル面マークを監視できるようにテーブルの周辺部で直接"歩行"を行うアライメント装置を開発した。本装置の構成に合わせた駆動ソフトウェアを開発し、駆動用電力増幅器と非接触微小変位計および計測制御用コンピュータを用いて動作確認を行い、概ね支持通りの駆動を行い得ることを確認した。

Research Products

• [Publications] 社本 英二: "機械式円振動発生機構を利用した楕円振動切削加工機の開発"精密工学会誌. 69・4. 542-548 (2003)
• [Publications] 樋野 励: "直接オフセット法による工具経路生成(第1報)-基本手順の提案"精密工学会誌. 69・6. 781-787 (2003)
• [Publications] 社本 英二: "傾斜型楕円振動切削加工法の提案とその基本特性"精密工学会誌. 69・7. 970-975 (2003)
• [Publications] 社本 英二: "切削力モデルに基づくエンドミル加工状態の知的認識-データベースを必要としない手法の開発"日本機械学会論文集C編. 69・683. 1927-1932 (2003)
• [Publications] Norikazu SUZUKI: "Ultraprecision Micromachining of Hardened Steel by Applying Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting"2003 International Symposium on Micromechatronics and Human Science. 221-226 (2003)
• [Publications] 社本 英二: "CNC装置の内部情報を利用した工作機械の熱変形推定"日本機械学会論文集C編. 69・686. 2775-2782 (2003)
• [Publications] 鈴木 教和: "楕円振動切削加工法による金型鋼の超精密・微細加工"型技術. 18巻13号. 16-17 (2003)
• [Publications] 鈴木 教和: "単結晶材料の延性モード超音波楕円振動切削加工"2003年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 340 (2003)