Walking Driveを利用した超精密アライメントテーブルの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555036
• Research Institution: NAGOYA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 社本 英二 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20216146)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山内 朗 東レエンジニアリング(株), エレクトロニクス事業本部, 主任技師 ; 中本 剛 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (30198262)
• Keywords: 超精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)線形補正・座標変換マトリクスによるオープンループ駆動特性の改善
設備備品として要求している圧電素子駆動用電力増幅器を使用してオープンループでの駆動実験を行った。既存の静電容量型非接触微小変位計を用いてオープンループ駆動特性を詳細に測定し、その運動誤差を無くすように、線形補正マトリクスを同定し、オープンループでの駆動特性を改善した。
(2)試作開発したシステムの総合的な特性評価と実用化への検討
新しい装置、駆動ソフトウェア、制御システムなど個別に開発した部分について全機能を統合した場合の特性を総合的に検討、評価した。その結果、測定に使用した画像処理システムの分解能である50nm以下の位置決め分解能を実現し得ること等が分かった。

Research Products

• [Publications] 社本 英二: "Walking Driveによる超精密送り駆動機構"機械の研究. 54巻・4号. 432-442 (2002)
• [Publications] 社本 英二: "Walking Driveによる超精密送り駆動機構"精密工学会2002年度秋季大会講演論文集. 288-289 (2002)
• [Publications] 社本 英二, 田口 敏彰, 森脇 俊道: "Walking Driveを用いた超精密XYθテーブルの開発(第3報)-平面内3軸同時測定および位置決め"2002年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 118 (2002)
• [Publications] 社本 英二, 田口 敏彰, 森脇 俊道: "Walking Driveを用いた超精密XYθテーブルの開発(第3報)-平面内3軸同時測定および位置決め"2002年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 118 (2002)
• [Publications] 施暁健, 山本祐生, 布目清成, 社本英二: "Walking Driveに基づく超精密アライメント装置の開発"日本機械学会東海学生会第34回学生員卒業研究発表講演会 講演前刷集. 219 (2003)
• [Publications] 社本英二, 植村友昭, 森脇俊道, 山内朗, 奈良場聡: "Walking Driveを用いた超精密アライメント装置の開発-変位拡大機構の適用と画像処理を利用した位置決め"2003年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (発表予定). (2003)