JP2000349015A

JP2000349015A - デバイス製造装置および方法

Info

Publication number: JP2000349015A
Application number: JP11159145A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Iwanaga; 武彦岩永
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】検出精度や制御特性を劣化なく簡便な構成で
検出信号を取り込む。【解決手段】複数の制御量を検出する各センサからの
アナログ検出信号ＡＮをＡＤ変換し、パケット化して送
信する信号前処理部４３と、このパケットを受信し、前
記ＡＤ変換された検出信号に基づいて、各制御量に対応
した複数の制御対象を操作する各アクチュエータの操作
量を決定する制御部とで制御装置を構成する。制御部
は、前記ＡＤ変換された検出信号に所定の処理を施して
出力する信号後処理部４８と、この出力に基づいて各ア
クチュエータへの操作量の出力を行う制御演算部５３と
を備え、前記信号前処理部および信号後処理部間は少な
くとも前記ＡＤ変換のためのトリガ信号のラインと、前
記パケットの送受信用の１または複数のデータライン４
７とで接続され、前記ＡＤ変換は制御部における制御サ
イクルと同期し、かつ前記ＡＤ変換から操作量の出力ま
でを同一または複数の制御サイクル内で行い、操作量の
出力を前記同一または複数制御サイクル内あるいはその
次のサイクルで行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ等の
半導体デバイス、液晶デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイ
ス、磁気ヘッド等のデバイスを製造する際に用いる露光
装置や半導体製造装置等のデバイス製造装置およびデバ
イス製造方法ならびにこれらに使用できる制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスを製造するための半導体
露光装置は、最近のウエハ・レチクルサイズの大型化や
アライメント精度の高精度化、高スループット化、焼付
け線幅の微細化等に伴い、半導体露光装置の制御装置を
構成する制御系（制御部）の目や耳であるレーザ干渉
計、変位計、加速度計、アライメント検出系、フォーカ
スセンサ等のセンサの数、および制御系の手足となるリ
ニアモータ、サーボバルブ等のアクチュエータの数が増
加している。これに合わせてセンサユニットおよび駆動
ユニットと、これらからデータを読み込んだりこれらを
制御したりするための制御系が収納された制御ラックと
を結ぶケーブルの本数も増加している。

【０００３】センサの中で渦電流変位計、静電容量セン
サ、加速度計等の信号はアナログ出力であり、かつ制御
系としては１ｍＶもしくはそれ以下のオーダの精度で信
号を読み取る必要があるため、制御ラック内の信号読取
り部まで、他のアナログ信号線、アクチュエータの動力
線、デジタル信号線等からのクロストークが生じないよ
うにシールド線等を用いて注意してケーブルを引きまわ
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ようにセンサの数が増えてくると、上記従来例のように
他の線とのクロストークに注意しながら装置内にケーブ
ルを通すのが困難となってくる。また、通常、センサか
ら制御ラックまでを１本のケーブルで接続することは、
運搬、メンテナンス、実装上等の観点から困難であるた
め、複数箇所で中継する必要があるが、これら多数のア
ナログ線をクロストークに注意しながら中継するのはコ
ネクタ・ケーブルの選択や実装方法上で多大な制約を受
けることになる。また、センサヘッド部は、そのシール
ドケースがセンサ電源のグラウンド電位と同電位になっ
ているものが多いため、センサヘッド、センサアンプお
よび制御ラック間にグラウンドループができてしまい、
計測精度を劣化させる場合がある。

【０００５】そこで、本発明の第１の目的は、制御装置
において、検出精度や制御特性を劣化させることなく、
簡便な構成により検出信号を制御部に取り込めるように
することにある。本発明の第２の目的は、さらに、制御
演算部における演算負荷を低減させることにある。本発
明の第３の目的は、センサと制御部が離れている場合で
も、前記第１または第２の目的を達成することにある。
本発明の第４の目的は、制御装置において、突発的なノ
イズに強い制御が行えるようにすることにある。本発明
の第５の目的は、簡便なハードウエア構成で前記第１〜
４の目的を達成することにある。本発明の第６の目的
は、簡便な構成により、良好な検出精度および良好な制
御特性を有する露光装置を提供することにある。本発明
の第７の目的は、簡便な構成により、良好な検出精度お
よび良好な制御特性を有する走査型露光装置を提供する
ことにある。本発明の第８の目的は、デバイス製造方法
において、簡便な構成により、検出精度や制御特性を劣
化させることなく、検出信号を取り込み、高精度なデバ
イス製造を行うことができるようにすることにある。本
発明の第９の目的は、デバイス製造方法において、簡便
な構成により、検出精度や制御特性を劣化させることな
く、検出信号を取り込み、高精度で制振または除振を行
いながら露光を行うことにより、デバイス製造を行うこ
とができるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の制御装置は、複数の制御量を検出す
る各センサからのアナログ検出信号をＡＤ変換し、パケ
ット化して送信する信号前処理部と、このパケットを受
信し、前記ＡＤ変換された検出信号に基づいて、各制御
量に対応した複数の制御対象を操作する各アクチュエー
タの操作量を決定する制御部とを具備することを特徴と
する。この構成において、各センサからの検出信号は、
ＡＤ変換され、パケット化されるため、クロストークの
おそれなくかつ従来より少ない本数のデータラインによ
り制御部へ送信される。したがって検出信号は、検出精
度や制御特性において劣化を生じることなく、かつ簡便
な構成により制御部に取り込まれることになる。

【０００７】本発明の第２の制御装置は、前記第１のも
のにおいて、前記制御部は、前記ＡＤ変換された検出信
号に所定の処理を施して出力する信号後処理部と、この
出力に基づいて前記各アクチュエータへの操作量の出力
を行う制御演算部とを備え、前記信号前処理部および信
号後処理部間は少なくとも前記ＡＤ変換のためのトリガ
信号のラインと、前記パケットの送受信用の１または複
数のデータラインとで接続され、前記ＡＤ変換は前記制
御部における制御サイクルと同期しており、かつ前記Ａ
Ｄ変換から操作量の出力までを同一制御サイクル内で行
うように構成したことを特徴とする。この構成において
も、検出信号は同様に、検出精度や制御特性において劣
化を生じることなく、かつ簡便な構成により制御部に取
り込まれる。

【０００８】本発明の第３の制御装置は、前記第１のも
のにおいて、前記制御部は、前記ＡＤ変換された検出信
号に所定の処理を施して出力する信号後処理部と、この
出力に基づいて前記各アクチュエータへの操作量の出力
を行う制御演算部とを備え、前記信号前処理部および信
号後処理部間は少なくとも前記ＡＤ変換のためのトリガ
信号のラインと、前記パケットの送受信用の１または複
数のデータラインとで接続され、前記ＡＤ変換は前記制
御部における制御サイクルと同期しており、かつ前記Ａ
Ｄ変換から前記信号後処理部における出力までを同一制
御サイクルまたは複数の制御サイクル内で行い、その後
の前記操作量の出力を前記同一サイクルまたは複数制御
サイクルの次のサイクルで行うように構成したことを特
徴とする。この構成において、検出信号は同様に、検出
精度や制御特性において劣化を生じることなく、かつ簡
便な構成により制御系に取り込まれるが、制御演算部に
おける処理速度に余裕が生じるため、制御演算部におい
て、より少ない演算負荷により演算が行われることにな
る。

【０００９】本発明の第４の制御装置は、前記いずれか
の制御装置において、前記信号前処理部は前記センサが
取り付けられた構造物上に配置され、前記制御部はこの
構造物とは別の構造物上に配置されていることを特徴と
する。この構成において、センサと制御部が離れている
場合でも、検出信号は同様に、検出精度等の劣化なく簡
便な構成により制御部に取り込まれる。

【００１０】本発明の第５の制御装置は、前記いずれか
の制御装置において、前記信号後処理部は、前記信号前
処理部と信号後処理部間の前記パケットの送受信におい
てエラーが生じた場合には、そのエラーが生じる直前の
またはそれ以前の前記ＡＤ変換された検出信号に基づい
て前記制御演算部への出力を行い、前記エラーが複数回
生じた場合には、その旨を前記制御演算部へ出力するも
のであることを特徴とする。この構成において、１回エ
ラーが生じても検出信号の制御演算部への出力が途絶え
ることがないため、突発的なノイズ等に強い制御が行わ
れる。

【００１１】本発明の第６の制御装置は、前記いずれか
の制御装置において、前記信号前処理部における前記Ａ
Ｄ変換した検出信号をパケット化して送信する処理、お
よび前記信号後処理部における前記パケットの受信から
前記制御演算部への出力までの処理の少なくとも一部は
並行して行うように構成したことを特徴とする。この構
成において、検出信号は同様に、検出精度等の劣化なく
簡便な構成により制御部に出力されるが、その際、処理
に時間的余裕が生じるため、ハードウエア構成および実
装がより簡便なものとなり、かつ制御演算部においてよ
り少ない演算負荷による演算が行われることになる。

【００１２】本発明の第７の制御装置は、前記第１〜５
のいずれかの制御装置において、前記信号前処理部での
ＡＤ変換を前記制御部における同一制御サイクル内で複
数回行い、このＡＤ変換、前記ＡＤ変換した検出信号を
パケット化して送信する処理、および前記信号後処理部
における前記パケットの受信から前記制御演算部への出
力までの処理の少なくとも一部は並行して行うように構
成したことを特徴とする。この構成において、検出信号
は同様に、検出精度等の劣化なく簡便な構成により制御
部に出力されるが、その際、処理に時間的余裕が生じる
ため、ハードウエア構成および実装がより簡便なものと
なり、かつ制御演算部においてより少ない演算負荷によ
る演算が行われることになる。

【００１３】本発明の第１の露光装置は、原版のパター
ンを投影光学系を介して基板に露光する露光装置であっ
て、装置各部の制御に前記第１〜７のいずれかの制御装
置を用いていることを特徴とする。この構成において、
装置各部の制御に使用される検出信号は、同様に、検出
精度や制御特性において劣化を生じることなく、かつ簡
便な構成により制御部に取り込まれる。したがって、良
好な検出精度および良好な制御特性による制御下におい
て露光が行われる。

【００１４】本発明の第２の露光装置は、原版のパター
ンの一部を投影光学系を介して基板に投影し、前記投影
光学系に対し相対的に前記原版と基板を走査移動するこ
とにより前記原版のパターンを前記基板に露光する走査
型露光装置であって、装置各部の制御に前記第１〜７の
いずれかの制御装置を用いていることを特徴とする。こ
の構成において、同様に、装置各部の制御に使用される
検出信号は、検出精度や制御特性において劣化を生じる
ことなく、かつ簡便な構成により制御部に取り込まれ
る。したがって、良好な検出精度および良好な制御特性
による制御下において走査露光が行われる。

【００１５】本発明の第１のデバイス製造方法は、対応
する各センサからのアナログ検出信号に基づいてデバイ
スを製造するための各アクチュエータによる操作を制御
しながらデバイスを製造するデバイス製造方法におい
て、各センサからのアナログ検出信号をＡＤ変換し、パ
ケット化して送信する信号前処理工程と、このパケット
を受信し、前記ＡＤ変換された検出信号に基づいて、各
制御量に対応した複数の制御対象を操作する各アクチュ
エータの操作量を決定する制御工程とを具備することを
特徴とする。この構成において、各センサからのＡＤ変
換された検出信号は、パケット化され、クロストークの
おそれなく、かつ従来より少ない本数のデータラインで
送信される。したがって、検出信号は、簡便な構成によ
り、かつ検出精度や制御特性を劣化させることなく制御
部に取り込まれ、高精度なデバイス製造が行われる。

【００１６】本発明の第２のデバイス製造方法は、前記
第１のデバイス製造方法において、前記センサには露光
装置の所定の部分における加速度を検出するセンサが含
まれ、前記アクチュエータには前記所定部分の振動をア
クティブに制振または除振するアクティブダンパが含ま
れ、前記デバイスの製造に際しては、前記制振または除
振を行いながら前記露光装置による露光を行うことを特
徴とする。この構成において、検出信号は、簡便な構成
により、かつ検出精度や制御特性を劣化させることなく
制御部に取り込まれ、高精度で制振または除振を行いな
がら露光が行われる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。［第１の実施例］図１は本発明の第１の実施例に係る露
光装置における制御装置を構成する信号前処理部および
制御部のブロック図である。４１（４１ａ〜４１ｆ）は
アナログ出力を有する複数のセンサであり、たとえば渦
電流変位計、加速度計、静電容量センサ、レーザ変位
計、超音波センサが該当する。４３はセンサ４１からの
アナログ信号をデジタル信号に変換して送信する信号前
処理部である。これらのセンサ４１および１つあるいは
複数の信号前処理部４３は露光装置本体内に配置され
る。４８は通常は露光装置本体とは切り離して配置され
る制御部に構成される信号後処理部、５３はＣＰＵやＤ
ＳＰからなる制御演算部である。

【００１８】信号後処理部４８は、制御演算部５３から
の指令を受けると、複数の信号前処理部４３に対して信
号読込みのためのトリガ信号ＴＲを出力する。これを受
けた前処理部４３は、各センサ４１からのアナログ出力
信号ＡＮを同時にＡＤ変換部４４においてデジタル信号
に変換し、これを専用バス４６を介して通信スレーブ４
５へ送る。通信スレーブ４５は受け取った各センサから
のデータをＣＲＣやＥＣＣの誤り訂正・誤り検出情報を
含んだパケットにまとめて、シリアルのデジタル通信ラ
イン４７へ出力する。このパケットを受け取ると、信号
後処理部４８中の通信マスタ４９はパケットを分解して
ＤＳＰやゲートアレイ（ＧａｔｅＡｒｒａｙ）または
ＦＰＧＡからなる後処理演算部５０に転送する。後処理
演算部５０はこの各センサからのデジタル化されたデー
タに対し、必要に応じてデジタルフィルタ処理やスケー
リング処理を施して、制御演算部５３に接続された制御
バス５２に出力する。したがって、これらのデジタルフ
ィルタ処理やスケーリング処理は制御演算部５３とは別
の処理部である後処理演算部５０が行うため、制御系の
中で最も負荷が重い制御演算部５０にこれら多数の演算
を行わせる必要がなくなり、制御演算部５０の負荷が軽
減され、制御演算時間の減少、ひいては制御周波数の向
上につながる。

【００１９】なお、通信マスタ４９は受け取ったパケッ
トに訂正不可能な誤りが検出された場合やパケットの転
送プロトコル上での異常があった場合は通信スレーブ４
５へ再送を要求する。誤りや異常が複数回続いた場合は
通信マスタ４９は後処理演算部４８を介して制御バス５
２へ通信異常を出力する。

【００２０】また、信号前処理部４３と後処理部４８は
マルチドロップ形式で接続される。ただしマルチドロッ
プ形式によれば、デジタル通信ライン４７の実行通信速
度が十分にとれない場合があるため、その場合は図６の
ように、信号後処理部４８内に、複数の前処理部４３に
対してそれぞれ１対１で対応した複数の通信マスタ４９
を設けることにより、マルチドロップ通信方法に伴う実
行通信速度の低下を防止することができる。

【００２１】図２はＡＤ変換部４４のブロック図であ
る。同図に示されるように、アナログ信号ＡＮはバッフ
ァアンプ５４に入力され、アナログＳＷ（スイッチ）５
６を介し、加算器５７を経、そしてアナログフィルタ５
８を通してＡＤコンバータ５９に入力される。ＤＡコン
バータ６０は加算器５７に対してオフセット電圧を与え
る。ＡＤコンバータ５９への信号を、アナログＳＷ５６
により、センサからの入力信号ＡＮからグラウンドヘ切
り替えることができる。アナログＳＷ５６をグラウンド
側に切り替えることによって、ＡＤコンバータ５９およ
びＤＡコンバータ６０の零点キャリブレーションを行う
ことができる。バッファアンプ５４は作動アンプである
ことが望ましい。また、加算器５７の位置は、アナログ
ＳＷ５６とフィルタ５８の間ではなく、フィルタ５８と
ＡＤコンバータ５９との間としてもよい。

【００２２】図３は図１の構成における動作を示すタイ
ミングチャートである。同図に示すように、制御サイク
ルの基準クロックとなるクロックＣＫの立上りをトリガ
としてＡＤトリガ信号ＴＲが作られる。ＡＤトリガ信号
ＴＲはクロックＣＫから一定時間遅れていてもよい。Ａ
は前処理部４３での処理期間を示し、この期間Ａにおい
てＡＤトリガ信号ＴＲの立上りを起点としてＡＤ変換、
パケット処理、および後処理部４８への転送を行う。Ｂ
は後処理部４８での処理期間を示し、後処理部４８は期
間Ｂ中にパケット分解、フィルタリング、スケーリング
等の処理、および制御バス５２への出力を行う。ＣＣは
制御演算サイクルを示し、１、２、３、…は各制御サイ
クルである。Ｒの時点で制御バス５２へ出力されたセン
サデータは制御サイクル１での制御演算で使用され、こ
の演算結果によりＴの時点で各アクチュエータヘ目標値
が出力される。

【００２３】例えば制御サイクルが１０ｋＨｚとすれ
ば、制御サイクル１の期間は１００μｓｅｃであるが、
通常、制御演算時間が制御サイクルの大半を占めるため
にはＡとＢを合わせた時間は１０μｓｅｃ程度でなけれ
ばならず、センサデータの転送時間は極力短くする必要
がある。１００個のセンサの１６ビットデータを５μｓ
ｅｃで転送し、１データのパケット長を３０ビットとす
ると、帯域が６００ＭＨｚ以上必要となるため、ＥＣＬ
やＬＶＴＣ等を利用した高速の転送ラインが必要とな
る。また、１００チャネルのデータに対し、期間Ｂにお
いてＩＩＲ等のデジタルフィルタをかけるためには、１
チャネルあたり数十ｎｓｅｃでの処理が必要となるた
め、この処理は、ゲートアレイ等を使ったパラレル処理
可能なハードウエアで実現するしかない。ところが、前
述の渦電流変位計、加速度計、静電容量センサ等のセン
サ４１の帯域はせいぜい１ｋＨｚ程度しかないため、１
００μｓｅｃ程度であればこれらのセンサにサンプリン
グ遅れがあったとしても実際の制御特性には影響を与え
ない。

【００２４】［第２の実施例］第２の実施例では、デジ
タルフィルタ等のハードウエア負荷を減らすために、こ
のセンサの狭帯域性を利用して、図３とは異なるシーケ
ンスで処理を行う。図４はそのタイミングチャートであ
る。期間Ａまでの処理は図３の場合と同じであるが、処
理期間Ｂが図３の場合よりも長く、制御サイクル１の最
後のＲの時点で、処理されたデータが制御バス５２へ出
力される。したがって、このＲの時点で出力されたデー
タを制御サイクル１で使うことはできず、制御サイクル
２でこのＲのデータを使用して制御演算を行い、Ｔの時
点で各アクチュエータヘ目標値が出力される。同様に制
御サイクル２の初めで得られたセンサからのデータは制
御サイクル３で使用する。これにより、デジタルフィル
タ等の信号処理可能な時間が１チャネルあたり約１μｓ
ｅｃ程度となるため、高速なＤＳＰを使用すれば、ソフ
トで信号処理を行うことができ、簡便なハードウエア構
成が可能となる。しかし、図４の構成でも、帯域が６０
０ＭＨｚ程度の高速データ転送が必要となってしまうた
め、このデータ転送部のハードウエアが大がかりになっ
てしまう上、アナログ転送からデジタル転送に切り替え
たのに、結局このデータ転送線に光ファイバや同軸ケー
ブルの使用が必要となり、実装上の取り扱いが大変にな
ってしまう。

【００２５】［第３の実施例］第３の実施例では、これ
を解決するために、図５に示すように期間Ａを長くして
いる。ＡＤ変換は全チャネルトリガ起動で同時に開始す
るが、その後のパケット処理および後処理部４８への転
送をいくつかのブロックに分けて行う。後処理部４８は
送られてきたデータから順次フィルタリングおよびスケ
ーリングの処理を施し、順次制御バス５２へ転送する。
そして、制御サイクル１のＲの時点で全データの制御バ
ス５２ヘの出力が完了する。図４の場合と同様にこのＲ
の時点で出力されたデータを制御サイクル１で使うこと
はできず、制御サイクル２でこのＲのデータを使用して
制御演算を行い、Ｔの時点で各アクチュエータヘ目標値
が出力される。これにより、後処理部４８への転送を、
前述の１０ｋＨｚによる制御系の例で言うと６０μｓｅ
ｃ程度で行えばよく、データバスの帯域は５０ＭＨｚ程
度で構わないので、カテゴリ５のツイストペア線等が使
用可能となり、実装上の取り扱いが簡単となる。さらに
図６で示したように、ｎ個の通信マスタ４９を設けれ
ば、通信ケーブルの線数はｎ倍になってしまうが、通信
速度は１／ｎで済むため、より実装上の取り扱いが簡単
となる。

【００２６】図３〜図５までの例では、センサデータに
対してはクロックＣＫに同期してＡＤコンバータにトリ
ガをかけていたが、前述のように、センサ４１の帯域は
制御周波数に比べて狭いので、必ずしもＡＤコンバータ
のトリガＴＲはクロックＣＫに同期している必要はな
い。

【００２７】［第４の実施例］図８はこのような場合の
第４の実施例に係るタイミングチャートである。ＡＤコ
ンバータへのトリガＴＲは、クロックＣＫを起点として
４個出ている。期間Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４では、
それぞれのトリガＴＲ毎にＡＤ変換、パケット処理およ
びデータ転送を行い、送られたデータについては、それ
ぞれ期間Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ４でパケット分解、
演算処理および制御バス５２ヘの出力がなされ、Ｒの時
点において、制御サイクル２で使用するセンサデータが
制御バス５２上に揃う。

【００２８】図３〜図５ではＡ期間のパケット処理が終
了するまでは各ＡＤコンバータのデータを保持する必要
があったためにチャネル毎にラッチが必要となり、例え
ばセンサが１００チャネルあると１００個のラッチが必
要となったためにハードウエアの規模が大きくなり、ま
たＡＤコンバータも高速のものを使う必要があった。こ
れに対し、本実施例によれば、このハードウエアの規模
を縮小することができる。

【００２９】これを、図７を用いて説明する。図７は本
実施例におけるＡＤ変換部４４のブロック図である。同
図に示すように、複数のアナログ信号ＡＮがそれぞれ複
数のバッファアンプ５４で受け取られ、複数のアナログ
フィルタ５８を通してアナログＳＷ５６の複数の端子に
入る。そしてアナログＳＷ５６は制御信号ＴＲに従いチ
ャネルを切り替える。アナログＳＷ５６からの出力はＤ
Ａ６０からの出力を加算する加算器５７を経てＡＤコン
バータ５９に入力される。

【００３０】図９に従ってアナログＳＷ５６、ＡＤコン
バータ５９、およびＤＡコンバータ６０の動きを説明す
る。１つのＡＤ変換部４４において１制御サイクル中に
４チャネルのデータを取り込むとして、前のチャネルの
ＡＤ変換が終了したらアナログＳＷ５６はすぐさま次の
チャネルに入力を切り替えると同時に、ＤＡコンバータ
６０の出力も次のチャネルに応じた値を出力する。この
切替え後、このアナログＳＷ５６からＡＤコンバータ５
９までの系のセトリングタイムＴｓｔより長い期間をお
いてＡＤコンバータ５９にトリガＴＲをかける。これに
より、ＡＤコンバータ５９の数およびその出力ラッチの
数を減らすことができるとともに、ＡＤコンバータ５９
として変換速度の遅いものを使うことができる。

【００３１】前述のように、通信マスタ４９は受け取っ
たパケットに訂正不可能な誤りが検出された場合やパケ
ットの転送プロトコル上での異常があった場合は通信ス
レーブ４５へ再送を要求し、誤りや異常が複数回続いた
場合は通信マスタ４９は後処理演算部を介して制御バス
５２へ通信異常を出力するが、制御系への入力異常は即
制御系のシステムダウンであり、絶対に避けなければな
らない事態である。前述のセンサの狭帯域性を利用して
このシステムダウン状態に陥る可能性を減らすことも可
能である。すなわちある特定の制御サイクルで突発的な
ノイズ等で通信異常が生じてセンサデータが読めない場
合には、後処理演算部はその前回のデータ、もしくはそ
れ以前のデータから推測できるセンサ値を制御バスに出
力すればよい。前述のように、制御周波数は概センサの
周波数帯域よりも１桁程高いため、１回や２回位のデー
タ抜けが生じても、適当な値で補間できれば制御特性に
問題は生じないからである。このように、通信異常が複
数回続いた場合にシステムダウンとすれば、突発的なノ
イズ等によってシステムダウンが発生する可能性を小さ
くすることができる。

【００３２】図１０は上述の各実施例による制御装置を
適用することができる露光装置を側方から見た様子を模
式的に示す図であり、図１１は、その露光装置の概観を
示す斜視図である。これらの図に示すように、この露光
装置は、レチクルステージ１上の原版（レチクル）のパ
ターンの一部を投影光学系２を介してウエハステージ３
上のウエハに投影し、投影光学系２に対し相対的にレチ
クルとウエハをＹ方向に同期走査することによりレチク
ルのパターンをウエハに露光すると共に、この露光走査
を、ウエハ上の複数の転写領域（ショット）に対して繰
り返し行うためのステップ移動を介在させながら行うス
テップアンドスキャン型の露光装置である。

【００３３】レチクルステージ１はリニアモータ４によ
ってＹ方向へ駆動し、ウエハステージ３のＸステージ３
ａはリニアモータ５によってＸ方向に駆動し、Ｙステー
ジ３ｂはリニアモータ６によってＹ方向へ駆動するよう
になっている。レチクルおよびウエハの同期走査は、レ
チクルステージ１およびＹステージ３ｂをＹ方向へ一定
の速度比率（たとえば４：−１、なお、「−」は向きが
逆であることを示す）で駆動させることにより行う。ま
た、Ｘ方向へのステップ移動はＸステージ３ａにより行
う。Ｘステージ３ａには不図示のＺチルトステージが搭
載され、その上にはウエハを保持する不図示のウエハチ
ャックが取り付けられている。

【００３４】ウエハステージはステージ定盤７上に設け
られ、ステージ定盤７は３つのステージダンパ８を介し
て３点で床等の上に支持されている。レチクルステージ
１および投影光学系２は、鏡筒定盤９上に設けられ、鏡
筒定盤９は床等に載置されたべースフレーム１０上に３
つのダンパ１１および支柱１２を介して支持されてい
る。ダンパ８および１１は６軸方向にアクティブに制振
もしくは除振するアクティブダンパである。ダンパ１１
の３つの駆動軸近傍には、鏡筒定盤９上の加速度を測定
するために、１３および１４ならびに不図示の装置奥側
の計３組の３軸加速度計が配置されている。同様にステ
ージダンパ８についても、１５および不図示の３軸加速
度計２個が設けられている。また、鏡筒定盤９とベース
フレーム１０間の距離を測定するために、１６、１７お
よび不図示の装置奥側の、計３組の３軸の渦電流変位計
が設けられている。同様にステージダンパ８とベースフ
レーム１０間の距離を測定するために不図示の３軸渦電
流変位計３つが設けられている。また、鏡筒定盤９とス
テージ定盤７との間の距離を３点において測定するレー
ザ干渉計、マイクロエンコーダ等の距離測定手段１３が
設けられている。

【００３５】投光手段２１と受光手段２２は、ウエハス
テージ３上のウエハが投影光学系２のフォーカス面に位
置しているか否かを検出するためのフォーカスセンサを
構成している。すなわち、鏡筒定盤９に固定された投光
手段２１によりウエハに対して斜め方向から光を照射
し、その反射光の位置を受光手段２２によって検出する
ことにより投影光学系２の光軸方向のウエハ表面の位置
が検出される。

【００３６】この装置においては、図示しないレーザ干
渉計光源から発せられた光がレチクルステージ用Ｙ方向
レーザ干渉計２４に導入される。そして、Ｙ方向レーザ
干渉計２４に導入された光は、レーザ干渉計２４内のビ
ームスプリッタ（不図示）によってレーザ干渉計２４内
の固定鏡（不図示）に向かう光とＹ方向移動鏡２６に向
かう光とに分けられる。Ｙ方向移動鏡２６に向かう光
は、Ｙ方向測長光路２５を通ってレチクルステージ４に
固定されたＹ方向移動鏡２６に入射する。ここで反射さ
れた光は再びＹ方向測長光路２５を通ってレーザ干渉計
２４内のビームスプリッタに戻り、固定鏡で反射された
光と重ね合わされる。このときの光の干渉の変化を検出
することによりＹ方向の移動距離を測定する。このよう
にして計測された移動距離情報は、図示しない走査制御
装置にフィードバックされ、レチクルステージ４の走査
位置の位置決め制御がなされる。Ｙステージ３ｂについ
ても同様に、ウエハステージ用Ｙ方向レーザ干渉計２３
による測長結果に基づいて走査位置の位置決め制御がな
される。

【００３７】この構成において、不図示の搬送手段によ
り、装置前部の２つの支柱１２間の搬送経路を経てウエ
ハステージ３上にウエハが搬入され、所定の位置合せが
終了すると、露光装置は、走査露光およびステップ移動
を繰り返しながら、ウエハ上の複数の露光領域に対して
レチクルのパターンを露光転写する。走査露光に際して
は、レチクルステージ１およびＹステージ３ｂをＹ方向
（走査方向）へ、所定の速度比で移動させて、スリット
状の露光光でレチクル上のパターンを走査すると共に、
その投影像でウエハを走査することにより、ウエハ上の
所定の露光領域に対してレチクル上のパターンを露光す
る。走査露光中、ウエハ表面の高さは前記フォーカスセ
ンサで計測され、その計測値に基づきウエハステージ３
の高さとチルトがリアルタイムで制御され、フォーカス
補正が行われる。１つの露光領域に対する走査露光が終
了したら、Ｘステージ３ａをＸ方向へ駆動してウエハを
ステップ移動させることにより、他の露光領域の開始位
置に対して位置決めし、走査露光を行う。なお、このＸ
方向へのステップ移動と、Ｙ方向への走査露光のための
移動との組合せにより、ウエハ上の複数の露光領域に対
して、順次効率よく露光が行えるように、各露光装置の
配置、Ｙの正または負のいずれかへの走査方向、各露光
領域への露光順等が設定されている。

【００３８】上述各実施例におけるセンサ４１に相当す
る３軸加速度計１４、１５および渦電流変位計１７から
のセンサアナログ信号は信号前処理部４８に集められ
る。信号前処理部４８は、図示していない制御系からの
指示に従ってこれら複数のアナログ信号をＡＤ変換およ
びパケット処理し、デジタル信号線４７を通して制御系
の後処理部４８ヘ転送する。３軸加速度計１４、１５お
よび渦電流変位計１７への電源は、グラウンドループに
よる計測誤差を嫌うため、通常はＡＤ変換部からとるの
で、信号前処理部４８から供給する。これら電源線を加
えると３軸加速度計１４、１５および渦電流変位計１７
からの線は少なくとも合計４５本になり、さらに、他の
センサも加えると百数十本のケーブルとなる。従来はこ
れらの線を不図示の制御系のラックまで他の信号線とク
ロストークが生じないように引き回すことになり、実装
およびケーブルの中継が大変困難であったが、上述各実
施例によれば、前記４５本の線は７本程度（電源３、送
受信線２、トリガ２）で済むため、全体としても２０本
程度の信号線を制御系のラックまで引き回せばよい。さ
らにこれらの信号線はデジタル化されているため、他の
信号線とのクロストークを気にする必要が無く、実装お
よび中継が容易となる。以上、走査型露光装置への本発
明の適用について述べたが、無論、走査型でない、いわ
ゆるステッパ等のデバイス製造装置に対しても同様に本
発明を適用することができる。

【００３９】＜デバイス製造方法の実施例＞次に上記説
明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を
説明する。図１２は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１
（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ス
テップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成し
たマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）
ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造す
る。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、
上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技
術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステ
ップ５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によっ
て作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半
導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査
を行なう。こうした工程を経て、半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。

【００４０】図１３は上記ウエハプロセス（ステップ
４）の詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）では
ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）で
はウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極
形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジ
ストを塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明し
た露光装置または露光方法によってマスクの回路パター
ンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付露光す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像す
る。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト
像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００４１】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった大型のデバイスを低コストで製造するこ
とができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１およ
び第２の制御装置によれば、検出精度および制御特性を
劣化させることなく簡便な構成で検出信号を制御部に取
り込むことができる。本発明の第３の制御装置によれ
ば、検出精度および制御特性を劣化させることなく、簡
便な構成で検出信号を制御部にとり込むことができ、か
つ制御演算部における演算負荷を低減することができ
る。本発明の第４の制御装置によれば、センサと制御部
が離れている場合でも、簡便な実装で検出信号を制御部
に取り込むことができ、かつ制御演算部の演算負荷を低
減することができる。本発明の第５の制御装置によれ
ば、突発的なノイズに強い制御を行うことができる。本
発明の第６の制御装置によれば、簡便なハードウエア構
成および実装により検出信号を制御部に取り込むことが
でき、かつ制御演算部の演算負荷を低減させることがで
きる。本発明の第７の制御装置によれば、簡便なハード
ウエア構成および実装により検出信号を制御部に取り込
むことができ、かつ制御演算部の演算負荷を低減させる
ことができる。本発明の第１の露光装置によれば、簡便
な構成により、良好な検出精度および良好な制御特性に
よる制御下において露光を行うことができる。本発明の
第２の露光装置によれば、簡便な構成により、良好な計
測精度および良好な制御特性による制御下において走査
露光を行うことができる。

【００４３】本発明の第１のデバイス製造方法によれ
ば、簡便な構成により、検出精度や制御特性を劣化させ
ることなく、検出信号を取り込み、高精度なデバイス製
造を行うことができる。本発明の第２のデバイス製造方
法によれば、簡便な構成により、検出精度や制御特性を
劣化させることなく、検出信号を取り込み、高精度で制
振または除振を行いながら露光を行うことにより、デバ
イス製造を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る露光装置の信号
前処理部および制御部のブロック図である。

【図２】図１の信号前処理部におけるＡＤ変換部のブ
ロック図である。

【図３】図１の構成における動作を示すタイミングチ
ャートである。

【図４】本発明の第２の実施例に係る、図１の構成に
おける他の動作のタイミングチャートである。

【図５】本発明の第３の実施例に係る、図１の構成に
おけるさらに他の動作のタイミングチャートである。

【図６】図１の構成の変形例を示すブロック図であ
る。

【図７】本発明の第４の実施例に係る、図１の信号前
処理部における他のＡＤ変換部のブロック図である。

【図８】図７の構成に従った動作を示すタイミングチ
ャートである。

【図９】図７のＡＤ変換部の動作を示すタイミングチ
ャートである。

【図１０】図１の制御部を有する露光装置を側方から
見た様子を模式的に示す図である。

【図１１】図１０の装置の概観を示す斜視図である。

【図１２】本発明の露光装置を利用できるデバイス製
造方法を示すフローチャートである。

【図１３】図１２中のウエハプロセスの詳細なフロー
チャートである。

【符号の説明】

１：レチクルステージ、２：投影光学系、３：ウエハス
テージ、３ａ：Ｘステージ、３ｂ：Ｙステージ、４，
５，６：リニアモータ、７：ステージ定盤、８：ダン
パ、９：鏡筒定盤、１０：ベースフレーム、１１：ダン
パ、１２：支柱、１３：距離測定手段、２１：投光手
段、２２：受光手段、２３，２４：レーザ干渉計、２
５：レーザ測長光路、２６：移動鏡、４１ａ〜４１ｆ：
アナログ出力センサ、４３：信号前処理部、４４：ＡＤ
変換部、４８：信号後処理部、５３：制御演算部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｌ 11/00 ３１０ＺＦターム(参考） 3J048 AD05 DA01 EA13 5F046 AA23 AA28 BA05 CC01 CC02 CC03 CC05 CC15 CC18 DA05 DA14 DB05 DB14 DC10 DC14 5H215 AA20 BB16 CC03 CX05 DD04 DD06 GG02 GG14 5K033 AA07 BA03 BA08 BA16 CB03 CC01 DA01 DA13 DB01 DB10 DB17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の制御量を検出する各センサからの
アナログ検出信号をＡＤ変換し、パケット化して送信す
る信号前処理部と、このパケットを受信し、前記ＡＤ変
換された検出信号に基づいて、各制御量に対応した複数
の制御対象を操作する各アクチュエータの操作量を決定
する制御部とを具備することを特徴とする制御装置。
【請求項２】前記制御部は、前記ＡＤ変換された検出
信号に所定の処理を施して出力する信号後処理部と、こ
の出力に基づいて前記各アクチュエータへの操作量の出
力を行う制御演算部とを備え、前記信号前処理部および
信号後処理部間は少なくとも前記ＡＤ変換のためのトリ
ガ信号のラインと、前記パケットの送受信用の１または
複数のデータラインとで接続され、前記ＡＤ変換は前記
制御部における制御サイクルと同期しており、かつ前記
ＡＤ変換から操作量の出力までを同一制御サイクル内で
行うように構成したことを特徴とする請求項１に記載の
制御装置。
【請求項３】前記制御部は、前記ＡＤ変換された検出
信号に所定の処理を施して出力する信号後処理部と、こ
の出力に基づいて前記各アクチュエータへの操作量の出
力を行う制御演算部とを備え、前記信号前処理部および
信号後処理部間は少なくとも前記ＡＤ変換のためのトリ
ガ信号のラインと、前記パケットの送受信用の１または
複数のデータラインとで接続され、前記ＡＤ変換は前記
制御部における制御サイクルと同期しており、かつ前記
ＡＤ変換から前記信号後処理部における出力までを同一
制御サイクルまたは複数の制御サイクル内で行い、その
後の前記操作量の出力を前記同一サイクルまたは複数制
御サイクルの次のサイクルで行うように構成したことを
特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】前記信号前処理部は前記センサが取り付
けられた構造物上に配置され、前記制御部はこの構造物
とは別の構造物上に配置されていることを特徴とする請
求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】前記信号後処理部は、前記信号前処理部
と信号後処理部間の前記パケットの送受信においてエラ
ーが生じた場合には、そのエラーが生じる直前のまたは
それ以前の前記ＡＤ変換された検出信号に基づいて前記
制御演算部への出力を行い、前記エラーが複数回生じた
場合には、その旨を前記制御演算部へ出力するものであ
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載
の制御装置。
【請求項６】前記信号前処理部における前記ＡＤ変換
した検出信号をパケット化して送信する処理、および前
記信号後処理部における前記パケットの受信から前記制
御演算部への出力までの処理の少なくとも一部は並行し
て行うように構成したことを特徴とする請求項１〜５の
いずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】前記信号前処理部でのＡＤ変換を前記制
御部における同一制御サイクル内で複数回行い、このＡ
Ｄ変換、前記ＡＤ変換した検出信号をパケット化して送
信する処理、および前記信号後処理部における前記パケ
ットの受信から前記制御演算部への出力までの処理の少
なくとも一部は並行して行うように構成したことを特徴
とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】原版のパターンを投影光学系を介して基
板に露光する露光装置であって、装置各部の制御に請求
項１〜７のいずれかの制御装置を用いていることを特徴
とする露光装置。
【請求項９】原版のパターンの一部を投影光学系を介
して基板に投影し、前記投影光学系に対し相対的に前記
原版と基板を走査移動することにより前記原版のパター
ンを前記基板に露光する走査型露光装置であって、装置
各部の制御に請求項１〜７のいずれかの制御装置を用い
ていることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】対応する各センサからのアナログ検出
信号に基づいてデバイスを製造するための各アクチュエ
ータによる操作を制御しながらデバイスを製造するデバ
イス製造方法において、各センサからのアナログ検出信
号をＡＤ変換し、パケット化して送信する信号前処理工
程と、このパケットを受信し、前記ＡＤ変換された検出
信号に基づいて、各制御量に対応した複数の制御対象を
操作する各アクチュエータの操作量を決定する制御工程
とを具備することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１１】前記センサには露光装置の所定の部分
における加速度を検出するセンサが含まれ、前記アクチ
ュエータには前記所定部分の振動をアクティブに制振ま
たは除振するアクティブダンパが含まれ、前記デバイス
の製造に際しては、前記制振または除振を行いながら前
記露光装置による露光を行うことを特徴とする請求項１
０に記載のデバイス製造方法。