JP2002364702A - Vibration removing device and semiconductor manufacturing device having the same - Google Patents
Vibration removing device and semiconductor manufacturing device having the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、XYステージ等の
位置決め機器を搭載した精密機器、例えば半導体製造装
置に使用される除振装置に関し、特に、アクチュエータ
に空気ばねを用いた除振装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration isolator used in a precision instrument equipped with a positioning device such as an XY stage, for example, a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a vibration isolator using an air spring as an actuator.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子顕微鏡、半導体製造装置等の精密機
器の高精度化に伴い、それらを搭載する精密除振装置の
高性能化が求められている。特に半導体製造装置におい
ては適切かつ迅速な露光を行なうために、設置床振動な
ど外部から伝達する振動を極力排除する除振装置が必要
である。半導体製造装置では半導体ウエハを露光する際
に露光用XYステージが完全停止の状態になければなら
ないからである。また露光用XYステージはステップア
ンドリピートという間欠動作を特徴としているために、
繰り返しのステップ動作が除振台自身の振動を励起す
る。したがって除振装置には外部振動に対する除振性能
と搭載機器自身の動作により発生する振動に対する制振
性能とをバランスよく実現することが求められる。2. Description of the Related Art With the increase in precision of precision instruments such as electron microscopes and semiconductor manufacturing equipment, there has been a demand for higher performance of precision vibration isolator equipped with them. In particular, in a semiconductor manufacturing apparatus, in order to perform appropriate and rapid exposure, a vibration isolator for eliminating vibration transmitted from the outside such as installation floor vibration as much as possible is required. This is because, in the semiconductor manufacturing apparatus, when exposing a semiconductor wafer, the XY stage for exposure must be in a completely stopped state. Also, the XY stage for exposure is characterized by an intermittent operation called step and repeat,
The repeated step operation excites the vibration of the vibration isolation table itself. Therefore, it is required for the vibration damping device to achieve a good balance between vibration damping performance against external vibration and vibration damping performance against vibration generated by the operation of the mounted device itself.
【0003】このような要求に対して、除振台の振動を
振動センサで検出し、その検出信号に応じてアクチュエ
ータで除振台を駆動する、いわゆるアクティブ方式の除
振装置が実用化されている。アクティブ除振装置は、ば
ねおよびダンパ特性を有する支持機構だけで構成された
受動的な除振装置では困難な、除振性能と制振性能のバ
ランスのとれた実現を可能にする。アクティブ方式の除
振装置ではアクチュエータとして空気を用いることが一
般的である。空気ばねは半導体製造装置本体のような重
量物を支持するために十分な推力を容易に発生可能だか
らである。また、空気ばねを用いることで除振装置の固
有振動数を数Hz程度の低周波に設定して、外部振動に
対する十分な除振性能を確保できるからである。In response to such a demand, a so-called active type anti-vibration apparatus has been put into practical use, in which vibration of the anti-vibration table is detected by a vibration sensor and the anti-vibration table is driven by an actuator according to the detection signal. I have. The active anti-vibration device enables balanced realization of anti-vibration performance and anti-vibration performance, which is difficult with a passive anti-vibration device including only a support mechanism having spring and damper characteristics. In an active type vibration damping device, air is generally used as an actuator. This is because the air spring can easily generate a thrust sufficient to support a heavy object such as a semiconductor manufacturing apparatus main body. Also, by using an air spring, the natural frequency of the vibration isolator can be set to a low frequency of about several Hz, and sufficient vibration isolation performance against external vibration can be ensured.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】除振台はその重心位置
を挟んでほぼ対称に配置された複数台の空気ばねによっ
て支持される。これらの空気ばねは、個々の特性のばら
つきが無視出来ないほど大きく、この特性差が除振装置
の性能劣化を引き起こしてしまうという問題があった。
空気ばねから除振台に加わる制振力は空気ばねの圧力に
受圧面積を乗じて決まる。この受圧面積を高精度に均一
化することは製造上また空気ばねの構造上不可能であ
る。よって除振台を支持する各空気ばねにおいて、制振
力にばらつきが生じることは避けられない。また空気ば
ねの圧力はサーボバルブ(空気弁)で制御される。サー
ボバルブは非直線性、ヒステリシスなどの非線形性を有
することが知られており、これが空気ばねの不適な圧力
変動を引き起こす要因となっている。さらに、サーボバ
ルブの動作に伴ない配管系における空気の流量が急激に
変化するのでサーボバルブへの供給圧力が変動し、空気
ばねの圧力を変動させる。各空気ばねにおける制振力の
ばらつきや不適な圧力変動が除振装置に対する外乱とし
て作用するため、除振装置の性能を著しく劣化させると
いう問題があった。The anti-vibration table is supported by a plurality of air springs arranged substantially symmetrically with respect to the center of gravity. These air springs have a problem that variations in individual characteristics are so large that they cannot be ignored, and this characteristic difference causes deterioration of the performance of the vibration damping device.
The damping force applied from the air spring to the vibration isolation table is determined by multiplying the pressure of the air spring by the pressure receiving area. It is impossible to equalize the pressure receiving area with high accuracy due to manufacturing and the structure of the air spring. Therefore, it is inevitable that the vibration damping force varies in each air spring supporting the vibration isolation table. The pressure of the air spring is controlled by a servo valve (air valve). Servovalves are known to have non-linearities such as non-linearity and hysteresis, and this is a factor that causes inappropriate pressure fluctuation of the air spring. Further, since the flow rate of air in the piping system changes rapidly with the operation of the servo valve, the supply pressure to the servo valve fluctuates, and the pressure of the air spring fluctuates. Variations in the vibration damping force and inappropriate pressure fluctuations in each air spring act as disturbances to the vibration isolator, and thus have the problem of significantly degrading the performance of the vibration isolator.
【0005】空気ばねを用いた除振装置の典型的な制御
方式は特開平7−83276公報に開示されている。該
公報において、除振台の重心に対する各空気ばねの配置
を考慮し、除振台の振動を負帰還して各空気ばねの圧力
を制御する方式が提案されている。しかしながら、該公
報では各空気ばねに特性的なばらつきが一切存在しない
ことを前提にしている。実際には上記で説明した外乱が
除振装置に印加するので、該公報の制御方式を理想的に
動作させることが出来なかった。すなわち、除振装置の
性能劣化を回避できないという不都合があった。[0005] A typical control system of a vibration isolator using an air spring is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-83276. In this publication, a method of controlling the pressure of each air spring by negatively feeding back the vibration of the vibration isolation table in consideration of the arrangement of each air spring with respect to the center of gravity of the vibration isolation table is proposed. However, this publication assumes that there is no characteristic variation among the air springs. Actually, the disturbance described above is applied to the vibration damping device, so that the control method disclosed in the publication cannot be operated ideally. That is, there is an inconvenience that performance degradation of the vibration isolation device cannot be avoided.
【0006】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものである。すなわち本発明の目的は外乱を除去して
各空気ばねの特性的なばらつきを完全に排除した除振装
置を提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances. That is, an object of the present invention is to provide a vibration isolator which eliminates disturbance and completely eliminates characteristic variations of each air spring.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による除振装置は、空気ばねと、前記空気ば
ねの圧力を制御するサーボバルブと、前記空気ばねの圧
力を検出する圧力センサと、前記空気ばねに支持される
除振台と、前記除振台の変位を検出する変位センサとを
有し、前記除振台の変位と振動を抑制する除振装置であ
って、前記サーボバルブへの入力信号と前記圧力センサ
の検出信号と前記変位センサの検出信号とから前記空気
ばねに加わる外乱を推定して、該外乱を抑制するように
前記サーボバルブを制御することを特徴とする。ここ
で、推定される外乱は、例えば前記サーボバルブの非線
形性や空気ばねのばらつきや給排気系の影響等、空気ば
ねの特性的な不確定要素に基づく該空気ばねの内部圧力
の変動や該空気ばねから前記除振台へ作用する力の変動
等が合成されたものである。また本発明による半導体製
造装置は上記除振装置を有することを特徴とする。In order to achieve the above object, an anti-vibration apparatus according to the present invention comprises an air spring, a servo valve for controlling the pressure of the air spring, and a pressure for detecting the pressure of the air spring. A sensor, a vibration isolation table supported by the air spring, and a displacement sensor that detects a displacement of the vibration isolation table, wherein the vibration isolation device suppresses displacement and vibration of the vibration isolation table, Estimating a disturbance applied to the air spring from an input signal to the servo valve, a detection signal of the pressure sensor, and a detection signal of the displacement sensor, controlling the servo valve so as to suppress the disturbance. I do. Here, the estimated disturbance is a fluctuation of the internal pressure of the air spring based on a characteristic uncertain element of the air spring, such as the non-linearity of the servo valve, the variation of the air spring, and the influence of the supply / exhaust system. The fluctuation of the force acting on the vibration isolation table from the air spring and the like are combined. Further, a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention includes the above-described vibration isolator.
【0008】[0008]
【実施例】本発明による除振装置の実施例について、図
面に基づき詳細に説明する。図1は本発明の一実施例に
係る除振装置の構成を示す。除振台1は空気ばね2によ
り設置床から浮上支持されている。通常、除振台1はそ
の重心を挟んでほぼ対称に配置された複数台の空気ばね
によって支持される。本発明による除振装置は、空気ば
ねの台数によらず、それぞれの空気ばねにおいて圧力を
好適に制御するものである。よって図1では一脚の空気
ばね2のみを図示しているが、複数台の空気ばねを使用
する場合は、個々の空気ばねについて図1と同様な構成
がとられる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a vibration isolator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an anti-vibration apparatus according to one embodiment of the present invention. The anti-vibration table 1 is levitated and supported from the installation floor by an air spring 2. Normally, the vibration isolation table 1 is supported by a plurality of air springs arranged substantially symmetrically with respect to the center of gravity. The vibration isolator according to the present invention suitably controls the pressure in each air spring regardless of the number of air springs. Therefore, FIG. 1 shows only one air spring 2, but when a plurality of air springs are used, each air spring has the same configuration as that of FIG.
【0009】空気ばね2には空気ばね2の内部の圧力を
制御するサーボバルブ3とこの内部圧力を検出する圧力
センサ4が取り付けられている。加速度センサ5と変位
センサ6は空気ばね2の近傍に取り付けられており、加
速度センサ5は除振台1に生じる振動を検出し、変位セ
ンサ6は除振台1の変位を検出する。圧力補償手段7は
圧力センサ4と変位センサ6のそれぞれの検出信号に応
じてサーボバルブ3への入力信号を決定する。サーボバ
ルブ3は圧力補償手段7が生成する信号によってパワー
増幅器8を介して駆動される。The air spring 2 is provided with a servo valve 3 for controlling the pressure inside the air spring 2 and a pressure sensor 4 for detecting the internal pressure. The acceleration sensor 5 and the displacement sensor 6 are mounted near the air spring 2, and the acceleration sensor 5 detects a vibration generated in the vibration isolation table 1, and the displacement sensor 6 detects a displacement of the vibration isolation table 1. The pressure compensating means 7 determines an input signal to the servo valve 3 according to each detection signal of the pressure sensor 4 and the displacement sensor 6. The servo valve 3 is driven via a power amplifier 8 by a signal generated by the pressure compensating means 7.
【0010】アクチュエータである空気ばね2の機能
は、内部の圧力を制御して、除振台1に生ずる振動を抑
制することと、除振台1の高さを一定に保持することで
ある。具体的には、加速度センサ5のような振動センサ
で除振台1の振動を検出して、その検出信号に応じて空
気ばね2の圧力を制御することにより、除振台1に振動
が生じても速やかな振動減衰がなされる。また、除振台
1の高さを一定に保持するため、変位センサ6で除振台
1の高さを検出して、その高さが予め定められた高さと
一致するように空気ばね2の圧力を制御している。な
お、除振台1の高さとは除振台1の変位と同意であり、
変位センサ6によって検出される。The function of the air spring 2 as an actuator is to control the internal pressure to suppress the vibration generated in the vibration isolation table 1 and to keep the height of the vibration isolation table 1 constant. Specifically, the vibration of the vibration isolation table 1 is detected by a vibration sensor such as the acceleration sensor 5 and the pressure of the air spring 2 is controlled in accordance with the detection signal. However, the vibration is quickly damped. Further, in order to keep the height of the vibration isolation table 1 constant, the height of the vibration isolation table 1 is detected by the displacement sensor 6 and the air spring 2 is moved so that the height coincides with a predetermined height. Controlling pressure. The height of the vibration isolation table 1 is equivalent to the displacement of the vibration isolation table 1,
The displacement is detected by the displacement sensor 6.
【0011】このような機能を実現するためには、空気
ばね2の圧力を適切に制御して除振台1へ所望の力を作
用させなくてはならない。ところが、一般に空気ばね2
は特性的に不確定な要素が多いため圧力の適切な制御が
困難である。 不確定要素としては以下の項目が挙げられ
る。In order to realize such a function, it is necessary to appropriately control the pressure of the air spring 2 to apply a desired force to the vibration isolation table 1. However, generally, the air spring 2
It is difficult to control the pressure properly because there are many uncertainties in the characteristics. The following items are listed as uncertain factors.
【0012】まず、空気ばね2が除振台1に接する受圧
面積を完全に管理することが困難である。除振台の支持
に用いられる複数台の空気ばねで、それぞれの受圧面積
を高精度に均一化するのは製造上また空気ばねの構造上
不可能である。除振台へ作用する力は空気ばねの圧力に
受圧面積を乗じて決まるので、受圧面積の差異による力
のばらつきが発生する。First, it is difficult to completely control the pressure receiving area where the air spring 2 contacts the vibration isolation table 1. With a plurality of air springs used to support the vibration isolation table, it is impossible to equalize the pressure receiving areas with high accuracy in terms of manufacturing and the structure of the air spring. Since the force acting on the vibration isolation table is determined by multiplying the pressure of the air spring by the pressure receiving area, the force varies due to the difference in the pressure receiving area.
【0013】次に、サーボバルブ3の非線形性が挙げら
れる。サーボバルブ3は非直線性、ヒステリシス、不感
帯などの非線形性を有することが知られている。加速度
センサ5、変位センサ6の検出信号をサーボバルブ3に
フィードバックして線形な制御系を構成しても、サーボ
バルブ3に非線形性が存在するため、制御系が設計通り
に動作しないという問題がある。これが圧力の不適な変
動を引き起こす要因となっている。Next, the non-linearity of the servo valve 3 is mentioned. It is known that the servo valve 3 has nonlinearities such as non-linearity, hysteresis, and dead zone. Even if the detection signals of the acceleration sensor 5 and the displacement sensor 6 are fed back to the servo valve 3 to form a linear control system, there is a problem that the control system does not operate as designed because the servo valve 3 has nonlinearity. is there. This is the cause of inappropriate pressure fluctuation.
【0014】そしてサーボバルブ3に対する供給圧力の
変動である。サーボバルブ3はコンプレッサなどの圧縮
空気供給源から高圧空気の供給を受けて、サーボバルブ
3の内部の絞り機構を通じて減圧した空気を空気ばね2
に充填し、不要な空気を排気する。通常、供給圧力の変
動を抑制するように圧力一定化の機構が設けられている
が、サーボバルブ3の動作に伴ない配管系の空気の流量
が変動するため、供給圧力を厳密に一定化することは困
難である。すなわち、供給圧力の変動によって空気ばね
2の圧力が変動してしまう。このような要因に起因して
除振台へ作用する力のばらつきや空気ばねの圧力変動が
発生し、除振装置に対する外乱として作用するため、除
振装置の性能を著しく劣化させるという問題があった。The change in the supply pressure to the servo valve 3 is shown. The servo valve 3 receives a supply of high-pressure air from a compressed air supply source such as a compressor, and compresses the depressurized air through a throttle mechanism inside the servo valve 3 to an air spring 2.
And exhaust unnecessary air. Usually, a mechanism for keeping the pressure constant is provided to suppress the fluctuation of the supply pressure. However, since the flow rate of air in the piping system fluctuates with the operation of the servo valve 3, the supply pressure is strictly kept constant. It is difficult. That is, the pressure of the air spring 2 fluctuates due to the fluctuation of the supply pressure. Such factors cause variations in the force acting on the vibration isolation table and fluctuations in the pressure of the air spring, which act as disturbances to the vibration isolation device, and thus significantly degrade the performance of the vibration isolation device. Was.
【0015】本発明による除振装置は、上記の不確定要
素を空気ばね2に印加される外乱として扱い、サーボバ
ルブ3への入力信号と圧力センサ4および変位センサ6
の検出信号から外乱を推定して、この外乱を打ち消すよ
うにサーボバルブ3を駆動することを特徴としている。
圧力補償手段7は外乱を推定してこれを打ち消すように
サーボバルブ3の入力信号を生成している。The anti-vibration device according to the present invention treats the above-mentioned uncertain element as a disturbance applied to the air spring 2, and receives an input signal to the servo valve 3 and the pressure sensor 4 and the displacement sensor 6.
, A disturbance is estimated from the detection signal, and the servo valve 3 is driven so as to cancel the disturbance.
The pressure compensating means 7 estimates the disturbance and generates an input signal of the servo valve 3 so as to cancel the disturbance.
【0016】図2は圧力補償手段7による外乱推定の動
作を示すブロック線図である。空気ばね2の圧力pはサ
ーボバルブへの入力信号u、除振台1の変位x、そして
外乱dの関数である。Kはサーボバルブ3のゲイン関数
であり、入力信号uに対して空気ばね2へ流入あるいは
流出する空気量までの伝達特性を示す。G1 は空気ばね
2の動特性を示し、平衡状態における空気の圧力、温
度、体積などで定まる。G2 は変位xが圧力pに与える
影響を示す。G2 は主として空気ばね2の受圧面積の関
数である。変位xに受圧面積を乗じたものは空気ばね2
の容量の変化に等しく、空気ばね2における空気の体積
変化に相当するからである。Gは圧力pから変位xまで
の動特性であり、除振台1の運動の特性を示す。Gは除
振台1の6自由度運動を考慮しなくてはならないため、
正確なモデル化は困難である。外乱dは空気ばね2の不
確定的な特性を示す。FIG. 2 is a block diagram showing the operation of disturbance estimation by the pressure compensating means 7. The pressure p of the air spring 2 is a function of the input signal u to the servo valve, the displacement x of the vibration isolator 1 and the disturbance d. K is a gain function of the servo valve 3 and indicates a transfer characteristic of the input signal u up to the amount of air flowing into or out of the air spring 2. G 1 represents the dynamic characteristics of the air spring 2, the pressure of the air in equilibrium temperature, determined by such a volume. G 2 indicates the effect of the displacement x on the pressure p. G 2 is mainly a function of the pressure receiving area of the air spring 2. The product of the displacement x and the pressure receiving area is the air spring 2
Is equivalent to a change in the volume of the air spring 2 and a change in the volume of air in the air spring 2. G is a dynamic characteristic from the pressure p to the displacement x, and indicates a characteristic of the motion of the vibration isolation table 1. G has to consider the 6 degrees of freedom movement of the anti-vibration table 1,
Accurate modeling is difficult. The disturbance d shows an uncertain characteristic of the air spring 2.
【0017】伝達関数K、G1 、G2 は除振装置の機構
的条件あるいは運転条件から既知となるので、外乱dは
これら伝達関数と入力信号u、圧力p、変位xから計算
できる。変位xを変位センサ6で検出しているため、モ
デル化が困難な伝達関数Gは未知であっても外乱dは求
められる。計算式を(1)式に示す。Since the transfer functions K, G 1 and G 2 are known from the mechanical or operating conditions of the vibration isolator, the disturbance d can be calculated from these transfer functions, the input signal u, the pressure p and the displacement x. Since the displacement x is detected by the displacement sensor 6, the disturbance d can be obtained even if the transfer function G that is difficult to model is unknown. The calculation formula is shown in formula (1).
【0018】[0018]
【数1】 (1)式で外乱dを計算して、これを打ち消すようにサ
ーボバルブ3を駆動すれば、空気ばね2から外乱dを排
除して所望の圧力を発生させることができる。ただし、
伝達関数K、G1 、G2 にはモデル誤差があり、また圧
力pと変位xには観測ノイズが含まれるため、ノイズ除
去フィルタg/(s+g)を作用させてこれら誤差要因
の影響を除去する。ここで、sはラプラス演算子、gは
フィルタのカットオフ周波数を示す。ノイズ除去フィル
タを作用させた推定外乱をdestiと定義する。推定外乱
destiは(2)式により求められる。(Equation 1) If the servo valve 3 is driven so as to cancel out the disturbance d calculated by the equation (1), the disturbance d can be eliminated from the air spring 2 and a desired pressure can be generated. However,
Since the transfer functions K, G 1 and G 2 have model errors, and the pressure p and the displacement x contain observation noise, the influence of these error factors is removed by applying a noise removal filter g / (s + g). I do. Here, s indicates a Laplace operator, and g indicates a cutoff frequency of the filter. The estimated disturbance caused by the operation of the noise removal filter is defined as de sti . The estimated disturbance de sti is obtained by equation (2).
【0019】[0019]
【数2】 図3は推定外乱destiのフィードバックによる外乱相殺
を示したブロック線図である。圧力補償手段7におい
て、推定外乱destiをフィードバックして外乱dを打ち
消すように、(3)式に従ってサーボバルブ3への入力
信号uを生成する。(Equation 2) FIG. 3 is a block diagram showing disturbance cancellation by feedback of the estimated disturbance de sti . In the pressure compensating means 7, an input signal u to the servo valve 3 is generated according to the equation (3) so that the estimated disturbance de sti is fed back to cancel the disturbance d.
【0020】[0020]
【数3】 これによって、空気ばね2の特性的な不確定要素を完全
に排除して、空気ばね2に所望の圧力を発生させること
ができる。(3)式でuref は除振台1の振動減衰と高
さ一定制御のためにサーボバルブ3へ印加する信号であ
る。本発明によればuref に応じた所望の圧力を空気ば
ね2に発生させることができるため、外乱の影響を排除
した高性能な除振装置を提供可能となる。(Equation 3) As a result, a desired pressure can be generated in the air spring 2 by completely eliminating characteristic uncertainties of the air spring 2. In the equation (3), u ref is a signal applied to the servo valve 3 for damping the vibration of the vibration isolation table 1 and controlling the height to be constant. According to the present invention, since a desired pressure corresponding to uref can be generated in the air spring 2, it is possible to provide a high-performance anti-vibration apparatus that eliminates the influence of disturbance.
【0021】なお、本発明による除振装置を有する半導
体製造装置は、逐次露光方式や走査露光式などの露光方
式を問わず、様々な方式の半導体製造装置において好適
に実施することができる。The semiconductor manufacturing apparatus having the vibration damping device according to the present invention can be suitably implemented in various types of semiconductor manufacturing apparatuses, regardless of an exposure system such as a sequential exposure system or a scanning exposure system.
【0022】<半導体生産システムの実施例>次に、半
導体デバイス(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
生産システムの実施例を説明する。これは半導体製造工
場に設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナ
ンス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービス
を、製造工場外のコンピュータネットワークを利用して
行なうものである。<Embodiment of Semiconductor Production System> Next, an embodiment of a production system for semiconductor devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, etc.) will be described. In this method, maintenance services such as troubleshooting, periodic maintenance, and software provision of a manufacturing apparatus installed in a semiconductor manufacturing factory are performed using a computer network outside the manufacturing factory.
【0023】図4は全体システムをある角度から切り出
して表現したものである。図中、101は半導体デバイ
スの製造装置を提供するベンダ(装置供給メーカ)の事
業所である。製造装置の実例として、半導体製造工場で
使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、前
工程用機器(露光装置、レジスト処理装置、エッチング
装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、平
坦化装置等)や後工程用機器(組立て装置、検査装置
等)を想定している。事業所101内には、製造装置の
保守データベースを提供するホスト管理システム10
8、複数の操作端末コンピュータ110、これらを結ん
でイントラネットを構築するローカルエリアネットワー
ク(LAN)109を備える。ホスト管理システム10
8は、LAN109を事業所の外部ネットワークである
インターネット105に接続するためのゲートウェイ
と、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を
備える。FIG. 4 shows the whole system cut out from a certain angle. In the figure, reference numeral 101 denotes a business establishment of a vendor (apparatus supply maker) that provides a semiconductor device manufacturing apparatus. Examples of manufacturing equipment include semiconductor manufacturing equipment for various processes used in semiconductor manufacturing factories, for example, pre-processing equipment (lithography equipment such as exposure equipment, resist processing equipment, etching equipment, heat treatment equipment, film formation equipment, planarization). Equipment) and post-process equipment (assembly equipment, inspection equipment, etc.). In the business office 101, a host management system 10 for providing a maintenance database of manufacturing equipment
8. It has a plurality of operation terminal computers 110 and a local area network (LAN) 109 connecting these to construct an intranet. Host management system 10
Reference numeral 8 includes a gateway for connecting the LAN 109 to the Internet 105, which is an external network of the business office, and a security function for restricting external access.
【0024】一方、102〜104は、製造装置のユー
ザとしての半導体デバイスメーカの製造工場である。製
造工場102〜104は、互いに異なるメーカに属する
工場であっても良いし、同一のメーカに属する工場(例
えば、前工程用の工場、後工程用の工場等)であっても
良い。各工場102〜104内には、それぞれ、複数の
製造装置106と、それらを結んでイントラネットを構
築するローカルエリアネットワーク(LAN)111
と、各製造装置106の稼動状況を監視する監視装置と
してホスト管理システム107とが設けられている。各
工場102〜104に設けられたホスト管理システム1
07は、各工場内のLAN111を工場の外部ネットワ
ークであるインターネット105に接続するためのゲー
トウェイを備える。これにより各工場のLAN111か
らインターネット105を介してベンダ101側のホス
ト管理システム108にアクセスが可能となり、ホスト
管理システム108のセキュリティ機能によって限られ
たユーザだけがアクセスが許可となっている。具体的に
は、インターネット105を介して、各製造装置106
の稼動状況を示すステータス情報(例えば、トラブルが
発生した製造装置の症状)を工場側からベンダ側に通知
する他、その通知に対応する応答情報(例えば、トラブ
ルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウ
ェアやデータ)や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報な
どの保守情報をベンダ側から受け取ることができる。各
工場102〜104とベンダ101との間のデータ通信
および各工場内のLAN111でのデータ通信には、イ
ンターネットで一般的に使用されている通信プロトコル
(TCP/IP)が使用される。なお、工場外の外部ネ
ットワークとしてインターネットを利用する代わりに、
第三者からのアクセスができずにセキュリティの高い専
用線ネットワーク(ISDNなど)を利用することもで
きる。また、ホスト管理システムはベンダが提供するも
のに限らずユーザがデータベースを構築して外部ネット
ワーク上に置き、ユーザの複数の工場から該データベー
スへのアクセスを許可するようにしてもよい。On the other hand, reference numerals 102 to 104 denote manufacturing factories of a semiconductor device maker as a user of the manufacturing apparatus. The manufacturing factories 102 to 104 may be factories belonging to different manufacturers or factories belonging to the same manufacturer (for example, a factory for a pre-process, a factory for a post-process, etc.). In each of the factories 102 to 104, a plurality of manufacturing apparatuses 106 and a local area network (LAN) 111 connecting them to construct an intranet are connected.
And a host management system 107 as a monitoring device for monitoring the operation status of each manufacturing apparatus 106. Host management system 1 provided in each factory 102 to 104
Reference numeral 07 includes a gateway for connecting the LAN 111 in each factory to the Internet 105 which is an external network of the factory. As a result, access from the LAN 111 of each factory to the host management system 108 on the vendor 101 side via the Internet 105 is possible, and only users limited by the security function of the host management system 108 are permitted to access. Specifically, each manufacturing device 106 is connected via the Internet 105.
In addition to notifying the vendor of the status information indicating the operation status of the device (for example, the symptom of the manufacturing apparatus in which the trouble has occurred), the response information corresponding to the notification (for example, information indicating a method of coping with the trouble, countermeasures) Software and data) as well as maintenance information such as the latest software and help information from the vendor. A communication protocol (TCP / IP) generally used on the Internet is used for data communication between each of the factories 102 to 104 and the vendor 101 and data communication with the LAN 111 in each of the factories. In addition, instead of using the Internet as an external network outside the factory,
It is also possible to use a high-security dedicated line network (such as ISDN) without access from a third party. Further, the host management system is not limited to the one provided by the vendor, and a user may construct a database and place it on an external network, and permit access from a plurality of factories of the user to the database.
【0025】さて、図5は本実施例の全体システムを図
4とは別の角度から切り出して表現した概念図である。
先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユーザ工
場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外部ネッ
トワークで接続して、該外部ネットワークを介して各工
場の生産管理や少なくとも1台の製造装置の情報をデー
タ通信するものであった。これに対し本例は、複数のベ
ンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装置のそ
れぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部ネット
ワークで接続して、各製造装置の保守情報をデータ通信
するものである。図中、201は製造装置ユーザ(半導
体デバイスメーカ)の製造工場であり、工場の製造ライ
ンには各種プロセスを行う製造装置、ここでは例として
露光装置202、レジスト処理装置203、成膜処理装
置204が導入されている。なお図5では製造工場20
1は1つだけ描いているが、実際は複数の工場が同様に
ネットワーク化されている。工場内の各装置はLAN2
06で接続されてイントラネットを構成し、ホスト管理
システム205で製造ラインの稼動管理がされている。
一方、露光装置メーカ210、レジスト処理装置メーカ
220、成膜装置メーカ230などベンダ(装置供給メ
ーカ)の各事業所には、それぞれ供給した機器の遠隔保
守を行うためのホスト管理システム211、221、2
31を備え、これらは上述したように保守データベース
と外部ネットワークのゲートウェイを備える。ユーザの
製造工場内の各装置を管理するホスト管理システム20
5と、各装置のベンダの管理システム211、221、
231とは、外部ネットワーク200であるインターネ
ットもしくは専用線ネットワークによって接続されてい
る。このシステムにおいて、製造ラインの一連の製造機
器の中のどれかにトラブルが起きると、製造ラインの稼
動が休止してしまうが、トラブルが起きた機器のベンダ
からインターネット200を介した遠隔保守を受けるこ
とで迅速な対応が可能で、製造ラインの休止を最小限に
抑えることができる。FIG. 5 is a conceptual diagram showing the entire system of the present embodiment cut out from another angle than that of FIG.
In the above example, a plurality of user factories each having a manufacturing device and a management system of a vendor of the manufacturing device are connected via an external network, and the production management of each factory and at least one device are connected via the external network. The data of the manufacturing apparatus was communicated. On the other hand, in this example, a factory equipped with manufacturing equipment of a plurality of vendors is connected to a management system of each of the plurality of manufacturing equipments via an external network outside the factory, and maintenance information of each manufacturing equipment is stored. It is for data communication. In the figure, reference numeral 201 denotes a manufacturing factory of a manufacturing apparatus user (semiconductor device maker), and a manufacturing apparatus for performing various processes is provided on a manufacturing line of the factory. Has been introduced. Note that in FIG.
Although only one is depicted in FIG. 1, a plurality of factories are similarly networked. Each device in the factory is LAN2
The host management system 205 manages the operation of the production line.
On the other hand, each business establishment of a vendor (apparatus maker) such as an exposure apparatus maker 210, a resist processing apparatus maker 220, and a film forming apparatus maker 230 has a host management system 211, 221 for performing remote maintenance of the supplied apparatus. 2
31 comprising a maintenance database and an external network gateway as described above. Host management system 20 for managing each device in the user's manufacturing factory
5 and a vendor management system 211, 221,
231 is connected to the external network 200 via the Internet or a dedicated line network. In this system, if a trouble occurs in any of a series of manufacturing equipment in the manufacturing line, the operation of the manufacturing line is stopped, but remote maintenance is performed from the vendor of the troubled equipment via the Internet 200. As a result, quick response is possible, and downtime of the production line can be minimized.
【0026】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインターフェ
ースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス
用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実
行するコンピュータを備える。記憶装置は内蔵メモリや
ハードディスク、あるいはネットワークファイルサーバ
などである。上記ネットワークアクセス用ソフトウェア
は、専用または汎用のウェブブラウザを含み、例えば図
6に一例を示すような画面のユーザインターフェースを
ディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理す
るオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機種
(401)、シリアルナンバ(402)、トラブルの件
名(403)、発生日(404)、緊急度(405)、
症状(406)、対処法(407)、経過(408)等
の情報を画面上の入力項目に入力する。入力された情報
はインターネットを介して保守データベースに送信さ
れ、その結果の適切な保守情報が保守データベースから
返信されディスプレイ上に提示される。またウェブブラ
ウザが提供するユーザインターフェースはさらに図示の
ごとくハイパーリンク機能(410〜412)を実現
し、オペレータは各項目のさらに詳細な情報にアクセス
したり、ベンダが提供するソフトウェアライブラリから
製造装置に使用する最新バージョンのソフトウェアを引
出したり、工場のオペレータの参考に供する操作ガイド
(ヘルプ情報)を引出したりすることができる。ここ
で、保守データベースが提供する保守情報には、上記説
明した空気ばねの特性的な不確定要素に関する情報も含
まれ、また前記ソフトウェアライブラリは空気ばねの特
性的な不確定要素(外乱)の推定を実現するための最新
のソフトウェアも提供する。Each of the manufacturing apparatuses installed in the semiconductor manufacturing factory includes a display, a network interface, and a computer that executes network access software and apparatus operation software stored in a storage device. The storage device is a built-in memory, a hard disk, a network file server, or the like. The network access software includes a dedicated or general-purpose web browser, and provides, for example, a screen user interface as shown in FIG. 6 on a display. The operator who manages the manufacturing equipment in each factory refers to the screen and refers to the manufacturing equipment model (401), serial number (402), trouble subject (403), date of occurrence (404), urgency (405),
Information such as a symptom (406), a coping method (407), and a progress (408) is input to input items on the screen. The input information is transmitted to the maintenance database via the Internet, and the resulting appropriate maintenance information is returned from the maintenance database and presented on the display. In addition, the user interface provided by the web browser further realizes a hyperlink function (410 to 412) as shown in the figure, so that the operator can access more detailed information of each item or use the software library provided by the vendor for the manufacturing apparatus. The latest version of software to be extracted can be extracted, and an operation guide (help information) can be extracted for reference by a factory operator. Here, the maintenance information provided by the maintenance database includes information on the characteristic uncertain element of the air spring described above, and the software library estimates the characteristic uncertain element (disturbance) of the air spring. We also provide the latest software to achieve
【0027】次に上記説明した生産システムを利用した
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図7は半導
体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。ス
テップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を
行なう。ステップ2(マスク製作)では設計した回路パ
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)等の組立て
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、これを出荷(ステップ7)する。前工程と後
工程はそれぞれ専用の別の工場で行ない、これらの工場
毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなさ
れる。また前工程工場と後工程工場との間でも、インタ
ーネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や
装置保守のための情報がデータ通信される。Next, a manufacturing process of a semiconductor device using the above-described production system will be described. FIG. 7 shows a flow of the whole semiconductor device manufacturing process. In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design. Step 3
In (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and step 4
This is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced by the above-described process, and includes an assembly process such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7). The pre-process and the post-process are performed in separate dedicated factories, and maintenance is performed for each of these factories by the above-described remote maintenance system. Further, information for production management and apparatus maintenance is also communicated between the pre-process factory and the post-process factory via the Internet or a dedicated line network.
【0028】図8は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
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
膜を成膜する。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)ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では上記説明した半導体製造装置の1
つである露光装置によってマスクの回路パターンをウエ
ハに焼付露光する。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を形成
する。各工程で使用する製造機器は上記説明した遠隔保
守システムによって保守がなされているので、トラブル
を未然に防ぐと共に、もしトラブルが発生しても迅速な
復旧が可能で、従来に比べて半導体デバイスの生産性を
向上させることができる。FIG. 8 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 15
In (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), one of the semiconductor manufacturing apparatuses described above is used.
One of the exposure apparatuses prints and exposes the circuit pattern of the mask on the wafer. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. Step 19
In (resist removal), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. Since the manufacturing equipment used in each process is maintained by the remote maintenance system described above, troubles can be prevented beforehand, and if troubles occur, quick recovery is possible. Productivity can be improved.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空気ばねの特性的な不確定要素を排除して、空気ばねの
圧力を適切に制御することができる。受圧面積のばらつ
き、サーボバルブの非線形性、そして供給圧力の変動と
いった外乱をサーボバルブへの入力信号と圧力センサお
よび変位センサの検出信号から推定して、この外乱を打
ち消すようにサーボバルブを駆動するので、空気ばねに
所望の圧力を発生させることができる。すなわち、本発
明によれば、除振台へ付与する制振力を好適に制御でき
る除振装置、および、この除振装置を有する高精度な半
導体製造装置とを提供することができる。As described above, according to the present invention,
Appropriate control of the air spring pressure can be achieved by eliminating characteristic uncertainties of the air spring. Disturbances such as pressure receiving area variation, servo valve nonlinearity, and supply pressure fluctuation are estimated from the input signal to the servo valve and the detection signals of the pressure sensor and the displacement sensor, and the servo valve is driven so as to cancel the disturbance. Therefore, a desired pressure can be generated in the air spring. That is, according to the present invention, it is possible to provide a vibration isolation device capable of suitably controlling the vibration damping force applied to the vibration isolation table, and a highly accurate semiconductor manufacturing apparatus having the vibration isolation device.
【図1】 本発明による除振装置の好適な実施形態を示
す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a preferred embodiment of a vibration isolator according to the present invention.
【図2】 本発明による外乱推定手段を示すブロック線
図である。FIG. 2 is a block diagram showing a disturbance estimating means according to the present invention.
【図3】 本発明による外乱除去手段を示すブロック線
図である。FIG. 3 is a block diagram showing a disturbance removing unit according to the present invention.
【図4】 半導体デバイスの生産システムをある角度か
ら見た概念図である。FIG. 4 is a conceptual view of a semiconductor device production system as viewed from a certain angle.
【図5】 半導体デバイスの生産システムを別の角度か
ら見た概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of a semiconductor device production system viewed from another angle.
【図6】 ユーザインターフェースの具体例である。FIG. 6 is a specific example of a user interface.
【図7】 デバイスの製造プロセスのフローを説明する
図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a flow of a device manufacturing process.
【図8】 ウエハプロセスを説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a wafer process.
1:除振台、2:空気ばね、3:サーボバルブ、4:圧
力センサ、5:加速度センサ、6:変位センサ、7:圧
力補償手段、8:パワー増幅器。1: vibration isolation table, 2: air spring, 3: servo valve, 4: pressure sensor, 5: acceleration sensor, 6: displacement sensor, 7: pressure compensating means, 8: power amplifier.
Claims (10)
するサーボバルブと、前記空気ばねの圧力を検出する圧
力センサと、前記空気ばねに支持される除振台と、前記
除振台の変位を検出する変位センサとを有し、前記除振
台の変位と振動を抑制する除振装置において、 前記サーボバルブへの入力信号と前記圧力センサの検出
信号と前記変位センサの検出信号とから前記空気ばねに
加わる外乱を推定して、該外乱を抑制するように前記サ
ーボバルブを制御することを特徴とする除振装置。An air spring; a servo valve for controlling a pressure of the air spring; a pressure sensor for detecting a pressure of the air spring; a vibration isolator supported by the air spring; A vibration sensor that has a displacement sensor that detects displacement, and suppresses displacement and vibration of the vibration isolation table, wherein the input signal to the servo valve, the detection signal of the pressure sensor, and the detection signal of the displacement sensor are used. An anti-vibration device characterized by estimating a disturbance applied to the air spring and controlling the servo valve so as to suppress the disturbance.
性的な不確定要素に基づく該空気ばね内部の圧力変動お
よび該空気ばねから前記除振台へ作用する力の変動であ
る請求項1に記載の除振装置。2. The method according to claim 1, wherein the estimated disturbance is a pressure fluctuation inside the air spring based on a characteristic uncertainty of the air spring and a fluctuation of a force acting on the vibration isolation table from the air spring. 3. The vibration isolator according to claim 1.
する半導体製造装置。3. A semiconductor manufacturing apparatus having the vibration isolation device according to claim 1.
て、ディスプレイと、ネットワークインターフェース
と、ネットワーク用ソフトウェアを実行するコンピュー
タとをさらに有し、半導体製造装置の保守情報をコンピ
ュータネットワークを介してデータ通信することを可能
にした半導体製造装置。4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 3, further comprising a display, a network interface, and a computer for executing network software, and performing data communication of maintenance information of the semiconductor manufacturing apparatus via a computer network. Semiconductor manufacturing equipment that made it possible.
記半導体製造装置が設置された工場の外部ネットワーク
に接続され前記半導体製造装置のベンダもしくはユーザ
が提供する保守データベースにアクセスするためのユー
ザインターフェースを前記ディスプレイ上に提供し、前
記外部ネットワークを介して該データベースから情報を
得ることを可能にする請求項4に記載の装置。5. The network software includes a user interface on the display connected to an external network of a factory where the semiconductor manufacturing apparatus is installed and for accessing a maintenance database provided by a vendor or a user of the semiconductor manufacturing apparatus. 5. The apparatus according to claim 4, wherein the apparatus provides information from the database via the external network.
導体製造装置を含む各種プロセス用の製造装置群を半導
体製造工場に設置する工程と、該製造装置群を用いて複
数のプロセスによって半導体デバイスを製造する工程と
を有することを特徴とする半導体デバイス製造方法。6. A step of installing a group of manufacturing apparatuses for various processes including the semiconductor manufacturing apparatus according to claim 3 in a semiconductor manufacturing factory, and a plurality of processes using the group of manufacturing apparatuses. Manufacturing a semiconductor device by using the method.
ワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネットワ
ークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの間
で、前記製造装置群の少なくとも1台に関する情報をデ
ータ通信する工程とをさらに有する請求項6に記載の方
法。7. A step of connecting the group of manufacturing apparatuses via a local area network, and data communication between at least one of the group of manufacturing apparatuses between the local area network and an external network outside the semiconductor manufacturing plant. 7. The method of claim 6, further comprising the step of:
ーザが提供するデータベースに前記外部ネットワークを
介してアクセスしてデータ通信によって前記製造装置の
保守情報を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の
半導体製造工場との間で前記外部ネットワークを介して
データ通信して生産管理を行なう請求項7に記載の方
法。8. A semiconductor manufacturing apparatus which accesses a database provided by a vendor or a user of the semiconductor manufacturing apparatus via the external network to obtain maintenance information of the manufacturing apparatus by data communication, or obtains semiconductor manufacturing equipment different from the semiconductor manufacturing factory. The method according to claim 7, wherein data is communicated with a factory via the external network to control production.
導体製造装置を含む各種プロセス用の製造装置群と、該
製造装置群を接続するローカルエリアネットワークと、
該ローカルエリアネットワークから工場外の外部ネット
ワークにアクセス可能にするゲートウェイを有し、前記
製造装置群の少なくとも1台に関する情報をデータ通信
することを可能にした半導体製造工場。9. A group of manufacturing apparatuses for various processes including the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 3 to 5, a local area network connecting the group of manufacturing apparatuses,
A semiconductor manufacturing plant having a gateway for allowing access from the local area network to an external network outside the factory, and enabling data communication of information on at least one of the manufacturing apparatus groups.
〜5のいずれか1つに記載の半導体製造装置の保守方法
であって、前記半導体製造装置のベンダもしくはユーザ
が、半導体製造工場の外部ネットワークに接続された保
守データベースを提供する工程と、前記半導体製造工場
内から前記外部ネットワークを介して前記保守データベ
ースへのアクセスを許可する工程と、前記保守データベ
ースに蓄積される保守情報を前記外部ネットワークを介
して半導体製造工場側に送信する工程とを有することを
特徴とする半導体製造装置の保守方法。10. The semiconductor device according to claim 3, which is installed in a semiconductor manufacturing plant.
6. The maintenance method for a semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a vendor or a user of the semiconductor manufacturing apparatus provides a maintenance database connected to an external network of a semiconductor manufacturing plant; Having a step of permitting access to the maintenance database from within the manufacturing factory via the external network, and a step of transmitting maintenance information stored in the maintenance database to the semiconductor manufacturing factory via the external network. A method for maintaining a semiconductor manufacturing apparatus, comprising:
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---|---|---|---|
JP2001176795A JP2002364702A (en) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | Vibration removing device and semiconductor manufacturing device having the same |
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