JP2003115447A

JP2003115447A - 閉ループ制御装置、光学素子駆動装置及び露光装置

Info

Publication number: JP2003115447A
Application number: JP2001309781A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Okada; 芳幸岡田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2003-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】交流ゲインを正確に検出して補正し、高速
で、高精度にて、かつ安定に制御対象を駆動させる。【解決手段】流体の圧力または流量を制御する制御弁
部２０と制御対象からの制御量を検出するセンサ４０を
含み、制御対象を閉ループ制御するための閉ループ制御
手段を有し、特定周波数を発生する信号発生器２１０
と、該信号発生器２１０からの出力信号を前記閉ループ
制御手段に加算する信号加算器６０と、該閉ループ制御
手段における信号に含まれていて信号発生器２１０から
の出力信号と同一の周波数成分を検出する信号検出部２
２０とを備え、該信号検出部２２０により前記閉ループ
制御手段のゲインに相関した信号を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体露光装置の
投影光学系等における倍率、収差、及び歪み等の光学特
性を調整するための光学素子駆動装置などに関し、特に
閉ループ制御手段により構成される閉ループ制御装置、
この制御装置によって制御される光学素子駆動装置及び
この駆動装置を備える露光装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体露光装置では、投影レンズが露光
光を吸収すること等により熱変形や屈折率変化が発生
し、露光結像特性を劣化させてしまうため、予め測定ま
たは計算された、「露光時間−レンズ露光倍率曲線」に
基づいて特定レンズを光軸方向に駆動して結像特性を補
正する手段が用いられてきた。光軸方向に駆動可能な光
学素子駆動装置としては、例えば、特開平９−１０６９
４４号公報に開示されたものがある。この光学素子駆動
装置の駆動手段は、小型化と、軽量化を図るため、伸縮
可能な流体封入手段と該流体封入手段内部の流体体積ま
たは圧力を制御する制御手段により構成されていた。

【０００３】一方、ＩＣやＬＳＩ等の半導体集積回路
は、益々パターンが微細化し、それに伴い結像特性の高
精度化が要求されている。具体的には、ショット毎に投
影レンズを駆動して結像特性を補正することが望まれ、
高速で、高精度であり、かつ安定に動作する投影レンズ
駆動装置が必要となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】投影レンズ駆動装置
は、高速で、高精度にて、かつ安定に動作させるには、
各構成要素の伝達関数が変化することなく安定でなけれ
ばならず、更にそれらの特性に対し最適なサーボ設計を
施す必要がある。しかしながら、上記従来技術では、駆
動手段に流体、例えば、空気等の気体（圧縮性流体）や
油等の液体（非圧縮性流体）と、流体の圧力または流量
を制御する制御弁を用いているため、駆動部として大き
な非線型特性を有し、特に入出力ゲインが大きく変化す
るため、高速で、高精度にて、かつ安定に投影レンズを
駆動することができないという問題があった。

【０００５】空気の圧力または流量を制御する制御手段
の一例を図１１に示す。この制御手段は、３方向ポート
を有する制御弁２４と、この制御弁２４に一定圧の空気
を供給するための圧力レギュレータ２２と、流体封入手
段により構成される機構部３０と、それらを結ぶ配管部
２６，２７と、制御弁２４からの排気を行う配管２８と
により構成される。

【０００６】制御弁２４は、電気的な入力信号に従い開
閉状態を調節し、空気の圧力または流量を制御する。流
体の圧力または流量を制御する制御弁は、その入出力特
性において大きな非線型性を示すことが広く知られてい
る。

【０００７】例えば、制御弁部２０の制御弁２４への入
力電気信号に対する機構部３０における出力圧力特性
は、図１２に示すような、大きな非直線性とヒステリシ
ス特性を示す。図示した非直線性はＳ字曲線であるが、
様々な弓型曲線や何点かの折れ曲がりがある直線となる
ものもある。一般に、非直線性は、−５０％〜＋５０％
程度あり、ヒステリシスは数〜数十％である。

【０００８】制御弁２４の出力圧力は、制御弁２４から
の空気の流量が機構部３０の容積で積分された結果であ
るため、図１２に示す特性は、入力信号に対し空気流量
が積分され一定の圧力出力となるよう十分に時間が経過
した後のものであり、制御弁２４の直流入出力特性を示
している。一方、閉ループ制御装置では、各構成要素に
おけるゲイン特性が重要となる。ゲインは構成要素にお
ける入出力特性の傾きで表される。

【０００９】図１３は、図１２に示す直流入出力特性を
有する制御弁の直流ゲイン特性を模式的に表したもので
ある。入力信号の中心付近がゲイン最大となり、入力が
大きいときと小さいときはゲインが減少する傾向を示
す。制御弁の非直線性によるゲインの最大と最小の差
は、数十〜百％前後となる。ヒステリシスによるゲイン
変動は左右の重複していない口空き部であり、数〜数十
％前後である。

【００１０】従来は、図１２における直流入出力特性に
基づき算出された図１３に示す直流ゲイン特性より閉ル
ープ制御装置のサーボ設計を行い、必要に応じて直流ゲ
インの補正を行っていた。しかしながら、最適なサーボ
設計を行ったにも関わらず、しばしば不安定な閉ループ
制御装置となってしまうことがあった。

【００１１】本発明における実験過程より、後述するよ
うに、流体の圧力または流量を制御する制御弁の直流ゲ
イン特性と交流ゲイン特性は異なると言うことが明らか
となり、直流ゲインによるサーボ設計やゲイン補正は不
安定な閉ループ特性となり得ることが判明した。

【００１２】これらの点に鑑み、本発明は、露光装置の
投影レンズ駆動装置等における閉ループ制御装置の交流
ゲインを正確に検出して補正することにより安定化さ
せ、高速で、高精度であり、かつ安定に動作する光学素
子駆動装置及び該駆動装置を備える露光装置等を提供す
ることを目的とする。

【００１３】また、本発明は、温度や経年変化等による
投影レンズ駆動装置等における閉ループ制御装置の交流
ゲイン変化を検出し、補正することにより安定化させ、
常に、高速で、高精度であり、かつ安定に動作させる閉
ループ制御装置、該制御装置により制御される光学素子
駆動装置及び該駆動装置を備える露光装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、流体の圧力及び流量のどちらかを制御す
る制御弁と制御対象からの制御量を検出する制御量検出
手段を含み、制御対象を閉ループ制御するための閉ルー
プ制御手段を有する閉ループ制御装置において、特定周
波数を発生する信号発生手段と、該信号発生手段からの
出力信号を前記閉ループ制御手段に加算する信号加算手
段と、前記閉ループ制御手段における信号に含まれてい
て前記信号発生手段からの出力信号と同一の周波数成分
を検出する信号検出手段とを備え、該信号検出手段によ
り前記閉ループ制御手段のゲインに相関した信号を検出
することを特徴とする。

【００１５】本発明は、前記閉ループ制御手段のゲイン
の増減に伴う前記信号検出手段からの信号を予め実測及
び計算のどちらかにより保有する基準値記憶手段と、前
記信号検出手段からの信号と前記基準値記憶手段の基準
値より前記閉ループ制御手段のゲイン補正量を算出し、
かつ記憶するゲイン補正演算手段とを有し、該ゲイン補
正演算手段からの信号により前記閉ループ制御手段がゲ
インを変更するよう構成されてもよい。

【００１６】この場合、駆動手段に非線型特性を有する
流体と流体の圧力または流量を制御する制御弁を用いた
閉ループ制御装置において、閉ループ制御手段の交流ゲ
インを正確に検出して補正することにより、安定化さ
せ、高速で、高精度であり、かつ安定に動作する閉ルー
プ制御装置を構成することが可能となる。

【００１７】また、前記制御弁は、光学素子を支持した
伸縮可能な流体封入手段に接続され、該流体封入手段は
前記制御弁からの流体圧力により前記光学素子を光軸方
向に駆動することができるよう構成されてもよい。

【００１８】前記制御量検出手段は、前記光学素子の位
置または変位を検出する位置センサまたは変位センサで
あってもよい。この場合、位置または変位の閉ループ制
御手段における交流ゲインを正確に検出して補正するこ
とにより、安定化させ、高速、高精度、かつ安定に制御
動作する位置または変位の閉ループ制御装置を構成する
ことが可能となる。

【００１９】さらに、前記制御量検出手段は、前記制御
弁または前記流体封入手段における圧力を検出する圧力
センサであってもよい。この場合、圧力の閉ループ制御
装置における交流ゲインを正確に検出して補正すること
により、安定化させ、高速で、高精度であり、かつ安定
に動作する圧力の閉ループ制御装置を構成することが可
能となる。また、前記光学素子は、投影レンズであって
もよい。

【００２０】この場合、露光装置の閉ループ制御により
構成される投影レンズ駆動装置において、位置または変
位、あるいは圧力の閉ループ制御手段の交流ゲインを正
確に検出して補正することにより、安定化させ、高速
で、高精度であり、かつ安定に光軸方向に駆動する投影
レンズ駆動装置を構成することが可能となり、ひいては
ショット毎に投影レンズを駆動して結像特性を補正する
ことができる露光装置を構成することが可能となる。

【００２１】また、前記制御弁は空気の圧力または流量
を制御する制御弁であってもよい。また、前記信号発生
手段において生成される信号の特定周波数は、前記閉ル
ープ制御手段の開ループ特性における０ｄＢクロス周波
数付近、または、閉ループ特性における−３ｄＢとなる
周波数付近、または、閉ループ特性にてゲインピークを
有する場合はゲインピーク周波数付近の周波数であって
もよい。

【００２２】こうすることにより、投影レンズ駆動装置
における閉ループ制御装置の交流ゲインを感度よく検出
することが可能となり、より正確に補正することにより
安定化させ、高速、高精度、かつ安定に動作する投影レ
ンズ駆動装置を構成することが可能となる。

【００２３】また、特定周波数を発生する前記信号発生
手段からの出力信号を前記閉ループ制御手段に加算し前
記信号検出手段からの信号と前記基準値記憶手段の基準
値より前記ゲイン補正演算手段において前記閉ループ制
御手段のゲイン補正量を算出し記憶する一連のゲイン補
正演算は、露光装置の非露光時に行われてもよい。

【００２４】こうすることにより、温度や経年変化等に
よる投影レンズ駆動装置における閉ループ制御手段の交
流ゲイン変化を検出して補正することができ、常にゲイ
ンを安定化させることが可能となり、温度や経年変化等
によらず、高速で、高精度であり、かつ安定に動作する
投影レンズ駆動装置を構成することが可能となる。

【００２５】また、本発明は、上記いずれかの閉ループ
制御装置を備える光学素子駆動装置や、該光学素子駆動
装置を備える露光装置にも適用される。

【００２６】また、本発明は、前記露光装置を含む各種
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半導体デバイス
製造方法にも適用可能であり、前記製造装置群をローカ
ルエリアネット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こと
が望ましく、前記露光装置のベンダもしくはユーザが提
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うことが好ましい。

【００２７】また、本発明は、前記露光装置を含む各種
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
導体製造工場にも適用される。

【００２８】また、本発明は、半導体製造工場に設置さ
れた前記露光装置の保守方法であって、前記露光装置の
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してもよい。

【００２９】また、本発明は、前記露光装置において、
ディスプレイと、ネットワークインタフェースと、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、露光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ことを特
徴としてもよい。前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
続され前記露光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
能にすることが好ましい。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の各実施形態につ
いて、光学素子または光学手段が投影レンズである場合
を例として、詳細に説明する。（第一の実施形態）図１は本発明の第一の実施形態に係
る閉ループ制御装置及び投影レンズ駆動装置を示す構成
ブロック図である。この閉ループ制御装置は、閉ループ
制御手段を含んでいる投影レンズ駆動装置１００と、ル
ープゲイン演算部２００とを備えて構成されている。

【００３１】投影レンズ駆動装置１００は、流体の圧力
または流量を制御する制御弁部２０と、光学素子または
光学手段である投影レンズを支持して光軸方向に伸縮可
能な流体封入手段により構成される機構部３０と、制御
量検出手段として投影レンズの位置または基準点からの
変位を検出する位置センサまたは変位センサ４０と、セ
ンサ４０からの信号により閉ループ制御を行うための加
算器５０と制御部１０を備えて構成される。制御弁部２
０は、空気の圧力または流量を制御する制御弁でもよ
く、図１１に示すような３方向ポートを有する制御弁２
４により構成されてもよい。

【００３２】ショット毎に投影レンズを駆動して結像特
性を補正する場合、予め測定または計算された「露光時
間−レンズ露光倍率曲線」に基づいて特定レンズを光軸
方向に駆動するための指令値が投影レンズ駆動装置１０
０に入力される。指令値の大きさは、その時々により異
なるが、数μｍ前後のステップ値で、ショット間に指令
値に追従して露光動作時には投影レンズの位置は十分に
安定していなければならない。投影レンズ駆動装置１０
０のステップ応答時間は約０．１ｓｅｃ前後で、位置安
定性は数十ｎｍでなければならない。

【００３３】一般に、閉ループ制御系において、高速、
高精度、かつ安定に動作させるには、各構成要素の伝達
関数が変化することなく安定である必要があり、ループ
ゲインを極力高く設定した上で安定動作するように各種
フィルタ等の設計を施す。

【００３４】例えば、ループゲインが高くなってしまう
と、閉ループ制御が振動的となり、不安定動作となり、
また、ループゲインが低くなってしまうと応答速度が低
下し指令値に追従するまでに長時間を要することとな
る。

【００３５】高速、高精度、かつ安定動作が要求される
投影レンズ駆動装置では、ループゲインの変動はおおよ
そ１０％前後以下に抑えなければならず、制御弁部２０
の非線型性によるゲイン変動を検出して補正し、ループ
ゲインの変動をおおよそ１０％以下に抑えなければなら
ない。

【００３６】制御弁部２０の入力信号において、直流信
号を印加し、更に特定周波数の交流信号を印加して、制
御弁部２０の出力圧力における交流ゲインを求め、直流
信号を横軸、交流ゲインを縦軸にとって交流ゲイン特性
を描くと、例えば図２のような特性を示す。これは、図
１３に示す直流ゲイン特性と大きく異なる。

【００３７】制御弁の出力圧力は、制御弁からの空気の
流量が機構部３０の容積で積分された結果であり、制御
弁の出力圧力の周波数特性をとると図３に示すような、
ローパスフィルタ特性を示す。

【００３８】制御弁の直流ゲインは直流部のゲイン変動
のみに依存するのに対し、交流ゲインは直流ゲイン変動
と前記ローパスフィルタ特性の低域カットオフ周波数の
変動に依存する。したがって、制御弁の直流ゲイン特性
と交流ゲイン特性は必ずしも一致することはなく、直流
ゲイン特性により閉ループ制御のサーボ設計を行うと、
不安定なもしくは応答時間の遅い閉ループ制御特性とな
ってしまう。

【００３９】一般に、制御弁の低域カットオフ周波数は
閉ループ制御装置の帯域、即ち、−３ｄＢバンド幅周波
数よりも十分低い周波数であり、低域カットオフ周波数
そのものの変動は無視でき、−３ｄＢバンド幅周波数付
近や開ループ特性における０ｄＢクロス周波数付近の交
流ゲインが正確に分かれば高速で、高精度であり、かつ
安定に動作する閉ループ制御装置を構成することが可能
となる。

【００４０】図１に戻り説明を続ける。ループゲイン演
算部２００は、特定周波数を発生する信号発生器２１０
と、該信号発生器２１０からの出力信号を投影レンズ駆
動装置１００の制御部１０の出力に加算する加算器６０
と、制御部１０の出力信号中に含まれていて信号発生器
２１０からの出力信号と同一の周波数成分を検出する信
号検出部２２０と、投影レンズ駆動装置１００のループ
ゲインの増減に伴う信号検出部２２０からの信号を予め
実測または計算により保有する基準値２３０と、信号検
出部２２０からの信号と基準値２３０より投影レンズ駆
動装置１００のループゲイン補正量を算出し、かつ記憶
するゲイン補正演算部２４０とを備えて構成され、ゲイ
ン補正演算部２４０からのループゲイン補正信号に基づ
き、投影レンズ駆動装置１００の制御部１０のゲインが
補正されるよう構成される。

【００４１】このループゲイン演算部２００の動作原理
を図４に従い説明する。図４は、一般化した閉ループ制
御装置のブロック図である。Ａ（ｓ）は制御部１０に相
当し、比例ゲイン、積分器、微分器等によるＰＩＤ(Pro
portional Integral Derivative)制御等の演算が行われ
る。Ｐ（ｓ）はアクチュエータを伴った制御対象であ
り、β（ｓ）は制御対象からの制御量を検出するセンサ
である。

【００４２】ここで、外部より、特定周波数を有する信
号Ｖ_exを印加する。このとき、Ａ（ｓ）、Ｐ（ｓ）、β
（ｓ）の閉ループ制御を通して得られる信号Ｖ_outは、
次式 V_out(s)=A(s)・P(s)・β(s)・V_ex(s)/{1+A(s)・P(s)・β(s) } (1) で表される。

【００４３】（１）式は、一般的に広く知られている閉
ループ制御を表す伝達関数であり、閉ループゲインの周
波数特性は図５に示すようになる。すなわち、ゲインが
低いと設定より低い周波数から閉ループゲインが低下
し、最適な設定ゲインではわずかなピークを有した後、
ゲインが減衰する特性となり、ゲインが高いとピーク値
が増大し、閉ループゲインが高周波数まで伸びる特性と
なる。これらをステップ応答で見ると、ゲインが低いと
追従に長時間を要し、また、ゲインが高すぎると振動的
になり、場合によっては発振してしまう。最適な設定ゲ
インでは、わずかなピークを示すが、収束が早く、素早
い追従特性を示す。

【００４４】図５から分かるように、印加する信号Ｖ_ex
の周波数が閉ループゲイン特性のピーク周波数付近や、
−３ｄＢ低下したいわゆるバンド幅周波数付近、もしく
は開ループ特性における０ｄＢクロス周波数付近である
場合、ループゲインの変化に応じ、閉ループ制御を通し
て得られる信号Ｖ_outの振幅、すなわち閉ループゲイン
の大きさが異なり、Ｖ_outを検出することにより非常に
感度よくループゲインの変動を知ることができる。この
ループゲインは、印加信号の周波数における交流ゲイン
を示し、閉ループ制御のサーボ設計もしくはゲイン変動
の補正を行う上で、最も有用なものである。

【００４５】例えば、印加する信号Ｖ_exの周波数が閉ル
ープゲイン特性の−３ｄＢ低下したバンド幅周波数ｆ₀
の場合、ループゲインに対する信号Ｖ_outの振幅は、図
６に示すようになる。設定ゲインにおけるＶ_outの値を
Ｖ_exとの振幅比で表すと、−３ｄＢである。ゲインが設
定値より大きければＶ_out振幅は大きくなり、ゲインが
設定値より小さければ小さくなる。ループゲインに対す
るＶ_out振幅は、印加する信号Ｖ_exの周波数より（１）
式にて算出してもよいし、実験により求めてもよい。

【００４６】これら投影レンズ駆動装置１００のループ
ゲインの増減に伴う信号検出部２２０からの信号の実測
値または計算値を基準値２３０に保有させ、ゲイン補正
演算部２４０にて信号検出部２２０からの信号と基準値
２３０を比較し、投影レンズ駆動装置１００のループゲ
イン補正量を算出し、かつ記憶するゲイン補正演算部２
４０からのループゲイン補正信号に基づき、投影レンズ
駆動装置１００の制御部１０のゲインを補正する。ここ
で補正される制御部１０のゲインは、直流ゲインである
が、この直流ゲイン補正により、印加された特定周波数
における交流ゲインが設定ゲインと等しくなり、得られ
る閉ループ特性を設定値の通りに安定化させることが可
能となる。

【００４７】従って、閉ループ制御装置に対し、外部よ
り、特定周波数を有する信号Ｖ_exを印加し、閉ループ制
御を通して得られる信号Ｖ_outを検出することにより、
閉ループ制御装置における交流ゲインを正確に検出して
補正し、安定化させることにより高速、高精度、かつ安
定に動作する閉ループ制御装置を構成することが可能と
なる。

【００４８】次に、信号検出部２２０の構成の一例を図
７に従い説明する。信号検出部２２０には、信号発生器
２１０より９０度の位相差を有する信号、すなわち、ｓ
ｉｎ信号とｃｏｓ信号が入力される。また、信号検出部
２２０には、制御部１０からの検出信号が入力され、そ
れぞれ乗算器２２１，２２２にて乗算された後、加算器
２２３で加算される。加算器２２３からの出力信号は平
方根演算器２２４にて平方根演算がなされ、フィルタ２
２５にてフィルタリングまたは平均化処理されることに
より、制御部１０からの信号に含まれていて、信号発生
器２１０からの出力信号と同一の周波数成分を正確に検
出することができる。この構成による同期検波方法は、
２Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋ−Ｉｎ−ＡＭＰ方式としても知
られている。

【００４９】信号検出部２２０の他の構成例として、Ｆ
ＦＴ（ Fast Fourier Transform 、即ち高速フーリエ変
換）演算により、制御部１０からの信号に含まれてい
て、信号発生器２１０からの出力信号と同一の周波数成
分を検出してもよい。

【００５０】したがって、本発明によれば、駆動手段に
非線型特性を有する流体と、流体の圧力または流量を制
御する制御弁を用いた閉ループ制御装置において、閉ル
ープ制御装置の交流ゲインを正確に検出して補正し、安
定化させることにより、高速、高精度であり、かつ安定
に動作する閉ループ制御装置を構成することが可能とな
り、半導体露光装置の閉ループ制御により構成される投
影レンズ駆動装置において、位置または変位の閉ループ
制御装置におけるゲインを正確に検出して補正し、安定
化させることにより、高速、高精度であり、かつ安定に
光軸方向に駆動する投影レンズ駆動装置を構成すること
が可能となり、ひいてはショット毎に投影レンズを駆動
して結像特性を補正することができる半導体露光装置を
構成することが可能となる。

【００５１】（第二の実施形態）次に、図８に基づき第
二の実施形態について説明する。同図において、第一の
実施形態と同様の構成要素について同じ符号を付けてあ
るので、それらの説明は省略する。

【００５２】第二の実施形態に係る閉ループ制御装置
は、特定周波数を発生する信号発生器２１０からの出力
信号を投影レンズ駆動装置１００における制御部１０の
入力に加算する加算器６０ａを備え、加算器５０の出力
信号中に含まれていて信号発生器２１０からの出力信号
と同一の周波数成分を信号検出部２２０にて検出するよ
う構成されている。

【００５３】このように構成しても、第一の実施形態と
同様に、（１）式に基づき、信号発生器２１０より特定
周波数を有する信号Ｖ_exを加算器６０ａに加算し、閉ル
ープ制御を通して得られる加算器５０からの信号Ｖ_out
を信号検出部２２０にて検出することにより、閉ループ
制御装置における交流ゲインを正確に検出して補正し、
安定化させることにより高速で、高精度であり、かつ安
定に光軸方向に駆動する投影レンズ駆動装置を構成する
ことが可能となり、ひいてはショット毎に投影レンズを
駆動して結像特性を補正することができる半導体露光装
置を構成することが可能となる。

【００５４】（第三の実施形態）次に、図９に基づき第
三の実施形態を説明する。図９において、図１に示す第
一の実施形態と同様な構成に関しては同じ符号を付けて
いるため、それらの説明は省略する。

【００５５】第三の実施形態に係る閉ループ制御装置
は、制御弁部２０に対し、新たに圧力制御部３００が付
加されている。先に述べたように、流体の圧力または流
量を制御する制御弁は、その入出力特性において大きな
非線型性を示すことが広く知られている。そのため、制
御弁に閉ループ（マイナーループ）を付加して制御弁の
入出力を線型化する手法が用いられることがある。

【００５６】圧力制御部３００は、制御量検出手段とし
て制御弁部２０の出力圧力を検出する圧力センサ３３０
と、圧力センサ３３０からの信号により閉ループ制御を
行うための加算器３４０と、圧力制御を行う制御部３１
０により構成されている。ループゲイン演算部２００ａ
は、特定周波数を発生する信号発生器２１０ａと、該信
号発生器２１０ａからの出力信号を圧力制御部３００の
制御部３１０の出力に加算する加算器３５０と、制御部
３１０の出力信号中に含まれていて信号発生器２１０ａ
からの出力信号と同一の周波数成分を検出する信号検出
部２２０ａと、圧力制御部３００のループゲインの増減
に伴う信号検出部２２０ａからの信号を予め実測または
計算により保有する基準値２３０ａと、信号検出部２２
０ａからの信号と基準値２３０ａより圧力制御部３００
のループゲイン補正量を算出し、かつ記憶するゲイン補
正演算部２４０ａとを備えて構成され、ゲイン補正演算
部２４０ａからのループゲイン補正信号に基づき、圧力
制御部３００の制御部３１０のゲインが補正されるよう
構成される。

【００５７】このような第三の実施形態においても、第
一の実施例と同様に、（１）式に基づき、信号発生器２
１０ａより特定周波数を有する信号Ｖ_exを加算器３５０
に加算し、閉ループ制御を通して得られる制御部３１０
からの信号Ｖ_outを信号検出部２２０ａにて検出するこ
とにより、圧力の閉ループ制御装置におけるゲインを正
確に検出して補正し、安定化させることにより、高速
で、高精度であり、かつ安定に動作する制御弁の圧力閉
ループ制御装置を構成することが可能となり、ひいては
ショット毎に投影レンズを駆動して結像特性を補正する
ことができる半導体露光装置を構成することが可能とな
る。

【００５８】（第四の実施形態）次に、図１０に基づき
第四の実施形態を説明する。第四の実施形態に係る閉ル
ープ制御装置は、ループゲイン演算部２００ａと、圧力
制御部３００と、特定周波数を発生する信号発生器２１
０ａからの出力信号を圧力制御部３００における制御部
３１０の入力に加算する加算器３６０とを備えており、
加算器３４０の出力信号中に含まれていて信号発生器２
１０ａからの出力信号と同一の周波数成分を信号検出部
２２０ａにて検出するよう構成されている。

【００５９】このように構成しても、第一の実施形態と
同様に、（１）式に基づき、信号発生器２１０ａより特
定周波数を有する信号Ｖ_exを加算器３６０に加算し、閉
ループ制御を通して得られる加算器３４０からの信号Ｖ
_outを信号検出部２２０ａにて検出することにより、圧
力閉ループ制御装置における交流ゲインを正確に検出し
て補正し、安定化させることにより、高速で、高精度に
て、かつ安定に動作する制御弁の圧力閉ループ制御装置
を構成することが可能となり、ひいてはショット毎に投
影レンズを駆動して結像特性を補正することができる半
導体露光装置を構成することが可能となる。

【００６０】また、上記投影レンズ駆動装置の位置また
は変位の閉ループ制御装置に関する第一、第二の実施形
態、及び上記制御弁の圧力閉ループ制御装置に関する第
三、第四の実施形態において、特定周波数を発生する信
号発生器からの出力信号を前記閉ループ制御手段に加算
し、前記信号検出部からの信号と基準値記憶手段の基準
値よりゲイン補正演算部において前記閉ループ制御手段
のゲイン補正量を算出し、かつ記憶する一連のゲイン補
正演算は、半導体露光装置の非露光時に行われるよう構
成してもよい。

【００６１】こうすることにより、温度や経年変化等に
よる投影レンズ駆動装置における位置または変位の閉ル
ープ制御装置、または、制御弁の圧力閉ループ制御装置
におけるゲイン変化を検出して補正することができ、常
にゲインを安定化させることが可能となり、温度や経年
変化等によらず、常に高速、高精度、かつ安定に動作す
る投影レンズ駆動装置を構成することが可能となり、ひ
いてはショット毎に投影レンズを駆動して結像特性を補
正することができる半導体露光装置を構成することが可
能となる。

【００６２】（第五の実施形態）図１４は本発明の実施
形態に係る露光装置を示す概略立面図である。同図にお
いて、３１は感光剤が塗布された半導体ウエハであり、
精密な位置決め性能を有するウエハステージ３２上に支
持されている。露光装置の基準に対するウエハステージ
３２の位置は、レーザ干渉計４３によって計測されてい
る。３３は、原版となるパターンが描かれているレチク
ルである。投影光学系３４は光学素子駆動機構４７を有
しており、レチクル３３上のパターンをウエハ３１上に
結像させる。３５は、レチクル３３を照明するための照
明光学系である。３６は、前工程で作成されたウエハ３
１とレチクル３３との位置ずれを検出するアライメント
光学系である。このアライメント光学系３６とウエハス
テージ３２とによって、レチクル３３上のパターンとウ
エハ３１上のパターンとを重ね合わせた上で露光が行わ
れる。３７は、露光装置の動作を管理する管理装置であ
る。

【００６３】ウエハステージ３２の駆動制御と、アライ
メント光学系３６とレーザ干渉計４３が検出した計測値
とを用いて、ウエハ３１上のパターンの寸法を計測する
ことができる。管理装置３７は、この計測値に基づい
て、好ましい光学特性が得られる光学素子の位置を設定
する。一方、投影光学系３４の光学特性の一つである投
影倍率の変動要因として、気圧センサ３８などによって
得られる気圧の情報や、好適な露光倍率の値から、管理
装置３７は光学素子の一つである投影倍率調整用のレン
ズの適した位置を決定し、その位置の指令値を光学素子
駆動機構４７の閉ループ制御装置４１に与える。ここで
の閉ループ制御装置４１は、図１に示した閉ループ制御
装置において、投影レンズ駆動装置１００中の機構部３
０及びセンサ４０のみを除外したすべてを含むものであ
る。

【００６４】図１４において、３９は投影光学系３４を
支持する鏡筒定盤、４２は鏡筒定盤３９に支持された照
明光学系３５やアライメント光学系３６を支持する上定
盤、４４はウエハステージ３２を支持するステージベー
ス４５を支持するための下定盤である。鏡筒定盤３９及
び下定盤４４は、ダンパ４６により床から除振されてい
る。

【００６５】図１５は本発明に係る閉ループ制御装置を
適用した光学素子駆動機構を示す図であり、（ａ）が断
面図、（ｂ）が平面図である。同図に示す通り、この光
学素子駆動機構は、図１等に示した前述の機構部３０に
相当し、倍率・収差等の調整レンズ７及びこれを支持す
るセル８を備えた可動台１と、図１４に示した投影光学
系３４の固定部分の一部をなす固定台２とを有する。可
動台１及び固定台２は、概ね円錐筒形状である。リング
状板ばね１１は、Ｏリング１２と、板ばね押え６を用い
て、可動台１及び固定台２の両端面にそれぞれ封止する
ように固定される。

【００６６】可動台１に取り付けられる調整レンズ７を
支持するセル８は、リング状板ばね１１から受ける反力
が調整レンズ７に歪みなどの影響が伝わらないように、
可動台１とは別部品にしてある。

【００６７】可動台１は、円錐筒形状であって、上面の
外径と下面の外径が異なっている。また、同様に、固定
台２も円錐形状であって、上面の開口部の内径と下面の
開口部の内径が異なっている。

【００６８】本実施形態の場合、図１５（ａ）に示すよ
うに、可動台１の外径を光軸方向の上からｂ１，ｂ２と
し、固定台２の内径を光軸方向の上からａ１，ａ２とす
ると、可動台１の外径及び固定台２の内径は、それぞれ
次式の関係となっている。

【００６９】ａ１＜ａ２、ｂ１＜ｂ２（２）動作条件は、可動台１と固定台２との相対移動によって
円環状の空間の容積が変化する場合であって、概ね、以
下の式（３）のようになる。 (a2-b2)(7b2+3a2)-(a1-b1)(7b1+3a1)+10(b2-b1)(b2+b1)≠0 (3) 可動台１の動作は、上記の式（２）のように、光軸方向
下側の各内外径が大きい場合は、可動部１は光軸方向の
下側に変位するように構成する。逆に、ｂ１＞ｂ２、ａ
１＞ａ２なる関係となっている場合は、可動部１は光軸
方向の上側に変位するように構成する。

【００７０】固定台２は、少なくとも１箇所の穴を有
し、駆動流体の圧力変化、もしくは体積変化により、可
動部１の位置を変化させることができる。これは、図１
６に示すように、上下二つの板ばね１１の径が異なるこ
とにより、板ばね１１の変形による流体封入部空間の体
積変化量Ａ１、及びＡ２が異なるからである。この駆動
機構の場合、アクチュエータとなる流体封入部が１箇所
であるため、流体調整機器、例えば、圧力コントローラ
等を１個設ければよい。

【００７１】本実施形態に係る駆動機構は、流体封入手
段として、継手１８を通じて流体の変動により駆動する
構造を有するので、２枚のリング状板ばね１１、可動台
１、及び固定台２により囲まれた空間に流体を封じ込め
てシールする必要がある。

【００７２】シールは、可動台１もしくは固定台２に板
ばね押え６を止めるためのねじ等を避けた位置に設けた
溝にＯリング１２を入れ、板ばね押え６により行ってい
る。板ばね押え６は、リング状板ばね１１の有効長さが
円周上同一になるように、あるいは同時にリング状板ば
ね１１の全周を拘束できるように、円環形状になってい
る。また、板ばね押え６は、できる限り均一にリング状
板ばね１１を固定するために、リング状板ばね１１との
接触面に溝加工が施されている。

【００７３】この駆動機構は、センサ４０にて可動台１
を介してレンズ７の位置を監視し、目標位置との偏差に
相当する信号を前述の閉ループ制御装置により流体制御
弁に出力する。さらに、流体制御弁で流体の流量もしく
は圧力を調整することによって、可動台１の位置を制御
する。

【００７４】光軸方向を重力方向と平行に配置した場合
は、リング状板ばね１１は可動台１を含む可動質量によ
って変形を受け、板ばね１１の中立位置（可動台１と固
定台２の高さが等しく、板ばね１１が変形を受けない位
置）から機械的最下点（可動質量と板ばね１１によるば
ね定数が釣り合う位置）に変形する。

【００７５】図１５及び図１６に示すような本実施形態
の場合では、機械的最下点から更に重力方向に変位する
ことになる。この場合、偏心や角変位を伴うことなく、
機構を動作させることができる。

【００７６】センサ４０は、可動台１と固定台２との相
対変位を計測する変位センサであって、レンズ７を取り
巻く円環状の電極を内蔵した円環状静電容量型センサと
して固定台２の周囲に固定されている。可動台１には、
センサ４０の形状に対応して円環状のターゲット１７が
固定されている。このターゲット１７は、材質が金属で
あり、板ばね１１を可動台１に固定するための部材とし
ての役割を兼ねている。そしてセンサ４０は、電極とタ
ーゲット１７との距離によって静電容量が変化するの
で、この変化を検出することによって、固定台２に対す
る可動台１の位置を計測する。このような可動台１の周
囲に円環状に電極を配置することで、レンズ７の周囲に
大きな突出部を設けなくとも電極の面積を大きくするこ
とができ、可動台１の移動に伴う静電容量の変化を大き
くできるので、位置の検出精度を高くすることが可能で
ある。また、静電容量センサを用いることで、可動台１
と固定台２との相対位置変位の検出範囲を大きくするこ
とが可能である。さらに、レンズ７の周囲に電極がある
ので、移動の際の可動台１の姿勢変化の影響が軽減さ
れ、レンズ７中心の位置を測定することができる。

【００７７】（半導体生産システムの実施形態）次に、
本発明に係る装置を用いた半導体デバイス（ＩＣやＬＳ
Ｉ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うものである。

【００７８】図１７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、１１０１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は、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１１０１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
１１０８、複数の操作端末コンピュータ１１１０、これ
らを結んでイントラネット等を構築するローカルエリア
ネットワーク（ＬＡＮ）１１０９を備える。ホスト管理
システム１１０８は、ＬＡＮ１１０９を事業所の外部ネ
ットワークであるインターネット１１０５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。

【００７９】一方、１１０２〜１１０４は、製造装置の
ユーザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製
造工場１１０２〜１１０４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１１０２〜１１０４内には、夫々、複
数の製造装置１１０６と、それらを結んでイントラネッ
ト等を構築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
１１１１と、各製造装置１１０６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１１０７とが設けら
れている。各工場１１０２〜１１０４に設けられたホス
ト管理システム１１０７は、各工場内のＬＡＮ１１１１
を工場の外部ネットワークであるインターネット１１０
５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ＬＡＮ１１１１からインターネット１１０５を
介してベンダの事業所１１０１側のホスト管理システム
１１０８にアクセスが可能となり、ホスト管理システム
１１０８のセキュリティ機能によって限られたユーザだ
けに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１１０５を介して、各製造装置１１０６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
１１０２〜１１０４とベンダの事業所１１０１との間の
データ通信および各工場内のＬＡＮ１１１１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。

【００８０】さて、図１８は本実施形態の全体システム
を図１７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、１２０１は製造装置ユー
ザ（半導体デバイス製造メーカ）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１２０２、レジスト処理装置１２
０３、成膜処理装置１２０４が導入されている。なお図
１８では製造工場１２０１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ＬＡＮ１２０６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１２０５で製造ライ
ンの稼動管理がされている。

【００８１】一方、露光装置メーカ１２１０、レジスト
処理装置メーカ１２２０、成膜装置メーカ１２３０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
１２１１，１２２１，１２３１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１２０５と、各装置のベンダの管
理システム１２１１，１２２１，１２３１とは、外部ネ
ットワーク１２００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１２００を介した遠隔保守を受けることで迅速な対応
が可能であり、製造ラインの休止を最小限に抑えること
ができる。

【００８２】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。記憶装置としては内蔵メモ
リやハードディスク、あるいはネットワークファイルサ
ーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフト
ウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例え
ば図１９に一例を示す様な画面のユーザインタフェース
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１４０１、シリアルナンバー１４０２、トラブルの件
名１４０３、発生日１４０４、緊急度１４０５、症状１
４０６、対処法１４０７、経過１４０８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
ユーザインタフェースはさらに図示のごとくハイパーリ
ンク機能１４１０〜１４１２を実現し、オペレータは各
項目の更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、上記説明した本発明に関する情
報も含まれ、また前記ソフトウェアライブラリは本発明
を実現するための最新のソフトウェアも提供する。

【００８３】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２０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（組み立て）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。

【００８４】図２１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１
５（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あり、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。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
露光装置の光学素子駆動装置における位置または変位の
閉ループ制御装置、または制御弁の圧力閉ループ制御装
置の交流ゲインを正確に検出して補正することにより安
定化させ、高速で、高精度にて、かつ安定に動作する光
学素子駆動装置及び該駆動装置を備えた露光装置を構成
することが可能となる。

【００８６】また、温度や経年変化等による光学素子駆
動装置における閉ループ制御装置の交流ゲイン変化を検
出して補正し、安定化させることにより、常に、高速
で、高精度にて、かつ安定に動作する光学素子駆動装置
及び露光装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係る閉ループ制御
装置及び投影レンズ駆動装置の概略構成を示すブロック
図である。

【図２】本発明の実施形態に係る制御弁の交流ゲイン
特性の一例を示す図である。

【図３】本発明の実施形態に係る制御弁の周波数特性
の一例を示す図である。

【図４】本発明の実施形態に係る動作原理を説明する
ための一般化した閉ループ制御装置のブロック図であ
る。

【図５】本発明の実施形態に係る動作原理を説明する
ための閉ループゲインの周波数特性を示す図である。

【図６】本発明の実施形態に係る動作原理を説明する
ためのゲイン対出力信号振幅特性を示す図である。

【図７】本発明の実施形態に係る信号検出部を示す概
略構成図である。

【図８】本発明の第二の実施形態に係る閉ループ制御
装置及び投影レンズ駆動装置の概略構成を示すブロック
図である。

【図９】本発明の第三の実施形態に係る閉ループ制御
装置及び投影レンズ駆動装置の概略構成を示すブロック
図である。

【図１０】本発明の第四の実施形態に係る閉ループ制
御装置及び投影レンズ駆動装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図１１】制御弁を含む制御手段の一例を示す構成図
である。

【図１２】制御弁の直流入出力特性の一例を示す図で
ある。

【図１３】図１２に示す直流入出力特性より制御弁の
直流ゲイン特性を求めた図である。

【図１４】本発明の実施形態に係る露光装置を示す立
面図である。

【図１５】本発明の実施形態に係る光学素子駆動機構
を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図で
ある。

【図１６】本発明の実施形態に係る光学素子駆動機構
の動作原理を説明するための要部断面図である。

【図１７】本発明に係る装置を用いた半導体デバイス
の生産システムをある角度から見た概念図である。

【図１８】本発明に係る装置を用いた半導体デバイス
の生産システムを別の角度から見た概念図である。

【図１９】ユーザインタフェースの具体例である。

【図２０】デバイスの製造プロセスのフローを説明す
る図である。

【図２１】ウエハプロセスを説明する図である。

【符号の説明】

１：可動台、２：固定台、６：板ばね押え、７：調整レ
ンズ（光学素子）、８：セル、１０：制御部、１１：リ
ング状板ばね、１２：Ｏリング、１７：ターゲット、１
８：継手、１９：光軸、２０：制御弁部、２４：制御
弁、３０：機構部、３１：ウエハ、３２：ウエハステー
ジ、３３：レチクル、３４：投影光学系、３５：照明光
学系、３６：アライメント光学系、３７：露光装置の管
理装置、３８：気圧センサ、３９：鏡筒定盤、４０：セ
ンサ（制御量検出手段）、４１：閉ループ制御装置、４
２：上定盤、４３：レーザ干渉計、４４：下定盤、４
５：ステージベース、４６：ダンパ、４７：光学素子駆
動機構、５０：加算器、６０，６０ａ：加算器、１０
０：投影レンズ駆動装置（閉ループ制御手段を含んでい
る）、２００，２００ａ：ループゲイン演算部、２１
０，２１０ａ：信号発生器、２２０，２２０ａ：信号検
出部、２２１，２２２：乗算器、２２３：加算器、２２
４：平方根演算器、２２５：フィルタ、２３０，２３０
ａ：基準値、２４０，２４０ａ：ゲイン補正演算部、３
００：圧力制御部、３１０：制御部、３３０：圧力セン
サ、３４０：加算器、３５０：加算器、３６０：加算
器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体の圧力及び流量のどちらかを制御す
る制御弁と制御対象からの制御量を検出する制御量検出
手段を含み、制御対象を閉ループ制御するための閉ルー
プ制御手段を有する閉ループ制御装置において、特定周
波数を発生する信号発生手段と、該信号発生手段からの
出力信号を前記閉ループ制御手段に加算する信号加算手
段と、前記閉ループ制御手段における信号に含まれてい
て前記信号発生手段からの出力信号と同一の周波数成分
を検出する信号検出手段とを備え、該信号検出手段によ
り前記閉ループ制御手段のゲインに相関した信号を検出
することを特徴とする閉ループ制御装置。
【請求項２】前記閉ループ制御手段のゲインの増減に
伴う前記信号検出手段からの信号を予め実測及び計算の
どちらかにより保有する基準値記憶手段と、前記信号検
出手段からの信号と前記基準値記憶手段の基準値より前
記閉ループ制御手段のゲイン補正量を算出し、かつ記憶
するゲイン補正演算手段とを有し、該ゲイン補正演算手
段からの信号により前記閉ループ制御手段がゲインを変
更することを特徴とする請求項１に記載の閉ループ制御
装置。
【請求項３】前記制御弁は、光学素子を支持した伸縮
可能な流体封入手段に接続され、該流体封入手段は前記
制御弁からの流体圧力により前記光学素子を光軸方向に
駆動することができるよう構成されることを特徴とする
請求項２に記載の閉ループ制御装置。
【請求項４】前記制御量検出手段は、前記光学素子の
位置及び変位のどちらかを検出する位置センサ及び変位
センサのどちらかであることを特徴とする請求項３に記
載の閉ループ制御装置。
【請求項５】前記制御量検出手段は、前記制御弁及び
前記流体封入手段のどちらかにおける圧力を検出する圧
力センサであることを特徴とする請求項３に記載の閉ル
ープ制御装置。
【請求項６】前記光学素子は、投影レンズであること
を特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の閉ループ
制御装置。
【請求項７】前記制御弁は流体の圧力及び流量のどち
らかを制御する制御弁であることを特徴とする請求項１
〜６のいずれかに記載の閉ループ制御装置。
【請求項８】前記信号発生手段において生成される信
号の特定周波数は、前記閉ループ制御手段の開ループ特
性における０ｄＢクロス周波数付近、閉ループ特性にお
ける−３ｄＢとなる周波数付近、及び閉ループ特性にお
いてゲインピークを有する場合はゲインピーク周波数付
近のいずれかの周波数であることを特徴とする請求項１
〜７のいずれかに記載の閉ループ制御装置。
【請求項９】特定周波数を発生する前記信号発生手段
からの出力信号を前記閉ループ制御手段に加算し前記信
号検出手段からの信号と前記基準値記憶手段の基準値よ
り前記ゲイン補正演算手段において前記閉ループ制御手
段のゲイン補正量を算出し記憶する一連のゲイン補正演
算は、露光装置の非露光時に行われることを特徴とする
請求項８に記載の閉ループ制御装置。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載の閉ル
ープ制御装置を備えることを特徴とする光学素子駆動装
置。
【請求項１１】請求項１０に記載の光学素子駆動装置
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１２】請求項１１に記載の露光装置を含む各
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。
【請求項１３】前記製造装置群をローカルエリアネッ
ト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ことを特徴とする
請求項１２に記載の半導体デバイス製造方法。
【請求項１４】前記露光装置のベンダもしくはユーザ
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うことを特徴とする請求項１３
に記載の半導体デバイス製造方法。
【請求項１５】請求項１１に記載の露光装置を含む各
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
ことを特徴とする半導体製造工場。
【請求項１６】半導体製造工場に設置された請求項１
１に記載の露光装置の保守方法であって、前記露光装置
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露光装置の保守方
法。
【請求項１７】請求項１１に記載の露光装置におい
て、ディスプレイと、ネットワークインタフェースと、
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、露光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こと
を特徴とする露光装置。
【請求項１８】前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
続され前記露光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
能にすることを特徴とする請求項１７に記載の露光装
置。