JP2003256050A - 振動制御装置及び振動制御方法及び露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
振動制御装置及び振動制御方法及び露光装置及びデバイスの製造方法Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】剛性の低い制御対象に対しても、高い位置制御
系を構成することを可能とする。 【解決手段】制御対象物１の弾性振動を計測する計測器
２と、制御対象物に力を印加する駆動部３と、駆動部の
発生する力を決定する補償器４とを具備し、計測器は、
弾性振動の位置成分、速度成分、加速度成分のうち、少
なくとも位置成分を計測し、補償器は、計測器により計
測された位置情報に基づいて制御対象物の弾性振動を制
御する。
系を構成することを可能とする。 【解決手段】制御対象物１の弾性振動を計測する計測器
２と、制御対象物に力を印加する駆動部３と、駆動部の
発生する力を決定する補償器４とを具備し、計測器は、
弾性振動の位置成分、速度成分、加速度成分のうち、少
なくとも位置成分を計測し、補償器は、計測器により計
測された位置情報に基づいて制御対象物の弾性振動を制
御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体露光装置、工
作機械、ＯＡ機器など高速、高精度の位置、速度制御が
求められる分野において、可動体の振動が制御精度に影
響を与える場合の振動制御装置及び方法に関わる。
作機械、ＯＡ機器など高速、高精度の位置、速度制御が
求められる分野において、可動体の振動が制御精度に影
響を与える場合の振動制御装置及び方法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】半導体露光装置のステージ制御を例に従
来技術について説明を行う。
来技術について説明を行う。
【０００３】半導体露光装置においては露光線幅の微細
化に伴い、露光装置のウエハステージに求められる位置
制御精度は数ｎｍのオーダーに達している。また、生産
性の向上の観点からステージの移動加速度および速度は
年々増大の傾向にある。このような高速・高精度の位置
制御を実現するためには、ウエハステージ位置制御系の
サーボ帯域が高いことが必要である。高いサーボ帯域は
目標値への応答性が高く、外乱などの影響にも頑健なシ
ステムを実現する。従って、装置を作る立場からは可能
な限り高いサーボ帯域を実現するように、ウエハステー
ジ、本体構造体等の設計が行われる。
化に伴い、露光装置のウエハステージに求められる位置
制御精度は数ｎｍのオーダーに達している。また、生産
性の向上の観点からステージの移動加速度および速度は
年々増大の傾向にある。このような高速・高精度の位置
制御を実現するためには、ウエハステージ位置制御系の
サーボ帯域が高いことが必要である。高いサーボ帯域は
目標値への応答性が高く、外乱などの影響にも頑健なシ
ステムを実現する。従って、装置を作る立場からは可能
な限り高いサーボ帯域を実現するように、ウエハステー
ジ、本体構造体等の設計が行われる。
【０００４】図１０は従来の半導体露光装置のウエハス
テージの構成概略を示す図である。なお、以下では基準
座標系に対する並進３軸（Ｘ,Ｙ,Ｚ）と並進３軸の各軸
周りの回転３軸（θx、θy、θz）を合わせて６自由度
位置と呼ぶことにする。この例を用いて、高速・高精度
の位置制御系の構成とその動作を説明する。
テージの構成概略を示す図である。なお、以下では基準
座標系に対する並進３軸（Ｘ,Ｙ,Ｚ）と並進３軸の各軸
周りの回転３軸（θx、θy、θz）を合わせて６自由度
位置と呼ぶことにする。この例を用いて、高速・高精度
の位置制御系の構成とその動作を説明する。
【０００５】４１は定盤で、床Ｆからダンパを介して支
持されている。４３はＹステージで、定盤４１に固定さ
れた固定ガイド４２に沿ってＹ方向に推力を発生するＹ
リニアモータ４６により、定盤４１の基準面上をＹ方向
に移動可能である。定盤４１および固定ガイド４２とＹ
ステージ４３との間は静圧軸受であるエアパッド４４
ａ、４４ｂを介してエアで結合されており非接触であ
る。Ｙステージ４３はＸ方向のガイドを備えており、Ｙ
ステージに搭載されたＸステージ４５をＸ方向に案内す
る。また、Ｙステージ４３にはＸ方向に力を発生するＸ
リニアモータ固定子が設けられ、Ｘステージに設けられ
たＸリニアモータ可動子と共に、Ｘステージ４５をＸ方
向に駆動させる。定盤４１及びＸガイドとＸステージ４
５との間は静圧軸受であるエアパッド４４ｃを介してエ
アで結合されており、非接触である。
持されている。４３はＹステージで、定盤４１に固定さ
れた固定ガイド４２に沿ってＹ方向に推力を発生するＹ
リニアモータ４６により、定盤４１の基準面上をＹ方向
に移動可能である。定盤４１および固定ガイド４２とＹ
ステージ４３との間は静圧軸受であるエアパッド４４
ａ、４４ｂを介してエアで結合されており非接触であ
る。Ｙステージ４３はＸ方向のガイドを備えており、Ｙ
ステージに搭載されたＸステージ４５をＸ方向に案内す
る。また、Ｙステージ４３にはＸ方向に力を発生するＸ
リニアモータ固定子が設けられ、Ｘステージに設けられ
たＸリニアモータ可動子と共に、Ｘステージ４５をＸ方
向に駆動させる。定盤４１及びＸガイドとＸステージ４
５との間は静圧軸受であるエアパッド４４ｃを介してエ
アで結合されており、非接触である。
【０００６】Ｘステージ４５にはチルトステージ４８が
搭載されている。チルトステージ４８は不図示のリニア
モータによる推力でＺ方向の移動と３軸（θx、θy、θ
z）方向の回転を行う。チルトステージ４８上にウエハ
チャックを備えたステージ基板５１が搭載され、被露光
体であるウエハ５３を保持する。また、ステージ基板５
１上にはＸ方向およびＹ方向の位置計測に用いる計測ミ
ラー４９ａ，４９ｂが設けられる。
搭載されている。チルトステージ４８は不図示のリニア
モータによる推力でＺ方向の移動と３軸（θx、θy、θ
z）方向の回転を行う。チルトステージ４８上にウエハ
チャックを備えたステージ基板５１が搭載され、被露光
体であるウエハ５３を保持する。また、ステージ基板５
１上にはＸ方向およびＹ方向の位置計測に用いる計測ミ
ラー４９ａ，４９ｂが設けられる。
【０００７】半導体露光装置のステージ装置は定盤の基
準面に対して面内方向（Ｘ，Ｙ，θz）および垂直方向
（Ｚ，θx，θy）の６自由度の位置決めを行い、１チッ
プ分の露光を行う。面内方向（Ｘ，Ｙ，θz）の位置の
計測は不図示のレンズ鏡筒と一体であるレーザ干渉計５
０を用いて測定され、チルト方向（Ｚ，θx，θy）の計
測はレンズ鏡筒と一体のアライメント計測系（不図示）
によりＺ方向の位置と回転成分の角度が計測される。
準面に対して面内方向（Ｘ，Ｙ，θz）および垂直方向
（Ｚ，θx，θy）の６自由度の位置決めを行い、１チッ
プ分の露光を行う。面内方向（Ｘ，Ｙ，θz）の位置の
計測は不図示のレンズ鏡筒と一体であるレーザ干渉計５
０を用いて測定され、チルト方向（Ｚ，θx，θy）の計
測はレンズ鏡筒と一体のアライメント計測系（不図示）
によりＺ方向の位置と回転成分の角度が計測される。
【０００８】図ではレンズ鏡筒と定盤は一体であると仮
定して、レーザ干渉計５０は定盤に接続されている。ま
た、Ｚ方向の計測器は省略したが、ステージ基板もしく
はウエハ上の３点をレンズ鏡筒から計測することにより
チルト方向（Ｚ、θx、θy）の計測が可能である。
定して、レーザ干渉計５０は定盤に接続されている。ま
た、Ｚ方向の計測器は省略したが、ステージ基板もしく
はウエハ上の３点をレンズ鏡筒から計測することにより
チルト方向（Ｚ、θx、θy）の計測が可能である。
【０００９】これら６軸方向への位置決めは各軸にサー
ボ系を構成することにより達成される。レーザ干渉計の
位置情報をもとに補償器でステージのＸ方向、Ｙ方向の
アクチュエータであるＸ方向のリニアモータとＹ方向の
リニアモータへの駆動指令値を演算し、各々Ｘステー
ジ、Ｙステージを駆動する。Ｚ方向の位置と回転方向
（θx，θy）の角度と前記のθz方向の計測値に応じ
て、補償器でチルトステージへの駆動指令値を演算し、
チルトステージを駆動する。
ボ系を構成することにより達成される。レーザ干渉計の
位置情報をもとに補償器でステージのＸ方向、Ｙ方向の
アクチュエータであるＸ方向のリニアモータとＹ方向の
リニアモータへの駆動指令値を演算し、各々Ｘステー
ジ、Ｙステージを駆動する。Ｚ方向の位置と回転方向
（θx，θy）の角度と前記のθz方向の計測値に応じ
て、補償器でチルトステージへの駆動指令値を演算し、
チルトステージを駆動する。
【００１０】このようにして位置制御系を構成すること
により、ウエハステージは与えられた目標位置に高速・
高精度に移動することができる。
により、ウエハステージは与えられた目標位置に高速・
高精度に移動することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】半導体露光装置のステ
ージ装置においては露光する線幅の解像度が高いため、
その位置制御精度が高いことが要求される。また、半導
体露光装置は生産設備であるから生産性の観点からスル
ープットが高いことも要求される。この要求を満たすた
めにはステージのサーボ系の応答性が高く、かつ高速で
移動できることが必要である。ステージの位置制御精度
を高めるため、設計者は位置制御系のゲインを可能な限
り高く設定し、高いサーボ帯域を実現する。しかし、ゲ
インをある程度以上高く設定しようとしても、サーボ系
の発振によりその上限は制約される。サーボ帯域を制限
する要因は種々あるが、制御ループ内に存在する機械系
の弾性振動もその要因の一つである。
ージ装置においては露光する線幅の解像度が高いため、
その位置制御精度が高いことが要求される。また、半導
体露光装置は生産設備であるから生産性の観点からスル
ープットが高いことも要求される。この要求を満たすた
めにはステージのサーボ系の応答性が高く、かつ高速で
移動できることが必要である。ステージの位置制御精度
を高めるため、設計者は位置制御系のゲインを可能な限
り高く設定し、高いサーボ帯域を実現する。しかし、ゲ
インをある程度以上高く設定しようとしても、サーボ系
の発振によりその上限は制約される。サーボ帯域を制限
する要因は種々あるが、制御ループ内に存在する機械系
の弾性振動もその要因の一つである。
【００１２】図８にウエハステージ基板５１の弾性振動
モードの解析結果を示す。ここでは１次から４次までの
弾性振動モードを示した。このように薄い板ではＺ方向
の剛性が弱いため、曲げあるいは捩れのような弾性変形
による振動が発生する。このときＺ方向のアクチュエー
タから計測点までの伝達特性は図９のようになり、弾性
振動の共振点は高いピークをもつ。このような系で例え
ばＺ方向の位置制御系のループゲインを高くしていく
と、前記の弾性振動の共振点が励起されステージの制御
精度を悪化させる。ある程度、低いループゲインでは、
前記振動が大きく現れるだけであるが、さらにゲインを
高くすると、サーボ系は不安定になり発振状態になる。
モードの解析結果を示す。ここでは１次から４次までの
弾性振動モードを示した。このように薄い板ではＺ方向
の剛性が弱いため、曲げあるいは捩れのような弾性変形
による振動が発生する。このときＺ方向のアクチュエー
タから計測点までの伝達特性は図９のようになり、弾性
振動の共振点は高いピークをもつ。このような系で例え
ばＺ方向の位置制御系のループゲインを高くしていく
と、前記の弾性振動の共振点が励起されステージの制御
精度を悪化させる。ある程度、低いループゲインでは、
前記振動が大きく現れるだけであるが、さらにゲインを
高くすると、サーボ系は不安定になり発振状態になる。
【００１３】このようにステージ基板（天板）などに弾
性振動が存在するため、サーボ系は不安定になる。ある
いは不安定にならないまでも、制御誤差が大きくなり、
制御仕様を満たさない恐れがある。通常、サーボ帯域は
この弾性振動の最低次の共振周波数の１／３から１／４
程度に制限される。
性振動が存在するため、サーボ系は不安定になる。ある
いは不安定にならないまでも、制御誤差が大きくなり、
制御仕様を満たさない恐れがある。通常、サーボ帯域は
この弾性振動の最低次の共振周波数の１／３から１／４
程度に制限される。
【００１４】このように従来の位置制御系においては、
制御対象の弾性振動の共振周波数により位置制御系のサ
ーボ帯域が制限される。従ってより高いサーボ帯域を実
現するためには、弾性振動の共振周波数を高める、ある
いは減衰性を高める必要があり、そのために制御対象の
剛性を高くする。あるいは制御対象の質量を軽くする。
弾性振動の減衰性を高める。などの方策がとられてき
た。しかしながら、ステージの軽量化、高剛性化、高減
衰化など機械的な方策には限界があり、サーボ帯域を上
げることは困難である。
制御対象の弾性振動の共振周波数により位置制御系のサ
ーボ帯域が制限される。従ってより高いサーボ帯域を実
現するためには、弾性振動の共振周波数を高める、ある
いは減衰性を高める必要があり、そのために制御対象の
剛性を高くする。あるいは制御対象の質量を軽くする。
弾性振動の減衰性を高める。などの方策がとられてき
た。しかしながら、ステージの軽量化、高剛性化、高減
衰化など機械的な方策には限界があり、サーボ帯域を上
げることは困難である。
【００１５】したがって、本発明は上述した課題に鑑み
てなされたものであり、その目的は、剛性の低い制御対
象に対しても、高い位置制御系を構成することを可能と
することである。
てなされたものであり、その目的は、剛性の低い制御対
象に対しても、高い位置制御系を構成することを可能と
することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる振動制御装置
は、制御対象物の弾性振動を計測する計測手段と、前記
制御対象物に力を印加する駆動手段と、前記駆動手段の
発生する力を決定する補償手段とを具備し、前記計測手
段は、前記弾性振動の位置成分、速度成分、加速度成分
のうち、少なくとも位置成分を計測し、前記補償手段
は、前記計測手段により計測された位置情報に基づいて
前記制御対象物の弾性振動を制御することを特徴として
いる。
目的を達成するために、本発明に係わる振動制御装置
は、制御対象物の弾性振動を計測する計測手段と、前記
制御対象物に力を印加する駆動手段と、前記駆動手段の
発生する力を決定する補償手段とを具備し、前記計測手
段は、前記弾性振動の位置成分、速度成分、加速度成分
のうち、少なくとも位置成分を計測し、前記補償手段
は、前記計測手段により計測された位置情報に基づいて
前記制御対象物の弾性振動を制御することを特徴として
いる。
【００１７】また、この発明に係わる振動制御装置にお
いて、前記制御対象物はバネに非接触で支持されている
ことを特徴としている。
いて、前記制御対象物はバネに非接触で支持されている
ことを特徴としている。
【００１８】また、この発明に係わる振動制御装置にお
いて、前記駆動手段及び前記計測手段を前記制御対象物
に対して複数個接続することにより、高次の振動モード
を制御可能とすることを特徴としている。
いて、前記駆動手段及び前記計測手段を前記制御対象物
に対して複数個接続することにより、高次の振動モード
を制御可能とすることを特徴としている。
【００１９】また、この発明に係わる振動制御装置にお
いて、前記複数の駆動手段のうちの少なくとも１つを、
力の作用方向が平行にならないように配置することによ
り、前記弾性振動のうち平面振動を制御することを特徴
としている。
いて、前記複数の駆動手段のうちの少なくとも１つを、
力の作用方向が平行にならないように配置することによ
り、前記弾性振動のうち平面振動を制御することを特徴
としている。
【００２０】また、この発明に係わる振動制御装置にお
いて、前記複数の駆動手段のうちの少なくとも２つを、
力の作用方向が互いに略垂直になるように配置したこと
を特徴としている。
いて、前記複数の駆動手段のうちの少なくとも２つを、
力の作用方向が互いに略垂直になるように配置したこと
を特徴としている。
【００２１】また、この発明に係わる振動制御装置にお
いて、前記制御対象物は露光装置のステージ天板であ
り、前記計測手段は天板に付着された圧電素子であり、
前記駆動手段は天板に付着された圧電素子であることを
特徴としている。
いて、前記制御対象物は露光装置のステージ天板であ
り、前記計測手段は天板に付着された圧電素子であり、
前記駆動手段は天板に付着された圧電素子であることを
特徴としている。
【００２２】また、本発明に係わる振動制御装置は、制
御対象物の弾性振動を計測する第１の計測手段と、前記
制御対象物に力を印加する第１の駆動手段と、前記駆動
手段の発生する力を決定する第１の補償手段と、前記制
御対象物の基準位置からの位置を計測する第２の計測手
段と、前記制御対象物に外部から力を印加する第２の駆
動手段と、前記第２の駆動手段の発生する力を決定する
第２の補償手段とを具備し、前記第１の計測手段は、前
記弾性振動の位置成分、速度成分、加速度成分のうち、
少なくとも速度成分を計測し、前記第１の補償手段は、
前記第１の計測手段により計測された速度情報に基づい
て前記制御対象物の弾性振動を制御するとともに、前記
第２の補償手段は、前記第２の計測手段により計測され
た位置情報に基づいて前記制御対象物の剛体振動を制御
することを特徴としている。
御対象物の弾性振動を計測する第１の計測手段と、前記
制御対象物に力を印加する第１の駆動手段と、前記駆動
手段の発生する力を決定する第１の補償手段と、前記制
御対象物の基準位置からの位置を計測する第２の計測手
段と、前記制御対象物に外部から力を印加する第２の駆
動手段と、前記第２の駆動手段の発生する力を決定する
第２の補償手段とを具備し、前記第１の計測手段は、前
記弾性振動の位置成分、速度成分、加速度成分のうち、
少なくとも速度成分を計測し、前記第１の補償手段は、
前記第１の計測手段により計測された速度情報に基づい
て前記制御対象物の弾性振動を制御するとともに、前記
第２の補償手段は、前記第２の計測手段により計測され
た位置情報に基づいて前記制御対象物の剛体振動を制御
することを特徴としている。
【００２３】また、この発明に係わる振動制御装置にお
いて、前記制御対象物はバネに非接触で支持されている
ことを特徴としている。
いて、前記制御対象物はバネに非接触で支持されている
ことを特徴としている。
【００２４】また、この発明に係わる振動制御装置にお
いて、前記第１の駆動手段及び前記第１の計測手段を前
記制御対象物に対して複数個接続することにより、高次
の振動モードを制御可能とすることを特徴としている。
いて、前記第１の駆動手段及び前記第１の計測手段を前
記制御対象物に対して複数個接続することにより、高次
の振動モードを制御可能とすることを特徴としている。
【００２５】また、この発明に係わる振動制御装置にお
いて、前記複数の第１の駆動手段のうちの少なくとも１
つを、力の作用方向が平行にならないように配置するこ
とにより、前記弾性振動のうち平面振動を制御すること
を特徴としている。
いて、前記複数の第１の駆動手段のうちの少なくとも１
つを、力の作用方向が平行にならないように配置するこ
とにより、前記弾性振動のうち平面振動を制御すること
を特徴としている。
【００２６】また、この発明に係わる振動制御装置にお
いて、前記複数の第１の駆動手段のうちの少なくとも２
つを、力の作用方向が互いに略垂直になるように配置し
たことを特徴としている。
いて、前記複数の第１の駆動手段のうちの少なくとも２
つを、力の作用方向が互いに略垂直になるように配置し
たことを特徴としている。
【００２７】また、この発明に係わる振動制御装置にお
いて、前記制御対象物は露光装置のステージ天板であ
り、前記計測手段は天板に付着された圧電素子であり、
前記駆動手段は天板に付着された圧電素子であり、前記
基準位置は鏡筒のであり、前記第２の計測手段は前記天
板に接続されたミラーと鏡筒に接続されたレーザー干渉
計であり、前記第２の駆動手段はリニアモータであるこ
とを特徴としている。
いて、前記制御対象物は露光装置のステージ天板であ
り、前記計測手段は天板に付着された圧電素子であり、
前記駆動手段は天板に付着された圧電素子であり、前記
基準位置は鏡筒のであり、前記第２の計測手段は前記天
板に接続されたミラーと鏡筒に接続されたレーザー干渉
計であり、前記第２の駆動手段はリニアモータであるこ
とを特徴としている。
【００２８】また、本発明に係わる露光装置は、上記の
振動制御装置をステージに用いたことを特徴としてい
る。
振動制御装置をステージに用いたことを特徴としてい
る。
【００２９】また、本発明に係わるデバイスの製造方法
は、デバイスの製造方法であって、基板に感光材を塗布
する工程と、感光材が塗布された基板の該感光材に上記
の露光装置によりパターンを転写する工程と、パターン
が転写された基板を現像する工程と、を含むことを特徴
としている。
は、デバイスの製造方法であって、基板に感光材を塗布
する工程と、感光材が塗布された基板の該感光材に上記
の露光装置によりパターンを転写する工程と、パターン
が転写された基板を現像する工程と、を含むことを特徴
としている。
【００３０】また、本発明に係わる振動制御方法は、制
御対象物の弾性振動を計測する計測手段と、前記制御対
象物に力を印加する駆動手段と、前記駆動手段の発生す
る力を決定する補償手段とを具備する振動制御装置を用
いた振動制御方法であって、前記計測手段は、前記弾性
振動の位置成分、速度成分、加速度成分のうち、少なく
とも位置成分を計測し、前記補償手段は、前記計測手段
により計測された位置情報に基づいて前記制御対象物の
弾性振動を制御することを特徴としている。
御対象物の弾性振動を計測する計測手段と、前記制御対
象物に力を印加する駆動手段と、前記駆動手段の発生す
る力を決定する補償手段とを具備する振動制御装置を用
いた振動制御方法であって、前記計測手段は、前記弾性
振動の位置成分、速度成分、加速度成分のうち、少なく
とも位置成分を計測し、前記補償手段は、前記計測手段
により計測された位置情報に基づいて前記制御対象物の
弾性振動を制御することを特徴としている。
【００３１】また、本発明に係わる振動制御方法は、制
御対象物の弾性振動を計測する第１の計測手段と、前記
制御対象物に力を印加する第１の駆動手段と、前記駆動
手段の発生する力を決定する第１の補償手段と、前記制
御対象物の基準位置からの位置を計測する第２の計測手
段と、前記制御対象物に外部から力を印加する第２の駆
動手段と、前記第２の駆動手段の発生する力を決定する
第２の補償手段とを具備する振動制御装置を用いた振動
制御方法であって、前記第１の計測手段は、前記弾性振
動の位置成分、速度成分、加速度成分のうち、少なくと
も速度成分を計測し、前記第１の補償手段は、前記第１
の計測手段により計測された速度情報に基づいて前記制
御対象物の弾性振動を制御するとともに、前記第２の補
償手段は、前記第２の計測手段により計測された位置情
報に基づいて前記制御対象物の剛体振動を制御すること
を特徴としている。
御対象物の弾性振動を計測する第１の計測手段と、前記
制御対象物に力を印加する第１の駆動手段と、前記駆動
手段の発生する力を決定する第１の補償手段と、前記制
御対象物の基準位置からの位置を計測する第２の計測手
段と、前記制御対象物に外部から力を印加する第２の駆
動手段と、前記第２の駆動手段の発生する力を決定する
第２の補償手段とを具備する振動制御装置を用いた振動
制御方法であって、前記第１の計測手段は、前記弾性振
動の位置成分、速度成分、加速度成分のうち、少なくと
も速度成分を計測し、前記第１の補償手段は、前記第１
の計測手段により計測された速度情報に基づいて前記制
御対象物の弾性振動を制御するとともに、前記第２の補
償手段は、前記第２の計測手段により計測された位置情
報に基づいて前記制御対象物の剛体振動を制御すること
を特徴としている。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、添付図面を参照して詳細に説明する。
ついて、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】なお、本発明の概要は以下のようなもので
ある。
ある。
【００３４】例えば弾性振動の位置成分を計測し、その
位置成分を係数倍して位相を反転させた力を変形部分に
印加することにより弾性変形を相殺し、系の弾性振動の
共振周波数を高くすることができる。また、弾性振動の
速度成分を計測し、その速度成分を係数倍して位相を反
転させた力を変形部分に印加することにより弾性振動の
減衰性を高めることが可能になる。このような弾性振動
の制御系を上記の位置制御系の内部に設けることによ
り、従来の位置制御系より高い位置制御ループゲインを
得ることが可能になる。
位置成分を係数倍して位相を反転させた力を変形部分に
印加することにより弾性変形を相殺し、系の弾性振動の
共振周波数を高くすることができる。また、弾性振動の
速度成分を計測し、その速度成分を係数倍して位相を反
転させた力を変形部分に印加することにより弾性振動の
減衰性を高めることが可能になる。このような弾性振動
の制御系を上記の位置制御系の内部に設けることによ
り、従来の位置制御系より高い位置制御ループゲインを
得ることが可能になる。
【００３５】なお、ここでは、弾性運動の位置、速度、
加速度成分を総称して弾性振動と言う。弾性変形とは特
に弾性振動の位置成分に着目している場合に用いるが、
あまり厳密ではない。また、歪とは、物体の着目した部
分の変形していない状態に対する、変形時の長さの比率
であるが、これも弾性振動の一部としている。
加速度成分を総称して弾性振動と言う。弾性変形とは特
に弾性振動の位置成分に着目している場合に用いるが、
あまり厳密ではない。また、歪とは、物体の着目した部
分の変形していない状態に対する、変形時の長さの比率
であるが、これも弾性振動の一部としている。
【００３６】（第１の実施形態）弾性振動の速度成分を
計測し、その速度の逆位相の力を変形部に印加すること
により弾性振動を減衰させることは従来から実施されて
いる。本実施形態では、弾性振動の位置成分を計測し、
その位置成分の逆位相の力を変形部に印加する。これに
よって、変形の度合いを任意に制御できる。また、見か
け上、弾性変形の剛性を高くすることが可能になる。つ
まり弾性変形の共振周波数を変化させることができる。
計測し、その速度の逆位相の力を変形部に印加すること
により弾性振動を減衰させることは従来から実施されて
いる。本実施形態では、弾性振動の位置成分を計測し、
その位置成分の逆位相の力を変形部に印加する。これに
よって、変形の度合いを任意に制御できる。また、見か
け上、弾性変形の剛性を高くすることが可能になる。つ
まり弾性変形の共振周波数を変化させることができる。
【００３７】図１は片持ち梁を制御対象物体１とし、梁
の根元に近い部分に弾性変形を引き起こす駆動（力発
生）手段３を接続し、その反対側に弾性変形を計測する
計測手段２を接続し、前記計測手段２の計測した位置信
号を補償器４に入力し、前記駆動手段３へ発生するべき
力を出力した系である。なお、駆動手段３及び計測手段
２は、圧電素子等から構成される。
の根元に近い部分に弾性変形を引き起こす駆動（力発
生）手段３を接続し、その反対側に弾性変形を計測する
計測手段２を接続し、前記計測手段２の計測した位置信
号を補償器４に入力し、前記駆動手段３へ発生するべき
力を出力した系である。なお、駆動手段３及び計測手段
２は、圧電素子等から構成される。
【００３８】図７Ａは梁の変形を示す。また、図７Ｂと
図７Ｃはその先端部分の変位を時間応答で示したもので
ある。ここで、位置制御を行わない場合、梁は初期位置
である水平位置から、重力により図７Ｂのように、その
先端部分は最終的に８．５ｍｍ変形する。一方、前記の
位置制御系を動作させると図７Ｃのように、梁の変形は
１．９ｍｍになる。この変形の度合いは位置制御系に与
える変位指令値により変化させることが可能である。ま
た、系の応答を見れば分かるように、位置制御を行った
系では振動の最大値も小さく抑えられ、振動の減衰も速
やかであることが分かる。従来の変形の速度成分のみ制
御する方式では曲げの度合いは制御できなかった。
図７Ｃはその先端部分の変位を時間応答で示したもので
ある。ここで、位置制御を行わない場合、梁は初期位置
である水平位置から、重力により図７Ｂのように、その
先端部分は最終的に８．５ｍｍ変形する。一方、前記の
位置制御系を動作させると図７Ｃのように、梁の変形は
１．９ｍｍになる。この変形の度合いは位置制御系に与
える変位指令値により変化させることが可能である。ま
た、系の応答を見れば分かるように、位置制御を行った
系では振動の最大値も小さく抑えられ、振動の減衰も速
やかであることが分かる。従来の変形の速度成分のみ制
御する方式では曲げの度合いは制御できなかった。
【００３９】この系で補償器として例えばＰＩＤ補償器
を用いた。図３ＡのＰＩＤ補償器は変位指令値と計測器
２により測定された弾性振動（位置成分）との差分をＰ
ＩＤ補償器４に入力し、弾性振動力指令値を計算し、駆
動手段３に指令する。ここで、Ｋは比例ゲイン、Ｔｉは
積分時定数、Ｔｄは微分時定数、ｓはラプラス演算子で
ある。
を用いた。図３ＡのＰＩＤ補償器は変位指令値と計測器
２により測定された弾性振動（位置成分）との差分をＰ
ＩＤ補償器４に入力し、弾性振動力指令値を計算し、駆
動手段３に指令する。ここで、Ｋは比例ゲイン、Ｔｉは
積分時定数、Ｔｄは微分時定数、ｓはラプラス演算子で
ある。
【００４０】この系の別の制御方法としては補償器を図
３ＡのＰＩＤとする代わりに、図３Ｂのように振動の位
置成分を制御するループと、その内側に、振動の速度成
分をフィードバックする速度のマイナーループを構成す
ることも可能である。図３Ｂの補償器４は、変位指令値
と計測器２により測定された弾性振動（位置成分）との
差分に弾性剛性ゲインＫｐを乗じて、その値と計測器２
により測定された弾性振動速度成分との差分に、弾性減
衰ゲインＫｖを乗じて、弾性振動力指令値を計算し、駆
動手段３に指令する。
３ＡのＰＩＤとする代わりに、図３Ｂのように振動の位
置成分を制御するループと、その内側に、振動の速度成
分をフィードバックする速度のマイナーループを構成す
ることも可能である。図３Ｂの補償器４は、変位指令値
と計測器２により測定された弾性振動（位置成分）との
差分に弾性剛性ゲインＫｐを乗じて、その値と計測器２
により測定された弾性振動速度成分との差分に、弾性減
衰ゲインＫｖを乗じて、弾性振動力指令値を計算し、駆
動手段３に指令する。
【００４１】なお、特開平５−２５０６４８号公報には
磁気ヘッドの制御を目的とした技術が記載されている。
この公報において姿勢調整ベースを弾性変形させて磁気
ヘッド位置を制御している。この方式では弾性変形の結
果の変位を測定しているが、弾性変形そのものは計測し
ていない。すなわち計測される値は弾性変形のみとは限
らず、他の部材の変形あるいは変位が含まれている可能
性もある。本実施形態では弾性変形そのものを計測する
ことにより、その速度成分を用いて弾性振動を減衰させ
ることが可能である。
磁気ヘッドの制御を目的とした技術が記載されている。
この公報において姿勢調整ベースを弾性変形させて磁気
ヘッド位置を制御している。この方式では弾性変形の結
果の変位を測定しているが、弾性変形そのものは計測し
ていない。すなわち計測される値は弾性変形のみとは限
らず、他の部材の変形あるいは変位が含まれている可能
性もある。本実施形態では弾性変形そのものを計測する
ことにより、その速度成分を用いて弾性振動を減衰させ
ることが可能である。
【００４２】（第２の実施形態）ここでは従来例として
示した半導体露光装置ウエハステージの位置制御系にお
いて、弾性振動の制御を付加した系を考える。
示した半導体露光装置ウエハステージの位置制御系にお
いて、弾性振動の制御を付加した系を考える。
【００４３】従来方式として示した図１０ではチルトス
テージの詳細は説明していないが、ここではチルトステ
ージとして６軸微動ステージを想定する。つまり、図１
０のＸステージ、Ｙステージは粗動ステージとして動作
する。チルトステージにＸ方向、Ｙ方向への微動を行う
リニアモータを付加することにより、６軸微動ステージ
として動作する。
テージの詳細は説明していないが、ここではチルトステ
ージとして６軸微動ステージを想定する。つまり、図１
０のＸステージ、Ｙステージは粗動ステージとして動作
する。チルトステージにＸ方向、Ｙ方向への微動を行う
リニアモータを付加することにより、６軸微動ステージ
として動作する。
【００４４】図４の下段はチルトステージの裏面図であ
る。
る。
【００４５】６ａ〜６ｇはチルトステージを駆動するリ
ニアモータである。６ａ〜６ｄは水平方向の力を発生
し、６ｅ〜６ｇは垂直方向の力を発生する。レーザ干渉
計による計測信号５ａ〜５ｅを用いてチルトステージの
剛体振動の位置が計測され、補償器７はこの位置信号を
もとに前記リニアモータへの指令値を決定し、チルトス
テージの６軸の剛体振動を制御するサーボ系を構成す
る。なお、ここでは、ステージ基板（天板）、レーザ干
渉計用のミラー、微動用のリニアモータなどを含めた全
体をチルトステージと呼ぶ。
ニアモータである。６ａ〜６ｄは水平方向の力を発生
し、６ｅ〜６ｇは垂直方向の力を発生する。レーザ干渉
計による計測信号５ａ〜５ｅを用いてチルトステージの
剛体振動の位置が計測され、補償器７はこの位置信号を
もとに前記リニアモータへの指令値を決定し、チルトス
テージの６軸の剛体振動を制御するサーボ系を構成す
る。なお、ここでは、ステージ基板（天板）、レーザ干
渉計用のミラー、微動用のリニアモータなどを含めた全
体をチルトステージと呼ぶ。
【００４６】ステージ基板の裏面の弾性振動制御の要素
を説明する。
を説明する。
【００４７】ここで制御対象物体１とするステージ基板
の裏面に、板を曲げるように力を発生する駆動手段３ａ
〜３ｄを接続する。また、その駆動手段の隣に、曲げ歪
を計測する計測器２ａ〜２ｄを接続する。４ａ〜４ｄは
各々前記計測器２ａ〜２ｄの計測速度を入力とし、その
値をもとに、駆動手段３ａ〜３ｄの発生力を決定する。
このように速度成分をフィードバックすることで天板の
弾性振動の減衰性を高めることができる。このループの
効果により外部の剛体振動を制御するループの位置ルー
プゲインを高く設定することが可能になる。その結果ス
テージの制御精度を向上させることができる。
の裏面に、板を曲げるように力を発生する駆動手段３ａ
〜３ｄを接続する。また、その駆動手段の隣に、曲げ歪
を計測する計測器２ａ〜２ｄを接続する。４ａ〜４ｄは
各々前記計測器２ａ〜２ｄの計測速度を入力とし、その
値をもとに、駆動手段３ａ〜３ｄの発生力を決定する。
このように速度成分をフィードバックすることで天板の
弾性振動の減衰性を高めることができる。このループの
効果により外部の剛体振動を制御するループの位置ルー
プゲインを高く設定することが可能になる。その結果ス
テージの制御精度を向上させることができる。
【００４８】（第３の実施形態）第２の実施形態の系お
いて、さらに、この系の弾性振動の位置成分をフィード
バックする。図４で弾性振動の計測手段２ａ〜２ｄは弾
性振動の位置情報を出力するものとする。補償器４ａ〜
４ｄは、第１の実施形態の場合と同様にＰＩＤ補償器、
あるいは位置ループと速度マイナーループを有する構成
とする。このような構成により、天板の弾性振動の共振
周波数を高くすることができる。従って外部の剛体振動
モードのサーボ帯域を上げることが可能になる。前記の
速度フィードバックによっても剛体振動モードの位置ル
ープゲインを高くすることができるが、速度のフィード
バックの場合には位相の遅れが発生するため、ゲインに
限界がある。一方、位置のフィードバックの場合には位
相の遅れは発生しないため、弾性振動モードの位置ルー
プゲインが高くなった分、剛体振動モードの位置ループ
ゲインを高くすることが可能である。
いて、さらに、この系の弾性振動の位置成分をフィード
バックする。図４で弾性振動の計測手段２ａ〜２ｄは弾
性振動の位置情報を出力するものとする。補償器４ａ〜
４ｄは、第１の実施形態の場合と同様にＰＩＤ補償器、
あるいは位置ループと速度マイナーループを有する構成
とする。このような構成により、天板の弾性振動の共振
周波数を高くすることができる。従って外部の剛体振動
モードのサーボ帯域を上げることが可能になる。前記の
速度フィードバックによっても剛体振動モードの位置ル
ープゲインを高くすることができるが、速度のフィード
バックの場合には位相の遅れが発生するため、ゲインに
限界がある。一方、位置のフィードバックの場合には位
相の遅れは発生しないため、弾性振動モードの位置ルー
プゲインが高くなった分、剛体振動モードの位置ループ
ゲインを高くすることが可能である。
【００４９】第２及び第３の実施形態では弾性振動の補
償器４ａ〜４ｄは、各々の計測器に対して独立に構成し
たが、各々の入力、出力に干渉がある場合には、これら
の干渉を考慮して、出力を決定することも可能である。
例えば力発生器３ａの力が弾性振動計測器２ａ、２ｂに
現れるような場合、２ａ、２ｂの計測値に適当な重み付
けをして加えることにより、駆動手段３ａの指令値を決
定するなどの方法をとることができる。
償器４ａ〜４ｄは、各々の計測器に対して独立に構成し
たが、各々の入力、出力に干渉がある場合には、これら
の干渉を考慮して、出力を決定することも可能である。
例えば力発生器３ａの力が弾性振動計測器２ａ、２ｂに
現れるような場合、２ａ、２ｂの計測値に適当な重み付
けをして加えることにより、駆動手段３ａの指令値を決
定するなどの方法をとることができる。
【００５０】（第４の実施形態）図４には示していない
が、リニアモータ６ｅ〜６ｇの同軸上には、チルトステ
ージの重量を支えるための支持部材が接続されている。
このように制御対象である天板（ステージ基板）を支え
る支持点が３点ありＸ，Ｙ，Ｚの各方向に拘束されてい
る場合、前記の剛体振動を制御するリニアモータが例え
ばＸ方向に力を発生すると、天板は過拘束になるため、
弾性変形を引き起こす。このとき天板が例えばエアベア
リング等で非接触で支持されているならば水平方向の拘
束点はなくなる。従って、水平方向の力に対しては過拘
束にならないため弾性変形を発生しない。このことは半
導体露光装置のようなｎｍオーダーの変形が問題になる
システムにおいては重要な長所である。
が、リニアモータ６ｅ〜６ｇの同軸上には、チルトステ
ージの重量を支えるための支持部材が接続されている。
このように制御対象である天板（ステージ基板）を支え
る支持点が３点ありＸ，Ｙ，Ｚの各方向に拘束されてい
る場合、前記の剛体振動を制御するリニアモータが例え
ばＸ方向に力を発生すると、天板は過拘束になるため、
弾性変形を引き起こす。このとき天板が例えばエアベア
リング等で非接触で支持されているならば水平方向の拘
束点はなくなる。従って、水平方向の力に対しては過拘
束にならないため弾性変形を発生しない。このことは半
導体露光装置のようなｎｍオーダーの変形が問題になる
システムにおいては重要な長所である。
【００５１】（第５の実施形態）本発明では、弾性振動
（変形）の計測手段は弾性振動のみを計測し、弾性振動
を発生させる駆動手段は弾性振動（変形）のみ発生させ
ることを基本としている。しかし、原理的には弾性振動
と剛体振動の合わさった振動を計測し、その計測値から
剛体振動と弾性振動を分離することも可能である。ま
た、駆動手段も弾性振動を発生させるものと、剛体振動
をさせるものを同一の駆動手段で兼用することも可能で
ある。
（変形）の計測手段は弾性振動のみを計測し、弾性振動
を発生させる駆動手段は弾性振動（変形）のみ発生させ
ることを基本としている。しかし、原理的には弾性振動
と剛体振動の合わさった振動を計測し、その計測値から
剛体振動と弾性振動を分離することも可能である。ま
た、駆動手段も弾性振動を発生させるものと、剛体振動
をさせるものを同一の駆動手段で兼用することも可能で
ある。
【００５２】従来の技術として、特開平７−８３２７６
号公報に開示されているような鉛直方向空気ばね式除振
台の制御装置が知られている。この公報では除振台の剛
体振動と弾性振動を同時に制御することを目的としてい
る。この方法では剛体振動と弾性振動を合わせた振動を
計測し、制御入力も剛体振動と弾性振動を合わせた形で
計算される。このため、モード分離のための振動モード
抽出回路や、振動モード分配回路などが必要である。ま
た、剛体振動による変位や加速度と弾性振動による変
位、加速度は実際的にはオーダーが違いひとつの計測器
で、両方の振動を計測するためには計測器の測定レンジ
がかなり広いことが求められる。また、弾性変形を発生
させるアクチュエータは小振幅で大出力を発生させるこ
とのできる圧電素子などが適するが、剛体振動を制御す
るアクチュエータは通常、大振幅であることが必要であ
り、リニアモータなどが適している。このように振動に
より、求められる性能が異なるため、２つの振動に同一
のアクチュエータを用いることは困難な場合が多い。本
発明の制御方式では計測器、駆動（力発生）手段は剛体
振動、弾性振動のために別個に持つため、このような回
路が不要であり、また、制御に求められる特性に適した
ものが選択でき、実現が容易である。
号公報に開示されているような鉛直方向空気ばね式除振
台の制御装置が知られている。この公報では除振台の剛
体振動と弾性振動を同時に制御することを目的としてい
る。この方法では剛体振動と弾性振動を合わせた振動を
計測し、制御入力も剛体振動と弾性振動を合わせた形で
計算される。このため、モード分離のための振動モード
抽出回路や、振動モード分配回路などが必要である。ま
た、剛体振動による変位や加速度と弾性振動による変
位、加速度は実際的にはオーダーが違いひとつの計測器
で、両方の振動を計測するためには計測器の測定レンジ
がかなり広いことが求められる。また、弾性変形を発生
させるアクチュエータは小振幅で大出力を発生させるこ
とのできる圧電素子などが適するが、剛体振動を制御す
るアクチュエータは通常、大振幅であることが必要であ
り、リニアモータなどが適している。このように振動に
より、求められる性能が異なるため、２つの振動に同一
のアクチュエータを用いることは困難な場合が多い。本
発明の制御方式では計測器、駆動（力発生）手段は剛体
振動、弾性振動のために別個に持つため、このような回
路が不要であり、また、制御に求められる特性に適した
ものが選択でき、実現が容易である。
【００５３】しかしながら、システムの構成上、制御対
象上に計測器を搭載できないような場合には、計測器部
分のみ、剛体振動と弾性振動の合わさった振動を計測
し、その計測値から振動モード抽出回路を用いて剛体振
動、弾性振動を計測し、第１の実施形態などの構成を採
用することも可能である。また、逆に、アクチュエータ
が制御対象に搭載できない場合には、剛体振動と弾性振
動の必要な力を演算する振動モード分配回路を第１の実
施形態などに付加して構成することも可能である。
象上に計測器を搭載できないような場合には、計測器部
分のみ、剛体振動と弾性振動の合わさった振動を計測
し、その計測値から振動モード抽出回路を用いて剛体振
動、弾性振動を計測し、第１の実施形態などの構成を採
用することも可能である。また、逆に、アクチュエータ
が制御対象に搭載できない場合には、剛体振動と弾性振
動の必要な力を演算する振動モード分配回路を第１の実
施形態などに付加して構成することも可能である。
【００５４】図６には第１の実施形態の対象で、剛体振
動を制御するアクチュエータを２つ用いて、弾性振動と
剛体振動を制御する場合の構成を示した。
動を制御するアクチュエータを２つ用いて、弾性振動と
剛体振動を制御する場合の構成を示した。
【００５５】この系の動作を説明する。制御対象である
梁１は弾性振動と剛体振動を発生する。弾性振動の計測
器である計測器２は、その計測位置を弾性振動補償器４
に入力する。補償器４は弾性振動を打ち消すのに必要な
力を求め、振動モード分配回路９に出力する。また、剛
体振動計測器５は、基準位置からの梁の変位を計測し、
剛体振動の補償器７に入力する。補償器７は剛体振動を
打ち消すのに必要な力を求め、振動モード分配回路９に
出力する。振動モード分配回路９は、弾性振動と剛体振
動を打ち消すのに必要な力を剛体振動駆動手段６ａと６
ｂに指令する。ここで、６ａと６ｂはリニアモータを想
定しており、６ａと６ｂはリニアモータの固定子（コイ
ル側）、６ａ'と６ｂ'は可動子（永久磁石側）である。
梁１は弾性振動と剛体振動を発生する。弾性振動の計測
器である計測器２は、その計測位置を弾性振動補償器４
に入力する。補償器４は弾性振動を打ち消すのに必要な
力を求め、振動モード分配回路９に出力する。また、剛
体振動計測器５は、基準位置からの梁の変位を計測し、
剛体振動の補償器７に入力する。補償器７は剛体振動を
打ち消すのに必要な力を求め、振動モード分配回路９に
出力する。振動モード分配回路９は、弾性振動と剛体振
動を打ち消すのに必要な力を剛体振動駆動手段６ａと６
ｂに指令する。ここで、６ａと６ｂはリニアモータを想
定しており、６ａと６ｂはリニアモータの固定子（コイ
ル側）、６ａ'と６ｂ'は可動子（永久磁石側）である。
【００５６】（第６の実施形態）第１の実施形態におい
ては、梁の曲げモードの１次成分のみ制御したが、計測
器および駆動手段を増やし、例えば図２のように接続す
ることにより、梁の２次、３次の曲げモードの振動を制
御することも可能である。また、第２の実施形態に示し
た平板の場合にも曲げの１次成分のみを制御したが、図
５のように計測器および駆動手段を接続し、これらに補
償器を接続することにより、より高次の弾性振動を抑圧
することも可能である。
ては、梁の曲げモードの１次成分のみ制御したが、計測
器および駆動手段を増やし、例えば図２のように接続す
ることにより、梁の２次、３次の曲げモードの振動を制
御することも可能である。また、第２の実施形態に示し
た平板の場合にも曲げの１次成分のみを制御したが、図
５のように計測器および駆動手段を接続し、これらに補
償器を接続することにより、より高次の弾性振動を抑圧
することも可能である。
【００５７】（第７の実施形態）第１の実施形態のよう
な１次元の梁のみならず、第２の実施形態のような平面
内の弾性振動に対しても、計測器および力発生手段を第
１の実施形態のように、力発生手段の力の発生方向を平
行でなく接続すれば面内の振動を制御可能である。特
に、正方形に近い形状では、力の発生方向が互いに垂直
になる配置が効果的である。
な１次元の梁のみならず、第２の実施形態のような平面
内の弾性振動に対しても、計測器および力発生手段を第
１の実施形態のように、力発生手段の力の発生方向を平
行でなく接続すれば面内の振動を制御可能である。特
に、正方形に近い形状では、力の発生方向が互いに垂直
になる配置が効果的である。
【００５８】（デバイスの製造方法）次に上記第１乃至
第７の実施形態の振動制御装置をステージに応用した露
光装置を利用する半導体デバイスの製造プロセスを説明
する。
第７の実施形態の振動制御装置をステージに応用した露
光装置を利用する半導体デバイスの製造プロセスを説明
する。
【００５９】図１１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
作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作
製する。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、上記のマスクとウエハ
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。
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
作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作
製する。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、上記のマスクとウエハ
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。
【００６０】図１２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）では上記の露光装置によって回路パターンをウ
エハに転写する。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。
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）では上記の露光装置によって回路パターンをウ
エハに転写する。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。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
弾性振動を制御することにより、従来より剛性の低い制
御対象に対しても、従来より高い位置制御系を構成する
ことが可能になり、高速・高精度な装置が実現できる。
弾性振動を制御することにより、従来より剛性の低い制
御対象に対しても、従来より高い位置制御系を構成する
ことが可能になり、高速・高精度な装置が実現できる。
【図１】梁の弾性変形を制御する場合の構成を示す図で
ある。
ある。
【図２】梁の高次弾性モードを制御するための構成を示
す図である。
す図である。
【図３Ａ】ＰＩＤ補償器での構成を示す図である。
【図３Ｂ】速度マイナーループによる構成を示す図であ
る。
る。
【図４】露光装置基板を制御する場合の構成を示す図で
ある。
ある。
【図５】天板の高次弾性モードを制御するための構成を
示す図である。
示す図である。
【図６】梁の弾性振動と剛体振動を外部の力により制御
する場合の構成を示す図である。
する場合の構成を示す図である。
【図７Ａ】位置ループの効果を示す図である。
【図７Ｂ】位置ループの効果を示す図である。
【図７Ｃ】位置ループの効果を示す図である。
【図８】天板の弾性モード振動を示す図である。
【図９】天板の力から変位への伝達特性を示す図であ
る。
る。
【図１０】従来のステージ制御系の構成を示す図であ
る。
る。
【図１１】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図１２】図１１のウエハプロセスの詳細なフローチャ
ートである。
ートである。
１ 制御対象物体、
２，２ａ〜２ｌ 弾性振動計測手段
３，３ａ〜３ｌ 駆動手段
４，４ａ〜４ｄ 弾性振動制御手段
５，５ａ〜５ｆ 剛体振動計測手段
６，６ａ〜６ｇ 剛体振動駆動手段
７ 剛体振動制御手段
８ 基準位置
９ 振動モード分配回路
４１ 定盤
４２ Ｙ方向ガイド
４３ Ｙステージ
４４ エアパッド
４５ Ｘステージ
４６ リニアモータ
４７，４８ チルトステージ
４９ ミラー
５０ レーザ干渉計
５１ ステージ基板
５２，５３ ウエハ
Claims (16)
- 【請求項１】 制御対象物の弾性振動を計測する計測手
段と、 前記制御対象物に力を印加する駆動手段と、 前記駆動手段の発生する力を決定する補償手段とを具備
し、 前記計測手段は、前記弾性振動の位置成分、速度成分、
加速度成分のうち、少なくとも位置成分を計測し、前記
補償手段は、前記計測手段により計測された位置情報に
基づいて前記制御対象物の弾性振動を制御することを特
徴とする振動制御装置。 - 【請求項２】 前記制御対象物はバネに非接触で支持さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の振動制御装
置。 - 【請求項３】 前記駆動手段及び前記計測手段を前記制
御対象物に対して複数個接続することにより、高次の振
動モードを制御可能とすることを特徴とする請求項１に
記載の振動制御装置。 - 【請求項４】 前記複数の駆動手段のうちの少なくとも
１つを、力の作用方向が平行にならないように配置する
ことにより、前記弾性振動のうち平面振動を制御するこ
とを特徴とする請求項３に記載の振動制御装置。 - 【請求項５】 前記複数の駆動手段のうちの少なくとも
２つを、力の作用方向が互いに略垂直になるように配置
したことを特徴とする請求項４に記載の振動制御装置。 - 【請求項６】 前記制御対象物は露光装置のステージ天
板であり、前記計測手段は天板に付着された圧電素子で
あり、前記駆動手段は天板に付着された圧電素子である
ことを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置。 - 【請求項７】 制御対象物の弾性振動を計測する第１の
計測手段と、 前記制御対象物に力を印加する第１の駆動手段と、 前記駆動手段の発生する力を決定する第１の補償手段
と、 前記制御対象物の基準位置からの位置を計測する第２の
計測手段と、 前記制御対象物に外部から力を印加する第２の駆動手段
と、 前記第２の駆動手段の発生する力を決定する第２の補償
手段とを具備し、 前記第１の計測手段は、前記弾性振動の位置成分、速度
成分、加速度成分のうち、少なくとも速度成分を計測
し、前記第１の補償手段は、前記第１の計測手段により
計測された速度情報に基づいて前記制御対象物の弾性振
動を制御するとともに、前記第２の補償手段は、前記第
２の計測手段により計測された位置情報に基づいて前記
制御対象物の剛体振動を制御することを特徴とする振動
制御装置。 - 【請求項８】 前記制御対象物はバネに非接触で支持さ
れていることを特徴とする請求項７に記載の振動制御装
置。 - 【請求項９】 前記第１の駆動手段及び前記第１の計測
手段を前記制御対象物に対して複数個接続することによ
り、高次の振動モードを制御可能とすることを特徴とす
る請求項７に記載の振動制御装置。 - 【請求項１０】 前記複数の第１の駆動手段のうちの少
なくとも１つを、力の作用方向が平行にならないように
配置することにより、前記弾性振動のうち平面振動を制
御することを特徴とする請求項９に記載の振動制御装
置。 - 【請求項１１】 前記複数の第１の駆動手段のうちの少
なくとも２つを、力の作用方向が互いに略垂直になるよ
うに配置したことを特徴とする請求項１０に記載の振動
制御装置。 - 【請求項１２】 前記制御対象物は露光装置のステージ
天板であり、前記計測手段は天板に付着された圧電素子
であり、前記駆動手段は天板に付着された圧電素子であ
り、前記基準位置は鏡筒のであり、前記第２の計測手段
は前記天板に接続されたミラーと鏡筒に接続されたレー
ザー干渉計であり、前記第２の駆動手段はリニアモータ
であることを特徴とする請求項７に記載の振動制御装
置。 - 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれか１項に記
載の振動制御装置をステージに用いたことを特徴とする
露光装置。 - 【請求項１４】 デバイスの製造方法であって、 基板に感光材を塗布する工程と、 感光材が塗布された基板の該感光材に請求項１３に記載
の露光装置によりパターンを転写する工程と、 パターンが転写された基板を現像する工程と、 を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。 - 【請求項１５】 制御対象物の弾性振動を計測する計測
手段と、前記制御対象物に力を印加する駆動手段と、前
記駆動手段の発生する力を決定する補償手段とを具備す
る振動制御装置を用いた振動制御方法であって、 前記計測手段は、前記弾性振動の位置成分、速度成分、
加速度成分のうち、少なくとも位置成分を計測し、前記
補償手段は、前記計測手段により計測された位置情報に
基づいて前記制御対象物の弾性振動を制御することを特
徴とする振動制御方法。 - 【請求項１６】 制御対象物の弾性振動を計測する第１
の計測手段と、前記制御対象物に力を印加する第１の駆
動手段と、前記駆動手段の発生する力を決定する第１の
補償手段と、前記制御対象物の基準位置からの位置を計
測する第２の計測手段と、前記制御対象物に外部から力
を印加する第２の駆動手段と、前記第２の駆動手段の発
生する力を決定する第２の補償手段とを具備する振動制
御装置を用いた振動制御方法であって、 前記第１の計測手段は、前記弾性振動の位置成分、速度
成分、加速度成分のうち、少なくとも速度成分を計測
し、前記第１の補償手段は、前記第１の計測手段により
計測された速度情報に基づいて前記制御対象物の弾性振
動を制御するとともに、前記第２の補償手段は、前記第
２の計測手段により計測された位置情報に基づいて前記
制御対象物の剛体振動を制御することを特徴とする振動
制御方法。
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|---|---|---|---|
| JP2002050285A JP3919560B2 (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 振動制御装置及び振動制御方法及び露光装置及びデバイスの製造方法 |
| US10/367,943 US6742393B2 (en) | 2002-02-26 | 2003-02-19 | Vibration control apparatus, vibration control method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
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|---|---|---|---|
| JP2002050285A JP3919560B2 (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 振動制御装置及び振動制御方法及び露光装置及びデバイスの製造方法 |
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| JP4261979B2 (ja) * | 2003-05-12 | 2009-05-13 | キヤノン株式会社 | 位置決め装置、露光装置およびデバイス製造方法 |
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- 2002-02-26 JP JP2002050285A patent/JP3919560B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-02-19 US US10/367,943 patent/US6742393B2/en not_active Expired - Lifetime
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