JP2003280744A - Vibration control device and method, exposure device having the same device and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Vibration control device and method, exposure device having the same device and manufacturing method of semiconductor device

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JP2003280744A
JP2003280744A JP2002076755A JP2002076755A JP2003280744A JP 2003280744 A JP2003280744 A JP 2003280744A JP 2002076755 A JP2002076755 A JP 2002076755A JP 2002076755 A JP2002076755 A JP 2002076755A JP 2003280744 A JP2003280744 A JP 2003280744A
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vibration
controlled object
driver
stage
measuring
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Inventor
Kotaro Tsui
浩太郎 堆
Yasushi Isobe
裕史 磯部
Hirohito Ito
博仁 伊藤
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To position a controlling object in high precision by suppressing an elastic vibration existing in the controlling object. <P>SOLUTION: The vibration control device is characterized by being equipped with: linear motors 46, 49 for driving a micromotion stage 100, laser measuring instruments 51a, 51b for measuring positions of the micromotion stage 100, an acceleration sensor S for measuring variation near the position where the linear motors 46, 49 make driving force act on the micromotion stage 100, an compensators 11a, 11b for controlling the linear motors 46, 49 in a way to drive the micromotion stage 100 with the vibration of the micromotion stage 100 reduced based on measurement results of the leaser measuring instruments 51a, 51b and the acceleration sensor S. The device suppresses the elastic vibration of the micromotion stage 100 so as to position the micromotion stage 100 in high precision. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、振動制御装置及び
その制御方法、並びに、該振動制御装置を有する露光装
置及び半導体デバイスの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration control apparatus and a control method therefor, and an exposure apparatus and a semiconductor device manufacturing method having the vibration control apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの製造分野においては、
ウエハ等の基板を載せて位置決めするウエハステージを
備えた露光装置が知られている。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
速度および移動速度は年々増大の傾向にある。更に、こ
のような高速・高精度のウエハステージの位置制御を実
現するためには、ウエハステージの位置制御系が高いサ
ーボ帯域を持つことが必要である。高いサーボ帯域を実
現することにより、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得ることができる。従っ
て、可能な限り高いサーボ帯域を持つウエハステージ及
びそれを有する装置等の設計が望まれている。
2. Description of the Related Art In the field of semiconductor device manufacturing,
2. Description of the Related Art There is known an exposure apparatus provided with a wafer stage for mounting and positioning a substrate such as a wafer. With the miniaturization of the exposure line width in the exposure apparatus, the position control accuracy required for the wafer stage of the exposure apparatus has reached the order of several nm. From the viewpoint of improving productivity, the moving acceleration and moving speed of the stage tend to increase year by year. Further, in order to realize such high-speed and high-accuracy position control of the wafer stage, the position control system of the wafer stage needs to have a high servo band. By realizing a high servo band, it is possible to obtain a system that has high responsiveness to the target value and is robust against the influence of disturbance and the like. Therefore, it is desired to design a wafer stage having a servo band as high as possible and an apparatus having the same.

【0003】図7は、従来の露光装置のウエハステージ
の構成を示す概略図である。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自由度と呼
ぶことにする。図7を参照しながら、従来のウエハステ
ージの位置制御系の構成とその動作を説明する。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the structure of a wafer stage of a conventional exposure apparatus. In the following, the three translational axes (X, Y, Z) with respect to the reference coordinate system and the three rotational axes (θx, θy, θz) around the three translational axes are collectively referred to as 6 degrees of freedom. The configuration and operation of a conventional wafer stage position control system will be described with reference to FIG.

【0004】このウエハステージは、床Fからダンパを
介して支持されている定盤41、定盤41に固定された
固定ガイド42に沿ってY方向に駆動力(推力)を発生
するYリニアモータ46、Yリニアモータ46により定
盤41の基準面上をY方向に移動可能なYステージ4
3、Yステージ43に備えられたX方向のガイドにより
X方向に案内されるXステージ45等を備えている。
This wafer stage is a Y linear motor that generates a driving force (thrust) in the Y direction along a surface plate 41 supported from a floor F via a damper and a fixed guide 42 fixed to the surface plate 41. 46, a Y stage 4 that can be moved in the Y direction on the reference surface of the surface plate 41 by a Y linear motor 46.
3, the X stage 45 and the like guided in the X direction by the X direction guide provided on the Y stage 43.

【0005】Yステージ43はX方向に駆動力(推力)
を発生するXリニアモータ固定子(不図示)が設けられ
ており、Xステージ45に設けられたXリニアモータ可
動子(不図示)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45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。定盤41及び固定ガイド4
2とYステージ43との間も静圧軸受であるエアパッド
44a、44bを介してエアで結合されており、非接触
である。
The Y stage 43 has a driving force (thrust) in the X direction.
An X linear motor stator (not shown) for generating is driven, and the X stage 45 is driven in the X direction together with the X linear motor mover (not shown) provided on the X stage 45. The surface plate 41, the X guide, and the X stage 45 are connected by air via an air pad 44c, which is a static pressure bearing, and are not in contact with each other. Surface plate 41 and fixed guide 4
The 2 and Y stage 43 are also air-coupled via air pads 44a and 44b, which are static pressure bearings, and are not in contact.

【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
モータによる駆動力(推力)でZ方向の移動と3軸(θ
x、θy、θz)方向の回転を行う。チルトステージ4
8上に被露光体であるウエハ53を保持する。また、チ
ルトステージ48上のステージ基板49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50が設け
られている。
A tilt stage 48 is mounted on the X stage 45. The tilt stage 48 is moved in the Z direction by a driving force (thrust) by a linear motor (not shown) and is rotated in three axes (θ
Rotation in the (x, θy, θz) direction is performed. Tilt stage 4
A wafer 53, which is an object to be exposed, is held on the wafer 8. Further, on the stage substrate 49 on the tilt stage 48, a measurement mirror 50 used for position measurement in the X direction and the Y direction is provided.

【0007】この露光装置では、ウエハステージにより
定盤41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
が行われ、その都度1チップ分の露光が行われる。面内
方向(X、Y、θz)の位置は不図示のレンズ鏡筒と一
体化されたレーザ干渉計51を用いて計測され、垂直方
向(Z、θx、θy)についてはレンズ鏡筒と一体化さ
れた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。
In this exposure apparatus, the wafer stage performs six-degree-of-freedom positioning in the in-plane direction (X, Y, θz) and the vertical direction (Z, θx, θy) with respect to the reference surface of the surface plate 41. Each time, exposure for one chip is performed. The position in the in-plane direction (X, Y, θz) is measured using a laser interferometer 51 integrated with a lens barrel (not shown), and the position in the vertical direction (Z, θx, θy) is integrated with the lens barrel. The position of the Z direction and the angle of the rotation component are measured by the optimized alignment measuring system (not shown).

【0008】図7では、レンズ鏡筒と定盤41は一体で
あると仮定して、レーザ干渉計51が定盤41に接続さ
れている。なお、Z方向の計測系は省略したが、ステー
ジ基板49上もしくはウエハ53上の3点をレンズ鏡筒
から計測することにより垂直方向(Z、θx、θy)の
位置の計測が可能である。
In FIG. 7, the laser interferometer 51 is connected to the surface plate 41 on the assumption that the lens barrel and the surface plate 41 are integrated. Although the measurement system in the Z direction is omitted, it is possible to measure the position in the vertical direction (Z, θx, θy) by measuring three points on the stage substrate 49 or the wafer 53 from the lens barrel.

【0009】これら6自由度の位置決めは、6軸にそれ
ぞれサーボ系を構成することにより実現される。レーザ
干渉計51によって計測された位置情報に基づいて、不
図示の補償器がステージ基板49をX方向、Y方向に駆
動するためのアクチュエータである不図示のX方向のX
リニアモータとY方向のYリニアモータ46に対する駆
動指令値を演算し、各々のリニアモータへ送る。これに
よりXステージ45、Yステージ43が駆動される。ま
た、補償器はZ方向の位置と回転方向(θx、θy)の
角度とθz方向の計測値に応じて、チルトステージ48
に対する駆動指令値を演算し、これによりチルトステー
ジ48を駆動する。
Positioning with these 6 degrees of freedom is realized by configuring servo systems on the 6 axes respectively. Based on the position information measured by the laser interferometer 51, a compensator (not shown) is an actuator for driving the stage substrate 49 in the X and Y directions.
Drive command values for the linear motor and the Y linear motor 46 in the Y direction are calculated and sent to each linear motor. This drives the X stage 45 and the Y stage 43. The compensator also adjusts the tilt stage 48 according to the position in the Z direction, the angle in the rotation direction (θx, θy), and the measured value in the θz direction.
Is calculated, and the tilt stage 48 is driven.

【0010】このようにして位置制御系を構成すること
により、ウエハステージは制御対象を与えられた目標位
置に移動することができる。
By configuring the position control system in this way, the wafer stage can move the controlled object to a given target position.

【0011】半導体デバイスの製造においては、露光線
幅の縮小に伴い、露光装置に具備されるウエハステージ
には高い位置制御精度が要求される。また、露光装置に
は、生産性の観点から高いスループットが要求される。
これらの要求を満たすためには、ウエハステージが持つ
位置制御系(サーボ系)の応答性が高く、かつステージ
基板を高速で駆動できることが必要である。
In the manufacture of semiconductor devices, as the exposure line width is reduced, the wafer stage included in the exposure apparatus is required to have high position control accuracy. Further, the exposure apparatus is required to have high throughput from the viewpoint of productivity.
In order to meet these requirements, it is necessary that the position control system (servo system) of the wafer stage has high responsiveness and that the stage substrate can be driven at high speed.

【0012】そこで、従来のウエハステージでは、位置
制御精度を高めるため、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していた。
Therefore, in the conventional wafer stage, in order to improve the position control accuracy, the gain of the position control system is set as high as possible to realize a high servo band.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、位置制
御系(サーボ系)のゲインを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。特に、制
御ループ内に存在する機械系の弾性振動はその大きな要
因である。
However, even if the gain of the position control system (servo system) is set high,
The upper limit is restricted by the oscillation of the servo system. In particular, elastic vibration of the mechanical system existing in the control loop is a major factor.

【0014】具体的には、ステージ基板(天板)などに
は弾性振動が存在するため、サーボ系は不安定になる
か、或いは、制御誤差が大きくなり、制御仕様を満たさ
ない可能性がある。通常、サーボ帯域はこの弾性振動が
持つ最低次の共振周波数の1/3から1/4程度に制限
される。その結果、従来の位置決め装置の位置制御系に
おいては、制御対象(例えばステージ基板)を駆動する
ときに生じる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。
Specifically, since elastic vibration exists on the stage substrate (top plate) or the like, the servo system may become unstable, or the control error may increase and the control specifications may not be satisfied. . Normally, the servo band is limited to about 1/3 to 1/4 of the lowest resonance frequency of this elastic vibration. As a result, in the position control system of the conventional positioning device, the servo band of the position control system is limited by the resonance frequency of the elastic vibration generated when driving the controlled object (for example, the stage substrate).

【0015】従って、さらに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、あるいは弾
性振動を減衰させる必要がある。そのために、ステージ
基板を含む制御対象の剛性を高くする、制御対象の質量
を軽くする、弾性振動の減衰性を高める、などの手段が
とられてきた。しかしながら、ステージ基板を含む制御
対象の軽量化、高剛性化、高減衰化などの機械的な手段
には限界があった。
Therefore, in order to realize a higher servo band, it is necessary to increase the resonance frequency of the elastic vibration or attenuate the elastic vibration. Therefore, measures such as increasing the rigidity of the controlled object including the stage substrate, reducing the mass of the controlled object, and increasing the damping property of elastic vibration have been taken. However, there is a limit to mechanical means such as weight reduction, high rigidity, and high damping of the controlled object including the stage substrate.

【0016】さらに、制御対象を弾性領域も含めてモデ
ル化することにより、サーボ帯域を高める試みもなされ
ているが、制御対象の計測位置および制御対象を駆動す
るための駆動力が作用される位置が固定されている場合
がほとんどであり、例えば、ウエハステージのように連
続的に計測位置が変わる制御対象に対してモデル化する
のは困難であるという問題点があった。
Attempts have also been made to increase the servo band by modeling the controlled object including the elastic region, but the measured position of the controlled object and the position where the driving force for driving the controlled object is applied. In most cases, is fixed, and there is a problem that it is difficult to model a controlled object whose measurement position continuously changes, such as a wafer stage.

【0017】そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて
なされたものであり、例えば、制御対象に存在する弾性
振動を抑えることにより、該制御対象を高精度に位置決
めすることを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention, for example, to position an object to be controlled with high accuracy by suppressing elastic vibration existing in the object to be controlled. .

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の側面は、
振動制御装置に係り、制御対象を駆動する駆動器と、前
記制御対象の位置を測定する位置計測器と、前記駆動器
が前記制御対象に駆動力を作用させる位置の近傍におけ
る振動を計測する振動計測器と、前記位置計測器及び前
記振動計測器の計測結果に基づいて、前記制御対象の振
動を低減しながら前記制御対象を駆動するように前記駆
動器を制御する補償器とを備えることを特徴とする。
The first aspect of the present invention is as follows.
Related to a vibration control device, a driver that drives a controlled object, a position measuring device that measures the position of the controlled object, and a vibration that measures vibration in the vicinity of a position where the driver applies a driving force to the controlled object. A measuring instrument; and a compensator for controlling the driver so as to drive the controlled object while reducing the vibration of the controlled object based on the measurement results of the position measuring device and the vibration measuring device. Characterize.

【0019】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
位置計測器は、所定方向における前記制御対象の位置を
計測し、前記振動計測器は、前記所定方向における前記
制御対象の振動を計測する。
According to a preferred embodiment of the present invention, the position measuring device measures the position of the controlled object in a predetermined direction, and the vibration measuring device measures the vibration of the controlled object in the predetermined direction. To do.

【0020】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
補償器は、前記振動の速度成分に基づいて、前記制御対
象の振動を低減するように前記駆動器を制御する。
According to a preferred embodiment of the present invention, the compensator controls the driver so as to reduce the vibration of the controlled object based on the velocity component of the vibration.

【0021】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
補償器は、4次ローパスフィルタを含む。
According to a preferred embodiment of the present invention, the compensator includes a fourth order low pass filter.

【0022】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
駆動器はリニアモータを有する。
According to a preferred embodiment of the present invention, the driver has a linear motor.

【0023】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
駆動器は、目標位置に前記制御対象を駆動するための第
1の力を発生する位置制御駆動器と、前記制御対象の振
動を低減するための第2の力を発生する振動制御駆動器
とを含む。
According to a preferred embodiment of the present invention, the driver is configured to generate a first force for driving the controlled object at a target position, and a vibration of the controlled object. A vibration control driver that produces a second force for reducing.

【0024】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
補償器は、前記位置計測器の計測結果に基づいて、目標
位置に前記制御対象を駆動するように前記位置制御駆動
器を制御する位置補償器と、前記振動計測器の計測結果
に基づいて、前記制御対象の振動を低減するように前記
制御対象を駆動するように前記振動制御駆動器を制御す
る振動補償器とを含む。
According to a preferred embodiment of the present invention, the compensator controls the position control driver so as to drive the controlled object to a target position based on the measurement result of the position measuring device. A position compensator and a vibration compensator that controls the vibration control driver to drive the control target so as to reduce the vibration of the control target based on the measurement result of the vibration measuring device.

【0025】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
振動補償器は、4次ローパスフィルタを含む。
According to a preferred embodiment of the present invention, the vibration compensator includes a fourth-order low pass filter.

【0026】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
振動補償器は、前記振動の速度成分に基づいて、前記制
御対象の振動を低減するように振動制御駆動器を制御す
る。
According to a preferred embodiment of the present invention, the vibration compensator controls the vibration control driver so as to reduce the vibration of the controlled object based on the velocity component of the vibration.

【0027】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
位置制御駆動器及び前記振動制御駆動器の少なくとも1
つは、リニアモータを有する。
According to a preferred embodiment of the present invention, at least one of the position control driver and the vibration control driver.
One has a linear motor.

【0028】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
制御対象は弾性体により他の構造体に連結されている。
According to a preferred embodiment of the present invention, the controlled object is connected to another structure by an elastic body.

【0029】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
制御対象は6自由度を有する。
According to a preferred embodiment of the present invention, the controlled object has 6 degrees of freedom.

【0030】本発明の第2の側面は、物体の制御方法に
係り、物体を駆動する駆動工程と、前記物体の位置を測
定する位置計測工程と、前記駆動工程において前記物体
に駆動力が作用する位置の近傍における振動を計測する
振動計測工程と、前記位置計測工程及び前記振動計測工
程による計測結果に基づいて、前記物体の振動を低減し
ながら前記物体を駆動するように制御する補償工程とを
含むことを特徴とする。
A second aspect of the present invention relates to an object control method, which includes a driving step of driving the object, a position measuring step of measuring the position of the object, and a driving force acting on the object in the driving step. A vibration measuring step of measuring vibration in the vicinity of a position, and a compensating step of controlling to drive the object while reducing the vibration of the object based on the measurement result of the position measuring step and the vibration measuring step. It is characterized by including.

【0031】本発明の第3の側面は、露光装置に係り、
パターンを形成した原版に照射される露光光を基板に投
影するための光学系と、前記基板または前記原版を保持
し位置決めを行うステージ装置とを備え、前記ステージ
装置は、ステージと、制御対象を駆動する駆動器と、前
記制御対象の位置を測定する位置計測器と、前記駆動器
が前記制御対象に駆動力を作用させる位置の近傍におけ
る振動を計測する振動計測器と、前記位置計測器及び前
記振動計測器の計測結果に基づいて、前記制御対象の振
動を低減しながら前記制御対象を駆動するように前記駆
動器を制御する補償器とを備えることを特徴とする。
A third aspect of the present invention relates to an exposure apparatus,
An optical system for projecting exposure light applied to a pattern-formed original onto a substrate, and a stage device for holding and positioning the substrate or the original, the stage device includes a stage and a controlled object. A driving device for driving, a position measuring device for measuring the position of the controlled object, a vibration measuring device for measuring vibration in the vicinity of a position where the driving device applies a driving force to the controlled object, the position measuring device, and And a compensator for controlling the driver so as to drive the controlled object while reducing the vibration of the controlled object based on the measurement result of the vibration measuring device.

【0032】本発明の第4の側面は、半導体デバイスの
製造方法に係り、半導体デバイスの製造方法であって、
基板に感光材を塗布する塗布工程と、前記塗布工程で前
記感光材が塗布された前記基板に請求項14に記載の露
光装置を利用してパターンを転写する露光工程と、前記
露光工程で前記パターンが転写された前記基板の前記感
光材を現像する現像工程とを有することを特徴とする。
A fourth aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, which is a method for manufacturing a semiconductor device,
A coating step of coating a substrate with a photosensitive material, an exposure step of transferring a pattern to the substrate coated with the photosensitive material in the coating step using the exposure apparatus according to claim 14, and the exposure step And a developing step of developing the photosensitive material on the substrate on which the pattern is transferred.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】(実施形態1)図1は、本発明の
好適な実施の形態に係る振動制御装置の構成を示す図で
ある。以下、図1を用いて、高速・高精度の振動制御装
置の構成及びその制御方法について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a vibration control device according to a preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, the configuration of a high-speed and high-precision vibration control device and its control method will be described with reference to FIG.

【0034】この振動制御装置は、制御対象(例えば微
動ステージ)を所定方向に駆動するための駆動力を制御
対象に作用させる駆動器(例えばリニアモータ)、所定
方向における制御対象の位置を計測する位置計測器(例
えばレーザ干渉計、アライメント計測系)、駆動器によ
り駆動力が作用される制御対象上の位置近傍の振動を計
測する振動計測器(例えば加速度センサ)、位置計測器
及び振動計測器のうちの少なくとも1つの計測結果に基
づいて制御対象を駆動するように駆動器を制御する補償
器11a、11bを備える。
This vibration control device measures the position of the control target in a predetermined direction by a driver (for example, a linear motor) that applies a driving force for driving the control target (for example, a fine movement stage) to the control target. Position measuring device (for example, laser interferometer, alignment measuring system), vibration measuring device (for example, acceleration sensor) that measures vibration in the vicinity of a position on the controlled object to which driving force is applied by the driving device, position measuring device, and vibration measuring device Compensators 11a and 11b that control the driver to drive the controlled object based on the measurement result of at least one of

【0035】定盤41は床Fからダンパ(不図示)を介
して支持されている。Yステージ43は、定盤41に固
定された固定ガイド42に沿ってY方向に駆動力(推
力)を発生するYリニアモータ(アクチュエータ)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44a、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4
3はX方向のXガイド47を備えており、Yステージ4
3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方向に駆動力を発生するXリ
ニアモータ(アクチュエータ)49の固定子が設けら
れ、Xステージ45に設けられた可動子と共に、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
47とXステージ45とは静圧軸受であるエアパッド4
4cを介してエアで結合されており、非接触である。
The surface plate 41 is supported from the floor F via a damper (not shown). The Y stage 43 is a Y linear motor (actuator) 46 that generates a driving force (thrust) in the Y direction along a fixed guide 42 fixed to the surface plate 41.
Thus, it is possible to move in the Y direction on the reference surface of the surface plate 41. The surface plate 41, the fixed guide 42, and the Y stage 43 are connected by air via air pads 44a and 44b, which are static pressure bearings, and are not in contact with each other. Y stage 4
3 is provided with an X guide 47 in the X direction, and the Y stage 4
The X stage 45 mounted on the No. 3 is guided in the X direction. Further, the Y stage 43 is provided with a stator of an X linear motor (actuator) 49 that generates a driving force in the X direction, and drives the X stage 45 in the X direction together with the mover provided in the X stage 45. The surface plate 41, the X guide 47, and the X stage 45 are air pads 4 that are hydrostatic bearings.
It is connected by air through 4c and is non-contact.

【0036】Xステージ45には微動ステージ100が
搭載されている。微動ステージ100はXY方向に作用
する複数のリニアモータによる駆動力(推力)で、X、
Y方向の移動およびθz方向の回転を行い、Z方向に作
用する複数のリニアモータによる駆動力(推力)でZ方
向の移動およびθx、θy方向の回転を行う。Cx1、
Cx2、Cy1、Cy2はXY方向のX、Yリニアモー
タ固定子、Cz1、Cz2、Cz3はZ方向のリニアモ
ータ固定子、Mx1、Mx2、My1、My2、Mz
1、Mz2、Mz3はそれぞれに対応するリニアモータ
可動子である。本実施形態では電流が流れるコイルを固
定側、永久磁石を可動側に設定しているが、この組み合
わせはどちらでも効果は変わらない。微動ステージ10
0上には被露光体であるウエハ53が保持され、また、
微動ステージ100にはX方向およびY方向の位置計測
に用いられる計測ミラー50a、50bが設けられてい
る。
A fine movement stage 100 is mounted on the X stage 45. The fine movement stage 100 is a driving force (thrust) by a plurality of linear motors acting in the XY directions.
The movement in the Y direction and the rotation in the θz direction are performed, and the movement in the Z direction and the rotation in the θx and θy directions are performed by the driving force (thrust) of a plurality of linear motors acting in the Z direction. Cx1,
Cx2, Cy1 and Cy2 are X and Y linear motor stators in the XY directions, Cz1, Cz2 and Cz3 are linear motor stators in the Z direction, Mx1, Mx2, My1, My2 and Mz.
1, Mz2 and Mz3 are linear motor movers corresponding to the respective units. In this embodiment, the coil through which the current flows is set to the fixed side and the permanent magnet is set to the movable side, but the effect is the same regardless of this combination. Fine movement stage 10
A wafer 53 to be exposed is held on 0, and
The fine movement stage 100 is provided with measurement mirrors 50a and 50b used for position measurement in the X and Y directions.

【0037】この露光装置では、ウエハステージによ
り、定盤41の基準面に対して面内方向(X、Y、θ
z)および垂直方向(Z、θx、θy)の6自由度の位
置決めを行い、その都度ウエハに対して1チップ分の露
光が行われる。面内方向(X、Y、θz)の位置はレン
ズ鏡筒(不図示)と一体であるレーザ干渉計51a、5
1bを用いて測定され、垂直方向(Z、θx、θy)に
ついて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。さらに、微動ステージ100に固定されたリニアモ
ータ可動子Mx1、Mx2、Mx1、My2、My1、
Mz2、Mz3(以下では、これらを代表してMと示
す)の近傍には、加速度センサSx1、Sx2、Sy
1、Sy2、Sz1、Sz2、Sz3(以下では、これ
らを代表してSと示す)が各々駆動力(推力)の作用方
向の微動ステージ100の加速度を検出できるように配
置されている。これによって、加速度センサSは、リニ
アモータ可動子Mが駆動力(推力)を作用させる微動ス
テージ100上の位置近傍の振動を計測することができ
る。なお、Mx1、My2、Mz1、Sx1、Sy2、
Sz1については作図上の制約から図示されていない。
In this exposure apparatus, the wafer stage moves in the in-plane directions (X, Y, θ) with respect to the reference surface of the surface plate 41.
z) and 6 degrees of freedom in the vertical direction (Z, θx, θy) are positioned, and the wafer is exposed for one chip each time. The positions in the in-plane direction (X, Y, θz) are laser interferometers 51a, 5a that are integrated with the lens barrel (not shown).
In the vertical direction (Z, θx, θy), the alignment measurement system (not shown) integrated with the lens barrel measures the position in the Z direction and the angle of the rotation component. Further, linear motor movers Mx1, Mx2, Mx1, My2, My1, fixed to the fine movement stage 100,
Acceleration sensors Sx1, Sx2, Sy are provided near Mz2, Mz3 (hereinafter, these are represented as M).
1, Sy2, Sz1, Sz2, and Sz3 (hereinafter, these are represented as S) are arranged so that the acceleration of the fine movement stage 100 in the acting direction of the driving force (thrust) can be detected. As a result, the acceleration sensor S can measure vibration near the position on the fine movement stage 100 where the linear motor mover M exerts a driving force (thrust). In addition, Mx1, My2, Mz1, Sx1, Sy2,
Sz1 is not shown due to restrictions in drawing.

【0038】また、図1では、レンズ鏡筒と定盤41は
一体であると仮定して、レーザ干渉計51a、51bは
定盤41に接続されているとしたが、レンズ鏡筒と定盤
41とが別である場合は、レーザ干渉計51a、51b
はレンズ鏡筒に接続されていても本実施形態による効果
は変わらない。また、Z方向の計測系は省略したが、微
動ステージ100基板上もしくはウエハ53上の3点を
レンズ鏡筒から計測することにより垂直方向(Z、θ
x、θy)の計測が可能である。6自由度の位置決め
は、6軸のそれぞれについてサーボ系を構成することに
よって行われる。レーザ干渉計51a、51bの位置情
報の計測結果及びアライメント計測系(不図示)の垂直
方向における位置情報の計測結果に基づいて、補償器1
1a、11bは微動ステージ100を駆動するように各
リニアモータを制御する。すなわち、補償器11a、1
1bは、各リニアモータへの指令値を演算し、各リニア
モータはその指令値に従って微動ステージ100を6軸
の任意の方向に駆動する。加速度センサSの計測結果に
基づいて動作する補償器については後述する。また、X
ステージ、Yステージは別に位置計測手段(不図示)に
よって計測された位置情報により、X、Y方向に駆動さ
れる。
In FIG. 1, assuming that the lens barrel and the surface plate 41 are integrated, the laser interferometers 51a and 51b are connected to the surface plate 41. However, the lens barrel and the surface plate 41 are connected to each other. 41 is different from the laser interferometers 51a and 51b.
Even if it is connected to the lens barrel, the effect of this embodiment does not change. Although the measurement system in the Z direction is omitted, the vertical direction (Z, θ) can be obtained by measuring three points on the fine movement stage 100 substrate or the wafer 53 from the lens barrel.
x, θy) can be measured. Positioning with 6 degrees of freedom is performed by configuring a servo system for each of the 6 axes. The compensator 1 is based on the measurement result of the position information of the laser interferometers 51a and 51b and the measurement result of the position information in the vertical direction of the alignment measurement system (not shown).
1a and 11b control each linear motor so as to drive the fine movement stage 100. That is, the compensators 11a, 1
1b calculates a command value to each linear motor, and each linear motor drives the fine movement stage 100 in arbitrary directions of six axes according to the command value. The compensator that operates based on the measurement result of the acceleration sensor S will be described later. Also, X
The stage and the Y stage are separately driven in the X and Y directions according to the position information measured by the position measuring means (not shown).

【0039】次に、本発明の好適な実施の形態に係る振
動制御装置を制御する方法について説明する。
Next, a method for controlling the vibration control device according to the preferred embodiment of the present invention will be described.

【0040】図2は、本発明の好適な実施の形態に係る
振動制御装置の制御系のブロック図である。この制御系
は、レーザ干渉計51a、51bによって計測される位
置情報の計測結果及びチルト計測結果に基づく位置制御
ループ1と、リニアモータ可動子Mの近傍に配置された
加速度センサSによる計測結果に基づく振動制御ループ
2とで構成される。位置補償器11は座標変換および一
般的なPIDコントローラを含み、振動補償器21は加
速度を1階積分して速度に変換する変換器を含む。加速
度センサSは、微動ステージ(ステージ基板)100に
固定されたリニアモータ可動子Mの近傍の駆動力(推
力)の作用方向の応答(例えば加速度)を検出し、リニ
アモータが駆動力(推力)を作用させる微動ステージ1
00上の位置近傍の振動を計測する。加速度センサS
は、典型的には、ある基準からの相対変動を検出するも
のではなく、絶対変動を検出するものである。加速速度
センサSが絶対変動を検出することによる利点について
は後述する。なお、ある基準が振動成分を含んでいなけ
れば、例えば、リニアエンコーダ、静電センサなどの相
対変動検出器の値を基準に用いても構わない。また、振
動補償器21の変換器は、対象となる弾性振動の速度情
報が得られればよいので、DC成分を積分する機能は必
ずしも必要ではないし、情報源(例えば加速度センサ
S)が変位センサの場合は速度を演算するために微分の
機能を必要とする。ドライバ15は、位置補償器11及
び振動補償器21により演算された指令値に基づいて、
微動ステージ100を所定方向に駆動するための駆動力
をこの微動ステージ100に作用させるために、不図示
のリニアモータ固定子のコイルに駆動電流を供給し、微
動ステージ100に固定されたリニアモータ可動子Mを
所定方向に駆動する。
FIG. 2 is a block diagram of a control system of the vibration control device according to the preferred embodiment of the present invention. This control system uses the position control loop 1 based on the measurement result of the position information measured by the laser interferometers 51a and 51b and the tilt measurement result, and the measurement result by the acceleration sensor S arranged near the linear motor mover M. And a vibration control loop 2 based on it. The position compensator 11 includes a coordinate conversion unit and a general PID controller, and the vibration compensator 21 includes a converter that first-order integrates acceleration to convert it into velocity. The acceleration sensor S detects a response (for example, acceleration) in the acting direction of the driving force (thrust) near the linear motor mover M fixed to the fine movement stage (stage substrate) 100, and the linear motor drives the driving force (thrust). Fine movement stage 1
The vibration near the position on 00 is measured. Acceleration sensor S
Typically detects absolute variation rather than relative variation from some reference. The advantage of the acceleration speed sensor S detecting the absolute fluctuation will be described later. If a certain reference does not include a vibration component, the value of a relative fluctuation detector such as a linear encoder or an electrostatic sensor may be used as the reference. Further, the converter of the vibration compensator 21 is not necessarily required to have the function of integrating the DC component because the speed information of the target elastic vibration may be obtained, and the information source (for example, the acceleration sensor S) is the displacement sensor. In some cases, the function of differentiation is required to calculate the speed. The driver 15 is based on the command value calculated by the position compensator 11 and the vibration compensator 21,
In order to apply a driving force for driving the fine movement stage 100 in a predetermined direction to the fine movement stage 100, a drive current is supplied to a coil of a linear motor stator (not shown) to move the linear motor fixed to the fine movement stage 100. The child M is driven in a predetermined direction.

【0041】次に、この制御系の位置制御ループ及び振
動制御ループについて説明する。
Next, the position control loop and the vibration control loop of this control system will be described.

【0042】まず、位置制御ループの制御特性について
説明する。リニアモータ(例えば、リニアモータ固定子
Cx1とリニアモータ可動子Mx1とで構成される)が
微動ステージ100に駆動力を作用させる位置をaとす
ると、あるレーザ干渉計51a、51bの測定位置uま
での力-変位伝達特性は振動工学的に式(1)のように
表わされ、伝達特性のゲイン位相線図は図3aで示され
る。
First, the control characteristics of the position control loop will be described. Assuming that a position at which a linear motor (for example, a linear motor stator Cx1 and a linear motor mover Mx1) applies a driving force to the fine movement stage 100 is a, a measurement position u of a certain laser interferometer 51a, 51b is reached. The force-displacement transfer characteristic of is expressed by equation (1) in terms of vibration engineering, and the gain phase diagram of the transfer characteristic is shown in FIG. 3a.

【0043】[0043]

【数式1】 リニアモータが駆動力を作用させる位置aとレーザ干渉
計51a、51bとの計測位置uは同じではない(コロ
ケーションが成立していない)ため、通常、位相が18
0度以上遅れる。さらに、レーザ干渉計51a、51b
の計測位置uは微動ステージ100の可動範囲内で変化
するため、伝達特性も大きく変動する。
[Formula 1] Since the position a where the linear motor applies the driving force and the measurement position u of the laser interferometers 51a and 51b are not the same (collocation is not established), the phase is usually 18
Delay by 0 degrees or more. Further, laser interferometers 51a and 51b
Since the measurement position u of (1) changes within the movable range of the fine movement stage 100, the transfer characteristic also largely changes.

【0044】したがって、位置制御ループだけの応答周
波数はF0にとどまる。
Therefore, the response frequency of only the position control loop remains at F0.

【0045】次に、振動制御ループの制御特性について
説明する。リニアモータ(作用位置をa)から、加速度
センサSの計測点(測定位置がa)の力−変位伝達特性
は、式(2)のように表わされ、伝達特性のゲイン位相
線図は図3bで示される。
Next, the control characteristics of the vibration control loop will be described. The force-displacement transfer characteristic from the linear motor (acting position is a) to the measurement point of the acceleration sensor S (measurement position is a) is expressed by the equation (2), and the gain phase diagram of the transfer characteristic is shown in the figure. 3b.

【0046】[0046]

【数式2】 リニアモータが駆動力を作用させる位置aと加速度セン
サSの計測位置aとが全く同じである(コロケーション
が成立している)ため、位相は180度以上遅れること
がない。また、両者の位置関係は固定されているため伝
達特性も変動しない。したがって、振動制御ループは安
定であり、速度フィードバック制御系のゲインを高める
ことができる。その結果、位置制御の制御特性は、この
振動制御ループを用いることによって、図3(c)のよ
うな特性が得られ、応答周波数はF1と飛躍的に増大す
る。
[Formula 2] Since the position a where the linear motor applies the driving force and the measurement position a of the acceleration sensor S are exactly the same (collocation is established), the phase is not delayed by 180 degrees or more. Further, since the positional relationship between the two is fixed, the transfer characteristic does not change. Therefore, the vibration control loop is stable, and the gain of the speed feedback control system can be increased. As a result, by using this vibration control loop, the control characteristic of the position control can obtain the characteristic as shown in FIG. 3C, and the response frequency dramatically increases to F1.

【0047】(実施形態2)図4に示すように、位置制
御ループと振動制御ループとで異なるリニアモータを用
いる実施形態について説明する。
(Second Embodiment) As shown in FIG. 4, an embodiment using different linear motors for the position control loop and the vibration control loop will be described.

【0048】実施形態1では、位置制御ループ及び振動
制御ループは、共通のリニアモータを用いた。しかし、
ほぼ同一のところに駆動力(推力)がかかるのであれ
ば、共通のリニアモータを必ずしも用いる必要はない。
例えば、図4に示すようにターン数の多いコイルcとタ
ーン数の少ないコイルc'の並列構成にして、それぞれ
所定方向における目標位置に制御対象(例えば微動ステ
ージ)を駆動するための大きな駆動力(発生力)を必要
とする位置制御ループ(コイルcを用いる)と、制御対
象(例えば微動ステージ)の振動を相殺するための駆動
力(発生力)は微弱で構わないが高いサーボ帯域を必要
とする振動制御ループ(コイルc'を用いる)とを独立
させるリニアモータを構成しても構わない。この場合、
互いのコイル間での干渉が生じるため、特に、振動制御
ループの電流特性は高いサーボ帯域を持つのが望まし
い。
In the first embodiment, the position control loop and the vibration control loop use a common linear motor. But,
If a driving force (thrust) is applied to almost the same place, it is not always necessary to use a common linear motor.
For example, as shown in FIG. 4, a coil c having a large number of turns and a coil c ′ having a small number of turns are arranged in parallel, and a large driving force for driving a controlled object (for example, a fine movement stage) to a target position in a predetermined direction. The position control loop (using the coil c) that requires (generated force) and the driving force (generated force) for canceling the vibration of the controlled object (for example, the fine movement stage) may be weak, but a high servo band is required. A linear motor that is independent of the vibration control loop (using the coil c ') may be configured. in this case,
In particular, it is desirable that the current characteristics of the vibration control loop have a high servo band because interference occurs between the coils.

【0049】(実施形態3)図5に示すように、制御ル
ープ内にローパスフィルタを用いる実施形態について説
明する。
(Third Embodiment) As shown in FIG. 5, an embodiment using a low-pass filter in a control loop will be described.

【0050】実施形態1、2により振動制御ループが高
いサーボ帯域持つことが期待されるが、 (1)駆動力の作用点と加速度の計測点とが一致しない
場合がある (2)検出特性にも応答限界から来る位相遅れが生じる の2点を更に考慮することによって、より高精度な制御
系を実現することができる。
According to the first and second embodiments, it is expected that the vibration control loop has a high servo band, but (1) the action point of the driving force and the measurement point of the acceleration may not match (2) the detection characteristic Also, by further considering the two points in which a phase delay occurs due to the response limit, a more accurate control system can be realized.

【0051】そのために、図5のように、制御ループ内
に高域遮断特性を持つローパスフィルタ22を更に設け
る。特に、顕著な効果を有するのは、制御特性のノッチ
部分に合わせた4次フィルタである。以下に4次ローパ
スフィルタの手法及び効果を示す。
Therefore, as shown in FIG. 5, a low pass filter 22 having a high cutoff characteristic is further provided in the control loop. In particular, it is the 4th-order filter that has a notable effect in accordance with the notch portion of the control characteristic. The method and effect of the fourth-order low-pass filter will be shown below.

【0052】図6は、振動制御ループが特殊な場合にお
ける制御特性の計算例を示す図である。速度フィードバ
ックだけでは、高い周波数において予期しないモードの
発振が生じるため、思うようにゲインが上げられない場
合を想定する。そこで、制御特性に必ず存在するノッチ
の周波数Fnに合わせたQが適当に高い4次フィルタを
挿入する。なお、コロケーションがほぼ成立している系
では、低域モードのピーク間には必ずノッチが存在する
ことが理論的に証明される。Qが適当に高い4次フィル
タにより、 (1)Fnより低い帯域での位相周りが少ない (2)Fnより高い帯域でも各ピークの安定を保つこと
ができる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of calculation of control characteristics when the vibration control loop is special. It is assumed that the velocity feedback alone causes an unexpected mode oscillation at a high frequency, so that the gain cannot be increased as expected. Therefore, a fourth-order filter having an appropriately high Q matched to the frequency Fn of the notch that is always present in the control characteristic is inserted. In addition, it is theoretically proved that a notch always exists between the peaks of the low frequency mode in a system in which collocation is almost established. By using a fourth-order filter having an appropriately high Q, it is possible to maintain the stability of each peak even in the band (1) where the phase around the band is lower than Fn is small and (2) the band is higher than Fn.

【0053】(3)高域遮断特性がすぐれている 等の利点が得られるため、安定状態で各モードを高域で
遮断することができ、速度フィードバックのゲインを上
げることができる。
(3) Since advantages such as excellent high-frequency cutoff characteristics are obtained, each mode can be cut off in the high frequency range in a stable state, and the speed feedback gain can be increased.

【0054】その結果、図6に示すように、従来では得
られない高い効果が得られている。
As a result, as shown in FIG. 6, a high effect which cannot be obtained by the conventional technique is obtained.

【0055】(実施形態4)本発明の好適な実施の形態
に係る弾性振動制御装置の他の実施形態について説明す
る。
(Embodiment 4) Another embodiment of the elastic vibration control device according to the preferred embodiment of the present invention will be described.

【0056】実施形態1で説明したように、本発明の好
適な実施の形態に係る弾性振動制御装置は6軸自由度を
有する微動ステージ100の駆動をリニアモータ46、
49で行っている。この弾性振動制御装置は、さらに他
の構造体と弾性体(例えば弱いバネ)で連結されている
微動ステージ100によって構成されてもよい。実施形
態1において、本実施形態における弱いバネを用いて微
動ステージ100を他の構造体(例えばxステージ4
5)と連結することができる。この弱いバネは、例え
ば、空気バネや磁気バネ等が考えられる。
As described in the first embodiment, the elastic vibration control device according to the preferred embodiment of the present invention drives the fine movement stage 100 having six-axis degrees of freedom by driving the linear motor 46,
I'm at 49. This elastic vibration control device may be configured by a fine movement stage 100 that is connected to another structure by an elastic body (for example, a weak spring). In the first embodiment, the fine movement stage 100 is moved to another structure (for example, the x stage 4) by using the weak spring in the present embodiment.
5) can be connected. The weak spring may be, for example, an air spring or a magnetic spring.

【0057】(他の実施形態)図8は、本発明の振動制
御装置を半導体デバイスの製造プロセスに適用した場合
に用いられる露光装置の概念図を示したものである。図
8において、照明光学系81から出た光は原版であるレ
チクル82上に照射される。レチクル82はレチクルス
テージ83上に保持され、レチクル82のパターンは、
縮小投影レンズ84の倍率で縮小投影されて、その像面
にレチクルパターン像を形成する、縮小投影レンズ84
の像面は、Z方向と垂直な関係にある。露光対象の試料
である基板85表面には、レジストが塗布されており、
露光工程で形成されたショットが配列されている。基板
85は、基板ステージ86上に載置されている。基板ス
テージ86は、基板85を固定するチャック、X軸方向
とY軸方法に各々水平移動可能なXYステージ等により
構成されている。基板ステージ86の位置情報は、基板
ステージ86に固定されたミラー87に対して基板ステ
ージ干渉計88により常時計測されている。本発明の好
適な実施形態に係る振動制御装置80は、基板ステージ
干渉計88から出力される位置信号等によって制御信号
を生成し、基板ステージ86の位置を制御する。
(Other Embodiments) FIG. 8 is a conceptual diagram of an exposure apparatus used when the vibration control apparatus of the present invention is applied to a semiconductor device manufacturing process. In FIG. 8, the light emitted from the illumination optical system 81 is projected onto the reticle 82 that is the original plate. The reticle 82 is held on the reticle stage 83, and the pattern of the reticle 82 is
The reduction projection lens 84, which is reduced and projected at the magnification of the reduction projection lens 84 to form a reticle pattern image on its image plane.
The image plane of is perpendicular to the Z direction. A resist is applied to the surface of the substrate 85 which is a sample to be exposed,
Shots formed in the exposure process are arranged. The substrate 85 is placed on the substrate stage 86. The substrate stage 86 includes a chuck that fixes the substrate 85, an XY stage that is horizontally movable in the X-axis direction and the Y-axis method, and the like. The position information of the substrate stage 86 is constantly measured by the substrate stage interferometer 88 with respect to the mirror 87 fixed to the substrate stage 86. The vibration control device 80 according to the preferred embodiment of the present invention generates a control signal based on a position signal output from the substrate stage interferometer 88 and controls the position of the substrate stage 86.

【0058】図9は、上記の露光装置を用いた半導体デ
バイスの全体的な製造プロセスのフローである。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。
FIG. 9 is a flow chart of the overall manufacturing process of a semiconductor device using the above exposure apparatus. In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. In step 2 (mask making), a mask is made based on the designed circuit pattern. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), 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 mask and wafer described above. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip by using the wafer manufactured in step 4, and an assembly process (dicing, bonding),
It includes an assembly process such as a packaging process (chip encapsulation). In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. Through these steps, the semiconductor device is completed,
This is shipped (step 7).

【0059】図10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を用いてウエ
ハを精密に移動させ、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。
FIG. 10 shows a detailed flow of the wafer process. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted in the wafer. In step 15 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer.
In step 16 (exposure), the wafer is precisely moved using the above-mentioned exposure apparatus to transfer the circuit pattern onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), parts other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that is no longer needed after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によれば、例えば、制御対象に存
在する弾性振動を抑えることにより、該制御対象を高精
度に位置決めすることができる。
According to the present invention, for example, by suppressing the elastic vibration existing in the controlled object, the controlled object can be positioned with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の好適な実施の形態に係る振動制御装置
の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vibration control device according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】本発明の好適な実施の形態に係る振動制御装置
の制御系のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a control system of the vibration control device according to the preferred embodiment of the present invention.

【図3】図2の制御系における伝達特性のゲイン位相線
図である。
FIG. 3 is a gain phase diagram of transfer characteristics in the control system of FIG.

【図4】本発明の好適な実施の形態に係る振動制御装置
において位置制御ループと振動制御ループとで異なるリ
ニアモータを用いる実施形態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment in which different linear motors are used for the position control loop and the vibration control loop in the vibration control device according to the preferred embodiment of the present invention.

【図5】本発明の好適な実施の形態に係る振動制御装置
において制御ループ内にローパスフィルタを用いる実施
形態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment in which a low-pass filter is used in a control loop in the vibration control device according to the preferred embodiment of the present invention.

【図6】振動制御ループの特殊な場合における制御特性
計算例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of control characteristic calculation in a special case of a vibration control loop.

【図7】従来の露光装置のウエハステージの構成を示す
概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a wafer stage of a conventional exposure apparatus.

【図8】本発明の好適な実施の形態に係る振動制御装置
を用いた露光装置を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an exposure apparatus using a vibration control device according to a preferred embodiment of the present invention.

【図9】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフロ
ーを示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a flow of an overall manufacturing process of a semiconductor device.

【図10】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a detailed flow of a wafer process.

【符号の説明】 1:位置制御ループ、2:振動制御ループ、11:位置
補償器、21:振動補償器、22:フィルタ、M:リニ
アモータ可動子、C:リニアモータ固定子、S:加速度
センサ、100:微動ステージ、50:計測ミラー、5
1a、b:レーザ干渉計
[Explanation of Codes] 1: Position control loop, 2: Vibration control loop, 11: Position compensator, 21: Vibration compensator, 22: Filter, M: Linear motor mover, C: Linear motor stator, S: Acceleration Sensor, 100: Fine movement stage, 50: Measuring mirror, 5
1a, b: laser interferometer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02P 7/00 101 H01L 21/30 503F 5H540 503A (72)発明者 伊藤 博仁 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2F069 AA01 BB15 CC06 DD09 DD12 EE03 GG04 GG07 GG59 HH09 JJ15 MM23 MM34 NN04 2F078 CA02 CA08 CB05 CB13 CC07 CC15 3J048 AA07 AB07 AB11 AD01 CB21 DA01 EA13 5F046 AA23 BA03 CC01 CC02 CC03 CC16 DA06 DA07 DB05 DC05 DC12 5H303 AA06 BB03 BB09 BB14 CC01 DD04 DD21 FF03 GG13 HH01 HH07 JJ04 KK02 KK03 KK04 5H540 AA10 BA03 BB01 BB06 BB09 EE05 EE06 FA14 FC10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme Coat (reference) H02P 7/00 101 H01L 21/30 503F 5H540 503A (72) Inventor Hirohito Ito 3-30 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo No. 2 Canon Inc. F-term (reference) 2F069 AA01 BB15 CC06 DD09 DD12 EE03 GG04 GG07 GG59 HH09 JJ15 MM23 MM34 NN04 2F078 CA02 CA08 CB05 CB13 CC07 CC15 3J048 AA07 AB07 AB11 AD01 CB23 BA03 CC02 BA03 CC02 BA01 DA23 CB21 BA01 DA06 DA07 DB05 DC05 DC12 5H303 AA06 BB03 BB09 BB14 CC01 DD04 DD21 FF03 GG13 HH01 HH07 JJ04 KK02 KK03 KK04 5H540 AA10 BA03 BB01 BB06 BB09 EE05 EE06 FA14 FC10

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御対象を駆動する駆動器と、 前記制御対象の位置を測定する位置計測器と、 前記駆動器が前記制御対象に駆動力を作用させる位置の
近傍における振動を計測する振動計測器と、 前記位置計測器及び前記振動計測器の計測結果に基づい
て、前記制御対象の振動を低減しながら前記制御対象を
駆動するように前記駆動器を制御する補償器と、 を備えることを特徴とする振動制御装置。
1. A driver for driving a controlled object, a position measuring device for measuring the position of the controlled object, and a vibration measurement for measuring vibration in the vicinity of a position where the driver applies a driving force to the controlled object. And a compensator that controls the driver so as to drive the controlled object while reducing the vibration of the controlled object based on the measurement results of the position measuring device and the vibration measuring device. A characteristic vibration control device.
【請求項2】 前記位置計測器は、所定方向における前
記制御対象の位置を計測し、前記振動計測器は、前記所
定方向における前記制御対象の振動を計測することを特
徴とする請求項1に記載の振動制御装置。
2. The position measuring device measures the position of the controlled object in a predetermined direction, and the vibration measuring device measures the vibration of the controlled object in the predetermined direction. The vibration control device described.
【請求項3】 前記補償器は、前記振動の速度成分に基
づいて、前記制御対象の振動を低減するように前記駆動
器を制御することを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の振動制御装置。
3. The compensator controls the driver so as to reduce the vibration of the controlled object based on the velocity component of the vibration.
The vibration control device described in.
【請求項4】 前記補償器は、4次ローパスフィルタを
含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか
1項に記載の振動制御装置。
4. The vibration control device according to claim 1, wherein the compensator includes a fourth-order low-pass filter.
【請求項5】 前記駆動器は、リニアモータを有するこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に
記載の振動制御装置。
5. The vibration control device according to claim 1, wherein the driver has a linear motor.
【請求項6】 前記駆動器は、 目標位置に前記制御対象を駆動するための第1の力を発
生する位置制御駆動器と、 前記制御対象の振動を低減するための第2の力を発生す
る振動制御駆動器と、 を含むことを特徴とする請求項1に記載の振動制御装
置。
6. The position control driver for generating a first force for driving the controlled object at a target position, and the second driver for generating a second force for reducing vibration of the controlled object. The vibration control device according to claim 1, further comprising:
【請求項7】 前記補償器は、 前記位置計測器の計測結果に基づいて、目標位置に前記
制御対象を駆動するように前記位置制御駆動器を制御す
る位置補償器と、 前記振動計測器の計測結果に基づいて、前記制御対象の
振動を低減するように前記制御対象を駆動するように前
記振動制御駆動器を制御する振動補償器と、 を含むことを特徴とする請求項6に記載の振動制御装
置。
7. The position compensator for controlling the position control driver so as to drive the controlled object to a target position based on the measurement result of the position measuring device, and the compensator of the vibration measuring device. 7. A vibration compensator that controls the vibration control driver so as to drive the controlled object so as to reduce the vibration of the controlled object based on the measurement result. Vibration control device.
【請求項8】 前記振動補償器は、4次ローパスフィル
タを含むことを特徴とする請求項7に記載の振動制御装
置。
8. The vibration control device according to claim 7, wherein the vibration compensator includes a fourth-order low-pass filter.
【請求項9】 前記振動補償器は、前記振動の速度成分
に基づいて、前記制御対象の振動を低減するように振動
制御駆動器を制御することを特徴とする請求項7または
請求項8に記載の振動制御装置。
9. The vibration compensator controls the vibration control driver so as to reduce the vibration of the controlled object, based on the velocity component of the vibration. The vibration control device described.
【請求項10】 前記位置制御駆動器及び前記振動制御
駆動器の少なくとも1つは、リニアモータを有すること
を特徴とする請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記
載の振動制御装置。
10. The vibration control device according to claim 6, wherein at least one of the position control driver and the vibration control driver has a linear motor.
【請求項11】 前記制御対象は弾性体により他の構造
体に連結されていることを特徴とする請求項1乃至請求
項10のいずれか1項に記載の振動制御装置。
11. The vibration control device according to claim 1, wherein the controlled object is connected to another structure by an elastic body.
【請求項12】 前記制御対象は6自由度を有すること
を特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1項に
記載の振動制御装置。
12. The vibration control device according to claim 1, wherein the controlled object has 6 degrees of freedom.
【請求項13】 物体の制御方法であって、 物体を駆動する駆動工程と、 前記物体の位置を測定する位置計測工程と、 前記駆動工程において前記物体に駆動力が作用する位置
の近傍における振動を計測する振動計測工程と、 前記位置計測工程及び前記振動計測工程による計測結果
に基づいて、前記物体の振動を低減しながら前記物体を
駆動するように制御する補償工程と、 を含むことを特徴とする物体の制御方法。
13. A method of controlling an object, comprising a driving step of driving the object, a position measuring step of measuring a position of the object, and a vibration in the vicinity of a position where a driving force acts on the object in the driving step. And a compensation step of controlling so as to drive the object while reducing the vibration of the object based on the measurement result of the position measuring step and the vibration measuring step. Control method of the object.
【請求項14】パターンを形成した原版に照射される露
光光を基板に投影するための光学系と、 前記基板または前記原版を保持し位置決めを行うステー
ジ装置と、 を備え、 前記ステージ装置は、 ステージと、 制御対象を駆動する駆動器と、 前記制御対象の位置を測定する位置計測器と、 前記駆動器が前記制御対象に駆動力を作用させる位置の
近傍における振動を計測する振動計測器と、 前記位置計測器及び前記振動計測器の計測結果に基づい
て、前記制御対象の振動を低減しながら前記制御対象を
駆動するように前記駆動器を制御する補償器と、 を備えることを特徴とする露光装置。
14. An optical system for projecting exposure light applied to a patterned original onto a substrate, and a stage device for holding and positioning the substrate or the original, the stage device comprising: A stage, a driver for driving the controlled object, a position measuring device for measuring the position of the controlled object, and a vibration measuring device for measuring vibration in the vicinity of a position where the driver applies a driving force to the controlled object. And a compensator for controlling the driver so as to drive the controlled object while reducing the vibration of the controlled object based on the measurement results of the position measuring device and the vibration measuring device, Exposure equipment.
【請求項15】 半導体デバイスの製造方法であって、 基板に感光材を塗布する塗布工程と、 前記塗布工程で前記感光材が塗布された前記基板に請求
項14に記載の露光装置を利用してパターンを転写する
露光工程と、 前記露光工程で前記パターンが転写された前記基板の前
記感光材を現像する現像工程と、 を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
15. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: applying a photosensitive material onto a substrate; and applying the exposure apparatus according to claim 14 to the substrate coated with the photosensitive material in the applying step. And a developing step of developing the photosensitive material on the substrate on which the pattern is transferred in the exposing step, and a developing step.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008067587A (en) * 2006-08-09 2008-03-21 Yokogawa Electric Corp Stage
KR100933596B1 (en) * 2006-10-25 2009-12-23 캐논 가부시끼가이샤 Positioning device
US20120158191A1 (en) * 2009-06-12 2012-06-21 Niek Rijnveld active vibration isolation and damping system
CN102707573A (en) * 2011-02-25 2012-10-03 Asml荷兰有限公司 Lithographic apparatus and stage system
JP2012253915A (en) * 2011-06-03 2012-12-20 Fujitsu Telecom Networks Ltd Linear motor device and method for driving the same
JP2013149996A (en) * 2006-03-30 2013-08-01 Nikon Corp Mobile device, exposure device, and device manufacturing method
WO2014181451A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 株式会社 日立製作所 Actuator
JP2020057132A (en) * 2018-10-01 2020-04-09 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 X-y drive mechanism and work system equipped with the same

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013149996A (en) * 2006-03-30 2013-08-01 Nikon Corp Mobile device, exposure device, and device manufacturing method
JP2008067587A (en) * 2006-08-09 2008-03-21 Yokogawa Electric Corp Stage
KR100933596B1 (en) * 2006-10-25 2009-12-23 캐논 가부시끼가이샤 Positioning device
TWI401767B (en) * 2006-10-25 2013-07-11 Canon Kk Positioning apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
US20120158191A1 (en) * 2009-06-12 2012-06-21 Niek Rijnveld active vibration isolation and damping system
JP2012529607A (en) * 2009-06-12 2012-11-22 メカル ベー.フェー. Active vibration isolation and damping system
US9488247B2 (en) 2009-06-12 2016-11-08 Mecal B.V. Active vibration isolation and damping system
CN102707573A (en) * 2011-02-25 2012-10-03 Asml荷兰有限公司 Lithographic apparatus and stage system
US9097990B2 (en) 2011-02-25 2015-08-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and stage system
CN102707573B (en) * 2011-02-25 2016-06-01 Asml荷兰有限公司 Lithographic equipment and plateform system
JP2012253915A (en) * 2011-06-03 2012-12-20 Fujitsu Telecom Networks Ltd Linear motor device and method for driving the same
WO2014181451A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 株式会社 日立製作所 Actuator
JP2020057132A (en) * 2018-10-01 2020-04-09 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 X-y drive mechanism and work system equipped with the same
JP7065008B2 (en) 2018-10-01 2022-05-11 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 XY drive mechanism and work system equipped with it

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