JP2003324056A - 振動抑制装置及びその制御方法、露光装置、半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステージの振動を低減すること。 【解決手段】 物体を移動させるステージ５１と、前記
ステージ５１の所定位置に配置された振動センサ１と、
前記ステージ５１の前記所定位置又はその近傍に配置さ
れた振動発生器２とを備え、前記振動発生器２は、前記
振動センサ１の出力に基づいて前記ステージ５１の振動
を低減するよう振動を発生することによって、ステージ
５１の振動を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動抑制装置及び
その制御方法、露光装置、半導体デバイスの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体露光装置、工作機械、ＯＡ機器等
のように高速・高精度の位置・速度制御が求められる分
野では、可動体の弾性振動が制御精度に影響を与える。
このため、弾性振動の制御が重要である。例えば、半導
体露光装置においては、露光線幅の微細化に伴って、半
導体露光装置の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、このようなステージを高速・高
精度で位置制御するために、ステージの位置制御系は、
高いサーボ帯域を持つことが必要である。高いサーボ帯
域によって、目標値への応答性が高く、外乱等の影響に
も頑健なシステムが実現される。従って、可能な限り高
いサーボ帯域を持つステージ及びそれを備えた装置等の
設計が望まれている。

【０００３】図８は、従来の半導体露光装置のステージ
装置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。この例を用いて、ステージ装置における位置制
御系の構成とその動作について説明する。

【０００４】定盤４１は、床Ｆからダンパを介して支持
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及び固定ガイド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、４
４ｂ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、Ｙステージ
４３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。

【０００５】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により、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上には、不図示の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５１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、ｂが設けられ
る。

【０００６】半導体露光装置においては、ステージ装置
によって、定盤４１の基準面に対してチルトステージ４
８を面内方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）及びチルト方向（Ｚ、θ
ｘ、θｙ）の６自由度の位置決めを行った後、１チップ
分の露光を行う。面内方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）の位置は、
不図示のレンズ鏡筒と一体であるレーザ干渉計５０を用
いて測定される。チルト方向（Ｚ、θｘ、θｙ）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。

【０００７】図８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５０は定盤４１に接続さ
れている。また、Ｚ方向の計測器は図示を省略したが、
ステージ５１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。

【０００８】これらの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５０の位置情報に基づいて、補償器は、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
ータ及びＹリニアモータ４６への駆動指令値を演算し、
各々Ｘステージ４５、Ｙステージ４３を駆動する。補償
器は、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、チルトステージ４８
への駆動指令値を演算し、チルトステージ４８を駆動す
る。

【０００９】このようにして位置制御系を構成すること
により、Ｘステージ４５、Ｙステージ４３、チルトステ
ージ４８を駆動し、チルトステージ４８を目標位置に高
速・高精度に移動させることができる。

【００１０】半導体露光装置は、露光する線幅の解像度
が高いため、チルトステージ４８の位置を高精度に制御
することが要求される。また、半導体露光装置は、主
に、半導体集積回路の製造工程で用いられるので、高ス
ループットであることが要求される。これらの要求を満
たすためには、ステージ装置におけるサーボ系の応答性
が高く、かつ、ステージ装置による高速駆動が可能であ
ることが必要である。ステージ装置の位置制御精度を高
めるためには、位置制御系のゲインを可能な限り高く設
定することによって、高いサーボ帯域が実現される。し
かしながら、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様々であるが、サーボ系の
制御ループ内に存在する弾性振動がその要因の一つであ
る。

【００１１】図６は、ステージ５１（天板）の弾性振動
モードの解析結果を示す図である。図６（ａ）は弾性振
動モードの１次モード、図６（ｂ）は弾性振動モードの
２次モード、図６（ｃ）は弾性振動モードの３次モー
ド、図６（ｄ）は弾性振動モードの４次モードをそれぞ
れ示す図である。ステージ５１が薄い板で構成される場
合は、Ｚ方向の剛性が弱いために、曲げあるいは捩れ等
の弾性変形による振動が発生する。この場合、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７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、前述の弾性振動の共振点が励起さ
れ、ステージ５１の位置制御精度が悪化する。一方、ル
ープゲインがある程度低い場合では、Ｚ方向の位置制御
系のループゲインを高くしても、前述の弾性振動が大き
く現れるだけである。しかしながら、ゲインをさらに高
くすると、サーボ系は不安定となり発振状態になる。

【００１２】ステージ５１（天板）等には弾性振動が存
在するため、サーボ系は不安定になるか、或いは、制御
誤差が大きくなる。そのため、制御仕様を満たさない可
能性がある。通常、サーボ帯域は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（例えばチルトステージ４８上のステージ５
１）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。

【００１３】従って、さらに高いサーボ帯域を実現する
には、弾性振動の共振周波数を高くする、あるいは弾性
振動を減衰させる必要がある。これに対して、ステージ
５１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等の手段がとら
れてきた。しかしながら、ステージ５１を含む制御対象
の軽量化、高剛性化、高減衰化等の機械的な手段には限
界があった。

【００１４】一方、制御系を安定化させ、制御特性を向
上させるためには、計測点及び駆動点の位置及び自由度
が一致していること（すなわちコロケーションが成立し
ていること）が望ましい。例えば、図５に示すように、
駆動点から計測点までの伝達特性は、駆動点と計測点と
が離れていると、図５（ａ）のように位相（ｐ）が遅れ
ていく。位相は、計測点と駆動点との距離が近いほど遅
れにくくなり、制御系のループゲインを高くしても、不
安定になりにくくなる。特に、計測点と駆動点とが完全
に一致している場合には、図５（ｂ）のように位相が遅
れることはなくなり、理論的に制御系の安定性が保証さ
れる。また、コロケーションが成立した制御対象に対し
ては、速度フィードバックにより、例えば、図５（ｃ）
のように共振点でのゲイン（ｇ）を減衰させる方法が、
直接速度フィードバック（ＤＶＦＢ）制御として知られ
ている。よって、ステージ装置にＤＶＦＢ等を適用する
ことによって、制御系に減衰を付加し、サーボ帯域の向
上を図ることが考えられる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
ステージ装置等に用いられる位置決め制御系では、計測
点はできるだけウエハ等の制御対象の近傍に配置され
る。また、熱等の影響を避けるために、アクチュエータ
すなわち駆動点は、計測点から離れた場所に配置される
ことが多い。以上から、コロケーションを成立させるこ
とは困難である。その結果、計測点と駆動点との間の動
特性によって振動が発生し、制御特性は制限される。特
に、レーザ干渉計を用いる場合、チルトステージ４８
（結果としてステージ５１）の移動に伴ってレーザ干渉
計による計測点、すなわちレーザビームがチルトステー
ジ４８（結果としてステージ５１）を照射する点が移動
する。一方、駆動点、すなわちアクチュエータが力を発
生させる点は移動しない。以上から、コロケーションを
達成することは原理的に極めて困難である。

【００１６】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、ステージの振動を低減することを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面は、
振動抑制装置に係り、物体を移動させるステージと、前
記ステージの所定位置に配置された振動センサと、前記
ステージの前記所定位置又はその近傍に配置された振動
発生器とを備え、前記振動発生器は、前記振動センサの
出力に基づいて前記ステージの振動を低減するよう振動
を発生することを特徴とする。

【００１８】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
ステージの位置を計測する位置計測器と、前記位置計測
器で計測した位置情報に基づいて前記ステージを駆動す
るアクチュエータとを更に備えることが好ましい。

【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、レーザ干渉計であることが好ましい。

【００２０】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
アクチュエータは、リニアモータであることが好まし
い。

【００２１】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
振動センサ及び前記振動発生器の組を複数組有すること
が好ましい。

【００２２】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
振動センサは、加速度計であることが好ましい。

【００２３】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
振動センサは、前記ステージの歪みを計測する歪み計測
器であることが好ましい。

【００２４】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
歪み計測器は、圧電素子であることが好ましい。

【００２５】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
歪み計測器は、歪みゲージであることが好ましい。

【００２６】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
振動発生器は、マスダンパであることが好ましい。

【００２７】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
振動発生器は、前記ステージに歪みを発生させる歪み発
生器であることが好ましい。

【００２８】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
歪み発生器は、圧電素子であることが好ましい。

【００２９】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
振動センサによる計測結果の速度成分に基づいて、前記
振動発生器を制御する弾性速度制御器を備えることが好
ましい。

【００３０】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
弾性速度制御器は、アナログ補償器を含むことが好まし
い。

【００３１】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
弾性速度制御器は、デジタル補償器を含むことが好まし
い。

【００３２】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
デジタル補償器を含む制御系のサンプリング周波数は、
他の制御系のサンプリング周波数より高いことが好まし
い。

【００３３】本発明の第２の側面は、振動抑制装置に係
り、物体を移動させるステージと、前記ステージの所定
位置に配置された振動発生器とを備え、前記振動発生器
は、前記ステージの所定位置の振動を低減するよう振動
を発生することを特徴とする。

【００３４】本発明の第３の側面は、物体を移動させる
ステージを有するステージ装置に係り、前記ステージの
所定位置に配置され、前記所定位置における前記ステー
ジの振動を計測する振動センサを備えることを特徴とす
る。

【００３５】本発明の第４の側面は、振動抑制装置の制
御方法に係り、物体を移動させるステージの所定位置の
振動を計測する計測工程と、前記計測工程による計測結
果に基づいて、前記所定位置又はその近傍において前記
ステージの振動を低減するための振動を発生する振動発
生工程とを含むことを特徴とする。

【００３６】本発明の第５の側面は、原版のパターンを
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る露光
装置に係り、前記ステージ装置は、物体を移動させるス
テージと、前記ステージの所定位置に配置された振動セ
ンサと、前記ステージの前記所定位置又はその近傍に配
置された振動発生器とを備え、前記振動発生器は、前記
振動センサの出力に基づいて前記ステージの振動を低減
するよう振動を発生することを特徴とする。

【００３７】本発明の第６の側面は、半導体デバイスの
製造方法に係り、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２０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。

【００３８】

【発明の実施の形態】[第１実施形態]図１は、本発明の
好適な第１実施形態に係る振動抑制装置を備えたステー
ジ装置の一例を示す図である。なお、図１では構造を分
かりやすくするために、チルトステージ４８を分離した
状態で示している。

【００３９】チルトステージ４８上には、計測用ミラー
４９が設置されており、チルトステージ４８の６自由度
（ｘ、ｙ、ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）の位置は、レーザ干
渉計（不図示）によって計測される。また、チルトステ
ージ４８には、それを外部から駆動するためのアクチュ
エータとしてリニアモータ４６が設置されている。リニ
アモータ４６は、不図示のレーザ干渉計によって計測さ
れた位置に基づいて、位置決め制御手段によって生成さ
れた駆動指令に従って駆動力を発生し、それによりチル
トステージ４８を所定の場所に駆動及び位置決めを行
う。

【００４０】このとき、不図示のレーザ干渉計は、チル
トステージ４８上の計測用ミラー４９にレーザビームを
当て、このレーザビームが当てられた点の位置及び振動
を計測する。チルトステージ４８の移動に伴って、レー
ザビームが計測用ミラー４９に当たる位置は移動するた
め、チルトステージ４８上の計測点もそれに伴って移動
する。一方、リニアモータ４６はチルトステージ４８に
対して固定されており、リニアモータ４６の駆動力が作
用する点は、チルトステージ４８に対して移動しない。
そのため、計測点と駆動点との位置関係はチルトステー
ジ４８の位置により変動する。チルトステージ４８でコ
ロケーションが成立するようにリニアモータ４６及び計
測用ミラー４９が配置されている場合であっても、チル
トステージ４８の駆動範囲全域に渡ってコロケーション
を成立させることは極めて困難である。また、リニアモ
ータ４６、計測用ミラー４９はともに、ある程度の大き
さを持つために、チルトステージ４８が移動しない場合
あっても、コロケーションを成立させることは困難であ
る。このため、駆動点から計測点までの間に生じる弾性
変形によって、位置決め制御系が不安定になったり、サ
ーボ帯域が制限されたりする。

【００４１】そこで、本発明の好適な実施の形態に係る
振動抑制装置は、位置決め用のレーザ干渉計やリニアモ
ータ４６とは別に、チルトステージ４８上のステージ５
１で発生した弾性振動を計測する振動センサ１と、ステ
ージ５１に生じた弾性振動を低減するための振動をステ
ージ５１に加える振動発生器２とを備える。振動センサ
１は、ステージ５１に生じた弾性振動を計測し、計測結
果に基づいて、弾性振動を低減するための駆動指令を生
成する。振動発生器２は、この駆動指令に従ってステー
ジ５１の弾性振動を低減するための振動をステージ５１
に加える。以上により、ステージ５１に発生する弾性振
動を低減することが可能となり、位置決め制御系の性能
を向上させることができる。

【００４２】図２は、本発明の好適な第１実施形態に係
る振動センサ１および振動発生器２の位置関係の一例を
示す図である。振動センサ１及び振動発生器２は、振動
制御系が不安定となるのを防ぐために、コロケーション
が成立している必要がある。振動センサ１としては、例
えば、加速度計、圧電素子、歪みゲージ等が考えられ
る。振動発生器２としては、圧電素子、マスダンパ等が
考えられる。これらの素子は、リニアモータ４６等に対
して比較的小さく、また、チルトステージ４８上のステ
ージ５１に固定された点で振動を計測・発生するため、
コロケーションが達成可能である。また、コロケーショ
ンが達成できる素子であればあらゆる素子を用いること
ができ、前述した素子に限定されない。

【００４３】また、例えば、振動センサ１及び振動発生
器２として圧電素子を用いた場合は、（１）チルトステ
ージ４８上のステージ５１上に２枚の圧電素子を重ね合
わせて取り付けたもの（図２（ａ））、（２）チルトス
テージ４８上のステージ５１上に２枚の圧電素子を並べ
て取り付けたもの（図２（ｂ））、（３）チルトステー
ジ４８上のステージ５１が薄い平板状である場合に、ス
テージ５１の上面と下面の対応する場所にそれぞれ圧電
素子を取り付けたもの（図２（ｃ））等の位置関係が考
えられる。圧電素子が２枚である場合は、一方を振動セ
ンサ１、他方を振動発生器２として用いてもよい。圧電
素子は素子面内に発生した歪みによって弾性振動を計測
する一方、圧電素子の素子面を歪ませる力によって弾性
振動を発生させる。そのため、取り付け方法、取り付け
範囲、及び圧電素子の面積等の取り付け条件は、２枚の
圧電素子で同じになるようにしておく方が、コロケーシ
ョンの成立上望ましい。

【００４４】振動センサ１として、歪みゲージを用いた
場合も、取り付け面内の歪みを計測するためには、圧電
素子の場合と同様にして取り付け可能である。

【００４５】また、圧電素子としては、図２に示したも
の以外にも、積層型の圧電素子等の圧電素子も使用可能
である。

【００４６】振動センサ１として加速度計を用い、振動
発生器２としてマスダンパを用いた場合は、加速度計の
計測軸と、マスダンパの駆動軸が同軸上となるように取
り付けるのが好ましい。また、振動センサ１及び振動発
生器２は、弾性振動を最も効果的に低減できるよう配置
されることが望ましい。また、必要に応じて、複数組の
振動センサ１及び振動発生器２を用いてもよい。この場
合は、それぞれの振動センサ１及び振動発生器２の組に
おいて、コロケーションが成立しているのが望ましい。

【００４７】図３は、本発明の好適な第１実施形態に係
る振動抑制装置の制御系のブロック図である。位置制御
系３１では、レーザ干渉計等の位置計測器４によって計
測されたチルトステージ４８の位置情報に基づいて、Ｐ
ＩＤ等の補償器６がアクチュエータ７（例えばリニアモ
ータ）等の駆動を調節し、チルトステージ４８が所定の
場所に到達するよう位置決めを行う。弾性振動制御系３
２では、振動センサ１はチルトステージ４８上のステー
ジ５１に生じた弾性振動を計測し、振動センサ１による
計測結果に基づいて振動制御器３は、弾性振動を低減す
るための駆動指令を生成し、これに従って、振動発生器
２はステージ５１の弾性振動を低減するための振動をス
テージ５１に加える。振動発生器２により、ステージ５
１の振動が低減されるため、位置制御系３１の安定性が
改善し、位置決め特性を向上させることができる。一
方、弾性振動制御系３２もコロケーションが成立してい
るため、高い安定性を持っている。

【００４８】以上述べたようにチルトステージ４８上に
コロケーションが成り立つように互いに近接して配置さ
れた弾性振動制御用の振動センサ１（センサ）と振動発
生器２（アクチュエータ）を、位置決め用の位置計測器
４及びそのアクチュエータ７と別途設けることにより、
チルトステージ４８の制御系の安定性を損なうことな
く、弾性振動の発生を抑えることが可能となり、位置決
め制御特性を向上させることができる。

【００４９】なお、本実施形態では、振動センサ１及び
振動発生器２は、チルトステージ４８上のステージ５１
に配置されているが、これに限るものではない。例え
ば、振動センサ１及び振動発生器２は、チルトステージ
４８上のステージ５１に振動を与える構造、例えば、チ
ルトステージ４８上のステージ５１以外の位置等に配置
されてもよい。

【００５０】[第２実施形態]図４は、本発明の好適な第
２実施形態に係る振動抑制装置の制御系のブロック図で
ある。

【００５１】本実施形態に係る制御系は、基本的には、
ＤＳＰ等を用いたデジタル制御系によって構成される。
これは、 ・制御系の変更、修正、及びパラメータの調整が容易で
ある ・制御する軸数が多く、それらが複雑に影響し合ってい
るため、制御系も複雑となり、アナログ制御系では実現
が困難である ・非線形制御等の制御方式の選択肢が多い 等の理由による。一方、 ・ナイキスト周波数（サンプリング周波数／２）以上の
高周波域の信号が、低周波域に折り返して現れる（エイ
リアシング） ・位相遅れ等により、サンプリング周波数に対応して制
御系の帯域が制限を受ける 等の欠点もある。

【００５２】弾性振動制御には、様々な手法があるが、
その中でも直接速度フィードバック（以下ＤＶＦＢ）制
御がよく用いられる。ＤＶＦＢ制御は、コロケーション
された振動センサ１（センサ）と振動発生器２（アクチ
ュエータ）の組に対して、振動センサ１で検出された弾
性振動の速度成分を振動発生器２にフィードバックする
ことにより、弾性振動の減衰を付加し、共振ピークを下
げることができる。この効果は、一つのＤＶＦＢ制御系
において、特定の弾性振動の共振ピーク（振動モード）
に対してだけではなく、センサによって検出可能なすべ
ての共振ピークに対しても有効であり、制御系自身は周
波数帯域を制限しない。また、ＤＶＦＢ制御はコロケー
ションが成立していれば制御系の安定性が理論的に保証
されているという特徴があるため、制御系の調整も容易
である。よって、ＤＶＦＢ制御によって弾性振動の共振
ピークを低減した上で、位置制御をすることにより、位
置制御系の特性を向上することが可能となる。

【００５３】以上述べたように、弾性振動制御の中でも
ＤＶＦＢ（直接速度ＦＢ）制御は、広帯域において減衰
の付与が可能であり、高周波域のピークを抑えることに
より、エイリアシング等のデジタル制御系の問題点を回
避することができ、制御系の特性を向上しうる。しかし
ながら、ＤＶＦＢ制御系を他の制御系と同様にデジタル
制御系に組み込むと、それ自体がデジタル制御系の帯域
制約を受けることになり、所望の効果を発揮できない。
たとえば、圧電素子等のセンサやアクチュエータは広帯
域の特性を持っているので、高周波域の信号成分が多
く、エイリアシングを起こしやすい。そのため、ＤＶＦ
Ｂ自体がエイリアシングの影響を大きく受けてしまい、
性能を発揮できない。そこで、ＤＶＦＢ制御系は、例え
ば、弾性振動制御器（アナログ）８を含み、基本的に、
帯域の制限を受けないアナログ制御系で構成する。ＤＶ
ＦＢ制御は理論的にも安定な制御系であり、調整パラメ
ータも１組につき速度フィードバックゲイン１つですむ
ため、アナログ制御系でも構成及び調整が容易である。
ＤＶＦＢ以外の弾性振動制御系３や、位置制御系３１は
デジタル制御系で構成するのが好ましい。また、ＤＶＦ
Ｂ以外の弾性振動制御系３を含まず、弾性振動制御器
（アナログ）８を含む構成もとりうる。これにより、そ
れぞれの制御系を有効に働かせ、高性能でかつ取り扱い
も容易な弾性振動制御系３２を構成することができる。

【００５４】また、ＤＶＦＢ制御系をデジタル制御系で
構成する場合でも、例えば、弾性速度制御器（高サンプ
リングデジタル）９を含む制御系のサンプリング周波数
を、他の制御系のサンプリング周波数よりも十分高くす
ることにより、他の制御系に影響しない範囲まで制御帯
域を広くすることが可能である。この場合は、デジタル
制御系に高い演算能力が必要とされる。

【００５５】以上述べたように、本発明の好適な実施の
形態に係る振動抑制装置の制御系全体は、複雑な構成が
容易に実現可能であり、パラメータ調整等も容易である
こと等から、デジタル制御系で構成されうる。また、Ｄ
ＶＦＢ制御系によって、基本的に、帯域の制限を受けな
いアナログ制御系で構成したり、デジタル制御系のサン
プリング周波数を十分高くしたりすること等により、そ
れぞれの制御系を有効に働かせ、高性能でかつ取り扱い
も容易な弾性振動制御系を構成することができる。ＤＶ
ＦＢ制御系は、理論的にも安定な制御系であり、調整パ
ラメータも少ないため、アナログ制御系でも構成及び調
整が容易である。

【００５６】[他の実施形態]図９は、本発明の振動抑制
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９
において、照明光学系３００１から出た光は原版である
レチクル３００２上に照射される。レチクル３００２は
レチクルステージ３００３上に保持され、レチクル３０
０２のパターンは、縮小投影レンズ３００４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３００４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３００５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３００５は、ステージ
３００６上に載置されている。ステージ３００６は、基
板３００５を固定するチャック、Ｘ軸方向とＹ軸方向に
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。振動センサ１は、ステージ３００６に生じた弾性振
動を計測し、その計測結果に基づいて、弾性振動を低減
するための駆動指令を生成する。振動発生器２は、振動
センサ１の駆動指令に従ってステージ３００６の弾性振
動を低減するための振動をステージ３００６に加える。
以上により、ステージ３００６に発生する弾性振動を低
減することが可能となり、位置決め制御系の性能を向上
させることができる。

【００５７】次に上記の露光装置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１０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。

【００５８】図１１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。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、例えば、ステージの振
動を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な第１実施形態に係る弾性振動抑
制装置のステージ装置を示す図である。

【図２】本発明の好適な第１実施形態に係る振動発生器
および振動センサの位置関係を示す図である。

【図３】本発明の好適な第１実施形態に係る弾性振動抑
制装置の制御系ブロック図である。

【図４】本発明の好適な第２実施形態に係る弾性振動抑
制装置の制御系ブロック図である。

【図５】駆動点から計測点までの伝達特性を示す図であ
る。

【図６】ステージの弾性モード振動を示す図である。

【図７】アクチュエータから計測点までの伝達特性を示
す図である。

【図８】従来例におけるステージ装置の構成を示す図で
ある。

【図９】本発明の好適な実施の形態に係る振動抑制装置
を用いた露光装置を示す図である。

【図１０】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。

【図１１】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図であ
る。

【符号の説明】

１：振動センサ、２：振動発生器、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、４８：チルト
ステージ、４９：計測用ミラー、５０：レーザ干渉計、
５１：ステージ、５３：ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯部 裕史 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） 5F031 CA02 HA55 JA01 JA06 JA21 JA28 JA38 JA45 KA06 KA07 LA03 LA08 MA27 5F046 AA23 CC01 CC02 CC13 CC16 CC17 DC05 DC12

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体を移動させるステージと、 前記ステージの所定位置に配置された振動センサと、 前記ステージの前記所定位置又はその近傍に配置された
   振動発生器とを備え、 前記振動発生器は、前記振動センサの出力に基づいて前
   記ステージの振動を低減するよう振動を発生することを
   特徴とする振動抑制装置。
2. 【請求項２】 前記ステージの位置を計測する位置計測
   器と、 前記位置計測器で計測した位置情報に基づいて前記ステ
   ージを駆動するアクチュエータと、 を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の振動抑
   制装置。
3. 【請求項３】 前記位置計測器は、レーザ干渉計である
   ことを特徴とする請求項２に記載の振動抑制装置。
4. 【請求項４】 前記アクチュエータは、リニアモータで
   あることを特徴とする請求項２に記載の振動抑制装置。
5. 【請求項５】 前記振動センサ及び前記振動発生器の組
   を複数組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項に記載の振動抑制装置。
6. 【請求項６】 前記振動センサは、加速度計であること
   を特徴とする請求項１に記載の振動抑制装置。
7. 【請求項７】 前記振動センサは、前記ステージの歪み
   を計測する歪み計測器であることを特徴とする請求項１
   に記載の振動抑制装置。
8. 【請求項８】 前記歪み計測器は、圧電素子であること
   を特徴とする請求項７に記載の振動抑制装置。
9. 【請求項９】 前記歪み計測器は、歪みゲージであるこ
   とを特徴とする請求項７に記載の振動抑制装置。
10. 【請求項１０】 前記振動発生器は、マスダンパである
    ことを特徴とする請求項１に記載の振動抑制装置。
11. 【請求項１１】 前記振動発生器は、前記ステージに歪
    みを発生させる歪み発生器であることを特徴とする請求
    項１に記載の振動抑制装置。
12. 【請求項１２】 前記歪み発生器は、圧電素子であるこ
    とを特徴とする請求項１１に記載の振動抑制装置。
13. 【請求項１３】 前記振動センサによる計測結果の速度
    成分に基づいて、前記振動発生器を制御する弾性速度制
    御器を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１２
    に記載の振動抑制装置。
14. 【請求項１４】 前記弾性速度制御器は、アナログ補償
    器を含むことを特徴とする請求項１３に記載の振動抑制
    装置。
15. 【請求項１５】 前記弾性速度制御器は、デジタル補償
    器を含むことを特徴とする請求項１３に記載の振動抑制
    装置。
16. 【請求項１６】 前記デジタル補償器を含む制御系のサ
    ンプリング周波数は、他の制御系のサンプリング周波数
    より高いことを特徴とする請求項１５に記載の振動抑制
    装置。
17. 【請求項１７】 物体を移動させるステージと、 前記ステージの所定位置に配置された振動発生器とを備
    え、 前記振動発生器は、前記ステージの所定位置の振動を低
    減するよう振動を発生することを特徴とする振動抑制装
    置。
18. 【請求項１８】 物体を移動させるステージを有するス
    テージ装置であって、 前記ステージの所定位置に配置され、前記所定位置にお
    ける前記ステージの振動を計測する振動センサを備える
    ことを特徴とするステージ装置。
19. 【請求項１９】 物体を移動させるステージの所定位置
    の振動を計測する計測工程と、 前記計測工程による計測結果に基づいて、前記所定位置
    又はその近傍において前記ステージの振動を低減するた
    めの振動を発生する振動発生工程と、 を含むことを特徴とする振動抑制装置の制御方法。
20. 【請求項２０】 原版のパターン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、 を備える露光装置であって、 前記ステージ装置は、 物体を移動させるステージと、 前記ステージの所定位置に配置された振動センサと、 前記ステージの前記所定位置又はその近傍に配置された
    振動発生器とを備え、 前記振動発生器は、前記振動センサの出力に基づいて前
    記ステージの振動を低減するよう振動を発生することを
    特徴とする露光装置。
21. 【請求項２１】 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２０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。