JP2015065246A - Optical device, optical system, exposure device, and manufacturing method for article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学装置、光学系、露光装置及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an optical apparatus, an optical system, an exposure apparatus, and an article manufacturing method.
地上の望遠鏡などの天文設備による天体観測では、空気の揺らぎによる星像のボケが問題になる。そこで、このような望遠鏡では、波面補償光学系と呼ばれる表面(反射面)の形状が可変な可変鏡を用いることで、波面センサによって測定した空気の揺らぎを補正し、星像のボケを低減している。 In astronomical observations using astronomical equipment such as ground telescopes, star image blur due to air fluctuations becomes a problem. Therefore, in such a telescope, a variable mirror with a variable surface (reflecting surface) called a wavefront compensation optical system is used to correct the air fluctuation measured by the wavefront sensor and reduce star image blur. ing.
また、半導体デバイスを製造する際、レチクル(マスク)のパターンを基板に転写するフォトリソグラフィ工程では、非常に微細なパターンの像を基板に結像させるため、光学系の収差などの影響が問題になる。このような場合にも、上述した波面補償光学系と同様に、露光装置の光学系のレンズやミラーを変形させる可変光学素子を用いることで、結像特性を改善することができる。 In addition, when manufacturing a semiconductor device, in a photolithography process in which a reticle (mask) pattern is transferred onto a substrate, an image of a very fine pattern is formed on the substrate. Become. Even in such a case, like the wavefront compensation optical system described above, the imaging characteristics can be improved by using a variable optical element that deforms the lens or mirror of the optical system of the exposure apparatus.
可変光学素子は、一般には、光学素子に配置された多数のアクチュエータを駆動することで、光学素子自体を変形させて形状を制御している。アクチュエータには、ピエゾアクチュエータ、ボイスコイルモータ(VCM)、リニアモータ、ソレノイドなどが用いられている。 In general, the variable optical element controls the shape by deforming the optical element itself by driving a large number of actuators arranged in the optical element. A piezoelectric actuator, a voice coil motor (VCM), a linear motor, a solenoid, or the like is used as the actuator.
VCMやリニアモータなどの電磁気力を利用するアクチュエータは、固定子と可動子とが非接触であるため、光学素子の駆動時に固定子側の構造の変形や振動などの影響を受けにくいという特徴を有する。従って、VCMなどのアクチュエータは、光学素子の形状を高精度に制御する際に、周辺部品の熱変形や振動の回避の観点から有利である。また、電磁気力を利用するアクチュエータは、力によって光学素子を駆動するため、アクチュエータで発生する力の測定は必要であるが、アクチュエータの変位の測定は必須ではない。従って、変位の測定が必須となるピエゾアクチュエータやボールねじなどとは対照的に、電磁気力を利用するアクチュエータでは、変位センサを省略することが可能であり、コストの低下に寄与する。 Actuators that use electromagnetic force, such as VCM and linear motor, have a feature that the stator and the mover are not in contact with each other, so that they are not easily affected by deformation or vibration of the structure on the stator side when the optical element is driven. Have. Therefore, an actuator such as a VCM is advantageous from the viewpoint of avoiding thermal deformation and vibration of peripheral components when controlling the shape of the optical element with high accuracy. In addition, since an actuator using an electromagnetic force drives an optical element with a force, it is necessary to measure the force generated by the actuator, but it is not essential to measure the displacement of the actuator. Therefore, in contrast to piezo actuators and ball screws that require measurement of displacement, displacement sensors can be omitted in actuators that use electromagnetic force, which contributes to cost reduction.
但し、電磁気力を利用するアクチュエータでは、コイルへの通電によるコイルの発熱や周囲の温度変化による磁石の温度変化によって、磁石の磁束密度が変化する。このように、電磁気力を利用するアクチュエータでは、その推力が磁石の温度に依存し、推力を安定させるためには、磁石の温度の影響を考慮する必要がある。例えば、VCMの推力の温度依存性に対しては、磁石の温度と推力との関係を表すテーブルを予め用意し、磁石の温度に応じて推力を補正する技術が提案されている(特許文献1参照)。 However, in an actuator that uses an electromagnetic force, the magnetic flux density of the magnet changes due to the heat generation of the coil due to energization of the coil and the temperature change of the magnet due to the ambient temperature change. Thus, in an actuator using electromagnetic force, the thrust depends on the temperature of the magnet, and in order to stabilize the thrust, it is necessary to consider the influence of the temperature of the magnet. For example, with respect to the temperature dependence of VCM thrust, a technique has been proposed in which a table representing the relationship between magnet temperature and thrust is prepared in advance, and thrust is corrected according to the magnet temperature (Patent Document 1). reference).
特許文献1では、磁石の温度変化による推力の変化に対して、磁石に配置された温度計を用いて磁石の温度を測定し、かかる測定結果に基づいて推力の変化を補正している。しかしながら、可変光学素子では、多数の磁石が光学素子に取り付けられているため、それらの磁石に温度計を配置することによって、駆動誤差やコストアップを招いてしまう。
In
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、光学素子の光学面を変形させる上で有利な光学装置を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an optical device that is advantageous in deforming the optical surface of an optical element.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての光学装置は、光学素子の光学面を変形させる光学装置であって、ベースプレートと、いずれか一方が前記光学素子の前記光学面の反対側の面に配置され、他方が前記ベースプレートに配置される磁石及びコイルをそれぞれ含み、前記光学面を変形させる複数の第1アクチュエータと、前記光学素子の前記光学面の反対側の面に力を加える第2アクチュエータと、前記複数の第1アクチュエータのそれぞれに生じる誘導起電力の値を検出する検出部と、前記複数の第1アクチュエータが基準状態である場合と前記基準状態から変化した第1状態である場合のそれぞれで前記第2アクチュエータを単位量駆動させたときに前記複数の第1アクチュエータのそれぞれに生じる誘導起電力の値を前記検出部によって検出し、前記基準状態と前記第1状態において検出された誘導起電力の値の変化量に基づいて、前記基準状態の前記複数の第1アクチュエータのそれぞれを駆動するための指令値を補正して前記第1状態の前記複数の第1アクチュエータのそれぞれに与える補正指令値を決定する処理部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical device according to one aspect of the present invention is an optical device that deforms an optical surface of an optical element, and is either a base plate or one of the optical elements opposite to the optical surface. A plurality of first actuators for deforming the optical surface, and applying a force to the surface opposite to the optical surface of the optical element. A second actuator, a detection unit that detects a value of an induced electromotive force generated in each of the plurality of first actuators, and a case where the plurality of first actuators are in a reference state and a first state changed from the reference state In each case, when the second actuator is driven by a unit amount, the value of the induced electromotive force generated in each of the plurality of first actuators is A command value for driving each of the plurality of first actuators in the reference state is detected based on the amount of change in the value of the induced electromotive force detected in the reference state and the first state. And a processing unit that determines a correction command value to be corrected and given to each of the plurality of first actuators in the first state.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、光学素子の光学面を変形させる上で有利な光学装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an optical device that is advantageous in deforming the optical surface of an optical element.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.
以下の各実施形態では、光学素子としてミラーを例に説明するが、ミラーを他の光学素子(レンズ、平行平板ガラス、プリズム、フレネルゾーンプレート、キノフォーム、バイナリオプティクス、ホログラム)などに置き換えることも可能である。また、光学素子の光学面を変形させるための(光学素子を駆動するための)アクチュエータとしてボイスコイルモータ(VCM)を例に説明するが、リニアモータやソレノイドなどの電磁気力を利用するアクチュエータに置き換えることも可能である。かかるアクチュエータは、いずれか一方が光学素子の光学面の反対側の面に配置され、他方がベースプレートに配置される磁石及びコイルを含み、コイルに電流を流すことで光学素子の光学面を変形させる。 In each of the following embodiments, a mirror will be described as an example of an optical element. However, the mirror may be replaced with another optical element (lens, parallel plate glass, prism, Fresnel zone plate, kinoform, binary optics, hologram), or the like. Is possible. Also, a voice coil motor (VCM) will be described as an example of an actuator for deforming the optical surface of the optical element (for driving the optical element), but it is replaced with an actuator using electromagnetic force such as a linear motor or solenoid. It is also possible. Such an actuator includes a magnet and a coil, one of which is disposed on the surface opposite to the optical surface of the optical element and the other of which is disposed on the base plate, and deforms the optical surface of the optical element by passing an electric current through the coil. .
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態における光学装置1の構成を示す概略図である。光学装置1は、ミラー2の反射面(光学面)2aを変形させる装置である。光学装置1は、ミラー保持部材21と、ベースプレート3と、複数のボイスコイルモータ(VCM)4と、参照ボイスコイルモータ(参照VCM)5と、検出部8と、指令値決定部6及びアクチュエータ制御部7を含む処理部10とを有する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an
ミラー2は、ミラー保持部材21を介して、ベースプレート3に支持されている。ベースプレート3は、光学装置1の筐体(不図示)に取り付けられる。光学装置1は、例えば、受光素子や他の光学系などと組み合わせて用いられる。
The
光学装置1は、ミラー2を変形させる(駆動する)ためのアクチュエータとしての複数のVCM(複数の第1アクチュエータ)4と、参照VCM(第2アクチュエータ)5とを有する。VCM4は、ミラー2の反射面2aの反対側の面(裏面)2bに配置される可動子41と、ベースプレート3に配置される固定子42とを含む。本実施形態では、可動側であるミラー2に配線などの付加物が配置されないように、可動子41を磁石とし、固定子42をコイルとする。同様に、参照VCM5は、本実施形態では、ミラー2の裏面2bに配置される可動子51としての磁石と、ベースプレート3に配置される固定子52としてのコイルとを含み、ミラー2の裏面2bに力を加える。VCM4の数及び参照VCM5の数は、限定されるものではなく、ミラー2の反射面2aに要求される形状精度などに応じて任意に設定すればよい。
The
参照VCM5は、ミラー2を変形させるためのアクチュエータとして使用しなくてもよい(即ち、ミラー2を変形させる際に駆動しなくてもよい)。但し、ミラー2を変形させるためのアクチュエータとして参照VCM5を使用する場合には、VCM4を校正する基準として参照VCM5が利用できるように、推力が安定した位置に参照VCM5を配置する必要がある。例えば、参照VCM5は、ミラー2の反射面内で剛性が低く、且つ、参照VCM5を駆動するための指令値に対する可動子51の変位敏感度が高い位置、具体的には、ミラー2の外周側の位置に配置するとよい。この場合、ミラー2の裏面2bの外周部に可動子51としての磁石が配置され、それに対応して固定子52としてのコイルがベースプレート3に配置される。このように、可動子51の変位敏感度が高い位置に参照VCM5を配置することで、所定の変位を得るための指令値を低くすることが可能となり、コイルの発熱による磁石の推力変動を抑えることができる。参照VCM5の配置設計では、VCM4を校正する基準として参照VCM5を利用することが可能なレベルの推力変動がどのくらいであるのかを求め、その推力変動以下となる位置を探索し、かかる位置に参照VCM5を配置すればよい。
The
一方、ミラー2を変形させるためのアクチュエータとして参照VCM5を使用しない場合には、外的要因による温度変化によって推力が変動しても、VCM4を校正する基準として利用できるような位置に参照VCM5を配置すればよい。
On the other hand, when the
検出部8は、例えば、複数のVCM4及び参照VCM5のそれぞれに対応して設けられ、複数のVCM4のそれぞれに生じる誘導起電力の値及び参照VCM5に生じる誘導起電力の値を検出する。後述するように、本実施形態では、検出部8によって検出される複数のVCM4のそれぞれに生じる誘導起電力の値の変化量に基づいて、複数のVCM4のそれぞれの推力変動を補正する。
For example, the
処理部10は、CPUやメモリなどを有し、光学装置1の全体を制御する。処理部10は、本実施形態では、複数のVCM4のそれぞれを駆動するための指令値を決定する指令値決定部6と、複数のVCM4を駆動(制御)するアクチュエータ制御部7とを含む。指令値決定部6によって決定された複数のVCM4のそれぞれの指令値を、アクチュエータ制御部7が複数のVCM4のそれぞれに与えて各VCM4を駆動することで、ミラー2の反射面2aを変形させることができる。
The
図2を参照して、光学装置1の動作、即ち、ミラー2の反射面2aを変形させるための動作を説明する。かかる動作が開始される前に、処理部10は、参照VCM5に与える指令値と参照VCM5の駆動量(可動子51の変位)との関係を参照VCMキャリブレーションデータとして取得しているものとする。また、処理部10は、複数のVCM4のそれぞれに与える指令値と複数のVCM4のそれぞれの駆動量(可動子41の変位)との関係も取得しているものとする。
With reference to FIG. 2, the operation of the
S201では、ミラー2の反射面2aを所定の形状に変形させる前に、参照VCM5を単位量駆動させたときに複数のVCM4のそれぞれに生じる誘導起電力の値を検出部8によって検出する。参照VCM5を単位量駆動させると、参照VCM5の駆動によってミラー2(の反射面2a)が変形し、複数のVCM4のそれぞれの可動子41も変位する。かかる可動子41の変位によって、複数のVCM4のそれぞれに誘導起電力が生じることになる。また、ミラー2の反射面2aを所定の形状に変形させる前とは、複数のVCM4を駆動する前の状態、即ち、複数のVCM4が基準状態であることを意味する。
In S201, before the reflecting
S202では、S201で検出された複数のVCM4のそれぞれに生じた誘導起電力の値を、各VCM4の初期誘導起電力データとして、例えば、処理部10のメモリに記録する。
In S202, the value of the induced electromotive force generated in each of the plurality of
S203では、ミラー2の反射面2aを所定の形状に変形させるために、複数のVCM4のそれぞれを駆動する。具体的には、指令値決定部6によって、ミラー2の反射面2aを所定の形状に変形させるために必要となる複数のVCM4のそれぞれの駆動量を算出し、かかる駆動量に対応する指令値を複数のVCM4のそれぞれについて決定する。この際、指令値決定部6は、例えば、複数のVCM4のそれぞれに与える指令値と複数のVCM4のそれぞれの駆動量との関係を参照して、複数のVCM4のそれぞれの指令値を決定する。そして、アクチュエータ制御部7によって、指令値決定部6によって決定された指令値を複数のVCM4のそれぞれに与えて各VCM4を駆動する。但し、ミラー2の反射面2aを所定の形状に変形させる際には、外乱の入力や各VCM4そのものの駆動によって可動子41である磁石の温度が変動し、VCM4の指令値に対する推力(駆動量)の関係が変化する場合がある。換言すれば、複数のVCM4が基準状態から変化した状態(第1状態)になっている場合がある。このような場合には、指令値決定部6によって決定された指令値を各VCM4に与えて各VCM4を駆動しても、ミラー2の反射面2aを所定の形状に変形させることができない。
In S203, each of the plurality of
S204では、複数のVCM4のそれぞれに与える指令値を補正するかどうかを判定する。例えば、S203で複数のVCM4のそれぞれを駆動した結果、ミラー2の反射面2aが所定の形状に変形していれば(或いは、所定の形状からの差分が許容範囲内であれば)、複数のVCM4のそれぞれに与える指令値を補正する必要はない。但し、ミラー2の反射面2aが所定の形状に変形していなければ、ミラー2の反射面2aが所定の形状に変形されるように、複数のVCM4のそれぞれに与える指令値を補正する必要がある。複数のVCM4のそれぞれに与える指令値を補正しない場合には、動作を終了する。一方、複数のVCM4のそれぞれに与える指令値を補正する場合には、S205に移行する。
In S204, it is determined whether or not to correct the command value given to each of the plurality of
S205では、複数のVCM4のそれぞれの駆動を停止する。換言すれば、S205では、複数のVCM4のそれぞれを駆動した後の状態を、複数のVCM4のそれぞれを駆動する前の状態、即ち、S201の状態に戻す。
In S205, the driving of each of the plurality of
S206では、S205の後に(即ち、複数のVCM4を駆動して停止した後の状態において)、参照VCM5を単位量駆動させたときに複数のVCM4のそれぞれに生じる誘導起電力の値を検出部8によって検出する。
In S206, after S205 (that is, in a state after driving and stopping the plurality of VCMs 4), the value of the induced electromotive force generated in each of the plurality of
S207では、指令値決定部6によって、S202で記録した各VCM4の初期誘導起電力データからの、S206で検出された複数のVCM4のそれぞれに生じた誘導起電力の値の変化量を算出する。換言すれば、S201で検出された複数のVCM4のそれぞれに生じた誘導起電力の値とS206で検出された複数のVCM4のそれぞれに生じた誘導起電力の値との差分を算出する。
In S207, the command
S208では、指令値決定部6によって、S207で算出された各VCM4の誘電起電力の変化量に基づいて、複数のVCM4のそれぞれを駆動するための指令値を補正して複数のVCM4に与える補正指令値を決定する。例えば、S206で検出された誘導起電力の値がS201で検出された誘導起電力の値の1/3倍になっていたとすると、指令値決定部6は、S203でVCM4に与えた指令値を3倍したものを補正指令値として決定する。
In S208, the command
指令値決定部6によって各VCM4に与える補正指令値が決定されたら、S203に移行して、複数のVCM4のそれぞれを駆動する。この際、アクチュエータ制御部7によって、指令値決定部6によって決定された補正指令値を複数のVCM4のそれぞれに与えて各VCM4を駆動する。
When the correction command value to be given to each
ここで、参照VCM5の単位量駆動(S201及びS206)について説明する。S201及びS206における参照VCM5の単位量駆動とは、ある決められた単位指令値(単位電流)を参照VCM5に与えたときの参照VCM5の駆動である。単位電流としては、パルス状の電流信号や周期的な電流信号があるが、周期的な電流信号の方が外乱誤差の要因を減らすことができるため、より有効である。また、本実施形態では、S201とS206とで参照VCM5を単位量駆動させるための単位指令値としての単位電流を同値にしている。これは、S201での参照VCM5の駆動電流とS206での参照VCM5の駆動電流を同じにすることで、S201での参照VCMの駆動速度(変位速度)をS206で再現させるためである。なお、単位電流は、参照VCMキャリブレーションデータを参照して決定すればよい。
Here, the unit amount drive (S201 and S206) of the reference VCM5 will be described. The unit amount driving of the
また、参照VCM5の数は1つに限定されるものではない。例えば、ミラー2の裏面2bとベースプレート3との間の領域において、参照VCM5を複数箇所に配置し、複数の参照VCM5を単位量駆動することで各VCM4の指令値の補正の精度を向上することができる。これは、複数の参照VCM5を単位量駆動することでミラー2を大きく変形させることが可能となり、可動子51の変位速度が速くなることで、より大きな誘導起電力を各VCM4に生じさせることができるからである。各VCM4に生じる誘導起電力の値が大きくなると、ノイズなどの影響が相対的に小さくなるため、各VCM4を校正する精度を向上することができる。
Further, the number of
また、複数の参照VCM5を配置する場合には、参照VCM5の単位量駆動によるミラー2(の反射面2a)の変形を最大化できるようにするとよい。例えば、本実施形態では、図1に示す参照VCM5に対して、ミラー2の中心部を保持するミラー保持部材21を軸として180度回転させた反対側にもう1つの参照VCM5を配置して単位量駆動することでミラー2の変形を大きくすることができる。この場合、2つの参照VCM5の単位量駆動による変位方向を逆にして、ミラー保持部材21を中心としてミラー2が傾くようにミラー2を変形させることでより有効になる。
Further, when a plurality of
次に、複数のVCM4のそれぞれに与える指令値を補正するかどうかを判定する際(S204)の基準について説明する。例えば、S204では、光学装置1の内部の温度、詳細には、複数のVCM4の周囲の温度の変化を判定の基準とすることができる。光学装置1の内部に配置される温度計などによって複数のVCM4の周囲の温度を計測し、その温度が所定量変化したら複数のVCM4のそれぞれに与える指令値を補正すると判定する。換言すれば、複数のVCM4の周囲の温度が所定量変化するごとに、複数のVCM4のそれぞれに与える指令値を補正して補正指令値を決定する。また、光学装置1の稼働時間(即ち、複数のVCM4の駆動時間)と各VCM4の可動子41である磁石の温度との関係が得られている場合、S204では、光学装置1の稼働時間を判定の基準とすることもできる。光学装置1の稼働時間(複数のVCM4の駆動時間)が所定時間経過するごとに、複数のVCM4のそれぞれに与える指令値を補正して補正指令値を決定する。
Next, the criteria for determining whether to correct the command value given to each of the plurality of VCMs 4 (S204) will be described. For example, in S <b> 204, a change in the temperature inside the
本実施形態の光学装置1では、複数のVCM4が基準状態である場合と基準状態から変化した状態である場合のそれぞれで、参照VCM5を単位量駆動させたときに各VCM4に生じる誘導起電力の値を検出する。そして、検出された誘導起電力の値の変化量に基づいて、各VCM4を駆動するための指令値を補正して補正指令値を決定している。これにより、光学装置1は、各VCM4の温度変化による推力(駆動量)の変動を補正することができるため、ミラー2の反射面2aを所定の形状に変形させることができる。
In the
<第2の実施形態>
図3は、本発明の第2の実施形態における光学装置1の構成を示す概略図である。本実施形態では、参照VCM5自体の温度の変化による推力(駆動量)の変動を考慮して参照VCM5を単位量駆動させる。光学装置1は、本実施形態では、図3に示すように、参照VCM5の可動子51である磁石に配置された温度計測部91を更に有する。温度計測部91は、例えば、温度計を含み、参照VCM5の温度、詳細には、参照VCM5の可動子51である磁石の温度を計測する。
<Second Embodiment>
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the
光学装置1の動作、即ち、ミラー2の反射面2aを変形させるための動作を説明する。本実施形態では、処理部10は、参照VCM5に与える指令値と、参照VCM5の駆動量(可動子51の変位)と、参照VCM5の温度との関係を参照VCMキャリブレーションデータとして予め取得しているものとする。
An operation of the
図2に示すS201及びS206のそれぞれにおいて、参照VCM5を単位量駆動するときの可動子51の温度を温度計測部91によって計測する。また、S206では、S206で計測された参照VCM5の可動子51の温度での参照VCM5の推力(駆動量)を、参照VCMキャリブレーションデータを用いて求める。そして、参照VCM5の推力(駆動量)の変化を戻すように参照VCM5を単位量駆動するための単位指令値を補正する。換言すれば、S201及びS206のそれぞれで計測された参照VCM5の可動子51の温度の差に基づいて、参照VCM5の駆動量が常に等しくなるように、参照VCM5が単位量駆動するための単位指令値を補正して補正単位指令値を決定する。
In each of S201 and S206 shown in FIG. 2, the
本実施形態の光学装置1では、参照VCM5に温度変化が生じた場合であっても、参照VCM5を正確に単位量駆動することが可能であるため、各VCM4を校正する基準として参照VCM5を用いることができる。従って、光学装置1は、参照VCM5の温度変化(単位量駆動誤差)による各VCM4の指令値の補正誤差を低減して補正指令値を決定することができる。
In the
<第3の実施形態>
図4は、本発明の第3の実施形態における光学装置1の構成を示す概略図である。光学装置1は、本実施形態では、図4に示すように、速度計測部92を更に有する。速度計測部92は、参照VCM5の駆動速度(変位速度)、詳細には、参照VCM5の可動子51である磁石の駆動速度を計測する。速度計測部92は、非接触型の速度計を含むとよい。非接触型の速度計としては、例えば、レーザー変位計、静電容量センサ、過電流センサなどがある。また、速度計測部92として加速度計を用いることも可能である。この場合、加速度計で計測された加速度を積分して参照VCM5の駆動速度を求める。
<Third Embodiment>
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the
光学装置1の動作、即ち、ミラー2の反射面2aを変形させるための動作を説明する。本実施形態では、S201及びS206のそれぞれにおいて参照VCM5を単位量駆動させる際の参照VCM5の駆動速度(変位速度)を制御する。参照VCM5の単位量駆動としては、ステップ状の駆動や周期的な駆動があるが、周期的な駆動の方が外乱誤差の要因を減らすことができるため、より有効である。
An operation of the
図2に示すS201において、参照VCM5を単位量駆動するときの参照VCM5の駆動速度を速度計測部92によって計測する。そして、S206では、参照VCM5を単位量駆動するときの参照VCM5の駆動速度が、S201で計測された参照VCM5の駆動速度と等しくなるように、参照VCM5を単位量駆動するための単位指令値を補正して補正単位指令値を決定する。このように、S201とS206とで、速度計測部92によって計測される参照VCM5の駆動速度を再現するように、参照VCM5を単位量駆動させる。
In S201 shown in FIG. 2, the
本実施形態の光学装置1では、参照VCM5の温度変化などによる推力(駆動量)の変化に関係なく、参照VCM5を単位量駆動させるときの駆動速度を再現することが可能であるため、各VCM4を校正する基準として参照VCM5を用いることができる。従って、光学装置1は、参照VCM5を単位量駆動させるときの駆動速度の違いによる各VCM4の指令値の補正誤差を低減して補正指令値を決定することができる。
In the
<第4の実施形態>
図5は、本発明の第4の実施形態における光学装置1の構成を示す概略図である。光学装置1は、本実施形態では、図5に示すように、参照VCM5の代わりに参照アクチュエータとして機能する剛体アクチュエータ53を有する。剛体アクチュエータ53は、ベースプレート3に配置されてミラー2を支持する。剛体アクチュエータ53は、ピエゾアクチュエータや形状記憶合金アクチュエータ、バイメタル、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、ボールねじなどの可動側と固定側とが離れることなく駆動するアクチュエータで構成される。本実施形態では、剛体アクチュエータ53は、ピエゾアクチュエータで構成されている。
<Fourth Embodiment>
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the
剛体アクチュエータ53は、VCMなどの非接触型のアクチュエータよりも大きな推力を得ることができる。従って、剛体アクチュエータ53を参照アクチュエータとして用いることで、各VCM4に大きな誘導起電力を生じさせることができるため、ノイズなどの影響を抑えて各VCM4を校正する精度を向上することができる。
The
光学装置1の動作、即ち、ミラー2の反射面2aを変形させるための動作については、参照VCM5を剛体アクチュエータ53に置き換えればよいため、ここでの詳細な説明は省略する。第3の実施形態と同様に、図2に示すS201とS206とで、剛体アクチュエータ53を単位量駆動するときの駆動速度を再現することで、各VCM4を校正する基準として剛体アクチュエータ53を用いることができる。
Regarding the operation of the
<第5の実施形態>
図6は、本発明の第5の実施形態における光学装置1の構成を示す概略図である。光学装置1は、本実施形態では、図6に示すように、剛体アクチュエータ53を参照アクチュエータとして機能させるだけではなく、ミラー保持部材21としても機能させる。剛体アクチュエータ53は、ミラー2の裏面2bの中心部とベースプレート3との間に配置される。これにより、ミラー2は、剛体アクチュエータ53を介して、ベースプレート3に支持される。
<Fifth Embodiment>
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the
光学装置1の動作、即ち、ミラー2の反射面2aを変形させるための動作については、参照VCM5を剛体アクチュエータ53に置き換えればよいため、ここでの詳細な説明は省略する。第4の実施形態と同様に、図2に示すS201とS206とで、剛体アクチュエータ53を単位量駆動するときの駆動速度を再現することで、各VCM4を校正する基準として剛体アクチュエータ53を用いることができる。
Regarding the operation of the
<第6の実施形態>
図7は、本発明の第6の実施形態における光学装置1の構成を示す概略図である。光学装置1は、本実施形態では、図7に示すように、複数の剛体アクチュエータ53を有し、かかる複数の剛体アクチュエータ53を参照アクチュエータとして機能させるだけではなく、ミラー保持部材21としても機能させる。複数の剛体アクチュエータ53は、ミラー2の裏面2bとベースプレート3との間において、複数箇所に配置される。複数の剛体アクチュエータ53によって支持されるミラー2は、各剛体アクチュエータ53の駆動量を変えることで傾けることができる。また、剛体アクチュエータ53の数は、図7では、2つであるが、これに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。
<Sixth Embodiment>
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the
光学装置1の動作、即ち、ミラー2の反射面2aを変形させるための動作については、参照VCM5を剛体アクチュエータ53に置き換えればよいため、ここでの詳細な説明は省略する。但し、S201及びS206での剛体アクチュエータ53の単位量駆動において、2つの剛体アクチュエータ53の駆動量を等しくすると、第5の実施形態と同様に、ミラー2を上下方向に変位させることができる。
Regarding the operation of the
また、2つの剛体アクチュエータ53の単位量駆動による変位方向を逆にすると、ミラー2は傾く。この場合、ミラー2の外周部に配置されたVCM4の駆動速度(変位速度)が速くなるため、より大きな誘導起電力を生じさせることができる。各VCM4に生じる誘導起電力の値が大きくなると、ノイズなどの影響が相対的に小さくなるため、各VCM4を校正する精度を向上することができる。
Further, when the displacement directions by the unit amount driving of the two
<第7の実施形態>
図8は、本発明の一側面としての露光装置500の構成を示す概略図である。露光装置500は、マスクのパターンを基板に転写(形成)するリソグラフィ装置である。露光装置500は、照明光学系ILと、投影光学系POと、マスク550を保持して移動するマスクステージMSと、基板560を保持して移動する基板ステージWSとを有する。また、露光装置500は、基板560を露光する処理を制御する制御部510を有する。
<Seventh Embodiment>
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of an
光源(不図示)から射出された光は、照明光学系ILに含まれるスリット(不図示)によって、例えば、Y方向に長い円弧状の露光領域を、マスク550の上に形成する。マスク550及び基板560のそれぞれは、マスクステージMS及び基板ステージWSによって保持され、投影光学系POを介して、光学的に共役な位置(投影光学系POの物体面及び像面)に配置される。投影光学系POは、所定の投影倍率(例えば、1/2倍)を有し、マスク550のパターンを基板560に投影する光学系である。マスクステージMS及び基板ステージWSを、投影光学系POの物体面と平行な方向(例えば、X方向)に、投影光学系POの投影倍率に応じた速度比で走査する。これにより、マスク550のパターンを基板560に転写することができる。
Light emitted from a light source (not shown) forms, for example, an arc-shaped exposure region that is long in the Y direction on the
投影光学系POは、例えば、図8に示すように、平面ミラー520と、凹面ミラー530と、凸面ミラー540とを含む。照明光学系ILから射出され、マスク550を通過した光は、平面ミラー520の第1面520aによって光路を折り曲げられ、凹面ミラー530の第1面530aに入射する。凹面ミラー530の第1面530aで反射した光は、凸面ミラー540で反射し、凹面ミラー530の第2面530bに入射する。凹面ミラー530の第2面530bで反射した光は、平面ミラー520の第2面520bによって光路を折り曲げられ、基板560の上に結像する。このように構成された投影光学系POでは、凸面ミラー540の表面が光学的な瞳となる。
For example, as shown in FIG. 8, the projection optical system PO includes a
露光装置500において、上述した各実施形態の光学装置1は、例えば、ミラー2としての凹面ミラー530の反射面を変形させる装置として用いられる。光学装置1を露光装置500に用いることによって、凹面ミラー530の反射面(第1面530a及び第2面530b)を所定の形状に変形させることが可能となり、投影光学系POの収差を高精度に補正することができる。従って、露光装置500は、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス(半導体デバイス、液晶表示デバイス、フラットパネルディスプレイ(FPD)など)を提供することができる。なお、露光装置500における制御部510は、光学装置1における処理部10を含むように構成されてもよい。
In the
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の走査露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程(基板を露光する工程)と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。 The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable, for example, for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. In the method for manufacturing an article according to the present embodiment, a latent image pattern is formed on the photosensitive agent applied to the substrate using the above-described scanning exposure apparatus (a step of exposing the substrate), and the latent image pattern is formed in this step. Developing the processed substrate. Further, the manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
Claims (13)
ベースプレートと、
いずれか一方が前記光学素子の前記光学面の反対側の面に配置され、他方が前記ベースプレートに配置される磁石及びコイルをそれぞれ含み、前記光学面を変形させる複数の第1アクチュエータと、
前記光学素子の前記光学面の反対側の面に力を加える第2アクチュエータと、
前記複数の第1アクチュエータのそれぞれに生じる誘導起電力の値を検出する検出部と、
前記複数の第1アクチュエータが基準状態である場合と前記基準状態から変化した第1状態である場合のそれぞれで前記第2アクチュエータを単位量駆動させたときに前記複数の第1アクチュエータのそれぞれに生じる誘導起電力の値を前記検出部によって検出し、前記基準状態と前記第1状態において検出された誘導起電力の値の変化量に基づいて、前記基準状態の前記複数の第1アクチュエータのそれぞれを駆動するための指令値を補正して前記第1状態の前記複数の第1アクチュエータのそれぞれに与える補正指令値を決定する処理部と、
を有することを特徴とする光学装置。 An optical device for deforming an optical surface of an optical element,
A base plate;
A plurality of first actuators, each of which includes a magnet and a coil disposed on a surface opposite to the optical surface of the optical element and the other disposed on the base plate, and deforms the optical surface;
A second actuator for applying a force to a surface of the optical element opposite to the optical surface;
A detection unit for detecting a value of an induced electromotive force generated in each of the plurality of first actuators;
Occurs in each of the plurality of first actuators when the second actuator is driven by a unit amount when each of the plurality of first actuators is in a reference state and when the first actuator is changed from the reference state. The value of the induced electromotive force is detected by the detection unit, and each of the plurality of first actuators in the reference state is detected based on the amount of change in the value of the induced electromotive force detected in the reference state and the first state. A processing unit for correcting a command value for driving and determining a correction command value to be given to each of the plurality of first actuators in the first state;
An optical device comprising:
前記第1状態は、前記複数の第1アクチュエータを駆動して当該駆動を停止した後の状態であることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。 The reference state is a state before driving the plurality of first actuators,
The optical device according to claim 1, wherein the first state is a state after driving the plurality of first actuators and stopping the driving.
前記処理部は、前記複数の第1アクチュエータが基準状態である場合と前記基準状態から変化した第1状態である場合のそれぞれで前記第2アクチュエータの温度を前記温度計測部によって計測し、前記基準状態と前記第1状態において計測された第2アクチュエータの温度の差に基づいて、前記第2アクチュエータを単位量駆動するための単位指令値を補正して前記第2アクチュエータに与える補正単位指令値を決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学装置。 A temperature measuring unit for measuring the temperature of the second actuator;
The processing unit measures the temperature of the second actuator by the temperature measurement unit when the plurality of first actuators are in a reference state and when the first actuator is in a first state changed from the reference state, A corrected unit command value to be given to the second actuator by correcting a unit command value for driving the second actuator by a unit amount based on a temperature difference between the state and the second actuator measured in the first state. The optical device according to claim 1, wherein the optical device is determined.
前記処理部は、前記複数の第1アクチュエータが前記第1状態である場合に前記第2アクチュエータを単位量駆動させたときに前記速度計測部によって計測される駆動速度が、前記複数の第1アクチュエータが前記基準状態である場合に前記第2アクチュエータを単位量駆動させたときに前記速度計測部によって計測された駆動速度と等しくなるように、前記第2アクチュエータを単位量駆動するための単位指令値を補正して前記第2アクチュエータに与える補正単位指令値を決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学装置。 A speed measuring unit for measuring the driving speed of the second actuator;
In the processing unit, when the plurality of first actuators are in the first state, the driving speed measured by the speed measuring unit when the second actuator is driven by a unit amount is the plurality of first actuators. Is a unit command value for driving the second actuator by a unit amount so as to be equal to the driving speed measured by the speed measuring unit when the second actuator is driven by a unit amount when the second actuator is in the reference state. The optical apparatus according to claim 1, wherein a correction unit command value to be applied to the second actuator is determined by correcting the correction.
前記光学素子の光学面を変形させる請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載の光学装置と、
を有することを特徴とする光学系。 An optical element;
The optical device according to any one of claims 1 to 10, which deforms an optical surface of the optical element;
An optical system comprising:
前記マスクのパターンを基板に投影する投影光学系と、
を有し、
前記投影光学系は、
光学素子と、
前記光学素子の光学面を変形させる請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載の光学装置と、
を含むことを特徴とする露光装置。 An illumination optical system for illuminating the mask;
A projection optical system for projecting the pattern of the mask onto the substrate;
Have
The projection optical system is
An optical element;
The optical device according to any one of claims 1 to 10, which deforms an optical surface of the optical element;
An exposure apparatus comprising:
露光した前記基板を現像する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。 Exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 12;
Developing the exposed substrate;
A method for producing an article comprising:
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