JP2016099736A - Stage device, lithographic device, manufacturing method of article, and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステージ装置、リソグラフィ装置、物品の製造方法、および制御方法に関する。 The present invention relates to a stage apparatus, a lithographic apparatus, an article manufacturing method, and a control method.
半導体デバイスなどの製造において用いられるリソグラフィ装置では、基板やマスクを保持するステージを高精度に位置決めすることが求められている。リソグラフィ装置では、例えば、複数のコイルを用いてステージを駆動する駆動部が設けられ、複数のコイルの各々に電流を供給して駆動部に推力を発生させることにより、ステージの位置決めが行われうる。このようなリソグラフィ装置では、駆動部に発生させる推力に応じて複数のコイルから発生する熱が変化するため、ステージの温度が変動し、ステージを高精度に位置決めすることが困難になることがある。したがって、リソグラフィ装置では、ステージの温度の変動を低減させることが好ましい。特許文献1には、リソグラフィ装置によって基板にパターンを形成しない期間においても駆動部に推力を発生させてステージを移動させることにより複数のコイルから熱を発生させ、ステージの温度の変動を低減する方法が提案されている。 In a lithographic apparatus used in manufacturing a semiconductor device or the like, it is required to accurately position a stage that holds a substrate or a mask. In a lithographic apparatus, for example, a drive unit that drives a stage using a plurality of coils is provided, and the stage can be positioned by supplying a current to each of the plurality of coils to generate a thrust in the drive unit. . In such a lithographic apparatus, the heat generated from the plurality of coils changes according to the thrust generated in the driving unit, and therefore the temperature of the stage may fluctuate, making it difficult to position the stage with high accuracy. . Therefore, in the lithographic apparatus, it is preferable to reduce the variation in the temperature of the stage. Patent Document 1 discloses a method of reducing fluctuations in temperature of a stage by generating heat from a plurality of coils by generating a thrust force to a driving unit and moving the stage even during a period in which a pattern is not formed on a substrate by a lithography apparatus. Has been proposed.
特許文献1に記載の方法では、リソグラフィ装置によって基板にパターンを形成しない期間、即ち、ステージを移動させる必要のない期間においても駆動部に推力を発生させてステージを移動させることによりステージの温度の変動を低減している。そのため、ステージを駆動させるための部品の摩耗が、当該期間においてステージを移動させた分だけ増加しうる。 In the method described in Patent Document 1, the temperature of the stage is adjusted by moving the stage by generating thrust in the driving unit even in a period in which a pattern is not formed on the substrate by the lithography apparatus, that is, a period in which the stage does not need to be moved. Fluctuation is reduced. Therefore, the wear of parts for driving the stage can be increased by the amount of movement of the stage during the period.
そこで、本発明は、ステージを高精度に位置決めするために有利な技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an advantageous technique for positioning a stage with high accuracy.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのステージ装置は、移動可能なステージを含むステージ装置であって、複数のコイルを用いて前記ステージを駆動する駆動部と、前記複数のコイルに電流を供給して前記駆動部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記ステージの位置を目標位置に基づいて制御するように前記複数のコイルにそれぞれ電流を供給するための第1指令値と、前記ステージの駆動を制御する制御期間に前記駆動部で発生する熱量が目標熱量になるように、前記駆動部に推力を発生させない位相差で前記複数のコイルにそれぞれ電流を供給するための第2指令値とを用いて前記駆動部を制御する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a stage apparatus according to one aspect of the present invention is a stage apparatus including a movable stage, wherein a drive unit that drives the stage using a plurality of coils, and the plurality of coils And a controller for controlling the driving unit by supplying a current to the plurality of coils, each for supplying a current to the plurality of coils so as to control the position of the stage based on a target position. A current is applied to each of the plurality of coils with a phase difference that does not cause the drive unit to generate thrust so that the amount of heat generated by the drive unit during the control period for controlling the drive of the stage becomes a target heat amount. The drive unit is controlled using a second command value for supply.
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、ステージを高精度に位置決めするために有利な技術を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an advantageous technique for positioning the stage with high accuracy.
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、同一の部材ないし要素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 thru | or element, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態のステージ装置100について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態のステージ装置100を示す概略図である。第1実施形態のステージ装置100は、移動可能なステージ1と、ステージ1を駆動する駆動部2と、ステージ1の位置を計測する計測部3と、制御部10とを含みうる。ここで、第1実施形態では、駆動部2は、ステージ1を支持する可動子2a1と回転軸2a2とを有するボールねじ2a、および複数のコイルを用いて回転軸2a2を回転させるモータ2b(同期モータ)を含みうる。しかしながら、これに限られるものではなく、駆動部2は、複数のコイルを用いてステージ1を駆動するアクチュエータ(例えばリニアモータ)を含むように構成されていればよい。また、計測部3は、例えばレーザ干渉計やエンコーダなどを含み、ステージ1の現在位置POSを計測する。例えば、計測部3がレーザ干渉計を含む場合、計測部3は、ステージ1の側面に設けられたミラー(不図示)にレーザ光を照射し、ミラーで反射されたレーザ光を用いてステージ1の基準位置からの変位を求める。これにより、計測部3は、求めた変位からステージ1の現在位置POSを得ることができる。
<First Embodiment>
A
制御部10は、例えばCPUやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、例えば、生成部6と、駆動制御部5と、温度制御部4と、加算器8と、ドライバ9とを含みうる。生成部6は、ステージ1の移動プロファイルPROFを生成し、生成した移動プロファイルPROFを駆動制御部5に送る。移動プロファイルPROFは、ステージ1の移動を制御するための情報であり、ステージ1の目標位置のプロファイル、ステージ1の目標速度のプロファイル、およびステージ1の目標加速度のプロファイルのうち少なくとも1つを含みうる。
The
駆動制御部5は、生成部6から供給された移動プロファイルPROFと計測部3による計測結果とに基づいて、ステージ1の現在位置POSが目標位置に近づくように駆動部2の各コイルに電流を供給するための第1指令値を決定する。このとき、駆動制御部5は、モータ2bから送られてきた位相情報PHASEに基づき、モータ2における複数のコイルの各々について第1指令値を決定する。また、駆動制御部5は、ステージ1の現在位置POSが目標位置に近づくように複数のコイルに供給するための電流の情報(電流プロファイルIprof)を移動プロファイルPROFに基づいて求め、求めた電流プロファイルIprofを温度制御部4に送る。
Based on the movement profile PROF supplied from the
温度制御部4は、ステージ1の駆動を制御する期間(制御期間t)に駆動部2で発生する熱量が目標熱量になるように、駆動部2に推力を発生させない位相差で各コイルに電流を供給するための第2指令値を決定する。即ち、温度制御部4は、制御期間tに駆動部2で発生する熱量を移動プロファイルPROF(電流プロファイルIprof)に基づいて求め、求めた熱量と目標熱量との差に相当する熱量が駆動部2で更に発生するように第2指令値を決定する。このとき、温度制御部4は、モータ2bから送られてきた位相情報PHASEに基づいて、モータ2bにおける複数のコイルの各々について第2指令値を決定する。ここで、駆動部2(モータ2b)は、複数のコイルを用いてボールねじ2aの回転軸2a2を回転させることによりステージ1を駆動している。そのため、複数のコイルにおける電流の位相差を、駆動部2に推力を発生させる場合の位相差に対してずらすことにより、駆動部2に推力を発生させずに複数のコイルから熱(熱エネルギ)を発生させることができる。本実施形態のステージ装置100は、この原理を利用し、制御期間tに駆動部2で発生した熱量が目標熱量になるように、駆動部2に推力を発生させずに複数のコイルから熱を発生させ、ステージ1の温度が変動することを低減するものである。
The temperature control unit 4 supplies current to each coil with a phase difference that does not cause the
駆動制御部5で決定された第1指令値、および温度制御部4で決定された第2指令値は加算器8で合成され、合成指令値としてドライバ9に供給される。ドライバ9は、加算器8から出力された合成指令値に基づいて、モータ2における複数のコイルの各々に電流を供給する。このように第1実施形態のステージ装置100は、第1指令値と第2指令値とに基づいて駆動部2を制御することにより、制御期間tに駆動部2で発生する熱量を目標熱量にし、ステージ1の温度が変動することを低減することができる。
The first command value determined by the drive control unit 5 and the second command value determined by the temperature control unit 4 are combined by the adder 8 and supplied to the
[駆動部2の制御について]
以下に、第1実施形態のステージ装置100における駆動部2の制御例について説明する。図2は、第1実施形態のステージ装置100の構成を示す概略図であり、駆動部2(モータ2b)、駆動制御部5、および温度制御部4のそれぞれの構成を図1よりも詳細に示したものである。ここでは、モータ2bとして、回転式の三相同期モータが用いられる場合について説明する。モータ2bは、例えば、複数(3つ)のコイル11に加え、回転軸2a2に接続された回転子19と、センサ12a(ホールセンサ)と、位相演算器12bとを含みうる。センサ12aは、回転子19の磁極の位相を検出する。また、位相演算器12bは、センサ12aからの出力に基づいて回転子19の磁極の位相を求めて当該位相の情報(位相情報PHASE)を出力する。位相演算器12bは、第1実施形態においてはモータ2bの内部にあるものとしたが、モータ2bの外部にあってもよい。
[Control of drive unit 2]
Below, the example of control of the
駆動制御部5は、例えば、補償器5aと、処理器5bとを含みうる。補償器5aは、計測部3によって計測されたステージ1の現在位置POSが、生成部6から供給されたステージ1の移動プロファイルPROFにおける目標位置に近づくようにステージ1を駆動させるための駆動量を決定する。補償器5aは、例えば、PID補償器などを含みうる。処理器5bは、補償器5aによって決定された駆動量と、位相演算器12bから送られた位相情報PHASEに基づいて、ステージ1の現在位置POSが目標位置に近づくように複数のコイル11にそれぞれ電流を供給するための第1指令値を決定する。第1指令値は、複数のコイル11の各々について決定されうる。ここで、補償器5aは、駆動量を決定するとともに、生成部6から供給された移動プロファイルPROFに従ってステージ1を駆動させる場合に駆動部2に供給される電流のプロファイル(電流プロファイルIprof)を求める。求められた電流プロファイルIprofは温度制御部4に供給される。
The drive controller 5 can include, for example, a
温度制御部4は、例えば、制御期間tに駆動部2で発生する熱量を移動プロファイルPROF(電流プロファイルIprof)に基づいて求め、求めた熱量と目標熱量との差に相当する熱量が駆動部2で更に発生するように第2指令値を決定する。温度制御部4は、例えば、第1演算器4aと、設定器4bと、減算器4cと、第2演算器4dと、処理器4eとを含みうる。第1演算器4aは、駆動制御部5(補償器5a)から供給された電流プロファイルIprofに基づいて定格電流値Inを算出し、定格電流値Inの二乗(In 2)を出力する。設定器4bは、一定の電流値でもって電流を駆動部2に供給すると仮定したときに制御期間tに駆動部2で発生する熱量が目標熱量になる当該電流を目標電流値Itrgとして設定し、目標電流値Itrgの二乗(Itrg 2)を出力する。減算器4cは、第1演算器4aから出力された定格電流値Inの二乗(In 2)と、設定部4bから出力された目標電流値Itrgの二乗(Itrg 2)との差分値Itmp 2を求める。この差分値Itmp 2とコイル11の抵抗値Rとの積が、制御期間tに駆動部2で更に発生させるべき熱量となる。第2演算器4dは、駆動制御部5から供給された電流プロファイルIprofと、減算器4cで求められた差分値Itmp 2とに基づいて、制御期間tに駆動部2(モータ2b)で発生する熱量を目標熱量にするための電流プロファイルINFを求める。処理器4eは、第2演算器4dによって求められた電流プロファイルINFと、位相演算器12bから送られた位相情報PHASEとに基づいて、駆動部2に推力を発生させないように複数のコイル11にそれぞれ電流を供給するための第2指令値を決定する。第2指令値は、複数のコイル11の各々について決定されうる。
For example, the temperature control unit 4 calculates the amount of heat generated in the
加算器8は、駆動制御部5から供給された第1指令値と温度制御部4から供給された第2指令値を複数のコイル11の各々について合成し、各コイル11について求めた合成指令値をドライバ9に供給する。ドライバ9は、加算器8から供給された合成指令値に従い、複数のコイル11の各々に電流を供給する。
The adder 8 combines the first command value supplied from the drive control unit 5 and the second command value supplied from the temperature control unit 4 with respect to each of the plurality of
[ステージ装置100の駆動手順について]
次に、第1実施形態のステージ装置100の駆動手順について、図3を参照しながら説明する。図3は、第1実施形態のステージ装置100の駆動手順を表すフローチャートである。ここでは、生成部6が、ステージ装置100の各部を制御する主制御部として機能するものとして説明するが、それに限られるものではなく、生成部6とは異なる主制御部が制御部10に含まれていてもよい。
[Driving procedure of stage apparatus 100]
Next, the drive procedure of the
S11では、制御部10は、生成部6において、ステージ1の移動を制御するための移動プロファイルPROFを生成する。例えば、第1実施形態のステージ装置100を用いる露光装置では、JOBと呼ばれる一連の動作が繰り返される。そのため、制御部10は、JOBを実行してステージ1の駆動を制御する期間(制御期間t)における移動プロファイルPROFを生成しうる。図4は、移動プロファイルPROFの例を示す図である。図4は、移動プロファイルPROFとして、ステージ1の目標速度のプロファイルを示しているが、上述したように、移動プロファイルPROFに、ステージ1の目標位置のプロファイルや、ステージ1の目標加速度のプロファイルが含まれてもよい。第1実施形態では、図4に示すように、制御期間tにおいて、ステージ1を所定の方向(例えばX方向)に移動させた後、ステージを所定の方向と反対の方向(例えば−X方向)に移動させて、ステージを元の位置に戻す例について説明する。このような移動プロファイルPROFには、ステージ1を加速または減速させる第1期間(t1、t3、t5およびt7)と、ステージ1を等速で移動させるまたは停止した状態で維持させる第2期間(t2、t4、t6およびt8)とが含まれうる。ここで、制御期間tは、例えば、基板上に形成された複数のショット領域のうち幾つかのショット領域に露光処理を行っている期間であり、数分間となる。一般にステージ装置に使用されるモータは、30分から1時間、またはそれ以上の温度時定数を有する。そのため、駆動部2に温度時定数より十分に短い制御期間tに駆動部2で発生する熱量を制御することにより、ステージ1の温度の変動を効率よく低減させることができる。
In S <b> 11, the
S12では、制御部10は、駆動制御部5の補償器5aにおいて、生成部6から供給された移動プロファイルPROFに基づいて、駆動部2に推力を発生させるために駆動部2に供給すべき電流のプロファイル(電流プロファイルIprof)を求める。制御部10は、図4に示すステージ1の目標速度のプロファイルを微分することにより、図5に示すように、ステージ1の目標加速度のプロファイルを得ることができる。ステージ1の加速度は駆動部2(モータ2b)に発生させる推力に比例し、駆動部2に発生させる推力はモータ2bの各コイル11に供給される電流に比例する。このことから、制御部10は、ステージ1の目標加速度のプロファイルに基づいて電流プロファイルIprofを求めることができる。図6は、電流プロファイルIprofを示す図である。
In S12, the
S13では、制御部10は、温度制御部4の第1演算器4aにおいて、駆動制御部5の補償器5aから供給された電流プロファイルIprofに基づいて定格電流値Inを算出する。定格電流値Inとは、駆動部2で発生する熱が制御期間tにおいて一定であると仮定した場合における電流値のことである。即ち、定格電流値Inとは、制御期間tに駆動部2で発生する熱量を平均化したときの電流値のことである。例えば、駆動部2で発生する熱は、各コイル11の抵抗値Rと各コイルに供給される電流値Iの二乗との積に比例することから(RI2)で表されうる。そして、図6に示すように第1期間(t1、t3、t5およびt7)において電流値Iが駆動部2に供給されるとすると、図7に示すように、第1期間(t1、t3、t5およびt7)のそれぞれにおいて熱RI2が駆動部2で発生すると推定される。そのため、駆動部2に推力を発生させることによって制御期間tに駆動部2で発生する熱量は図7における斜線部分の総面積(=RI2(t1+t3+t5+t7))と推定される。制御部10は、その面積(熱量)を図8に示すように制御期間tで平均化することにより、図9に示すように定格電流値Inを求めることができる。即ち、制御部10は、図6に示す電流プロファイルIprofから得られる式(1)を定格電流値Inについて解くことにより、式(2)のように定格電流値Inを得ることができる。
In S < b > 13, the
S14では、制御部10は、制御期間tに駆動部2で発生すると推定された熱量が目標熱量になるように、駆動部2に推力を発生させない位相差で駆動部2に供給する電流値Ipを決定する。例えば、制御部10は、温度制御部4の減算器4cにおいて、設定器4bによって設定された目標電流値Itrgの二乗(Itrg 2)と、定格電流値Inの二乗(In 2)との差分値Itmp 2を求める。制御部10は、当該差分値Itmp 2とコイル11の抵抗値Rとを乗じた値(発熱)に制御期間tを乗ずることで、制御期間tに駆動部2で更に発生させる熱量(RItmp 2t)を求めることができる。当該熱量(RItmp 2t)は、図10における上側斜線部分によって表される。そして、制御部10(第2演算器4d)は、複数の第2期間(t2、t4、t6およびt8)の全体でもって当該熱量(RItmp 2t)を発生させる場合、当該第2期間において駆動部2の各コイル11に供給される電流値Ipを式(3)に従って決定する。これにより、制御部10は、図11に示すように、制御期間tに駆動部2で発生する熱量を目標熱量にするため、駆動部2に推力を発生させない位相差で各コイル11に供給する電流のプロファイル(電流プロファイルINF)を決定することができる。このように電流プロファイルINFを決定することにより、制御部10は、複数のコイル11に供給される電流の大きさが複数の第2期間の各々において互いに同じになるように第2指令値を決定することができる。
In S <b> 14, the
ここで、図11に示す電流プロファイルINFでは、駆動部2に推力を発生させる第1期間(t1、t3、t5およびt7)では電流値が零であるが、それに限られるものではない。例えば、第1期間においても、駆動部2に推力を発生させない電流値を駆動部2に供給するように電流プロファイルINFを構成してもよい。また、目標電流値Itrgは、一定の電流値でもって電流を駆動部2に供給すると仮定したときに制御期間tに駆動部2で発生する熱量が目標熱量になる電流値としたが、それに限られるものではない。例えば、目標電流値Itrgを、ステージ装置100や露光装置、モータ2bの仕様から決定されうる最大定格電流値Imaxとしてもよい。
Here, in the current profile I NF shown in FIG. 11, the current value is zero in the first period (t 1 , t 3 , t 5, and t 7 ) in which the
S15では、制御部10は、生成部6から供給された移動プロファイルPROFに従ってステージ1の駆動を制御する。このとき、制御部10は、駆動制御部5において、計測部3によって計測されたステージの現在位置POSが目標位置に近づくようにステージ1を駆動させるための駆動量を決定し、決定した駆動量と位相情報PHASEに基づいて第1指令値を決定する。また、制御部10は、温度制御部4の処理器4eにおいて、第2演算部4dで求めた電流プロファイルINFと位相情報PHASEとに基づいて、駆動部2に推力を発生させない位相差で複数のコイル11にそれぞれ電流を供給するための第2指令値を決定する。そして、制御部10は、加算器8において第1指令値と第2指令値とを合成して合成指令値を生成し、合成指令値をドライバ9に供給する。これにより、合成指令値に応じた電流がドライバ9から各コイル11に供給される。このように、制御部10は、第1指令値と第2指令値とに基づいて駆動部2を制御することにより、制御期間tに駆動部2で発生した熱量を目標熱量に近づけることができる。即ち、制御期間tに駆動部2で発生した熱量をQとすると、熱量Qを式(4)で表すことができる。
In S15, the
S16では、制御部10は、生成部6で生成した移動プロファイルPROFに従って次にステージ1を移動させる工程があるか否かを判断する。移動プロファイルPROFに従ってステージ1を移動させる工程がある場合はS15に戻り、当該工程がない場合はS17に進む。S17では、制御部10は、駆動部2に推力を発生させない位相差の電流を、目標電流値Itrgでもって各コイル11に供給する。これにより、ステージ1が停止している状態においても、駆動部2から熱を発生させることができるため、ステージ1の温度が変動することを低減することができる。
In S <b> 16, the
上述したように、第1実施形態のステージ装置100は、第1指令値と第2指令値とを用いて駆動部2を制御する。第1指令値は、ステージ1の位置が目標位置に近づくように、駆動部2に推力を発生させる位相差で複数のコイル11にそれぞれ電流を供給するために用いられる。また、第2指令値は、制御期間tに駆動部2で発生する熱量が目標熱量になるように、駆動部2に推力を発生させない位相差で複数のコイル11にそれぞれ電流を供給するために用いられる。これにより、第1実施形態のステージ装置100は、制御期間tに駆動部2で発生する熱量を目標熱量に近づけ、ステージ1の温度が変動することを低減させることができる。
As described above, the
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態のステージ装置200について、図12を参照しながら説明する。図12は、第2実施形態のステージ装置200を示す概略図である。第2実施形態のステージ装置200は、第1実施形態のステージ装置100(図2)と比べ、ステージ1の現在位置POSが目標位置に近づくように駆動部2に実際に供給された電流値Irが温度制御部4の第1演算器4aに供給されている。これにより、温度制御部4は、第1指令値に従いステージを実際に駆動した結果に基づいて制御期間tに駆動部2で発生する熱量を求め、求めた熱量と目標熱量との差に相当する熱量が駆動部2で更に発生するように第2指令値を更新することができる。
Second Embodiment
A
以下に、第2実施形態のステージ装置200の駆動手順について、図13を参照しながら説明する。図13は、第2実施形態のステージ装置200の駆動手順を表すフローチャートである。ここでは、生成部6が、ステージ装置200の各部を制御する主制御部として機能するものとして説明するが、それに限られるものではなく、生成部6とは異なる主制御部が制御部10に含まれていてもよい。
Below, the drive procedure of the
S21〜S25の工程は、図3のフローチャートにおけるS11〜S15の工程と同様であるため、ここでは説明を省略する。S26では、制御部10(第1演算器4a)は、S25においてステージ1の駆動を制御している間に駆動部2に供給された電流Irに基づいて定格電流Inを算出する。S27では、制御部10は、S26で算出した定格電流Inを用いて、制御期間tに駆動部2で発生する熱量が目標熱量になるように、駆動部2に推力を発生させない位相差で各コイルに供給する電流プロファイルINFを決定する。これにより、制御部10は、次にステージ1を移動させる工程(S25)に用いられる第2指令値を更新することができる。
The steps S21 to S25 are the same as the steps S11 to S15 in the flowchart of FIG. In S26, the control unit 10 (
第2実施形態では、フィードバック制御系の出力(電流値Ir)を用いることにより、駆動部2に推力を発生させるための電流を各コイル11に供給することによって駆動部2で発生する熱量を精度よく求めることができる。そのため、制御部10は、当該熱量に基づいて定格電流Inを精度よく算出することができ、第1実施形態のステージ装置に比べて、制御期間tに駆動部2で発生する熱量を目標熱量に更に近づけることができる。
In the second embodiment, by using the output (current value I r ) of the feedback control system, the amount of heat generated in the
S28では、制御部10は、生成部6で生成した移動プロファイルPROFに従ってステージ1を移動させる工程があるか否かを判断する。移動プロファイルPROFに従ってステージ1を移動させる工程がある場合はS25に戻り、当該工程が無い場合はS29に進む。S29では、制御部10は、S25においてステージ1の駆動を制御している間に駆動部2に供給された電流値Irに基づいて定格電流Inを算出する。ステージ1を移動させる工程が終了した後ではステージ1は停止している状態であるが、第2実施形態のステージ装置200では、フィードバック制御系によってステージ1の位置が制御されているため、電流値Irは零にならない。そのため、制御部10は、S29において、ステージ1が停止している状態における電流値Irに基づいて定格電流Inを算出する。そして、S30では、制御部10は、S29で算出した定格電流Inを用いて、制御期間tと同等の期間に駆動部2で発生する熱量が目標熱量になるように、駆動部2に推力を発生させない位相差で駆動部2に供給するための電流プロファイルINFを決定する。このように、電流プロファイルINFを決定することで、ステージ1が停止している状態においても駆動部2から熱を発生させることができるため、ステージ1の温度が変動することを低減することができる。
In S28, the
上述したように、第2実施形態のステージ装置200は、第1指令値に従いステージ1を駆動した結果に基づいて制御期間tに駆動部2で発生する熱量を求め、求めた熱量に基づいて第2指令値を更新する。これにより、第2実施形態のステージ装置200は、第1実施形態のステージ装置100に比べ、制御期間tに駆動部2で発生する熱量を目標熱量に更に近づけ、ステージ1の温度の変動を更に低減させることができる。
As described above, the
<リソグラフィ装置の実施形態>
基板にパターンを形成するリソグラフィ装置において、上述のステージ装置を適用する例について説明する。リソグラフィ装置は、例えば、基板を露光してマスクのパターンを基板に転写する露光装置や、基板上のインプリント材をモールドを用いて成形するインプリント装置、荷電粒子線を基板に照射して基板にパターンを形成する描画装置を含みうる。露光装置においては、マスクおよび基板の少なくとも一方を保持するステージの位置を制御するために上述のステージ装置が用いられうる。インプリント装置においては、モールドおよび基板の少なくとも一方を保持するステージの位置を制御するために上述のステージ装置が用いられうる。また、描画装置においては、基板を保持するステージの位置を制御するために上述のステージ装置が用いられうる。以下では、露光装置において上述のステージ装置を用いる例について説明する。
<Embodiment of Lithographic Apparatus>
An example in which the above-described stage apparatus is applied to a lithography apparatus that forms a pattern on a substrate will be described. The lithography apparatus is, for example, an exposure apparatus that exposes a substrate to transfer a mask pattern onto the substrate, an imprint apparatus that forms an imprint material on the substrate using a mold, and a substrate that is irradiated with charged particle beams. A drawing apparatus for forming a pattern may be included. In the exposure apparatus, the above-described stage apparatus can be used to control the position of the stage that holds at least one of the mask and the substrate. In the imprint apparatus, the above-described stage apparatus can be used to control the position of the stage that holds at least one of the mold and the substrate. In the drawing apparatus, the above-described stage apparatus can be used to control the position of the stage holding the substrate. Below, the example which uses the above-mentioned stage apparatus in exposure apparatus is demonstrated.
図14は、本発明のステージ装置を適用した露光装置300を示す概略図である。露光装置300は、照明光学系50と、投影光学系60と、マスク71を保持するマスクステージ72の位置を制御するための第1ステージ装置70と、基板81を保持する基板ステージ82の位置を制御するための第2ステージ装置80とを含みうる。ここで、第1ステージ装置70および第2ステージ装置80はそれぞれ、第1実施形態のステージ装置100または第2実施形態のステージ装置200と同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。また、露光装置300は、制御部90を含みうる。制御部90は、例えばCPUやメモリを含み、露光装置300の各部を制御する(露光処理を制御する)。露光装置300における制御部90は、第1ステージ装置70における制御部や第2ステージ装置80における制御部を含みうる。
FIG. 14 is a schematic view showing an
マスク71および基板81は、マスクステージ72および基板ステージ82によってそれぞれ保持されており、投影光学系60を介して光学的にほぼ共役な位置(投影光学系60の物体面および像面の位置)に配置される。投影光学系60は、所定の投影倍率(例えば1/2倍)を有し、照明光学系50から射出された光を用いて、マスク71に形成されたパターンを基板81に投影する。その際、第1ステージ装置70および第2ステージ装置80は、投影光学系60の投影倍率に応じた速度比で、マスクステージ72および基板ステージ82を例えばY方向に相対的に移動させる。これにより、マスク71に形成されたパターンを基板81に転写することができる。
The
<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態におけ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、上記のリソグラフィ装置(露光装置)を用いて基板にパターンを形成する工程(基板を露光する工程)と、かかる工程でパターンが形成された基板を加工(例えば現像)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。
<Embodiment of Method for Manufacturing Article>
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. The method for manufacturing an article according to the present embodiment includes a step of forming a pattern on a substrate using the above-described lithography apparatus (exposure apparatus) (step of exposing the substrate), and processing the substrate on which the pattern is formed in the step (for example, Development). 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および変更が可能である。 As mentioned above, although preferred 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.
1:ステージ、2:駆動部、10:制御部、11:コイル、100:ステージ装置 1: Stage, 2: Drive unit, 10: Control unit, 11: Coil, 100: Stage device
Claims (9)
複数のコイルを用いて前記ステージを駆動する駆動部と、
前記複数のコイルに電流を供給して前記駆動部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記ステージの位置を目標位置に基づいて制御するように前記複数のコイルにそれぞれ電流を供給するための第1指令値と、前記ステージの駆動を制御する制御期間に前記駆動部で発生する熱量が目標熱量になるように、前記駆動部に推力を発生させない位相差で前記複数のコイルにそれぞれ電流を供給するための第2指令値とを用いて前記駆動部を制御する、ことを特徴とするステージ装置。 A stage device including a movable stage,
A drive unit that drives the stage using a plurality of coils;
A control unit for supplying current to the plurality of coils to control the driving unit;
Including
The control unit includes a first command value for supplying current to each of the plurality of coils so as to control the position of the stage based on a target position, and the driving unit during a control period for controlling driving of the stage. The drive unit is controlled using a second command value for supplying current to each of the plurality of coils with a phase difference that does not cause the drive unit to generate a thrust so that the amount of heat generated in the step becomes a target heat amount. A stage apparatus characterized by that.
前記ステージの移動プロファイルに基づいて前記第1指令値を決定し、
前記移動プロファイルに基づいて前記制御期間に前記駆動部で発生する熱量を求め、求めた熱量と前記目標熱量との差に相当する熱量が前記駆動部で更に発生するように前記第2指令値を決定する、ことを特徴とする請求項1に記載のステージ装置。 The controller is
Determining the first command value based on the movement profile of the stage;
Based on the movement profile, the amount of heat generated in the drive unit during the control period is obtained, and the second command value is set so that the amount of heat corresponding to the difference between the calculated amount of heat and the target heat amount is further generated in the drive unit. The stage device according to claim 1, wherein the stage device is determined.
前記制御部は、前記第2期間において、前記第2指令値に基づいて前記駆動部を制御する、ことを特徴とする請求項2又は3に記載のステージ装置。 The movement profile in the control period includes a first period in which the stage is accelerated or decelerated and a second period in which the stage is moved at a constant speed or maintained in a stopped state.
4. The stage device according to claim 2, wherein the control unit controls the driving unit based on the second command value in the second period. 5.
前記制御部は、前記複数のコイルに供給される電流の大きさが複数の前記第2期間の各々において互いに同じになるように前記第2指令値を決定する、ことを特徴とする請求項4に記載のステージ装置。 The movement profile in the control period includes a plurality of the second periods,
The said control part determines the said 2nd command value so that the magnitude | size of the electric current supplied to these coils may become the mutually same in each of several said 2nd period. The stage apparatus described in 1.
請求項1乃至6のうちいずれか1項のステージ装置を含む、ことを特徴とするリソグラフィ装置。 A lithographic apparatus for forming a pattern on a substrate,
A lithographic apparatus comprising the stage apparatus according to claim 1.
前記工程でパターンを形成された前記基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。 Forming a pattern on a substrate using the lithography apparatus according to claim 7;
Processing the substrate on which the pattern has been formed in the step;
A method for producing an article comprising:
前記ステージの位置を目標位置に基づいて制御するように前記複数のコイルにそれぞれ電流を供給するための第1指令値と、前記ステージの駆動を制御する制御期間に前記駆動部で発生する熱量が目標熱量になるように、前記駆動部に推力を発生させない位相差で前記複数のコイルにそれぞれ電流を供給するための第2指令値とを用いて前記ステージの駆動を制御する、ことを特徴とする制御方法。 A control method for controlling drive of a stage by a drive unit including a plurality of coils,
A first command value for supplying current to each of the plurality of coils so as to control the position of the stage based on a target position, and an amount of heat generated by the driving unit during a control period for controlling the driving of the stage. The stage drive is controlled using a second command value for supplying current to each of the plurality of coils with a phase difference that does not generate thrust in the drive unit so that a target heat amount is obtained. Control method to do.
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