JP2016194599A - Vibration isolation device and control method thereof, and exposure method and device - Google Patents

Vibration isolation device and control method thereof, and exposure method and device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve vibration isolation performance without increasing the number of measuring devices for measuring the absolute position of a vibration isolation object.SOLUTION: A vibration isolation device 20 for supporting a base member 24 on a floor FL comprises: an elastic member 48 for supporting the base member 24 with respect to the floor FL; an air damper 40 for suppressing the vibrations of the base member 24 with respect to the floor FL; a position sensor 52 for detecting a position signal corresponding to the position of the base member 24 relative to the floor FL; a motor unit 50 for adjusting the position of the base member 24 relative to the floor FL; and a control system 36 for driving the motor unit 50 in accordance with the position signal detected by the position sensor 52, the control system 36 including a characteristic change unit which electrically converts the stiffness of the elastic member 48 into a target value.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、構造物を支持する際に振動を抑制するための防振装置及びその制御方法、その防振装置を使用する露光技術、並びにその露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。   The present invention relates to a vibration isolator for suppressing vibration when supporting a structure, a control method thereof, an exposure technique using the vibration isolator, and a device manufacturing technique using the exposure technique.

例えば半導体デバイス又は液晶表示素子等の電子デバイス(マイクロデバイス)の製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、レチクル(マスク)に形成されているパターンをフォトレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプレート)に転写露光するために、ステッパー等の一括露光型(静止露光型)の露光装置又はスキャニングステッパー等の走査露光型の露光装置などが使用されている。   For example, in a lithography process, which is one of the manufacturing processes of an electronic device (microdevice) such as a semiconductor device or a liquid crystal display element, a wafer (or glass plate) on which a pattern formed on a reticle (mask) is coated with a photoresist. For example, a batch exposure type (stationary exposure type) exposure apparatus such as a stepper or a scanning exposure type exposure apparatus such as a scanning stepper is used.

露光装置においては、従来より、振動の影響を排除して、レチクルステージ及びウエハステージの位置決め精度及び重ね合わせ精度等の露光精度を向上するために、露光装置のベース部材(定盤)と床(設置面)との間には防振台が配置されている。従来の防振台として、開ループ方式で内部の圧力がほぼ一定になるように制御されるエアダンパ等を用いて防振対象物を支持する受動型の防振台が知られている。最近では、防振対象物の設置面に対する相対位置を計測するセンサ、及び防振対象物の加速度を計測するセンサの検出信号を用いて、閉ループ方式で駆動機構を駆動して防振対象物の振動を抑制するようにした能動型の防振台も提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in an exposure apparatus, in order to eliminate the influence of vibration and improve exposure accuracy such as reticle stage and wafer stage positioning accuracy and overlay accuracy, the base member (surface plate) and floor ( An anti-vibration table is arranged between the installation surface). As a conventional anti-vibration table, a passive type anti-vibration table that supports an object to be anti-vibrated using an air damper or the like that is controlled so that the internal pressure becomes almost constant by an open loop method is known. Recently, using a detection signal of a sensor that measures the relative position of the vibration-proof object with respect to the installation surface and a sensor that measures the acceleration of the vibration-proof object, the drive mechanism is driven in a closed loop manner to detect the vibration-proof object. An active vibration isolator that suppresses vibration has also been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2009−2509号公報JP 2009-2509 A

従来の能動型の防振台においては、相対位置及び加速度を計測する複数のセンサを設けているため、機構が複雑化するとともに、駆動機構用の制御回路も複雑になり、製造コストが高くなっていた。   In the conventional active vibration isolator, since a plurality of sensors for measuring the relative position and acceleration are provided, the mechanism becomes complicated and the control circuit for the drive mechanism becomes complicated, resulting in an increase in manufacturing cost. It was.

本発明の第1の態様によれば、設置面上に構造物を支持する防振装置において、その設置面に対してその構造物を支持する弾性機構と、その設置面に対するその構造物の振動を抑制するダンパ機構と、その設置面に対するその構造物の相対位置に対応する位置信号を検出する検出部と、その設置面に対するその構造物の相対位置を調整する調整部と、その検出部で検出される位置信号に応じてその調整部を駆動するための駆動信号を生成する制御部と、を備え、その制御部は、その構造物の質量、その弾性機構の剛性、及びそのダンパ機構が有するダンパの粘性比例係数の少なくとも1つを含む第1の伝達関数とその位置信号とを用いて生成される第1信号と、その構造物の質量、その弾性機構の剛性、及びそのダンパ機構が有するダンパの粘性比例係数の少なくとも1つを含み、かつその第1の伝達関数とは異なる第2の伝達関数とその位置信号とを用いて生成される第2信号と、を用いてその駆動信号を生成する防振装置が提供される。   According to the first aspect of the present invention, in the vibration isolator that supports the structure on the installation surface, the elastic mechanism that supports the structure with respect to the installation surface, and the vibration of the structure with respect to the installation surface A damper mechanism that suppresses vibration, a detection unit that detects a position signal corresponding to the relative position of the structure with respect to the installation surface, an adjustment unit that adjusts the relative position of the structure with respect to the installation surface, and the detection unit A control unit that generates a drive signal for driving the adjusting unit according to the detected position signal, and the control unit includes a mass of the structure, a rigidity of the elastic mechanism, and a damper mechanism. A first signal generated using a first transfer function including at least one of the viscosity proportional coefficients of the damper and a position signal thereof; the mass of the structure; the rigidity of the elastic mechanism; and the damper mechanism Having damper Generating a drive signal using a second signal that includes at least one of the sex proportionality coefficients and that is generated using a second transfer function different from the first transfer function and the position signal A vibration isolator is provided.

第2の態様によれば、パターンを被露光体に露光する露光装置であって、フレームと、その被露光体を支持するとともにそのフレームに対して相対移動可能なステージと、第1の態様の防振装置と、を備え、その防振装置によって、設置面に対するそのフレームの相対位置を制御する露光装置が提供される。
第3の態様によれば、設置面上に構造物を支持する防振装置も制御方法であって、その防振装置は、その設置面に対してその構造物を支持する弾性機構と、その設置面に対するその構造物の振動を抑制するダンパ機構と、その設置面に対するその構造物の相対位置に対応する位置信号を検出する検出部と、その設置面に対するその構造物の相対位置を調整する調整駆動部と、その検出部で検出される位置信号に応じてその調整駆動部を駆動するための駆動信号を生成する制御部と、を備え、その制御部は、その構造物の質量、その弾性機構の剛性、及びそのダンパ機構が有するダンパの粘性比例係数の少なくとも1つを含む第1の伝達関数を用いて、その位置信号から生成された第1信号と、その構造物の質量、その弾性機構の剛性、及びそのダンパ機構が有するダンパの粘性比例係数の少なくとも1つを含み、かつその第1の伝達関数とは異なる第2の伝達関数を用いて、その位置信号から生成された第2信号と、を用いてその駆動信号を生成する制御方法が提供される。
According to the second aspect, there is provided an exposure apparatus that exposes a pattern onto an object to be exposed, the frame, a stage that supports the object to be exposed and is relatively movable with respect to the frame, An exposure apparatus for controlling the relative position of the frame with respect to the installation surface.
According to the third aspect, the vibration isolator that supports the structure on the installation surface is also a control method, and the vibration isolation device includes an elastic mechanism that supports the structure with respect to the installation surface, and A damper mechanism that suppresses vibration of the structure with respect to the installation surface, a detection unit that detects a position signal corresponding to the relative position of the structure with respect to the installation surface, and a relative position of the structure with respect to the installation surface An adjustment drive unit, and a control unit that generates a drive signal for driving the adjustment drive unit according to the position signal detected by the detection unit, the control unit comprising the mass of the structure, the The first signal generated from the position signal using the first transfer function including at least one of the rigidity of the elastic mechanism and the viscosity proportionality coefficient of the damper of the damper mechanism, the mass of the structure, The rigidity of the elastic mechanism and its A second signal generated from the position signal using a second transfer function that includes at least one of the viscosity proportional coefficients of the damper of the damper mechanism and that is different from the first transfer function. A control method for generating the drive signal is provided.

第4の態様によれば、パターンを被露光体に露光する露光方法であって、その被露光体を支持して移動可能なステージを支持するフレームの設置面に対する相対位置を防振装置で制御することと、その防振装置を第3の態様の制御方法で制御することと、を含む露光方法が提供される。
第5の態様によれば、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、そのリソグラフィ工程で、本発明の態様の露光装置又は露光方法を用いて物体を露光するデバイス製造方法が提供される。
According to a fourth aspect, there is provided an exposure method for exposing a pattern to an object to be exposed, wherein the relative position with respect to the installation surface of a frame that supports the movable stage and supports the object to be exposed is controlled by a vibration isolator. And an anti-vibration device is controlled by the control method according to the third aspect.
According to a fifth aspect, there is provided a device manufacturing method including a lithography process, in which an object is exposed using the exposure apparatus or exposure method according to the aspect of the present invention.

実施形態の一例に係る露光装置の概略構成を示す、一部を断面で表した図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exposure apparatus according to an example of an embodiment, partly in cross section. 図1中の一つの防振台及びその制御系を示す図である。It is a figure which shows one vibration isolator in FIG. 1, and its control system. 図2の防振台の力学モデルを示す図である。It is a figure which shows the dynamic model of the vibration isolator of FIG. (A)は図3の防振台を示すブロック図、(B)はその防振台及び制御系の一例を示すブロック図である。(A) is a block diagram showing the vibration isolator of FIG. 3, (B) is a block diagram showing an example of the vibration isolator and the control system. (A)は防振台及び制御系の一部を示すブロック図、(B)は所定の近似を行った場合に図5(A)と等価なブロック図である。(A) is a block diagram showing a part of the vibration isolator and the control system, and (B) is a block diagram equivalent to FIG. 5 (A) when a predetermined approximation is performed. 防振台及び制御系の一部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a part of vibration isolator and a control system. (A)は除振特性を示す図、(B)は防振台及び制御系の一部を示すブロック図である。(A) is a figure which shows a vibration isolation characteristic, (B) is a block diagram which shows a part of a vibration isolator and a control system. (A)は防振台及び剛性を制御するための制御系の一部を示すブロック図、(B)は図8(A)と等価なブロック図である。(A) is a block diagram showing a part of a vibration isolator and a control system for controlling rigidity, and (B) is a block diagram equivalent to FIG. 8 (A). (A)はPI制御も行う制御系を示すブロック図、(B)は図9(A)と等価なブロック図である。(A) is a block diagram showing a control system that also performs PI control, and (B) is a block diagram equivalent to FIG. 9 (A). (A)は防振台の伝達特性の振幅を示す図、(B)はその伝達特性の位相を示す図である。(A) is a figure which shows the amplitude of the transmission characteristic of a vibration isolator, (B) is a figure which shows the phase of the transmission characteristic. (A)は設置面に与えた振動を示す図、(B)は受動的な制御を行った場合の構造物の振動の時間応答特性を示す図、(C)は実施形態の制御系を用いた場合の構造物の振動の時間応答特性を示す図、(D)は調整部で発生させる推力の時間応答特性を示す図である。(A) is a diagram showing vibration applied to the installation surface, (B) is a diagram showing time response characteristics of the vibration of the structure when passive control is performed, and (C) uses the control system of the embodiment. The figure which shows the time response characteristic of the vibration of the structure in the case of having met, (D) is a figure which shows the time response characteristic of the thrust which an adjustment part produces | generates. (A)は実施形態の制御系を用いた場合の振幅の応答特性の一例を示す図、(B)はその場合のステップ時間応答特性の一例を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the response characteristic of an amplitude at the time of using the control system of embodiment, (B) is a figure which shows an example of the step time response characteristic in that case. 防振装置の使用方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the usage method of a vibration isolator. 電子デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of an electronic device.

以下、本発明の実施形態の一例につき図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る露光装置EXを示す。一例として、露光装置EXは、液晶表示素子を製造するために使用される走査露光型の投影露光装置である。図1において、露光用の光源としての例えば水銀ランプ(不図示)から射出された露光用の照明光IL(露光光)は、照明光学系10に入射する。照明光学系10は、フライアイレンズ等のオプティカルインテグレータ、開口絞り、集光レンズ、可変ブラインド機構(マスクブラインド)、及びコンデンサレンズ系等を有する。照明光学系10から射出される照明光ILは、マスクMのパターン面(下面)の照明領域を均一な照度分布で照射する。
Hereinafter, an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an exposure apparatus EX according to this embodiment. As an example, the exposure apparatus EX is a scanning exposure type projection exposure apparatus used for manufacturing a liquid crystal display element. In FIG. 1, exposure illumination light IL (exposure light) emitted from, for example, a mercury lamp (not shown) as an exposure light source enters an illumination optical system 10. The illumination optical system 10 includes an optical integrator such as a fly-eye lens, an aperture stop, a condenser lens, a variable blind mechanism (mask blind), a condenser lens system, and the like. The illumination light IL emitted from the illumination optical system 10 irradiates the illumination area of the pattern surface (lower surface) of the mask M with a uniform illuminance distribution.

マスクMのパターン面の照明領域内のパターンの投影光学系PLによる像が、フォトレジスト(感光材料)が塗布されたガラスプレートよりなるプレートP(感光性の基板)上に投影される。一例として、投影光学系PLは等倍である。なお、投影光学系PLの倍率は拡大又は縮小でもよい。また、投影光学系PLとして、複数の部分投影光学系を所定の配列で並べたいわゆるマルチレンズ方式の投影光学系を使用してもよい。この場合には、照明光学系10から射出される照明光ILは、複数の部分投影光学系に対応する複数の照明領域を照明する。以下、投影光学系PLの光軸AXに平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に平行な方向にX軸を、図1の紙面に垂直な方向にY軸を取って説明する。本実施形態では、X軸に沿った方向(X方向)が、走査露光時のマスクM及びプレートPの走査方向であり、マスクM上の照明領域は、非走査方向であるY軸に沿った方向(Y方向)に細長い形状である。   An image of the pattern in the illumination area of the pattern surface of the mask M by the projection optical system PL is projected onto a plate P (photosensitive substrate) made of a glass plate coated with a photoresist (photosensitive material). As an example, the projection optical system PL has the same magnification. Note that the magnification of the projection optical system PL may be enlarged or reduced. As the projection optical system PL, a so-called multi-lens projection optical system in which a plurality of partial projection optical systems are arranged in a predetermined arrangement may be used. In this case, the illumination light IL emitted from the illumination optical system 10 illuminates a plurality of illumination areas corresponding to the plurality of partial projection optical systems. Hereinafter, the Z-axis is taken in parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL, the X-axis is parallel to the plane of FIG. 1 in the plane perpendicular to the Z-axis, and the Y-axis is perpendicular to the plane of FIG. Take and explain. In the present embodiment, the direction along the X axis (X direction) is the scanning direction of the mask M and the plate P during scanning exposure, and the illumination area on the mask M is along the Y axis, which is the non-scanning direction. The shape is elongated in the direction (Y direction).

また、投影光学系PLの物体面側に配置されるマスクMは、走査露光時にマスクベース35B上を、エアベアリングを介して少なくともX方向に定速移動するマスクステージMSTに保持されている。マスクステージMSTの移動座標位置(X方向、Y方向の位置、及びZ軸の回りの回転角)は、マスクステージMSTに固定された移動鏡Mrと、これに対向して配置されたレーザ干渉計(不図示)とで逐次計測され、この計測結果及び装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御装置(不図示)からの制御情報に基づいて、リニアモータ及び微動アクチュエータ等で構成される駆動系(不図示)によってマスクステージMSTが駆動される。   The mask M arranged on the object plane side of the projection optical system PL is held by a mask stage MST that moves at a constant speed in at least the X direction via an air bearing on the mask base 35B during scanning exposure. The movement coordinate position of the mask stage MST (X-direction, Y-direction position, and rotation angle about the Z-axis) is a movable mirror Mr fixed to the mask stage MST and a laser interferometer disposed opposite thereto. (Not shown) and is composed of a linear motor and a fine actuator based on control results from a main control device (not shown) consisting of a computer that comprehensively controls the measurement results and the overall operation of the device. The mask stage MST is driven by a driving system (not shown).

一方、投影光学系PLの像面側に配置されるプレートPは、基板ステージPST上に保持され、基板ステージPSTは、走査露光時に少なくともX方向に定速移動できるとともに、X方向及びY方向にステップ移動できるように、エアベアリングを介して基板ベースPB上に載置されている。また、基板ステージPSTの移動座標位置(X方向、Y方向の位置、及びZ軸の回りの回転角)は、基板ステージPSTに固定された移動鏡Prと、これに対向して配置されたレーザ干渉計(不図示)とで逐次計測され、この計測結果及び主制御装置(不図示)からの制御情報に基づいて、リニアモータ及びボイスコイルモータ(VCM)等のアクチュエータで構成される駆動系(不図示)によって基板ステージPSTが駆動される。   On the other hand, the plate P disposed on the image plane side of the projection optical system PL is held on the substrate stage PST, and the substrate stage PST can move at a constant speed in at least the X direction during scanning exposure, and in the X direction and the Y direction. It is mounted on the substrate base PB via an air bearing so that it can be stepped. Further, the movement coordinate position of the substrate stage PST (X-direction, Y-direction position, and rotation angle around the Z-axis) is a moving mirror Pr fixed to the substrate stage PST and a laser disposed opposite thereto. A drive system (including a linear motor and a voice coil motor (VCM)) that is sequentially measured by an interferometer (not shown) and based on the measurement result and control information from a main controller (not shown). The substrate stage PST is driven by (not shown).

また、基板ステージPSTには、プレートPのZ方向の位置(フォーカス位置)と、X軸及びY軸の回りの傾斜角を制御するZレベリング機構(不図示)も備えられている。そして、投影光学系PLの下部側面に、プレートPの表面の複数の位置でフォーカス位置(Z方向の位置)を計測する斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ(不図示)が配置されている。このオートフォーカスセンサの計測結果に基づいてそのZレベリング機構を駆動することで、走査露光時にプレートPの表面が投影光学系PLの像面に合焦される。   The substrate stage PST is also provided with a Z leveling mechanism (not shown) for controlling the position of the plate P in the Z direction (focus position) and the tilt angles around the X and Y axes. An oblique incidence multi-point autofocus sensor (not shown) that measures focus positions (positions in the Z direction) at a plurality of positions on the surface of the plate P is disposed on the lower side surface of the projection optical system PL. . By driving the Z leveling mechanism based on the measurement result of the autofocus sensor, the surface of the plate P is focused on the image plane of the projection optical system PL during scanning exposure.

次に、露光装置EXが備える防振機構の一例につき説明する。図1において、例えば液晶ディスプレイの製造工場の床FL上に例えば4箇所に配置された防振台22を介して、露光装置を設置する際の基礎部材としての厚い平板状のベース部材24(定盤又はペデスタル)が設置されている。防振台22(防振装置の機構部)及び制御系36から能動型の防振装置20(図2参照)が構成されている(詳細後述)。防振台22及び制御系36を含むシステムは、能動型振動分離システムであるAVIS(Active Vibration Isolation System) とも呼ぶことができる。また、ベース部材24上に露光装置EXの本体部(光源を除く照明光学系10、マスクステージMST、投影光学系PL、及び基板ステージPSTを含む部分)を設置するための長方形の薄い平板状のベースプレート26が固定されている。   Next, an example of a vibration isolation mechanism provided in the exposure apparatus EX will be described. In FIG. 1, for example, a thick flat base member 24 (fixed) as a base member for installing an exposure apparatus via vibration isolators 22 arranged at, for example, four locations on a floor FL of a liquid crystal display manufacturing factory. Board or pedestal). The vibration isolator 22 (mechanism part of the vibration isolator) and the control system 36 constitute an active vibration isolator 20 (see FIG. 2) (details will be described later). The system including the vibration isolator 22 and the control system 36 can also be referred to as an active vibration isolation system (AVIS). Further, a rectangular thin flat plate for installing the main body of the exposure apparatus EX (a portion including the illumination optical system 10 excluding the light source, the mask stage MST, the projection optical system PL, and the substrate stage PST) on the base member 24. A base plate 26 is fixed.

ベースプレート26上に3箇所又は4箇所の支持部材28及び防振台30を介して第1フレーム35Aが載置され、第1フレーム35Aの中央の開口部に投影光学系PLが保持されている。防振台30としては、防振台22を小型化した防振台を使用できる。
また、第1フレーム35Aの両端部に設けられた門型のフレームを介して平板状のマスクベース35Bが固定され、マスクベース35Bを覆うように第2フレーム35Cが固定され、第2フレーム35Cの中央部に照明光学系10が支持されている。そして、マスクベース35B上にマスクMを保持するマスクステージMSTが載置されている。第1フレーム35A、マスクベース35B、及び第2フレーム35Cよりフレーム機構34が構成されている。フレーム機構34は、ベースプレート26の上面に複数の防振台30を介して支持された状態で、投影光学系PL、マスクステージMST(第1ステージ)、及び照明光学系10を保持している。
A first frame 35A is placed on the base plate 26 via three or four support members 28 and an anti-vibration table 30, and the projection optical system PL is held in the central opening of the first frame 35A. As the vibration isolation table 30, a vibration isolation table in which the vibration isolation table 22 is downsized can be used.
Further, a flat mask base 35B is fixed via a gate-shaped frame provided at both ends of the first frame 35A, a second frame 35C is fixed so as to cover the mask base 35B, and the second frame 35C The illumination optical system 10 is supported at the center. A mask stage MST for holding the mask M is placed on the mask base 35B. A frame mechanism 34 is constituted by the first frame 35A, the mask base 35B, and the second frame 35C. The frame mechanism 34 holds the projection optical system PL, the mask stage MST (first stage), and the illumination optical system 10 while being supported on the upper surface of the base plate 26 via a plurality of vibration isolation tables 30.

また、ベース部材24上のベースプレート26上の複数の支持部材28で囲まれた領域上に、3個又は4個の防振台32を介して基板ベースPBが支持されている。基板ベースPB上にはプレートPを保持する基板ステージPST(第2ステージ)が載置されている。防振台32としても、防振台22を小型化した防振台を使用できる。
複数のそれぞれ防振台22を含む防振装置20によって、床FLに対して、ベース部材24を含む露光装置EXのほぼ全体の部分の振動が抑制されている。このため、他の製造装置等(不図示)による振動が床FLに伝えられた場合でも、露光装置EXの振動が抑制され、露光装置EXで高精度に露光を行うことができる。さらに、複数の防振台30を含む防振装置によって、投影光学系PL及びマスクステージMST等の振動が抑制され、複数の防振台32を含む防振装置によって、基板ステージPSTの振動が抑制される。なお、防振台30及び32の少なくとも一方の構成は防振台22と異なっていてもよい。例えば防振台30及び32の少なくとも一方は受動型の防振台でもよい。
In addition, the substrate base PB is supported on the region surrounded by the plurality of support members 28 on the base plate 26 on the base member 24 via three or four vibration isolation tables 32. A substrate stage PST (second stage) that holds the plate P is placed on the substrate base PB. As the vibration isolation table 32, a vibration isolation table in which the vibration isolation table 22 is downsized can be used.
The vibration isolator 20 including each of the plurality of anti-vibration bases 22 suppresses vibration of almost the entire portion of the exposure apparatus EX including the base member 24 with respect to the floor FL. For this reason, even when vibration from another manufacturing apparatus or the like (not shown) is transmitted to the floor FL, the vibration of the exposure apparatus EX is suppressed, and the exposure apparatus EX can perform exposure with high accuracy. Further, the vibration of the projection optical system PL and the mask stage MST is suppressed by the vibration isolation device including the plurality of vibration isolation tables 30, and the vibration of the substrate stage PST is suppressed by the vibration isolation device including the plurality of vibration isolation tables 32. Is done. Note that at least one of the vibration isolation tables 30 and 32 may be different from the vibration isolation table 22. For example, at least one of the vibration isolation tables 30 and 32 may be a passive vibration isolation table.

露光装置EXを用いてプレートPを露光する際には、マスクMへの照明光ILの照射を開始して、マスクMのパターンの一部の投影光学系PLを介した像でプレートP上の一つのショット領域を露光しつつ、マスクステージMSTと基板ステージPSTとを投影光学系PLの投影倍率βを速度比としてX方向に同期して移動(同期走査)する走査露光動作によって、そのショット領域にマスクMのパターン像が転写される。その後、照明光ILの照射を停止して、基板ステージPSTを介してプレートPをX方向、Y方向にステップ移動する動作と、上記の走査露光動作とを繰り返すことによって、ステップ・アンド・スキャン方式でプレートPの全部のショット領域にマスクMのパターン像が転写される。   When exposing the plate P using the exposure apparatus EX, irradiation of the illumination light IL to the mask M is started, and a part of the pattern of the mask M is imaged on the plate P through the projection optical system PL. While exposing one shot region, the shot region is moved by a scanning exposure operation in which the mask stage MST and the substrate stage PST are moved synchronously in the X direction with the projection magnification β of the projection optical system PL as a speed ratio (synchronous scanning). The pattern image of the mask M is transferred to the surface. Thereafter, the irradiation of the illumination light IL is stopped, and the step-and-scan method is performed by repeating the operation of stepping the plate P in the X direction and the Y direction via the substrate stage PST and the above-described scanning exposure operation. Thus, the pattern image of the mask M is transferred to the entire shot area of the plate P.

次に、本実施形態の防振台22を含む防振装置20につき詳細に説明する。また、以下では、ベース部材24を含む部分の投影光学系PLの光軸AXに平行な方向であるZ方向の振動を抑制する防振装置について説明するが、これはX方向及びY方向の振動を抑制する機構、さらにはX軸、Y軸、Z軸の回りの回転方向の振動を抑制する防振装置にも同様に適用できる。   Next, the vibration isolator 20 including the vibration isolator 22 of this embodiment will be described in detail. In the following, a description will be given of a vibration isolator that suppresses vibration in the Z direction, which is a direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL in a portion including the base member 24. This is the vibration in the X direction and the Y direction. The present invention can be similarly applied to a mechanism that suppresses vibration, and also to a vibration isolator that suppresses vibration in the rotational direction around the X, Y, and Z axes.

図2は、図1中の一つの防振台22及び制御系36を含む防振装置20を示す。図2において、床FL上に設置された剛性の高い支持台38上に、エアダンパ40及び比較的剛性の高い圧縮コイルばねを有する弾性部材48を介してベース部材24が支持されている。エアダンパ40は、支持台38上の保持部材41A及びベース部材24の底面の保持部材41Bによって安定に保持されている。なお、弾性部材48としては、圧縮コイルばねの代わりに板ばね等を使用することもできる。   FIG. 2 shows the vibration isolator 20 including the single vibration isolator 22 and the control system 36 in FIG. In FIG. 2, the base member 24 is supported on a highly rigid support base 38 installed on the floor FL via an air damper 40 and an elastic member 48 having a relatively rigid compression coil spring. The air damper 40 is stably held by the holding member 41 </ b> A on the support base 38 and the holding member 41 </ b> B on the bottom surface of the base member 24. As the elastic member 48, a leaf spring or the like can be used instead of the compression coil spring.

流体式ダンパとしてのエアダンパ40は、可撓性を有する中空の袋内に気体としての空気を圧力が制御できる状態で封入したものである。即ち、例えば工場の共通の圧縮空気源としてのコンプレッサ(不図示)に連結された用力配管(不図示)の端部である空気取り入れ部42とエアダンパ40とが、例えば可撓性を有する配管43で接続されている。配管43の途中には、レギュレータ44及び空気の流量を制御できるサーボバルブ45が装着されている。また、エアダンパ40内の気体の圧力を計測する圧力センサ46が設けられ、圧力センサ46の検出信号が制御系36に供給されている。一例として、制御系36は、圧力センサ46で検出される圧力が目標値に対して許容範囲になるように、サーボバルブ45の流量を制御する。なお、エアダンパ40の代わりに油圧式のダンパを使用してもよい。   The air damper 40 as a fluid damper is one in which air as a gas is sealed in a flexible hollow bag in a state where the pressure can be controlled. That is, for example, an air intake portion 42 and an air damper 40 which are ends of a utility pipe (not shown) connected to a compressor (not shown) as a common compressed air source in a factory are, for example, a flexible pipe 43. Connected with. In the middle of the pipe 43, a regulator 44 and a servo valve 45 capable of controlling the air flow rate are mounted. Further, a pressure sensor 46 that measures the pressure of the gas in the air damper 40 is provided, and a detection signal of the pressure sensor 46 is supplied to the control system 36. As an example, the control system 36 controls the flow rate of the servo valve 45 so that the pressure detected by the pressure sensor 46 falls within an allowable range with respect to the target value. A hydraulic damper may be used instead of the air damper 40.

また、支持台38とベース部材24との間に、支持台38に固定されたスケール部52aとベース部材24に固定された検出部52bとを有し、支持台38(床FL)に対するベース部材24のZ方向の相対位置(これをxsns(t)とする)を求める位置センサ52が設けられている。位置センサ52は、相対位置xsns(t)に対応する信号を検出する非接触式で光学式のセンサであるが、それに限定されるものではない。位置センサ52の検出信号は制御系36に供給され、その検出信号等の情報を用いて制御系36は、床FLに対するベース部材24(露光装置EX)の相対位置が予め設定されている目標位置になるように、モータ部50の推力を制御する。位置センサ52としては、光学式のリニアエンコーダの他に、静電容量式、又は磁気式等のリニアエンコーダを使用できる。また、位置センサ52の代わりに、渦電流式の変位センサ、又は非接触式のギャップセンサ等を使用することも可能である。 Further, a scale member 52a fixed to the support table 38 and a detection unit 52b fixed to the base member 24 are provided between the support table 38 and the base member 24, and the base member with respect to the support table 38 (floor FL). A position sensor 52 is provided for determining the relative position of 24 in the Z direction (this is x sns (t)). The position sensor 52 is a non-contact optical sensor that detects a signal corresponding to the relative position x sns (t), but is not limited thereto. The detection signal of the position sensor 52 is supplied to the control system 36, and using the information such as the detection signal, the control system 36 uses the target position in which the relative position of the base member 24 (exposure apparatus EX) with respect to the floor FL is set in advance. Thus, the thrust of the motor unit 50 is controlled. As the position sensor 52, an electrostatic linear encoder or a linear encoder other than an optical linear encoder can be used. Further, instead of the position sensor 52, an eddy current type displacement sensor, a non-contact type gap sensor, or the like may be used.

また、支持台38とベース部材24との間に、支持台38に固定されたスケール部52aとベース部材24に固定された検出部52bとを有し、支持台38(床FL)に対するベース部材24のZ方向の相対位置(これをxsns(t)とする)に対応する信号を検出する非接触式で光学式の位置センサ52が設けられている。位置センサ52の検出信号は制御系36に供給され、その検出信号等の情報を用いて制御系36は、床FLに対するベース部材24(露光装置EX)の相対位置が予め設定されている目標位置になるように、モータ部50の推力を制御する。位置センサ52としては、光学式のリニアエンコーダの他に、静電容量式、又は磁気式等のリニアエンコーダを使用できる。また、位置センサ52の代わりに、渦電流式の変位センサ、又は非接触式のギャップセンサ等を使用することも可能である。 Further, a scale member 52a fixed to the support table 38 and a detection unit 52b fixed to the base member 24 are provided between the support table 38 and the base member 24, and the base member with respect to the support table 38 (floor FL). A non-contact optical position sensor 52 is provided for detecting a signal corresponding to a relative position of 24 in the Z direction (this is x sns (t)). The detection signal of the position sensor 52 is supplied to the control system 36, and using the information such as the detection signal, the control system 36 uses the target position in which the relative position of the base member 24 (exposure apparatus EX) with respect to the floor FL is set in advance. Thus, the thrust of the motor unit 50 is controlled. As the position sensor 52, an electrostatic linear encoder or a linear encoder other than an optical linear encoder can be used. Further, instead of the position sensor 52, an eddy current type displacement sensor, a non-contact type gap sensor, or the like may be used.

次に、図2の防振台の制御系36内でモータ部50の動作を制御する部分ににつき説明する。図3は、図2の防振台22の力学モデルである。図3において、設置面16は図2の床FLの表面に対応しており、構造物18は図1のベース部材24及びベース部材24で支持されている露光装置EXの構成要素の質量(これをMとする)と同じ質量を持つ平板状の部材である。図1において、ベース部材24の底面に例えば4個の防振台22がある場合、その質量Mは、ベース部材24及びベース部材24で支持されている露光装置EXの構成要素の全体の質量のほぼ1/4である。   Next, a part for controlling the operation of the motor unit 50 in the control system 36 of the vibration isolator shown in FIG. 2 will be described. FIG. 3 shows a dynamic model of the vibration isolator 22 shown in FIG. 3, the installation surface 16 corresponds to the surface of the floor FL in FIG. 2, and the structure 18 is the base member 24 in FIG. 1 and the mass of the constituent elements of the exposure apparatus EX supported by the base member 24 (this). Is a flat plate-like member having the same mass as M). In FIG. 1, when there are, for example, four vibration isolation tables 22 on the bottom surface of the base member 24, the mass M is the total mass of the components of the exposure apparatus EX supported by the base member 24 and the base member 24. It is almost 1/4.

また、図3において、図2のエアダンパ40の粘性比例係数をC、弾性部材48の剛性をKとする。このとき、質量Mは構造物18の加速度に応じた抵抗力(慣性)の係数であり、粘性比例係数Cは構造物18の速度に応じた抵抗力の係数であり、剛性(ばね定数)Kは構造物18の位置に応じた抵抗力の係数であるとみなすことができる。
そして、例えば所定の基準面に対する設置面16のZ方向の位置をx0(t)、その基準面に対する構造物18のZ方向の位置をxv(t)(tは時間)、設置面16に対する構造物18のZ方向の相対位置をxsns(t)として、モータ部50による設置面16から構造物18に対するZ方向の推力をf(t)とする。位置x0(t)及びxv(t)は、相対位置に対して絶対位置ということもできる。
In FIG. 3, the viscosity proportionality coefficient of the air damper 40 of FIG. 2 is C, and the rigidity of the elastic member 48 is K. At this time, the mass M is a coefficient of resistance (inertia) according to the acceleration of the structure 18, the viscosity proportional coefficient C is a coefficient of resistance according to the speed of the structure 18, and the stiffness (spring constant) K Can be regarded as a coefficient of resistance according to the position of the structure 18.
For example, the position in the Z direction of the installation surface 16 with respect to a predetermined reference surface is x 0 (t), the position in the Z direction of the structure 18 with respect to the reference surface is x v (t) (t is time), and the installation surface 16 The relative position in the Z direction of the structure 18 with respect to is set to x sns (t), and the thrust in the Z direction from the installation surface 16 by the motor unit 50 to the structure 18 is set to f (t). The positions x 0 (t) and x v (t) can also be called absolute positions with respect to the relative positions.

図4(A)は、図3の力学モデルに対応する防振台22を表すブロック図である。図4(A)のブロック部22Bが、図3の力学モデルに対応している。なお、変数sはラプラス変換の変数であり、周波数をf(Hz)、角周波数をωとすると、定常状態ではs=i2πf=iω(iは虚数単位)である。ブロック部22Bにおいて、推力f(t)が減算部(加え合わせ点)54Aの加算側に入力され、減算部54Aの出力が、質量Mによる変位部54B及び積分部54Cを介して積分部54D及び減算部54Eの加算側に供給され、積分部54Dの出力(位置xv(t))が減算部54Fの加算側に供給されている。 FIG. 4A is a block diagram showing a vibration isolator 22 corresponding to the dynamic model of FIG. A block 22B in FIG. 4A corresponds to the dynamic model in FIG. Note that the variable s is a Laplace transform variable. If the frequency is f (Hz) and the angular frequency is ω, s = i2πf = iω (i is an imaginary unit) in a steady state. In the block unit 22B, the thrust f (t) is input to the addition side of the subtraction unit (addition point) 54A, and the output of the subtraction unit 54A is integrated by the integration unit 54D and the displacement unit 54B and the integration unit 54C by the mass M. The signal is supplied to the addition side of the subtraction unit 54E, and the output (position x v (t)) of the integration unit 54D is supplied to the addition side of the subtraction unit 54F.

また、図3の設置面16の加速度(位置x0(t)の時間tによる2階微分)が積分部54Gを介して減算部54Eの減算側及び積分部54Hに供給され、積分部54Hの出力(位置x0(t))が減算部54Fの減算側に供給され、減算部54Fの出力(相対位置xsns(t))が剛性Kを持つ弾性部54Jに供給され、減算部54Eの出力が粘性比例係数Cを持つダンパ部54Iに供給されている。そして、弾性部54J及びダンパ部54Iの出力が加算部(加え合わせ点)54Kで加算され、加算部54Kの出力が減算部54Aの減算側に供給されている。 Also, supplied to the subtractor and integrator 54H of the subtraction section 54E through the integral portion 54G (2 derivative by time t of the position x 0 (t)) the acceleration of the mounting surface 16 of Figure 3, the integrator 54H The output (position x 0 (t)) is supplied to the subtraction side of the subtraction unit 54F, and the output (relative position x sns (t)) of the subtraction unit 54F is supplied to the elastic unit 54J having rigidity K, and the subtraction unit 54E The output is supplied to a damper 54I having a viscosity proportional coefficient C. The outputs of the elastic portion 54J and the damper portion 54I are added by an adding portion (addition point) 54K, and the output of the adding portion 54K is supplied to the subtracting side of the subtracting portion 54A.

また、次の式(11)は、図4(A)のブロック部22Bを、2入力(推力f(t)及び位置x0(t))で2出力(位置xv(t)及びxsns(t))のシステムとして伝達関数を用いて表したものである。

Figure 2016194599

式(11)において、第2式の2行×2列の行列(以下、行列P(s)ともいう)中の要素P2(s)が防振装置20の除振特性(後述)を表している。 Further, the following equation (11) is obtained by converting the block portion 22B of FIG. 4A to two outputs (position x v (t) and x sns with two inputs (thrust f (t) and position x 0 (t)). (T)) is expressed using a transfer function.
Figure 2016194599

In Expression (11), an element P 2 (s) in a matrix of 2 rows × 2 columns (hereinafter also referred to as matrix P (s)) of the second expression represents the vibration isolation characteristics (described later) of the vibration isolator 20. ing.

次に、図4(B)は、本実施形態の制御系36を含む能動型の防振装置の一例を示すブロック図である。図4(B)において、ブロック部22Bは、図4(A)の防振台22のブロック図を式(11)の行列P(s)を用いて表したものである。
図4(B)において、減算部56の加算側に、構造物18の設置面16に対するZ方向の相対位置の目標値rに対応する信号が供給され、ブロック図22Bから出力される構造物18の位置センサ52によって計測される相対位置xsns(t)に対応する信号が、減算部56の減算側及びフィードバック制御部(以下、FB制御部という)58に供給されている。また、減算部56の出力eが、比例制御及び積分制御を行うための制御部(以下、PI制御部という)60に供給され、PI制御部60の出力uが減算部62の加算側に供給され、FB制御部58の出力が減算部62の減算側に供給され、減算部62の出力(推力f(t)を生成するための信号fref)がモータ部50の駆動回路部50D(このモータドライバ特性の伝達関数をQMD(s)とする)に供給され、モータ部50から推力f(t)が発生している。なお、PI制御部60は、FB制御部58とは別個に設けられた第2のフィードバック制御部とみなすことができる。
Next, FIG. 4B is a block diagram showing an example of an active vibration isolator including the control system 36 of the present embodiment. In FIG. 4B, the block unit 22B is a block diagram of the vibration isolation table 22 in FIG. 4A expressed by using the matrix P (s) in the equation (11).
4B, a signal corresponding to the target value r of the relative position in the Z direction with respect to the installation surface 16 of the structure 18 is supplied to the addition side of the subtraction unit 56, and the structure 18 output from the block diagram 22B. A signal corresponding to the relative position x sns (t) measured by the position sensor 52 is supplied to a subtraction side of the subtraction unit 56 and a feedback control unit (hereinafter referred to as FB control unit) 58. Further, the output e of the subtracting unit 56 is supplied to a control unit (hereinafter referred to as a PI control unit) 60 for performing proportional control and integral control, and the output u of the PI control unit 60 is supplied to the addition side of the subtracting unit 62. Then, the output of the FB control unit 58 is supplied to the subtraction side of the subtraction unit 62, and the output of the subtraction unit 62 (signal f ref for generating the thrust f (t)) is the drive circuit unit 50D (this The transfer function of the motor driver characteristic is QMD (s)), and a thrust f (t) is generated from the motor unit 50. The PI controller 60 can be regarded as a second feedback controller provided separately from the FB controller 58.

駆動回路部50Dのモータドライバ特性の伝達関数QMD(s)は、ローパスフィルタ(LPF)特性となり、その帯域はモータによって異なる。比較的小型の構造物の場合に好適なボイスコイルモータの場合、その帯域は数kHz程度であり、大型構造物に好適な空圧アクチュエータ(エアシリンダ等)の場合、その帯域は20Hz程度までである。
また、図4(B)のPI制御部60は、主に構造物18を安定に支持するために設けられ、FB制御部58は、主に防振装置20の除振率を改善するために設けられている。一例として、除振率は、次のように設置面16の位置x0(t)の変動量に対する構造物18の位置xv(t)の変動量の比率である。
除振率=xv(t)/x0(t)
除振率が小さいほど、設置面16の振動による構造物18の振動が少なくなり、除振性能(除振特性)が優れていることになる。以下では、一例として、除振率によって防振装置20の除振特性又は防振特性を表すこととする。
The transfer function Q MD (s) of the motor driver characteristic of the drive circuit unit 50D is a low-pass filter (LPF) characteristic, and the band varies depending on the motor. In the case of a voice coil motor suitable for a relatively small structure, the band is about several kHz. In the case of a pneumatic actuator (such as an air cylinder) suitable for a large structure, the band is up to about 20 Hz. is there.
4B is mainly provided to stably support the structure 18, and the FB control unit 58 is mainly used to improve the vibration isolation rate of the vibration isolator 20. Is provided. As an example, the vibration isolation rate is the ratio of the amount of variation of the position x v (t) of the structure 18 to the amount of variation of the position x 0 (t) of the installation surface 16 as follows.
Vibration isolation ratio = x v (t) / x 0 (t)
The smaller the vibration isolation ratio, the less the vibration of the structure 18 due to the vibration of the installation surface 16, and the better the vibration isolation performance (vibration isolation characteristics). Hereinafter, as an example, the vibration isolation characteristics or the vibration isolation characteristics of the vibration isolation device 20 are represented by the vibration isolation ratio.

次に、図5(A)は、図4(B)中のブロック部22B、駆動回路部50D、減算部62、及びFB制御部58を示す。また、図5(A)において、駆動回路部50Dの伝達関数QMD(s)をほぼ1とみなした場合のブロック図は図5(B)となる。この図5(B)におけるFB制御部58の伝達関数CIPFB(s)は次の式(12)で表される。
なお、式(12)中の関数P1(s)(防振台22の実際の機械特性を表す関数)は式(13)で表され、関数Pn1(s)は理想的な機械特性(目標とする機械特性)を表す関数であり、関数Q(s)は、伝達関数の分子及び分母の次数を等しくするためのローパスフィルタ特性を持つ関数である。
Next, FIG. 5A shows the block unit 22B, the drive circuit unit 50D, the subtraction unit 62, and the FB control unit 58 in FIG. 4B. Further, in FIG. 5A, a block diagram when the transfer function Q MD (s) of the drive circuit unit 50D is regarded as approximately 1 is shown in FIG. The transfer function C IPFB (s) of the FB control unit 58 in FIG. 5B is expressed by the following equation (12).
Note that the function P 1 (s) (function representing the actual mechanical characteristics of the vibration isolator 22) in the expression (12) is expressed by the expression (13), and the function P n1 (s) is an ideal mechanical characteristic ( The function Q (s) is a function having a low-pass filter characteristic for equalizing the numerator and denominator orders of the transfer function.

Figure 2016194599
Figure 2016194599

ここで、理想的な機械特性を表す関数Pn1(s)として次の3つの場合(以下、ケース1、ケース2、ケース3とする)を想定する。ケース1の場合、関数Pn1(s)は以下の式(14A)で示すように、質量M、粘性比例係数C、及び剛性Kがそれぞれ理想的な値Mn,Cn,Knに設定されている関数である。このとき、FB制御部58の伝達関数CIPFB(s)は式(14B)で表され、式(14B)中の関数Q(s)はカットオフ角周波数ωLPF及び減衰率ζを用いて式(14C)で表される。 Here, the following three cases (hereinafter referred to as case 1, case 2, and case 3) are assumed as functions P n1 (s) representing ideal mechanical characteristics. In case 1, the function P n1 (s) is set to ideal values M n , C n , and K n for the mass M, the viscosity proportional coefficient C, and the stiffness K, respectively, as shown in the following equation (14A). Function. At this time, the transfer function C IPFB (s) of the FB control unit 58 is expressed by Expression (14B), and the function Q (s) in Expression (14B) is expressed by using the cutoff angular frequency ω LPF and the attenuation rate ζ. (14C).

Figure 2016194599
Figure 2016194599

また、ケース2の場合、関数Pn1(s)は以下の式(15A)で示すように、粘性比例係数C及び剛性Kがそれぞれ理想的な値Cn,Knに設定されている関数である。このとき、FB制御部58の伝達関数CIPFB(s)は式(15B)で表され、式(15B)中の関数Q(s)はカットオフ角周波数ωLPFを用いて式(15C)で表される。

Figure 2016194599
In case 2, the function P n1 (s) is a function in which the viscosity proportional coefficient C and the stiffness K are set to ideal values C n and K n , respectively, as shown in the following equation (15A). is there. At this time, the transfer function C IPFB (s) of the FB control unit 58 is expressed by Expression (15B), and the function Q (s) in Expression (15B) is expressed by Expression (15C) using the cutoff angular frequency ω LPF. expressed.
Figure 2016194599

また、ケース3の場合、関数Pn1(s)は以下の式(16A)で示すように、剛性Kだけが理想的な値Knに設定されている関数である。このとき、FB制御部58の伝達関数CIPFB(s)は式(16B)で示すように、単に定数Knと定数Kとの差分という簡単な形になる。

Figure 2016194599
In case 3, the function P n1 (s) is a function in which only the stiffness K is set to an ideal value K n as shown by the following equation (16A). At this time, the transfer function C IPFB (s) of the FB control unit 58 has a simple form as a difference between the constant K n and the constant K, as shown in Expression (16B).
Figure 2016194599

図6は、図5(B)と同様の防振装置20のブロック図である。ただし、行列P(s)は上述の式(11)で表される。図6(A)において、減算部62に対する目標とする入力uの変化に対する相対位置xsns(t)の変化がPn1(s)であり、除振特性(除振率=xv(t)/x0(t))は関数Pn2(s)である。この関数Pn2(s)を用いると、上述のケース1、ケース2、及びケース3の場合の除振特性(除振率)は次の式(17A)、(17B)、及び(17C)で表される。

Figure 2016194599
FIG. 6 is a block diagram of the vibration isolator 20 similar to FIG. However, the matrix P (s) is expressed by the above equation (11). In FIG. 6A , the change in the relative position x sns (t) with respect to the change in the target input u to the subtractor 62 is Pn1 (s), and the vibration isolation characteristic (vibration isolation rate = x v (t) / x 0 (t)) is a function P n2 (s). When this function P n2 (s) is used, the vibration isolation characteristics (vibration isolation ratio) in the case 1, case 2, and case 3 described above are expressed by the following equations (17A), (17B), and (17C). expressed.
Figure 2016194599

次に、図7(A)は図7(B)のブロック図(図5(B)のブロック図と同じ)に対応する除振特性を示し、図7(A)の横軸は周波数(Hz)、縦軸は除振率(dB)である。また、図7(A)の直線A1は、粘性比例係数C及び質量Mで定められる除振特性の限界(=C/(Ms))を表し、曲線A2は、防振台22そのものが持つ除振特性(=(Cs+K)/(Ms2+Cs+K))を表し、曲線A3は、図7(B)のブロック図において、FB制御部58の伝達関数CIPFB(s)を式(16B)(ケース3)と同様に、次のように単に定数Knと定数Kとの差分で表した場合の除振特性を示す。
IPFB(s)=Kn−K<0 …(17D)
Next, FIG. 7A shows vibration isolation characteristics corresponding to the block diagram of FIG. 7B (same as the block diagram of FIG. 5B), and the horizontal axis of FIG. ), The vertical axis represents the vibration isolation rate (dB). Further, a straight line A1 in FIG. 7A represents the limit of vibration isolation characteristics (= C / (Ms)) determined by the viscosity proportional coefficient C and mass M, and a curve A2 represents the vibration isolation table 22 itself. 7 represents a vibration characteristic (= (Cs + K) / (Ms 2 + Cs + K)), and a curve A3 represents the transfer function C IPFB (s) of the FB control unit 58 in the block diagram of FIG. 3) as well as shows a vibration isolation characteristics when expressed in the difference between the just constant K n and a constant K as follows.
C IPFB (s) = K n −K <0 (17D)

この場合、目標とする剛性Knを実際の剛性Kよりも小さい値に設定しているため、伝達関数CIPFB(s)は負の定数となり、FB制御部58を用いる制御はポジティブ比例制御となる。なお、図7(A)において、曲線A3の高周波数の領域A4の特性をモータ部50の推力で変えるためには、モータ部50のパワーを大きくするとともに、駆動回路部50Dの応答特性を高くすればよい。また、直線A1は変更しない方が良いため、除振特性の共振周波数を下げるように、上述のケース3のように剛性Kを小さい方向に変更している。 In this case, since the target stiffness K n is set to a value smaller than the actual stiffness K, the transfer function C IPFB (s) is a negative constant, and the control using the FB control unit 58 is a positive proportional control. Become. In FIG. 7A, in order to change the characteristics of the high frequency region A4 of the curve A3 with the thrust of the motor unit 50, the power of the motor unit 50 is increased and the response characteristic of the drive circuit unit 50D is increased. do it. Further, since it is better not to change the straight line A1, the rigidity K is changed in a smaller direction as in the case 3 described above so as to lower the resonance frequency of the vibration isolation characteristics.

FB制御部58の伝達関数CIPFB(s)を式(17D)のように設定すると、図4(A)を用いて図5(B)(図7(B))のブロック図は図8(A)のようになる。図8(A)において、図4(A)のブロック部22B中の弾性部54J以外の部分を、伝達関数(1/(Ms2+Cs))を持つブロック部22B1及び減算部54Aで表している。弾性部54Jとブロック部22B1とは並列である。 When the transfer function C IPFB (s) of the FB control unit 58 is set as shown in Expression (17D), the block diagram of FIG. 5B (FIG. 7B) is shown in FIG. It becomes like A). 8A, the part other than the elastic part 54J in the block part 22B in FIG. 4A is represented by a block part 22B1 having a transfer function (1 / (Ms 2 + Cs)) and a subtracting part 54A. . The elastic part 54J and the block part 22B1 are in parallel.

図8(A)において、FB制御部58は減算部62を介して弾性部54Jと並列に接続されているため、図8(A)は図8(B)の等価回路64と等価になる。図8(B)は、防振台22を表す実際のブロック部22B1において、剛性Kを持つ弾性部54Jが、より小さい剛性Knを持つ弾性部54J1で置き換えられたことを意味する。このように、防振台22を示すブロック部22B(又は22B1)及びFB制御部58を含む部分の伝達関数を、剛性Kが別の値に変えられた防振台22の伝達関数と実質的に同じにすることを、防振台22の剛性Kを目標とする値に電気的に変換するという。これによって、防振特性が、図7の曲線A2(機械的な特性)から曲線A3(理想的な特性)に改善される。 In FIG. 8A, since the FB control unit 58 is connected in parallel with the elastic unit 54J via the subtraction unit 62, FIG. 8A is equivalent to the equivalent circuit 64 of FIG. 8B. FIG. 8B means that in the actual block portion 22B1 representing the vibration isolator 22, the elastic portion 54J having the rigidity K is replaced with the elastic portion 54J1 having the smaller rigidity K n . As described above, the transfer function of the part including the block unit 22B (or 22B1) indicating the anti-vibration table 22 and the FB control unit 58 is substantially equal to the transfer function of the anti-vibration table 22 in which the stiffness K is changed to another value. This is referred to as electrically converting the rigidity K of the vibration isolator 22 into a target value. As a result, the vibration-proof characteristic is improved from the curve A2 (mechanical characteristic) to the curve A3 (ideal characteristic) in FIG.

同様に、防振台22を示すブロック部22B(又は22B1)及びFB制御部58を含む部分の伝達関数を、質量K、粘性比例係数C、及び剛性Kの少なくとも一つが別の値に変えられた防振台22の伝達関数と実質的に同じ(等価)にすることを、防振台22の質量K、粘性比例係数C、及び剛性Kで表される防振装置20の機械的な特性を目標とする特性に電気的に変換するという。   Similarly, at least one of the mass K, the viscosity proportional coefficient C, and the stiffness K can be changed to another value in the transfer function of the portion including the block unit 22B (or 22B1) indicating the vibration isolation table 22 and the FB control unit 58. The mechanical characteristics of the vibration isolator 20 represented by the mass K, the viscosity proportional coefficient C, and the stiffness K of the vibration isolator 22 are substantially the same (equivalent) as the transfer function of the vibration isolator 22. Is electrically converted to the target characteristics.

次に、図4(B)中のPI制御部60につき説明する。
図9(A)は図4(B)と同じブロック図であり、図9(A)において、PI制御部60の伝達関数CPI(s)をKp+Ki/sに設定する(Kp及びKiは比例制御及び積分制御のゲイン)。このとき、図9(A)は図9(B)と等価になる。図9(B)中のブロック部22B2が図9(A)のブロック部22B、減算部62、及びFB制御部58に対応している。この場合、PI制御部60は、設置面16に対する構造物18の相対位置xsns(t)を目標値rに保つようにモータ部50の推力f(t)を制御する。また、所望の(例えば1Hz以下)の目標値応答特性が得られるように、PI制御部60のゲイン(Kp及びKi)が調整される。
Next, the PI control unit 60 in FIG. 4B will be described.
FIG. 9A is the same block diagram as FIG. 4B. In FIG. 9A, the transfer function C PI (s) of the PI control unit 60 is set to K p + K i / s (K p And Ki are gains of proportional control and integral control). At this time, FIG. 9A is equivalent to FIG. A block unit 22B2 in FIG. 9B corresponds to the block unit 22B, the subtracting unit 62, and the FB control unit 58 in FIG. 9A. In this case, the PI control unit 60 controls the thrust f (t) of the motor unit 50 so that the relative position x sns (t) of the structure 18 with respect to the installation surface 16 is maintained at the target value r. Further, the gains (K p and K i ) of the PI control unit 60 are adjusted so that a desired target value response characteristic (for example, 1 Hz or less) is obtained.

図10(A)(振幅)及び(B)(位相)は本実施形態の制御系36を用いた場合のシミュレーションにおける図9(B)の伝達関数P1(s)QMD(s)の伝達特性を示す。図10(A)及び(B)の横軸は周波数(Hz)である。この場合、防振台22の質量Mは500kg、粘性比例係数Cは2ζωM(N/(m/s))、剛性Kはω2M(N/m)、減衰率ζは0.2、角周波数ωは2π5(rad/s)とした。また、駆動回路部50Dの伝達特性の減衰率ζMDは0.7、角周波数ωMDは2π2000(rad/s)、FB制御部58のケース3の場合の剛性Knはωn 2M(N/m)、ωnは2π1とした。 FIGS. 10A (amplitude) and (B) (phase) show the transfer of the transfer function P 1 (s) Q MD (s) in FIG. 9B in the simulation using the control system 36 of this embodiment. Show properties. The horizontal axis of FIG. 10 (A) and (B) is a frequency (Hz). In this case, the mass M of the vibration isolator 22 is 500 kg, the viscosity proportionality coefficient C is 2ζωM (N / (m / s)), the stiffness K is ω 2 M (N / m), the damping rate ζ is 0.2, and the angle The frequency ω was 2π5 (rad / s). Further, the attenuation rate ζ MD of the transfer characteristic of the drive circuit unit 50D is 0.7, the angular frequency ω MD is 2π2000 (rad / s), and the rigidity K n in the case 3 of the FB control unit 58 is ω n 2 M ( N / m) and ω n were 2π1.

このとき、除振特性は、図7(A)の曲線A3のようになった。また、設置面16の位置x0の振動を図11(A)とした。このとき、FB制御部58を設けない場合の構造物18の位置xv(t)は図11(B)となり、FB制御部58を設けた場合の構造物18の位置xv(t)は図11(C)となり、除振率が大幅に改善されていることが分かる。また、駆動回路部50Dに供給される推力の設定値frefは図11(D)のようになり、モータ部50から正確に推力fが構造物18に付与されることが分かる。 At this time, the vibration isolation characteristic was as shown by a curve A3 in FIG. Further, the vibration at the position x 0 of the installation surface 16 is shown in FIG. At this time, the position x v (t) of the structure 18 when the FB control unit 58 is not provided is as shown in FIG. 11B, and the position x v (t) of the structure 18 when the FB control unit 58 is provided is FIG. 11C shows that the vibration isolation rate is greatly improved. Further, the setting value f ref of the thrust supplied to the drive circuit unit 50D is as shown in FIG. 11D , and it can be seen that the thrust f is accurately applied to the structure 18 from the motor unit 50.

また、図12(A)は、PI制御部60を設けた場合の目標値応答特性のシミュレーション結果の一例を示す。図12(A)の横軸は周波数(Hz)、縦軸は振幅である。図12(B)は、PI制御部60を設けた場合の目標値1mmのステップ応答時間のシミュレーション結果の一例を示す。図12(B)の横軸は時間(s)、縦軸は位置(mm)であり、点線は目標位置r、実線は実際の相対位置xsnsである。図12(A)及び(B)より、所望(1Hz程度)の目標値応答特性が得られることが分かる。 FIG. 12A shows an example of a simulation result of target value response characteristics when the PI control unit 60 is provided. In FIG. 12A, the horizontal axis represents frequency (Hz) and the vertical axis represents amplitude. FIG. 12B shows an example of the simulation result of the step response time of the target value of 1 mm when the PI control unit 60 is provided. In FIG. 12B, the horizontal axis represents time (s), the vertical axis represents position (mm), the dotted line represents the target position r, and the solid line represents the actual relative position x sns . 12 (A) and 12 (B), it can be seen that a desired (about 1 Hz) target value response characteristic can be obtained.

次に、本実施形態の防振装置20の制御方法(使用方法)の一例につき図13のフローチャートを参照して説明する。まず、図13のステップ102において、図4(B)のFB制御部58の伝達特性を、防振台22に対応するブロック部22Bの剛性Kを実質的に小さい値Knに変換するように設定する。そして、位置センサ52で設置面16に対する構造物18の相対位置xsnsを計測し(ステップ104)、この計測値と目標値との差分が小さくなるように、モータ部50で設置面16に対して構造物18を駆動する(ステップ106)。このステップ104及び106の動作を、防振を停止するまで繰り返すことで(ステップ108)、設置面16が振動しても、その振動で構造物18が振動することが抑制される。
この制御方法によれば、構造物18(防振対象物)の相対位置等を計測するための計測装置の数を多くすることなく、防振性能(除振率等)を向上できるとともに、構造物18の目標値応答特性を向上できる。
Next, an example of a control method (usage method) of the vibration isolator 20 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step 102 of FIG. 13, the transmission characteristic of the FB control unit 58 of FIG. 4B is converted so that the rigidity K of the block unit 22B corresponding to the vibration isolation table 22 is substantially reduced to a value K n. Set. Then, the relative position x sns of the structure 18 with respect to the installation surface 16 is measured by the position sensor 52 (step 104), and the motor unit 50 is applied to the installation surface 16 so that the difference between the measured value and the target value becomes small. Then, the structure 18 is driven (step 106). By repeating the operations of Steps 104 and 106 until vibration isolation is stopped (Step 108), even if the installation surface 16 vibrates, the vibration of the structure 18 is suppressed by the vibration.
According to this control method, the vibration isolation performance (vibration isolation rate and the like) can be improved without increasing the number of measuring devices for measuring the relative position of the structure 18 (vibration isolation object) and the structure. The target value response characteristic of the object 18 can be improved.

上述のように本実施形態の露光装置EXは、防振装置20を備えている。そして、防振装置20は、設置面16(床FL)上に構造物18(ベース部材24)を支持する防振装置において、設置面16に対して構造物18を支持する弾性部材48(弾性機構)と、設置面14に対する構造物18の振動を抑制するエアダンパ40(ダンパ機構)と、設置面14に対する構造物18の相対位置xsnsに対応する位置信号を検出する位置センサ52(検出部)と、設置面14に対する構造物18の相対位置を調整するモータ部50(調整部)と、位置センサ52で検出される位置信号に応じてモータ部50を駆動する制御系36と、を備え、制御系36は、構造物18を支持する弾性部材48の剛性Kをより小さい(目標とする特性)電気的な値に(伝達関数として)変えるFB制御部58(図8(A)参照)(特性変更部)を有する。 As described above, the exposure apparatus EX of the present embodiment includes the vibration isolator 20. And the vibration isolator 20 is the elastic member 48 (elasticity) which supports the structure 18 with respect to the installation surface 16 in the vibration isolator which supports the structure 18 (base member 24) on the installation surface 16 (floor FL). Mechanism), an air damper 40 (damper mechanism) that suppresses vibration of the structure 18 with respect to the installation surface 14, and a position sensor 52 (detection unit) that detects a position signal corresponding to the relative position x sns of the structure 18 with respect to the installation surface 14. ), A motor unit 50 (adjustment unit) that adjusts the relative position of the structure 18 with respect to the installation surface 14, and a control system 36 that drives the motor unit 50 in accordance with a position signal detected by the position sensor 52. The control system 36 changes the rigidity K of the elastic member 48 that supports the structure 18 to a smaller (target characteristic) electrical value (as a transfer function) (see FIG. 8A). (Characteristic change Part).

本実施形態によれば、構造物18(防振対象物)の絶対位置等を計測するための計測装置(例えばジャイロセンサや加速度センサ等)の数を多くすることなく、防振性能としての例えば除振率(構造物18の位置xv/設置面16の位置x0)を向上できる。また、防振装置20の製造コストを抑制できる。
また、制御系36は、構造物18の目標位置rに対応する目標位置信号と、その位置信号との差分に応じてモータ部50を駆動する減算部56を有し、FB制御部58はその位置信号をその目標とする特性に応じて変換した信号を制御系36の出力部とモータ部50の入力部との間に帰還する負帰還部である。この場合、第1の帰還部を含んで構成される第1のフィードバック系によって、構造物18の目標値応答特性(構造物18の設置面16に対する相対位置を目標値に対して許容範囲内に保つ際の応答特性)を向上させることができる。また、FB制御部を含んで構成される第2のフィードバック系によって、防振性能(除振率)を向上させることができる。
According to the present embodiment, as an anti-vibration performance, for example, without increasing the number of measuring devices (for example, a gyro sensor or an acceleration sensor) for measuring the absolute position or the like of the structure 18 (anti-vibration target). The vibration isolation ratio (position x v of the structure 18 / position x 0 of the installation surface 16) can be improved. Moreover, the manufacturing cost of the vibration isolator 20 can be suppressed.
Further, the control system 36 includes a target position signal corresponding to the target position r of the structure 18 and a subtraction unit 56 that drives the motor unit 50 according to the difference between the position signal and the FB control unit 58. This is a negative feedback unit that feeds back a signal obtained by converting the position signal in accordance with the target characteristic between the output unit of the control system 36 and the input unit of the motor unit 50. In this case, the target value response characteristic of the structure 18 (the relative position of the structure 18 with respect to the installation surface 16 is within an allowable range with respect to the target value by the first feedback system including the first feedback unit. (Response characteristics when maintaining) can be improved. Further, the anti-vibration performance (vibration isolation rate) can be improved by the second feedback system including the FB control unit.

また、FB制御部58の伝達関数が、目標とする剛性Knと元の剛性Kとの差分である場合には、簡単な構成で、防振台22を、剛性Kが目標とする値に変数された防振台に電気的に変換でき、防振性能を向上できる。
また、制御系36が、構造物18の目標位置に対応する目標位置信号と、その位置信号との差分に比例した比例信号、及びその差分を積分した積分信号に応じてモータ部50を駆動するPI制御部60(演算部)を有する場合には、構造物18の目標値応答特性をさらに向上できる。
Further, when the transfer function of the FB control unit 58 is a difference between the target rigidity K n and the original rigidity K, the vibration isolator 22 is set to the target value of the rigidity K with a simple configuration. It can be electrically converted to a variable vibration isolation table, improving the vibration isolation performance.
Further, the control system 36 drives the motor unit 50 in accordance with a target position signal corresponding to the target position of the structure 18, a proportional signal proportional to the difference between the position signal, and an integral signal obtained by integrating the difference. When the PI control unit 60 (calculation unit) is included, the target value response characteristics of the structure 18 can be further improved.

また、露光装置EXは、マスクMのパターンをプレートP(被露光体)に露光する露光装置であって、フレーム機構34(フレーム)と、プレートPを支持するとともにフレーム機構34に対して相対移動可能な基板ステージPSTと、防振装置20とを備え、防振装置20によって床FL(設置面)に対するフレーム機構34(ベース部材24)の相対位置を目標位置に対して許容範囲内に制御している。   The exposure apparatus EX is an exposure apparatus that exposes the pattern of the mask M onto the plate P (object to be exposed), and supports the frame mechanism 34 (frame) and the plate P and moves relative to the frame mechanism 34. A possible substrate stage PST and a vibration isolator 20 are provided, and the vibration isolator 20 controls the relative position of the frame mechanism 34 (base member 24) with respect to the floor FL (installation surface) within an allowable range with respect to the target position. ing.

また、露光装置EXを用いてプレートPを露光する露光方法において、露光中に上述の防振装置20の制御方法が使用されている。この露光装置EX又は露光方法によれば、防振装置20の除振性能が向上しているため、プレートPに対して高精度に露光を行うことができる。   Further, in the exposure method of exposing the plate P using the exposure apparatus EX, the above-described control method of the image stabilizer 20 is used during the exposure. According to the exposure apparatus EX or the exposure method, since the vibration isolation performance of the vibration isolator 20 is improved, the plate P can be exposed with high accuracy.

(変形例)
なお、上述の実施形態では、以下のような変形が可能である。
上述の実施形態では、制御系36にPI制御部60が設けられているが、PI制御部60では、比例制御及び積分制御の少なくとも一方を行うのみでもよい。また、PI制御部60では、比例制御及び積分制御とともに、又は比例制御及び積分制御の代わりに、微分制御(入力信号の微分信号を減算部62に出力すること)を行ってもよい。
ただし、制御系36において、PI制御部60を省略することも可能である。
(Modification)
In the above-described embodiment, the following modifications are possible.
In the above-described embodiment, the PI control unit 60 is provided in the control system 36. However, the PI control unit 60 may perform only at least one of proportional control and integral control. Further, the PI control unit 60 may perform differential control (output a differential signal of the input signal to the subtracting unit 62) together with the proportional control and the integral control or instead of the proportional control and the integral control.
However, the PI control unit 60 can be omitted in the control system 36.

また、FB制御部58の伝達関数は、分母及び分子がそれぞれ周波数に関して1次の関数(式(15))であってもよい。この場合には、防振台22を、粘性比例係数C及び剛性Kがそれぞれ目標とする値に変数された防振台に電気的に変換でき、防振性能を向上できる。
さらに、FB制御部58の伝達関数は、目標とする特性に対応する伝達関数Pn1(s)の分母と分子とを入れ替えた第1の関数(Pn1 -1(s))と、防振装置の機械的な特性に対応する伝達関数P1(s)の分母と分子とを入れ替えた第2の関数(P1 -1(s))との差分よりなる第1の伝達関数と、所定のローパスフィルタに対応する第2の伝達関数Q(s)との積で表される伝達関数(式(14B)の関数CIPFB(s))であってもよい。この伝達関数を有する場合には、防振台22を、質量M、粘性比例係数C、及び剛性Kの少なくとも一つがそれぞれ目標とする値に変数された防振台に電気的に変換でき、防振性能を向上できる。
Further, the transfer function of the FB control unit 58 may be a linear function (equation (15)) with respect to the frequency of the denominator and the numerator. In this case, the anti-vibration table 22 can be electrically converted into an anti-vibration table in which the viscosity proportionality coefficient C and the stiffness K are respectively changed to target values, and the anti-vibration performance can be improved.
Furthermore, the transfer function of the FB control unit 58 includes a first function (P n1 −1 (s)) in which the denominator and the numerator of the transfer function P n1 (s) corresponding to the target characteristic are interchanged, and the image stabilization. A first transfer function comprising a difference between a denominator of the transfer function P 1 (s) corresponding to the mechanical characteristics of the apparatus and a second function (P 1 -1 (s)) in which the numerator is replaced; May be a transfer function (function C IPFB (s) in equation (14B)) represented by a product of the second transfer function Q (s) corresponding to the low-pass filter. In the case of having this transfer function, the vibration isolation table 22 can be electrically converted into a vibration isolation table in which at least one of the mass M, the viscosity proportional coefficient C, and the stiffness K is changed to a target value. Vibration performance can be improved.

なお、本実施形態では調整部が図2に示すモータ部(VCM)50である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、VCMを用いずにダンパ機構40を調整部として用いてもよい。その場合、ダンパ機構のレギュレータ及び空気の流量を制御できるサーボバルブに調整用の何らかのアクチュエータを設け、そのアクチュエータを調整部として防振装置を構成すればよい。   In the present embodiment, the case where the adjustment unit is the motor unit (VCM) 50 illustrated in FIG. 2 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the damper mechanism 40 may be used as the adjustment unit without using the VCM. In that case, an actuator for adjustment may be provided on the regulator of the damper mechanism and the servo valve capable of controlling the air flow rate, and the vibration isolator may be configured using the actuator as an adjustment unit.

(デバイス製造方法)
上述の各実施形態の露光装置又はこれらの露光装置を用いる露光方法を使用して、基板(プレートP)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、液晶表示素子等の液晶デバイスを製造することができる。以下、図14のステップS401〜S404を参照して、この製造方法の一例につき説明する。
(Device manufacturing method)
A liquid crystal display element or the like is formed by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on the substrate (plate P) using the exposure apparatus of each of the above-described embodiments or the exposure method using these exposure apparatuses. The liquid crystal device can be manufactured. Hereinafter, an example of this manufacturing method will be described with reference to steps S401 to S404 in FIG.

図14のステップS401(パターン形成工程)では、先ず、露光対象の基板上にフォトレジストを塗布して感光基板(プレートP)を準備する塗布工程、上記の露光装置又は露光方法を用いて液晶表示素子用のマスクのパターンをその感光基板上に転写露光する露光工程、及びその感光基板を現像する現像工程が実行される。この塗布工程、露光工程、及び現像工程を含むリソグラフィ工程によって、その基板上に所定のレジストパターンが形成される。このリソグラフィ工程に続いて、そのレジストパターンを加工用のマスクとしたエッチング工程、及びレジスト剥離工程等を経て、その基板上に多数の電極等を含む所定パターンが形成される。そのリソグラフィ工程等は、プレートP上のレイヤ数に応じて複数回実行される。   In step S401 (pattern formation process) in FIG. 14, first, a liquid crystal display is applied using a coating process in which a photoresist is coated on a substrate to be exposed to prepare a photosensitive substrate (plate P), and the above exposure apparatus or exposure method. An exposure process for transferring and exposing the pattern of the mask for the element onto the photosensitive substrate and a developing process for developing the photosensitive substrate are performed. A predetermined resist pattern is formed on the substrate by a lithography process including the coating process, the exposure process, and the development process. Following this lithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the substrate through an etching process using the resist pattern as a processing mask, a resist stripping process, and the like. The lithography process or the like is executed a plurality of times according to the number of layers on the plate P.

その次のステップS402(カラーフィルタ形成工程)では、赤R、緑G、青Bに対応した3つの微細なフィルタの組をマトリックス状に多数配列するか、又は赤R、緑G、青Bの3本のストライプ状の複数のフィルタの組を水平走査線方向に配列することによってカラーフィルタを形成する。その次のステップS403(セル組立工程)では、例えばステップS401にて得られた所定パターンを有する基板とステップS402にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。   In the next step S402 (color filter forming step), a large number of three fine filter sets corresponding to red R, green G, and blue B are arranged in a matrix, or red R, green G, and blue B are arranged. A color filter is formed by arranging a set of three stripe-shaped filters in the horizontal scanning line direction. In the next step S403 (cell assembly process), for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in step S401 and the color filter obtained in step S402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is obtained. ).

その後のステップS404(モジュール組立工程)では、そのようにして組み立てられた液晶パネル(液晶セル)に表示動作を行わせるための電気回路、及びバックライト等の部品を取り付けて、液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、簡単な構成で防振装置20の防振性能が向上しており、露光装置又は露光方法における露光精度を高めることができるため、デバイスを高精度にかつ安価に製造できる。   In subsequent step S404 (module assembly process), the liquid crystal panel (liquid crystal cell) thus assembled is attached with an electric circuit for performing a display operation and components such as a backlight to complete a liquid crystal display element. Let According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, the vibration isolation performance of the vibration isolation device 20 is improved with a simple configuration, and the exposure accuracy in the exposure apparatus or the exposure method can be increased. And it can be manufactured at low cost.

なお、本発明は、液晶表示素子の製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置の製造プロセスや、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、MEMS(Microelectromechanical Systems:微小電気機械システム)、セラミックスウエハ等を基板として用いる薄膜磁気ヘッド、及び半導体素子等の各種デバイスの製造プロセスにも広く適用できる。   The present invention is not limited to application to a manufacturing process of a liquid crystal display element. For example, a manufacturing process of a display device such as a plasma display, an imaging element (CCD or the like), a micromachine, a MEMS (Microelectromechanical Systems: It can be widely applied to manufacturing processes of various devices such as micro electromechanical systems), thin film magnetic heads using ceramic wafers or the like as substrates, and semiconductor elements.

なお、本発明は、例えば米国特許出願公開第2007/242247号明細書等に開示される液浸型露光装置で防振を行う場合にも適用することができる。また、本発明は、波長数nm〜100nm程度の極端紫外光(EUV光)を露光ビームとして用いる投影露光装置、及び投影光学系を使用しないプロキシミティ方式やコンタクト方式の露光装置等で防振を行う際にも適用できる。   The present invention can also be applied to the case where image stabilization is performed with an immersion type exposure apparatus disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2007/242247. Further, the present invention provides vibration isolation with a projection exposure apparatus that uses extreme ultraviolet light (EUV light) having a wavelength of about several nm to 100 nm as an exposure beam, and a proximity type or contact type exposure apparatus that does not use a projection optical system. It can also be applied when performing.

さらに本発明は、露光装置以外の機器、例えば欠陥検査装置、感光材料のコータ・デベロッパ等の防振を行う場合にも適用することができる。
このように本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
Furthermore, the present invention can also be applied to the case of performing vibration isolation for equipment other than the exposure apparatus, such as a defect inspection apparatus, a photosensitive material coater / developer, and the like.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.

EX…露光装置、FL…床、20…防振装置、16…設置面、18…構造物、22…防振台、24…ベース部材、36…制御系、40…エアダンパ、48…弾性部材、50…モータ部、52…位置センサ、58…FB制御部(フィードバック制御部)、60…PI制御部
EX ... exposure apparatus, FL ... floor, 20 ... vibration isolation device, 16 ... installation surface, 18 ... structure, 22 ... vibration isolation table, 24 ... base member, 36 ... control system, 40 ... air damper, 48 ... elastic member, 50 ... Motor unit, 52 ... Position sensor, 58 ... FB control unit (feedback control unit), 60 ... PI control unit

Claims (16)

設置面上に構造物を支持する防振装置において、
前記設置面に対して前記構造物を支持する弾性機構と、
前記設置面に対する前記構造物の振動を抑制するダンパ機構と、
前記設置面に対する前記構造物の相対位置に対応する位置信号を検出する検出部と、
前記設置面に対する前記構造物の相対位置を調整する調整部と、
前記検出部で検出される位置信号に応じて前記調整部を駆動するための駆動信号を生成する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記構造物の質量、前記弾性機構の剛性、及び前記ダンパ機構が有するダンパの粘性比例係数の少なくとも1つを含む第1の伝達関数と前記位置信号とを用いて生成される第1信号と、前記構造物の質量、前記弾性機構の剛性、及び前記ダンパ機構が有するダンパの粘性比例係数の少なくとも1つを含み、かつ前記第1の伝達関数とは異なる第2の伝達関数と前記位置信号とを用いて生成される第2信号と、を用いて前記駆動信号を生成する防振装置。
In the vibration isolator that supports the structure on the installation surface,
An elastic mechanism for supporting the structure with respect to the installation surface;
A damper mechanism for suppressing vibration of the structure relative to the installation surface;
A detection unit for detecting a position signal corresponding to a relative position of the structure with respect to the installation surface;
An adjustment unit for adjusting the relative position of the structure with respect to the installation surface;
A control unit that generates a drive signal for driving the adjustment unit according to a position signal detected by the detection unit,
The control unit is generated using a first transfer function including at least one of the mass of the structure, the rigidity of the elastic mechanism, and the viscosity proportionality coefficient of the damper of the damper mechanism and the position signal. A second transfer function that includes at least one of the first signal, the mass of the structure, the rigidity of the elastic mechanism, and the viscosity proportionality coefficient of the damper of the damper mechanism, and is different from the first transfer function And a second signal generated using the position signal, and a vibration isolator that generates the drive signal.
前記制御部は、前記構造物の目標位置に対応する目標位置信号と前記位置信号との差分から、前記第1の伝達関数を用いて前記第1信号を生成する請求項1に記載の防振装置。   2. The image stabilization device according to claim 1, wherein the control unit generates the first signal by using the first transfer function from a difference between a target position signal corresponding to a target position of the structure and the position signal. apparatus. 前記第2の伝達関数は、当該防振装置の目標とする特性に対応する伝達関数の分母と分子とを入れ替えた第1の関数と、前記防振装置を表す伝達関数の分母と分子とを入れ替えた第2の関数との差分よりなる第3の伝達関数と、所定のローパスフィルタに対応する第4の伝達関数との積で表される請求項1又は2に記載の防振装置。   The second transfer function includes a first function obtained by replacing a denominator and a numerator of a transfer function corresponding to a target characteristic of the vibration isolator, and a denominator and a numerator of a transfer function representing the vibration isolator. The vibration isolator according to claim 1 or 2, represented by a product of a third transfer function consisting of a difference from the replaced second function and a fourth transfer function corresponding to a predetermined low-pass filter. 前記目標とする特性は、前記弾性機構の剛性よりも小さい剛性を持つ特性であり、
前記第2の伝達関数を用いて、前記位置信号に、前記弾性機構の剛性と目標とする剛性との差分を乗算して得られる信号から前記第2信号を生成する請求項3に記載の防振装置。
The target characteristic is a characteristic having a rigidity smaller than the rigidity of the elastic mechanism,
The prevention according to claim 3, wherein the second signal is generated from a signal obtained by multiplying the position signal by a difference between a rigidity of the elastic mechanism and a target rigidity using the second transfer function. Shaker.
前記目標とする特性は、前記弾性機構の剛性と異なる剛性、及び前記ダンパ機構が有するダンパの粘性比例係数と異なる粘性比例係数を持つ特性であり、
前記第2の伝達関数は、分母及び分子がそれぞれ時間に関して1次の関数である請求項3に記載の防振装置。
The target characteristic is a characteristic having a different stiffness from the stiffness of the elastic mechanism and a viscosity proportionality coefficient different from the viscosity proportionality coefficient of the damper of the damper mechanism,
The anti-vibration device according to claim 3, wherein the second transfer function is such that the denominator and the numerator are linear functions with respect to time.
前記目標とする特性は、前記構造物の質量と異なる質量、前記弾性機構の剛性と異なる剛性、及び前記ダンパ機構が有するダンパの粘性比例係数と異なる粘性比例係数を持つ特性であり、
前記第2の伝達関数は、分母及び分子がそれぞれ時間に関して2次の関数である請求項3に記載の防振装置。
The target characteristic is a characteristic having a mass different from the mass of the structure, a rigidity different from the rigidity of the elastic mechanism, and a viscosity proportional coefficient different from the viscosity proportional coefficient of the damper of the damper mechanism,
The vibration isolator according to claim 3, wherein the second transfer function is a quadratic function with respect to time in the denominator and the numerator.
前記制御部は、前記構造物の目標位置に対応する目標位置信号と、前記位置信号との差分に比例した比例信号、及び前記差分を積分した積分信号の少なくとも一方を用いて前記第1信号を生成する演算部を有する請求項1から6のいずれか一項に記載の防振装置。   The control unit uses the target position signal corresponding to the target position of the structure, the proportional signal proportional to the difference between the position signal, and the integral signal obtained by integrating the difference to use the first signal. The vibration isolator as described in any one of Claim 1 to 6 which has the calculating part to produce | generate. 前記ダンパ機構は、流体を用いるダンパである請求項1から7のいずれか一項に記載の防振装置。   The vibration isolator according to any one of claims 1 to 7, wherein the damper mechanism is a damper using a fluid. 前記調整部は、電磁式又は流体式のアクチュエータである請求項1から8のいずれか一項に記載の防振装置。   The vibration isolator according to any one of claims 1 to 8, wherein the adjustment unit is an electromagnetic or fluid actuator. パターンを被露光体に露光する露光装置であって、
フレームと、
前記被露光体を支持するとともに前記フレームに対して相対移動可能なステージと、
請求項1から9のいずれか一項に記載の防振装置と、を備え、
前記防振装置によって、設置面に対する前記フレームの相対位置を制御する露光装置。
An exposure apparatus that exposes a pattern onto an object to be exposed,
Frame,
A stage that supports the object to be exposed and is movable relative to the frame;
A vibration isolator according to any one of claims 1 to 9,
An exposure apparatus that controls a relative position of the frame with respect to an installation surface by the vibration isolator.
設置面上に構造物を支持する防振装置も制御方法であって、
前記防振装置は、
前記設置面に対して前記構造物を支持する弾性機構と、
前記設置面に対する前記構造物の振動を抑制するダンパ機構と、
前記設置面に対する前記構造物の相対位置に対応する位置信号を検出する検出部と、
前記設置面に対する前記構造物の相対位置を調整する調整駆動部と、
前記検出部で検出される位置信号に応じて前記調整駆動部を駆動するための駆動信号を生成する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記構造物の質量、前記弾性機構の剛性、及び前記ダンパ機構が有するダンパの粘性比例係数の少なくとも1つを含む第1の伝達関数を用いて、前記位置信号から生成された第1信号と、前記構造物の質量、前記弾性機構の剛性、及び前記ダンパ機構が有するダンパの粘性比例係数の少なくとも1つを含み、かつ前記第1の伝達関数とは異なる第2の伝達関数を用いて、前記位置信号から生成された第2信号と、を用いて前記駆動信号を生成する制御方法。
A vibration isolator that supports the structure on the installation surface is also a control method,
The vibration isolator is
An elastic mechanism for supporting the structure with respect to the installation surface;
A damper mechanism for suppressing vibration of the structure relative to the installation surface;
A detection unit for detecting a position signal corresponding to a relative position of the structure with respect to the installation surface;
An adjustment drive for adjusting the relative position of the structure with respect to the installation surface;
A control unit that generates a drive signal for driving the adjustment drive unit according to the position signal detected by the detection unit,
The control unit is generated from the position signal using a first transfer function including at least one of a mass of the structure, a rigidity of the elastic mechanism, and a viscosity proportionality coefficient of the damper of the damper mechanism. A second transfer function that includes at least one of the first signal, the mass of the structure, the rigidity of the elastic mechanism, and the viscosity proportionality coefficient of the damper of the damper mechanism, and is different from the first transfer function And a second signal generated from the position signal, and a control method for generating the drive signal.
当該防振装置の目標とする特性に対応する伝達関数の分母と分子とを入れ替えた第1の関数と、前記防振装置の機械的な特性に対応する伝達関数の分母と分子とを入れ替えた第2の関数との差分よりなる第3の伝達関数と、所定のローパスフィルタに対応する第4の伝達関数との積で表される伝達関数とを用いて、前記駆動信号を生成することを含む請求項11に記載の制御方法。   The first function in which the denominator and numerator of the transfer function corresponding to the target characteristic of the vibration isolator are replaced, and the denominator and numerator of the transfer function corresponding to the mechanical characteristic of the vibration isolator are replaced. Generating the drive signal using a third transfer function that is a difference from the second function and a transfer function represented by a product of a fourth transfer function corresponding to a predetermined low-pass filter. The control method of Claim 11 containing. 前記目標とする特性は、前記弾性機構の剛性よりも小さい剛性を持つ特性であり、
前記設置面に対する前記構造物の相対位置に対応する位置信号に、前記弾性機構の剛性と目標とする剛性との差分を乗算して得られる信号を用いて前記設置面に対する前記構造物の相対位置を制御することを含む請求項12に記載の制御方法。
The target characteristic is a characteristic having a rigidity smaller than the rigidity of the elastic mechanism,
The relative position of the structure relative to the installation surface using a signal obtained by multiplying the position signal corresponding to the relative position of the structure relative to the installation surface by the difference between the rigidity of the elastic mechanism and the target rigidity. The control method according to claim 12, further comprising controlling
パターンを被露光体に露光する露光方法であって、
前記被露光体を支持して移動可能なステージを支持するフレームの設置面に対する相対位置を防振装置で制御することと、
前記防振装置を請求項11から13のいずれか一項に記載の制御方法で制御することと、
を含む露光方法。
An exposure method for exposing a pattern to an object to be exposed,
Controlling the relative position with respect to the installation surface of the frame that supports the movable stage by supporting the object to be exposed with a vibration isolator;
Controlling the vibration isolator by the control method according to any one of claims 11 to 13,
An exposure method comprising:
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程で、請求項10に記載の露光装置を用いて物体を露光するデバイス製造方法。
A device manufacturing method including a lithography process,
A device manufacturing method for exposing an object using the exposure apparatus according to claim 10 in the lithography process.
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程で、請求項14に記載の露光方法を用いて物体を露光するデバイス製造方法。
A device manufacturing method including a lithography process,
The device manufacturing method which exposes an object using the exposure method of Claim 14 in the said lithography process.
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