JP2023013737A - 処理装置および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１構造体によって支持される第２構造体の振動を低減するために有利な技術を提供する。【解決手段】処理装置は、振動低減機構によって支持された第１構造体と、前記第１構造体によって支持され、処理対象物を駆動する駆動機構と、前記第１構造体によって支持され、前記処理対象物と対面する第２構造体と、前記第１構造体に力を加えるアクチュエータと、前記第２構造体の振動を検出するためのセンサと、前記第１構造体および前記第２構造体の振動が低減されるように、フィードフォワード制御情報に基づいて、前記アクチュエータをフィードフォワード制御するコントローラと、を備える。前記フィードフォワード制御情報は、前記センサの出力に基づいて予め決定された第１制御情報を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、処理装置および物品製造方法に関する。

処理対象物を駆動する駆動機構を備える処理装置では、振動を抑制する性能が重要である。例えば、基板にパターンを形成あるいは転写する露光装置では、スループット、重ね合わせ精度およびＣＤ均一性の向上とともに、基板駆動機構、原版駆動機構および投影光学系等を支持する支持構造体の制振性能の向上が求められている。

特許文献１には、除振台と、除振台上で移動するステージと、除振台を駆動する複数のアクチュエータと、除振台の位置を計測する複数の変位センサと、除振台の振動を計測する複数の加速度センサとを備える除振装置が記載されている。この除振装置では、変位センサおよび加速度センサの出力に基づいて除振台の振動が抑えられるように複数のアクチュエータが制御される。より具体的には、ステージの駆動によって生じる振動を打ち消すように、ステージの駆動のための加速度目標値がフィードフォワードされる。

特開２００１－１４０９７２公報

前述のようなフィードフォワード制御によって、ステージの駆動に伴う反力による振動の大部分を低減可能であるが、それでも振動が残留しうる。これを残留振動と呼ぶことにする。残留振動は、フィードバック制御によって抑えられうる。一方、床から支持構造体への振動を減衰させる減衰性能を向上させるために、フィードバック制御は、非常に低い固有振動数を対象として行われうる。このため、残留振動をフィードバック制御で抑制するためには、固有振動の周期に応じた長い時間を要する。これは、スループットを上げたときに重ね合わせ精度等の露光精度に影響を与える原因となりうる。

更に、ステージの位置決めと、支持構造体の振動の低下とが高い精度で実現できたとしても、必ずしもそれによって露光精度が向上するものではない。その誤差要因の一つとして、投影光学系の振動を挙げることができる。投影光学系は、支持構造体に対して高い剛性で締結されていたとしても、支持構造体と投影光学系とは、互いに異なる固有値を有するので、互いに異なる周波数で振動する。露光装置において、支持構造体の振動を抑えることは重要であるが、露光中における投影光学系の振動を抑える方が露光精度の向上に効果的である。ここで、支持構造体は、処理対象物を駆動することによる反力を受ける第１構造体の一例として把握されうる。また、投影光学系は、第１構造体によって支持される第２構造体の一例として把握されうる。

本発明は、第１構造体によって支持される第２構造体の振動を低減するために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、処理装置に係り、前記処理装置は、振動低減機構によって支持された第１構造体と、前記第１構造体によって支持され、処理対象物を駆動する駆動機構と、前記第１構造体によって支持され、前記処理対象物と対面する第２構造体と、前記第１構造体に力を加えるアクチュエータと、前記第２構造体の振動を検出するためのセンサと、前記第１構造体および前記第２構造体の振動が低減されるように、フィードフォワード制御情報に基づいて、前記アクチュエータをフィードフォワード制御するコントローラと、を備え、前記フィードフォワード制御情報は、前記センサの出力に基づいて予め決定された第１制御情報を含む。

本発明によれば、第１構造体によって支持される第２構造体の振動を低減するために有利な技術が提供される。

第１実施形態の露光装置の構成を例示的に示す図。 第１実施形態の露光装置における反力相殺アクチュエータおよび支持アクチュエータの制御に関する制御ブロック図。 制振ＦＦ制御を行わない場合の動作を例示する図。 インパルス応答を例示する図。 第１実施形態に従って制振ＦＦ制御および反力相殺ＦＦ制御を行った場合の動作を例示する図。 第２実施形態の露光装置の構成を例示的に示す図。 第２実施形態に従って制振ＦＦ制御および反力相殺ＦＦ制御を行った場合の動作を例示する図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

以下の実施形態では、本発明の処理装置の一例として、リソグラフィー装置、パターン形成装置あるいは転写装置としても理解可能な露光装置に関して説明する。しかしながら、本発明の処理装置は、他の装置、例えば、描画装置、検査装置、顕微鏡装置、搬送装置等に適用されてもよい。

図１には、第１実施形態の露光装置１００の構成が例示的に示されている。露光装置１００は、基板位置決め機構１、支持構造体２、投影光学系３、反力相殺アクチュエータ４、支持アクチュエータ５、計測支柱６、計測器７、１又は複数のセンサ８、記憶装置１１、コントローラ１２、原版位置決め機構１４、照明光学系１６を備えうる。

支持構造体２は、第１構造体の一例であり、振動低減機構としての支持アクチュエータ（例えば、エアアクチュエータ）５を介して床Ｆによって支持される。支持アクチュエータ５は、床Ｆから支持構造体２に伝わる振動を低減するように構成される。支持構造体２は、基板位置決め機構１、投影光学系３よび原版位置決め機構１４を支持するように構成されうる。基板位置決め機構１は、処理対象物としての基板９を保持するステージ（保持部）１７と、ステージ１７を駆動することによって基板９を駆動あるいは位置決めする駆動機構１５とを含みうる。駆動機構１５は、基板９をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｑｘ軸、Ｑｙ軸、Ｑｚ軸に関して駆動あるいは位置決め可能に構成されうる。Ｑｘ軸はＸ軸周りの回転、Ｑｙ軸はＹ軸周りの回転、Ｑｚ軸はＺ軸周りの回転である。

投影光学系３は、支持構造体２（第１構造体に）によって支持され、処理対象物である基板９に対面する対面する第２構造体の一例である。投影光学系３は、原版位置決め機構１４によって保持された原版１０のパターンをステージ１７によって保持された基板９の各ショット領域に投影し、基板９を露光しうる。基板９には、フォトレジストが予め塗布されていて、露光によって該フォトレンジストに原版１０のパターンに対応する潜像が形成されうる。換言すると、露光によって該フォトレジストあるいは基板９には、原版１０のパターンが転写されうる。

反力相殺アクチュエータ４は、基板位置決め機構１の駆動機構１５がステージ１７（基板９）を駆動することによって支持構造体２に作用する反力による支持構造体２の振動を相殺あるいは低減するように支持構造体２に力を作用させうる。計測支柱６は、計測器７を支持する。計測支柱６は、支持構造体２によって支持されうる。計測器７は、ステージ１７の位置および姿勢を計測するように構成されうる。計測器７は、例えば、レーザー干渉計およびエンコーダの少なくとも１つを含みうる。１又は複数のセンサ８は、投影光学系３の振動を検出するための情報を検出するように配置されうる。センサ８は、例えば、投影光学系３の所定箇所の加速度を検出するように該所定回所に取り付けられうる加速度センサでありうる。

記憶装置１１は、後述のフィードフォワード情報を記憶しうる。コントローラ１２は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。原版位置決め機構１４は、原版１０を保持し位置決めするように構成されうる。照明光学系１６は、原版１０のパターンが投影光学系３によって基板９に投影されるように、選択された照明モードで原版１０を照明するように構成されうる。露光装置１００は、その他、支持構造体２の位置を検出する位置センサ２１０、および、支持構造体２の加速度を検出する加速度センサ２１１を備えうる。

投影光学系３は、典型的には大型のレンズの集合体で構成され、そのため、支持構造体２に対して高い剛性で締結されたとしても、支持構造体２とは異なる周波数で揺れる。投影光学系３の振動は、基板９と原版１０との相対位置を変化させる。これは、スループットを上げたときのＣＤ均一性（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）に代表されるパターン形成精度、および、重ね合わせ精度（Ｏｖｅｒｌａｙ Ａｃｃｕｒａｃｙ）を低下させる要因となりうる。以下では、パターン形成精度および重ね合わせ精度を包含する用語として露光精度という用語を用いる。投影光学系３の振動成分のうち露光中の振幅の中心に対する該振幅の平均値の乖離量が重ね合わせ精度に影響を与え、振動成分のうち露光中の振幅がＣＤ均一性といったパターン形成精度に影響を与える。露光精度とスループットの両立には、より早く投影光学系３の振動を抑えることが求められる。

投影光学系３を振動させる主要因は、駆動機構１５がステージ１７を駆動するときに支持構造体２に作用する反力である。この反力による支持構造体２の振動を相殺あるいは低減するために、反力相殺アクチュエータ４が設けられている。反力相殺アクチュエータ４は、支持構造体２に対して力を作用させる。

図２には、露光装置１００における反力相殺アクチュエータ４および支持アクチュエータ５の制御に関する制御ブロック図が示されている。図２において、「ＬＰＦ」はローパスフィルタを意味し、「「ＨＰＦ」はハイパスフィルタを意味する。また、図２において、２以上の「＋」記号を含む円は加算器を意味し、「＋」および「－」記号を含む円は、減算器を意味する。

コントローラ１２は、ステージ１７の駆動を制御するための駆動情報（例えば、移動方向、位置、移動量、速度、加速度の推移を示す情報）としての駆動プロファイル２０１から、ステージ１７を駆動する駆動機構１５が支持構造体２に与える反力を計算しうる。コントローラ１２は、駆動機構１５がステージ１７を駆動している期間において、その反力が発生するタイミングに応じて、反力相殺アクチュエータ４が支持構造体２に力を作用させるように反力相殺アクチュエータ４を制御しうる。本明細書では、この制御を「反力相殺ＦＦ制御」と呼ぶ。反力相殺ＦＦ制御により、駆動機構１５がステージ１７を駆動することによって発生する反力による支持構造体２の振動を相殺あるいは低減することができる。図２では、駆動プロファイル２０１（加速度プロファイル）が、スイッチ２０３を通して反力ゲイン乗算器２０７に提供される。反力ゲイン乗算器２０７がゲイン（反力を計算するための係数）を駆動プロファイル２０１に乗じることによって、反力相殺アクチュエータ４に供給される操作量（反力相殺ＦＦ制御の操作量）が生成される。

スイッチ２０６がオンである場合、加速度センサ２１１の出力に基づいて反力相殺アクチュエータ４に操作量を与えることによって支持構造体２の加速度をフィードバック制御する加速度フィードバックループＡＬＣが構成されうる。この場合、加速度センサ２１１によって検出される加速度が０になるように、支持構造体２の加速度がフィードバック制御されうる。スイッチ２０５がオンである場合、１又は複数のセンサ８の出力に基づいて反力相殺アクチュエータ４に操作量を与えることによって投影光学系３の加速度をフィードバック制御する加速度フィードバックループが構成されうる。この場合、１又は複数のセンサ８によって検出される投影光学系３の加速度が０になるように、支持構造体２の加速度がフィードバック制御されうる。

更に、支持構造体２の位置は、位置フィードバックループによって制御されうる。具体的には、支持構造体２の位置は、位置センサ２１０の出力が目標位置に一致するようにフィードバック制御されうる。より具体的には、目標位置と位置センサ２１０によって検出される支持構造体２の位置との偏差に応じた操作量を補償器２０９が支持アクチュエータ５に供給することによって、支持構造体２の位置がフィードバック制御されうる。加速度センサ２１１、または、１又は複数のセンサ８によって検出される加速度は、補償器２０８に供給されて補償器２０８の出力が補償器２０９の出力に加算されてもよい。

図３（ａ）には、駆動プロファイル２０１（加速度プロファイル）が例示されている。図３（ｂ）には、図３（ａ）の駆動プロファイル２０１（加速度プロファイル）に反力ゲイン乗算器２０７のゲインを乗じて得られる操作量である反力相殺ＦＦ制御の操作量が例示されている。反力相殺ＦＦ制御の操作量が反力相殺アクチュエータ４に供給され、これに従って反力相殺アクチュエータ４が支持構造体２に力を作用させる。これによって、支持構造体２の振動のうち駆動プロファイル２０１（加速度プロファイル）と同相の成分が取り除かれるが、該振動の一部は残留振動として残留し、投影光学系３に伝達されうる。このような残留振動は、位置センサ２１０の出力（図３（ｃ）参照）に基づいて支持アクチュエータ５をフィードバック制御し、加速度センサ２１１の出力（図３（ｄ）参照）に基づいて反力相殺アクチュエータ４をフィードバック制御することで低減されうる。しかし、このようなフィードバック制御（サーボ制御）のゲインを大きくすると、床Ｆから支持構造体２に対して振動が伝達されやすくなる。このため、フィードバック制御のゲインを低くして、床Ｆから支持構造体２に対する振動減衰特性を向上させる必要がある。このため、図３（ｅ）に例示されるように、残留振動をフィードバック制御によって低減させるためには、長い時間を要する。

そこで、本実施形態では、コントローラ１２は、支持構造体（第１構造体）２および投影光学系（第２構造体）２の振動が低減されるように、フィードフォワード制御情報に基づいて、反力相殺アクチュエータ４をフィードフォワード制御しうる。フィードフォワード制御情報は、１又は複数のセンサ８の出力に基づいて予め決定される第１制御情報を含みうる。コントローラ１２は、所定の駆動情報に基づいて駆動機構１５による基板（処理対象物）９あるいはステージ１７の駆動を制御するように構成されうる。第１制御情報は、該駆動情報に基づいて駆動機構１５による基板９あるいはステージ１７の駆動が制御されたときの１又は複数のセンサ８の出力に基づいて予め決定される情報でありうる。フィードフォワード制御情報は、該駆動情報に基づいて駆動機構１５による基板９あるいはステージ１７の駆動が制御されたときの支持構造体２の振動が低減されるように予め決定される第２制御情報を更に含んでもよい。コントローラ１２は、第１期間においては、第１制御情報に基づいて反力相殺アクチュエータ４をフィードフォワード制御し、第２期間においては、第２制御情報に基づいて、反力相殺アクチュエータ４をフィードフォワード制御しうる。第１期間の少なくとも一部は、第２期間の開始後かつ第２期間の終了後に開始してもよい。

以下、図４を参照しながら、駆動情報に基づいて駆動機構１５による基板９あるいはステージ１７の駆動が制御されたときの１又は複数のセンサ８の出力に基づいて第２制御情報を決定する方法を例示的に説明する。図４（ａ）の縦軸は、反力相殺アクチュエータ４に与えられる操作量を示し、図４（ａ）の横軸は、時系列を示している。また、図４（ｂ）は、投影光学系３の振動を検出するための１又は複数のセンサ８の出力から求めた評価値（以下、便宜的に、投影光学系３の評価値、あるいは単に評価値ともいう）を示している。図４（ｂ）は、図４（ａ）と同じ時系列を示している。コントローラ１２は、全てが静止している状態から、反力相殺アクチュエータ４に対して図４（ａ）に例示されるインパルス状の入力（インパルス入力）を第１操作量として与えたときの１又は複数のセンサ８の出力であるインパルス応答を出力応答として取得する。このような出力応答（インパルス応答）が図４（ｂ）に例示されている。コントローラ１２又は不図示のコンピュータは、第１操作量と出力応答との関係に基づいて第２操作量を決定する。第２操作量は、複数の時刻の各々で異なりうる係数を第１操作量に乗じて合成（結合）することによって得られる操作量である。コントローラ１２又は不図示のコンピュータは、例えば、第１操作量と出力応答とが線形関係で変化するとの仮定に基づいて、第２操作量を反力相殺アクチュエータ４に与えた場合に得られうる投影光学系３の評価値を出力応答として予測する。そして、予測した出力応答と目標応答との差が許容範囲内に収まるように（好ましくは、零になるように）、各時系列での係数を調整する近似計算を行う事により第２操作量を決定する。

目標応答とは、フィードバック制御および反力相殺ＦＦ制御が実行され、かつ、ステージ１７が駆動プロファイルに従って駆動されている状態における投影光学系３の時系列の評価値のことである。考慮されるべき目標応答の期間は、ステージ１７の駆動の直前から、ステージ１７の駆動を終えて、更に、支持アクチュエータ５の位置および加速度、ならびに、投影光学系３の評価値が整定する時刻までの期間を含みうる。コントローラ１２又は不図示のコンピュータは、この様にして決定される第２操作量に基づいて、第１制御情報を決定しうる。つまり、コントローラ１２又は不図示のコンピュータは、インパルス応答に基づいて、駆動情報に従って駆動機構１５を動作させたときの１又は複数のセンサ８の出力の評価値の推移を予測し、その推移に基づいて第１制御情報を決定しうる。

具体的には、コントローラ１２又は不図示のコンピュータは、反力相殺アクチュエータ４にフィードフォワード操作量を与えていない状態で投影光学系３の評価値の応答ｅ（ｔ）を１又は複数のセンサ８を使って取得する。そして、コントローラ１２又は不図示のコンピュータは、投影光学系３の評価値ｅ（ｔ）から、露光処理を行う期間を含む評価期間における評価値ｅ（ｔ）を評価値データｅ０として抽出する。この例では、評価値データｅ０は、ｅ_１～ｅ_９０の９０サンプルであり、式（１）で与えられるものとする。

・・・（１）

次に、コントローラ１２又は不図示のコンピュータは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したように、ある時刻に反力相殺アクチュエータ４にΔｆ（ｔ）のフィードフォワード操作量を与え、その応答Δｙ（ｔ）を１又は複数のセンサ８を使って取得する。そして、コントローラ１２又は不図示のコンピュータは、投影光学系３の評価値Δｙ（ｔ）から、露光処理を行う期間を含む評価期間における評価値Δｙ（ｔ）を応答データｙ０として抽出する。ここでは、応答データｙ０は、式（２）のように表現される。

・・・（２）

ここまでのデータは、１又は複数のセンサ８を使って得られた値、即ち実測による値であるが、ここからは仮想的なデータを生成する。Δｆ（ｔ）のフィードフォワード操作量を与えた１サンプル後に同様なフィードフォワード操作量を反力相殺アクチュエータ４に与えると同様な応答が得られると仮定し、その応答をｙ１とする。同様にして、２サンプル後の応答、３サンプル後の応答、・・・、ｎサンプル後の応答をｙ２、ｙ３、・・・、ｙｎとすると、式（３）のようになる。

・・・（３）

反力相殺アクチュエータ４に与える操作量と投影光学系３の評価値との間に線形関係があれば、フィードフォワード操作量ｇΔｆ（ｔ）に対する応答はｇΔｙ（ｔ）となる。したがって、ｎサンプル後のフィードフォワード操作量のゲインをｇｎとすれば、式（４）が成り立つ。

・・・（４）

次に、反力相殺アクチュエータ４にｎサンプル後のフィードフォワード操作量の全てを与えた場合の投影光学系３の評価値の応答を推測する。この応答から抽出される、露光処理を行う期間を含む評価期間における応答データをＹとする。Ｙは、ｎ個の応答の和で表現することができるので、式（５）が成り立つ。

・・・（５）

反力相殺アクチュエータ４にフィードフォワード操作量を与えることによって露光処理を行う期間を含む評価期間における投影光学系の評価値（ｅ０）を相殺するためには、応答データＹが投影光学系３の評価値データｅ０と等しければよい。したがって、式（６）のような擬似逆行列を用いて、フィードフォワード操作量のゲインｇ_ｎを決定することができる。

・・・（６）

コントローラ１２は、ゲインｇ_ｎに従って決定されるフィードフォワード操作量（即ち、ゲインｇ_ｎをフィードフォワード操作量Δｆ（ｔ＋ｔ_ｎ）に乗じたフィードフォワード操作量ｇ_ｎΔｆ（ｔ＋ｔ_ｎ））を反力相殺アクチュエータ４に与える。ここで、フィードフォワード操作量ｇ_ｎΔｆ（ｔ＋ｔ_ｎ）が第２操作量に相当する。そして、コントローラ１２は、第２操作量に基づいて、投影光学系３の評価値を打ち消すように第１フィードフォワード操作量（第１制御情報）を決定する。本明細書では、第１フィードフォワード操作量によるフィードフォワード制御を「制振ＦＦ制御」と呼ぶ。投影系制振ＦＦ制御により、ステージ１７の駆動後の投影光学系３の振動をフィードバック制御のみによる場合よりも早く低減することができる。

図５には、反力相殺ＦＦ制御および制振ＦＦ制御の実行期間が例示されている。図５（ａ）には、ステージ１７（基板９）の駆動プロファイル２０１（加速度プロファイル）が例示されている。図５（ｂ）には、図５（ａ）の駆動プロファイル２０１（加速度プロファイル）に反力ゲイン乗算器２０７のゲインを乗じて得られる操作量である反力相殺ＦＦ制御の操作量（第２制御情報）が例示されている。ここで、図５（ａ）の駆動プロファイル２０１で与えられるステージ１７の加速度とステージ１７の重量とによってステージ１７の駆動によって発生する反力が定まり、この反力を相殺するように反力相殺ＦＦ制御の操作量が決定される。図５（ｃ）には、制振ＦＦ制御の操作量プロファイル２０２（第１制御情報）が例示されている。図５中の縦の２つの点線は、駆動プロファイルにおけるＪｅｒｋ４期間の開始タイミングと、Ｊｅｒｋ４期間の終了タイミング（つまり、駆動の終了タイミング）を表している。

制振ＦＦ制御は、第１期間Ｔ１において実行され、反力相殺ＦＦ制御は、第２期間Ｔ２において実行されうる。第２期間Ｔ２は、基板９（ステージ１７）を第１位置（例えば、基板９のあるショット領域の中心が支持構造体２の光軸に一致する位置）から第２位置（例えば、基板９の次のショット領域の中心が支持構造体２の光軸に一致する位置）に移動させる期間でありうる。第１期間Ｔ１は、基板９あるいはステージ１７の位置が整定された期間を含みうる。第１期間Ｔ１において、投影光学系３（第２構造体）から基板９（処理対象物）にエネルギーが照射されうる。より具体的には、第１期間Ｔ１において、投影光学系３（第２構造体）から基板９（処理対象物）に露光光が照射され、基板９が露光されうる。

図５の例では、第１期間Ｔ１の開始時刻は、第２期間Ｔ２の終了時刻と一致するか、第２期間Ｔ２の終了時刻の直後の時刻である。反力相殺ＦＦ制御は、ステージ１７の駆動によって発生する反力を相殺あるいは低減して、支持構造体２の振動を低減するために有利である。一方、制振ＦＦ制御は、投影光学系３の評価値に基づいて決定された第１制御情報に従うフィードフォワード制御であるので、投影光学系３の振動を低減するために有利である。ここで、ステージ１７の駆動中（第１位置から第２位置に移動させるための期間）に反力相殺ＦＦ制御および制振ＦＦ制御を同時に行うと、支持構造体２および投影光学系３という２つの制御対象を同一の反力相殺アクチュエータ４で制御することになる。この場合、反力相殺ＦＦ制御および制振ＦＦ制御が互いに干渉しあう可能性がある。そこで、反力相殺ＦＦ制御および制振ＦＦ制御の相互の干渉を防ぐことが好ましい。

図２の例では、反力相殺アクチュエータ４に対する反力相殺ＦＦ制御の操作量（第２制御情報）の供給は、スイッチ２０３によって制御されうる。スイッチ２０３は、第２制御情報に基づく操作量を反力相殺アクチュエータ４に与える経路に配置されたスイッチである。スイッチ２０３がオンすると、反力相殺アクチュエータ４に対して反力相殺ＦＦ制御の操作量（第２制御情報）が供給され、スイッチ２０３がオフすると、反力相殺アクチュエータ４に対して反力相殺ＦＦ制御の操作量（第２制御情報）が供給されない。

反力相殺アクチュエータ４に対する制振ＦＦ制御の操作量（第１制御情報）の供給は、スイッチ２０４によって制御されうる。スイッチ２０４は、第１制御情報に基づく操作量を反力相殺アクチュエータ４に与える経路に配置されたスイッチである。スイッチ２０４がオンすると、反力相殺アクチュエータ４に対して制振ＦＦ制御の操作量（第１制御情報）が供給され、スイッチ２０４がオフすると、反力相殺アクチュエータ４に対して制振ＦＦ制御の操作量（第１制御情報）が供給されない。反力相殺ＦＦ制御から制振ＦＦ制御に切り替えるタイミングに応じて、加速度フィードバックループにおいて使用されるセンサが加速度センサ２１１から１又は複数のセンサ８に切り替えられてもよい。これは、スイッチ２０５、２０６を制御することによってなされうる。

一例において、図５（ｃ）に太線で例示されるように、第１期間Ｔ１は、第２期間Ｔ２のうち基板９（処理対象物）を減速させている期間に開始してもよい。図５（ｃ）の太線で示される例では、第１期間Ｔ１は、図５（ａ）の駆動プロファイルにおけるＪｅｒｋ４の区間、即ち、加速度の絶対値が減少する区間において開始する。このような例において、図２に例示されるように、ゲイン調整器２１３が設けられてもよい。ゲイン調整器２１３は、制振ＦＦ制御の操作量プロファイル２０２から供給される操作量に調整ゲインを乗じて反力相殺アクチュエータ４に供給するように構成され、第１期間Ｔ１の初期において、該調整ゲインを徐々に大きくしうる。該調整ゲインは、例えば、スロープ状に上昇するように設定されうる。このような制御は、反力相殺ＦＦ制御から制振ＦＦ制御への移行を滑らかにし、これは制振効果を向上させるために有利である。第１期間Ｔ１の開始タイミングを第２期間Ｔ２の終了タイミングに対してどの程度先行させるかは、パラメータ値として設定可能にされてもよい。

制振ＦＦ制御のために使用する投影光学系３の評価値は、複数のセンサ８として、例えば、投影光学系３の上端と下端にそれぞれ、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサを配置し、これらの加速度センサの出力に基づいて取得されうる。具体的には、投影光学系３が支持構造体２に固定されている中心を支点とし、支点から上端および下端の加速度センサまでの距離の比から、投影光学系３のＸ、Ｙ、Ｚ、Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚ軸の６軸の並進値およびチルト値（回転量）を求めるとよい。この振動を、基板９に転写されたパターンの並進ずれに換算したものを評価値とすることができる。制振ＦＦ制御は、その評価値が最小となるように実施されうる。ただし、投影光学系３の振動は、その剛体運動の振動モードとは限らない。変形成分を含む振動である可能性もある。よって、複数の加速度センサの出力値に対して重み付けパラメータを含んだ計算式を立て、この重み付けパラメータを変化させた評価値に従って制振ＦＦ制御を行いながら露光処理を行い、その結果との相関から評価値を算出する重み付けパラメータを決めてもよい。このような手法による制振ＦＦ制御による評価値の抑制は、露光精度の向上に有利である。

コントローラ１２は、露光装置の起動時のリセットシーケンス中に制振ＦＦ制御の応答データを再取得し、再取得した応答データと従前の応答データとの差が閾値範囲を超えた場合には、応答データを更新し、それに応じて第１制御情報を更新してもよい。

図５（ｄ）には、制振ＦＦ制御中の評価値が例示されている。「Ｃｈｅｃｋ Ｖａｌｕｅ」の線が引かれている期間は露光処理が実行される露光期間であり、コントローラ１２は、露光期間において評価値を監視するように構成されうる。コントローラ１２は、露光期間において評価値が閾値を超えた場合に応答データを再取得し、それに応じて第１制御情報を更新するように構成されうる。ここで、コントローラ１２は、露光期間における評価値の平均値と、露光期間における評価値の標準偏差とを監視し、これらがそれぞれの閾値を超えた場合に応答データを再取得し、それに応じて第１制御情報を更新するように構成されてもよい。応答データの再取得に伴う第１制御情報の更新は、例えば、ステージ１７の駆動プロファイルに基づいて実行されうる。

投影光学系３の固有値の中には、制振ＦＦ制御を発散させる固有値が含まれうる。そこで、第１制御情報に対してバンドパスフィルタ、一次、二次のローパスフィルタ、およびノッチフィルタによる処理を施して制振ＦＦ制御の操作量を生成してもよい。これにより制振ＦＦ制御を安定させることができる。

一方、加速度センサによってステージ１７の駆動中の振動を計測する場合に、高い精度の加速度センサを使用すると、振動が大きい場合に速度センサの検出レンジを超えうる。この場合、正しいフィードフォワード制御が行えない。一方で、広い検出レンジを有する加速度センサを使用すると検出感度が低くなる。検出感度と検出レンジとの両立として、広い検出レンジを有する加速度センサと、狭い検出レンジを有する加速度センサとを使用すればよいが、これはコストの増加をもたらす。このため、ステージ１７の駆動中は、加速度センサを使わず、反力相殺ＦＦ制御のみとしてもよい。この場合、ステージ１７の駆動後の制振ＦＦ制御で使用する加速度センサとして、検出レンジが狭いが検出感度が高い加速度センサを使用しうる。これにより高い制振効果とコストメリットが得られる。

上記の例では、投影光学系３の上端および下端に加速度センサが配置されているが、投影光学系３が支持構造体２によって支持されている箇所の上側の任意箇所および下側の任意箇所に加速度センサが配置されてもよい。あるいは、投影光学系３が支持構造体２によって支持されている箇所の上側の任意箇所および下側の任意箇所の一方にのみ加速度センサが配置されてもよい。

第１制御情報は、例えば、シミュレーションによって決定されてもよいし、試行錯誤によって決定されてもよいし、機械学習によって決定されてもよいし、他の方法によって決定されてもよい。

投影光学系３の振動を検出するためのセンサとして、投影光学系３に取り付けられた加速度センサを用いる場合、検出レンジを狭くすることによって検出感度を上げることができ、また、投影光学系３の任意箇所に加速度センサを配置することができる。一方で、複数の検出対象箇所の間の相対位置を重視する場合は、同一基準に対する相対位置を位置センサで検出した方が有利な場合がある。

図６には、第２実施形態の露光装置１００の構成が示されている。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、投影光学系３の１又は複数の箇所の位置が１又は複数のセンサ１３を使って検出されうる。１又は複数のセンサ１３は、例えば、レーザー干渉計である。１又は複数のセンサ１３は、第１実施形態における１又は複数のセンサ８の代わりに使用される。１又は複数のセンサ１３と、ステージ１７の位置を計測する計測器７とは、同一の計測支柱（基準構造体）６によって支持されている。計測器７は、例えば、レーザー干渉計である。このような構成によれば、制振ＦＦ制御のための評価値とステージ１７（基板９）の位置制御との間に相関が得られる。つまり、制振ＦＦ制御における評価値を小さくすることは、ステージ１７（基板９）の位置制御の誤差を低減するように寄与し、露光精度の向上をもたらしうる。

第１実施形態では、制振ＦＦ制御が実行される第１期間は、反力相殺ＦＦ制御が実行される第２期間の終了時刻またはその直後の時刻に開始するか、または、第２期間の開始後かつ第２期間の終了前の時刻に開始しうる。あるいは、第１実施形態では、制振ＦＦ制御は、反力相殺ＦＦ制御が弱まってから開始されうる。一方、第２実施形態では、図７に例示されるように、ステージ１７の駆動を開始する時刻から制振ＦＦ制御を開始することができる。ここで、図７（ａ）には、ステージ１７（基板９）の駆動プロファイル２０１（加速度プロファイル）が例示されている。図７（ｂ）には、図７（ａ）の駆動プロファイル２０１（加速度プロファイル）に反力ゲイン乗算器２０７のゲインを乗じて得られる操作量である反力相殺ＦＦ制御の操作量（第２制御情報）が例示されている。図７（ｃ）には、制振ＦＦ制御の操作量プロファイル２０２（第１制御情報）が例示されている。図７（ｄ）には、制振ＦＦ制御中の評価値が例示されている。図７中の縦の点線は、ステージ１７の駆動の開始タイミングを示している。第２実施形態では、ステージ１７の駆動の開始タイミングから反力相殺ＦＦ制御と制振ＦＦ制御とを開始することができる。

コントローラ１２は、計測器７の出力に基づいて駆動機構１５を動作させることによってステージ１７をフィードバック制御するとともに、予め設定されたフィードフォワード制御情報に基づいて反力相殺アクチュエータ４をフィードフォワード制御する。フィードフォワード制御は、支持構造（第１構造体）２および投影光学系（第２構造体）３の振動が低減されるように実行される。フィードフォワード制御情報は、第１制御情報成分と、第２制御情報成分とを含みうる。第１制御情報成分は、駆動機構１５によるステージ１７の駆動によって発生する投影光学系（第２構造体）３の振動が低減されるように予め決定される第１制御情報である。第２制御情報成分は、駆動機構１５によるステージ１７の駆動によって発生する支持構造（第１構造体）２の振動が低減されるように予め決定される第２制御情報である。

第２実施形態では、ステージ１７を制御するための計測器７と投影光学系３の振動を検出するための１又は複数のセンサ１３とが同一の計測支柱６（基準構造体）によって支持されている。したがって、投影光学系３の評価値を抑えることがステージ１７に対する投影光学系３の相対的な振動を低減させることに寄与する。つまり、第２実施形態では、制振ＦＦ制御による副作用が第１実施形態よりも小さい。また、センサ１３としてレーザー干渉計を採用することにより、加速度センサを採用する場合を比較して、広い検出レンジで高い検出感度を得ることができる。

制振ＦＦ制御および反力相殺ＦＦ制御によって除去できない残留振動を、ステージ１７の目標値に加算することで、より高い制振性能を得ることができる。ここでいう残留振動とは、例えば、基板９の位置制御誤差に換算された評価値でありうる。ステージ１７の制御は、支持構造体２の振動制御とは異なり、制御帯域を上げることが精度の向上に寄与する。このため、目標値に残留振動を加算したフィードバック制御でも短時間で投影光学系３の振動に対してステージ１７を追従させることができる。

第１実施形態は、基板および原版を静止させて基板を露光するステッパに好適であるが、第２実施形態とは、ステッパの他、基板を走査露光するスキャナにも好適である。スキャナでは、必須ではないが、ステージが加速した後の等速区間で走査露光が行われうる。このようなスキャナでは、投影光学系の振動は、等速区間の整定区間で十分に抑えられている必要がある。この点において、第２実施形態では、制振ＦＦ制御と反力相殺ＦＦ制御の切り替えを必要とせず、ステージの駆動の開始から両者を実行できるので、加速区間から等速区間にかけても投影光学系の残留振動の低減に有利である。

センサ１３としては、レーザー干渉計の他、基準位置に対する投影光学系３の相対位置の検出が可能なあらゆるタイプのセンサを採用することができ、そのような例としては、例えば、うず電流型の近接変位検出器を挙げることができる。

上記の露光装置を利用して物品（半導体ＩＣ素子、液晶表示素子、ＭＥＭＳ等）を製造する物品製造方法を例示的に説明する。物品は、前述の露光装置を使用して、感光剤が塗布された基板（ウェハ、ガラス基板等）を露光する露光工程と、その基板（感光剤）を現像する現像工程と、現像工程を経た基板を他の周知の工程で処理する処理工程とを経て製造される。他の周知の工程には、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等が含まれる。本物品製造方法によれば、従来よりも高品位の物品を製造することができる。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１：基板位置決め機構、２：支持構造（第１構造体）、３：投影光学系（第２構造体）、４：反力相殺アクチュエータ４：振動低減機構、６：計測支柱（基準構造体）、７：計測器、８：センサ、９：基板、１０：原版、１１：記憶装置、１２：コントローラ、１３：センサ、１５：駆動機構、１７：ステージ

Claims (18)

1. 振動低減機構によって支持された第１構造体と、
   前記第１構造体によって支持され、処理対象物を駆動する駆動機構と、
   前記第１構造体によって支持され、前記処理対象物と対面する第２構造体と、
   前記第１構造体に力を加えるアクチュエータと、
   前記第２構造体の振動を検出するためのセンサと、
   前記第１構造体および前記第２構造体の振動が低減されるように、フィードフォワード制御情報に基づいて、前記アクチュエータをフィードフォワード制御するコントローラと、を備え、
   前記フィードフォワード制御情報は、前記センサの出力に基づいて予め決定された第１制御情報を含むことを特徴とする処理装置。
2. 前記コントローラは、駆動情報に基づいて前記駆動機構による前記処理対象物の駆動を制御するように構成され、
   前記第１制御情報は、前記駆動情報に基づいて前記駆動機構による前記処理対象物の駆動が制御されたときの前記センサの出力に基づいて決定された情報である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
3. 前記フィードフォワード制御情報は、前記駆動情報に基づいて前記駆動機構による前記処理対象物の駆動が制御されたときの前記第１構造体の振動が低減されるように予め決定された第２制御情報を更に含み、
   前記コントローラは、第１期間においては、第１制御情報に基づいて前記アクチュエータをフィードフォワード制御し、第２期間においては、前記第２制御情報に基づいて、前記アクチュエータをフィードフォワード制御し、
   前記第１期間は、前記第２期間の開始後に開始する期間である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
4. 前記第２期間は、前記処理対象物を第１位置から第２位置に移動させる期間である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の処理装置。
5. 前記第１期間は、前記処理対象物の位置が整定された期間を含む、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の処理装置。
6. 前記第１期間において、前記第２構造体から前記処理対象物にエネルギーが照射される、
   ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の処理装置。
7. 前記第１期間の開始時刻は、前記第２期間の終了時刻と一致するか、前記終了時刻の直後の時刻である、
   ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の処理装置。
8. 前記第１期間は、前記第２期間の開始後かつ前記第２期間の終了後に開始する、
   ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の処理装置。
9. 前記第１期間は、前記第２期間のうち前記処理対象物を減速させている期間において開始する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の処理装置。
10. 前記コントローラは、前記第１制御情報に対してゲインを乗じることによって、前記アクチュエータに供給される操作量を発生する乗算器を含み、
    前記第２期間において、前記ゲインが徐々に大きくされる、
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の処理装置。
11. 前記第１構造体の加速度を検出する加速度センサの出力に基づいて前記アクチュエータを前記第１構造体がフィードバック制御する加速度フィードバックループと、
    前記第１制御情報に基づく操作量を前記アクチュエータに供給する経路に配置された第１スイッチと、
    前記第２制御情報に基づく操作量を前記アクチュエータに供給する経路に配置された第２スイッチと、
    を更に備えることを特徴とする請求項３乃至１０のいずれか１項に記載の処理装置。
12. 前記第１構造体の位置を検出する位置センサと、
    前記第１構造体を支持する支持アクチュエータと、
    前記位置センサの出力に基づいて前記第１構造体の位置がフィードバック制御されるように前記支持アクチュエータを制御する補償器と、を更に備え、
    前記第１制御情報および前記第２制御情報が前記支持アクチュエータの操作量に加算される、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の処理装置。
13. 前記コントローラは、前記アクチュエータに操作量としてインパルス入力を与えたときの前記センサの出力であるインパルス応答に基づいて、前記駆動情報に従って前記駆動機構を動作させたときの前記センサの出力の評価値の推移を予測し、前記推移に基づいて前記第１制御情報を決定する、
    ことを特徴とする請求項３乃至１２のいずれか１項に記載の処理装置。
14. 前記コントローラは、前記センサの出力の評価値に基づいて前記第１制御情報を決定または更新する、
    ことを特徴とする請求項３乃至１３のいずれか１項に記載の処理装置。
15. 前記第２構造体は、処理対象物としての基板に原版のパターンを投影する投影光学系を含み、
    前記センサは、前記投影光学系の振動を検出するための加速度センサを含む、
    ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の処理装置。
16. 振動低減機構によって支持された第１構造体と、
    前記第１構造体によって支持され、処理対象物を保持する保持部を駆動する駆動機構と、
    前記第１構造体によって支持され、前記処理対象物と対面する第２構造体と、
    前記第１構造体に力を加えるアクチュエータと、
    基準構造体によって支持され、前記第２構造体の振動を検出するためのセンサと、
    前記基準構造体によって支持され、前記保持部の位置を計測するための計測器と、
    前記計測器の出力に基づいて前記駆動機構を動作させることによって前記保持部をフィードバック制御するとともに、前記第１構造体および前記第２構造体の振動が低減されるように、フィードフォワード制御情報に基づいて前記アクチュエータをフィードフォワード制御するコントローラと、を備え、
    前記フィードフォワード制御情報は、前記駆動機構による前記保持部の駆動によって発生する前記第２構造体の振動が低減されるように予め決定された第１制御情報成分と、前記駆動機構による前記保持部の駆動によって発生する前記第１構造体の振動が低減されるように予め決定された第２制御情報成分とを含むことを特徴とする処理装置。
17. 前記第２構造体は、処理対象物としての基板に原版のパターンを投影する投影光学系を含み、
    前記センサは、前記投影光学系の振動を検出するための１又は複数の加速度センサを含む、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の処理装置。
18. 物品を製造する製造方法であって、
    請求項１５又は１７に記載の処理装置によって基板を露光する露光工程と、
    前記露光工程を経た前記基板を現像する現像工程と、
    前記現像工程を経た前記基板を処理して前記物品を得る処理工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

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