JP2889086B2 - Scanning exposure equipment - Google Patents

Scanning exposure equipment

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JP2889086B2
JP2889086B2 JP5175958A JP17595893A JP2889086B2 JP 2889086 B2 JP2889086 B2 JP 2889086B2 JP 5175958 A JP5175958 A JP 5175958A JP 17595893 A JP17595893 A JP 17595893A JP 2889086 B2 JP2889086 B2 JP 2889086B2
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体の製造装置であ
る走査型露光装置に係わり、特に分割露光を行なう走査
型露光装置において、レチクルおよびウエハの2軸の同
期関係を保ちながら走査露光を行なう際に、外乱やパラ
メータ変動等による同期関係のズレが小さくなるように
制御することにより高精度な露光を行なう制御装置を備
えた走査型露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning type exposure apparatus which is a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a scanning type exposure apparatus which performs a division exposure, while performing a scanning exposure while maintaining a synchronous relationship between two axes of a reticle and a wafer. The present invention relates to a scanning type exposure apparatus including a control device that performs high-precision exposure by controlling the deviation of a synchronization relationship due to disturbance, parameter variation, or the like when performing the exposure.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は従来例であり本発明の適用対象
でもある走査型露光装置の構成を示す図である。図10
の装置はレチクル32bを移動するための駆動手段30
bと、レチクル位置を検出するための位置検出手段80
bと、ウエハ32aを移動するための駆動手段30a
と、ウエハ位置を検出するための位置検出手段80a
と、レチクル32bに記録された画像情報をウエハ32
a上に投射する投射手段20と、レチクル目標位置生成
手段1bおよびウエハ目標位置生成手段1aと、レチク
ルの駆動手段30bおよびウエハの駆動手段30aへの
制御入力信号を決定する制御手段2とを有する。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a scanning type exposure apparatus which is a conventional example and to which the present invention is applied. FIG.
Is a driving means 30 for moving the reticle 32b.
b and position detecting means 80 for detecting a reticle position
b and driving means 30a for moving the wafer 32a
And position detecting means 80a for detecting a wafer position
And the image information recorded on the reticle 32b
a projection means 20 for projecting the reticle target position, a reticle target position generating means 1b and a wafer target position generating means 1a, and a control means 2 for determining control input signals to the reticle driving means 30b and the wafer driving means 30a. .

【0003】図11はこのような露光装置に対する従来
の制御方式の一例を示す。ここでは、第1軸をウエハ
側、第2軸をレチクル側とする。図11の制御対象3の
第1軸は図中3a、第2軸は図中3bとして示した2次
系である。制御対象3aは図10ではウエハ駆動手段3
0aとウエハ32aに対応し、制御対象3bは図10で
はレチクル駆動手段30bとレチクル32bに対応す
る。また、図11の位置信号8a,8bは、それぞれ図
10ではウエハ位置検出手段80aおよびレチクル位置
検出手段80bの出力信号8a,8bに対応している。
図11の速度信号18a,18bは、図10に対応する
要素は図示していないが、位置検出器80a,80bと
同様に速度検出器を付加することにより速度情報を測定
するものとする。図11の位置目標値信号6a,6bは
それぞれ図10ではウエハ位置目標値生成手段1aおよ
びレチクル位置目標値生成手段1bの出力信号である。
図11の制御手段2は、図10の制御手段2に対応す
る。
FIG. 11 shows an example of a conventional control method for such an exposure apparatus. Here, the first axis is on the wafer side, and the second axis is on the reticle side. The first axis of the control target 3 in FIG. 11 is a secondary system shown as 3a in the figure, and the second axis is a secondary system shown as 3b in the figure. The controlled object 3a is the wafer driving means 3 in FIG.
0a and the wafer 32a, and the controlled object 3b corresponds to the reticle driving means 30b and the reticle 32b in FIG. Also, the position signals 8a and 8b in FIG. 11 correspond to the output signals 8a and 8b of the wafer position detecting means 80a and the reticle position detecting means 80b in FIG. 10, respectively.
The speed signals 18a and 18b in FIG. 11 do not show the elements corresponding to FIG. 10, but assume that the speed information is measured by adding a speed detector similarly to the position detectors 80a and 80b. The position target value signals 6a and 6b in FIG. 11 are output signals of the wafer position target value generating means 1a and the reticle position target value generating means 1b in FIG.
The control means 2 in FIG. 11 corresponds to the control means 2 in FIG.

【0004】図11の制御系において、2軸の制御系
は、構成が同じで、それぞれ安定化のための速度制御系
をマイナーループとして持つ位置制御系である。このよ
うに従来の制御方式では、第1軸への制御入力7aは第
1軸の目標位置指令値6aと第1軸の位置8aおよび速
度情報18aより求められ、第2軸への制御入力7bは
第2軸の目標位置指令値6bと第2軸の位置8bおよび
速度情報18bより求められ、2軸は互いに独立に制御
されている。また、レチクルの移動速度とウエハの移動
速度とは所望の精度が実現されるように決定される。目
標値生成手段1a,1bは、この速度比になるように位
置目標値6a,6bを生成し、レチクルおよびウエハの
位置制御系2a,2bに指令する。レチクルとウエハの
移動速度比は通常レチクルの移動速度の方が速く設定さ
れる。この例では制御系は位置制御系を構成しているか
ら、一定速度で移動するためには、位置目標値はランプ
信号になる。このとき目標値信号は2軸の同期関係が常
に保たれるように指令される。
In the control system shown in FIG. 11, the two-axis control system is a position control system having the same configuration and having a speed control system for stabilization as a minor loop. As described above, in the conventional control method, the control input 7a to the first axis is obtained from the target position command value 6a of the first axis, the position 8a of the first axis, and the speed information 18a, and the control input 7b to the second axis is obtained. Is obtained from the target position command value 6b of the second axis, the position 8b of the second axis, and the speed information 18b, and the two axes are controlled independently of each other. The moving speed of the reticle and the moving speed of the wafer are determined so that desired accuracy is realized. The target value generating means 1a, 1b generates position target values 6a, 6b so as to achieve this speed ratio and instructs the reticle and wafer position control systems 2a, 2b. Usually, the moving speed ratio between the reticle and the wafer is set faster than the moving speed of the reticle. In this example, since the control system constitutes a position control system, in order to move at a constant speed, the position target value is a ramp signal. At this time, the target value signal is instructed so that the synchronous relationship between the two axes is always maintained.

【0005】2軸の同期関係は第1軸を横軸、第2軸を
縦軸とする平面を考え、この平面上で移動軌跡を描くこ
とで知ることができる。2軸が同期関係にあるときは追
従軌跡は、2軸の速度比の角度の直線上を移動する。こ
の直線から外れるほど同期関係はくずれていることを示
す。2軸の制御特性を同じに設定し、外乱のない状態で
は2軸の同期関係を保つことは比較的容易である。
The synchronous relationship between the two axes can be known by considering a plane having the first axis as the horizontal axis and the second axis as the vertical axis, and drawing the movement trajectory on this plane. When the two axes are in a synchronous relationship, the following trajectory moves on a straight line of the angle of the speed ratio of the two axes. The deviation from this straight line indicates that the synchronization relationship is broken. It is relatively easy to set the control characteristics of the two axes to be the same and to maintain the synchronous relationship of the two axes in the absence of disturbance.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来方式では、各軸は
独立に制御されているから、レチクル側への外乱はレチ
クル側の情報のみ用いて外乱抑制を行い、ウエハ側への
外乱はウエハ側の情報のみ用いて外乱抑制を行ってい
た。このような方式では、外乱による同期関係のずれを
小さく抑えるためには、各軸のサーボ剛性を高くする以
外に方法がない。しかし、サーボ剛性を高くするために
は制御系の帯域を広く設定しなければならず実現が困難
である。また、各軸の制御対象の定数の変動も外乱と同
じように、2軸の同期関係を損なう。従来方式ではこの
ような定数の変動も制御系の帯域を広く設定して小さく
抑えるが、これも実現は困難である。このように従来方
式では外乱が印加されたとき、あるいは制御対象の定数
が変動したような場合に2軸の同期関係がくずれ易く良
好な投射画像が得られないという欠点を持っていた。
In the conventional method, since each axis is independently controlled, disturbance on the reticle side is suppressed by using only information on the reticle side, and disturbance on the wafer side is suppressed on the wafer side. The disturbance suppression was performed using only the information of. In such a method, there is no other way to reduce the deviation of the synchronization relationship due to disturbance except for increasing the servo rigidity of each axis. However, in order to increase the servo rigidity, the band of the control system must be set wide, which is difficult to realize. Further, the fluctuation of the constant of the control target of each axis also impairs the synchronous relationship between the two axes, similarly to the disturbance. In the conventional method, such a change in the constant is suppressed by setting the band of the control system wide, but it is also difficult to realize this. As described above, the conventional method has a drawback that when a disturbance is applied, or when a constant of a control object fluctuates, the synchronous relationship between the two axes is easily lost, and a good projected image cannot be obtained.

【0007】追従位置信号が同期関係を保つためには、
2軸の制御系の特性が一致していなければならない。位
置制御系の特性を一致させることは比較的容易である
が、速度制御系の特性を一致させるのは困難である。図
3および図4はレチクル側とウエハ側が同じ速度で移動
するように2軸を制御したときの軌跡である。図中C0
は目標軌跡を示し、C1は従来方式の追従軌跡を示す。
図3は制御対象の定数の変動のため2軸の速度制御ゲイ
ンが異なるときの軌跡である。図4は2軸の制御ゲイン
は同じであるがD点で外乱が第1軸に印加されたときの
追従軌跡を示す。このように、従来方式では制御対象の
定数の変動や外乱等に対し、各軸が独立にパラメータ変
動や外乱の抑制動作を行なう。
In order for the tracking position signal to maintain a synchronous relationship,
The characteristics of the two-axis control systems must match. It is relatively easy to match the characteristics of the position control system, but it is difficult to match the characteristics of the speed control system. 3 and 4 are trajectories when two axes are controlled so that the reticle side and the wafer side move at the same speed. C0 in the figure
Indicates a target trajectory, and C1 indicates a conventional trajectory.
FIG. 3 is a trajectory when the speed control gains of the two axes are different due to a change in the constant of the control target. FIG. 4 shows a trajectory when the disturbance is applied to the first axis at point D while the control gains of the two axes are the same. As described above, in the conventional method, each axis independently performs the operation of suppressing the parameter fluctuation and the disturbance with respect to the fluctuation of the constant or the disturbance of the controlled object.

【0008】本発明は、上述の従来例における問題点に
鑑みてなされたもので、制御対象に外乱が印加されたと
き、あるいは制御対象の定数が変動したような場合にも
2軸の同期関係がくずれずに良好な投射画像が得られる
走査型露光装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and has been made in consideration of the two-axis synchronous relationship even when disturbance is applied to the controlled object or when the constant of the controlled object fluctuates. It is an object of the present invention to provide a scanning type exposure apparatus capable of obtaining a good projection image without breaking.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するため本発明では、従来方式のように制御する各
軸毎に独立に制御ループを組むのではなく、状態量や目
標値を目的の軸のみならず、他の軸の状態量や目標値を
も利用して制御ループを組むことを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, instead of forming a control loop independently for each axis to be controlled as in the conventional system, the present invention is not limited to a state quantity or a target value. This is characterized in that a control loop is formed by using not only the axis of this axis but also the state quantities and target values of other axes.

【0010】すなわち、ウエハ側への外乱が印加された
ときにはレチクル側も同時に外乱抑制動作を行なう。ま
た、逆にレチクル側への外乱が印加されたときにはウエ
ハ側も同時に外乱抑制動作を行なう。このような制御系
を構成することによりウエハ側とレチクル側の移動中の
同期関係が崩れないように制御することができる。
That is, when a disturbance is applied to the wafer, the reticle also performs the disturbance suppressing operation at the same time. Conversely, when a disturbance is applied to the reticle side, the wafer side simultaneously performs the disturbance suppression operation. By configuring such a control system, it is possible to perform control so that a synchronous relationship during movement between the wafer side and the reticle side is not broken.

【0011】本発明の好ましい実施例においては、本発
明独自の評価関数を定め、この評価関数を最適化するよ
うな制御系を構成することにより目的の経路制御を行な
う。この制御系は、例えば式(2)または(3)の評価
項を含む式(1)
In a preferred embodiment of the present invention, a desired path control is performed by defining an evaluation function unique to the present invention and constructing a control system that optimizes the evaluation function. This control system includes, for example, an equation (1) including an evaluation term of the equation (2) or (3).

【0012】[0012]

【数3】 (Equation 3)

【0013】[0013]

【数4】 のような評価関数を定め、この関数を最小化するような
最適制御入力を、制御対象の状態量および目標値から計
算機等で逐次求め、制御対象にこの制御入力を逐次指令
することにより実現する。すなわち、制御系を構成する
ことは、式(1)の評価関数を最小化するような最適制
御入力を計算することになる。このときの構成図を図1
に示す。なお、式(1)のような評価関数を最小化する
ような最適制御入力は、例えばDP(Dinamic
Programing)法等の方法で求めることができ
る。
(Equation 4) Such an evaluation function is determined, and an optimal control input that minimizes this function is sequentially obtained from a state quantity and a target value of the controlled object by a computer or the like, and is realized by sequentially instructing the controlled object to this control input. . That is, configuring the control system involves calculating an optimal control input that minimizes the evaluation function of Expression (1). The configuration diagram at this time is shown in FIG.
Shown in Note that an optimal control input that minimizes the evaluation function as in Expression (1) is, for example, DP (Dinamic).
(Programming) method or the like.

【0014】[0014]

【実施例1】図1は本発明の一実施例を示す。図10と
の対応関係は制御手段2の構成以外は、従来方式の説明
で示した対応関係と同じである。図では、位置や速度等
の情報を表わす状態量8a,8bは1本の線であるがこ
れはベクトル量であり複数の情報を示す状態ベクトルで
ある。他の線も同様にベクトル量である。制御対象の特
性は状態方程式で表される。式(5)はこの状態方程式
を離散時間系の方程式に変換したものである。
Embodiment 1 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The correspondence with FIG. 10 is the same as the correspondence shown in the description of the conventional method, except for the configuration of the control means 2. In the figure, the state quantities 8a and 8b representing information such as position and speed are one line, but this is a vector quantity and is a state vector indicating a plurality of pieces of information. Other lines are also vector quantities. The characteristics of the controlled object are represented by a state equation. Equation (5) is obtained by converting this state equation into a discrete-time equation.

【0015】[0015]

【数5】 また,評価関数は式(1)とする。ここで評価関数は式
(2)または式(3)のような評価項を含む。この評価
項は図2にS1k やS2k で示すような、目標位置指令
値および追従値の2曲線で作られる閉領域の面積を表わ
し面積評価項と呼ばれる。評価項としては図2のS1k
とS2k のいずれかあるいは両方を用いる。本実施例で
は両方用いることにする。
(Equation 5) Further, the evaluation function is represented by Expression (1). Here, the evaluation function includes an evaluation term such as Expression (2) or Expression (3). This evaluation term indicates the area of a closed region formed by two curves of the target position command value and the follow-up value as shown by S1 k and S2 k in FIG. 2 and is called an area evaluation term. The evaluation term is S1 k in FIG.
Using either or both of the S2 k. In this embodiment, both are used.

【0016】よって式(1)の重み関数は次の式(6)
のように表わされる。
Therefore, the weighting function of the equation (1) is given by the following equation (6)
It is represented as

【0017】[0017]

【数6】 (Equation 6)

【0018】面積評価項を導入することにより、式
(1)の評価関数を最小化する制御系は本来独立な制御
対象が互いに干渉し合う制御系になる。この評価関数を
最小化する最適制御入力は下記の式(7)のように求め
られる。したがって、図1の制御器4は次の式(7)を
マイクロコンピュータ等で演算することにより実現でき
る。
By introducing the area evaluation term, the control system that minimizes the evaluation function of the equation (1) is a control system in which independent control objects interfere with each other. The optimum control input for minimizing this evaluation function is obtained as in the following equation (7). Therefore, the controller 4 in FIG. 1 can be realized by calculating the following equation (7) using a microcomputer or the like.

【0019】[0019]

【数7】 式(7)を変形すると次のように式(8)が得られる。(Equation 7) By transforming equation (7), equation (8) is obtained as follows.

【0020】[0020]

【数8】 式(8)において、制御入力7a,7bはU1とU2に
対応する。また、状態量8a,8bはX1とX2に対応
し、目標値入力6a,6bはR1とR2に対応する。し
たがって、式(8)より、制御入力7a,7bは目標値
入力6a,6bと状態量8a,8bの合成によって得ら
れる。ここで状態量Xは位置情報と速度情報よりなるベ
クトルである。
(Equation 8) In equation (8), the control inputs 7a and 7b correspond to U1 and U2. The state quantities 8a and 8b correspond to X1 and X2, and the target value inputs 6a and 6b correspond to R1 and R2. Therefore, from equation (8), the control inputs 7a and 7b are obtained by combining the target value inputs 6a and 6b with the state quantities 8a and 8b. Here, the state quantity X is a vector including the position information and the speed information.

【0021】以上のように制御系を構成すると、第1軸
への制御入力は、第1軸および第2軸への目標位置指令
値と、第1軸および第2軸の位置、速度情報より求めら
れる。また、同様に第2軸への制御入力は、第1軸およ
び第2軸への目標位置指令値と、第1軸および第2軸の
位置、速度情報より求められる。このように本実施例の
制御系では、第1軸と第2軸とはお互いに干渉し合って
制御が行われる。すなわち、式(2)〜(4)で表され
る評価項を含む式(1)の評価関数を最適化する制御系
を構成することにより、上述のように目標値および状態
量が互いに干渉し合う制御手段2をつくることができ
る。
When the control system is configured as described above, the control input to the first axis is based on the target position command values for the first and second axes and the position and speed information of the first and second axes. Desired. Similarly, the control input to the second axis is obtained from the target position command value to the first and second axes, and the position and speed information of the first and second axes. As described above, in the control system of the present embodiment, the first axis and the second axis interfere with each other and control is performed. That is, by configuring a control system that optimizes the evaluation function of Expression (1) including the evaluation terms expressed by Expressions (2) to (4), the target value and the state quantity interfere with each other as described above. A suitable control means 2 can be made.

【0022】図3はレチクル側とウエハ側が同じ速度で
移動するように2軸を制御したときの軌跡である。図中
C0は目標軌跡を示し、C1は従来方式の追従軌跡、C
2は本制御系の追従軌跡を示す。この図3は2軸の制御
ゲインが異なるときの軌跡である。このように、本制御
方式では従来方式に比べ、パラメータ変動等に対し同期
関係のズレの小さな制御系を実現できる。
FIG. 3 is a trajectory when two axes are controlled so that the reticle side and the wafer side move at the same speed. In the figure, C0 indicates a target trajectory, C1 indicates a following trajectory of the conventional method, and C1 indicates a trajectory.
Reference numeral 2 denotes a tracking locus of the control system. FIG. 3 is a trajectory when the control gains of the two axes are different. As described above, in the present control method, a control system with a small deviation in synchronization relation with respect to parameter fluctuations and the like can be realized as compared with the conventional method.

【0023】[0023]

【他の実施例】(実施例2)外乱推定 実施例1の制御方法では、外乱が印加された場合にその
影響を充分に抑制できない。本実施例では、外乱推定器
により外乱を推定しこの値W1を式(9)で用いること
により外乱を抑制する。ここでW1は外乱推定器の出力
である。
[Other Embodiment] (Embodiment 2) Disturbance Estimation The control method of Embodiment 1 cannot sufficiently suppress the influence of disturbance when applied. In the present embodiment, disturbance is estimated by a disturbance estimator, and the disturbance is suppressed by using this value W1 in equation (9). Here, W1 is the output of the disturbance estimator.

【0024】[0024]

【数9】 外乱推定器は種々の方式があるが、ここでは図5のよう
なカルマン・フィルタを用いる。実際の制御対象のモデ
ルは図6のような2次の慣性系とし、また外乱の発生モ
デルは1次系として外乱推定器を構成する。外乱推定器
の出力である外乱推定値W1を用いて上記実施例1と同
様の評価関数を最小化する制御系を構成する。すなわ
ち、式(9)により状態ベクトルXを求め、この状態ベ
クトルXを式(1)で用いる。図5において、3は制御
対象モデル、7は制御入力、8は測定状態量信号、10
は推定外乱信号(W1)、21は外乱信号発生モデル、
22はカルマン・ゲイン、23は推定状態量信号であ
る。また、図6において、3は制御対象、7は制御入
力、8は状態量信号(位置信号)、9は外乱信号、10
は推定外乱信号、12は測定外乱信号、21は外乱信号
発生モデルである。
(Equation 9) Although there are various types of disturbance estimators, a Kalman filter as shown in FIG. 5 is used here. The model of the actual control target is a secondary inertial system as shown in FIG. 6, and the disturbance generation model is a primary system and constitutes a disturbance estimator. A control system for minimizing an evaluation function similar to that of the first embodiment is configured using the disturbance estimated value W1 output from the disturbance estimator. That is, the state vector X is obtained by the equation (9), and the state vector X is used in the equation (1). In FIG. 5, 3 is a control target model, 7 is a control input, 8 is a measurement state quantity signal, 10
Is an estimated disturbance signal (W1), 21 is a disturbance signal generation model,
22 is a Kalman gain and 23 is an estimated state quantity signal. In FIG. 6, 3 is a control target, 7 is a control input, 8 is a state quantity signal (position signal), 9 is a disturbance signal, 10
Is an estimated disturbance signal, 12 is a measured disturbance signal, and 21 is a disturbance signal generation model.

【0025】図7は本実施例2と次の実施例3および実
施例4の構成をまとめて示した図である。本実施例は図
7から仮想制御対象と外乱測定手段を取り除いて構成す
る。
FIG. 7 is a diagram collectively showing the configurations of the second embodiment and the following third and fourth embodiments. This embodiment is configured by removing the virtual control target and the disturbance measuring means from FIG.

【0026】図4はレチクル側とウエハ側が同じ速度で
移動するように2軸を制御したときの軌跡である。図中
C0は目標軌跡を示し、C1は従来方式の追従軌跡、C
2は本制御系の追従軌跡を示す。この図4は軸の制御ゲ
インは同じであるがD点で外乱が第1軸に印加されたと
きの追従軌跡を示す。このように、本制御方式では従来
方式に比べ、外乱に対し同期関係のズレの小さな制御系
を実現できる。
FIG. 4 is a trajectory when two axes are controlled so that the reticle side and the wafer side move at the same speed. In the figure, C0 indicates a target trajectory, C1 indicates a following trajectory of the conventional method, and C1 indicates a trajectory.
Reference numeral 2 denotes a tracking locus of the control system. FIG. 4 shows the trajectory when the disturbance is applied to the first axis at point D, while the control gains of the axes are the same. As described above, the present control method can realize a control system with a small deviation of the synchronous relationship with respect to disturbance as compared with the conventional method.

【0027】(実施例3)仮想軸 実施例1および2においては、軌道の終端部で大きなオ
ーバーシュートを発生する。本実施例ではこのオーバー
シュートを小さく抑えるために仮想軸を導入した。仮想
軸は、実在する制御対象軸の他に、仮想的な制御軸を考
え、この軸を制御対象に含めて実施例1と同様に制御系
を構成する。図7は、仮想軸を用いた場合の制御系の構
成である。制御対象である第1軸、第2軸の特性、およ
び位置目標値は実施例1と同様である。ここでは仮想軸
の特性は第1軸と同一とし、仮想軸に対する位置目標値
信号は、2軸の移動が停止した時点から一定速度で移動
するものとする。図8のC3はこの系の応答を示す。ま
たC2は仮想軸を持たない実施例1の制御系の応答を示
す。図より仮想軸を用いた制御系では終端部でのオーバ
ーシュートが小さくなっていることがわかる。
(Embodiment 3) Virtual axis In Embodiments 1 and 2, a large overshoot occurs at the end of the trajectory. In this embodiment, a virtual axis is introduced to suppress the overshoot to a small value. As the virtual axis, a virtual control axis is considered in addition to the actual control target axis, and a control system is configured in the same manner as in the first embodiment by including this axis as a control target. FIG. 7 shows a configuration of a control system when a virtual axis is used. The characteristics of the first axis and the second axis to be controlled and the target position value are the same as in the first embodiment. Here, it is assumed that the characteristics of the virtual axis are the same as those of the first axis, and that the position target value signal for the virtual axis moves at a constant speed from when the movement of the two axes stops. C3 in FIG. 8 shows the response of this system. C2 indicates the response of the control system according to the first embodiment having no virtual axis. From the figure, it can be seen that in the control system using the virtual axis, the overshoot at the terminal end is small.

【0028】(実施例4)外乱予見 実施例2では外乱を予め知ることはできない場合の構成
を示した。しかし、目標位置に対応したトルク外乱等が
予め知られているような場合には、この情報を用いて制
御を行なうことにより、より良好な制御を行なうことが
できる。この場合には制御対象の特性を式(10)のよ
うに表わし制御系を構成する。ここで、W1は実施例2
で用いた外乱推定器の推定値であり、W2は予め知られ
ている既知外乱である。この系の構成も図7に示す。
(Embodiment 4) Disturbance Prediction In the second embodiment, the configuration in the case where the disturbance cannot be known in advance is shown. However, in the case where a torque disturbance or the like corresponding to the target position is known in advance, better control can be performed by performing control using this information. In this case, the characteristics of the control target are expressed as in equation (10) to form a control system. Here, W1 is the value of Example 2.
Is an estimated value of the disturbance estimator used in the above, and W2 is a known disturbance that is known in advance. The configuration of this system is also shown in FIG.

【0029】[0029]

【数10】 このようにして構成された制御系に実施例2と同様な位
置目標値と外乱を与える。外乱が予め知られている値と
同じ値、同じタイミングで与えられた場合には外乱の影
響は制御系の応答にほとんど現われず良好な制御が可能
である。外乱の予め知られている値が実際の外乱の値の
半分であった場合の応答を図9のC3に示す。ここで、
C0は目標軌跡、C2は外乱が予め知られていない場合
の追従軌跡である。C2とC3を比較すると、予め外乱
が知られている場合C3の方が、外乱による変動が小さ
いことが分かる。
(Equation 10) A position target value and a disturbance similar to those in the second embodiment are given to the control system configured as described above. If the disturbance is given at the same value and at the same timing as a known value, the influence of the disturbance hardly appears in the response of the control system, and good control is possible. The response when the known value of the disturbance is half the value of the actual disturbance is shown at C3 in FIG. here,
C0 is a target trajectory, and C2 is a follow trajectory when disturbance is not known in advance. Comparing C2 and C3, it can be seen that the variation due to the disturbance is smaller in C3 when the disturbance is known in advance.

【0030】(実施例5)その他 上記実施例はさらに下記のように変形して実施してもよ
い。
(Embodiment 5) Others The above embodiment may be further modified and implemented as follows.

【0031】(1)位置情報より速度情報を演算し、そ
の値を速度情報として制御系を構成することもできる。
(1) Speed information can be calculated from position information, and the value can be used as speed information to form a control system.

【0032】(2)実施例3では仮想軸の特性は第1軸
と同じに設定したが、この特性は任意の都合の良いもの
でよい。
(2) In the third embodiment, the characteristics of the virtual axis are set to be the same as those of the first axis, but this characteristic may be any convenient one.

【0033】(3)実施例4では外乱信号が既知の場合
の制御系を示した。この既知外乱信号は、目標位置指令
値により定まるもの、外乱信号の検出手段を設けること
により求められるものなどが考えられる。
(3) In the fourth embodiment, the control system when the disturbance signal is known is shown. The known disturbance signal may be determined by a target position command value, or may be obtained by providing a disturbance signal detection unit.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明では従来方式のように各軸独立に
制御系を構成する場合に比べ、制御性の良い複数軸の制
御系を構成できる。
According to the present invention, a control system of a plurality of axes having better controllability can be constructed as compared with a conventional system in which a control system is constructed independently for each axis.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例の構成の概要を示すブロック
図、
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration of an embodiment of the present invention;

【図2】 面積項を説明する図、FIG. 2 is a diagram illustrating an area term;

【図3】 時点Dでステップ外乱を第1軸に印加したと
きの目標直線経路に対する追従特性を示す。
FIG. 3 shows a follow-up characteristic with respect to a target linear path when a step disturbance is applied to a first axis at a time point D.

【図4】 制御対象の第1軸の定数がノミナル値の半分
であるときの目標直線経路に対する追従特性を示す。
FIG. 4 shows a follow-up characteristic with respect to a target linear path when the constant of the first axis to be controlled is half the nominal value.

【図5】 外乱オブザーバの構成を示すブロック図、FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a disturbance observer;

【図6】 制御対象および外乱の発生モデルの構成を示
すブロック図、
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a control target and a disturbance generation model;

【図7】 本発明の他の実施例の構成の概要を示すブロ
ック図、
FIG. 7 is a block diagram showing an outline of a configuration of another embodiment of the present invention;

【図8】 仮想軸の効果を示すための図、FIG. 8 is a diagram illustrating an effect of a virtual axis;

【図9】 外乱が既知の場合の効果を示すための図、FIG. 9 is a diagram illustrating an effect when a disturbance is known,

【図10】 走査型露光装置の構成の概要を示すブロッ
ク図、
FIG. 10 is a block diagram illustrating an outline of a configuration of a scanning exposure apparatus;

【図11】 従来方式の構成の概要を示すブロック図。FIG. 11 is a block diagram showing an outline of a configuration of a conventional system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:位置指令値発生手段、1a:第1軸位置目標指令値
発生手段、1b:第2軸位置目標指令値発生手段、1
c:仮想軸位置目標指令値発生手段、2:制御手段、2
a:第1軸制御手段、2b:第2軸制御手段、3:制御
対象(制御対象モデル)、3a:第1軸制御対象、3
b:第2軸制御対象、3c:仮想軸制御対象、4:制御
器、5a:第1軸外乱推定手段、5b:第2軸外乱推定
手段、6a:第1軸目標値信号、6b:第2軸目標値信
号、6c:仮想軸目標値信号、7:制御入力、7a:第
1軸制御入力、7b:第2軸制御入力、7c:仮想軸制
御入力、8:状態量信号(位置信号)、8a:第1軸状
態量信号、8b:第2軸状態量信号、8c:仮想軸状態
量信号、9:外乱信号、9a:第1軸外乱信号、9b:
第2軸外乱信号、10:推定外乱信号、10a:第1軸
推定外乱信号、10b:第2軸推定外乱信号、11a:
第1軸外乱測定手段、11b:第2軸外乱測定手段、1
2:測定外乱信号、12a:第1軸測定外乱信号、12
b:第2軸測定外乱信号、18a:第1軸速度信号、1
8b:第2軸速度信号、20:投射手段、21:外乱信
号発生モデル、22:カルマン・ゲイン、23:推定状
態量信号、30a:ウエハ駆動手段、30b:レチクル
駆動手段、80a:ウエハ位置検出手段、80b:レチ
クル位置検出手段。
1: Position command value generating means, 1a: First axis position target command value generating means, 1b: Second axis position target command value generating means, 1
c: virtual axis position target command value generating means 2: control means 2,
a: first axis control means, 2b: second axis control means, 3: control target (control target model), 3a: first axis control target, 3
b: second axis control target, 3c: virtual axis control target, 4: controller, 5a: first axis disturbance estimation means, 5b: second axis disturbance estimation means, 6a: first axis target value signal, 6b: No. 2-axis target value signal, 6c: virtual axis target value signal, 7: control input, 7a: first axis control input, 7b: second axis control input, 7c: virtual axis control input, 8: state quantity signal (position signal ), 8a: first axis state quantity signal, 8b: second axis state quantity signal, 8c: virtual axis state quantity signal, 9: disturbance signal, 9a: first axis disturbance signal, 9b:
Second axis disturbance signal, 10: estimated disturbance signal, 10a: first axis estimated disturbance signal, 10b: second axis estimated disturbance signal, 11a:
First axis disturbance measuring means, 11b: second axis disturbance measuring means, 1
2: measurement disturbance signal, 12a: first axis measurement disturbance signal, 12
b: second axis measurement disturbance signal, 18a: first axis speed signal, 1
8b: second axis speed signal, 20: projection means, 21: disturbance signal generation model, 22: Kalman gain, 23: estimated state quantity signal, 30a: wafer driving means, 30b: reticle driving means, 80a: wafer position detection Means, 80b: reticle position detecting means.

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レチクルを移動するためのレチクル駆動
手段と、該レチクル位置を検出するためのレチクル位置
検出手段と、ウエハを移動するためのウエハ駆動手段
と、該ウエハ位置を検出するためのウエハ位置検出手段
と、前記レチクルに記録された画像情報を前記ウエハ上
に投射する投射手段と、レチクル目標位置生成手段と、
ウエハ目標位置生成手段と、前記レチクル駆動手段およ
び前記ウエハ駆動手段への制御入力信号を決定する制御
手段とを有する走査型露光装置において、 前記制御手段は、前記レチクル駆動手段に出力する前記
制御入力信号を決定する際に前記レチクル位置検出手段
およびレチクル目標位置生成手段の出力信号に加えて前
記ウエハ位置検出手段およびウエハ目標位置生成手段の
出力信号を用い、前記ウエハ駆動手段に出力する前記制
御入力信号を決定する際に前記ウエハ位置検出手段およ
びウエハ目標位置生成手段の出力信号に加えて前記レチ
クル位置検出手段およびレチクル目標位置生成手段の出
力信号を用いることを特徴とする走査型露光装置。
1. A reticle driving means for moving a reticle, a reticle position detecting means for detecting the reticle position, a wafer driving means for moving a wafer, and a wafer for detecting the wafer position Position detection means, projection means for projecting image information recorded on the reticle onto the wafer, reticle target position generation means,
In a scanning exposure apparatus having a wafer target position generating unit, and a control unit for determining a control input signal to the reticle driving unit and the wafer driving unit, the control unit outputs the control input to the reticle driving unit. The control input for outputting to the wafer driving means using the output signals of the wafer position detecting means and the wafer target position generating means in addition to the output signals of the reticle position detecting means and the reticle target position generating means when determining the signal. A scanning exposure apparatus, wherein when determining a signal, an output signal of the reticle position detecting means and a reticle target position generating means is used in addition to an output signal of the wafer position detecting means and a wafer target position generating means.
【請求項2】 レチクル速度を検出するための速度検出
手段と、ウエハ速度を検出するための速度検出手段をさ
らに有し、前記制御手段がさらにこれらの速度情報をも
用いて制御入力信号を決定することを特徴とする前記請
求項1に記載の走査型露光装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising speed detecting means for detecting a reticle speed, and speed detecting means for detecting a wafer speed, wherein said control means further determines a control input signal using the speed information. The scanning type exposure apparatus according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記制御手段は、出力する制御入力信号
を次の評価関数 【数1】 を最小化するように決定する制御系を有することを特徴
とする前記請求項1または2に記載の走査型露光装置。
3. The control means converts the control input signal to be output to the following evaluation function: 3. The scanning exposure apparatus according to claim 1, further comprising a control system that determines so as to minimize. 3.
【請求項4】 前記評価関数のなかに次のような面積評
価項 【数2】 を含むことを特徴とする請求項3に記載の走査型露光装
置。
4. The following area evaluation term in the evaluation function: The scanning exposure apparatus according to claim 3, further comprising:
【請求項5】 前記制御手段は、制御対象に印加される
外乱を推定する外乱推定手段をさらに有し、この推定外
乱情報を用いて前記制御系を構成することを特徴とする
請求項3または4に記載の走査型露光装置。
5. The control unit according to claim 3, further comprising a disturbance estimating unit for estimating a disturbance applied to a control target, and configuring the control system using the estimated disturbance information. 5. The scanning exposure apparatus according to 4.
【請求項6】 制御対象として物理的に存在しない仮想
軸とこの仮想軸に対する目標位置指令値を新たに付加し
て、前記の制御系を構成することを特徴とする前記請求
項3または4に記載の走査型露光装置。
6. The control system according to claim 3, wherein a virtual axis that does not physically exist as a control target and a target position command value for the virtual axis are newly added to configure the control system. The scanning exposure apparatus according to any one of the preceding claims.
【請求項7】 制御対象に印加される外乱が予め知られ
ている場合この既知外乱情報を用いて、前記制御系を構
成することを特徴とする請求項3,4または5に記載の
走査型露光装置。
7. The scanning system according to claim 3, wherein the control system is configured by using known disturbance information when a disturbance applied to a control target is known in advance. Exposure equipment.
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