JP3437327B2 - 半導体露光装置の位置決め装置 - Google Patents
半導体露光装置の位置決め装置Info
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- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置に適用
されるステージの位置決め装置に関するものである。こ
の装置は、外部の振動を嫌い、かつ高速で加工物や検査
物を移動する必要のある高精度ＮＣマシンや高精度検査
装置にも適用されるものである。
されるステージの位置決め装置に関するものである。こ
の装置は、外部の振動を嫌い、かつ高速で加工物や検査
物を移動する必要のある高精度ＮＣマシンや高精度検査
装置にも適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、半導体露光装置のＸＹステージ位置決め装置は図１
０に示すような構成により制御されている。図１０は従
来例に係る位置決め装置もしくは姿勢制御装置を示すブ
ロック図であり、図７および図８はそれぞれそのような
位置決め装置が適用されるＸＹステージの外観を示す斜
視図であり、図９はそのような位置決め装置が適用され
る半導体露光装置の構成を示す図である。
来、半導体露光装置のＸＹステージ位置決め装置は図１
０に示すような構成により制御されている。図１０は従
来例に係る位置決め装置もしくは姿勢制御装置を示すブ
ロック図であり、図７および図８はそれぞれそのような
位置決め装置が適用されるＸＹステージの外観を示す斜
視図であり、図９はそのような位置決め装置が適用され
る半導体露光装置の構成を示す図である。
【０００３】ＸＹステージに適用される位置決め装置
は、図７や図８に示すように、位置決めされるＸまたは
Ｙステージである移動体６と、移動体６を移動させるた
めのモータ５と移動体６上部に固定されたミラーを用い
て移動体６の現在位置を測り移動体６の現在位置信号Ｐ
を出力するレーザ測長器やリニアスケール等の位置計測
器７を有している。
は、図７や図８に示すように、位置決めされるＸまたは
Ｙステージである移動体６と、移動体６を移動させるた
めのモータ５と移動体６上部に固定されたミラーを用い
て移動体６の現在位置を測り移動体６の現在位置信号Ｐ
を出力するレーザ測長器やリニアスケール等の位置計測
器７を有している。
【０００４】また、図１０に示すように、位置決め装置
もしくは姿勢制御装置の制御部１９は、入力される現在
位置信号Ｐに対して微分演算を行い現在速度信号Ｖを出
力する微分器８と、移動体６の目標位置を指示する位置
指令信号Ｄ１および移動体６の現在位置信号Ｐが入力さ
れ電流指令信号Ｓ１を出力する位置アンプ３と、移動体
６の目標位置を指示する位置指令信号Ｄ１と移動体６の
現在位置信号Ｐが入力され速度指令信号Ｄ２を演算し出
力する速度指令演算部１と、速度指令信号Ｄ２および微
分器８が出力する速度信号Ｖが入力され電流指令信号Ｓ
２を出力する速度アンプ２と、速度アンプ２が出力する
電流指令信号Ｓ２および位置アンプ３が出力する電流指
令信号Ｓ１を選択しドライバアンプ４に出力する制御モ
ード選択スイッチ９と、制御モード選択スイッチ９が選
択した電流指令信号Ｓ１またはＳ２を電流増幅してモー
タ５に電流Ｉを出力するドライバアンプ４を有してい
る。この従来例において、外部から目標位置指令信号Ｄ
１が指令されると、速度指令演算部１が現在位置信号Ｐ
との偏差である位置偏差を求め、位置偏差に応じた速度
指令信号Ｄ２を演算して速度アンプ２に出力する。制御
モード選択スイッチ９は、不図示のコントロ−ラにより
先ず目標位置付近まで速度アンプ２が出力する電流指令
信号Ｓ２を選択するａ側にされ、次に目標位置付近で位
置アンプ３が出力する電流指令信号Ｓ１を選択するｂ側
にされる。速度アンプ２および位置アンプ３の制御ゲイ
ンは装置の立ち上げ時に要求された位置決め時間および
位置決め精度を満たすように設定される。
もしくは姿勢制御装置の制御部１９は、入力される現在
位置信号Ｐに対して微分演算を行い現在速度信号Ｖを出
力する微分器８と、移動体６の目標位置を指示する位置
指令信号Ｄ１および移動体６の現在位置信号Ｐが入力さ
れ電流指令信号Ｓ１を出力する位置アンプ３と、移動体
６の目標位置を指示する位置指令信号Ｄ１と移動体６の
現在位置信号Ｐが入力され速度指令信号Ｄ２を演算し出
力する速度指令演算部１と、速度指令信号Ｄ２および微
分器８が出力する速度信号Ｖが入力され電流指令信号Ｓ
２を出力する速度アンプ２と、速度アンプ２が出力する
電流指令信号Ｓ２および位置アンプ３が出力する電流指
令信号Ｓ１を選択しドライバアンプ４に出力する制御モ
ード選択スイッチ９と、制御モード選択スイッチ９が選
択した電流指令信号Ｓ１またはＳ２を電流増幅してモー
タ５に電流Ｉを出力するドライバアンプ４を有してい
る。この従来例において、外部から目標位置指令信号Ｄ
１が指令されると、速度指令演算部１が現在位置信号Ｐ
との偏差である位置偏差を求め、位置偏差に応じた速度
指令信号Ｄ２を演算して速度アンプ２に出力する。制御
モード選択スイッチ９は、不図示のコントロ−ラにより
先ず目標位置付近まで速度アンプ２が出力する電流指令
信号Ｓ２を選択するａ側にされ、次に目標位置付近で位
置アンプ３が出力する電流指令信号Ｓ１を選択するｂ側
にされる。速度アンプ２および位置アンプ３の制御ゲイ
ンは装置の立ち上げ時に要求された位置決め時間および
位置決め精度を満たすように設定される。
【０００５】この従来例において、多数ある各目標位置
ごとにステージのＸ，Ｙ，Ｚ，θX，θY ，θZ 方向の
各目標位置の補正情報を記憶する方法は従来より知られ
ている。しかしながら、この方法は、半導体露光装置の
グローバル・アライメント工程と露光工程のように同じ
目標位置でありながら前回の目標値からの移動距離およ
び移動方向が異なることにより目標位置の各補正情報が
異なる場合は、目標位置の各補正情報を独立に持つ必要
がある。このためメモリ等の記憶手段を大量に持つ必要
がある。また、この方法は、半導体露光装置のダイバイ
ダイ・アライメント工程と露光工程のように移動体の移
動終了時からの時間が異なることにより目標位置の各補
正情報が異なる場合は、対応ができないという欠点があ
る。
ごとにステージのＸ，Ｙ，Ｚ，θX，θY ，θZ 方向の
各目標位置の補正情報を記憶する方法は従来より知られ
ている。しかしながら、この方法は、半導体露光装置の
グローバル・アライメント工程と露光工程のように同じ
目標位置でありながら前回の目標値からの移動距離およ
び移動方向が異なることにより目標位置の各補正情報が
異なる場合は、目標位置の各補正情報を独立に持つ必要
がある。このためメモリ等の記憶手段を大量に持つ必要
がある。また、この方法は、半導体露光装置のダイバイ
ダイ・アライメント工程と露光工程のように移動体の移
動終了時からの時間が異なることにより目標位置の各補
正情報が異なる場合は、対応ができないという欠点があ
る。
【０００６】このような従来例としては例えば特公平６
−７９２５４号公報に開示されている多軸位置決め装置
がある。この装置は、粗動ステージの移動によって生じ
る変位誤差を補正することを目的としている。
−７９２５４号公報に開示されている多軸位置決め装置
がある。この装置は、粗動ステージの移動によって生じ
る変位誤差を補正することを目的としている。
【０００７】半導体露光装置において、前記のようなＸ
Ｙステージを搭載する該装置の本体構造体は、図９に示
すように、ウエハ２０を移動するＸＹステージ６を搭載
する本体定盤２１と、ステージの位置を検出するレーザ
干渉計等の位置計測器７と、マスク２２のパターンをウ
エハ上に転写する縮小投影レンズ２３と、水銀ランプ等
の光源２４と、ミラーおよびレンズ等からなる照明光学
系２５と、マスクとウエハを位置合わせするアライメン
ト検出系２６と、ウエハをレンズ焦点に位置合わせする
フォーカス検出系２７等を搭載する鏡筒定盤とで構成さ
れている。
Ｙステージを搭載する該装置の本体構造体は、図９に示
すように、ウエハ２０を移動するＸＹステージ６を搭載
する本体定盤２１と、ステージの位置を検出するレーザ
干渉計等の位置計測器７と、マスク２２のパターンをウ
エハ上に転写する縮小投影レンズ２３と、水銀ランプ等
の光源２４と、ミラーおよびレンズ等からなる照明光学
系２５と、マスクとウエハを位置合わせするアライメン
ト検出系２６と、ウエハをレンズ焦点に位置合わせする
フォーカス検出系２７等を搭載する鏡筒定盤とで構成さ
れている。
【０００８】しかしながら、上記従来例ではＸＹステー
ジ６が目標位置に移動する際に、反作用力が本体構造体
に加わることにより本体構造体が変形する。また、位置
計測器７は鏡筒定盤から釣り下げる構造とし、本体構造
体が変形した際のＸＹステージ位置検出方向すなわち
Ｘ，Ｙ，θZ 方向の成分は検出誤差を生じないように工
夫されてはいるが、ＸＹステージ６がウエハ２０を次の
露光位置まで移動し、位置決めを終了しても縮小投影レ
ンズ２３を通して見たマスク２２に対するウエハ２０の
位置、すなわちＸＹステージ６の位置がずれるという問
題がある。
ジ６が目標位置に移動する際に、反作用力が本体構造体
に加わることにより本体構造体が変形する。また、位置
計測器７は鏡筒定盤から釣り下げる構造とし、本体構造
体が変形した際のＸＹステージ位置検出方向すなわち
Ｘ，Ｙ，θZ 方向の成分は検出誤差を生じないように工
夫されてはいるが、ＸＹステージ６がウエハ２０を次の
露光位置まで移動し、位置決めを終了しても縮小投影レ
ンズ２３を通して見たマスク２２に対するウエハ２０の
位置、すなわちＸＹステージ６の位置がずれるという問
題がある。
【０００９】この変形量は十数ｎｍ程度と微小である
が、近年の半導体の露光パターンの微細化にともない無
視できない量となっている。また、近年のスループット
向上の要求によりウエハステージの移動速度および加速
度はますます増加する傾向にあり、したがって本体構造
体の変形量も増加する傾向にある。
が、近年の半導体の露光パターンの微細化にともない無
視できない量となっている。また、近年のスループット
向上の要求によりウエハステージの移動速度および加速
度はますます増加する傾向にあり、したがって本体構造
体の変形量も増加する傾向にある。
【００１０】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、半導体露光装置のステージを位置決めする
位置決め装置において、実質的なステージの位置決め時
間の短縮と位置決め性能の向上を図ることにある。ま
た、多数ある目標位置情報のそれぞれに対応した各目標
位置補正量を記憶する必要がなく、ステージの移動終了
時から異なる時間に行われる工程においても正確な位置
決めをすることにある。また、オペレータの操作等によ
る不意のシーケンス変更によるＸＹステージの移動量、
移動方向等の移動履歴の変更に対しても柔軟に対応して
正確な位置決めを行うことができるようにすることにあ
る。
題点に鑑み、半導体露光装置のステージを位置決めする
位置決め装置において、実質的なステージの位置決め時
間の短縮と位置決め性能の向上を図ることにある。ま
た、多数ある目標位置情報のそれぞれに対応した各目標
位置補正量を記憶する必要がなく、ステージの移動終了
時から異なる時間に行われる工程においても正確な位置
決めをすることにある。また、オペレータの操作等によ
る不意のシーケンス変更によるＸＹステージの移動量、
移動方向等の移動履歴の変更に対しても柔軟に対応して
正確な位置決めを行うことができるようにすることにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述した目的の少なくと
も一つを達成するため、本発明は、縮小投影光学系に相
当する本体構造体の第１部分を基準とする位置にステー
ジを位置決めするために、前記ステージの現在位置を計
測する位置計測器に相当する前記本体構造体の第２部分
を基準として前記ステージを目標位置に移動する半導体
露光装置の位置決め装置において、位置決め終了時にお
ける前記第１部分に対する前記第２部分の変位に応じた
補正量を前記ステージの最大加速度に応じた値を用いて
求める手段と、前記補正量で前記目標位置または前記現
在位置を補正する手段とを有することを特徴とする。
も一つを達成するため、本発明は、縮小投影光学系に相
当する本体構造体の第１部分を基準とする位置にステー
ジを位置決めするために、前記ステージの現在位置を計
測する位置計測器に相当する前記本体構造体の第２部分
を基準として前記ステージを目標位置に移動する半導体
露光装置の位置決め装置において、位置決め終了時にお
ける前記第１部分に対する前記第２部分の変位に応じた
補正量を前記ステージの最大加速度に応じた値を用いて
求める手段と、前記補正量で前記目標位置または前記現
在位置を補正する手段とを有することを特徴とする。
【００１２】本発明において、前記最大加速度に応じた
値は、前記ステージの速度を制御するための速度指令列
を用いて求められる加速度情報、前記目標位置と前記現
在位置の位置偏差から加速度情報が一義的に決定される
場合には前記位置偏差、または前記本体構造体もしくは
前記ステージに取り付けられた加速度検出器で検出され
る加速度信号を用いることができる。
値は、前記ステージの速度を制御するための速度指令列
を用いて求められる加速度情報、前記目標位置と前記現
在位置の位置偏差から加速度情報が一義的に決定される
場合には前記位置偏差、または前記本体構造体もしくは
前記ステージに取り付けられた加速度検出器で検出され
る加速度信号を用いることができる。
【００１３】さらに、前記補正量を時間関数として変化
させてもよい。
させてもよい。
【００１４】
【作用】本発明の位置決め装置によれば、位置決め終了
時にステージの加速度に対する反作用力により本体構造
体が変形して第１部分に対し第２部分が変位する場合に
も、この変位による位置決め誤差がキャンセルされるよ
うに目標位置または現在位置が補正される。従って、半
導体露光装置に適用された場合、アライメント検出系等
の位置合わせ手段、照明光学系および縮小投影光学系等
の加工手段に相当する第１部分から見た位置決め精度の
向上が図られる。
時にステージの加速度に対する反作用力により本体構造
体が変形して第１部分に対し第２部分が変位する場合に
も、この変位による位置決め誤差がキャンセルされるよ
うに目標位置または現在位置が補正される。従って、半
導体露光装置に適用された場合、アライメント検出系等
の位置合わせ手段、照明光学系および縮小投影光学系等
の加工手段に相当する第１部分から見た位置決め精度の
向上が図られる。
【００１５】
【実施例】［実施例１］
図１は本発明の第１の実施例に係る移動体の位置決め装
置の構成を示すブロック図である。図１において、図１
０と同一の符号を付したものは、図１０の場合と同一の
構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対して、加
速度演算部１０、位置オフセット演算部１１および加算
器１２を付加したものとなっている。
置の構成を示すブロック図である。図１において、図１
０と同一の符号を付したものは、図１０の場合と同一の
構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対して、加
速度演算部１０、位置オフセット演算部１１および加算
器１２を付加したものとなっている。
【００１６】この構成において、上位のコンピュータか
ら次に移動する目標位置Ｄ１がステージ位置決め装置に
与えられると、速度指令演算部１において、目標位置Ｄ
１と位置計測器７から得られる現在位置Ｐとの位置偏
差、すなわちＸＹステージ６の駆動量を求める。求めた
駆動量が十分大きい場合は、さらに時系列の形で表され
る速度指令列Ｖ［ｉ］（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）を作
成し、作成した速度指令列を順次、一定時間Δｔで速度
指令Ｄ２＝Ｖ［ｉ］（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）として
出力する。加速度演算部１０は、速度指令演算部１で作
成した速度指令列Ｖ［ｉ］から加速度情報Ａ［ｉ］（ｉ
＝１，２，３，…，ｎ）を作成し、位置オフセット演算
部１１に出力する。加速度情報Ａ［ｉ］は数１の演算に
より、得ることができる。
ら次に移動する目標位置Ｄ１がステージ位置決め装置に
与えられると、速度指令演算部１において、目標位置Ｄ
１と位置計測器７から得られる現在位置Ｐとの位置偏
差、すなわちＸＹステージ６の駆動量を求める。求めた
駆動量が十分大きい場合は、さらに時系列の形で表され
る速度指令列Ｖ［ｉ］（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）を作
成し、作成した速度指令列を順次、一定時間Δｔで速度
指令Ｄ２＝Ｖ［ｉ］（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）として
出力する。加速度演算部１０は、速度指令演算部１で作
成した速度指令列Ｖ［ｉ］から加速度情報Ａ［ｉ］（ｉ
＝１，２，３，…，ｎ）を作成し、位置オフセット演算
部１１に出力する。加速度情報Ａ［ｉ］は数１の演算に
より、得ることができる。
【００１７】
【数１】
位置オフセット演算部１１は、加速度演算部１０で求め
たステージ加速度情報Ａ［ｉ］からステージの最大加速
度Ａmax とその時間を求め、その値から位置オフセット
Ｏを演算し出力する。加算器１２は、目標位置Ｄ１と位
置オフセットＯを加算した補正後の目標位置Ｄ１’を位
置アンプ３に出力する。
たステージ加速度情報Ａ［ｉ］からステージの最大加速
度Ａmax とその時間を求め、その値から位置オフセット
Ｏを演算し出力する。加算器１２は、目標位置Ｄ１と位
置オフセットＯを加算した補正後の目標位置Ｄ１’を位
置アンプ３に出力する。
【００１８】位置オフセットＯは最大加速度Ａmax の関
数で、Ｋ1 は最大加速度Ａmax の時の本体構造体の変形
量を示す定数であり、例えば数２式の式で求められる。
数で、Ｋ1 は最大加速度Ａmax の時の本体構造体の変形
量を示す定数であり、例えば数２式の式で求められる。
【００１９】
【数２】
位置オフセットＯは最大加速度Ａmax と時間ｔの関数に
してもよく、たとえば数３式の演算で求めても良い。
してもよく、たとえば数３式の演算で求めても良い。
【００２０】
【数３】
ここで、δは減衰係数、時間ｔは最大加速度Ａmax から
の経過時間でありｔ＝０の時Ａ［ｉ］＝Ａmax である。
また、位置オフセットＯが減衰振動を示す時は数４式の
演算で求めても良い。
の経過時間でありｔ＝０の時Ａ［ｉ］＝Ａmax である。
また、位置オフセットＯが減衰振動を示す時は数４式の
演算で求めても良い。
【００２１】
【数４】
ここで、βは減衰角周波数である。さらに付け加える
と、位置決め収束判定においては、目標位置Ｄ１に位置
オフセットＯが加算された補正後の目標位置Ｄ１’と現
在位置Ｐが比較されることになる。
と、位置決め収束判定においては、目標位置Ｄ１に位置
オフセットＯが加算された補正後の目標位置Ｄ１’と現
在位置Ｐが比較されることになる。
【００２２】［実施例２］
図２は本発明の第２の実施例に係る移動体の位置決め装
置の構成を示すブロック図である。図２において、図１
０と同一の符号を付したものは、図１０の場合と同一の
構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対して、位
置オフセット演算部１１および加算器１２を付加したも
のとなっている。
置の構成を示すブロック図である。図２において、図１
０と同一の符号を付したものは、図１０の場合と同一の
構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対して、位
置オフセット演算部１１および加算器１２を付加したも
のとなっている。
【００２３】この構成において、上位のコンピュータか
ら次に移動する目標位置Ｄ１がステージ位置決め装置に
与えられると、目標位置Ｄ１と現在位置Ｐとの位置偏差
から一義的に速度指令列Ｖ［ｉ］（ｉ＝１，２，３，
…，ｎ）が作成されるので、したがって、一義的に加速
度情報Ａ［ｉ］（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）も決定され
る。すなわち、位置オフセットＯは目標位置Ｄ１と現在
位置Ｐとの位置偏差（Ｐ−Ｄ１）の関数で表し、例えば
数５式の演算で求める。
ら次に移動する目標位置Ｄ１がステージ位置決め装置に
与えられると、目標位置Ｄ１と現在位置Ｐとの位置偏差
から一義的に速度指令列Ｖ［ｉ］（ｉ＝１，２，３，
…，ｎ）が作成されるので、したがって、一義的に加速
度情報Ａ［ｉ］（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）も決定され
る。すなわち、位置オフセットＯは目標位置Ｄ１と現在
位置Ｐとの位置偏差（Ｐ−Ｄ１）の関数で表し、例えば
数５式の演算で求める。
【００２４】
【数５】
例えば、本発明が適用しうる半導体位置決め装置の場
合、ステージの移動量すなわち位置偏差（Ｐ−Ｄ１）が
十数ｍｍ以上のときは最大加速度Ａmax が一定値とな
る。このような場合、位置オフセットＯは、例えば数６
式の演算で求めても良い。
合、ステージの移動量すなわち位置偏差（Ｐ−Ｄ１）が
十数ｍｍ以上のときは最大加速度Ａmax が一定値とな
る。このような場合、位置オフセットＯは、例えば数６
式の演算で求めても良い。
【００２５】
【数６】
ここで、ｓｉｇｎ（）はサイン関数であり、ｓｉｇｎ
（ｘ）のｘが正数なら＋１を、ｘが負数なら−１を、ｘ
がゼロなら０を返す。またＫ2 は最大加速度Ａmax のと
きの本体構造体の変形量を示す定数である。
（ｘ）のｘが正数なら＋１を、ｘが負数なら−１を、ｘ
がゼロなら０を返す。またＫ2 は最大加速度Ａmax のと
きの本体構造体の変形量を示す定数である。
【００２６】位置オフセットＯは位置偏差（Ｐ−Ｄ１）
と時間ｔの関数にしても良く、例えば数７式の演算で求
めても良い。
と時間ｔの関数にしても良く、例えば数７式の演算で求
めても良い。
【００２７】
【数７】
ここで、δは減衰係数、時間ｔは最大加速度Ａmax から
の経過時間であり、ｔ＝０のときＡ［ｉ］＝Ａmax であ
る。
の経過時間であり、ｔ＝０のときＡ［ｉ］＝Ａmax であ
る。
【００２８】また、位置オフセットＯが減衰振動を示す
時は数８式の演算で求めても良い。
時は数８式の演算で求めても良い。
【００２９】
【数８】
ここで、βは減衰角周波数である。なお、サイン関数の
働きをｓｉｇｎ（ｘ）のｘがプラスの設定値以上なら＋
１を、ｘがマイナスの設定値以下なら−１を、ｘがプラ
スとマイナスの設定値以内なら０を返すものに変えても
良い。
働きをｓｉｇｎ（ｘ）のｘがプラスの設定値以上なら＋
１を、ｘがマイナスの設定値以下なら−１を、ｘがプラ
スとマイナスの設定値以内なら０を返すものに変えても
良い。
【００３０】［実施例３］
図３は本発明の第３の実施例に係る移動体の位置決め装
置の構成を示すブロック図である。図３において、図１
０と同一の符号を付したものは、図１０の場合と同一の
構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対して、加
速度計１４と位置オフセット演算部１１を付加したもの
となっている。
置の構成を示すブロック図である。図３において、図１
０と同一の符号を付したものは、図１０の場合と同一の
構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対して、加
速度計１４と位置オフセット演算部１１を付加したもの
となっている。
【００３１】加速度計１４は本体構造体に取付けられて
おり、ステージが移動した時の本体構造体への反作用力
として加速度信号Ａを出力する。位置オフセット演算部
１１は、加速度計１４で出力された本体構造体の加速度
信号Ａからステージの最大加速度Ａmax とその時間を求
め、その値から位置オフセットＯを演算し出力する。従
って、位置オフセットＯはステージの最大加速度Ａmax
の関数で表し、例えば数９式および数１０式の演算で求
まる。
おり、ステージが移動した時の本体構造体への反作用力
として加速度信号Ａを出力する。位置オフセット演算部
１１は、加速度計１４で出力された本体構造体の加速度
信号Ａからステージの最大加速度Ａmax とその時間を求
め、その値から位置オフセットＯを演算し出力する。従
って、位置オフセットＯはステージの最大加速度Ａmax
の関数で表し、例えば数９式および数１０式の演算で求
まる。
【００３２】
【数９】
ここでＭは本体構造体の重量、ｍはステージの重量、Ｋ
1 は最大加速度Ａmaxの時の本体構造体の変形量を示す
定数である。
1 は最大加速度Ａmaxの時の本体構造体の変形量を示す
定数である。
【００３３】例えば、本発明が適用しうる半導体位置決
め装置の場合、本体構造体と移動体であるステージの重
量は変化しない。このような場合、位置オフセットＯ
は、例えば数１０式の演算で求めても良い。
め装置の場合、本体構造体と移動体であるステージの重
量は変化しない。このような場合、位置オフセットＯ
は、例えば数１０式の演算で求めても良い。
【００３４】
【数１０】
ここでＫ3 は加速度計からの加速度信号がＡの時におけ
る本体構造体の変形量を示す定数である。なお加速度計
１４はステージ６に取り付けられても良く、この場合の
処理は第１の実施例と同じになる。
る本体構造体の変形量を示す定数である。なお加速度計
１４はステージ６に取り付けられても良く、この場合の
処理は第１の実施例と同じになる。
【００３５】［実施例４］
図４は本発明の第４の実施例に係る移動体の位置決め装
置の構成を示すブロック図である。図４において、図１
０と同一の符号を付したものは、図１０の場合と同一の
構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対して、加
速度演算部１０、位置オフセット演算部１１および減算
器１３を付加したものとなっている。
置の構成を示すブロック図である。図４において、図１
０と同一の符号を付したものは、図１０の場合と同一の
構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対して、加
速度演算部１０、位置オフセット演算部１１および減算
器１３を付加したものとなっている。
【００３６】また、目標位置を補正する図１の構成に対
して現在位置を補正する構成としている。
して現在位置を補正する構成としている。
【００３７】減算器１３は、現在位置Ｐに位置オフセッ
トＯの減算を施し位置アンプ３と速度指令演算部１に出
力する。この構成の場合の位置決め収束判定において
は、目標位置Ｄ１と、現在位置Ｐから位置オフセットＯ
が減算された補正後の現在位置Ｐ’とが比較されること
になる。
トＯの減算を施し位置アンプ３と速度指令演算部１に出
力する。この構成の場合の位置決め収束判定において
は、目標位置Ｄ１と、現在位置Ｐから位置オフセットＯ
が減算された補正後の現在位置Ｐ’とが比較されること
になる。
【００３８】［実施例５］
図５は本発明の第５の実施例に係る移動体の位置決め装
置の構成を示すブロック図である。図５において、図１
０と同一の符号を付したものは、図１０の場合と同一の
構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対して、位
置オフセット演算部１１および減算器１３を付加したも
のとなっている。また、目標位置を補正する図２の構成
に対して現在位置を補正する構成としている。
置の構成を示すブロック図である。図５において、図１
０と同一の符号を付したものは、図１０の場合と同一の
構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対して、位
置オフセット演算部１１および減算器１３を付加したも
のとなっている。また、目標位置を補正する図２の構成
に対して現在位置を補正する構成としている。
【００３９】［実施例６］
図６は本発明の第６の実施例に係る移動体の位置決め装
置の構成を示すブロック図である。図６において、図１
０と同一の符号を付しているものは、図１０の場合と同
一の構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対し
て、加速度計１４、位置オフセット演算部１１および減
算器１３を付加したものとなっている。また、目標位置
を補正する図３の構成に対して現在位置を補正する構成
としている。
置の構成を示すブロック図である。図６において、図１
０と同一の符号を付しているものは、図１０の場合と同
一の構成要素を示す。すなわち、図１０の構成に対し
て、加速度計１４、位置オフセット演算部１１および減
算器１３を付加したものとなっている。また、目標位置
を補正する図３の構成に対して現在位置を補正する構成
としている。
【００４０】［その他の実施例］
第１から第６の実施例では移動体の移動方向の位置補正
を行っているが、本体構造体の変形は微小ではあるが、
移動体の移動方向以外の他成分にも発生する。この場合
は同様にＺ，θX ，θY ，θZ 方向の移動手段に位置補
正量を出力し補正する構成もありえる。
を行っているが、本体構造体の変形は微小ではあるが、
移動体の移動方向以外の他成分にも発生する。この場合
は同様にＺ，θX ，θY ，θZ 方向の移動手段に位置補
正量を出力し補正する構成もありえる。
【００４１】なお、以上のような本実施例を半導体露光
装置に適用した場合には、構造体の弾性変形が収束する
まで待機する必要なくアライメント工程や露光工程等を
行うことができ、半導体露光装置のスループットの大幅
な向上を図ることが可能となる。また、構造体の変形残
留歪みに相当する移動体位置の補正を行うことが可能と
なり、半導体露光装置のアライメント精度および露光精
度の向上を図ることが可能となる。
装置に適用した場合には、構造体の弾性変形が収束する
まで待機する必要なくアライメント工程や露光工程等を
行うことができ、半導体露光装置のスループットの大幅
な向上を図ることが可能となる。また、構造体の変形残
留歪みに相当する移動体位置の補正を行うことが可能と
なり、半導体露光装置のアライメント精度および露光精
度の向上を図ることが可能となる。
【００４２】また、本実施例によれば、例えば露光ショ
ット等のステージ目標位置ごとのステージ位置補正量を
記憶する必要がなく、したがって大量のメモリ等を必要
としないという利点もある。また、同じ露光ショットで
あっても露光工程の違いによる駆動シーケンスの違いに
よって、すなわちステージの駆動履歴が異なる場合に、
別のステージ位置補正量を用いる必要もなくなる。ま
た、オペレータによる不意のシーケンス変更によるステ
ージ位置補正量の変更にも対応が可能になる。
ット等のステージ目標位置ごとのステージ位置補正量を
記憶する必要がなく、したがって大量のメモリ等を必要
としないという利点もある。また、同じ露光ショットで
あっても露光工程の違いによる駆動シーケンスの違いに
よって、すなわちステージの駆動履歴が異なる場合に、
別のステージ位置補正量を用いる必要もなくなる。ま
た、オペレータによる不意のシーケンス変更によるステ
ージ位置補正量の変更にも対応が可能になる。
【００４３】また、本実施例によれば、構造体の剛性を
必要以上に上げる必要がなくなり、構造体の小型化、軽
量化に貢献するという利点もある。なお、移動体の加速
度を移動体の移動量（位置偏差）に対応するテーブルま
たは演算式として用意すれば、目標位置が与えられた時
点ですぐさま補正量を求めることが可能となる。
必要以上に上げる必要がなくなり、構造体の小型化、軽
量化に貢献するという利点もある。なお、移動体の加速
度を移動体の移動量（位置偏差）に対応するテーブルま
たは演算式として用意すれば、目標位置が与えられた時
点ですぐさま補正量を求めることが可能となる。
【００４４】また、本実施例において、構造体に加速度
計を取り付け、構造体の加速度を計測すれば、移動体が
停止し、他の移動体が構造体に反作用力を加えた場合で
も、構造体の変形形状が同じであるならば、目標位置を
実時間で補正することも可能となる。また、位置決め終
了時における構造体の変形量すなわち第１部分に対する
第２部分の変位量を移動体の現在位置の補正量として与
えることによって上述と同様の効果が得られる。
計を取り付け、構造体の加速度を計測すれば、移動体が
停止し、他の移動体が構造体に反作用力を加えた場合で
も、構造体の変形形状が同じであるならば、目標位置を
実時間で補正することも可能となる。また、位置決め終
了時における構造体の変形量すなわち第１部分に対する
第２部分の変位量を移動体の現在位置の補正量として与
えることによって上述と同様の効果が得られる。
【００４５】以上説明したように、本発明によれば、本
体構造体の第１部分に対して第２部分が変位するような
場合にも、ステージの正確な位置決めが可能となる。
体構造体の第１部分に対して第２部分が変位するような
場合にも、ステージの正確な位置決めが可能となる。
【図１】 本発明の第１の実施例に係るステージの位置
決め装置の構成を示すブロック図である。
決め装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の第２の実施例に係るステージの位置
決め装置の構成を示すブロック図である。
決め装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 本発明の第３の実施例に係るステージの位置
決め装置の構成を示すブロック図である。
決め装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 本発明の第４の実施例に係るステージの位置
決め装置の構成を示すブロック図である。
決め装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 本発明の第５の実施例に係るステージの位置
決め装置の構成を示すブロック図である。
決め装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 本発明の第６の実施例に係るステージの位置
決め装置の構成を示すブロック図である。
決め装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 本発明が適用可能な半導体製造用露光装置の
ＸＹステージの一例の外観を示す斜視図である。
ＸＹステージの一例の外観を示す斜視図である。
【図８】 本発明が適用可能な半導体製造用露光装置の
ＸＹステージの他の例の外観を示す斜視図である。
ＸＹステージの他の例の外観を示す斜視図である。
【図９】 本発明が適用可能な半導体製造用露光装置の
構成を表す概念図である。
構成を表す概念図である。
【図１０】 従来例のステージの位置決め装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
１：速度指令演算部、２：速度アンプ、３：位置アン
プ、４：ドライバアンプ、５：モータ、６：ステージ、
７：位置計測器、８：微分器、９：スイッチ、１０：加
速度演算部、１１：位置オフセット演算部、１２：加算
器、１３：減算器、１４：加速度計、Ｄ１：目標位置指
令信号、Ｄ２：目標速度指令信号、Ｐ：現在位置信号、
Ｖ：現在速度信号、Ｓ１，Ｓ２：電流指令信号、Ｉ：モ
ータ電流、Ｔ：モータトルク、Ｏ：位置オフセット信
号、Ａ：加速度信号、１９：制御部、２０：ウエハ、２
１：本体定盤、２２：マスク（レチクル）、２３：縮小
投影レンズ、２４：光源、２５：照明光学系、２６：ア
ライメント検出系、２７：フォーカス検出系。
プ、４：ドライバアンプ、５：モータ、６：ステージ、
７：位置計測器、８：微分器、９：スイッチ、１０：加
速度演算部、１１：位置オフセット演算部、１２：加算
器、１３：減算器、１４：加速度計、Ｄ１：目標位置指
令信号、Ｄ２：目標速度指令信号、Ｐ：現在位置信号、
Ｖ：現在速度信号、Ｓ１，Ｓ２：電流指令信号、Ｉ：モ
ータ電流、Ｔ：モータトルク、Ｏ：位置オフセット信
号、Ａ：加速度信号、１９：制御部、２０：ウエハ、２
１：本体定盤、２２：マスク（レチクル）、２３：縮小
投影レンズ、２４：光源、２５：照明光学系、２６：ア
ライメント検出系、２７：フォーカス検出系。
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/30,21/68
G05D 3/00 - 3/20
G05B 19/18 - 19/46
B25Q 15/00 - 15/28
Claims (5)
- 【請求項１】 縮小投影光学系に相当する本体構造体の
第１部分を基準とする位置にステージを位置決めするた
めに、前記ステージの現在位置を計測する位置計測器に
相当する前記本体構造体の第２部分を基準として前記ス
テージを目標位置に移動する半導体露光装置の位置決め
装置において、位置決め終了時における前記第１部分に
対する前記第２部分の変位に応じた補正量を前記ステー
ジの最大加速度に応じた値を用いて求める手段と、前記
補正量で前記目標位置または前記現在位置を補正する手
段とを有することを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項２】 前記最大加速度に応じた値は、前記ステ
ージの速度を制御するための速度指令列を用いて求めら
れる加速度情報であることを特徴とする請求項１記載の
位置決め装置。 - 【請求項３】 前記最大加速度に応じた値は、前記目標
位置と前記現在位置の位置偏差から加速度情報が一義的
に決定される場合には、前記位置偏差であることを特徴
とする請求項１記載の位置決め装置。 - 【請求項４】 前記最大加速度に応じた値は、前記本体
構造体もしくは前記ステージに取り付けられた加速度検
出器で検出される加速度信号であることを特徴とする請
求項１記載の位置決め装置。 - 【請求項５】 前記補正量を時間関数として変化させる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の位置
決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12458195A JP3437327B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 半導体露光装置の位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12458195A JP3437327B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 半導体露光装置の位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08297508A JPH08297508A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3437327B2 true JP3437327B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=14889019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12458195A Expired - Lifetime JP3437327B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 半導体露光装置の位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3437327B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11162832A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Nikon Corp | 走査露光方法及び走査型露光装置 |
| JP3987267B2 (ja) | 2000-05-12 | 2007-10-03 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子線装置 |
| JP5972553B2 (ja) * | 2011-05-19 | 2016-08-17 | Dmg森精機株式会社 | 位置決め制御装置、これを備えた工作機械 |
| JP6214960B2 (ja) * | 2013-08-08 | 2017-10-18 | Dmg森精機株式会社 | 位置決め装置 |
| WO2024013955A1 (ja) * | 2022-07-14 | 2024-01-18 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置、数値制御工作機械、加工プログラム生成装置および加工プログラム生成方法 |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP12458195A patent/JP3437327B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08297508A (ja) | 1996-11-12 |
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