JP4386293B2 - 振動制御装置及び振動制御方法及び露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
弾性振動の速度成分を計測し、その速度の逆位相の力を変形部に印加することにより弾性振動を減衰させることは従来から実施されている。本実施形態では、弾性振動の位置成分を計測し、その位置成分の逆位相の力を変形部に印加する。これによって、変形の度合いを任意に制御できる。また、見かけ上、弾性変形の剛性を高くすることが可能になる。つまり弾性変形の共振周波数を変化させることができる。
ここでは従来例として示した半導体露光装置ウエハステージの位置制御系において、弾性振動の制御を付加した系を考える。
第2の実施形態の系おいて、さらに、この系の弾性振動の位置成分をフィードバックする。図4で弾性振動の計測手段2a〜2dは弾性振動の位置情報を出力するものとする。補償器4a〜4dは、第1の実施形態の場合と同様にPID補償器、あるいは位置ループと速度マイナーループを有する構成とする。このような構成により、天板の弾性振動の共振周波数を高くすることができる。従って外部の剛体振動モードのサーボ帯域を上げることが可能になる。前記の速度フィードバックによっても剛体振動モードの位置ループゲインを高くすることができるが、速度のフィードバックの場合には位相の遅れが発生するため、ゲインに限界がある。一方、位置のフィードバックの場合には位相の遅れは発生しないため、弾性振動モードの位置ループゲインが高くなった分、剛体振動モードの位置ループゲインを高くすることが可能である。
図4には示していないが、リニアモータ6e〜6gの同軸上には、チルトステージの重量を支えるための支持部材が接続されている。このように制御対象である天板(ステージ基板)を支える支持点が3点ありX,Y,Zの各方向に拘束されている場合、前記の剛体振動を制御するリニアモータが例えばX方向に力を発生すると、天板は過拘束になるため、弾性変形を引き起こす。このとき天板が例えばエアベアリング等で非接触で支持されているならば水平方向の拘束点はなくなる。従って、水平方向の力に対しては過拘束にならないため弾性変形を発生しない。このことは半導体露光装置のようなnmオーダーの変形が問題になるシステムにおいては重要な長所である。
本発明では、弾性振動(変形)の計測手段は弾性振動のみを計測し、弾性振動を発生させる駆動手段は弾性振動(変形)のみ発生させることを基本としている。しかし、原理的には弾性振動と剛体振動の合わさった振動を計測し、その計測値から剛体振動と弾性振動を分離することも可能である。また、駆動手段も弾性振動を発生させるものと、剛体振動をさせるものを同一の駆動手段で兼用することも可能である。
第1の実施形態においては、梁の曲げモードの1次成分のみ制御したが、計測器および駆動手段を増やし、例えば図2のように接続することにより、梁の2次、3次の曲げモードの振動を制御することも可能である。また、第2の実施形態に示した平板の場合にも曲げの1次成分のみを制御したが、図5のように計測器および駆動手段を接続し、これらに補償器を接続することにより、より高次の弾性振動を抑圧することも可能である。
第1の実施形態のような1次元の梁のみならず、第2の実施形態のような平面内の弾性振動に対しても、計測器および力発生手段を第1の実施形態のように、力発生手段の力の発生方向を平行でなく接続すれば面内の振動を制御可能である。特に、正方形に近い形状では、力の発生方向が互いに垂直になる配置が効果的である。
次に上記第1乃至第7の実施形態の振動制御装置をステージに応用した露光装置を利用する半導体デバイスの製造プロセスを説明する。
2,2a〜2l 弾性振動計測手段
3,3a〜3l 駆動手段
4,4a〜4d 弾性振動制御手段
5,5a〜5f 剛体振動計測手段
6,6a〜6g 剛体振動駆動手段
7 剛体振動制御手段
8 基準位置
9 振動モード分配回路
41 定盤
42 Y方向ガイド
43 Yステージ
44 エアパッド
45 Xステージ
46 リニアモータ
47,48 チルトステージ
49 ミラー
50 レーザ干渉計
51 ステージ基板
52,53 ウエハ
Claims (9)
- 制御対象物の弾性振動を計測する第1の計測手段と、
前記制御対象物に力を印加する第1の駆動手段と、
前記駆動手段の発生する力を決定する第1の補償手段と、
前記制御対象物の基準位置からの位置を計測する第2の計測手段と、
前記制御対象物に外部から力を印加する第2の駆動手段と、
前記第2の駆動手段の発生する力を決定する第2の補償手段とを具備し、
前記第1の計測手段は、前記弾性振動の位置成分、速度成分、加速度成分のうち、少なくとも速度成分を計測し、前記第1の補償手段は、前記第1の計測手段により計測された速度情報に基づいて前記制御対象物の弾性振動を制御するとともに、前記第2の補償手段は、前記第2の計測手段により計測された位置情報に基づいて前記制御対象物の剛体振動を制御することを特徴とする振動制御装置。 - 前記制御対象物はバネに非接触で支持されていることを特徴とする請求項1に記載の振動制御装置。
- 前記第1の駆動手段及び前記第1の計測手段を前記制御対象物に対して複数個接続することにより、高次の振動モードを制御可能とすることを特徴とする請求項1に記載の振動制御装置。
- 前記複数の第1の駆動手段のうちの少なくとも1つを、力の作用方向が平行にならないように配置することにより、前記弾性振動のうち平面振動を制御することを特徴とする請求項3に記載の振動制御装置。
- 前記複数の第1の駆動手段のうちの少なくとも2つを、力の作用方向が互いに略垂直になるように配置したことを特徴とする請求項4に記載の振動制御装置。
- 前記制御対象物は露光装置のステージ天板であり、前記計測手段は天板に付着された圧電素子であり、前記駆動手段は天板に付着された圧電素子であり、前記基準位置は鏡筒のであり、前記第2の計測手段は前記天板に接続されたミラーと鏡筒に接続されたレーザー干渉計であり、前記第2の駆動手段はリニアモータであることを特徴とする請求項1に記載の振動制御装置。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の振動制御装置をステージに用いたことを特徴とする露光装置。
- デバイスの製造方法であって、
基板に感光材を塗布する工程と、
感光材が塗布された基板の該感光材に請求項7に記載の露光装置によりパターンを転写する工程と、
パターンが転写された基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。 - 制御対象物の弾性振動を計測する第1の計測手段と、前記制御対象物に力を印加する第1の駆動手段と、前記駆動手段の発生する力を決定する第1の補償手段と、前記制御対象物の基準位置からの位置を計測する第2の計測手段と、前記制御対象物に外部から力を印加する第2の駆動手段と、前記第2の駆動手段の発生する力を決定する第2の補償手段とを具備する振動制御装置を用いた振動制御方法であって、
前記第1の計測手段は、前記弾性振動の位置成分、速度成分、加速度成分のうち、少なくとも速度成分を計測し、前記第1の補償手段は、前記第1の計測手段により計測された速度情報に基づいて前記制御対象物の弾性振動を制御するとともに、前記第2の補償手段は、前記第2の計測手段により計測された位置情報に基づいて前記制御対象物の剛体振動を制御することを特徴とする振動制御方法。
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