JPH04209002A - 制御回路 - Google Patents
制御回路Info
- Publication number
- JPH04209002A JPH04209002A JP2400201A JP40020190A JPH04209002A JP H04209002 A JPH04209002 A JP H04209002A JP 2400201 A JP2400201 A JP 2400201A JP 40020190 A JP40020190 A JP 40020190A JP H04209002 A JPH04209002 A JP H04209002A
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- JP
- Japan
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- disturbance
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- controlled
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- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［０００１］
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ステッパーにお
けるステージの位置サーボ制御系や光ディスクにおける
ピックアップの位置サーボ制御系に用いて好適な制御回
路に関し、特にはその様なサーボ制御系に加わる外乱を
補償する外乱オブザーバに関する。 ［０００２］
けるステージの位置サーボ制御系や光ディスクにおける
ピックアップの位置サーボ制御系に用いて好適な制御回
路に関し、特にはその様なサーボ制御系に加わる外乱を
補償する外乱オブザーバに関する。 ［０００２］
【従来の技術】従来の外乱オブザーバを第３図に示す。
第３図において、３１はアクチュエータでに丁はトルク
定数を示す。３２はステージ等といった制御対象Ｇ（Ｓ
）である。又、３５はアクチュエータドライバである。 この様な制御系において、制御対象３２の入力段にトル
ク外乱ｄが加わったとする。ここで制御対象の制御量ｙ
＋Δｙ（Δｙは外乱ｄによる変動分）はトルク指令ｆと
外乱ｄにより決定される。そこで、従来の外乱オブザー
バは、アクチュエータの電流指令値を検出し、その検出
値に基づいてトの推定値ＫＴ’よりアクチュエータのト
ルク指令ｆ＃を、又レーザ測長器等によって計測された
実際の制御対象の制御量ｙ＋Δｙを用いて制御対象の逆
特性１／Ｇ（ｓ）”より推定値日＋ｄ）＃を求め、これ
らの差分をとることにより外乱の推定値ｄ２を検出し、
そしてこの外乱の推定値ｄ＃を用いて外乱の補償を行な
っている。尚、第３図点線内が外乱オブザーバである。 ［０００３］
定数を示す。３２はステージ等といった制御対象Ｇ（Ｓ
）である。又、３５はアクチュエータドライバである。 この様な制御系において、制御対象３２の入力段にトル
ク外乱ｄが加わったとする。ここで制御対象の制御量ｙ
＋Δｙ（Δｙは外乱ｄによる変動分）はトルク指令ｆと
外乱ｄにより決定される。そこで、従来の外乱オブザー
バは、アクチュエータの電流指令値を検出し、その検出
値に基づいてトの推定値ＫＴ’よりアクチュエータのト
ルク指令ｆ＃を、又レーザ測長器等によって計測された
実際の制御対象の制御量ｙ＋Δｙを用いて制御対象の逆
特性１／Ｇ（ｓ）”より推定値日＋ｄ）＃を求め、これ
らの差分をとることにより外乱の推定値ｄ２を検出し、
そしてこの外乱の推定値ｄ＃を用いて外乱の補償を行な
っている。尚、第３図点線内が外乱オブザーバである。 ［０００３］
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の外乱オブザーバでは、アクチュエータの電流指
令値を用いて外乱の補償を行なっているため、高精度な
補償を行なおうとすると高速、高精度の高価な電流検出
器を必要とし、又補償をＤＳＰ等を用いてデジタル演算
する場合には当然ながら高価なアナログ−デジタル（Ａ
／Ｄ）変換器が必要となる欠点があった。 ［０００４］
記従来の外乱オブザーバでは、アクチュエータの電流指
令値を用いて外乱の補償を行なっているため、高精度な
補償を行なおうとすると高速、高精度の高価な電流検出
器を必要とし、又補償をＤＳＰ等を用いてデジタル演算
する場合には当然ながら高価なアナログ−デジタル（Ａ
／Ｄ）変換器が必要となる欠点があった。 ［０００４］
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題に鑑み
なされたものであり、電流検出を必要としない外乱オブ
ザーバの提供を目的とする。 ［０００５］そして、この様な目的は所定の目標値に追
従する様に制御対象を制御する制御回路において、前記
目標値に基づいて前記制御対象との推定制御量を求め、
該推定制御量と実際の制御量とから制御対象に加わった
外乱成分を検出し、該外乱成分に対応して前記制御を補
償することによって達成している。 ［０００６］詳しくは後述の実施例にて説明する。 ［０００７］
なされたものであり、電流検出を必要としない外乱オブ
ザーバの提供を目的とする。 ［０００５］そして、この様な目的は所定の目標値に追
従する様に制御対象を制御する制御回路において、前記
目標値に基づいて前記制御対象との推定制御量を求め、
該推定制御量と実際の制御量とから制御対象に加わった
外乱成分を検出し、該外乱成分に対応して前記制御を補
償することによって達成している。 ［０００６］詳しくは後述の実施例にて説明する。 ［０００７］
【実施例】以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する
。 ［０００８］第１図は、本発明の外乱オブザーバの機能
をハード的に示した制御ブロック図である。なお、第１
図示の外乱オブザーバの機能はＤＳＰ （テジタルシグ
ナルプロセッサ）等を用いてソフト的にも処理可能であ
る。 ［０００９］第１図において、１はステージやピックア
ップといった制御対象Ｇ （ｓ） 、２はＰＩＤ補償器
といった前置補償器やアクチュエータといった制御要素
Ｇｃ（ｓＬ３は制御対象Ｇ （ｓ）の同定値Ｇ （ｓ）
−４は制御要素Ｇｃ （ｓ） ２の同定モデルＧｃ
（ｓ）”、５は外乱から制御量までの伝達関数の逆特性
を持つフィルタ回路、６は外乱フィードバック・ループ
ゲインＨである。尚、図中点線内が外乱オブザーバであ
る。 ［００１０１次に、上記構成に基づいて本発明の外乱オ
ブザーバの制御動作を説明する。 ［００１１］まず、制御目標値（本発明における制御目
標値とは位置や速ｌを示す値である。尚、通常、この様
な目標値は電圧値やデジタル値で表現されている。）が
入力されると、制御要素Ｇｃ （ｓ） ２はこの制御目
標値に対応して制御対象Ｇ （ｓ）１を駆動する。この
時、外乱フィードバックループがない場合（６の出力が
常に零の場合）、外乱ｄから制御対象Ｇ（ｓ）１の制御
量ｙ＋Δｙ（Δｙは外乱ｄによる変動分）は ［００１２］ となる。 ［００１３１次に制御要素Ｇｃ （ｓ） ２の同定モデ
ルＧｃ（ｓ）’４と制御対象の同定値Ｇ （ｓ）’３よ
り実際の制御系と同様の閉ループ系のモデルを構成し、
目標値に基づく制御量のモデル出力ｙ＃を演算する。こ
のモデル出力ｙ２と実制御量ｙ＋Δｙとの差は外乱によ
る変動分Δｙとなる。又、前述の（１）式より外乱ｄと
Δｙの関係は（２）式となる。 ［００１４］ （２）式の右辺をフィルタ回路４とすれば、外乱の推定
値ｄ”が得られる。この外乱の推定値ｄ”に６のフィー
ドバックゲインＨを施しフィードバックを行えば、外乱
ｄから制御量Δｙまでの伝達関数は、 ［００１５］ となり、Ｈを適切な範囲で大きくすることにより外乱に
よる影響を抑圧することができる。 ［００１６］尚、外乱フィードバックゲインＨは、一定
ゲインとしたが、周波数特性Ｈ（ｓ）を持たせることで
、予想される外乱の周波数帯域のゲインを向上させてお
くことが可能である。 ［００１７］又、制御要素Ｇｃ （ｓ） ２及び制御対
象Ｇ（ｓ）１の次数が低い場合、上記実施例の様に連続
系（アナログ）のフィルタにてオブザーバを構成するこ
とが可能であるが、次数が高い場合、こうしたオブザー
バはデジタル計算器にて実現した方が有利となる。 ［００１８１次に、本発明の外乱オブザーバを半導体ス
テッパー装置のウェハステージの位置サーボ制御系に適
用した実施例について第２図を用いて説明する。 ［００１９］第２図において、７はウェハステージ、８
は半導体ウェハ、９はウェハ８上に焼付ける回路パター
ンを備えるマスク、１０はマスク上の回路パターンを投
影レンズ１１を介してウェハ７上に投影させるための光
束を発生する光源、１１は縮小投影レンズ、１２は光源
１０やウェハステージ７の制御を行なうＣＰＵ、１３は
モータ１４を駆動する駆動コントローラ、１４はウェハ
ステージ７を駆動するモータ、１５はウェハステージ７
の位置を検出するレーザ測長器、１６はＣＰＵ１２で演
算された外乱推定値を所定のゲインで増巾する増巾器で
ある。 ［００２０１尚、本実施例では、第１図示の外乱オブザ
ーバの機能はＣＰＵ１２がソフト的に処理している。 ［００２１１上記構成に基づいて本実施例の半導体ステ
ッパー装置の動作を説明する。 ［００２２］ ＣＰＵＩ２の制御によって駆動された光
源１０は光束を発生し、マスク９を照射することによっ
てマスク９上の回路パターンを縮小投影レンズ１１を介
してウェハステージ７上の半導体ウェハ８の一部分に焼
付ける。次に、ＣＰＵ１２は半導体ウェハ８上の他の部
分に同様の焼付を行なうためにウェハステージ７を移動
させる。この時、ＣＰＵ１２はモータ１４に対して移動
目標値（目標位置）を発生する。そして、この目標値は
レーザ測長器１５の計測値との差分をとられ、更に増巾
器１６の出力との差分をとられた後に、駆動コントロー
ラ１３によってモータ１４を駆動するだめの電流指令値
に変換されモータ１４に供給される。モータ１４はこの
電流指令値に基づいて駆動され、ウェハステージ７を目
標位置に移動させる。 ［００２３］
。 ［０００８］第１図は、本発明の外乱オブザーバの機能
をハード的に示した制御ブロック図である。なお、第１
図示の外乱オブザーバの機能はＤＳＰ （テジタルシグ
ナルプロセッサ）等を用いてソフト的にも処理可能であ
る。 ［０００９］第１図において、１はステージやピックア
ップといった制御対象Ｇ （ｓ） 、２はＰＩＤ補償器
といった前置補償器やアクチュエータといった制御要素
Ｇｃ（ｓＬ３は制御対象Ｇ （ｓ）の同定値Ｇ （ｓ）
−４は制御要素Ｇｃ （ｓ） ２の同定モデルＧｃ
（ｓ）”、５は外乱から制御量までの伝達関数の逆特性
を持つフィルタ回路、６は外乱フィードバック・ループ
ゲインＨである。尚、図中点線内が外乱オブザーバであ
る。 ［００１０１次に、上記構成に基づいて本発明の外乱オ
ブザーバの制御動作を説明する。 ［００１１］まず、制御目標値（本発明における制御目
標値とは位置や速ｌを示す値である。尚、通常、この様
な目標値は電圧値やデジタル値で表現されている。）が
入力されると、制御要素Ｇｃ （ｓ） ２はこの制御目
標値に対応して制御対象Ｇ （ｓ）１を駆動する。この
時、外乱フィードバックループがない場合（６の出力が
常に零の場合）、外乱ｄから制御対象Ｇ（ｓ）１の制御
量ｙ＋Δｙ（Δｙは外乱ｄによる変動分）は ［００１２］ となる。 ［００１３１次に制御要素Ｇｃ （ｓ） ２の同定モデ
ルＧｃ（ｓ）’４と制御対象の同定値Ｇ （ｓ）’３よ
り実際の制御系と同様の閉ループ系のモデルを構成し、
目標値に基づく制御量のモデル出力ｙ＃を演算する。こ
のモデル出力ｙ２と実制御量ｙ＋Δｙとの差は外乱によ
る変動分Δｙとなる。又、前述の（１）式より外乱ｄと
Δｙの関係は（２）式となる。 ［００１４］ （２）式の右辺をフィルタ回路４とすれば、外乱の推定
値ｄ”が得られる。この外乱の推定値ｄ”に６のフィー
ドバックゲインＨを施しフィードバックを行えば、外乱
ｄから制御量Δｙまでの伝達関数は、 ［００１５］ となり、Ｈを適切な範囲で大きくすることにより外乱に
よる影響を抑圧することができる。 ［００１６］尚、外乱フィードバックゲインＨは、一定
ゲインとしたが、周波数特性Ｈ（ｓ）を持たせることで
、予想される外乱の周波数帯域のゲインを向上させてお
くことが可能である。 ［００１７］又、制御要素Ｇｃ （ｓ） ２及び制御対
象Ｇ（ｓ）１の次数が低い場合、上記実施例の様に連続
系（アナログ）のフィルタにてオブザーバを構成するこ
とが可能であるが、次数が高い場合、こうしたオブザー
バはデジタル計算器にて実現した方が有利となる。 ［００１８１次に、本発明の外乱オブザーバを半導体ス
テッパー装置のウェハステージの位置サーボ制御系に適
用した実施例について第２図を用いて説明する。 ［００１９］第２図において、７はウェハステージ、８
は半導体ウェハ、９はウェハ８上に焼付ける回路パター
ンを備えるマスク、１０はマスク上の回路パターンを投
影レンズ１１を介してウェハ７上に投影させるための光
束を発生する光源、１１は縮小投影レンズ、１２は光源
１０やウェハステージ７の制御を行なうＣＰＵ、１３は
モータ１４を駆動する駆動コントローラ、１４はウェハ
ステージ７を駆動するモータ、１５はウェハステージ７
の位置を検出するレーザ測長器、１６はＣＰＵ１２で演
算された外乱推定値を所定のゲインで増巾する増巾器で
ある。 ［００２０１尚、本実施例では、第１図示の外乱オブザ
ーバの機能はＣＰＵ１２がソフト的に処理している。 ［００２１１上記構成に基づいて本実施例の半導体ステ
ッパー装置の動作を説明する。 ［００２２］ ＣＰＵＩ２の制御によって駆動された光
源１０は光束を発生し、マスク９を照射することによっ
てマスク９上の回路パターンを縮小投影レンズ１１を介
してウェハステージ７上の半導体ウェハ８の一部分に焼
付ける。次に、ＣＰＵ１２は半導体ウェハ８上の他の部
分に同様の焼付を行なうためにウェハステージ７を移動
させる。この時、ＣＰＵ１２はモータ１４に対して移動
目標値（目標位置）を発生する。そして、この目標値は
レーザ測長器１５の計測値との差分をとられ、更に増巾
器１６の出力との差分をとられた後に、駆動コントロー
ラ１３によってモータ１４を駆動するだめの電流指令値
に変換されモータ１４に供給される。モータ１４はこの
電流指令値に基づいて駆動され、ウェハステージ７を目
標位置に移動させる。 ［００２３］
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の外乱オブザ
ーバはオブザーバ内部に閉ループ系のモデルを設け、こ
のモデル出力と実出力との差分をとり、この出力を外乱
から制御量までの伝達関数の逆特性を持つフィルター回
路を通すことにより外乱の推定値を得ることができる。 ［００２４］従って、従来の様な高精度、高価な電流検
出器を排除することができる。
ーバはオブザーバ内部に閉ループ系のモデルを設け、こ
のモデル出力と実出力との差分をとり、この出力を外乱
から制御量までの伝達関数の逆特性を持つフィルター回
路を通すことにより外乱の推定値を得ることができる。 ［００２４］従って、従来の様な高精度、高価な電流検
出器を排除することができる。
【図１】本発明の外乱オブザーバの機能を示す制御ブロ
ック図、
ック図、
【図２】第１図示の外乱オブザーバを適用した半導体ス
テッパ装置の概略図、
テッパ装置の概略図、
【図３】従来の外乱オブザーバの機能を示す制御ブロッ
ク図である。
ク図である。
１ 制御対象
２ 制御要素
３ 制御対象の同定値
４ 制御対象の逆特性１／Ｇ（ｓ）を持つフィルタ５
外乱フィードバックゲイン
外乱フィードバックゲイン
【図３】
Claims (1)
- 【請求項１】所定の目標値に追従する様に制御対象を制
御する制御回路において、前記目標値に基づいて前記制
御対象の推定制御量を求め、該推定制御量と実際の制御
量とから制御対象に加わった外乱成分を検出し、該外乱
成分に対応して前記制御量を補償することを特徴とする
制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2400201A JPH04209002A (ja) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | 制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2400201A JPH04209002A (ja) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | 制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04209002A true JPH04209002A (ja) | 1992-07-30 |
Family
ID=18510116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2400201A Pending JPH04209002A (ja) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | 制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04209002A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08179832A (ja) * | 1994-08-30 | 1996-07-12 | Nuovo Pignone Spa | 自動位置決め装置 |
| JP2009512007A (ja) * | 2005-10-05 | 2009-03-19 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | オブザーバによって物理系システムの状態を決定する方法 |
| JP2010049599A (ja) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 工作機械 |
-
1990
- 1990-12-03 JP JP2400201A patent/JPH04209002A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08179832A (ja) * | 1994-08-30 | 1996-07-12 | Nuovo Pignone Spa | 自動位置決め装置 |
| JP2009512007A (ja) * | 2005-10-05 | 2009-03-19 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | オブザーバによって物理系システムの状態を決定する方法 |
| JP2010049599A (ja) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 工作機械 |
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