JPH05143106A

JPH05143106A - ステージ制御装置

Info

Publication number: JPH05143106A
Application number: JP32992591A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Saeki; 和明佐伯
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-11-19
Filing date: 1991-11-19
Publication date: 1993-06-11

Abstract

(57)【要約】【目的】逆システムを用いたステージ制御装置を一段と
容易かつ安定化して実現する。【構成】目標関数から制御量（ステージ位置）までの伝
達関数を「１」とするような制御システムを構成するこ
とにより、制御量及び目標関数を一致させることがで
き、高精度なステージ制御を行うことができる。またリ
アルタイムな微分処理を行う必要のない逆システムを用
いることにより、容易かつ安定なステージ制御をするこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。産業上の利用分野従来の技術（図６）発明が解決しようとする課題（図７及び図８）課題を解決するための手段作用実施例（１）実施例の原理（図１及び図２）（２）第１実施例（図３）（３）第２実施例（図４）（４）第３実施例（図５）（５）他の実施例発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明はステージ制御装置に関
し、例えば半導体集積回路を製造する際に用いられる投
影露光装置のステージを移動制御するステージ制御装置
に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、半導体集積回路の製造工程の１つ
として、レチクルやフオトマスクの回路パターンを半導
体ウエハ上に転写露光するフオトリングラフイ工程があ
る。このフオトリングラフイ工程に用いられる投影露光
装置は、所定の駆動モータによるステツプアンドリピー
ト方式でＸ、Ｙ方向に２次元移動可能なステージを有
し、当該ステージ上に載置されたウエハ上の１つの露光
領域（シヨツト領域）に対するレチクルの転写露光が終
了すると、次のシヨツト位置まで当該ステージを移動す
るようになされている。ステージの２次元的な位置は当
該ステージの近傍に配置されたレーザ光波干渉測長器
（干渉計）によつて、例えば0.01〔μｍ〕程度の分解能
で常時検出され、ステージの端部には干渉計からのレー
ザビームを反射する移動鏡が固定されている。

【０００４】このように、同一のウエハに対してパター
ン露光を繰り返し実行することにより、現像及びエツチ
ング処理が施されたウエハ上にはレチクルパターンがマ
トリツクス上に形成されることになる。

【０００５】ここでステージを所定の位置に駆動するス
テージ制御装置として、逆システムを用いる方法が考え
られている。この逆システムは制御対象としてのステー
ジの目標となる位置を定め、当該目標位置に基づいて、
ステージを駆動するためのモータへの入力信号（電圧）
を生成しようとするものである。

【０００６】すなわち図６に示すように、ステージの目
標とする位置（軌跡）を目標関数として定め、当該目標
関数を１次微分器２において微分して得られるフイード
フオワード信号ＦＦと当該目標関数とを加算器３におい
て加算する。この結果得られる制御信号Ｕ（モータの駆
動電圧）を位置追従制御装置４（ステージを含む）に入
力することにより、目標とする制御量（位置）を得よう
とするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種の逆
システムにおいては制御量を目標関数に一致させること
によつて正確な駆動軌跡を得ることができるが、図６の
方法においては必ずしも一致するとは限らず、ステージ
を精度良く移動制御するにつき、不十分であつた。

【０００８】この問題点を解決するための１つの方法と
して、図７に示すように逆システム６及び制御対象７で
なる伝達系において伝達関数が１となるような構成を用
いるようにすれば、制御量を目標関数に一致させること
ができると考えられる。

【０００９】ところが一般に制御対象（ステージ）は入
力信号に対して遅れて動作する遅れ系であることによ
り、この場合には逆システム６において微分操作が必要
となり、一般に図８に示すような構成が考えられる。

【００１０】すなわちこの逆システム６は目標位置Ｘ_L
を所定の関数として入力すると、当該目標位置Ｘ_Lを微
分器１１において１回微分してステージ速度Ｖ_Lを得、
さらにこれを続く微分器１２において微分することによ
りステージ加速度Ａ_Lを得る。このステージ加速度Ａ_L
は続く乗算器１３に入力されてステージ重量Ｊ_Lと乗算
された後、加算器１５に入力される。また微分器１１か
ら出力されたステージ速度Ｖ_Lは乗算器１４においてス
テージ粘性抵抗Ｃ_Sと乗算され、この結果が加算器１５
に入力される。ここでステージ粘性抵抗Ｃ_Sとは、ステ
ージを駆動する際の粘性摩擦によつて発生する抵抗を表
す。

【００１１】かくして乗算器１３及び１４からの出力は
加算器１５において加算されることにより、モータ及び
駆動対象の反作用力Ｔ_Rを得、これを続く乗算器１６及
び加算器２５に入力する。乗算器１６は、ステージ対モ
ータ間のばね剛性Ｋ_Cの逆数を加算器１５の出力に乗算
し、その結果を続く加算器１７に送出する。加算器１７
は目標位置を表す関数Ｘ_L及び乗算器１６の出力を加算
することによつてモータの回転位置Ｘ_Mを得、これを続
く微分器１８に入力する。微分器１８は入力されたモー
タの回転位置Ｘ_Mを１回微分することによりモータの回
転速度Ｖ_Mを得、これを続く微分器１９に入力する。微
分器１９は入力されたモータの回転速度Ｖ_Mを微分する
ことによりモータの回転加速度Ａ_Mを得、これを乗算器
２１に入力する。乗算器２１はモータの回転加速度Ａ_M
にモータのイナーシヤＪ_Mを乗算した後、当該乗算結果
を続く加算回路２４に入力する。

【００１２】また微分器１８から出力されたモータの回
転速度Ｖ_Mは乗算器２２においてモータの粘性抵抗Ｃ_M
と乗算され、この結果が加算器２４に入力される。従つ
て加算器２４は乗算器２１及び２２からの出力を加算す
ることによりモータのイナーシヤを駆動するために必要
なトルク（前向きトルク）Ｔ_Fを得、これを続く加算器
２５に入力する。加算器２５は前向きトルクＴ_F及び加
算器１５から出力される反作用力Ｔ_Rをそれぞれ加算し
た後、この結果を続く乗算器２６に入力する。乗算器２
６はモータの電機子抵抗Ｒ_Mをモータのトルク定数Ｋ_T
で除した結果に加算器２５の出力を乗算し、この結果を
続く加算器２７に入力する。

【００１３】また微分器１８から出力されるモータの回
転速度Ｖ_Mは乗算器２３においてモータの逆起電圧定数
Ｋ_Eと乗算され、この結果が加算器２７に入力される。
従つて加算器２７においては、乗算器２６及び２３の出
力をそれぞれ加算することにより、モータの最適制御入
力（駆動電圧）Ｕ_Cを得る。

【００１４】以上のような構成の逆システムを用いるこ
とにより、遅れ系に対応した制御をすることができると
考えられるが、この場合、ステージを移動制御するごと
に微分操作をリアルタイムで実行する必要があるため計
算方法が複雑になると共に、リアルタイムで入力される
目標関数（Ｘ_L）によつては、これを微分した結果が発
散して不連続になり、ステージ制御が不能となることが
ある。

【００１５】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、容易かつ安定してステージ制御をし得る逆システム
を用いたステージ制御装置を提案しようとするものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め第１の発明においては、制御対象６０の制御量の目標
となる目標関数Ｘ_T及び当該目標関数の導関数Ｄ₁、Ｄ
₂、Ｄ₃、Ｄ₄を発生する関数発生手段３１と、制御対
象６０の特性を計算手順及びパラメータ（Ｊ_L、Ｃ_S、
……）として保存し、当該計算手順及びパラメータ及び
目標関数Ｘ_T及び導関数Ｄ₁、Ｄ₂、Ｄ₃、Ｄ₄に基づ
いて制御対象６０を制御するための制御入力Ｕ_Cを算出
する演算手段３２とを備えるようにする。また第２の発
明においては、演算手段３２に保存されているパラメー
タ（Ｊ_L、Ｃ_S、……）を、制御対象６０の状態に応じ
て更新するようにする。

【００１７】

【作用】目標関数Ｘ_Tから制御量までの伝達関数を１と
するような制御をすることにより、高精度な制御を行う
ことができる。また微分操作のない逆システム３２を構
成したことにより、容易かつ安定に最適制御入力Ｕ_Cを
得ることができる。

【００１８】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１９】（１）実施例の原理図１は本発明による逆システムの全体構成を示し、ステ
ージの目標位置Ｘ_Lを表す目標関数Ｘ_T及び当該目標関
数Ｘ_Tの高次導関数Ｄ₁、Ｄ₂、……Ｄ_nを発生する目
標関数及び導関数発生器３１と、当該目標関数Ｘ_T及び
当該目標関数Ｘ_Tの高次導関数Ｄ₁、Ｄ₂、……Ｄ_nか
らモータの最適制御入力（駆動電圧）Ｕ_Cを算出する逆
システム計算器３２によつて構成される。

【００２０】この実施例の場合、導関数として４次導関
数Ｄ４まで必要となることにより、目標関数Ｘ_Tとして
は、次式

【数１】によつて表される５次曲線を用いる。

【００２１】この５次曲線（１）の１次〜４次導関数Ｄ
₁〜Ｄ₄は、それぞれ次式

【数２】

【数３】

【数４】

【数５】となり、逆システム計算器３２は予め定められた上記
（１）式〜（５）式を用いて逆システム計算を実行す
る。

【００２２】すなわちステージ位置Ｘ_L、ステージ速度
Ｖ_L及びステージ加速度Ａ_Lは、それぞれ次式

【数６】

【数７】

【数８】となる。また、モータ及び駆動対象となるステージ間の
反作用トルクは、次式

【数９】であり、当該（９）式に（７）式及び（８）式を代入す
ると、次式

【数１０】を得る。一方、モータの回転位置Ｘ_Mは、次式

【数１１】であるから、当該（11）式に（６）式及び（８）式を代
入し、整理すると、次式

【数１２】となる。

【００２３】ところで、モータの回転速度Ｖ_Mは、次式

【数１３】であるから、（12）式より、次式

【数１４】を得る。また、モータのイナーシヤを加速するために必
要な前向きトルクＴ_Fは、次式

【数１５】であるから、当該（15）式に（14）式を代入すると、次
式

【数１６】となる。

【００２４】一方、モータを駆動するための最適制御入
力（駆動電圧）Ｕ_C（計算値）は、次式

【数１７】であるから、当該（17）式に（10）式、（14）式及び
（15）式を代入し、これにより次式

【数１８】を得る。

【００２５】このように、全ての計算はステージの物理
定数と、目標関数Ｘ_T及びその連続（安定）した導関数
を用いて実行されることにより、常に安定した計算結果
（Ｕ _C）を得ることができる。

【００２６】ここで図２は以上の計算を実行する逆シス
テム計算器３２の構成を示し、乗算器３５は１次導関数
Ｄ₁によつて表されるステージの速度Ｖ_Lにステージの
粘性抵抗Ｃ_Sを乗算し、その結果を続く加算回路３７に
入力する。また乗算器３６は２次導関数Ｄ₂によつて表
されるステージの加速度Ａ_Lにステージ重量Ｊ_Lを乗算
し、その結果を加算器３７に入力する。加算器３７は乗
算器３５及び３６の出力をそれぞれ加算することにより
モータ及びステージ間の反作用トルクＴ_Rを得、これを
乗算器３８及び加算器５４に入力する。

【００２７】乗算器３８は反作用トルクＴ_Rにステージ
対モータ間のばね剛性Ｋ_Cの逆数を乗算し、その結果を
続く加算器３９に入力する。加算器３９は乗算器３８の
出力及び目標関数Ｘ_T（ステージの目標位置）を加算す
ることによりモータの回転位置Ｘ_Mを得る。

【００２８】また乗算器４０は２次導関数Ｄ₂によつて
表されるステージの加速度Ａ_Lにステージの粘性抵抗Ｃ
_Sを乗算し、その結果を続く乗算器４３に入力する。乗
算器４３は乗算器４０の出力にステージ対モータ間のば
ね剛性Ｋ_Cの逆数を乗算し、その結果を続く加算器４４
に入力する。また乗算器４１は３次導関数Ｄ₃にステー
ジ重量Ｊ_Lを乗算し、その結果を続く乗算器４２に入力
する。乗算器４２は乗算器４１の出力にステージ対モー
タ間のばね剛性Ｋ_Cの逆数を乗算し、その結果を続く加
算器４４に入力する。加算器４４は乗算器４２及び４４
からの出力と、１次導関数Ｄ₁を加算することによりモ
ータの回転速度Ｖ_Mを得、これを乗算器４５及び５７に
それぞれ入力する。乗算器４５はモータ速度Ｖ_Mにモー
タの粘性抵抗Ｃ_Mを乗算し、その結果を加算器５３に入
力する。

【００２９】また乗算器４７は３次導関数Ｄ₃にステー
ジの粘性抵抗Ｃ_Sを乗算し、その結果を続く乗算器４９
に入力する。乗算器４９は乗算器４７の出力にステージ
対モータ間のばね剛性Ｋ_Cの逆数を乗算し、その結果を
続く加算器５１に入力する。また乗算器４６は４次導関
数Ｄ₄にステージ重量Ｊ_Lを乗算し、その結果を続く乗
算器４８に入力する。乗算器４８は乗算器４６の出力に
ステージ対モータ間のばね剛性Ｋ_Cの逆数を乗算し、そ
の結果を続く加算器５１に入力する。加算器５１は乗算
器４８及び４９からの出力と、２次導関数Ｄ₂を加算
し、その結果を続く乗算器５２に入力する。

【００３０】乗算器５２は加算器５１の出力にモータの
イナーシヤＪ_Mを乗算し、その結果を続く加算器５３に
入力する。加算器５３は乗算器５２及び４５の出力をそ
れぞれ加算することにより、モータのイナーシヤを駆動
するために必要な前向きトルクＴ_Fを得、これを続く加
算器５４に入力する。加算器５４は当該前向きトルクＴ
_F及び加算器３７から出力される反作用トルクＴ_Rを加
算し、その結果を続く乗算器５５に入力する。乗算器５
５は加算器５４の出力に、モータの電機子抵抗Ｒ_Mをモ
ータのトルク定数Ｋ_Tで除した結果を乗算し、その結果
を加算器５６に入力する。加算器５６は乗算器５５及び
５７の出力をそれぞれ加算することにより計算結果とし
ての最適制御入力Ｕ_C（モータに与えるべき駆動電圧）
を得る。

【００３１】このようにして算出された最適制御入力Ｕ
_Cを用いて制御対象（ステージ）を駆動する。

【００３２】（２）第１実施例図３は本発明によるステージ制御装置の第１実施例を示
し、逆システム３２は目標関数及び導関数発生器３１か
ら出力される目標関数Ｘ_T及びその導関数Ｄ₁〜Ｄ₄に
基づいてステージ駆動用モータの最適制御入力Ｕ_Cを算
出し、これを加算器７４に入力する。

【００３３】加算器７４は状態フイードバツク追従制御
装置６４から出力されるフイードバツク量ｆ及び最適制
御入力Ｕ_Cの差分を算出することによつて駆動すべきス
テージの実際の状態に応じたモータの制御入力Ｕを得、
これを続くデイジタルアナログ変換器６２を介してアナ
ログ変換し、ステージ６０に入力する。ステージ６０は
制御入力Ｕによつてモータが駆動され、所定の位置に移
動制御される。

【００３４】ここでステージの状態はレーザ干渉計によ
つてその位置Ｘ_L及び移動速度Ｖ_Lが常時検出され、さ
らにモータの状態は当該モータに設けられたエンコーダ
によつてその回転位置Ｘ_M、タコジエネレータによつて
その回転速度Ｖ_Mが検出される。

【００３５】この検出結果のうち、デイジタル出力であ
るＸ_L、Ｘ_M、は直接出力され、またアナログ出力であ
るＶ_L、Ｖ_Mはそれぞれアナログデイジタル変換器６３
Ａ、６３Ｂによつてデイジタル変換され、加算器６５、
６６、６７、６８に入力される。

【００３６】加算器６５は検出された実際のステージ位
置Ｘ_Lと逆システム３２において算出されたステージ位
置Ｘ_LC（ここではＸ_Tそのもの）との差分を求め、その
結果を続く乗算器６９に入力しフイードバツク定数Ｆ_XL
を乗算する。また加算器６６は検出された実際のステー
ジ速度Ｖ_Lと逆システム３２において算出されたステー
ジ速度Ｖ_LCとの差分を求め、その結果を続く乗算器７０
に入力しフイードバツク定数Ｆ_VLを乗算する。また加算
器６７は検出された実際のモータ回転位置Ｘ_Mと逆シス
テム３２において算出されたモータ回転位置Ｘ_MCとの差
分を求め、その結果を続く乗算器７１に入力しフイード
バツク定数Ｆ_XMを乗算する。また加算器６８は検出され
た実際のモータ回転速度Ｖ_Mと逆システム３２において
算出されたモータ回転速度Ｖ_MCとの差分を求め、その結
果を続く乗算器７２に入力しフイードバツク定数Ｆ_VMを
乗算する。

【００３７】乗算器６９、７０、７１、７２の出力は加
算器７３において加算されることにより、フイードバツ
ク量ｆを得る。さらに加算器７４においてフイードバツ
ク量ｆと逆システム３２から出力された最適制御入力Ｕ
_Cとの差分を求め、実際のステージ状態に応じたモータ
の制御入力Ｕを得る。

【００３８】ここで目標関数及び導関数発生器３１、逆
システム３２、状態フイードバツク追従制御装置６４は
デイジタル計算機６１として構成される。

【００３９】以上の構成において、等間隔に時刻ｔ₀、
ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃、……ｔ_n、……ｔ_eが経過する場合
の時刻ｔ_nのステージ制御動作を説明する。

【００４０】目標関数及び導関数発生器３１は時刻ｔ_n
において予め与えられている上述の（１）式〜（４）式
から当該時刻ｔ_nの目標関数Ｘ_T及び導関数Ｄ₁、
Ｄ₂、Ｄ₃、Ｄ₄を算出し、これを用いて図２に示す計
算を実行することにより、最適制御入力Ｕ_Cを求める。

【００４１】一方時刻ｔ_nにおけるステージ位置Ｘ_L、
ステージ速度Ｖ_L、モータ回転位置Ｘ_M、モータ回転速
度Ｖ_Mの実測値に基づいてフイードバツク量ｆが求めら
れる。このフイードバツク量ｆ及び最適制御入力Ｕ_Cに
よつて制御入力Ｕが得られ、これに応じて当該時刻ｔ_n
におけるステージ制御を実行する。このような動作を時
刻ｔ₀から位置決めが終了する時刻ｔ_eまで順次実行す
ることにより、一連のステージ制御動作を完結する。

【００４２】このようなステージ制御動作においては、
目標関数Ｘ_T及び導関数Ｄ₁〜Ｄ₄が予め定められてい
ることにより、各時刻においてその都度目標関数を設定
する必要がなく、さらにその都度微分を行う必要もな
い。従つて計算の複雑化を回避し得ると共に微分をする
ことにより発生する不安定状態を未然に回避することが
できる。

【００４３】従つて以上の構成によれば、リアルタイム
で微分を行う必要のない逆システム３２を用いたことに
より、制御量及び目標関数Ｘ_Tを一致させたステージ制
御を安定して行うことができる。

【００４４】（３）第２実施例図３との対応部分に同一符号を付して示す図４は本発明
によるステージ制御装置の第２実施例を示し、ステージ
６０から検出されるステージ位置Ｘ_L、ステージ速度Ｖ
_L、ステージ加速度Ａ_L（加速度計の出力をアナログデ
イジタル変換器６３Ｃを介して出力される）、モータ回
転位置Ｘ_Mをパラメータ調節器８０に入力する。

【００４５】パラメータ調節器８０においては、モータ
回転位置Ｘ_M及びステージ位置Ｘ_Lを減算器８１に入力
してその差分を求め、その結果を続く乗算器８２に入力
する。乗算器８２は減算器８１の出力にステージ対モー
タ間のばね剛性Ｋ_Cを乗算し、その結果を続く減算器８
４に入力する。またステージ速度Ｖ_Lは乗算器８３にお
いてステージの粘性抵抗Ｃ_Sと乗算され、その結果が減
算器８４に入力される。従つて乗算器８２及び８３から
の出力はそれぞれ減算器８４において減算され、その結
果得られるステージの駆動力Ｆ_Lは続く割算器８５に入
力される。割算器８５はステージの駆動力Ｆ_Lをステー
ジの加速度Ａ_Lで割算することによりステージ重量Ｊ_L
´を得る。この値は実際のステージの状態を検出した結
果得られた値であり、これを逆システム３２に入力し
て、それまで保存していたステージ重量Ｊ_Lの値を新た
に求められた値Ｊ_L´に置き換え、以後当該ステージ重
量Ｊ_L´を逆システム計算（図２）に用いる。

【００４６】以上の構成において、ステージ重量が変化
するとパラメータ調節器８０において新たなステージ重
量Ｊ_L´が算出され、逆システム３２のステージ重量が
新たに更新される。従つて逆システム３２において最適
制御入力Ｕ_Cを算出するにつき、常に実際のステージ重
量に基づいた計算が行われることにより、実際のステー
ジ状態に応じた最適制御入力Ｕ_Cを得ることができる。

【００４７】従つて以上の構成によれば、ステージ重量
が変化する場合においても精度良くステージを駆動制御
することができる。

【００４８】また逆システム３２に保存されているステ
ージ重量を更新するだけで、当該逆システム３２の再設
計ができることにより、種々のステージ制御系の開発を
一段と容易化することができる。

【００４９】（４）第３実施例図３との対応部分に同一符号を付して示す図５は本発明
によるステージ制御装置の第３実施例を示し、ステージ
６０から検出されるステージ位置Ｘ_L、ステージ速度Ｖ
_L、ステージ加速度Ａ_L、モータ回転位置Ｘ_Mをパラメ
ータ調節器８０に入力する。

【００５０】パラメータ調節器８０においては、モータ
回転位置Ｘ_M及びステージ位置Ｘ_Lを減算器９１に入力
してその差分を求め、その結果を続く乗算器９２に入力
する。乗算器９２は減算器９１の出力にステージ対モー
タ間のばね剛性Ｋ_Cを乗算し、その結果を続く減算器９
３に入力する。またステージ加速度Ａ_Lは乗算器９４に
おいてステージ重量Ｊ_Lと乗算され、その結果が減算器
９３に入力される。従つて乗算器９２及び９４からの出
力はそれぞれ減算器９３において減算され、その結果得
られるステージの駆動力Ｆ_Lは続く割算器９５に入力さ
れる。割算器９５はステージの駆動力Ｆ_Lをステージ速
度Ｖ_Lで割算することによりステージの粘性抵抗Ｃ_S´
を得る。この値は実際のステージの状態を検出した結果
得られた値であり、これを逆システム３２に入力してそ
れまで保存していたステージの粘性抵抗Ｃ_Sを新たに求
められた値Ｃ_S´に置き換え、以後当該ステージの粘性
抵抗Ｃ_S´を逆システム計算（図２）に用いる。

【００５１】以上の構成において、ステージの粘性抵抗
が変化するとパラメータ調節器９０において新たなステ
ージの粘性抵抗Ｃ_S´が算出され、逆システム３２のス
テージの粘性抵抗Ｃ_Sが新たに更新される。従つて逆シ
ステム３２において最適制御入力Ｕ_Cを算出するにつ
き、常に実際のステージの粘性抵抗に基づいた計算が行
われることにより、実際のステージ状態に応じた最適制
御入力Ｕ_Cを得ることができる。

【００５２】従つて以上の構成によれば、ステージの粘
性抵抗が変化する場合においても精度良くステージを駆
動制御することができる。

【００５３】また逆システム３２に保存されているステ
ージの粘性抵抗を更新するだけで、当該逆システム３２
の再設計ができることにより、種々のステージ制御系の
開発を一段と容易化することができる。

【００５４】（５）他の実施例なお上述の実施例においては、目標関数Ｘ_Tとして
（１）式に示す関数を用いた場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、要は逆システム以上の次数を持ち
かつ高次導関数が安定な関数であれば良い。

【００５５】また上述の実施例においては、パラメータ
調節器として実際のステージ重量を求める場合及び実際
のステージ粘性抵抗を求める場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、逆システム３２内に保存されてい
る他の種々のパラメータの実際の値を求めるようにして
も良い。

【００５６】また上述の実施例においては、本発明をス
テージ位置を制御する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、制御量及び目標関数を一致させることが
できることによりステージの軌道制御においても本発明
を適用することができる。

【００５７】また上述の実施例においては、本発明を半
導体露光装置のステージ制御装置に適用した場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々のステー
ジを制御する際に広く適用することができる。

【００５８】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、制御量
（ステージ位置）及び目標関数を一致させることができ
ることにより、ステージ内部の振動を抑えた制御をする
ことができる。従つて位置決め時間を短縮し得ると共に
位置決め精度を向上し得る。また微分操作をすることな
く逆システムを実現できることにより、計算を簡単かつ
安定化することができる。かくするにつき一段と容易か
つ安定した制御を高精度で行うことができるステージ制
御装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるステージ制御装置に用いられる逆
システムを示すブロツク図である。

【図２】本発明による逆システムの構成を示すブロツク
図である。

【図３】第１実施例によるステージ制御装置の全体構成
を示すブロツク図である。

【図４】第２実施例によるステージ制御装置の全体構成
を示すブロツク図である。

【図５】第３実施例によるステージ制御装置の全体構成
を示すブロツク図である。

【図６】従来のステージ制御装置を示すブロツク図であ
る。

【図７】逆システムを用いた制御装置の概略を示すブロ
ツク図である。

【図８】逆システムの構成を示すブロツク図である。

【符号の説明】

Ｘ_T……目標関数、Ｄ₁、Ｄ₂、Ｄ₃、Ｄ₄……導関
数、Ｘ_L……ステージ位置、Ｖ_L……ステージ速度、Ａ
_L……ステージ加速度、Ｘ_M……モータ回転位置、Ｖ_M
……モータ回転速度、Ｊ_L……ステージ重量、Ｃ_S……
ステージの粘性抵抗、Ｋ_C……ステージ対モータ間のば
ね剛性、Ｊ_M……モータのイナーシヤ、Ｃ_M……モータ
の粘性抵抗、Ｋ_E……逆起電圧定数、Ｒ_M……モータの
電機子抵抗、Ｋ_T……モータのトルク定数、Ｕ_C……計
算による最適制御入力、Ｕ……制御入力、（ステージ系
パラメータＸ_T、Ｄ₁、Ｄ₂、Ｄ₃、Ｄ₄、Ｘ_L、
Ｖ_L、Ａ_L、Ｊ_L、Ｃ_Sは、全て直線運動を回転運動に
変換後の値を用いている。）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御対象の制御量の目標となる目標関数及
び当該目標関数の導関数を発生する関数発生手段と、制御対象の特性を計算手順及びパラメータとして保存
し、当該計算手順及びパラメータ及び上記目標関数及び
上記導関数に基づいて制御対象を制御するための制御入
力を算出する演算手段とを具えることを特徴とするステ
ージ制御装置。
【請求項２】上記演算手段に保存されている上記パラメ
ータを、制御対象の状態に応じて更新するようにしたこ
とを特徴とする請求項１のステージ制御装置。