JPH09199399A - 同期制御装置および方法 - Google Patents
同期制御装置および方法Info
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- JPH09199399A JPH09199399A JP2067096A JP2067096A JPH09199399A JP H09199399 A JPH09199399 A JP H09199399A JP 2067096 A JP2067096 A JP 2067096A JP 2067096 A JP2067096 A JP 2067096A JP H09199399 A JPH09199399 A JP H09199399A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/709—Vibration, e.g. vibration detection, compensation, suppression or isolation
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い同期精度を維持する。
【解決手段】 マスター制御系の制御誤差ｅm を入力と
する同期誤差補正信号生成手段３０内に、マスター制御
系の動作状態に応じて変化する、可変係数γを生成する
可変係数生成要素２９と、この可変係数を係数として乗
算する可変係数乗算器２８を同期誤差補正パスに設ける
ようにしている。あるいは、マスター制御系の制御誤差
γを入力とする同期誤差補正信号生成手段３０内に比例
ゲイン特性以外の周波数特性を有するフィルタ２６を設
ける。そしてスレーブ制御系に加えられる同期誤差補正
パスに、前記可変係数乗算器を置く。
する同期誤差補正信号生成手段３０内に、マスター制御
系の動作状態に応じて変化する、可変係数γを生成する
可変係数生成要素２９と、この可変係数を係数として乗
算する可変係数乗算器２８を同期誤差補正パスに設ける
ようにしている。あるいは、マスター制御系の制御誤差
γを入力とする同期誤差補正信号生成手段３０内に比例
ゲイン特性以外の周波数特性を有するフィルタ２６を設
ける。そしてスレーブ制御系に加えられる同期誤差補正
パスに、前記可変係数乗算器を置く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は精密同期制御装置に
関するものであり、特に同期スキャン露光型の半導体露
光装置に好適な精密同期制御装置に関する。
関するものであり、特に同期スキャン露光型の半導体露
光装置に好適な精密同期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業機器や情報機器における精密位置決
め・精密速度制御などの“精密制御技術”は、機器の複
雑化・高度化・微細化に伴い、高精度化・高速化が進ん
でいる。半導体露光装置を例にとれば、近年の半導体素
子の急速な高集積度化により、要求される位置決め精度
は現状でおよそ１０ナノメートルにも達しており、数年
以内にナノメートルオーダーの位置決め精度が必要にな
ると予想されている。しかもスループット向上のため
に、こうした高精度の制御をより高速に行う必要があ
る。
め・精密速度制御などの“精密制御技術”は、機器の複
雑化・高度化・微細化に伴い、高精度化・高速化が進ん
でいる。半導体露光装置を例にとれば、近年の半導体素
子の急速な高集積度化により、要求される位置決め精度
は現状でおよそ１０ナノメートルにも達しており、数年
以内にナノメートルオーダーの位置決め精度が必要にな
ると予想されている。しかもスループット向上のため
に、こうした高精度の制御をより高速に行う必要があ
る。
【０００３】さらに、チップの大型化も急速に進んでい
る。こうした動向に対応するために、従来の逐次移動型
の露光装置、いわゆるステッパーに代わり、図２で示す
ような、レチクルとウエハの同期をとりながら定速移動
させつつ露光を行うことにより、ステッパーでは実現し
得なかったチップサイズを実現する、いわゆる同期スキ
ャン型の露光装置の開発が進んでいる。
る。こうした動向に対応するために、従来の逐次移動型
の露光装置、いわゆるステッパーに代わり、図２で示す
ような、レチクルとウエハの同期をとりながら定速移動
させつつ露光を行うことにより、ステッパーでは実現し
得なかったチップサイズを実現する、いわゆる同期スキ
ャン型の露光装置の開発が進んでいる。
【０００４】すなわち、図２は同期スキャン型の露光装
置を示したものであり、この図でウエハ４３とレチクル
４１は反対方向に、縮小率と同じ速度比で同期移動を行
う。このとき、照明光学系（図２には示されていない）
からの矩形状の光がレチクル４１の上面より照射され、
縮小レンズ４２によって縮小されてウエハ４３に投影さ
れる。これによって、ウエハ４３上の所望の位置に、レ
チクル４１に描画されたチップのイメージが、一定の縮
小率で描画されつつスキャン動作が行われる。こうした
方法によれば、これまでのステップ駆動型の露光装置で
は、光学系の制約により実現し得なかった大画角の露光
が実現できるわけである。
置を示したものであり、この図でウエハ４３とレチクル
４１は反対方向に、縮小率と同じ速度比で同期移動を行
う。このとき、照明光学系（図２には示されていない）
からの矩形状の光がレチクル４１の上面より照射され、
縮小レンズ４２によって縮小されてウエハ４３に投影さ
れる。これによって、ウエハ４３上の所望の位置に、レ
チクル４１に描画されたチップのイメージが、一定の縮
小率で描画されつつスキャン動作が行われる。こうした
方法によれば、これまでのステップ駆動型の露光装置で
は、光学系の制約により実現し得なかった大画角の露光
が実現できるわけである。
【０００５】さて、チップの最小線幅は、２５６ＭのＤ
ＲＡＭで２５０ナノメートル程度とされており、スキャ
ン型の半導体露光装置においては、ウエハ４３とレチク
ル４１とを、さらにその数分の１ないし十分の１程度の
精度で同期制御を行わなければならない。
ＲＡＭで２５０ナノメートル程度とされており、スキャ
ン型の半導体露光装置においては、ウエハ４３とレチク
ル４１とを、さらにその数分の１ないし十分の１程度の
精度で同期制御を行わなければならない。
【０００６】従来より同期スキャン型の精密制御装置に
は、図３のブロック図に示すような、マスター・スレー
ブ型の制御系が用いられることが多い。ただしβは移動
比率であり、半導体露光装置では露光縮小率に相当す
る。図３ではウエハ制御系をマスター、レチクル制御系
をスレーブとしたマスター・スレーブ制御系となってい
る。
は、図３のブロック図に示すような、マスター・スレー
ブ型の制御系が用いられることが多い。ただしβは移動
比率であり、半導体露光装置では露光縮小率に相当す
る。図３ではウエハ制御系をマスター、レチクル制御系
をスレーブとしたマスター・スレーブ制御系となってい
る。
【０００７】この制御系について説明すると、まず、目
標位置生成手段５１によって生成される、ウエハステー
ジ５６に対する目標位置ｒm に追従すべく、ウエハステ
ージ制御手段５５によってウエハ制御系が構成される。
そしてウエハ制御系における制御誤差を、同期誤差補正
手段５２を通して、目標位置生成手段５１によって生成
されるレチクルステージ５４に対する目標位置ｒs から
減ずる。こうして減じられた目標位置を用いて、レチク
ルステージ制御手段５３によってレチクル制御系を構成
するわけである。これによって、マスター制御系の偏差
がある程度大きい場合でも、スレーブ制御系がこれに対
応すべく同期誤差補正動作を行うことによって、同期関
係を保とうとするものである。
標位置生成手段５１によって生成される、ウエハステー
ジ５６に対する目標位置ｒm に追従すべく、ウエハステ
ージ制御手段５５によってウエハ制御系が構成される。
そしてウエハ制御系における制御誤差を、同期誤差補正
手段５２を通して、目標位置生成手段５１によって生成
されるレチクルステージ５４に対する目標位置ｒs から
減ずる。こうして減じられた目標位置を用いて、レチク
ルステージ制御手段５３によってレチクル制御系を構成
するわけである。これによって、マスター制御系の偏差
がある程度大きい場合でも、スレーブ制御系がこれに対
応すべく同期誤差補正動作を行うことによって、同期関
係を保とうとするものである。
【０００８】さて、このような同期スキャン制御系の性
能指標は、同期誤差ｅsyncによって与えられる。そし
て、通常、同期誤差補正手段を用いることによって、同
期誤差補正手段を持たない、いわゆる“独立制御系”よ
りも同期誤差を抑制できる、とされている。
能指標は、同期誤差ｅsyncによって与えられる。そし
て、通常、同期誤差補正手段を用いることによって、同
期誤差補正手段を持たない、いわゆる“独立制御系”よ
りも同期誤差を抑制できる、とされている。
【０００９】こうしたマスター・スレーブ型の同期制御
技術に関しては、例えば特開昭６０−１６９９０９号公
報、特開平３−２５２７０４号公報などをはじめとし
て、種々の実現方法が提案されている。それら従来技術
に共通する点は、いずれも同期誤差補正パスを有する、
という点である。また、図３ではマスター制御系、スレ
ーブ制御系ともに位置制御ループによってフィードバッ
クが構成されているが、速度制御ループによって構成す
ることも可能である。
技術に関しては、例えば特開昭６０−１６９９０９号公
報、特開平３−２５２７０４号公報などをはじめとし
て、種々の実現方法が提案されている。それら従来技術
に共通する点は、いずれも同期誤差補正パスを有する、
という点である。また、図３ではマスター制御系、スレ
ーブ制御系ともに位置制御ループによってフィードバッ
クが構成されているが、速度制御ループによって構成す
ることも可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術ではスキャン動作開始時のマスター制御系の応答
が、常にダイレクトにスレーブ制御系に重畳してしまう
ことになる。したがって、従来技術では以下に示すよう
な問題点があった。
来技術ではスキャン動作開始時のマスター制御系の応答
が、常にダイレクトにスレーブ制御系に重畳してしまう
ことになる。したがって、従来技術では以下に示すよう
な問題点があった。
【００１１】第１に、通常、スレーブ制御系のサーボ特
性は、マスター制御系への追従動作を行うため、高帯域
化が図られることが多く、こうした制御系の応答はオー
バーシュートぎみになる。したがって図４に示すよう
に、上記マスター制御系の過渡応答の影響によってスレ
ーブ制御系の過渡応答の整定が遅れ、定速スキャン領域
まで過渡振動が残ることになる。これは同期スキャン制
御系の性能を著しく低下させてしまう。
性は、マスター制御系への追従動作を行うため、高帯域
化が図られることが多く、こうした制御系の応答はオー
バーシュートぎみになる。したがって図４に示すよう
に、上記マスター制御系の過渡応答の影響によってスレ
ーブ制御系の過渡応答の整定が遅れ、定速スキャン領域
まで過渡振動が残ることになる。これは同期スキャン制
御系の性能を著しく低下させてしまう。
【００１２】また、仮に定速同期スキャン時のみ同期補
正パスを有効にするような、いわばスイッチングをなし
たとしても、スイッチングによる影響が、スレーブ制御
系に外乱として加わることにより、やはり同期スキャン
制御系の性能を著しく低下させることになる。
正パスを有効にするような、いわばスイッチングをなし
たとしても、スイッチングによる影響が、スレーブ制御
系に外乱として加わることにより、やはり同期スキャン
制御系の性能を著しく低下させることになる。
【００１３】第２に、例えばマスター制御系に高周波成
分までを含む鋭い外乱が加わった場合を考える。確か
に、マスター制御系に加わる緩やかな（つまり、高周波
成分を含まない）外乱に対しては、スレーブ制御系によ
る同期誤差補正動作が有効に働くため、同期誤差を抑え
ることができる。しかし、スレーブ制御系のサーボ帯域
以上の周波数成分を多く含む外乱に対しては、同期誤差
補正動作が有効に働かず、逆に同期誤差補正制御を行わ
ない場合よりも同期誤差が増加してしまうことになる。
分までを含む鋭い外乱が加わった場合を考える。確か
に、マスター制御系に加わる緩やかな（つまり、高周波
成分を含まない）外乱に対しては、スレーブ制御系によ
る同期誤差補正動作が有効に働くため、同期誤差を抑え
ることができる。しかし、スレーブ制御系のサーボ帯域
以上の周波数成分を多く含む外乱に対しては、同期誤差
補正動作が有効に働かず、逆に同期誤差補正制御を行わ
ない場合よりも同期誤差が増加してしまうことになる。
【００１４】図５はこの様子を示したものであり、同図
（１）は、マスター制御系に加わった鋭い外乱によっ
て、マスター制御系の位置誤差に鋭いピークが立った場
合を示している。このとき、同期誤差補正パスの働き
で、スレーブ制御系が追従しようとするが、スレーブ制
御系のサーボ帯域を越えているために追従しきれずに、
同図（２）に示すように、遅れを伴った追従動作とな
る。しかも、これによって過渡振動も引き起こされるた
め、同図（３）に示すように、結果として同期誤差補正
制御を行わない場合よりも同期誤差が増加してしまうこ
とになるわけである。
（１）は、マスター制御系に加わった鋭い外乱によっ
て、マスター制御系の位置誤差に鋭いピークが立った場
合を示している。このとき、同期誤差補正パスの働き
で、スレーブ制御系が追従しようとするが、スレーブ制
御系のサーボ帯域を越えているために追従しきれずに、
同図（２）に示すように、遅れを伴った追従動作とな
る。しかも、これによって過渡振動も引き起こされるた
め、同図（３）に示すように、結果として同期誤差補正
制御を行わない場合よりも同期誤差が増加してしまうこ
とになるわけである。
【００１５】つまり、従来技術における同期誤差補正パ
スは、マスター制御系が過渡応答状態にある場合や、ス
レーブ制御系のサーボ帯域を越える周波数成分を有する
外乱が、マスター制御系に加わった場合などにおいて
は、同期誤差補正制御を行わない場合に比べて同期誤差
が増大し、その結果として同期スキャン制御系の性能が
著しく低下させることになる。
スは、マスター制御系が過渡応答状態にある場合や、ス
レーブ制御系のサーボ帯域を越える周波数成分を有する
外乱が、マスター制御系に加わった場合などにおいて
は、同期誤差補正制御を行わない場合に比べて同期誤差
が増大し、その結果として同期スキャン制御系の性能が
著しく低下させることになる。
【００１６】したがって上記２つの問題によって、従来
技術では、高い同期精度を維持することが困難であっ
た。そこで本発明の目的は、この問題を解決することに
ある。
技術では、高い同期精度を維持することが困難であっ
た。そこで本発明の目的は、この問題を解決することに
ある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の同期制御装置および方法では、マスター制
御系の制御誤差を入力とする同期誤差補正信号生成手段
内に、マスター制御系の動作状態に応じて変化する、可
変係数を生成する可変係数生成要素と、この可変係数を
係数として乗算する可変係数乗算器を同期誤差補正パス
に設けるようにしている。
め、本発明の同期制御装置および方法では、マスター制
御系の制御誤差を入力とする同期誤差補正信号生成手段
内に、マスター制御系の動作状態に応じて変化する、可
変係数を生成する可変係数生成要素と、この可変係数を
係数として乗算する可変係数乗算器を同期誤差補正パス
に設けるようにしている。
【００１８】あるいは、マスター制御系の制御誤差を入
力とする同期誤差補正信号生成手段内に比例ゲイン特性
以外の周波数特性を有するフィルタを設ける。そしてス
レーブ制御系に加えられる同期誤差補正パスに、前記可
変係数乗算器を置く。
力とする同期誤差補正信号生成手段内に比例ゲイン特性
以外の周波数特性を有するフィルタを設ける。そしてス
レーブ制御系に加えられる同期誤差補正パスに、前記可
変係数乗算器を置く。
【００１９】
【作用】この構成において、同期誤差補正パスに設けら
れた可変係数乗算器の係数を、マスター制御系が加減速
状態にある時には、可変乗算器の係数を小さい値に設定
して同期誤差補正制御動作を抑制し、定速領域に近づく
につれて次第に可変係数を大きくすることによって、マ
スター制御系が加減速状態、つまり過渡応答状態にある
時には、同期誤差補正パスによる補正効果を小さく設定
し、従来技術で問題となるような、マスター制御系の過
渡応答によるスレーブ制御系への影響を抑制する。加え
て同期パスのゲインを次第に大きくすることによって、
同期誤差補正制御を次第に強め、同期パスのスイッチン
グ切り替えを生じさせない。これにより、スイッチング
による応答の劣化も防止される。
れた可変係数乗算器の係数を、マスター制御系が加減速
状態にある時には、可変乗算器の係数を小さい値に設定
して同期誤差補正制御動作を抑制し、定速領域に近づく
につれて次第に可変係数を大きくすることによって、マ
スター制御系が加減速状態、つまり過渡応答状態にある
時には、同期誤差補正パスによる補正効果を小さく設定
し、従来技術で問題となるような、マスター制御系の過
渡応答によるスレーブ制御系への影響を抑制する。加え
て同期パスのゲインを次第に大きくすることによって、
同期誤差補正制御を次第に強め、同期パスのスイッチン
グ切り替えを生じさせない。これにより、スイッチング
による応答の劣化も防止される。
【００２０】また、同期誤差補正パスに設けられたフィ
ルタの特性を、例えばスレーブ制御系のサーボ帯域と同
程度以下の低域通過特性を有するように設定することに
よって、同期誤差補正信号のうちで、スレーブ制御系で
同期補正し得ないような高域の周波数成分をカットす
る。これによって、スレーブ制御系が追従できないよう
な外乱がマスター制御系に加わった場合に生じる、同期
制御の性能の劣化が防止される。
ルタの特性を、例えばスレーブ制御系のサーボ帯域と同
程度以下の低域通過特性を有するように設定することに
よって、同期誤差補正信号のうちで、スレーブ制御系で
同期補正し得ないような高域の周波数成分をカットす
る。これによって、スレーブ制御系が追従できないよう
な外乱がマスター制御系に加わった場合に生じる、同期
制御の性能の劣化が防止される。
【００２１】
【実施例】レンズスキャン型の半導体露光装置を例にと
り、本発明の実施例を説明する。図１は本発明の一実施
例に係る精密同期制御装置を有する露光装置を示す。こ
の図において、１は光源、２はハエの目レンズ、３はコ
ンデンサレンズ、４はスリット、５はウエハ、６は第１
の被制御物体であるウエハステージ、７は第１の駆動手
段である第１のリニアモータにおける可動子、８は静圧
軸受、９は第１の駆動手段である第１のリニアモータに
おける固定子、１０はミラー、１１は第１の計測手段で
ある第１のレーザ干渉計、１２は本体フレーム、１３は
縮小レンズ、１４はレチクル、１５は第２の被制御物体
であるレチクルステージ、１６は第２の駆動手段である
第２のリニアモータにおける可動子、１７は静圧軸受、
１８は第２の駆動手段である第２のリニアモータにおけ
る固定子、１９はミラー、２０は第２の計測手段である
第２のレーザ干渉計、２１はダンパ、２２はバネ、２３
は第１のドライバ、２４は第１の制御手段、２５は第１
の減算器、２６はフィルタ、２７は同期比率乗算要素、
２８は可変係数乗算要素、２９は可変係数乗算要素２８
の係数を生成する係数生成要素、３０は同期誤差補正信
号生成手段、３１は第２のドライバ、３２は第２の制御
手段、３３は第２の減算手段、３４は同期比率乗算要
素、３５はウエハステージの位置指令値生成要素、３６
は同期指令値生成手段である。
り、本発明の実施例を説明する。図１は本発明の一実施
例に係る精密同期制御装置を有する露光装置を示す。こ
の図において、１は光源、２はハエの目レンズ、３はコ
ンデンサレンズ、４はスリット、５はウエハ、６は第１
の被制御物体であるウエハステージ、７は第１の駆動手
段である第１のリニアモータにおける可動子、８は静圧
軸受、９は第１の駆動手段である第１のリニアモータに
おける固定子、１０はミラー、１１は第１の計測手段で
ある第１のレーザ干渉計、１２は本体フレーム、１３は
縮小レンズ、１４はレチクル、１５は第２の被制御物体
であるレチクルステージ、１６は第２の駆動手段である
第２のリニアモータにおける可動子、１７は静圧軸受、
１８は第２の駆動手段である第２のリニアモータにおけ
る固定子、１９はミラー、２０は第２の計測手段である
第２のレーザ干渉計、２１はダンパ、２２はバネ、２３
は第１のドライバ、２４は第１の制御手段、２５は第１
の減算器、２６はフィルタ、２７は同期比率乗算要素、
２８は可変係数乗算要素、２９は可変係数乗算要素２８
の係数を生成する係数生成要素、３０は同期誤差補正信
号生成手段、３１は第２のドライバ、３２は第２の制御
手段、３３は第２の減算手段、３４は同期比率乗算要
素、３５はウエハステージの位置指令値生成要素、３６
は同期指令値生成手段である。
【００２２】この構成において、光源１からの光は、ハ
エの目レンズ２およびコンデンサレンズ３およびスリッ
ト４を通して矩形状の平行光となる。そしてウエハステ
ージ６とレチクルステージ１５は反対方向に、１：１／
βの同期比率（βは縮小比率）で同期移動を行う。この
とき矩形状の平行光がレチクル１４の上から照射される
ことにより、ウエハ５上の所望の位置に、レチクル１４
に描画されたチップのイメージが一定の縮小率で描画さ
れつつスキャン動作が行われる。
エの目レンズ２およびコンデンサレンズ３およびスリッ
ト４を通して矩形状の平行光となる。そしてウエハステ
ージ６とレチクルステージ１５は反対方向に、１：１／
βの同期比率（βは縮小比率）で同期移動を行う。この
とき矩形状の平行光がレチクル１４の上から照射される
ことにより、ウエハ５上の所望の位置に、レチクル１４
に描画されたチップのイメージが一定の縮小率で描画さ
れつつスキャン動作が行われる。
【００２３】次にウエハステージ６の動作について説明
する。ウエハステージ６は、リニアモータの可動子７お
よび固定子９および静圧軸受８によって、本体フレーム
１２上をｘ軸方向に非接触移動する。本体フレーム１２
はダンパ２１およびバネ２２によって、床振動を遮断す
る構造となっている。本体フレーム１２に対するウエハ
ステージ６の変位Ｘm は、ミラー１０を通してレーザ干
渉計１１によって計測される。そして同期指令値生成手
段３５によって生成されるウエハステージ６の目標位置
ｒm と、レーザ干渉計１１によって計測されたウエハス
テージ６の変位Ｘm から、第１の減算手段２５によって
位置偏差ｅm が生成され、第１の制御手段２４に送られ
る。さらにその出力ｕm はドライバ２３に送られ、電流
増幅された電流出力ｉm が、第１のリニアモータの固定
子９に送られる。
する。ウエハステージ６は、リニアモータの可動子７お
よび固定子９および静圧軸受８によって、本体フレーム
１２上をｘ軸方向に非接触移動する。本体フレーム１２
はダンパ２１およびバネ２２によって、床振動を遮断す
る構造となっている。本体フレーム１２に対するウエハ
ステージ６の変位Ｘm は、ミラー１０を通してレーザ干
渉計１１によって計測される。そして同期指令値生成手
段３５によって生成されるウエハステージ６の目標位置
ｒm と、レーザ干渉計１１によって計測されたウエハス
テージ６の変位Ｘm から、第１の減算手段２５によって
位置偏差ｅm が生成され、第１の制御手段２４に送られ
る。さらにその出力ｕm はドライバ２３に送られ、電流
増幅された電流出力ｉm が、第１のリニアモータの固定
子９に送られる。
【００２４】また、第２の被制御物体であるレチクルス
テージ１５の制御は、同期誤差補正信号生成手段３０に
よって生成される同期制御誤差εが加わる点を除いて上
記ウエハステージ６の制御と同様である。ウエハステー
ジおよびレチクルステージの目標位置ｒm 、ｒs は、同
期指令値生成手段３６によって生成される。
テージ１５の制御は、同期誤差補正信号生成手段３０に
よって生成される同期制御誤差εが加わる点を除いて上
記ウエハステージ６の制御と同様である。ウエハステー
ジおよびレチクルステージの目標位置ｒm 、ｒs は、同
期指令値生成手段３６によって生成される。
【００２５】次に同期誤差補正信号生成手段３０につい
て説明する。本実施例ではウエハステージ６をマスター
とした、マスター・スレーブ型の同期制御系を構成して
いる。つまり、ウエハステージ制御系の制御誤差分だけ
レチクルステージ制御系の目標値を減じ、同期誤差を抑
える構成となっているわけである。
て説明する。本実施例ではウエハステージ６をマスター
とした、マスター・スレーブ型の同期制御系を構成して
いる。つまり、ウエハステージ制御系の制御誤差分だけ
レチクルステージ制御系の目標値を減じ、同期誤差を抑
える構成となっているわけである。
【００２６】この同期誤差補正信号生成手段３０におい
て、可変係数生成要素２９によって生成される可変係数
を用いて、同期誤差補正パスに設けられた可変係数乗算
器２８の係数γが変化し、同期誤差補正パスのゲインが
変化する。
て、可変係数生成要素２９によって生成される可変係数
を用いて、同期誤差補正パスに設けられた可変係数乗算
器２８の係数γが変化し、同期誤差補正パスのゲインが
変化する。
【００２７】可変係数γの設定であるが、本実施例では
可変係数生成要素２９は可変係数γを同期指令値生成手
段３６によるマスター制御系の位置目標値によって変化
させている。例えば図６に示すように、マスター制御系
が加減速状態にある時には、可変乗算器の可変係数γを
ゼロもしくは小さい正値に設定して同期誤差補正制御動
作を抑制し、定速領域に近づくにつれて次第に可変係数
γを大きくするわけである。
可変係数生成要素２９は可変係数γを同期指令値生成手
段３６によるマスター制御系の位置目標値によって変化
させている。例えば図６に示すように、マスター制御系
が加減速状態にある時には、可変乗算器の可変係数γを
ゼロもしくは小さい正値に設定して同期誤差補正制御動
作を抑制し、定速領域に近づくにつれて次第に可変係数
γを大きくするわけである。
【００２８】このように設定することによって、マスタ
ー制御系が加減速状態、つまり過渡応答状態にある時に
は、同期誤差補正パスによる補正効果を小さく設定し、
従来技術で問題となるような、マスター制御系の過渡応
答によるスレーブ制御系への影響を抑制することができ
る。
ー制御系が加減速状態、つまり過渡応答状態にある時に
は、同期誤差補正パスによる補正効果を小さく設定し、
従来技術で問題となるような、マスター制御系の過渡応
答によるスレーブ制御系への影響を抑制することができ
る。
【００２９】また、同期パスのゲインを次第に大きくす
ることによって、同期補正制御を次第に強めてゆくこと
ができるため、同期パスのスイッチング切り替えも生じ
ない。したがって、スイッチングによる応答の劣化も生
じないわけである。
ることによって、同期補正制御を次第に強めてゆくこと
ができるため、同期パスのスイッチング切り替えも生じ
ない。したがって、スイッチングによる応答の劣化も生
じないわけである。
【００３０】さらに、同期誤差補正パスに比例ゲイン特
性以外の周波数特性を有するフィルタ２６を設ける。
性以外の周波数特性を有するフィルタ２６を設ける。
【００３１】そしてたとえばその特性を、スレーブ制御
系のサーボ帯域と同程度以下の低域通過特性を有するよ
うに設定することによって、同期誤差信号のうちで、ス
レーブ制御系で同期補正し得ないような高域の周波数成
分をカットすることができる。これによって、スレーブ
制御系が追従できないような外乱がマスター制御系に加
わった場合に生じる、同期制御性能の劣化を防ぐことが
できるわけである。この様子を図７に示す。同図（１）
に示すような、スレーブ制御系が追従できないような外
乱に対しては、フィルタ２６の働きによって、同図
（２）に示すようにスレーブ制御系が無理に追従するこ
とがなくなるために、同図（３）に示すように、従来技
術に比べて、高精度の同期制御性能を維持することが可
能となる。 他の実施例 上記実施例では、第１、第２の被制御物体の位置情報に
よって同期をとるシステムであったが、これに限らず、
本発明は速度情報によって同期をとるシステムに対して
も全く同様に適用可能である。図８に第２の実施であ
る、速度制御型の同期スキャン型半導体露光装置のブロ
ック図を示す。第１の実施例は位置制御型であったのに
対して、本第２の実施例は速度制御型である以外に、第
１の実施例と本質的な違いが無いので、詳しい説明は省
略するが、この図に示すような、目標速度生成手段６１
によって同期目標速度を生成し、かつ同期誤差補正手段
６２を有する速度追従型のマスタースレーブ型の精密同
期制御装置に対しても、本発明は全く同様に適用可能で
ある。
系のサーボ帯域と同程度以下の低域通過特性を有するよ
うに設定することによって、同期誤差信号のうちで、ス
レーブ制御系で同期補正し得ないような高域の周波数成
分をカットすることができる。これによって、スレーブ
制御系が追従できないような外乱がマスター制御系に加
わった場合に生じる、同期制御性能の劣化を防ぐことが
できるわけである。この様子を図７に示す。同図（１）
に示すような、スレーブ制御系が追従できないような外
乱に対しては、フィルタ２６の働きによって、同図
（２）に示すようにスレーブ制御系が無理に追従するこ
とがなくなるために、同図（３）に示すように、従来技
術に比べて、高精度の同期制御性能を維持することが可
能となる。 他の実施例 上記実施例では、第１、第２の被制御物体の位置情報に
よって同期をとるシステムであったが、これに限らず、
本発明は速度情報によって同期をとるシステムに対して
も全く同様に適用可能である。図８に第２の実施であ
る、速度制御型の同期スキャン型半導体露光装置のブロ
ック図を示す。第１の実施例は位置制御型であったのに
対して、本第２の実施例は速度制御型である以外に、第
１の実施例と本質的な違いが無いので、詳しい説明は省
略するが、この図に示すような、目標速度生成手段６１
によって同期目標速度を生成し、かつ同期誤差補正手段
６２を有する速度追従型のマスタースレーブ型の精密同
期制御装置に対しても、本発明は全く同様に適用可能で
ある。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では以下に
示す効果を有する。
示す効果を有する。
【００３３】（１）同期誤差補正パスに設けられた可変
係数乗算器の係数を、マスター制御系が加減速状態にあ
る時には、可変乗算器の係数をゼロもしくは小さい正値
に設定して同期誤差補正制御動作を抑制し、定速領域に
近づくにつれて次第に可変係数を大きくする。
係数乗算器の係数を、マスター制御系が加減速状態にあ
る時には、可変乗算器の係数をゼロもしくは小さい正値
に設定して同期誤差補正制御動作を抑制し、定速領域に
近づくにつれて次第に可変係数を大きくする。
【００３４】このように設定することによって、マスタ
ー制御系が加減速状態、つまり過渡応答状態にある時に
は、同期誤差補正パスによる補正効果を小さく設定し、
従来技術で問題となるような、マスター制御系の過渡応
答によるスレーブ制御系への影響を抑制することができ
る。加えて同期パスのゲインを次第に大きくすることに
よって、同期誤差補正制御を次第に強めてゆくことがで
きるため、同期パスのスイッチング切り替えも生じな
い。したがって、スイッチングによる応答の劣化も生じ
ないわけである。
ー制御系が加減速状態、つまり過渡応答状態にある時に
は、同期誤差補正パスによる補正効果を小さく設定し、
従来技術で問題となるような、マスター制御系の過渡応
答によるスレーブ制御系への影響を抑制することができ
る。加えて同期パスのゲインを次第に大きくすることに
よって、同期誤差補正制御を次第に強めてゆくことがで
きるため、同期パスのスイッチング切り替えも生じな
い。したがって、スイッチングによる応答の劣化も生じ
ないわけである。
【００３５】（２）同期誤差補正パスに設けられたフィ
ルタの特性を、例えばスレーブ制御系のサーボ帯域と同
程度以下の低域通過特性を有するように設定することに
よって、同期誤差補正信号のうちで、スレーブ制御系で
同期補正し得ないような高域の周波数成分をカットする
ことができる。これによって、スレーブ制御系が追従で
きないような外乱がマスター制御系に加わった場合に生
じる、同期制御の性能の劣化を防ぐことができる。
ルタの特性を、例えばスレーブ制御系のサーボ帯域と同
程度以下の低域通過特性を有するように設定することに
よって、同期誤差補正信号のうちで、スレーブ制御系で
同期補正し得ないような高域の周波数成分をカットする
ことができる。これによって、スレーブ制御系が追従で
きないような外乱がマスター制御系に加わった場合に生
じる、同期制御の性能の劣化を防ぐことができる。
【図１】 本発明の特徴を最も良く表す精密同期制御装
置の一実施例を示す図である。
置の一実施例を示す図である。
【図２】 スキャン型露光装置を示す図である。
【図３】 スキャン型露光装置の制御系を示すブロック
図である。
図である。
【図４】 従来の技術による同期誤差を示す図である。
【図５】 従来の技術による他の同期誤差を示す図であ
る。
る。
【図６】 本発明による同期誤差を示す図である。
【図７】 本発明による同期誤差を示す図である。
【図８】 本発明の第２の実施例を示す図である。
１：光源、２：ハエの目レンズ、３：コンデンサレン
ズ、４：スリット、５：ウエハ、６：第１の被制御物体
であるウエハステージ、７：第１の駆動手段である第１
のリニアモータにおける可動子、８：静圧軸受、９：第
１の駆動手段である第１のリニアモータにおける固定
子、１０：ミラー、１１：第１の計測手段である第１の
レーザ干渉計、１２：本体フレーム、１３：縮小レン
ズ、１４：レチクル、１５：第２の被制御物体であるレ
チクルステージ、１６：第２の駆動手段である第２のリ
ニアモータにおける可動子、１７：静圧軸受、１８：第
２の駆動手段である第２のリニアモータにおける固定
子、１９：ミラー、２０：第２の計測手段である第２の
レーザ干渉計、２１：ダンパ、２２：バネ、２３：第１
のドライバ、２４：第１の制御手段、２５：第１の減算
器、２６：フィルタ、２７：移動比率乗算要素、２８：
可変係数乗算要素、２９：可変係数乗算要素２８の係数
を生成する係数生成要素、３０：同期誤差補正信号生成
手段、３１：第２のドライバ、３２：第２の制御手段、
３３：第２の減算手段、３４：移動比率乗算要素、３
５：ウエハステージの位置指令値生成要素、３６：同期
指令値生成手段。
ズ、４：スリット、５：ウエハ、６：第１の被制御物体
であるウエハステージ、７：第１の駆動手段である第１
のリニアモータにおける可動子、８：静圧軸受、９：第
１の駆動手段である第１のリニアモータにおける固定
子、１０：ミラー、１１：第１の計測手段である第１の
レーザ干渉計、１２：本体フレーム、１３：縮小レン
ズ、１４：レチクル、１５：第２の被制御物体であるレ
チクルステージ、１６：第２の駆動手段である第２のリ
ニアモータにおける可動子、１７：静圧軸受、１８：第
２の駆動手段である第２のリニアモータにおける固定
子、１９：ミラー、２０：第２の計測手段である第２の
レーザ干渉計、２１：ダンパ、２２：バネ、２３：第１
のドライバ、２４：第１の制御手段、２５：第１の減算
器、２６：フィルタ、２７：移動比率乗算要素、２８：
可変係数乗算要素、２９：可変係数乗算要素２８の係数
を生成する係数生成要素、３０：同期誤差補正信号生成
手段、３１：第２のドライバ、３２：第２の制御手段、
３３：第２の減算手段、３４：移動比率乗算要素、３
５：ウエハステージの位置指令値生成要素、３６：同期
指令値生成手段。
Claims (4)
- 【請求項１】 一定の比率で同期動作を行なう第１およ
び第２の被制御物体と、前記第１および第２の被制御物
体を駆動する第１および第２の駆動手段と、前記第１お
よび第２の被制御物体の速度およびもしくは位置を計測
する第１および第２の計測手段と、前記第１および第２
の被制御物体の同期動作を行なうための速度もしくは位
置の目標値を生成する目標値生成手段と、前記目標値生
成手段による第１の被制御物体の目標速度もしくは目標
位置と、前記第１の被制御物体の計測手段による速度も
しくは位置とから第１の制御誤差を算出する第１の減算
器と、前記第１の制御誤差を入力して同期誤差補正信号
を出力する同期誤差補正信号生成手段と、前記第１の制
御誤差を入力として前記第１の駆動手段への指令値を算
出する第１の制御手段と、前記目標値生成手段による第
２の被制御物体の目標速度もしくは目標位置と、前記第
２の被制御物体の計測手段による速度もしくは位置と、
前記同期誤差補正信号から第２の制御誤差を算出する第
２の減算器と、前記第２の制御誤差を入力として前記第
２の駆動手段への指令値を算出する第２の制御手段とを
有する同期制御装置において、 可変係数を生成する可変係数生成要素および前記可変係
数を前記同期誤差補正信号に対する係数として乗算する
可変係数乗算器を、前記同期誤差補正信号生成手段に有
することを特徴とする同期制御装置。 - 【請求項２】 一定の比率で同期動作を行なう第１およ
び第２の被制御物体と、前記第１および第２の被制御物
体を駆動する第１および第２の駆動手段と、前記第１お
よび第２の被制御物体の速度およびもしくは位置を計測
する第１および第２の計測手段と、前記第１および第２
の被制御物体の同期動作を行なうための速度もしくは位
置の目標値を生成する目標値生成手段と、前記目標値生
成手段による第１の被制御物体の目標速度もしくは目標
位置と、前記第１の被制御物体の計測手段による速度も
しくは位置とから第１の制御誤差を算出する第１の減算
器と、前記第１の制御誤差を入力して同期誤差補正信号
を出力する同期誤差補正信号生成手段と、前記第１の制
御誤差を入力として前記第１の駆動手段への指令値を算
出する第１の制御手段と、前記目標値生成手段による第
２の被制御物体の目標速度もしくは目標位置と、前記第
２の被制御物体の計測手段による速度もしくは位置と、
前記同期誤差補正信号から第２の制御誤差を算出する第
２の減算器と、前記第２の制御誤差を入力として前記第
２の駆動手段への指令値を算出する第２の制御手段とを
有する同期制御装置において、 比例ゲイン特性以外の所定の周波数特性を有する濾過器
を前記同期誤差補正信号生成手段内に有することを特徴
とする同期制御装置。 - 【請求項３】 第１および第２の駆動手段により第１お
よび第２の被制御物体を一定の比率で同期駆動する方法
であって、前記第１および第２の被制御物体の速度およ
びもしくは位置を計測する第１および第２の計測工程
と、前記第１および第２の被制御物体の同期駆動を行な
うための速度もしくは位置の目標値を生成する目標値生
成工程と、前記目標値生成工程で生成された第１の被制
御物体の目標速度もしくは目標位置と、前記第１計測工
程で計測された前記第１の被制御物体の速度もしくは位
置とから第１の制御誤差を算出する第１の減算工程と、
前記第１の制御誤差を入力して同期誤差補正信号を出力
する同期誤差補正信号生成工程と、前記第１の制御誤差
を入力として前記第１の駆動手段への指令値を算出する
第１の制御工程と、前記目標値生成工程で生成された第
２の被制御物体の目標速度もしくは目標位置と、前記第
２計測工程で計測された前記第２の被制御物体の速度も
しくは位置と、前記同期誤差補正信号から第２の制御誤
差を算出する第２の減算工程と、前記第２の制御誤差を
入力として前記第２の駆動手段への指令値を算出する第
２の制御工程とを有する同期制御方法において、 可変係数を生成する可変係数生成工程および前記可変係
数を前記同期誤差補正信号に対する係数として乗算する
可変係数乗算工程を、前記同期誤差補正信号生成工程に
有することを特徴とする同期制御方法。 - 【請求項４】 第１および第２の駆動手段により第１お
よび第２の被制御物体を一定の比率で同期駆動する方法
であって、前記第１および第２の被制御物体の速度およ
びもしくは位置を計測する第１および第２の計測工程
と、前記第１および第２の被制御物体の同期駆動を行な
うための速度もしくは位置の目標値を生成する目標値生
成工程と、前記目標値生成工程で生成された第１の被制
御物体の目標速度もしくは目標位置と、前記第１計測工
程で計測された前記第１の被制御物体の速度もしくは位
置とから第１の制御誤差を算出する第１の減算工程と、
前記第１の制御誤差を入力して同期誤差補正信号を出力
する同期誤差補正信号生成工程と、前記第１の制御誤差
を入力として前記第１の駆動手段への指令値を算出する
第１の制御工程と、前記目標値生成工程で生成された第
２の被制御物体の目標速度もしくは目標位置と、前記第
２計測工程で計測された前記第２の被制御物体の速度も
しくは位置と、前記同期誤差補正信号から第２の制御誤
差を算出する第２の減算工程と、前記第２の制御誤差を
入力として前記第２の駆動手段への指令値を算出する第
２の制御工程とを有する同期制御方法において、 比例ゲイン特性以外の所定の周波数特性を有する濾過器
により前記同期誤差補正信号を濾過する工程を前記同期
誤差補正信号生成工程内に有することを特徴とする同期
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067096A JPH09199399A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 同期制御装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067096A JPH09199399A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 同期制御装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199399A true JPH09199399A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=12033647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2067096A Pending JPH09199399A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 同期制御装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09199399A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999008315A1 (fr) * | 1997-08-11 | 1999-02-18 | Nikon Corporation | Procede d'exposition par balayage, graveur par projection a balayage, procede de production du graveur par projection a balayage et procede d'analyse des erreurs de synchronisation |
-
1996
- 1996-01-12 JP JP2067096A patent/JPH09199399A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999008315A1 (fr) * | 1997-08-11 | 1999-02-18 | Nikon Corporation | Procede d'exposition par balayage, graveur par projection a balayage, procede de production du graveur par projection a balayage et procede d'analyse des erreurs de synchronisation |
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