JPH09246169A - テーブル制御装置ならびに露光装置および方法 - Google Patents

テーブル制御装置ならびに露光装置および方法

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JPH09246169A
JPH09246169A JP8073118A JP7311896A JPH09246169A JP H09246169 A JPH09246169 A JP H09246169A JP 8073118 A JP8073118 A JP 8073118A JP 7311896 A JP7311896 A JP 7311896A JP H09246169 A JPH09246169 A JP H09246169A
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JP
Japan
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stage
sampling
cycle
constant speed
driving
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Pending
Application number
JP8073118A
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English (en)
Inventor
Shinji Oishi
伸司 大石
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH09246169A publication Critical patent/JPH09246169A/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価なプロセッサを使用して簡単な構成で、
テーブルの定速駆動時の振動を減少し、動作精度を向上
する。 【解決手段】 サンプリングタイミング毎に、目標値を
発生させテーブル(ステージ)の現在位置との差分を制
御演算するデジタルサーボ系を有するスキャンテーブル
制御装置において、加減速駆動時のサンプリング処理に
使用するタイマからの割り込み信号と、定速駆動時のサ
ンプリング処理に使用するタイマからの割り込み信号と
を別に設ける。また、定速駆動時のサンプリング周期T
2を加減速駆動時のサンプリング周期T1より短くす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械、半導体
露光装置などに使用するテーブル制御装置、ならびにそ
のテーブル制御方式を用いてテーブルを定速移動させて
露光を行なうスキャン(走査)形の露光装置および方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のスキャン露光装置の概念を
示す。同図において、1は照明系、2はレチクルステー
ジ、3はレチクル、4は投影レンズ、5はウエハステー
ジ、6はウエハである。レチクル3とウエハ6はそれぞ
れレチクルステージ2、ウエハステージ5に搭載され、
スキャン露光中、両ステージ2,5は互いに反対の方向
に同期走査される。この場合、両ステージ2,5は停止
状態から加速され、両ステージが定速領域に入り振動が
整定したのち露光が開始され、レチクル3上のパターン
は投影レンズ4を通してウエハ6に縮小露光される。し
たがって、このようなステージ(テーブル)を走査する
スキャンテーブル制御装置では、定速領域に移行した際
に速やかにテーブルの振動を整定させ、かつ定速(露
光)移動時はテーブルが振動しないように高精度に制御
しなければならない。
【0003】図5は従来例のスキャンテーブル制御装置
の制御ブロック図を示す。スキャン露光装置のように、
2つの軸を同期走査させるような従来例の制御系では、
プロセッサ107などを使ったデジタルサーボ系が用い
られる。プロセッサ107はタイマ108からT1
(秒)毎の割り込み信号を受け、指令値発生器109か
ら各ステージへの指令値を同時に発生させ、両ステージ
を同時に駆動する。それぞれのステージの位置は干渉計
110,111にて計測され、その計測位置と指令値と
の差分を制御器112,113にて制御(PID)演算
し、各ステージ102,103をフィードバック制御す
る。また同期精度を高めるために、同期制御器114を
設けてある。
【0004】図6は指令値発生器109から指令される
駆動パターンの一例を示す。ステージの高次の振動モー
ドを刺激しステージを振動させないように、できるだけ
加速度の変化が滑らかになるような曲線が採用される。
図6の曲線の各部における加速度α1〜α7は、例えば
下記の演算式により求められる。
【0005】
【数1】 指令値発生器109では、図7のように、タイマ108
からのT1(秒)毎の割り込み毎に、高次の多項式によ
る指令値演算とPID制御演算を繰り返しながら、各テ
ーブルを同期制御していく。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図8は定速(露光)駆
動中の指令値と実テーブル(ステージ)の応答を表す。
プロセッサによるデジタルサーボ系であるために、指令
値はT1(秒)毎に離散的に与えられ、またテーブルの
位置もT1(秒)毎に取り込み制御演算を行なう。した
がってデジタルサーボ系では、サンプリング間のテーブ
ルの挙動は制御できないため、サンプリング時間T1を
十分短くしないと、テーブルは滑らかな応答ができなく
なり振動が大きくなってしまうという問題点があった。
【0007】サンプリング時間T1を短くして振動を抑
えるためには、数1式に示したような高次の多項式で表
される指令値の計算を高速に処理できる高価なプロセッ
サが必要となるため問題となる。
【0008】また、指令曲線を事前に計算しメモリに記
憶しておき、駆動時に順次ロードする方法も考えられる
が、メモリを大量に必要とするなど問題点があった。
【0009】本発明の目的は、これらの従来技術の問題
点に鑑み、安価なプロセッサを使用しても簡単な構成
で、定速(露光)駆動中のテーブルの振動が小さい、高
精度なスキャンテーブル制御方式を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のテーブル制御装置は、サンプリングタイミング
毎のサンプリング処理で目標値を発生させ該目標値とテ
ーブルの現在位置との差分を制御演算して該テーブルを
加減速および定速駆動するデジタルサーボ系を有するテ
ーブル制御装置において、加減速駆動時のサンプリング
処理の周期と定速駆動時のサンプリング処理の周期とを
異ならせたことを特徴とする。
【0011】本発明は好ましくは前記加減速駆動時と前
記定速駆動時とで異なる周期のサンプリング信号を発生
するタイマ手段を設け、該タイマ手段がサンプリング信
号を発生する度に前記サンプリング処理を割り込みで実
行する。また前記定速駆動時のサンプリング処理の周期
を、前記加減速駆動時のサンプリング処理の周期よりも
短く設定する。さらに、テーブルの現在位置も加味して
サンプリング処理の周期を変更するようにすることも好
ましい。例えば、前記テーブルにスクライブラインおよ
び被処理領域(実素子領域等)を有する物体(ウエハ
等)を搭載して所定の処理領域(露光領域等)を通過さ
せる場合には、前記被処理領域の前側のスクライブライ
ンが前記処理領域に到達する前のサンプリング処理の周
期T1よりも、該スクライブラインが前記処理領域に到
達した後のサンプリング処理の周期T2の方を短く(T
1>T2と)なるように設定する。
【0012】本発明のテーブル制御方式は、原板(レチ
クル等)を搭載して移動する第1ステージ(テーブル)
と、被露光体(ウエハ等)を搭載して移動する第2ステ
ージ(テーブル)と、第1ステージに搭載された原板の
像を第2ステージ搭載された被露光体上に投影する投影
光学系とを具備する露光装置において、前記第1ステー
ジと第2ステージをそれぞれ前記投影光学系に対して相
対的に走査させる際のステージ制御方式として好適に用
いられる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係るスキャ
ンテーブル制御装置は、サンプリング時(タイミング)
毎に、目標値を発生させテーブルの現在位置との差分を
制御演算するデジタルサーボ系を有するスキャンテーブ
ル制御装置において、加減速駆動時のサンプリング処理
に使用するタイマからの割り込み信号と、定速(露光)
駆動時のサンプリング処理に使用するタイマからの割り
込み信号とを別に設けたことを特徴とする。また、加減
速駆動時のサンプリング時間(周期)をT1(秒)、定
速(露光)駆動時のサンプリング時間(周期)をT2
(秒)とし、T1>T2となるように決定することを特
徴とする。さらに、スクライブライン到達前のサンプリ
ング時間をT1(秒)、スクライブライン到達後のサン
プリング時間をT2(秒)とし、T1>T2となるよう
に決定することを特徴とする。
【0014】
【作用】上述のように本発明では、加減速駆動時に使用
するタイマからの割り込み信号とは別に、定速(露光)
駆動時にのみ使用するタイマからの割り込み信号を別に
設ける。また、定速(露光)駆動時は加速度が零になる
ため、指令値の演算時間は極めて短くて済むことに着目
し、加減速駆動時のサンプリング時間をT1(秒)、定
速(露光)駆動時のサンプリング時間をT2(秒)と
し、T1>T2となるように決定しておく。こうした構
成によれば、定速(露光)駆動時のサンプリング時間を
短くすることが可能となり、その結果、定速駆動時に指
令値をより細かく与えることができ、デジタルサーボ系
においてもテーブルの応答性が向上し振動を抑えた高精
度な定速(露光)動作が可能となる。
【0015】
【実施例1】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明
する。図1は本発明の一実施例に係るスキャンテーブル
制御装置の制御ブロック図を示す。基本的には図5のス
キャンテーブル制御装置や従来のスキャン露光装置と同
様に、プロセッサ7などを使ったデジタルサーボ系を用
いて2つの軸を同期走査させるような制御系である。但
し、本実施例では、加減速駆動時に使用するタイマから
の割り込み信号とは別に、定速(露光)駆動時にのみ使
用するタイマからの割り込み信号を設ける。図1におい
て、プロセッサ7はタイマ8から加減速駆動時はT1
(秒)、定速(スキャン)駆動時はT2(秒)毎の割り
込み信号を受け、指令値発生器9から各ステージ2,4
への指令値を同時に発生させ、両ステージを同時に駆動
する。それぞれのステージ2,4の位置は干渉計10,
11にて計測され、指令値との差分を制御器12,13
にて制御(PID)演算し、各ステージ2,4をフィー
ドバック制御する。また同期精度を高めるために、同期
制御器14を設けてある。
【0016】前述の数1式からもわかるように、定速
(露光)駆動時は加速度が零となるため、高次の多項式
による指令値演算を行う必要はない。本実施例では、こ
れに着目し、タイマからの2本の割り込み信号を設け、
図2に示すように加減速駆動時のサンプリング時間をT
1(秒)、定速(露光)駆動時のサンプリング時間をT
2(秒)とし、T1>T2となるように決定する。
【0017】その結果、図3に示すように定速(スキャ
ン)駆動時のサンプリング時間を短くすることで指令値
をより細かく与えることができ、安価なプロセッサを用
いたデジタルサーボ系においてもテーブル(ステージ)
の応答性が向上し、振動を抑えた高精度な定速(露光)
動作が可能となる。
【0018】
【実施例2】図9に示すように、サンプリング時間の切
り替えタイミングをウエハ6のスクライブラインに一致
させることも考えられる。図9に示すようにスクライブ
ライン到達前のサンプリング時間をT1(秒)、スクラ
イブライン到達後のサンプリング時間をT2(秒)と
し、T1>T2となるように決定する。
【0019】こうした構成によれば、スクライブライン
到達後のサンプリング時間を短くすることが可能とな
り、その結果指令値をより細かく与えることができ、デ
ジタルサーボ系においてもテーブルの応答性が向上し振
動を抑えた高精度な定速(露光)動作が可能となる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、安
価なプロセッサを使用したデジタルサーボ系において
も、定速(露光)駆動時のサンプリング時間を短くする
ことが可能となり、その結果指令値をより細かく与える
ことができ、テーブルの応答が向上し振動を抑えた高精
度な定速(露光)動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のテーブル装置の実施例の制御ブロッ
ク図である。
【図2】 図1の装置におけるサンプリング処理の説明
図である。
【図3】 図1の装置の定速(露光)時のテーブルの応
答波形である。
【図4】 従来のスキャン露光装置の説明図である。
【図5】 従来例のテーブル装置の制御ブロック図であ
る。
【図6】 図1および図5の装置における指令値の加速
度パターンの一例を示す図である。
【図7】 従来例におけるサンプリング処理の説明図で
ある。
【図8】 従来例の定速(露光)時のテーブルの応答波
形である。
【図9】 本発明の実施例2に係るスキャン露光装置の
動作説明図である。
【符号の説明】
1:照明系、2:レチクルステージ、3:レチクル、
4:投影レンズ、5:ウエハステージ、6:ウエハ、
7:プロセッサ、8:タイマ、9:指令値発生器、1
0:干渉計、11:干渉計、12:制御器、13:制御
器、14:同期制御器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/30 515G

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンプリングタイミング毎のサンプリン
    グ処理で目標値を発生させ該目標値とテーブルの現在位
    置との差分を制御演算して該テーブルを加減速および定
    速駆動するデジタルサーボ系を有するテーブル制御装置
    において、 加減速駆動時のサンプリング処理の周期と定速駆動時の
    サンプリング処理の周期とを異ならせたことを特徴とす
    るテーブル制御装置。
  2. 【請求項2】 前記加減速駆動時と前記定速駆動時とで
    異なる周期のサンプリング信号を発生するタイマ手段を
    有し、該タイマ手段がサンプリング信号を発生する度に
    前記サンプリング処理を割り込みで実行することを特徴
    とする請求項1記載のテーブル制御装置。
  3. 【請求項3】 前記定速駆動時のサンプリング処理の周
    期を、前記加減速駆動時のサンプリング処理の周期より
    も短く設定したことを特徴とする請求項1または2記載
    のテーブル制御装置。
  4. 【請求項4】 サンプリングタイミング毎のサンプリン
    グ処理で目標値を発生させ該目標値とテーブルの現在位
    置との差分を制御演算して該テーブルを加減速および定
    速駆動するデジタルサーボ系を有するテーブル制御装置
    において、 前記テーブルの現在位置に応じてサンプリング処理の周
    期を変更することを特徴とするテーブル制御装置。
  5. 【請求項5】 前記テーブルにスクライブラインおよび
    被処理領域を有する物体を搭載して所定の処理領域を通
    過させる際、前記被処理領域の前のスクライブラインが
    前記処理領域に到達する前のサンプリング処理の周期を
    T1、該スクライブラインが前記処理領域に到達した後
    のサンプリング処理の周期をT2とし、T1>T2とな
    るように設定したことを特徴とする請求項4記載のテー
    ブル制御装置。
  6. 【請求項6】 原板を搭載して移動する第1ステージ
    と、被露光体を搭載して移動する第2ステージと、第1
    ステージに搭載された原板の像を第2ステージ搭載され
    た被露光体上に投影する投影光学系と、前記第1ステー
    ジと第2ステージをそれぞれ前記投影光学系に対して相
    対的に走査させるステージ制御装置とを具備する露光装
    置において、 前記ステージ制御装置として前記ステージであるテーブ
    ルを駆動する請求項1〜5のいずれかに記載のテーブル
    制御装置を用いたことを特徴とする露光装置。
  7. 【請求項7】 原板を搭載して移動する第1ステージ
    と、被露光体を搭載して移動する第2ステージと、第1
    ステージに搭載された原板の像を第2ステージ搭載され
    た被露光体上に投影する投影光学系とを具備する露光装
    置を用い、第1ステージに原板を搭載し、第2ステージ
    に被露光体を搭載し、それらのステージをそれぞれ、サ
    ンプリングタイミング毎のサンプリング処理で該ステー
    ジの目標位置情報を発生し該目標位置と該ステージの現
    在位置との差分を制御演算して該ステージを加減速およ
    び定速駆動するデジタルサーボ処理により、前記投影光
    学系に対して相対的に走査させることによって、前記原
    板の像を前記被露光体上に露光する、露光方法におい
    て、 前記加減速駆動時のサンプリング処理の周期と前記定速
    駆動時のサンプリング処理の周期とを異ならせたことを
    特徴とする露光方法。
  8. 【請求項8】 前記サンプリング処理を前記加減速駆動
    時と定速駆動時とで異なる周期のタイマ信号に基づくタ
    イマ割り込み処理で実行することを特徴とする請求項7
    記載の露光方法。
  9. 【請求項9】 前記定速駆動時のサンプリング処理の周
    期を、前記加減速駆動時のサンプリング処理の周期より
    も短く設定したことを特徴とする請求項7または8記載
    の露光方法。
  10. 【請求項10】 前記被露光体にスクライブラインが設
    けられる場合において、前記原板のスクライブライン相
    当部分が前記被露光体上に投影される前のサンプリング
    時間をT1、該スクライブラインが前記投影された後の
    サンプリング時間をT2とし、T1>T2となるように
    設定したことを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記
    載の露光方法。
JP8073118A 1996-03-05 1996-03-05 テーブル制御装置ならびに露光装置および方法 Pending JPH09246169A (ja)

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