JPH10125594A - Stage controller and aligner - Google Patents
Stage controller and alignerInfo
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- JPH10125594A JPH10125594A JP29801896A JP29801896A JPH10125594A JP H10125594 A JPH10125594 A JP H10125594A JP 29801896 A JP29801896 A JP 29801896A JP 29801896 A JP29801896 A JP 29801896A JP H10125594 A JPH10125594 A JP H10125594A
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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
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ステージ制御装置
及び露光装置に係り、特に複数のステージを相対的に位
置合わせするステージ制御装置及びそのステージ制御装
置を用いた露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stage control apparatus and an exposure apparatus, and more particularly to a stage control apparatus for relatively positioning a plurality of stages and an exposure apparatus using the stage control apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、半導体素子や液晶表示基板等
の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程では、マス
ク(又はレチクル;以下、適宜「レチクル」と総称す
る)に形成された回路パターンを投影光学系を介して、
表面にフォトレジストが塗布されたウエハ又はガラスプ
レート等の感光基板に投影する露光装置が用いられてお
り、中でも逐次移動型の一括露光方式が採用されたステ
ップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわ
ゆるステッパ)が多く用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a photolithography process in a process of manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display substrate, or the like, a projection optical system is used to project a circuit pattern formed on a mask (or reticle; hereinafter, collectively referred to as a “reticle” as appropriate). Through,
An exposure apparatus that projects onto a photosensitive substrate such as a wafer or a glass plate coated with a photoresist on the surface is used. Among them, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus adopting a sequential movement type batch exposure method is used. (So-called steppers) are often used.
【0003】このステッパ等の露光装置では、ウエハ等
の感光基板を載置したウエハステージを露光位置に順次
精密に位置決めして露光動作を行い、レチクルの回路パ
ターン像をウエハ上に順次転写することが行われてい
た。ここで、従来の回路パターン像が形成されているレ
チクルは、真空チャック等の固定手段によってレチクル
ホルダに固定されている。In an exposure apparatus such as a stepper, a wafer stage on which a photosensitive substrate such as a wafer is placed is sequentially and precisely positioned at an exposure position to perform an exposure operation, and a circuit pattern image of a reticle is sequentially transferred onto a wafer. Had been done. Here, the reticle on which the conventional circuit pattern image is formed is fixed to the reticle holder by fixing means such as a vacuum chuck.
【0004】このため、従来の露光装置では、ウエハス
テージを2次元方向に移動させて精密に位置決めしたと
しても、ウエハステージが移動面内でθ回転(以下、
「ヨーイング」という)したり、あるいは、ウエハス
テージを位置制御する上でオフセット(一定量の位置誤
差)があると、ウエハステージを目標位置に位置決めし
てもレチクルとウエハとの相対位置がずれてしまい、大
きな転写誤差要因となっていた。For this reason, in the conventional exposure apparatus, even if the wafer stage is moved two-dimensionally and precisely positioned, the wafer stage is rotated by θ in the moving plane (hereinafter, referred to as “θ”).
If the wafer stage is positioned at the target position, the relative position between the reticle and the wafer will be shifted if the wafer stage is positioned at the target position if there is an offset (a fixed amount of position error) in controlling the position of the wafer stage. As a result, a large transfer error was caused.
【0005】そこで、上記のようなレチクルとウエハと
の相対位置のずれを無くすため、レチクル側にも微動機
構を設けて、ウエハステージの位置決め誤差に応じてレ
チクルステージ側を動かすことにより、ウエハとレチク
ルとの相対位置誤差を少なくすることが提案されてい
る。これを、ウエハステージとレチクルステージとを相
対的に位置合わせするステージ制御機構を示した図6を
用いて説明する。Therefore, in order to eliminate the above-mentioned displacement of the relative position between the reticle and the wafer, a fine movement mechanism is also provided on the reticle side, and the reticle stage is moved in accordance with the positioning error of the wafer stage, so that the wafer and the reticle are moved. It has been proposed to reduce the relative position error with the reticle. This will be described with reference to FIG. 6, which shows a stage control mechanism for relatively positioning the wafer stage and the reticle stage.
【0006】図6によれば、不図示のメインコンピュー
タ等からウエハステージの目標位置が入力されると、位
置誤差演算部102では、この目標位置と後述する干渉
計114によって計測されたウエハステージ112の現
在位置との差である位置誤差(位置偏差)が演算されて
ウエハステージ制御部104に送出される。ウエハステ
ージ制御部104では、この位置誤差を動作信号として
制御動作(例えばP又はPI動作)を行い、ウエハ駆動
装置110に対して制御量を与える。ウエハ駆動装置1
10では、この制御量に応じた推力を発生してウエハス
テージ112を駆動する。これにより、ウエハステージ
112が移動し、このウエハステージ12の位置が干渉
計114によって計測され、この計測値が前述した位置
誤差演算部102にフィードバックされる。According to FIG. 6, when a target position of a wafer stage is input from a main computer (not shown) or the like, the position error calculator 102 calculates the target position and the wafer stage 112 measured by an interferometer 114 described later. Is calculated and sent to the wafer stage control unit 104. The wafer stage control unit 104 performs a control operation (for example, a P or PI operation) using the position error as an operation signal, and gives a control amount to the wafer driving device 110. Wafer driving device 1
At 10, a thrust corresponding to the control amount is generated to drive the wafer stage 112. As a result, the wafer stage 112 moves, the position of the wafer stage 12 is measured by the interferometer 114, and the measured value is fed back to the position error calculator 102 described above.
【0007】また、図6に示される制御機構では、位置
誤差演算部102の出力がレチクルステージ制御系を構
成する位置誤差演算部106に対して目標値として与え
られる。この位置誤差演算部106では、この目標値と
後述する干渉計120により計測されるレチクルステー
ジ118の現在位置との差である位置偏差が演算されて
レチクルステージ制御部108に送出される。レチクル
ステージ制御部108では、この差を動作信号として制
御動作(例えば、P又はPI動作)を行い、レチクル駆
動装置116に対して制御量を与える。レチクル駆動装
置116ではこの制御量に応じた推力を発生してレチク
ルステージ118を駆動する。これにより、レチクルス
テージ118が微動し、このレチクルステージ118の
位置が干渉計120によって計測され、この計測値が前
述した位置誤差演算部106にフィードバックされる。In the control mechanism shown in FIG. 6, the output of the position error calculator 102 is given as a target value to a position error calculator 106 constituting a reticle stage control system. The position error calculator 106 calculates a position deviation, which is a difference between the target value and the current position of the reticle stage 118 measured by an interferometer 120 described later, and sends the calculated difference to the reticle stage controller 108. The reticle stage control unit 108 performs a control operation (for example, a P or PI operation) using this difference as an operation signal, and gives a control amount to the reticle driving device 116. The reticle driving device 116 drives the reticle stage 118 by generating a thrust according to the control amount. As a result, the reticle stage 118 slightly moves, the position of the reticle stage 118 is measured by the interferometer 120, and the measured value is fed back to the position error calculating unit 106 described above.
【0008】先に述べたように、レチクル側を固定して
ウエハステージを移動させて精密に位置決めする場合
は、位置決め動作中にウエハステージにヨーイング(θ
回転)が発生したり、制御上のオフセットがあると、転
写された像に回転、あるいはシフトなどが発生して大き
な転写誤差要因となる。これを改善すべく、上記した位
置誤差演算部106では、位置誤差演算部102から出
力されるウエハステージ側の位置誤差を目標値とし、そ
の目標値とレチクルステージ118の現在位置との誤差
信号を、動作信号としてレチクルステージ118側を微
動させてウエハとレチクルとを相対的に位置合わせする
ステージ制御機構を採用している。As described above, when the reticle side is fixed and the wafer stage is moved for precise positioning, the wafer stage is yawed (θ) during the positioning operation.
(Rotation) or a control offset causes rotation or shift of the transferred image, causing a large transfer error. In order to improve this, the position error calculator 106 sets the position error on the wafer stage side output from the position error calculator 102 as a target value, and calculates an error signal between the target value and the current position of the reticle stage 118. A stage control mechanism for finely moving the reticle stage 118 side as an operation signal to relatively align the wafer and the reticle is adopted.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなステージ制御機構にあっては、レチクルを載せたレ
チクルステージを常にウエハステージの現在位置と目標
位置との偏差(誤差信号)に基づいて位置決めする必要
があるため、その誤差信号にレチクルステージの制御特
性上、振動をより大きくしてしまう周波数でウエハステ
ージが振動しながら目標値に収束していった場合、レチ
クルステージ側で補正しようとすると、ウエハとレチク
ルとの相対誤差が一層大きくなって位置合わせ精度が劣
化したり、ステージが整定するまでの時間(位置合わせ
時間)が長くかかるという不都合があった。However, in such a stage control mechanism, the reticle stage on which the reticle is mounted is always positioned based on the deviation (error signal) between the current position of the wafer stage and the target position. Because of the necessity of the reticle stage, if the error signal converges to the target value while the wafer stage vibrates at a frequency that makes the vibration larger due to the control characteristics of the reticle stage, if the reticle stage tries to correct it, There have been disadvantages in that the relative error between the wafer and the reticle is further increased to deteriorate the positioning accuracy, and that the time until the stage is settled (positioning time) is long.
【0010】図7(a)には、ウエハステージの位置誤
差信号の周波数スペクトル(実線W)に対して、その位
置誤差信号に追従したレチクルステージの位置誤差信号
の周波数スペクトル(破線R)が示されている。この図
7(a)に示されるように、ウエハステージの位置誤差
信号(W)にレチクルステージの制御特性上、振動をよ
り大きくする周波数成分(f1〜f2)が含まれている
場合、これに追従するレチクルステージの位置誤差信号
(R)ではその誤差振幅がさらに大きくなる。FIG. 7A shows the frequency spectrum (broken line R) of the position error signal of the reticle stage following the position error signal with respect to the frequency spectrum (solid line W) of the position error signal of the wafer stage. Have been. As shown in FIG. 7A, when the position error signal (W) of the wafer stage includes frequency components (f1 to f2) that increase the vibration due to the control characteristics of the reticle stage, this is not the case. The error amplitude of the position error signal (R) of the following reticle stage is further increased.
【0011】また、図7(b)では、図7(a)に示さ
れる位置誤差信号を用いて、ウエハステージのみを移動
させて位置決めした場合の位置誤差(実線W)と、ウエ
ハステージとレチクルステージの両方を移動させて相対
的に位置合わせした場合の相対誤差(破線R,W)が示
されている。図7(b)からもわかるように、ウエハス
テージのみを移動させた場合の位置誤差(W)よりも、
レチクルステージで補正を行った場合の相対的な位置誤
差(R,W)の方が大きくなってしまい、位置合わせ精
度が劣化する上、位置合わせに要する時間が長くなると
いう不都合があった。FIG. 7B shows a position error (solid line W) when only the wafer stage is moved and positioned using the position error signal shown in FIG. 7A, and the position of the wafer stage and the reticle. The relative error (dashed lines R, W) when both stages are moved and relatively positioned are shown. As can be seen from FIG. 7B, the position error (W) when only the wafer stage is moved is larger than the position error (W).
The relative position error (R, W) when the correction is performed by the reticle stage becomes larger, and the positioning accuracy is deteriorated, and the time required for the positioning becomes longer.
【0012】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、その目的は、2つのステージ
を相対的に位置合わせする際に、精度の高い位置合わせ
を、短時間で行うことができるステージ制御装置を提供
することにある。The present invention has been made in view of the disadvantages of the related art, and has as its object to perform high-accuracy positioning in a short time when two stages are relatively positioned. It is an object of the present invention to provide a stage control device that can perform the above.
【0013】また、本発明の別の目的は、2つのステー
ジとしてウエハステージとレチクルステージとの相対的
な位置合わせを高精度かつ短時間で行うことによって、
露光精度が高く、高スループットの露光装置を提供する
ことにある。Another object of the present invention is to perform relative positioning between a wafer stage and a reticle stage as two stages with high accuracy and in a short time.
An object of the present invention is to provide an exposure apparatus with high exposure accuracy and high throughput.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、第1のステージ(14)と第2のステージ(16)
とを相対的に位置合わせするステージ制御装置であっ
て、目標値に応じて前記第1のステージ(14)の移動
を制御する制御系(32、34、52)と;前記第1の
ステージの目標値からのずれに応じた誤差信号を出力す
る第1の誤差信号出力手段(50)と;前記誤差信号に
含まれる前記第2のステージ(16)の制御特性上振動
を増大させる特定の周波数帯域成分を選択的に除去する
振動成分除去手段(54)と;前記振動成分除去手段
(54)によって前記特定の周波数帯域成分が除去され
た前記誤差信号を目標値信号として前記第2のステージ
(16)の移動を制御する閉ループ制御系(19、2
2、56、58、)とを有する。According to the first aspect of the present invention, a first stage (14) and a second stage (16) are provided.
A control system (32, 34, 52) for controlling the movement of the first stage (14) according to a target value; A first error signal output means (50) for outputting an error signal corresponding to a deviation from a target value; and a specific frequency which increases vibration due to control characteristics of the second stage (16) included in the error signal. A vibration component removing means (54) for selectively removing a band component; and the error signal from which the specific frequency band component has been removed by the vibration component removing means (54) is used as a target value signal as a target value signal in the second stage ( 16) closed loop control system (19, 2)
2, 56, 58,).
【0015】これによれば、制御系により第1のステー
ジの移動が目標値に応じて制御される。これと同時に、
第1の誤差信号出力手段により第1のステージの目標値
からのずれに応じた誤差信号が出力され、その誤差信号
に含まれる第2のステージの制御特性上振動を増大させ
る特定の周波数帯域成分が振動成分除去手段によって選
択的に除去される。その特定の周波数帯域成分が除去さ
れた誤差信号は、目標値信号として閉ループ制御系に与
えられる。閉ループ制御系では、この目標値信号に基づ
いて第2のステージの移動を制御する。この場合、第1
のステージの目標値からのずれに応じた誤差信号の中か
ら、第2のステージの制御特性上振動を増大させる周波
数帯域成分を除去した誤差信号を目標値信号として、第
2のステージを移動制御するようにしたので、位置合わ
せ精度を劣化させることなく第1のステージと第2のス
テージとを相対的に位置合わせすることができる。According to this, the movement of the first stage is controlled by the control system according to the target value. At the same time,
An error signal corresponding to a deviation from a target value of the first stage is output by the first error signal output means, and a specific frequency band component included in the error signal, which increases vibration due to control characteristics of the second stage. Is selectively removed by the vibration component removing means. The error signal from which the specific frequency band component has been removed is provided to the closed loop control system as a target value signal. The closed loop control system controls the movement of the second stage based on the target value signal. In this case, the first
The second stage is moved and controlled by using, as a target value signal, an error signal obtained by removing a frequency band component that increases vibration due to control characteristics of the second stage from among error signals corresponding to a deviation from a target value of the stage. Thus, the first stage and the second stage can be relatively positioned without deteriorating the positioning accuracy.
【0016】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のステージ制御装置において、前記制御系は、前記第1
のステージ(14)の位置を検出する第1の位置検出手
段(32)と;前記第1のステージ(14)を所定の方
向へ移動させる第1の移動手段(34)と;前記第1の
ステージ(14)の目標値と前記第1の位置検出手段
(32)の検出位置とに基づいて出力される前記第1の
誤差信号出力手段(50)からの誤差信号を動作信号と
して、前記第1のステージ(14)が目標位置まで移動
するように前記第1の移動手段(34)を制御する第1
の制御手段(52)とを有し、前記閉ループ制御系は、
前記第2のステージ(16)の位置を検出する第2の位
置検出手段(22)と;前記第2のステージ(16)を
所定の方向へ移動させる第2の移動手段(19)と;前
記振動成分除去手段(54)によって特定の周波数帯域
成分が除去された前記誤差信号を前記第2のステージ
(16)の目標値信号とし、その目標値信号と前記第2
の位置検出手段(22)の検出位置とのずれに基づく誤
差信号を出力する第2の誤差信号出力手段(56)と;
前記第2の誤差信号出力手段(56)から出力される誤
差信号を動作信号として、前記第2のステージ(16)
の位置を前記第1のステージ(14)に合わせるように
前記第2の移動手段(19)を制御する第2の制御手段
(58)とを有している。According to a second aspect of the present invention, in the stage control device according to the first aspect, the control system includes the first control system.
First position detecting means (32) for detecting the position of the stage (14); first moving means (34) for moving the first stage (14) in a predetermined direction; An error signal from the first error signal output means (50), which is output based on a target value of the stage (14) and a detection position of the first position detection means (32), is used as an operation signal. A first stage for controlling the first moving means so that the first stage moves to a target position;
And the closed-loop control system includes:
Second position detecting means (22) for detecting the position of the second stage (16); second moving means (19) for moving the second stage (16) in a predetermined direction; The error signal from which the specific frequency band component has been removed by the vibration component removing means (54) is used as a target value signal of the second stage (16), and the target value signal and the second
Second error signal output means (56) for outputting an error signal based on a deviation from the position detected by the position detection means (22);
The second stage (16) uses the error signal output from the second error signal output means (56) as an operation signal.
And second control means (58) for controlling the second moving means (19) so as to adjust the position of the second stage to the first stage (14).
【0017】これによれば、制御系を構成する第1の位
置検出手段により第1のステージの位置が検出され、第
1の制御手段ではこの第1の位置検出手段の検出位置に
基づいて第1のステージを目標位置まで移動させるよう
に第1の移動手段を制御する。これと同時に、前記の如
く、第1の誤差信号出力手段により第1のステージの目
標値からのずれに応じた誤差信号が出力され、その誤差
信号に含まれる第2のステージの制御特性上振動を増大
させる特定の周波数帯域成分が振動除去手段によって選
択的に除去され、この誤差信号が目標値信号として閉ル
ープ制御系に与えられる。According to this, the position of the first stage is detected by the first position detecting means constituting the control system, and the first control means detects the position of the first stage based on the detected position of the first position detecting means. The first moving means is controlled so as to move one stage to a target position. At the same time, as described above, the first error signal output means outputs an error signal according to the deviation from the target value of the first stage, and the second signal included in the error signal has a vibration characteristic due to the control characteristic of the second stage. Is selectively removed by the vibration removing means, and the error signal is provided to the closed loop control system as a target value signal.
【0018】一方、第2のステージの位置は、閉ループ
制御系を構成する第2の位置計測手段により計測され、
この計測位置と前記目標値信号とに基づいて第2の誤差
信号出力手段により第2のステージと第1のステージと
のずれに応じた誤差信号が出力され、第2の制御手段で
は第2の移動手段を介して第2のステージの移動を制御
する。このため、第2のステージの振動が大きくならず
に、第1のステージと第2のステージとの相対的な位置
合わせが短時間で高精度に行われる。On the other hand, the position of the second stage is measured by second position measuring means constituting a closed loop control system,
Based on the measured position and the target value signal, the second error signal output means outputs an error signal corresponding to the deviation between the second stage and the first stage, and the second control means outputs the second error signal. The movement of the second stage is controlled via the moving means. Therefore, the relative position between the first stage and the second stage is accurately adjusted in a short time without increasing the vibration of the second stage.
【0019】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載のステージ制御装置において、前記振動成分除去
手段(54)は、ローパスフィルタである。The invention described in claim 3 is the invention according to claim 1 or 2
In the stage control device described in (1), the vibration component removing means (54) is a low-pass filter.
【0020】これによれば、第2のステージの制御特性
上振動をより大きくする高周波の周波数帯域成分がカッ
トされ、それよりも低い周波数帯域成分のみを通過させ
るローパスフィルタを用いたため、第2のステージの振
動を大きくせずに移動させることができる。According to this, the high-frequency band component that makes the vibration larger is cut off due to the control characteristics of the second stage, and the low-pass filter that passes only the lower frequency band component is used. The stage can be moved without increasing the vibration.
【0021】請求項4に記載の発明は、マスク(R)の
パターンを投影光学系を介して感光基板(W)上に転写
する露光装置であって、前記感光基板(W)が搭載され
る第1のステージ(14)と、前記マスク(R)が搭載
される第2のステージ(16)の移動を制御する請求項
1又は2に記載のステージ制御装置を備えている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for transferring a pattern of a mask (R) onto a photosensitive substrate (W) via a projection optical system, wherein the photosensitive substrate (W) is mounted. The stage controller according to claim 1 or 2, which controls movement of a first stage (14) and a second stage (16) on which the mask (R) is mounted.
【0022】これによれば、本発明の露光装置は、前記
ステージ制御装置を備えていることから、前記第1のス
テージを感光基板が搭載されたステージとし、前記第2
のステージをマスクが搭載されたステージとして、両ス
テージを相対的に位置合わせすることによって、高精度
の露光が可能となり、露光処理のスループットを向上さ
せることができる。According to this, since the exposure apparatus of the present invention includes the stage control device, the first stage is a stage on which a photosensitive substrate is mounted, and the second stage is the second stage.
By setting this stage as a stage on which a mask is mounted and positioning the two stages relative to each other, highly accurate exposure can be performed, and the throughput of the exposure processing can be improved.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1な
いし図5に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0024】図1には、本発明に係るステージ制御装置
を具備したステップ・アンド・リピート方式による縮小
投影型露光装置(いわゆる、ステッパ)10の構成が概
略的に示されている。FIG. 1 schematically shows a configuration of a step-and-repeat type reduction projection type exposure apparatus (so-called stepper) 10 equipped with a stage control apparatus according to the present invention.
【0025】この縮小投影型露光装置10は、ウエハ支
持台12上で感光基板としてのウエハWを保持して2次
元方向(図1における紙面に平行なX軸方向及び紙面に
直交するY軸方向)に移動可能とされた第1のステージ
としてのウエハステージ14と、このウエハステージ1
4の上方に配置され、その光軸方向がXY平面に直交す
るZ軸方向とされた投影光学系PLと、この投影光学系
PLの更に上方に配置され、マスクとしてのレチクルR
を保持してウエハステージ14の移動面と平行な面内で
微小移動する第2のステージとしてのレチクルステージ
16とを備えている。This reduction projection type exposure apparatus 10 holds a wafer W as a photosensitive substrate on a wafer support table 12 in two-dimensional directions (an X-axis direction parallel to the plane of FIG. 1 and a Y-axis direction orthogonal to the plane of FIG. 1). ) And a wafer stage 14 as a first stage movable to
4, a projection optical system PL whose optical axis direction is the Z-axis direction orthogonal to the XY plane, and a reticle R as a mask which is disposed further above the projection optical system PL and serves as a mask.
And a reticle stage 16 as a second stage that moves minutely in a plane parallel to the movement plane of the wafer stage 14 while holding the wafer.
【0026】これを更に詳述すると、前記レチクルステ
ージ16は、レチクル支持台18上に載置され、レチク
ルステージ16上にレチクルRが真空チャック(図示省
略)等により保持されている。レチクルステージ16
は、投影光学系PLの光軸に垂直な面内で図1の紙面に
平行なX方向、紙面に直交するY方向及び回転方向(θ
方向)に、第2の移動手段としてのレチクル駆動装置1
9によってそれぞれ微小量だけ移動可能に構成されてお
り、レチクルRの2次元平面内の高精度な位置制御が可
能になっている。レチクルステージ16上には、図1に
移動鏡20で代表的に示される移動鏡(実際にはX軸方
向に延設されたY軸用移動鏡とY軸方向に延設されたX
軸用移動鏡とが存在するが、図1ではこれらの移動鏡を
移動鏡20として代表的に図示している。)が配置さ
れ、レチクル支持台18上に配置された第2の位置検出
手段としての干渉計22(この干渉計も実際には、X軸
方向位置計測用の干渉計と2つのY軸方向位置計測用の
干渉計との合計3つが存在するが、図1ではこれらの干
渉計を干渉計22として代表的に図示している。)によ
って、常時レチクルステージ16のX方向、Y方向及び
θ方向の位置がモニタされている。干渉計22により得
られた位置情報S1は主制御系24に供給されている。More specifically, the reticle stage 16 is mounted on a reticle support 18 and a reticle R is held on the reticle stage 16 by a vacuum chuck (not shown) or the like. Reticle stage 16
In the plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system PL, the X direction parallel to the plane of FIG. 1, the Y direction perpendicular to the plane of FIG.
Direction), a reticle driving device 1 as a second moving means
9, the reticle R can be moved by a very small amount, and the reticle R can be controlled with high accuracy in a two-dimensional plane. A movable mirror (actually, a movable mirror for Y-axis extended in the X-axis direction and a movable mirror for X-axis extended in the Y-axis direction)
Although there are movable mirrors for axes, these movable mirrors are typically shown as movable mirrors 20 in FIG. ) Are arranged, and an interferometer 22 as a second position detecting means arranged on the reticle support 18 (this interferometer is also actually an interferometer for measuring the position in the X axis direction and two interferometers in the Y axis direction). Although there are a total of three interferometers for measurement, these interferometers are typically illustrated as interferometers 22 in FIG. 1), so that the reticle stage 16 is always in the X, Y, and θ directions. Is monitored. The position information S1 obtained by the interferometer 22 is supplied to the main control system 24.
【0027】また、上述したウエハ支持台12上には、
Y軸方向に移動自在なウエハY軸ステージ26が載置さ
れ、このウエハY軸ステージ26上にはX軸方向に移動
自在なウエハX軸ステージ28が載置され、その上に前
記ウエハステージ14が設けられ、このウエハステージ
14上にウエハWが真空吸着によって保持されている。On the wafer support 12 described above,
A wafer Y-axis stage 26 movable in the Y-axis direction is mounted. On the wafer Y-axis stage 26, a wafer X-axis stage 28 movable in the X-axis direction is mounted. The wafer W is held on the wafer stage 14 by vacuum suction.
【0028】上述したウエハステージ14は、投影光学
系PLの光軸方向であるZ軸方向の微小移動が可能とさ
れている。このウエハステージ14上には、移動鏡30
(実際にはX軸方向に延設されたY軸用移動鏡とY軸方
向に延設されたX軸用移動鏡とが存在するが、図1では
これらの移動鏡を移動鏡30として代表的に図示してい
る)が固定され、外部に配置された第1の位置検出手段
としての干渉計32(この干渉計も実際には、X軸方向
位置計測用の干渉計と2つのY軸方向位置計測用の干渉
計との合計3つが存在するが、図1ではこれらの干渉計
を干渉計32として代表的に図示している。)により、
ウエハステージ14のX方向、Y方向及びθ方向の位置
がモニタされ、干渉計32により得られた位置情報が主
制御系24に供給されている。The above-mentioned wafer stage 14 is capable of minute movement in the Z-axis direction which is the optical axis direction of the projection optical system PL. The movable mirror 30 is placed on the wafer stage 14.
(Actually, there are a Y-axis moving mirror extending in the X-axis direction and an X-axis moving mirror extending in the Y-axis direction. In FIG. Is fixed, and an interferometer 32 as a first position detecting means disposed outside (this interferometer is actually also an interferometer for measuring the position in the X-axis direction and two Y-axis Although there are a total of three interferometers for measuring the directional position, these interferometers are typically shown as interferometers 32 in FIG. 1).
The positions of the wafer stage 14 in the X, Y, and θ directions are monitored, and position information obtained by the interferometer 32 is supplied to the main control system 24.
【0029】この主制御系24は、第1の移動手段とし
てのウエハ駆動装置34等を介してウエハY軸ステージ
26、ウエハX軸ステージ28、ウエハステージ14の
位置決め動作を制御すると共に、装置全体の動作を制御
するものである。The main control system 24 controls the positioning operation of the wafer Y-axis stage 26, the wafer X-axis stage 28, and the wafer stage 14 via a wafer driving device 34 or the like as first moving means, and controls the entire apparatus. This controls the operation of.
【0030】また、後述するが、ウエハ側の干渉計32
によって計測される座標により規定されるウエハ座標系
と、レチクル側の干渉計22によって計測される座標に
より規定されるレチクル座標系との対応をとるために、
ウエハステージ14上のウエハWの近傍に基準マーク板
36が固定されている。As will be described later, the interferometer 32 on the wafer side is used.
In order to establish a correspondence between the wafer coordinate system defined by the coordinates measured by the reticle side and the reticle coordinate system defined by the coordinates measured by the reticle-side interferometer 22,
A reference mark plate 36 is fixed near the wafer W on the wafer stage 14.
【0031】前記投影光学系PLとしては、いわゆる両
側テレセントリックで所定の縮小倍率、例えば1/5の
ものが使用されている。なお、この投影光学系PLに関
して、前記ウエハW表面とレチクルRのパターン面と
は、ほぼ共役な位置となるように設定されており、不図
示の焦点検出系からの信号に基づいてウエハステージ1
4を微小量だけZ駆動することにより、合焦動作が可能
とされている。As the projection optical system PL, a so-called double-sided telecentric system having a predetermined reduction ratio, for example, 1/5 is used. In this projection optical system PL, the surface of the wafer W and the pattern surface of the reticle R are set so as to be substantially conjugate with each other, and the wafer stage 1 is controlled based on a signal from a focus detection system (not shown).
Focusing operation is enabled by Z-driving 4 by a small amount.
【0032】次に、本実施形態に係るステージ制御装置
は、図2に示されるように構成されている。図2におけ
る主制御系24は、ウエハステージの目標位置(S2)
と干渉計32で計測されるウエハステージ14の現在位
置との誤差信号を演算する第1の誤差信号出力手段とし
ての位置誤差演算部50、位置誤差演算部50で演算さ
れた誤差信号を動作信号としてウエハステージの移動を
制御する第1の制御手段としてのウエハステージ制御部
52、位置誤差演算部50からの誤差信号に含まれるレ
チクルステージの制御特性上、振動が大きくなるような
特定の周波数帯域成分をカットするフィルタが内蔵され
た振動成分除去手段としての目標値フィルタ部54、目
標値フィルタ部54で特定の周波数帯域成分が除去され
た信号を目標値信号として干渉計22で計測されるレチ
クルステージ16の現在位置との誤差信号を演算する第
2の誤差信号出力手段としての位置誤差演算部56、位
置誤差演算部56で演算された誤差信号を動作信号とし
てレチクルステージの移動を制御する第2の制御手段と
してのレチクルステージ制御部58などを備えている。Next, the stage control device according to the present embodiment is configured as shown in FIG. The main control system 24 in FIG. 2 is a target position (S2) of the wafer stage.
And a position error calculator 50 as first error signal output means for calculating an error signal between the current position of the wafer stage 14 and the current position of the wafer stage 14 measured by the interferometer 32. The error signal calculated by the position error calculator 50 is an operation signal. As a first control means for controlling the movement of the wafer stage, a specific frequency band in which vibration increases due to the control characteristics of the reticle stage included in the error signal from the position error calculation unit 50 A target value filter unit 54 as a vibration component removing unit having a built-in filter for cutting off components, and a reticle measured by the interferometer 22 as a target value signal using a signal from which a specific frequency band component has been removed by the target value filter unit 54. A position error calculating section 56 as a second error signal output means for calculating an error signal from the current position of the stage 16; And a like reticle stage control unit 58 as a second control means for controlling the movement of the reticle stage the computed error signal as an operation signal.
【0033】上記構成のうち、本実施形態において特徴
的な構成部である目標値フィルタ部54について説明す
る。The target value filter unit 54, which is a characteristic component of the present embodiment, will be described.
【0034】目標値フィルタ部54は、上述した位置誤
差演算部50から出力されるウエハステージ14の目標
位置と現在位置との位置誤差信号に含まれる特定の周波
数帯域成分をカットするフィルタが内蔵されている。こ
の特定の周波数帯域成分とは、図3に示されるように、
レチクルステージ16における機械系をも含めた制御特
性の感度関数(いわゆる外乱抑圧特性)が0dBを越え
た(図3中のf1〜f2)周波数帯域成分のことを意味
する。一般に機械共振を含む高次のシステムでは、図3
に示されるように、感度関数が0dBを越える部分(f
1〜f2)が存在するため、レチクルステージ制御部5
8にこの周波数帯域成分(f1〜f2)を含んだ入力信
号が動作信号として入力されると、振動が大きくなっ
て、目標値に位置決めする際の誤差が大きくなる。この
ような周波数帯域(f1〜f2)は、機械系を含めたシ
ステムに応じて予め特定することが可能である。このた
め、本実施形態では、予め判明している周波数帯域成分
(f1〜f2)を選択的に除去可能な特性を持ったフィ
ルタを目標値フィルタ部54に内蔵させている。図4に
は、本実施形態で使用される目標値フィルタ部54の周
波数特性が示されている。図4に示されるように、この
目標値フィルタ部54は、f1〜f2の周波数帯域の信
号成分を低減させ、f1よりも低い周波数帯域成分を通
すローパスフィルタである。The target value filter unit 54 has a built-in filter for cutting a specific frequency band component included in a position error signal between the target position and the current position of the wafer stage 14 output from the position error calculation unit 50 described above. ing. This particular frequency band component is, as shown in FIG.
It means a frequency band component in which the sensitivity function (so-called disturbance suppression characteristic) of the control characteristic including the mechanical system in the reticle stage 16 exceeds 0 dB (f1 to f2 in FIG. 3). Generally, in a higher-order system including mechanical resonance, FIG.
As shown in the figure, the portion where the sensitivity function exceeds 0 dB (f
1 to f2), the reticle stage control unit 5
When an input signal containing the frequency band components (f1 to f2) is input as an operation signal to the control signal 8, the vibration increases and an error in positioning to the target value increases. Such a frequency band (f1 to f2) can be specified in advance according to a system including a mechanical system. For this reason, in the present embodiment, a filter having a characteristic capable of selectively removing the frequency band components (f1 to f2) known in advance is built in the target value filter unit 54. FIG. 4 shows the frequency characteristics of the target value filter unit 54 used in the present embodiment. As shown in FIG. 4, the target value filter unit 54 is a low-pass filter that reduces signal components in the frequency band of f1 to f2 and passes a frequency band component lower than f1.
【0035】次に、上述のように構成された本実施形態
のステージ制御装置の作用を図2ないし図5に基づいて
説明する。Next, the operation of the stage control device of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS.
【0036】図2に示される主制御系24の位置誤差演
算部50には、不図示のメインコンピュータからウエハ
ステージの目標位置(S2)が入力されるとともに、干
渉計32で計測されるウエハステージ14の現在位置が
入力されて、目標位置に対する位置誤差(位置偏差)が
演算処理されてウエハステージ制御部52に送出され
る。ウエハステージ制御部52では、この位置誤差を動
作信号として制御動作(P又はPI動作)を行って、ウ
エハ駆動装置34に対して制御量を与える。ウエハ駆動
装置34では、この与えられた制御量に応じた推力を発
生してウエハステージを駆動する。これにより、ウエハ
ステージ14が移動し、このウエハステージ14の位置
が干渉系32によって計測されて、その計測値が前述し
た位置誤差演算部50にフィードバックされる。このよ
うなフィードバック制御動作は、サーボによって目標位
置と干渉計32で計測されるウエハステージの現在位置
との差が零に収束するように行われて、目標位置に位置
決めされるか、あるいは目標位置にできるだけ近づくよ
うに制御される。これは、ウエハステージがθ回転した
り、制御上のオフセット(一定量の誤差)がある場合
は、目標位置の近くまでウエハステージを移動すること
ができても、目標位置に正確に位置決めすることができ
ないからである。The target position (S 2) of the wafer stage is input from a main computer (not shown) to the position error calculator 50 of the main control system 24 shown in FIG. The 14 current positions are input, and a position error (position deviation) with respect to the target position is calculated and sent to the wafer stage control unit 52. The wafer stage control unit 52 performs a control operation (P or PI operation) using the position error as an operation signal, and gives a control amount to the wafer driving device 34. The wafer driving device 34 drives the wafer stage by generating a thrust according to the given control amount. As a result, the wafer stage 14 moves, the position of the wafer stage 14 is measured by the interference system 32, and the measured value is fed back to the position error calculator 50 described above. Such a feedback control operation is performed such that the difference between the target position by the servo and the current position of the wafer stage measured by the interferometer 32 converges to zero, and the feedback control operation is performed at the target position. Is controlled as close as possible to This means that if the wafer stage is rotated by θ or there is a control offset (a certain amount of error), the wafer stage can be accurately moved to the target position even if it can be moved near the target position. Is not possible.
【0037】そこで、本実施形態に係るステージ制御装
置では、ウエハステージが目標位置からずれている場合
に、レチクルステージ側を移動させることにより相対的
な位置合わせが行われる。レチクルステージ制御部58
によりレチクルステージ16の移動を制御する場合は、
ウエハステージ位置と目標位置との誤差を演算処理する
位置誤差演算部50からの誤差信号を目標値信号として
用いる。このとき、目標値信号にレチクルステージ14
の振動を大きくする周波数帯域成分が含まれている場合
は、レチクルステージ14の移動中に振動が発生して位
置誤差を生じる原因となるため、目標値フィルタ部54
を通した誤差信号を用いるようにする。Therefore, in the stage control device according to the present embodiment, when the wafer stage is displaced from the target position, relative positioning is performed by moving the reticle stage side. Reticle stage control unit 58
When the movement of the reticle stage 16 is controlled by
An error signal from a position error calculator 50 for calculating the error between the wafer stage position and the target position is used as a target value signal. At this time, the reticle stage 14
If a frequency band component that increases the vibration of the reticle stage 14 is included, the vibration occurs during the movement of the reticle stage 14 and causes a position error.
The error signal passed through is used.
【0038】レチクルステージ16の制御特性の感度関
数が図3に示されるようにf1〜f2の周波数帯域で0
dBを越える場合は、図4に示されるようなf1〜f2
の周波数帯域成分を選択的に除去する特性を有するフィ
ルタ(ローパスフィルタ)が内蔵された目標値フィルタ
部54を用いる。これによって、位置誤差演算部50か
ら出力される誤差信号を目標値信号としてレチクルステ
ージ16を駆動したとしてもレチクルステージ16の振
動が増大しないため、ウエハステージ位置にレチクルス
テージを相対的に位置合わせする場合の合わせ誤差を小
さくすることができる。As shown in FIG. 3, the sensitivity function of the control characteristic of the reticle stage 16 is 0 in the frequency band between f1 and f2.
If it exceeds dB, f1 to f2 as shown in FIG.
A target value filter unit 54 having a built-in filter (low-pass filter) having a characteristic of selectively removing the frequency band component is used. As a result, even if the reticle stage 16 is driven by using the error signal output from the position error calculation unit 50 as a target value signal, the vibration of the reticle stage 16 does not increase, so that the reticle stage is relatively positioned at the wafer stage position. In this case, the alignment error can be reduced.
【0039】これを図5(a)で見ると、位置誤差演算
部50から出力されるウエハステージの誤差信号の周波
数スペクトル(実線W)に対して図4の特性を持ったロ
ーパスフィルタ処理が行われると、破線Fで示されるよ
うな周波数スペクトルとなり、フィルタリングによって
レチクルステージ16の振動を増大させる高周波側の周
波数帯域成分(f1〜f2)が選択的に除去されてい
る。Referring to FIG. 5A, a low-pass filter process having the characteristics shown in FIG. 4 is performed on the frequency spectrum (solid line W) of the error signal of the wafer stage output from the position error calculator 50. As a result, the frequency spectrum becomes as shown by the broken line F, and the frequency band components (f1 to f2) on the high frequency side that increase the vibration of the reticle stage 16 by filtering are selectively removed.
【0040】このように、特定の周波数帯域成分が除か
れた誤差信号をレチクルステージの目標値信号として与
えられた位置誤差演算部56は、レチクルステージ16
の現在位置を計測する干渉計22からの位置信号との誤
差(偏差)を演算する。位置誤差演算部56で演算処理
された誤差信号は、動作信号としてレチクルステージ制
御部58に与えられる。レチクルステージ制御部58
は、この誤差信号が零に収束するようにレチクル駆動装
置19をフィードバック制御し、誤差信号が零になった
場合は、ウエハステージ14とレチクルステージ16の
相対的な位置合わせが完了したこととなり、レチクルス
テージ16の移動制御が停止される。As described above, the position error calculating section 56 which is provided with the error signal from which the specific frequency band component has been removed as the target value signal of the reticle stage,
Is calculated with respect to the position signal from the interferometer 22 for measuring the current position. The error signal calculated by the position error calculator 56 is provided to the reticle stage controller 58 as an operation signal. Reticle stage control unit 58
Feedback-controls the reticle driving device 19 so that the error signal converges to zero, and when the error signal becomes zero, it means that the relative positioning of the wafer stage 14 and the reticle stage 16 has been completed, The movement control of the reticle stage 16 is stopped.
【0041】これを図5(b)で見ると、目標位置に対
するウエハステージの誤差信号をローパスフィルタでフ
ィルタリングした周波数スペクトル(実線F)を目標値
信号として使用し、この目標値信号に基づいてレチクル
ステージを追従させた場合の周波数スペクトル(破線
R)は、レチクルステージの制御特性上、振動を大きく
する周波数帯域成分が低減されているため、レチクルス
テージ16の振動が従来例の図7(a)と比較すると大
幅に減少していることがわかる。Referring to FIG. 5B, a frequency spectrum (solid line F) obtained by filtering an error signal of the wafer stage with respect to the target position by a low-pass filter is used as a target value signal, and a reticle is formed based on the target value signal. In the frequency spectrum (dashed line R) when the stage is made to follow, since the frequency band component that increases the vibration is reduced due to the control characteristics of the reticle stage, the vibration of the reticle stage 16 shows the conventional example in FIG. It can be seen that it is greatly reduced as compared with.
【0042】上述のようにしてウエハステージとレチク
ルステージとを相対的に位置合わせした結果、ウエハス
テージ14とレチクルステージ16との相対位置誤差
(破線R,W)は、図5(c)に示されるように、ウエ
ハステージ14のみで位置決めした場合の周波数スペク
トル(実線W)よりもさらに小さくすることが可能とな
り、ウエハステージとレチクルステージとの位置合わせ
を高精度に行うことができるため、露光精度を向上させ
ることができる。As a result of the relative positioning of the wafer stage and the reticle stage as described above, the relative position error (dashed lines R and W) between the wafer stage 14 and the reticle stage 16 is shown in FIG. As described above, the frequency spectrum (solid line W) when the positioning is performed only by the wafer stage 14 can be further reduced, and the alignment between the wafer stage and the reticle stage can be performed with high accuracy. Can be improved.
【0043】さらに、ウエハステージ側とレチクルステ
ージ側との相対的な位置合わせは、相互に自動制御され
ながら目標位置に収束していって、その際に発生する振
動を抑制することができるため、位置合わせされるステ
ージの整定時間が短縮されて、位置合わせ時間が短くな
り、露光処理のスループットを向上させることができ
る。Further, the relative positioning between the wafer stage side and the reticle stage side is converged to the target position while being automatically controlled mutually, and the vibration generated at that time can be suppressed. The settling time of the stage to be aligned is shortened, the alignment time is shortened, and the throughput of the exposure processing can be improved.
【0044】なお、上記実施形態では、振動成分除去手
段としての目標値フィルタ部54にローパスフィルタを
用いて実施したが、もちろんこれに限定されるものでは
なく、制御対象としてのステージの機械系を含めた制御
特性上、振動を増大させる周波数帯域成分が個々に異な
るため、それぞれの周波数帯域に応じた特性を持ったフ
ィルタを用いる必要がある。In the above-described embodiment, the low-pass filter is used for the target value filter section 54 as the vibration component removing means. However, the present invention is not limited to this. Since the frequency band components that increase the vibration are individually different from each other in terms of control characteristics, it is necessary to use a filter having characteristics corresponding to each frequency band.
【0045】また、フィルタの種類としては、ローパス
フィルタ以外に、例えば、移動平均フィルタなどを用い
てもよい。As the type of filter, for example, a moving average filter may be used in addition to the low-pass filter.
【0046】さらに、フィルタの構成としては、電気回
路のようにアナログ処理を行うアナログフィルタや、C
PUなどを用いてディジタル処理を行うディジタルフィ
ルタであってもよい。Further, the configuration of the filter includes an analog filter that performs analog processing like an electric circuit, and a C filter.
A digital filter that performs digital processing using a PU or the like may be used.
【0047】また、上記実施形態では、ステップ・アン
ド・リピート方式による露光装置に本発明を適用した場
合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定
されるものではなく、ステップ・アンド・スキャン方
式、その他の露光装置に適用することが可能であって、
更には、露光装置に限らず、2つのステージを相対的に
位置制御するものであれば、全て好適に適用することが
可能である。In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the exposure apparatus of the step-and-repeat method has been described. However, the scope of the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. Scan method, can be applied to other exposure equipment,
Furthermore, the present invention is not limited to the exposure apparatus, and any apparatus that can control the position of two stages relative to each other can be suitably applied.
【0048】例えば、上記実施形態においてスキャン型
露光装置に適用した場合は、上記のウエハステージの代
わりに粗動ステージ、レチクルステージの代わりに微動
ステージという組み合わせとしても良く、その場合は2
つのステージの同期制御を高精度かつ応答性良く行うこ
とができる。For example, when the present invention is applied to a scanning type exposure apparatus, a combination of a coarse movement stage in place of the wafer stage and a fine movement stage in place of the reticle stage may be used.
Synchronous control of two stages can be performed with high accuracy and responsiveness.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜3に記
載の発明によれば、2つのステージを相対的に位置合わ
せする際に、一方のステージの目標値との誤差信号に含
まれる振動を増大させる周波数成分を除去した信号を目
標値信号として他方のステージを移動制御することによ
り、両ステージの位置合わせを高精度に行うことができ
るとともに、ステージの振動が整定するまでの位置合わ
せ時間が短縮化できるという従来にない優れた効果があ
る。As described above, according to the first to third aspects of the present invention, when the two stages are relatively positioned, they are included in the error signal from the target value of one of the stages. By controlling the movement of the other stage using the signal from which the frequency component that increases the vibration has been removed as the target value signal, the positioning of both stages can be performed with high accuracy, and the positioning until the vibration of the stage is settled. There is an unprecedented excellent effect that time can be shortened.
【0050】また、請求項4に記載の発明によれば、本
発明のステージ制御装置を露光装置の感光基板とマスク
とがそれぞれ搭載される2つのステージの制御に適用し
たので、露光精度が高くなり、スループットの良好な露
光動作が行えるという効果がある。According to the fourth aspect of the present invention, the stage control device of the present invention is applied to control of two stages on which the photosensitive substrate and the mask of the exposure device are mounted, respectively. Thus, there is an effect that an exposure operation with good throughput can be performed.
【図1】本発明に係るステージ制御装置を具備したステ
ップ・アンド・リピート方式による縮小投影露光装置の
構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus including a stage control device according to the present invention.
【図2】本実施形態の特徴的な構成から成る主制御系と
ウエハステージ及びレチクルステージの各制御系との関
係を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a relationship between a main control system having a characteristic configuration of the present embodiment and each control system of a wafer stage and a reticle stage.
【図3】レチクルステージの機械系を含めた制御特性の
感度関数を示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing a sensitivity function of a control characteristic including a mechanical system of a reticle stage.
【図4】本実施形態で使用される目標値フィルタの特性
線図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of a target value filter used in the present embodiment.
【図5】本実施形態で使用されるウエハステージとレチ
クルステージの周波数スペクトルが示され、(a)はウ
エハステージの位置誤差信号の周波数スペクトルとその
位置誤差信号にローパスフィルタ処理を行った場合の周
波数スペクトルを示す図であり、(b)は(a)で信号
処理された目標値に対してレチクルステージが追従した
場合の周波数スペクトルを示す図であり、(c)はウエ
ハステージのみを移動させた場合の位置誤差とウエハス
テージとレチクルステージの両方を移動させた場合の相
対位置誤差とを示す図である。5A and 5B show frequency spectra of a wafer stage and a reticle stage used in the present embodiment, and FIG. 5A shows a frequency spectrum of a position error signal of the wafer stage and a case where a low-pass filter process is performed on the position error signal. It is a figure which shows a frequency spectrum, (b) is a figure which shows the frequency spectrum when the reticle stage follows the target value signal-processed in (a), (c) moves only the wafer stage, FIG. 9 is a diagram illustrating a position error when the wafer stage is moved and a relative position error when both the wafer stage and the reticle stage are moved.
【図6】従来のステージ制御装置の制御系の構成を示す
ブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a control system of a conventional stage control device.
【図7】従来例におけるウエハステージとレチクルステ
ージの周波数スペクトルが示され、(a)はウエハステ
ージの位置誤差信号の周波数スペクトルとその位置誤差
信号に追従したレチクルステージの位置誤差信号の周波
数スペクトルを示す図であり、(b)は(a)に示され
る位置誤差信号を用いてウエハステージのみを移動させ
た場合の位置誤差とウエハステージとレチクルステージ
の両方を移動させた場合の相対位置誤差とを示す図であ
る。7A and 7B show frequency spectra of a wafer stage and a reticle stage in a conventional example, and FIG. 7A shows a frequency spectrum of a position error signal of the wafer stage and a frequency spectrum of a position error signal of the reticle stage following the position error signal. FIG. 4B is a diagram showing a position error when only the wafer stage is moved using the position error signal shown in FIG. 4A and a relative position error when both the wafer stage and the reticle stage are moved. FIG.
10 縮小投影露光装置(露光装置) 14 ウエハステージ(第1のステージ) 16 レチクルステージ(第2のステージ) 19 レチクル駆動装置(第2の移動手段、閉ループ制
御系の一部) 22 干渉計(第2の位置検出手段、閉ループ制御系系
の一部) 32 干渉計(第1の位置検出手段、制御系の一部) 34 ウエハ駆動装置(第1の移動手段、制御系の一
部) 50 位置誤差演算部(第1の誤差信号出力手段) 52 ウエハステージ制御部(第1の制御手段、制御系
の一部) 54 目標値フィルタ部(振動成分除去手段) 56 位置誤差演算部(第2の誤差信号出力手段、閉ル
ープ制御系の一部) 58 レチクルステージ制御部(第2の制御手段、閉ル
ープ制御系の一部) W ウエハ(感光基板) R レチクル(マスク)Reference Signs List 10 reduction projection exposure apparatus (exposure apparatus) 14 wafer stage (first stage) 16 reticle stage (second stage) 19 reticle driving apparatus (second moving means, part of closed loop control system) 22 interferometer (second No. 2 position detecting means, part of closed loop control system) 32 Interferometer (first position detecting means, part of control system) 34 Wafer driving device (first moving means, part of control system) 50 position Error calculation unit (first error signal output unit) 52 Wafer stage control unit (first control unit, part of control system) 54 Target value filter unit (vibration component removal unit) 56 Position error calculation unit (second Error signal output means, part of closed loop control system) 58 Reticle stage controller (second control means, part of closed loop control system) W Wafer (photosensitive substrate) R Reticle (mask)
Claims (4)
対的に位置合わせするステージ制御装置であって、 目標値に応じて前記第1のステージの移動を制御する制
御系と;前記第1のステージの目標値からのずれに応じ
た誤差信号を出力する第1の誤差信号出力手段と;前記
誤差信号に含まれる前記第2のステージの制御特性上振
動を増大させる特定の周波数帯域成分を選択的に除去す
る振動成分除去手段と;前記振動成分除去手段によって
特定の周波数帯域成分が除去された前記誤差信号を目標
値信号として前記第2のステージの移動を制御する閉ル
ープ制御系とを有するステージ制御装置。1. A stage control device for relatively positioning a first stage and a second stage, wherein the control system controls movement of the first stage according to a target value; First error signal output means for outputting an error signal corresponding to a deviation from a target value of one stage; a specific frequency band component included in the error signal and increasing vibration due to control characteristics of the second stage And a closed-loop control system that controls the movement of the second stage using the error signal from which a specific frequency band component has been removed by the vibration component removing means as a target value signal. Stage control device.
段と;前記第1のステージを所定の方向へ移動させる第
1の移動手段と;前記第1のステージの目標値と前記第
1の位置検出手段の検出位置とに基づいて出力される前
記第1の誤差信号出力手段からの誤差信号を動作信号と
して、前記第1のステージが目標位置まで移動するよう
に前記第1の移動手段を制御する第1の制御手段とを有
し、 前記閉ループ制御系は、 前記第2のステージの位置を検出する第2の位置検出手
段と;前記第2のステージを所定の方向へ移動させる第
2の移動手段と;前記振動成分除去手段によって特定の
周波数帯域成分が除去された前記誤差信号を前記第2の
ステージの目標値信号とし、その目標値信号と前記第2
の位置検出手段の検出位置とのずれに基づく誤差信号を
出力する第2の誤差信号出力手段と;前記第2の誤差信
号出力手段から出力される誤差信号を動作信号として、
前記第2のステージの位置を前記第1のステージに合わ
せるように前記第2の移動手段を制御する第2の制御手
段とを有することを特徴とする請求項1に記載のステー
ジ制御装置。2. The control system includes: first position detecting means for detecting a position of the first stage; first moving means for moving the first stage in a predetermined direction; The first stage moves to a target position using an error signal from the first error signal output unit output based on a target value of the stage and a detection position of the first position detection unit as an operation signal. First control means for controlling the first moving means so as to perform the control, the closed loop control system includes: a second position detection means for detecting a position of the second stage; and the second Second moving means for moving the stage in a predetermined direction; the error signal from which a specific frequency band component has been removed by the vibration component removing means is set as a target value signal of the second stage; The second
A second error signal output means for outputting an error signal based on a deviation from a position detected by the position detection means; an error signal output from the second error signal output means as an operation signal;
2. The stage control device according to claim 1, further comprising a second control unit that controls the second moving unit so that the position of the second stage is adjusted to the position of the first stage. 3.
ルタであることを特徴とする請求項1又は2に記載のス
テージ制御装置。3. The stage control device according to claim 1, wherein the vibration component removing unit is a low-pass filter.
感光基板上に転写する露光装置であって、 前記感光基板が搭載される第1のステージと、前記マス
クが搭載される第2のステージの移動を制御するための
ステージ制御装置として、請求項1又は2に記載のステ
ージ制御装置を備えていることを特徴とする露光装置。4. An exposure apparatus for transferring a pattern of a mask onto a photosensitive substrate via a projection optical system, wherein the first stage has the photosensitive substrate mounted thereon, and the second stage has the mask mounted thereon. An exposure apparatus comprising: the stage control device according to claim 1 or 2 as a stage control device for controlling movement of the stage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29801896A JPH10125594A (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Stage controller and aligner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29801896A JPH10125594A (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Stage controller and aligner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10125594A true JPH10125594A (en) | 1998-05-15 |
Family
ID=17854061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29801896A Pending JPH10125594A (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Stage controller and aligner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10125594A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-10-22 JP JP29801896A patent/JPH10125594A/en active Pending
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US10234774B2 (en) | 2012-04-27 | 2019-03-19 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
US10663872B2 (en) | 2012-04-27 | 2020-05-26 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
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