JPH10270308A - Vibration absorbing device and stepper - Google Patents

Vibration absorbing device and stepper

Info

Publication number
JPH10270308A
JPH10270308A JP9068265A JP6826597A JPH10270308A JP H10270308 A JPH10270308 A JP H10270308A JP 9068265 A JP9068265 A JP 9068265A JP 6826597 A JP6826597 A JP 6826597A JP H10270308 A JPH10270308 A JP H10270308A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
displacement
sensor
actuator
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9068265A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Takahashi
正人 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP9068265A priority Critical patent/JPH10270308A/en
Publication of JPH10270308A publication Critical patent/JPH10270308A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/709Vibration, e.g. vibration detection, compensation, suppression or isolation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation of heat by an actuator of a vibration absorbing device because of constant interference acting upon the vibration absorbing device. SOLUTION: A vibration absorbing system 11 for controlling vibration of a stepper body 40 drives and controls actuators 7A-7D and 32A-32C according to output from a displacement sensor 10 and a vibration absorbing substrate 11 and controls vibration of vibration absorbing table. When a high vibration absorbing capacity is required against a displacement caused by a constant disturbance such as tension of cable, vibration absorption is performed by a normal feed-back control. When such a high vibration absorbing capacity is not needed, displacement signals in a given area are prevented from being fed back to a vibration absorbing loop by correcting blocks 1000a-1000f. In this way, the constant disturbance is removed and a steady thrust of the actuators 7A-7D and 32A-32C is not generated and generation of heat can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、除振装置及び露光
装置に係り、更に詳しくは、除振台の振動を打ち消すよ
うにアクチュエータにより除振台を駆動するいわゆるア
クティブ方式の除振装置及びこの除振装置を備えた露光
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-vibration apparatus and an exposure apparatus, and more particularly, to a so-called active type anti-vibration apparatus in which an anti-vibration table is driven by an actuator so as to cancel the vibration of the anti-vibration table. The present invention relates to an exposure apparatus provided with a vibration isolator.

【0002】[0002]

【従来の技術】ステップ・アンド・リピート方式の縮小
投影型露光装置、即ちいわゆるステッパ等の精密機器の
高精度化に伴い、設置床から定盤(除振台)に作用する
微振動をマイクロGレベルで絶縁する必要が生じてい
る。除振装置の除振台を支持する除振パッドとしてはダ
ンピング液中に圧縮コイルバネを入れた機械式ダンパや
空気式ダンパ等種々のものが使用され、除振パッド自体
がある程度のセンタリング機能を備えている。特に、空
気式ダンパを備えた空気バネ除振装置はバネ定数を小さ
く設定でき、約10Hz以上の振動を絶縁することか
ら、精密機器の支持に広く用いられている。また、最近
では従来のパッシブ除振装置の限界を打破するために、
アクティブ除振装置が提案されている(例えば、本願と
同一出願人に係る特願平7−83577号等参照)。こ
れは、除振台の振動をセンサで検出し、このセンサの出
力に基づいてアクチュエータを駆動することにより振動
制御を行う除振装置であり、低周波制御帯域に共振ピー
クの無い理想的な振動絶縁効果を持たせることができる
ものである。
2. Description of the Related Art With the advancement of precision equipment such as a step-and-repeat type reduction projection type exposure apparatus, that is, a so-called stepper, a micro-vibration acting on a surface plate (anti-vibration table) from an installation floor is micro-G. There is a need for isolation at the level. Various types of vibration-damping pads, such as mechanical dampers or pneumatic dampers containing compression coil springs in the damping liquid, are used as vibration-damping pads for supporting the vibration-damping table of the vibration-damping device. ing. In particular, an air spring anti-vibration device having a pneumatic damper can be set to a small spring constant and insulates vibrations of about 10 Hz or more, and is therefore widely used for supporting precision equipment. Recently, in order to overcome the limitations of conventional passive vibration isolators,
An active anti-vibration device has been proposed (for example, see Japanese Patent Application No. 7-83577, etc., of the same applicant as the present application). This is an anti-vibration device that detects the vibration of the anti-vibration table with a sensor and controls the vibration by driving the actuator based on the output of this sensor. Ideal vibration with no resonance peak in the low frequency control band It can have an insulating effect.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のアク
ティブ除振装置に定常的な外乱が作用した場合、例えば
ステッパ本体などと周辺機器とを接続するケーブルの弾
性力や自重等により定常的な力が作用した場合、これら
外乱による僅かな位置ずれをも補正してステッパ本体の
位置を維持しようとするため、アクティブ制振装置を構
成するアクチュエータに対して外乱を打ち消す方向に定
常推力を発生させようとする。そしてアクチュエータが
電磁式の場合、この定常推力を発生させるための定常電
流によってアクチュエータからの局部的な発熱を招く。
However, when a steady disturbance acts on the above-described active vibration isolator, for example, a steady force is generated due to the elastic force of the cable connecting the stepper body or the like to the peripheral device, or its own weight. In order to maintain the position of the stepper body by correcting even a slight displacement caused by these disturbances, a steady thrust is generated in a direction to cancel the disturbance to the actuator constituting the active vibration damping device. And When the actuator is of an electromagnetic type, the steady current for generating the steady thrust causes local heat generation from the actuator.

【0004】また、ステッパ等は恒温恒湿に保たれたチ
ャンバに収納されていて精度が維持されているが、上述
のようにアクチュエータからの局部的な発熱が発生した
場合、チャンバ内の空気のゆらぎを生ずる。このゆらぎ
により、たとえばXYステージの移動量を測定するレー
ザ干渉計などの測定精度が低下することがあった。
Further, the stepper and the like are housed in a chamber maintained at a constant temperature and humidity to maintain the accuracy. However, as described above, when local heat is generated from the actuator, the air in the chamber is removed. Produces fluctuation. Due to this fluctuation, for example, the measurement accuracy of a laser interferometer or the like that measures the amount of movement of the XY stage may be reduced.

【0005】本発明の目的は、外乱振動の抑制(制振)
が可能で、ケーブルの張力などの定常的な外乱があって
もアクチュエータからの局部的な発熱を防止して、高い
精度の維持が可能な除振装置及びこれを備えた露光装置
を提供することにある。
An object of the present invention is to suppress disturbance vibration (vibration suppression).
Provided is an anti-vibration apparatus capable of preventing local heat generation from an actuator even when there is a steady disturbance such as a cable tension and maintaining high accuracy, and an exposure apparatus having the same. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図1
および図3に対応付けて本発明を説明する。 (1) 請求項1に記載の発明に係る除振装置は、パッ
ド4A〜4D(パッド4Dは不図示)を介して保持され
た除振台6と;除振台6を駆動するアクチュエータ7A
〜7D、32A〜32C(アクチュエータ7Cおよび7
Dは不図示)と;除振台6の変位を検出する変位センサ
10Z1〜10Z3、10Y1〜10Y2、10Xと;除振
台6の振動を検出する振動センサ5Z1〜5Z3、5Y1
〜5Y2、5Xと;変位センサ10Z1〜10Z3、10
1〜10Y2、10Xの出力に基づく位置制御ループ
と、振動センサ5Z1〜5Z3、5Y1〜5Y2、5Xの出
力に基づく速度制御ループとで除振台の変位および振動
を抑制するように各アクチュエータ7A〜7D、32A
〜32Cを駆動制御する振動制御系11とを具備し、変
位センサ10Z1〜10Z3、10Y1〜10Y2、10X
の出力に対して有効あるいは無効に選択可能な所定幅の
不感帯を位置制御ループに設けることにより、上述の目
的を達成する。 (2) 請求項2に記載の発明は、パッド4A〜4D
(パッド4Dは不図示)を介して保持された除振台6
と;除振台6を駆動するアクチュエータ7A〜7D、3
2A〜32C(アクチュエータ7Cおよび7Dは不図
示)と、除振台6の変位を検出する変位センサ10Z1
〜10Z3、10Y1〜10Y2、10Xと;除振台6の
振動を検出する振動センサ5Z1〜5Z3、5Y1〜5
2、5Xと;変位センサの10Z1〜10Z3、10Y1
〜10Y2、10X出力に基づく位置制御ループと、振
動センサ5Z1〜5Z3、5Y1〜5Y2、5Xの出力に基
づく速度制御ループとで除振台6の変位および振動を抑
制するように各アクチュエータ7A〜7D、32A〜3
2Cを駆動制御する振動制御系11とを具備し、変位セ
ンサ10Z1〜10Z3、10Y1〜10Y2、10Xの出
力に対して不感帯を位置制御ループに設け、不感帯の不
感帯幅を可変としたものである。 (3) 請求項3に記載の発明は、マスクRに形成され
たパターンを投影光学系PLを介して基板ステージ20
上の基板Wに転写する露光装置に上記請求項1または2
に記載の発明を適用したものである。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
The present invention will be described with reference to FIG. (1) An anti-vibration device according to the first aspect of the present invention includes an anti-vibration table 6 held via pads 4A to 4D (pad 4D is not shown); an actuator 7A for driving the anti-vibration table 6
To 7D, 32A to 32C (actuators 7C and 7C)
D is not shown) and; displacement sensor 10Z detecting the displacement of the anti-vibration table 6 1 ~10Z 3, 10Y 1 ~10Y 2, 10X and; anti-vibration table 6 vibration sensor 5Z 1 ~5Z 3 for detecting vibration of 5Y 1
~5Y 2, 5X and; displacement sensor 10Z 1 ~10Z 3, 10
Y 1 ~10Y 2, a position control loop based on the output of the 10X, suppresses displacement and vibration of the anti-vibration table in the vibration sensor 5Z 1 ~5Z 3, 5Y 1 ~5Y 2, 5X of the speed control loop based on the output Actuators 7A to 7D, 32A
; And a vibration control system 11 for driving and controlling ~32C, displacement sensor 10Z 1 ~10Z 3, 10Y 1 ~10Y 2, 10X
The above object is achieved by providing a dead zone of a predetermined width that can be selected to be valid or invalid for the output of the position control loop. (2) The invention according to claim 2 provides the pads 4A to 4D
(The pad 4D is not shown) and the vibration isolation table 6 is held
And actuators 7A to 7D for driving the vibration isolation table 6, 3
2A~32C and (actuator 7C and 7D not shown), displacement sensor 10Z 1 for detecting the displacement of the anti-vibration table 6
~10Z 3, 10Y 1 ~10Y 2, 10X and; anti-vibration table vibration sensor 5Z 1 ~5Z 3 for detecting vibration of 6, 5Y 1 to 5
Y 2, 5X and; displacement sensor 10Z 1 ~10Z 3, 10Y 1
~10Y 2, a position control loop based on the 10X output, so as to suppress the displacement and vibration of the anti-vibration table 6 by the vibration sensor 5Z 1 ~5Z 3, 5Y 1 ~5Y 2, 5X of the speed control loop based on the output Actuators 7A to 7D, 32A to 3
; And a vibration control system 11 for driving and controlling 2C, provided with the displacement sensor 10Z 1 ~10Z 3, 10Y 1 ~10Y 2, 10X position control loop a dead zone to the output of the dead zone width of the dead band and variable Things. (3) According to the third aspect of the present invention, the pattern formed on the mask R is transferred to the substrate stage 20 via the projection optical system PL.
3. An exposure apparatus for transferring an image onto an upper substrate W.
Of the present invention.

【0007】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かりやすくす
るために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより
本発明が実施の形態に限定されるものではない。
[0007] In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used for easy understanding of the present invention. However, the present invention is not limited to this.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図1ないし図6に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0009】図1には、一実施の形態に係るステップ・
アンド・スキャン型の露光装置100の概略斜視図が示
されている。この図1において、設置面としての床上に
長方形板状の台座2が設置され、この台座2上に除振パ
ッド4A〜4D(但し、図1では紙面奥側の除振パッド
4Dは図示せず)が設置され、これらの除振パッド4A
〜4D上に除振台としての長方形状の定盤6が設置され
ている。ここで、後述するように本実施の形態では投影
光学系PLが使用されているため、投影光学系PLの光
軸に平行にZ軸を取り、Z軸に直交する平面内で定盤6
の長手方向にX軸を、これに直交する方向にY軸を取
る。また、それぞれの軸回りの回転方向をZθ、Xθ、
Yθ方向と定める。なお、以下の説明において、必要に
応じ、図1中のX、Y、Z軸を示す各矢印の示す方向を
+X、+Y、+Z方向、これと反対の方向を−X、−
Y、−Z方向と区別して用いるものとする。
FIG. 1 shows steps according to an embodiment.
FIG. 1 shows a schematic perspective view of an AND-scan type exposure apparatus 100. In FIG. 1, a rectangular plate-shaped pedestal 2 is installed on a floor as an installation surface, and vibration isolation pads 4A to 4D are provided on the pedestal 2 (however, in FIG. 1, the vibration isolation pad 4D on the back side of the paper is not shown). ) Are installed, and these vibration isolation pads 4A
A rectangular surface plate 6 as an anti-vibration table is installed on 4D to 4D. Here, as will be described later, in the present embodiment, the projection optical system PL is used, so the Z axis is taken in parallel with the optical axis of the projection optical system PL, and the surface plate 6 is set in a plane orthogonal to the Z axis.
The X axis is taken in the longitudinal direction and the Y axis is taken in a direction perpendicular to the X axis. Also, the rotation directions around the respective axes are Zθ, Xθ,
Defined as Yθ direction. In the following description, directions indicated by arrows indicating the X, Y, and Z axes in FIG. 1 are indicated by + X, + Y, + Z directions, and directions opposite thereto are indicated by -X,-, as necessary.
It shall be used separately from the Y and -Z directions.

【0010】除振パッド4A〜4Dは、それぞれ定盤6
の長方形の底面の4個の角部付近に配置されている。本
実施の形態では、除振パッド4A〜4Dとして空気式ダ
ンパが使用され、空気の圧力により除振パッド4A〜4
Dの高さを調整できるため、その空気式ダンパは上下動
機構の役目をも兼ねている。勿論、上下動機構を別に設
けてダンピング液中に圧縮コイルばねを入れた機械式ダ
ンパ等を除振パッドとして使用してもよい。
Each of the vibration isolation pads 4A to 4D has a surface plate 6
Are arranged near the four corners of the bottom surface of the rectangle. In the present embodiment, pneumatic dampers are used as the vibration isolation pads 4A to 4D, and the vibration isolation pads 4A to 4
Since the height of D can be adjusted, the pneumatic damper also serves as a vertical movement mechanism. Of course, a mechanical damper or the like in which a compression coil spring is put in the damping liquid by providing a vertical movement mechanism separately may be used as the vibration isolation pad.

【0011】台座2と定盤6との間に除振パッド4Aと
並列にアクチュエータ7Aが設置されている。アクチュ
エータ7Aは、台座2上に固定された固定子9Aと定盤
6の底面に固定された可動子8Aとから構成され、制御
装置11(図1では図示省略、図3参照)からの指示に
応じて台座2から定盤6の底面に対するZ方向の付勢
力、又は定盤6の底面から台座2に向かう吸引力を発生
する。他の除振パッド4B〜4Dにおいても、除振パッ
ド4Aと同様にそれぞれ並列にアクチュエータ7B〜7
Dが設置され(但し、図1では紙面奥側のアクチュエー
タ7C、7Dは図示せず)、これらのアクチュエータ7
B〜7Dの付勢力又は吸引力もそれぞれ制御装置11
(図1では図示省略、図3参照)により設定される。ア
クチュエータ7A〜7Dの制御方法については、後述す
る。
An actuator 7A is installed between the pedestal 2 and the surface plate 6 in parallel with the vibration isolation pad 4A. The actuator 7A includes a stator 9A fixed on the pedestal 2 and a mover 8A fixed on the bottom surface of the surface plate 6, and receives an instruction from a control device 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 3). Accordingly, an urging force in the Z direction from the pedestal 2 to the bottom surface of the surface plate 6 or a suction force from the bottom surface of the surface plate 6 toward the pedestal 2 is generated. In the other vibration isolation pads 4B to 4D, the actuators 7B to 7 are connected in parallel similarly to the vibration isolation pad 4A.
D (although the actuators 7C and 7D on the back side of the paper are not shown in FIG. 1), these actuators 7
The biasing force or suction force of B to 7D is also controlled by the control device 11 respectively.
(Not shown in FIG. 1, see FIG. 3). The control method of the actuators 7A to 7D will be described later.

【0012】次に、アクチュエータ7Aの具体的構成に
ついて図2に基づいて説明する。
Next, a specific configuration of the actuator 7A will be described with reference to FIG.

【0013】図2(a)には、アクチュエータ7Aの構
成の一例が示されている。この図2(a)において、固
定子9Aは、N極の軸9Aaの両側にS極の軸9Ab,
9Acが形成されたマグネットよりなる。また、可動子
8Aは、軸9Aaに遊嵌する内筒12、この内筒12の
外側に巻回されたコイル13、及びこのコイル13を覆
う外筒14より構成され、コイル13に流れる電流を調
整することにより、固定子9Aと可動子8Aとの間に、
軸9Aaに平行な方向(±Z方向)の力が発生する。
FIG. 2A shows an example of the configuration of the actuator 7A. In FIG. 2 (a), the stator 9A has an S-pole shaft 9Ab on both sides of an N-pole shaft 9Aa.
It consists of a magnet on which 9Ac is formed. The mover 8A includes an inner cylinder 12 loosely fitted on the shaft 9Aa, a coil 13 wound around the outer side of the inner cylinder 12, and an outer cylinder 14 covering the coil 13. By adjusting, between the stator 9A and the mover 8A,
A force is generated in a direction (± Z direction) parallel to the axis 9Aa.

【0014】図2(b)には、アクチュエータ7Aの別
の例が示されている。この図2(b)において、第1部
材15に磁性体の固定子16が固定され、第2部材17
に固定子16を挟むように内筒18A及び18Bが固定
され、内筒18A及び18Bの外側にそれぞれコイル1
9A及び19Bが巻回されている。この場合も、コイル
19A及び19Bに流す電流を調整することにより、第
1部材15と第2部材17との間の吸引力のバランスを
変化させて力を発生する。その他のアクチュエータ7B
〜7Dもアクチュエータ7Aと同様に構成されている。
FIG. 2B shows another example of the actuator 7A. In FIG. 2B, a stator 16 made of a magnetic material is fixed to the first member 15 and the second member 17 is fixed.
The inner cylinders 18A and 18B are fixed so as to sandwich the stator 16 therebetween, and the coils 1 are respectively provided outside the inner cylinders 18A and 18B.
9A and 19B are wound. Also in this case, by adjusting the current flowing through the coils 19A and 19B, the balance of the attraction force between the first member 15 and the second member 17 is changed to generate a force. Other actuator 7B
7D are configured similarly to the actuator 7A.

【0015】図1に戻り、定盤6の+Y方向側の側面に
は、定盤6のZ方向加速度を検出する振動センサとして
の加速度センサ5Z1、5Z2が取り付けられている。ま
た、定盤6上面の+Y方向端部には定盤6のY方向加速
度を検出する振動センサとしての加速度センサ5Y1
5Y2が取り付けられ、定盤6上面の+X方向端部には
定盤6のX方向加速度を検出する振動センサとしての加
速度センサ5Xが取り付けられている。これらの加速度
センサ5Z1、5Z2、5Y1、5Y2、5Xとしては、例
えば半導体式加速度センサが使用される。これらの加速
度センサ5Z1、5Z2、5Y1、5Y2、5Xの出力も制
御装置11(図1では図示省略、図3参照)に供給され
ている。
Returning to FIG. 1, acceleration sensors 5Z 1 and 5Z 2 as vibration sensors for detecting Z-direction acceleration of the surface plate 6 are attached to the side surface of the surface plate 6 on the + Y direction side. An acceleration sensor 5Y 1 as a vibration sensor for detecting the Y-direction acceleration of the surface plate 6 is provided at an end of the surface of the surface plate 6 in the + Y direction.
5Y 2 is attached, in the + X direction end portion of the plate 6 upper surface is mounted an acceleration sensor 5X as a vibration sensor for detecting the X-direction acceleration of the base plate 6. These acceleration sensors 5Z 1, 5Z 2, 5Y 1 , 5Y 2, 5X, for example, a semiconductor type acceleration sensor is used. These acceleration sensors 5Z 1, 5Z 2, 5Y 1 , 5Y 2, 5X output also control device 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 3) is supplied to the.

【0016】また、定盤6の+Y方向側の側面には、所
定面積の矩形の金属板(導電性材料)231、232が貼
り付けられている。本実施の形態では、定盤6として非
導電性材料であるセラミックス製の定盤が使用されてお
り、金属板231、232に対向する位置に定盤のY方向
変位を検出する変位センサ10Y1、10Y2(図1では
図面の錯綜をさけるため図示省略、図3参照)が設けら
れている。これらの変位センサ10Y1、10Y2として
は、例えば、渦電流変位センサが使用される。この渦電
流変位センサによれば、予め絶縁体に巻いたコイルに交
流電圧を加えておき、導電性材料(導電体)から成る測
定対象に近づけると、コイルによって作られた交流磁界
によって導電体に渦電流が発生し、この渦電流によって
発生する磁界は、コイルの電流によって作られた磁界と
逆方向であり、これら2つの磁界が重なり合って、コイ
ルの出力に影響を与え、コイルに流れる電流の強さ及び
位相が変化する。この変化は、測定対象がコイルに近い
ほど大きくなり、逆に遠いほど小さくなるので、コイル
から電気信号を取り出すことにより、測定対象の位置、
変位を知る事ができる。この他、変位センサとして、静
電容量がセンサの電極と測定対象物間の距離に反比例す
ることを利用して非接触でセンサと測定対象物間の距離
を検出する静電容量式非接触変位センサを使用しても良
い。なお、背景光の影響を阻止できる構成にすれば、変
位センサとしてPSD(半導体光位置検出器)を使用す
ることも可能である。
[0016] In addition, the side surface of the + Y direction side of the base plate 6, a rectangular metal plate having a predetermined area (conductive material) 23 1, 23 2 is attached. Displacement sensor in the present embodiment, to detect the non-conductive material and has a ceramic plate is used which is, Y-direction displacement of the surface plate at a position opposite to the metal plate 23 1, 23 2 as the base plate 6 10Y 1 and 10Y 2 (not shown in FIG. 1 to avoid complicating the drawing; see FIG. 3). As these displacement sensors 10Y 1 and 10Y 2 , for example, eddy current displacement sensors are used. According to this eddy current displacement sensor, an AC voltage is applied to a coil wound on an insulator in advance, and when the sensor approaches an object to be measured made of a conductive material (conductive material), the AC magnetic field generated by the coil causes the AC magnetic field to be applied to the conductive material. An eddy current is generated, and the magnetic field generated by the eddy current is in the opposite direction to the magnetic field created by the coil current, and these two magnetic fields overlap to affect the output of the coil, and the current flowing through the coil The intensity and phase change. This change becomes larger as the measurement object is closer to the coil, and becomes smaller as the measurement object is farther from the coil.
You can know the displacement. In addition, as a displacement sensor, a capacitance-type non-contact displacement that detects the distance between the sensor and the measurement object in a non-contact manner by utilizing that the capacitance is inversely proportional to the distance between the electrode of the sensor and the measurement object A sensor may be used. If the configuration is such that the influence of the background light can be prevented, a PSD (semiconductor optical position detector) can be used as the displacement sensor.

【0017】また、定盤6上面の+Y方向端部には所定
面積の金属版233、234が貼り付けられている。これ
らの金属板233、234に対向して定盤6のZ方向変位
を検出する渦電流変位センサから成る変位センサ10Z
1、10Z2(図1では図示省略、図3参照)が設けられ
ている。さらに、定盤6上面の+X方向の側面には所定
面積の金属板235が貼り付けられ、この金属板235
対向して定盤6のX方向変位を検出する渦電流変位セン
サから成る変位センサ10X(図1では図示省略、図3
参照)が設けられている。同様に、変位センサ10
1、10Y2、10Z1、10Z2、10Xの出力も制御
装置11(図1では図示省略、図3参照)に供給されて
いる。
Further, in the + Y direction end portion of the plate 6 upper surface is affixed a metal plate 23 3, 23 4 of a predetermined area. These metal plates 23 3, 23 4 opposed to consist eddy current displacement sensor for detecting displacement in the Z direction of the platen 6 by the displacement sensor 10Z
1 , 10Z 2 (not shown in FIG. 1, see FIG. 3). Further, in the + X direction side of the base plate 6 upper surface pasted metal plate 23 5 having a predetermined area, consisting of an eddy current displacement sensor for detecting the X-direction displacement of the base plate 6 to face the metal plate 23 5 Displacement sensor 10X (not shown in FIG. 1, FIG. 3
Reference). Similarly, the displacement sensor 10
The outputs of Y 1 , 10Y 2 , 10Z 1 , 10Z 2 , and 10X are also supplied to the control device 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 3).

【0018】定盤6上には図示しない駆動手段によって
XY2次元方向に駆動される基板ステージとしてのXY
ステージ20が載置されている。更に、このXYステー
ジ20上にZレベリングステージ、θステージ(いずれ
も図示省略)及びウエハホルダ21を介して感光基板と
してのウエハWが吸着保持されている。また、定盤6上
でXYステージ20を囲むように第1コラム24が植設
され、第1コラム24の上板の中央部に投影光学系PL
が固定され、第1コラム24の上板に投影光学系PLを
囲むように第2コラム26が植設され、第2コラム26
の上板の中央部にレチクルステージ27を介してマスク
としてのレチクルRが載置されている。
An XY as a substrate stage driven in two-dimensional XY directions by driving means (not shown)
The stage 20 is mounted. Further, a wafer W as a photosensitive substrate is suction-held on the XY stage 20 via a Z leveling stage, a θ stage (both not shown) and a wafer holder 21. Further, a first column 24 is planted on the surface plate 6 so as to surround the XY stage 20, and a projection optical system PL is provided at the center of the upper plate of the first column 24.
Is fixed, and a second column 26 is implanted on the upper plate of the first column 24 so as to surround the projection optical system PL.
A reticle R as a mask is placed via a reticle stage 27 at the center of the upper plate.

【0019】XYステージ20のY方向の移動位置は、
位置計測手段としてのY軸用レーザ干渉計30Yによっ
て計測され、XYステージ20のX方向の移動位置は、
位置計測手段としてのX軸用レーザ干渉計30Xによっ
て計測されるようになっており、これらのレーザ干渉計
30Y、30Xの出力は制御装置11(図3参照)及び
図示しない主制御装置に入力されている。Zレベリング
ステージは、Z軸方向の駆動及びZ軸に対する傾斜が調
整可能に構成され、θステージはZ軸回りの微小回転が
可能に構成されている。従って、XYステージ20、Z
レベリングステージ及びθステージによって、ウエハW
は3次元的に位置決めが可能となっている。
The moving position of the XY stage 20 in the Y direction is
The movement position of the XY stage 20 in the X direction is measured by the Y-axis laser interferometer 30Y as a position measurement unit.
The measurement is performed by an X-axis laser interferometer 30X as a position measuring means, and the outputs of these laser interferometers 30Y and 30X are input to the controller 11 (see FIG. 3) and a main controller (not shown). ing. The Z-leveling stage is configured so that the drive in the Z-axis direction and the tilt with respect to the Z-axis can be adjusted, and the θ-stage is configured to be capable of minute rotation about the Z-axis. Therefore, the XY stage 20, Z
The wafer W is moved by the leveling stage and the θ stage.
Can be positioned three-dimensionally.

【0020】レチクルステージ27は、レチクルRのY
軸方向の微調整、及び回転角の調整が可能に構成されて
いる。また、このレチクルステージ27は、図示しない
駆動手段によってX方向に駆動されるようになってお
り、このレチクルステージ27のX方向位置は位置計測
手段としてのレチクルレーザ干渉計30Rによって計測
され、このレチクルレーザ干渉計30Rの出力も制御装
置11(図3参照)及び図示しない主制御装置に入力さ
れている。
The reticle stage 27 is a reticle R Y
Fine adjustment in the axial direction and adjustment of the rotation angle are possible. The reticle stage 27 is driven in the X direction by driving means (not shown), and the position of the reticle stage 27 in the X direction is measured by a reticle laser interferometer 30R as position measuring means. The output of the laser interferometer 30R is also input to the controller 11 (see FIG. 3) and a main controller (not shown).

【0021】更に、レチクルRの上方には、図示しない
照明光学系が配置され、図示しない主制御装置ではレチ
クルR及びウエハWの相対位置合わせ(アライメント)
及び図示しない焦点検出系によるオートフォーカスを行
ないつつ、照明光学系からの露光用の照明光ELの下
で、レチクルRのパターンの投影光学系PLを介した像
をウエハWの各ショット領域に順次露光するようになっ
ている。本実施の形態では、各ショット領域の露光に際
しては主制御装置によりXYステージ20とレチクルス
テージ27とがそれぞれの駆動手段を介してX軸方向
(走査方向)に沿って所定の速度比で相対走査される。
Further, an illumination optical system (not shown) is arranged above the reticle R, and a main controller (not shown) performs relative positioning (alignment) between the reticle R and the wafer W.
The image of the pattern of the reticle R via the projection optical system PL is sequentially transmitted to each shot area of the wafer W under the illumination light EL for exposure from the illumination optical system while performing autofocus by a focus detection system (not shown). It is designed to be exposed. In the present embodiment, when exposing each shot area, the XY stage 20 and the reticle stage 27 are relatively scanned by the main controller at a predetermined speed ratio along the X-axis direction (scanning direction) via respective driving means. Is done.

【0022】第1コラム24は、4本の脚部24a〜2
4d(但し、図1では紙面奥側の脚部24dは図示せ
ず)により定盤6上に設置されている。脚部24bの+
X方向の側面には、第1コラム24のZ方向の加速度を
検出する加速度センサ5Z3が取り付けられている。こ
の加速度センサ5Z3としては、例えばピエゾ抵抗効果
型あるいは静電容量型の半導体式加速度センサが使用さ
れる。この加速度センサ5Z3の出力も制御装置11
(図1では図示省略、図3参照)に入力されている。ま
た、第1コラム24の上板上面の+Y方向端部でかつ+
X方向端部となるコーナーの部分には、所定面積の金属
板236が貼り付けられている。この金属板236に対向
して第1コラム24のZ方向変位を検出する渦電流変位
センサから成る変位センサ10Z3(図1では図示省
略、図3参照)が設けられている。
The first column 24 has four legs 24a to 2a.
4d (however, the leg 24d on the back side of the drawing is not shown in FIG. 1) and is installed on the surface plate 6. + On the leg 24b
The side surface of the X direction, an acceleration sensor 5Z 3 is attached for detecting an acceleration in the Z direction of the first column 24. As the acceleration sensor 5Z 3, for example a piezo-resistive or capacitive semiconductor type acceleration sensor is used. The output of the acceleration sensor 5Z 3 also control device 11
(Not shown in FIG. 1, see FIG. 3). In addition, at the + Y direction end of the upper plate upper surface of the first column 24 and +
The corner portion serving as the X-direction end portion, the metal plate 23 6 having a predetermined area is adhered. The metal plate 23 6 displacement sensor 10Z 3 consisting of an eddy current displacement sensor for detecting the Z-direction displacement of the first column 24 to face the (not shown in FIG. 1, see FIG. 3) is provided.

【0023】更に、第1コラム24の−X方向の側面に
ピン35Aが埋め込まれ、このピン35Aと床上に固定
された図示しない支柱との間に、アクチュエータ32A
が取り付けられている。アクチュエータ32Aは、アク
チュエータ7Aと同様に、図示しない支柱に固定された
発磁体よりなる固定子34Aと、ピン35Aに取り付け
られたコイルを含む可動子33Aとから構成され、制御
装置11から可動子33A内のコイルに流れる電流を調
整することにより、ピン35Aに対して±Y方向に力を
与えることができる。同様に、第1コラム24の+X方
向の側面にピン35Bが埋め込まれ、このピン35Bと
床上に固定された図示しない支柱との間に、アクチュエ
ータ32Aと同一構成のアクチュエータ32Bが取り付
けられ、制御装置11からの指示によりピン35Bに対
して±Y方向に力を与えることができるようになってい
る。また、第1コラム24の+X方向の側面の中央部と
床上の図示しない支柱との間に、アクチュエータ32A
と同一構成のアクチュエータ32Cが設置され、制御装
置11からの指示によりアクチュエータ32Cを介して
第1コラム24に対して±X方向に力を与えることがで
きる。制御装置11による、アクチュエータ32A〜3
2Cの制御方法についても後述する。
Further, a pin 35A is embedded in a side surface of the first column 24 in the -X direction, and an actuator 32A is provided between the pin 35A and a column (not shown) fixed on the floor.
Is attached. Like the actuator 7A, the actuator 32A includes a stator 34A made of a magnet and fixed to a support (not shown) and a mover 33A including a coil attached to a pin 35A. By adjusting the current flowing through the inner coil, a force can be applied to the pin 35A in the ± Y direction. Similarly, a pin 35B is embedded in a side surface of the first column 24 in the + X direction, and an actuator 32B having the same configuration as the actuator 32A is mounted between the pin 35B and a column (not shown) fixed on the floor. A force can be applied to the pin 35B in the ± Y direction in accordance with an instruction from 11. Further, an actuator 32A is provided between the central portion of the side surface in the + X direction of the first column 24 and a support (not shown) on the floor.
An actuator 32C having the same configuration as that described above is provided, and a force can be applied to the first column 24 in the ± X direction via the actuator 32C according to an instruction from the control device 11. Actuators 32A-3 by control device 11
The 2C control method will also be described later.

【0024】ここで、露光装置100の設置時の定盤6
の高さ及び水平レベルの調整について簡単に説明する
と、変位センサ10Z1、10Z2、10Z3で計測され
た定盤6のZ方向変位(高さ)が図示しない除振パッド
4A〜4Dの制御系(図示省略)に伝えられ、これらの
データを基に除振パッド4A〜4Dの制御系は、定盤6
の高さを予め設定されている値にすると共に水平レベル
を維持するための各除振パッド4A〜4Dの高さを算出
する。その後、この制御系は、除振パッド4A〜4Dの
高さをそれぞれその算出された高さに設定する。その
後、除振パッド4A〜4Dの高さはそれぞれその設定値
に維持される。これにより、定盤6に歪みを生ずること
がなく、定盤6上のXYステージ20の位置決め精度等
が高精度に維持される。
Here, the surface plate 6 when the exposure apparatus 100 is installed
Briefly the height and the adjustment of the horizontal level of the displacement sensor 10Z 1, 10Z 2, Z-direction displacement (height) of the base plate 6, which is measured by 10Z 3 to control the vibration-isolating pad 4A~4D not shown (Not shown), and based on these data, the control system of the vibration isolation pads 4A to 4D
The height of each of the anti-vibration pads 4A to 4D for keeping the horizontal level at a predetermined value and calculating the height is calculated. Thereafter, the control system sets the heights of the vibration isolation pads 4A to 4D to the calculated heights. Thereafter, the heights of the vibration isolation pads 4A to 4D are respectively maintained at the set values. Accordingly, the surface plate 6 is not distorted, and the positioning accuracy of the XY stage 20 on the surface plate 6 is maintained with high accuracy.

【0025】本実施の形態では、定盤6、XYステージ
20、ウエハホルダ21、第1コラム24、投影光学系
PL、第2コラム26、及びレチクルステージ27等に
より露光本体部40(図3参照)が構成されている。
In this embodiment, the exposure main body 40 (see FIG. 3) is constituted by the surface plate 6, the XY stage 20, the wafer holder 21, the first column 24, the projection optical system PL, the second column 26, the reticle stage 27 and the like. Is configured.

【0026】次に、この露光本体部40の除振のための
アクチュエータ7A〜7D、32A〜32Cの制御系に
ついて、制御装置11を中心に、図3のブロック図に基
づいて説明する。
Next, a control system of the actuators 7A to 7D and 32A to 32C for removing the vibration of the exposure main body 40 will be described with reference to the block diagram of FIG.

【0027】制御装置11は、変位センサ10Z1、1
0Z2、10Z3、10Y1、10Y2、10X及び加速度
センサ5Z1、5Z2、5Z3、5Y1、5Y2、5Xの出
力に基づいて定盤6を含む露光本体部40の振動を抑制
するようにアクチュエータ7A、7B、7C、7D、3
2A、32B、32Cを駆動制御する振動制御系を構成
している。
The control device 11 includes displacement sensors 10Z 1 , 1
0Z 2, 10Z 3, 10Y 1 , 10Y 2, 10X and the acceleration sensor 5Z 1, 5Z 2, 5Z 3 , 5Y 1, 5Y 2, suppress the vibration of the exposure main body portion 40 which includes a base plate 6 on the basis of 5X output Actuators 7A, 7B, 7C, 7D, 3
A vibration control system that drives and controls the 2A, 32B, and 32C is configured.

【0028】これを更に詳述すると、振動制御系は、第
1の座標変換部42と、6つの減算器46a〜46f
と、6つの補正ブロック1000a〜1000fと、位
置コントローラXPI、YPI、ZPI、XθPI、Y
θPI、ZθPIと、6つの速度変換ゲイン52a〜5
2fと、第2の座標変換部48と、6つの積分器50a
〜50fと、6つの減算器54a〜54fと、速度コン
トローラVXPI、VYPI、VZPI、VXθPI、
VYθPI、VZθPIと、非干渉化計算部56と、7
つの推力ゲイン58a〜58gとから成る。そして、第
1の座標変換部42は、変位センサ10Z1、10Z2
10Z3、10Y1、10Y2、10Xの出力を図示しな
いA/Dコンバータをそれぞれ介して入力し、露光本体
部40の重心の6自由度方向(X、Y、Z、Xθ、Y
θ、Zθ:図1参照)の変位量(x、y、z、θx
θy、θz)に変換する。減算器46a〜46fは、第1
の座標変換部42で変換した重心の6自由度方向の変位
量(x、y、z、θx、θy、θz)を、目標値出力部4
4から入力される6自由度方向の重心位置の目標値(x
0、y0、z0、θx0 、θy0 、θz0)からそれぞれ減じ
て6自由度のそれぞれの方向の位置偏差(Δx=x0
x、Δy=y0−y、Δz=z0−z、Δθx=θx0
θx、Δθy=θy0−θy、Δθz=θz0−θz)をそれぞ
れ算出する。補正ブロック1000a〜1000fは、
減算器46a〜46fで算出された位置偏差Δx、Δ
y、Δz、Δθx、Δθy、Δθzより、後述する処理手
順に従って補正位置偏差Δxc、Δyc、Δzc、Δθ
xc、Δθyc、Δθzcを算出する。位置コントローラ
XPI、YPI、ZPI、XθPI、YθPI、ZθP
Iは、補正位置偏差Δxc、Δyc、Δzc、Δθ
xc、Δθyc、Δθzcを動作信号として6自由度のそ
れぞれの方向の制御動作を行なうPIコントローラから
成る。速度変換ゲイン52a〜52fは、位置コントロ
ーラXPI、YPI、ZPI、XθPI、YθPI、Z
θPIからの出力を速度指令値x0’、y0’、z0’、
θx0’、θy0’、θz0’にそれぞれ変換する。第2の座
標変換部48は、加速度センサ5Z1、5Z2、5Z3
5Y1、5Y2、5Xの出力を図示しないA/Dコンバー
タをそれぞれ介して入力し、重心の6自由度方向の加速
度(x”、y”、z”、θx”、θy”、θz”)に変換
する。6つの積分器50a〜50fは、第2の座標変換
部48で変換後の重心の6自由度方向の加速度x”、
y”、z”、θx”、θy”、θz”をそれぞれ積分して
それぞれの方向の重心の速度x’、y’、z’、
θx’、θy’、θz’に変換する。減算器54a〜54
fは、速度変換ゲイン52a〜52fで変換された速度
指令値x0’、y0’、z0’、θx0’、θy0’、θz0
から積分器50a〜50fの出力x’、y’、z’、θ
x’、θy’、θz’をそれぞれ減じて6自由度方向のそ
れぞれの方向の速度偏差(Δx’=x0’−x’、Δ
y’=y0’−y’、Δz’=z0’−z’、Δθx’=
θx0’−θx’、Δθy’=θy0’−θy’、Δθz’=θ
z0’−θz’)を算出する。速度コントローラVXP
I、VYPI、VZPI、VXθPI、VYθPI、V
ZθPIは、減算器54a〜54fで算出された速度偏
差Δx’、Δy’、Δz’、Δθx’、Δθy’、Δ
θz’を動作信号として制御動作を行なうPIコントロ
ーラから成る。非干渉化計算部56は、速度コントロー
ラで演算された速度制御量を各アクチュエータの位置で
発生すべき速度指令値に変換するための非干渉化演算を
行なう。推力ゲイン58a〜58gは、非干渉化計算部
56で変換後の各アクチュエータの位置で発生すべき速
度指令値を各アクチュエータで発生すべき推力にそれぞ
れ変換する。
More specifically, the vibration control system includes a first coordinate converter 42 and six subtractors 46a to 46f.
, Six correction blocks 1000a to 1000f, and position controllers XPI, YPI, ZPI, XθPI, Y
θPI, ZθPI, and six speed conversion gains 52a-5
2f, a second coordinate transformation unit 48, and six integrators 50a
To 50f, six subtractors 54a to 54f, speed controllers VXPI, VYPI, VZPI, VXθPI,
VYθPI, VZθPI, decoupling calculation unit 56, 7
Thrust gains 58a to 58g. Then, the first coordinate conversion unit 42 outputs the displacement sensors 10Z 1 , 10Z 2 ,
The outputs of 10Z 3 , 10Y 1 , 10Y 2 , and 10X are input through A / D converters (not shown), respectively, and the center of gravity of the exposure main body 40 has six degrees of freedom (X, Y, Z, Xθ, Y).
θ, Zθ: refer to FIG. 1) (x, y, z, θ x ,
θ y , θ z ). The subtractors 46a to 46f are connected to the first
The displacement amounts (x, y, z, θ x , θ y , θ z ) of the center of gravity in the directions of six degrees of freedom converted by the coordinate conversion unit 42 are output to the target value output unit 4.
The target value (x
0 , y 0 , z 0 , θ x0 , θ y0 , θ z0 ) and the positional deviation in each direction with six degrees of freedom (Δx = x 0 −).
x, Δy = y 0 -y, Δz = z 0 -z, Δθ x = θ x0 -
θ x, Δθ y = θ y0 -θ y, Δθ z = θ z0 -θ z) to be calculated. The correction blocks 1000a to 1000f are:
Position deviation Δx, Δ calculated by subtractors 46a to 46f
From y, Δz, Δθ x , Δθ y , and Δθ z , the correction position deviations Δxc, Δyc, Δzc, Δθ in accordance with the processing procedure described later.
x c, Δθ y c, calculates the [Delta] [theta] z c. Position controllers XPI, YPI, ZPI, XθPI, YθPI, ZθP
I is the correction position deviation Δxc, Δyc, Δzc, Δθ
x c, consists of PI controller for each direction of the control operation of the six degrees of freedom [Delta] [theta] y c, the [Delta] [theta] z c as an operation signal. The speed conversion gains 52a to 52f are determined by the position controllers XPI, YPI, ZPI, XθPI, YθPI, Z
Output from θPI is speed command value x 0 ′, y 0 ′, z 0 ′,
are converted to θ x0 ′, θ y0 ′, and θ z0 ′, respectively. The second coordinate conversion unit 48 includes acceleration sensors 5Z 1 , 5Z 2 , 5Z 3 ,
The outputs of 5Y 1 , 5Y 2 , and 5X are input via A / D converters (not shown), respectively, and the accelerations (x ″, y ″, z ″, θ x ″, θ y ″, and θ) of the center of gravity in the directions of six degrees of freedom are input. z "). The six integrators 50a to 50f provide acceleration x ″ in the direction of six degrees of freedom of the center of gravity after conversion by the second coordinate conversion unit 48,
y ", z", [theta] x ", [theta] y ", [theta] z "are respectively integrated, and the velocity x ', y', z 'of the center of gravity in each direction is calculated.
Convert to θ x ′, θ y ′, θ z ′. Subtractors 54a-54
f is the speed command value converted by the speed conversion gain 52a~52f x 0 ', y 0' , z 0 ', θ x0', θ y0 ', θ z0'
From the outputs x ′, y ′, z ′, θ of the integrators 50a to 50f
x ′, θ y ′, θ z ′ are respectively reduced to obtain velocity deviations (Δx ′ = x 0 ′ −x ′, Δ) in the respective directions of six degrees of freedom.
y ′ = y 0 ′ −y ′, Δz ′ = z 0 ′ −z ′, Δθ x ′ =
θ x0 '-θ x ', Δθ y '= θ y0 ' -θ y ', Δθ z ' = θ
z0 '-θ z') is calculated. Speed controller VXP
I, VYPI, VZPI, VXθPI, VYθPI, V
ZθPI includes a subtractor speed deviation calculated in 54a~54f Δx ', Δy', Δz ', Δθ x', Δθ y ', Δ
It comprises a PI controller that performs a control operation using θ z ′ as an operation signal. The decoupling calculation unit 56 performs decoupling calculation for converting the speed control amount calculated by the speed controller into a speed command value to be generated at each actuator position. The thrust gains 58a to 58g convert the speed command value to be generated at the position of each actuator after conversion by the decoupling calculation unit 56 into the thrust to be generated by each actuator.

【0029】即ち、本実施の形態の振動制御系は、変位
センサ、位置コントローラ等を含んで構成される位置制
御ループの内側に、その内部ループとして加速度セン
サ、積分器、速度コントローラ等を含んで構成される速
度制御ループを有する多重ループ制御系となっている。
That is, the vibration control system according to the present embodiment includes an acceleration sensor, an integrator, a speed controller, and the like as an inner loop inside a position control loop including a displacement sensor, a position controller, and the like. It is a multiple loop control system having a configured speed control loop.

【0030】以上に説明した多重ループ制御系の中の位
置制御ループにおいて、発明が解決しようとする課題の
項でも説明したように、投影露光装置の本体部(図1
の、定盤6よりも上の部分)に不図示の信号ケーブルな
どにより定常力が作用していた場合、この定常力によっ
て生ずる投影露光装置の本体部の変位を補正しようとし
て各アクチュエータには定常推力が発生し、これにより
発熱を生ずる。
In the position control loop in the multi-loop control system described above, the main body of the projection exposure apparatus (FIG.
When a steady force is applied to a portion above the surface plate 6 by a signal cable (not shown) or the like, the actuators are constantly operated to correct the displacement of the main body of the projection exposure apparatus caused by the steady force. Thrust is generated, which generates heat.

【0031】ここで、投影露光装置の動作について考え
ると、たとえばレチクルロード、ウエハロード、アライ
メント、露光、ステージ移動などの一連の動作におい
て、すべての動作中に高い除振能力を要する訳ではな
い。そこで、さほど高い除振能力を必要としないときに
は位置制御ループにおいて、位置偏差に基づくフィード
バック量を低減することにより、定常推力の発生を抑制
して各アクチュエータからの発熱を抑制することができ
る。
Here, considering the operation of the projection exposure apparatus, in a series of operations such as reticle loading, wafer loading, alignment, exposure, stage movement, etc., a high anti-vibration capability is not required during all operations. Therefore, when a very high anti-vibration capability is not required, by reducing the feedback amount based on the position deviation in the position control loop, it is possible to suppress the generation of the steady thrust and the heat generation from each actuator.

【0032】例えば、レチクルロード中などのように、
投影露光装置に高い除振能力が要求されないときには、
図3における位置制御ループにおいて、減算器46a〜
46fで求められた位置偏差Δx、Δy、Δz、Δ
θx、Δθy、Δθzが所定値に収まっている限り、これ
らの位置偏差をフィードバックしなければよい。つまり
これらの位置偏差に対して不感帯を設ければよい。この
例について、図4〜図6を参照して説明する。
For example, during reticle loading,
When high anti-vibration performance is not required for projection exposure equipment,
In the position control loop in FIG.
Position deviations Δx, Δy, Δz, Δ obtained at 46f
As long as θ x , Δθ y , and Δθ z are within predetermined values, these positional deviations need not be fed back. That is, a dead zone may be provided for these positional deviations. This example will be described with reference to FIGS.

【0033】図4〜図6はいずれも図3に示す制御装置
11の内部における位置制御ループの一部を構成する処
理を説明するフローチャートである。図4に示すフロー
チャートにおいて、制御装置11はステップS41で、
図1に示す投影露光装置のレチクルロードや露光などの
動作に応じて位置偏差Δx、Δy、Δz、Δθx、Δ
θy、Δθzに不感帯を設定するかどうかを判定する。そ
して高い除振能力が不要な動作中であることを検出、す
なわち不感帯の設定が可能と判定した場合にはステップ
S42で不感帯フラグを1にセットする。逆にステップ
S41で高い除振能力を必要とする動作中であることを
検出、すなわち不感帯の設定をすべきではないと判定し
た場合にはステップS43で不感帯フラグを0にセット
する。
FIGS. 4 to 6 are flow charts for explaining the processing constituting a part of the position control loop inside the control device 11 shown in FIG. In the flowchart shown in FIG. 4, the control device 11 determines in step S41 that
Position deviations Δx, Δy, Δz, Δθ x , Δ according to operations such as reticle loading and exposure of the projection exposure apparatus shown in FIG.
It is determined whether or not dead zones are set for θ y and Δθ z . Then, when it is detected that a high vibration isolation capability is not required, that is, when it is determined that a dead zone can be set, the dead zone flag is set to 1 in step S42. Conversely, if it is detected in step S41 that an operation requiring a high vibration isolation capability is being performed, that is, if it is determined that the dead zone should not be set, the dead zone flag is set to 0 in step S43.

【0034】図5(a)は図3における減算器46a〜
46fおよび補正ブロック1000a〜1000cにお
ける処理内容を示している。先ず、ステップS51で位
置偏差Δx、Δy、Δz、Δθx、Δθy、Δθzを求め
る(減算器46a〜46fの処理。以後、説明の煩雑化
を避けるため、必要に応じて位置偏差Δx、Δy、Δ
z、Δθx、Δθy、ΔθzをΔとして表示する)。ステ
ップS52において不感帯フラグをチェックし、不感帯
フラグが0のときにはステップS53で補正位置偏差Δ
xc、Δyc、Δzc、Δθxc、Δθyc、Δθz
(以後、説明の煩雑化を避けるため、必要に応じて補正
位置偏差Δxc、Δyc、Δzc、Δθxc、Δθyc、
ΔθzcをΔcとして表示する。)には補正を加えず、
つまりΔc=Δとして処理を終え、次段の処理ブロッ
ク、すなわち図3に示す位置コントローラXPI、YP
I、ZPI、XθPI、YθPI、ZθPIに補正位置
偏差Δcを送る。
FIG. 5A shows the subtracters 46a to 46a in FIG.
46f and processing contents in the correction blocks 1000a to 1000c. First, in step S51, position deviations Δx, Δy, Δz, Δθ x , Δθ y , and Δθ z are obtained (processing of the subtracters 46a to 46f. Hereinafter, in order to avoid complication of description, the position deviations Δx, Δy, Δ
z, Δθ x , Δθ y , Δθ z are denoted as Δ). In step S52, the dead zone flag is checked. If the dead zone flag is 0, the correction position deviation Δ
xc, Δyc, Δzc, Δθ x c, Δθ y c, Δθ z c
(Hereafter, to avoid complicating the description, if necessary corrected position deviation Δxc, Δyc, Δzc, Δθ x c, Δθ y c,
Δθ z c is displayed as Δc. ) Without any corrections,
In other words, the processing is completed with Δc = Δ, and the next processing block, that is, the position controllers XPI, YP
The correction position deviation Δc is sent to I, ZPI, XθPI, YθPI, and ZθPI.

【0035】ステップS52で不感帯フラグが1であっ
た場合、ステップS54で位置偏差Δが所定の不感帯幅
Wdzよりも大きいか小さいかを判定する。そして位置
偏差Δが不感帯幅Wdz未満であった場合にはステップ
S54で補正位置偏差Δcを0として処理を終えて図3
に示す位置コントローラXPI、YPI、ZPI、Xθ
PI、YθPI、ZθPIに補正位置偏差Δcを送る。
If the dead zone flag is 1 in step S52, it is determined in step S54 whether the position deviation Δ is larger or smaller than a predetermined dead zone width Wdz. If the position deviation Δ is smaller than the dead zone width Wdz, the process is ended by setting the corrected position deviation Δc to 0 in step S54 and FIG.
Position controllers XPI, YPI, ZPI, Xθ
The correction position deviation Δc is sent to PI, YθPI, and ZθPI.

【0036】ステップS54で位置偏差Δが所定の不感
帯幅Wdzと等しいか、不感帯幅Wdzよりも大きかっ
た場合、ステップS56で以下の式(1)に示す処理を
行い、図3に示す位置コントローラXPI、YPI、Z
PI、XθPI、YθPI、ZθPIに補正位置偏差Δ
cを送る。
If the position deviation Δ is equal to or larger than the predetermined dead zone width Wdz in step S54, the processing shown in the following equation (1) is performed in step S56, and the position controller XPI shown in FIG. , YPI, Z
Correction position deviation Δ for PI, XθPI, YθPI, ZθPI
Send c.

【数1】 Δc=Δ−sgn(Δ)・Wdz … 式(1) ここに、Δ>0のとき、sgn(Δ)=1 Δ<0のとき、sgn(Δ)=−1Δc = Δ−sgn (Δ) · Wdz Expression (1) Here, when Δ> 0, sgn (Δ) = 1, when Δ <0, sgn (Δ) = − 1

【0037】図5(a)に示す処理内容について、補正
ブロック1000a〜1000fをアナログの入出力系
に見立て、図5(b)を参照して説明する。図5(b)
のグラフにおいて、横軸に入力としての位置偏差Δをと
り、縦軸に出力としての補正位置偏差Δcをとる。そし
て、不感帯フラグが0のときにはaの破線で示すように
Δc=Δとして位置コントローラXPI、YPI、ZP
I、XθPI、YθPI、ZθPIに補正位置偏差Δc
を出力する。逆に不感帯フラグが1のときにはbの実線
で示すように+側、−側のそれぞれに不感帯幅Wdzを
有する入出力特性で位置コントローラXPI、YPI、
ZPI、XθPI、YθPI、ZθPIに補正位置偏差
Δcを出力する。
The processing contents shown in FIG. 5A will be described with reference to FIG. 5B by regarding the correction blocks 1000a to 1000f as analog input / output systems. FIG. 5 (b)
In the graph, the horizontal axis represents the positional deviation Δ as an input, and the vertical axis represents the corrected positional deviation Δc as an output. When the dead zone flag is 0, the position controllers XPI, YPI, ZP are set as Δc = Δ as shown by the broken line a.
Correction position deviation Δc for I, XθPI, YθPI, ZθPI
Is output. Conversely, when the dead zone flag is 1, the position controllers XPI, YPI, and IPI have input / output characteristics having a dead zone width Wdz on each of the + side and the-side as shown by the solid line b.
The correction position deviation Δc is output to ZPI, XθPI, YθPI, and ZθPI.

【0038】以上のように振動制御系を構成することに
より、高い除振能力が必要なときにのみ各アクチュエー
タに推力が発生するようになるので、これら各アクチュ
エータからの不必要な発熱を防止することができる。
By constructing the vibration control system as described above, a thrust is generated in each actuator only when a high anti-vibration ability is required, so that unnecessary heat generation from each actuator is prevented. be able to.

【0039】なお、以上の説明では、位置偏差Δから補
正位置偏差Δcを求める際に、所定幅Wdzの不感帯幅
を考慮するか、あるいは考慮しないかの判定を不感帯フ
ラグを用いて行う例について説明したが、この不感帯フ
ラグを用いなくてもよい。以下、図6を参照してこの例
について説明する。
In the above description, an example is described in which, when the corrected position deviation Δc is obtained from the position deviation Δ, it is determined whether or not the dead zone width of the predetermined width Wdz is taken into account by using the dead zone flag. However, the dead zone flag may not be used. Hereinafter, this example will be described with reference to FIG.

【0040】図6(a)に示すフローチャートは、図5
(a)に示す位置制御フィードバック量設定ルーチンの
別の例を示しており、図5(a)におけるステップS5
2、つまり不感帯フラグ判定処理と、ステップS53、
つまり不感帯フラグがセットされていなかった場合の処
理とをなくした以外は図5(a)のものと同様であるの
で、図5(a)のものとの差異を中心に説明する。
The flowchart shown in FIG.
FIG. 11A shows another example of the position control feedback amount setting routine shown in FIG.
2, that is, dead zone flag determination processing, and step S53,
In other words, except that the processing when the dead zone flag is not set is eliminated, the processing is the same as that of FIG. 5A, and therefore, the description will focus on the differences from FIG. 5A.

【0041】図5(a)に示すフローチャートにおい
て、不感帯幅Wdzは所定値に固定されたものであった
が、図6(a)に示すフローチャートのステップS62
にける不感帯幅Wdzvは可変となっている。この不感
帯幅Wdzvは、制御装置11に組み込まれた処理プロ
グラム中の不図示の不感帯幅設定ルーチンにより、投影
露光装置の処理内容に応じて設定される。そして投影露
光装置の処理内容が、最も高い除振能力のもとで行われ
る必要があるときには不感帯幅Wdzvは0に設定さ
れ、逆にさほど高い除振能力が必要とされないときに
は、その程度に応じて不感帯幅Wdzvが任意の値に設
定される。
In the flowchart shown in FIG. 5A, the dead zone width Wdz is fixed at a predetermined value. However, step S62 in the flowchart shown in FIG.
The dead zone width Wdzv is variable. The dead zone width Wdzv is set according to the processing contents of the projection exposure apparatus by a dead zone width setting routine (not shown) in a processing program incorporated in the control device 11. The dead zone width Wdzv is set to 0 when the processing contents of the projection exposure apparatus need to be performed under the highest anti-vibration ability, and conversely, when a very high anti-vibration ability is not required, Thus, the dead zone width Wdzv is set to an arbitrary value.

【0042】以上のようにして設定された不感帯幅Wd
vzに応じて図6(a)に示すフローチャートに基づく
処理が行われる結果を、図5(b)を参照して説明した
のと同様に、補正ブロック1000a〜1000fをア
ナログの入出力系に見立てた入出力の関係を図6(b)
に示す。
The dead zone width Wd set as described above
The results obtained by performing the processing based on the flowchart shown in FIG. 6A according to vz are regarded as correction blocks 1000a to 1000f as analog input / output systems in the same manner as described with reference to FIG. 5B. FIG. 6B shows the relationship between the input and output.
Shown in

【0043】図6(b)に示すグラフにおいて、不感帯
幅Wdvzが0のときには破線aに示すようなΔc=Δ
の関係となる。これは、図5(b)に示すグラフにおい
て、不感帯フラグが0のときのΔcとΔとの入出力関係
を示す破線aに等しい。再び図6(b)を参照し、不感
帯幅Wdzvが比較的狭いWdzv1であったときには
一点鎖線bで示すような入出力関係で、あるいは不感帯
幅Wdzvが比較的広いWdvz2であったときには実
線cで示すような入出力関係で示される。そして、例え
ば実線cに示すような入出力関係にあるときに、外乱に
対する反応はそれなりに抑制されるので、各アクチュエ
ータの推力も減り、したがって各アクチュエータからの
発熱を防止することができる。
In the graph shown in FIG. 6B, when the dead zone width Wdvz is 0, Δc = Δ
It becomes the relationship. This is equal to the dashed line a indicating the input / output relationship between Δc and Δ when the dead zone flag is 0 in the graph shown in FIG. Referring again to FIG. 6B, when the dead zone width Wdzv is relatively narrow Wdzv1, the input / output relationship as indicated by the one-dot chain line b, or when the dead zone width Wdzv is relatively wide Wdvz2, the solid line c. It is shown by the input / output relationship as shown. Then, for example, when there is an input / output relationship as shown by the solid line c, the reaction to the disturbance is suppressed to a certain extent, so that the thrust of each actuator is also reduced, and therefore heat generation from each actuator can be prevented.

【0044】なお、本発明に係る除振装置は、ステップ
・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置や
ステッパ方式の投影露光装置などの光学式の露光装置の
みならず、荷電粒子線露光装置にも適用可能である。
The anti-vibration apparatus according to the present invention includes not only an optical exposure apparatus such as a step-and-scan type scanning exposure type projection exposure apparatus and a stepper type projection exposure apparatus, but also a charged particle beam exposure apparatus. It is also applicable to devices.

【0045】[0045]

【発明の効果】【The invention's effect】

(1)請求項1および請求項3に記載の発明によれば、
定常的な外乱があっても高い除振能力が必要なときにの
みアクチュエータに推力が発生するようになるので、ア
クチュエータからの不必要な発熱を防止し、この発熱に
伴う精度の低下を防止することができる。 (2)請求項2および請求項3に記載の発明によれば、
求められる除振能力の高さに応じて不感帯幅を調節で
き、これによりアクチュエータから発生する推力を必要
に応じて調節できるので、アクチュエータからの発熱を
さらにきめ細かく抑制することができる。
(1) According to the invention described in claim 1 and claim 3,
Even when there is a steady disturbance, thrust is generated in the actuator only when a high anti-vibration capacity is required, so unnecessary heat generation from the actuator is prevented, and a decrease in accuracy due to this heat generation is prevented. be able to. (2) According to the invention described in claim 2 and claim 3,
The dead zone width can be adjusted according to the required level of the vibration isolation capability, and the thrust generated from the actuator can be adjusted as necessary. Therefore, heat generation from the actuator can be more finely suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一実施の形態に係る投影露光装置を示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing a projection exposure apparatus according to one embodiment.

【図2】(a)はアクチュエータ7Aの一例を示す拡大
断面図、(b)はアクチュエータ7Aの他の例を示す拡
大断面図である。
FIG. 2A is an enlarged sectional view showing an example of an actuator 7A, and FIG. 2B is an enlarged sectional view showing another example of the actuator 7A.

【図3】アクチュエータの制御系の構成を示す制御ブロ
ック図である。
FIG. 3 is a control block diagram illustrating a configuration of a control system of the actuator.

【図4】図3に示す制御系の位置制御ループ不感帯設定
ルーチンを説明するフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a position control loop dead zone setting routine of the control system shown in FIG. 3;

【図5】図3に示す制御系の位置制御ループフィードバ
ック量設定ルーチンの一例を説明する図であり、(a)
がそのフローチャートを、(b)がこのルーチンによっ
て設定されたフィードバック量を模式的に表したグラフ
である。
FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a position control loop feedback amount setting routine of the control system shown in FIG. 3;
Is a flow chart, and (b) is a graph schematically showing the feedback amount set by this routine.

【図6】図3に示す制御系の位置制御ループフィードバ
ック量設定ルーチンの別の例を説明する図であり、
(a)がそのフローチャートを、(b)がこのルーチン
によって設定されたフィードバック量を模式的に表した
グラフである。
6 is a diagram for explaining another example of the position control loop feedback amount setting routine of the control system shown in FIG. 3,
(A) is a flowchart, and (b) is a graph schematically showing a feedback amount set by this routine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4A〜4D 除振パッド 5Z1〜5Z3、5Y1、5Y2、5X 加速度センサ
(振動センサ) 6 定盤(除振台) 7A〜7D、32A〜32C アクチュエータ 10Z1〜10Z3、10Y1、10Y2、10X 変
位センサ 11 制御装置(振動制御系) 20 XYステージ(基板ステージ) 27 レチクルステージ 30X、30Y、30R レーザ干渉計(位置計測手
段) 40 露光本体部 100 露光装置 R レチクル(マスク) PL 投影光学系 W ウエハ(感光基板) 1000a〜1000f 補正ブロック
4A~4D vibration isolating pads 5Z 1 ~5Z 3, 5Y 1, 5Y 2, 5X acceleration sensor (vibration sensor) 6 platen (anti-vibration table) 7A-7D, 32A to 32C actuator 10Z 1 ~10Z 3, 10Y 1, 10Y 2 , 10X Displacement sensor 11 Control device (vibration control system) 20 XY stage (substrate stage) 27 Reticle stage 30X, 30Y, 30R Laser interferometer (position measuring means) 40 Exposure main body 100 Exposure device R Reticle (mask) PL Projection optical system W Wafer (photosensitive substrate) 1000a to 1000f Correction block

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パッドを介して保持された除振台と、 前記除振台を駆動するアクチュエータと、 前記除振台の変位を検出する変位センサと、 前記除振台の振動を検出する振動センサと、 前記変位センサの出力に基づく位置制御ループと、前記
振動センサの出力に基づく速度制御ループとで前記除振
台の変位および振動を抑制するように前記各アクチュエ
ータを駆動制御する振動制御系とを具備し、前記変位セ
ンサの出力に対して有効あるいは無効に選択可能な所定
幅の不感帯を前記位置制御ループに設けたことを特徴と
する除振装置。
1. An anti-vibration table held via a pad, an actuator for driving the anti-vibration table, a displacement sensor for detecting a displacement of the anti-vibration table, and a vibration for detecting vibration of the anti-vibration table A vibration control system that drives and controls each of the actuators so as to suppress displacement and vibration of the vibration isolation table with a sensor, a position control loop based on the output of the displacement sensor, and a speed control loop based on the output of the vibration sensor. And a dead band having a predetermined width that can be selected to be valid or invalid with respect to the output of the displacement sensor is provided in the position control loop.
【請求項2】 パッドを介して保持された除振台と、 前記除振台を駆動するアクチュエータと、 前記除振台の変位を検出する変位センサと、 前記除振台の振動を検出する振動センサと、 前記変位センサの出力に基づく位置制御ループと、前記
振動センサの出力に基づく速度制御ループとで前記除振
台の変位および振動を抑制するように前記各アクチュエ
ータを駆動制御する振動制御系とを具備し、前記変位セ
ンサの出力に対して不感帯を前記位置制御ループに設
け、前記不感帯の不感帯幅を可変にしたことを特徴とす
る除振装置。
2. An anti-vibration table held via a pad; an actuator for driving the anti-vibration table; a displacement sensor for detecting a displacement of the anti-vibration table; and a vibration for detecting vibration of the anti-vibration table. A vibration control system that drives and controls each of the actuators so as to suppress displacement and vibration of the vibration isolation table with a sensor, a position control loop based on the output of the displacement sensor, and a speed control loop based on the output of the vibration sensor. And a dead zone for the output of the displacement sensor is provided in the position control loop, and a dead zone width of the dead zone is made variable.
【請求項3】 マスクに形成されたパターンを投影光学
系を介して基板ステージ上の基板に転写する露光装置で
あって、前記請求項1または2に記載の除振装置を露光
本体部の除振装置として具備することを特徴とする露光
装置。
3. An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate on a substrate stage via a projection optical system, wherein the vibration removing apparatus according to claim 1 or 2 is used to remove an exposure main body. An exposure apparatus comprising a vibration device.
JP9068265A 1997-03-21 1997-03-21 Vibration absorbing device and stepper Pending JPH10270308A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9068265A JPH10270308A (en) 1997-03-21 1997-03-21 Vibration absorbing device and stepper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9068265A JPH10270308A (en) 1997-03-21 1997-03-21 Vibration absorbing device and stepper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10270308A true JPH10270308A (en) 1998-10-09

Family

ID=13368759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9068265A Pending JPH10270308A (en) 1997-03-21 1997-03-21 Vibration absorbing device and stepper

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10270308A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100396860B1 (en) Apparatus for suppressing vibration
US6388733B1 (en) Exposure apparatus with an anti-vibration structure
US6202492B1 (en) Anti-vibration apparatus and exposure apparatus
US6322060B1 (en) Anti-vibration apparatus, exposure apparatus using the same, device manufacturing method, and anti-vibration method
JPH10112433A (en) Seismic base isolation device and exposure device
US20070097340A1 (en) Active damper with counter mass to compensate for structural vibrations of a lithographic system
US6473159B1 (en) Anti-vibration system in exposure apparatus
JPH1089403A (en) Vibration control device
JP4109747B2 (en) Active vibration isolator and exposure apparatus
JP2004100953A (en) Vibration damping device exposure device
EP1124078A2 (en) Active anti-vibration apparatus and exposure apparatus
US6392741B1 (en) Projection exposure apparatus having active vibration isolator and method of controlling vibration by the active vibration isolator
KR100873407B1 (en) Anti-vibration apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
JPH11150062A (en) Vibration isolator, aligner, and method for canceling vibration of vibration canceling base
US11223303B2 (en) Motor with force constant modeling and identification for flexible mode control
JP2004165416A (en) Aligner and building
JP3629772B2 (en) Vibration isolator, stage apparatus, exposure apparatus, and scanning exposure apparatus
KR100483982B1 (en) Vibration Insulation and Exposure Equipment
JP3707575B2 (en) Vibration isolator and exposure apparatus
JP2006250291A (en) Vibration isolating device
JP2000216082A (en) Stage device and aligner
JP3807516B2 (en) Vibration isolator, vibration isolation method, and exposure apparatus
JP2000012435A (en) Oscillation removing device and aligner
JPH10270308A (en) Vibration absorbing device and stepper
JPH11102858A (en) Stage positioning control device and active vibration-proof device