KR100627739B1 - 개선된 궤도 계획 및 실행을 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독가능 매체 - Google Patents

개선된 궤도 계획 및 실행을 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독가능 매체 Download PDF

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KR100627739B1
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다니엘 갈버트
토드제이. 베드나렉
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에이에스엠엘 홀딩 엔.브이.
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Abstract

비실시간 궤도 계획 및 궤도 실행을 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다. 궤도 계획 프로세스는 하이레벨 제어 시스템에 의해 생성된 데이터를 수신한다. 이 데이터는 위치 및 스캔 속도를 정의하며, 이 때 다축 이동은 정밀하게 동기화되어야만 한다. 궤도 계획 프로세스는, 임계 이동이 최대 처리량에서 실행될 수 있게 하는 등가속 간격의 시퀀스를 생성한다. 궤도 계획 프로세스의 출력은 프로파일로서 알려져 있다. 프로파일 실행기는, 궤도 계획기 프로세스에 의해 출력된 프로파일을 사용하여, 제어 서보를 구동하는 연속적인 동기화 및 필터링된 다축 위치 및 가속도 커맨드(즉, 실행 데이터)를 생성한다. 궤도 계획기에 의해 생성된 모든 시간 간격은 실시간 클럭 주기의 정수배가 되도록 양자화된다. 궤도 계획기는 무한 저크를 갖지만, 저크를 제한하고 서보-추적 에러를 최소화하기 위하여, 프로파일 실행기 내의 필터에 의해 평활화된다. 궤도 계획기는 프로파일 실행기 필터를 위한 시간을 허용하지만, 튜닝된 필터의 폭이 허용된 시간을 초과하지 않는 경우, 이 필터의 형상의 미세 튜닝은 제한하지 않는다.
궤도 계획, 궤도 실행, 프로파일, 등속 간격, 가속 간격

Description

개선된 궤도 계획 및 실행을 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독가능 매체{METHOD, SYSTEM, AND COMPUTER READABLE MEDIUM FOR IMPROVED TRAJECTORY PLANNING AND EXECUTION}
도 1은 본 발명의 실시예의 기초 모듈과, 그들 간에서의 데이터 흐름을 나타낸 블럭도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 모듈 간에서의 데이터 흐름을 보다 더 상세하게 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 소프트웨어 실시예가 실행될 수 있는 컴퓨터 플랫폼을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 궤도 계획 프로세스를 개괄적으로 나타낸 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 궤도 계획 프로세스를 보다 더 상세하게 나타낸 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라, 소정의 축에 대하여 포토리소그래피 시스템의 컴포넌트의 이동을 계산하는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라, 등속 스캔 길이를 조절하는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라, 최대 속도 및 가속도 제한을 고려하여 가속 간격을 계산하는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 9는 2개의 가속 간격을 가지며 최대 속도 제한을 갖지 않는 프로파일을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라, 최대 속도 제한이 없는 경우에서의 가속 간격을 계산하는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 11은 3개의 가속 간격을 가지며 최대 속도 제한을 갖는 프로파일을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라, 최대 속도 제한이 있는 경우에서의 가속 간격을 계산하는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라, 스캔 간에 제로 속도 지점을 생성하는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라, 다중 스캔 축을 동기화하기 위하여 영 속도 시간격을 조절하는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라, 필터 지연을 보상하기 위하여 이동 궤도의 시작부에서의 지연을 생성하는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 16은 본 발명의 실시예에 따라, 프로파일 실행의 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 17은 본 발명의 실시예에 따라, 통합된 위치 신호를 필터링하는 프로세스를 나타낸 도면.
도 18은 본 발명의 실시예에 따라, 필터링된 위치 신호를 내삽하는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 19는 본 발명의 실시예에 따라, 내삽된 신호를 생성하기 위하여 업샘플링된 신호를 필터링하는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 20은 본 발명의 실시예에 따라, 가속 상태 신호를 내삽하는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 21은 본 발명의 실시예에 따라, 프로파일 실행기 및 그 컴포넌트를 나타낸 블럭도.
도 22는 본 발명의 실시예에 따라, 통합된 위치 신호를 위한 필터를 나타낸 블럭도.
도 23은 본 발명의 실시예에 따라, 프로파일 실행기의 내삽 컴포넌트를 나타낸 블럭도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
130 : 궤도 계획기
150 : 프로파일 실행기
170 : 제어 시스템
본 발명은 포토리소그래피 시스템의 가동 컴포넌트(movable component)를 위 한 궤도 계획 및 실행에 관한 것이다.
다수의 산업 프로세스는 특정 시간에서의 정밀한 위치에 의해 정의되는 궤도를 따른 이동을 포함한다. 포토리소그래피는 그러한 프로세스의 한 예이다. 포토리소그래피 프로세스에서, 조명원은 조명 빔을 투영시킨다. 빔은 레티클을 통과하거나 그로부터 반사되어, 레티클로부터의 레티클 이미지가 반도체 기판과 같은 기판에 전사될 수 있게 한다.
포토리소그래피 프로세스에서 레티클 이미지를 기판에 투영시키기 위하여 스캐닝 기술이 사용된다. 이러한 스캐닝 기술은 조명 슬롯을 가로질러 레티클을 이동시켜, 레티클 이미지가 레티클과 동시에 이동하고 있는 기판 상에 노광되게 하는 것을 포함한다. 레티클 및 기판은 하나 이상의 차원으로 이동할 수 있는 스테이지 상에서 노광된다.
일반적으로, 이동 궤도는 디지탈 방식으로 계산됨으로써, 고정밀 다축 이동 제어 시스템(high-precision multi-axis motion control system)이 높은 처리량을 달성할 수 있도록 한다. 스텝-앤드-스캔(step-and-scan) 리소그래피 도구 내에서, 레티클 패턴이 웨이퍼 표면 상에 이미징되고 노광되는 프로세스 동안, 웨이퍼 및 레티클의 이동 궤도가 특히 관심의 대상이다. 웨이퍼 표면 전체가 필드 스캔의 시퀀스(sequence)로 노광된다. 각각의 필드의 노광에서, 웨이퍼와 레티클은 정밀하게 동기화된 등속도로 이미징 광학계의 노광 필드를 가로질러 스캐닝되어야 한다. 레티클과 웨이퍼의 속도의 비는 이미징 광학계의 배율과 정확하게 매칭(matching)되어야 한다.
시스템 처리량을 최대화하기 위하여, 최소 가능 시간 내에 웨이퍼를 노광시키는 것이 바람직하다. 웨이퍼를 노광시키는 데에 사용되는 전형적인 궤도에서, 각각의 필드 노광 후, 웨이퍼 스테이지는 한 필드 스캔의 끝에서의 초기 상태(즉, 위치 및 속도)로부터 후속 필드 스캔의 처음에서의 새로운 상태(즉, 새로운 위치 및 속도)로 비동기적으로 스텝(asynchronously stepped)되어야만 한다. 마찬가지로, 레티클 스테이지도 한 필드 스캔의 끝에서의 초기 상태로부터 후속 필드 스캔의 처음에서의 새로운 상태로 비동기적으로 스텝되어야만 한다. 따라서, 스캔 사이의 시간의 양을 최소화하면, 시스템의 처리량을 개선할 수 있다. 그러므로, 등속 스캔 간의 간격에 대해 포토리소그래피 컴포넌트를 위한 최적의 궤도를 계획하고 실행하는 시스템 및 방법이 필요하다.
본 명세서에 개시된 발명은 비실시간 궤도 계획 및 궤도 실행을 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램이다. 궤도 계획 프로세스는 하이레벨 제어 시스템에 의해 생성된 데이터를 수신한다. 하이레벨 제어 시스템은 소프트웨어로 구현된다. 이 데이터는 위치 및 스캔 속도를 정의하며, 이 때 다축 이동은 정밀하게 동기화되어야만 한다. 궤도 계획 프로세스는, 임계 이동이 최대 처리량에서 실행될 수 있게 하는 등가속 간격의 시퀀스를 생성한다. 궤도 계획 프로세스의 출력은 프로파일로서 알려져 있다. 프로파일 실행기는, 궤도 계획기 프로세스에 의해 출력된 프로파일을 사용하여, 제어 서보를 구동하는 연속적이며 동기화되고 필터링된 다축 위치 및 가속도 커맨드(즉, 실행 데이터)를 생성한다.
궤도 계획기에 의해 생성된 모든 시간 간격은 실시간 클럭 주기의 정수배가 되도록 양자화된다. 궤도 계획기 출력은 무한 저크(infinite jerk)를 갖지만, 저크를 제한하고 서보-추적 에러를 최소화하기 위하여, 프로파일 실행기 내의 필터에 의해 평활화된다. 궤도 계획기는 프로파일 실행기 필터를 위한 시간을 허용하지만, 튜닝된 필터의 폭이 허용된 시간을 초과하지 않는 경우, 이 필터의 형상에 대한 미세 튜닝은 제한하지 않는다.
궤도 계획과 실행 프로세스의 결합은, 임의의 개별적인 필드 스캔이 완료된 후, 노광 시퀀스가 원활하게 중단되고 재시작될 수 있도록 한다.
전술한 것과 그 이외의 본 발명의 특징 및 이점은, 첨부 도면에 도시되어 있는 것과 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
이제, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 설명되며, 도면에서 동일 참조 번호는 동일하거나 기능적으로 유사한 구성 요소를 나타낸다. 또한, 도면에서 각 참조 번호의 첫자리수는 해당 참조 번호가 최초로 사용되는 도면에 대응한다. 구체적인 구성 및 배열이 논의되지만, 이것은 단지 설명을 위한 것일 뿐임을 알아야 한다. 관련 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고서 다른 구성 및 배열이 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 관련 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 본 발명이 다른 다양한 장치 및 응용 분야에 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
Ⅰ. 개요
본 명세서에 개시되는 발명은 비-실시간(non-real-time) 계획 알고리즘 및 실시간 실행 알고리즘이다. 궤도 계획 프로세스는 하이레벨 제어 소프트웨어에 의해 생성된 데이터를 수신한다. 이 데이터는 위치 및 스캔 속도를 정의하며, 이 때 다축 이동은 정밀하게 동기화되어야만 한다. 궤도 계획 프로세스는 임계 스캔 이동이 최대 처리량에서 실행될 수 있게 하는 등가속 간격의 시퀀스를 생성한다. 프로파일 실행기는, 궤도 계획기의 출력(즉, 프로파일)을 사용하여, 제어 서보를 구동하는 연속적이며 동기화되고 필터링된 다축 위치 및 가속 커맨드를 생성한다. 궤도 계획기에 의해 생성되는 모든 시간 간격은 실시간 클럭 주기의 정수배가 되도록 양자화된다. 궤도 계획기 출력은 무한 저크를 가지며, 저크를 제한하고 서보-추적 에러를 최소화하기 위하여 프로파일 실행기 내의 필터에 의해 평활화된다. 궤도 계획기는 프로파일 실행기 필터링을 위한 시간을 허용하지만, 튜닝된 필터의 폭이 허용된 시간을 초과하지 않는다면, 이 필터의 형상에 대한 미세 튜닝은 제한하지 않는다.
본 발명은 도 1에 개괄적으로 도시되어 있다. 제어 프로세스(110)는 초기 제어 데이터(120)를 궤도 계획기(130)에 제공하는 것을 담당한다. 초기 제어 데이터(120)는 등속 스캔 사이의 간격을 위한 궤도 계획을 시작하는 데에 필요한 정보를 포함한다. 이 간격은 2개의 스캔을 연결하기 때문에, 링크로도 칭해진다. 초기 제어 데이터(120)는 스캔의 시작점, 필요한 스캔의 거리 및 속도, 및 중단점을 포함한다. 초기 제어 데이터(120)가 주어지면, 궤도 계획기(130)는 프로파일로도 알려진 궤도 데이터(140)를 생성한다. 궤도 데이터(140)는 링크를 위한 등가속의 양자화된 시간 간격의 정의, 및 이 간격 동안의 가속도를 포함한다. 또한, 궤도 데이터(140)는 각 가속 간격의 시작점에서의 위치 및 속도를 포함한다. 그 후에, 궤도 데이터(140)는 프로파일 실행기(150)에 의해 사용될 수 있다. 프로파일 실행기(150)는 궤도 데이터(140)를 사용하여 실행 데이터(160)를 생성한다. 실행 데이터(160)는 위치 및 가속도를 정의하는 실시간 데이터 스트림(data stream)이다. 실행 데이터(160)는 제어 시스템(170)에 대한 일련의 커맨드를 나타낸다. 제어 시스템(170)은 실행 데이터(160)에 따라 포토리소그래피 시스템의 컴포넌트(예를 들어, 웨이퍼 스테이지 및 레티클 스테이지)를 이동시키는 데에 사용되는 전자기계적 제어 메커니즘(electromechanical control mechanism)을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 시스템에 대한 보다 상세한 블럭도이다. 시스템(200)은 궤도 계획기(130), 프로파일 실행기(150) 및 제어 시스템(170)을 포함한다. 궤도 계획기(130)는 제어 데이터(120)에 따라 디바이스 궤도를 설계한다. 이 설계에 의해 궤도 데이터(140)가 생성된다. 궤도 데이터(140)는 포토리소그래피 도구 내의 기판 스테이지 또는 레티클 스테이지의 궤도와 같이, 디바이스의 궤도를 정의하는 상태 신호 세트로 볼 수 있다. 계획기(130)는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 그러나, 계획기(130)는 하드웨어 및/또는 펌웨어(firmware), 또는 그들의 조합으로 구현될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서, 궤도 계획기(130)는 오프라인 프로세스에서 이러한 궤도를 설계한다. 따라서, 포토리소그래피의 경우에서, 궤도 데이터(140)는 기판 스테이지 또는 레티클 스테이 지 스캐닝 동작이 시작되기 전에 생성된다.
궤도 데이터(140)는 제어 시스템(170) 내에 포함되는 기판 스테이지 또는 레티클 스테이지와 같은 디바이스의 이동을 관리하는 복수의 등가속 상태를 정의한다. 궤도 데이터(140)는 위치 상태 신호(210), 속도 상태 신호(212) 및 가속 상태 신호(214)를 포함한다. 각각의 등가속 상태에 대하여, 상태 신호(210, 212 및 214)는 대응값을 갖는다. 이 등가속 상태는 1 밀리초와 같은 저속 클럭 주기의 정수배인 가변 길이의 시간 간격 동안 존재한다.
전술한 바와 같이, 궤도 데이터(140)는 위치 상태 신호(110), 속도 상태 신호(112) 및 가속 상태 신호(114)를 포함한다. 궤도 계획기(130)에 의해 생성된 이러한 상태 신호는, 기판 스테이지 또는 레티클 스테이지와 같은 디바이스의 단일 차원의 이동을 정의한다.
이러한 신호 간의 관계는 P = Pi + ½At2 + Vit 및 V = Vi + At로 표현될 수 있다. 이 표현에서, Pi는 위치 상태 신호(210)를, P는 위치 신호를, A는 가속 상태 신호(214)를, Vi는 속도 상태 신호(212), V는 속도 신호를 나타낸다. 위치 상태 신호(210)는 비-등거리로(non-equidistantly) 샘플링된 2차 곡선이다. 따라서, 속도 상태 신호(212)는 비-등거리로 샘플링된 사다리꼴 신호이다.
가속 상태 신호(214)는 임의의 진폭 및 펄스 폭을 가질 수 있는 일련의 정사각형 및/또는 직사각형 펄스이다. 이 펄스는 속도 상태 신호(212) 값의 전이(transition)에 대응한다. 이 펄스의 상승 및 하강 에지에서, 가속 상태 신호(214)는 큰 제1 도함수(derivative)를 갖게 된다. 본 명세서에서, 이 제1 도함수는 "저크(jerk)"로 칭해진다. 이 상승 및 하강 에지는 정사각형 및/또는 직사각형 펄스를 제공하기 때문에, 가속 상태 신호(214)는 무한대의 저크값(즉, 델타 함수)을 갖는다.
속도 상태 신호(212) 및 가속 상태 신호(214)의 값은 궤도 계획기(130)에 의해 정의되는 특정한 시간에서만 변화한다. 따라서, 이 신호는 시간에 따라 균일하게 이격된 샘플의 세트에 의해 표시되기 보다는, 가속 상태 신호(214)가 변화할 때의 특정 순간에 대응하는 값에 의해 표시된다. 전술한 바와 같이, 이 순간은 저속 클럭 주기의 정수배인 시간 간격으로 이격된다.
다시 도 1을 참조하면, 프로파일 실행기(150)는 궤도 계획기(130)로부터 궤도 데이터(140)를 수신하고, 이 신호를 출력 신호 세트인 실행 데이터(160)로 변환한다. 실행 데이터(160)는 실시간 위치 신호 및 실시간 가속 출력 신호를 포함한다. 이 출력 신호는 궤도 데이터(140)에 대응하지만, 고정된 고속 클럭 레이트로 발생하는 이산 시간 신호(discrete time signal)이다. 예시적인 고속 클럭 레이트는 16㎑이다. 다른 클럭 레이트도 사용될 수 있다. 이러한 고속 클럭 레이트로 발생하는 이산 시간 신호는 0.0625 밀리초의 시간 간격으로 이격된 값을 갖는다. 본 명세서에서, 이산 시간 신호의 클럭 레이트를 증가시키는 프로세스는 내삽(interpolation)으로 칭해진다. 프로파일 실행기(150)는 실행 데이터(160)를 제어 시스템(170)으로 보낸다.
실행 데이터(160)를 생성할 때에, 프로파일 실행기(150)는 전술한 것과 같은 과잉 저크를 감소시키기 위하여, 궤도 데이터(140)의 상태 신호를 필터링한다. 이와 같이 하는 데에 있어서, 프로파일 실행기(160)는 필터링을 통하여 제어 시스템(170) 내에서 소정의 공진(resonance)이 발생되는 것을 방지하고, 고속 클럭 레이트로 이산 시간 신호를 생성한다. 이러한 고속 클럭 레이트는 궤도 데이터(140)와 관련된 저속 클럭 레이트보다 크기 때문에, 프로파일 실행기(150)는 상태 신호의 필터링 및 내삽을 수행하여, 실행 데이터(160)를 생성한다.
실행 데이터(160)는 위치 출력 신호(218) 및 가속 출력 신호(220)를 포함한다. 상태 신호(210-214)와 마찬가지로, 이러한 신호는 이산 신호이다. 그러나, 상태 신호(210-214)와는 달리, 각각의 위치 신호(218) 및 가속 신호(220)는 균일한 시간 간격으로 이격되어 있는 값을 갖는다. 이러한 균일한 시간 간격은 전술한 고속 클럭 레이트의 1 주기와 동일하다.
프로파일 실행기(150)는 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현된다. 본 발명의 일 실시예에서, 이 컴퓨터는 메사츄세츠 노우드(Norwood, Massachusetts)의 아날로그 디바이스사(Analog Devices, Inc.)에서 제조된 SHARC?ADSP-21062와 같은 고정된 정밀 산술 마이크로컨트롤러이다.
프로세스(500)에서 도시된 바와 같이러한 궤도를 계산할 수 있는 궤도 계획기(130)에 의해 수행되는 기능은 소프트웨어로 구현되는 것이 바람직하다. 또한, 동일한 기능이 하드웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합을 사용하여 구현될 수 있다.
컴퓨터 시스템(300)의 일례가 도 3에 개괄적으로 도시되어 있다. 이러한 컴 퓨터 시스템은 궤도 계획기(130) 또는 프로파일 실행기(150)의 프로세스를 수행하는 데에 사용될 수 있다. 컴퓨터 시스템(300)은 임의의 단일 프로세서 컴퓨터를 나타낸다. 단일 스레드(single threaded) 및 다중 스레드(multiple threaded) 컴퓨터가 사용될 수 있다. 일체형(unified) 및 분산형(distributed) 메모리 시스템이 사용될 수 있다.
컴퓨터 시스템(300)은 프로세서(304)와 같은 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(304)는 이하의 도 5에서 설명되는 동작을 구현하는 소프트웨어를 실행시킬 수 있다. 각각의 프로세서(304)는 통신 버스(예를 들어, 크로스바 또는 네트워크)(302)에 연결된다. 다양한 소프트웨어 실시예는 이러한 예시적인 컴퓨터 시스템과 관련하여 설명된다. 관련 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 본 명세서를 읽고 나서, 어떻게 다른 컴퓨터 시스템 및/또는 컴퓨터 아키텍쳐를 사용하여 본 발명을 구현할 수 있는지를 알 수 있을 것이다.
또한, 컴퓨터 시스템(300)은 메인 메모리(306){바람직하게는 랜덤 액세스 메모리(RAM)}를 포함하며, 2차 메모리(308)도 포함할 수 있다. 2차 메모리(308)는 예를 들어 하드 디스크 드라이브(310), 및/또는 플로피 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광 디스크 드라이브 등을 나타내는
착탈식 저장 드라이브(312)를 포함할 수 있다. 착탈식(removable) 저장 드라이브(312)는 착탈식 저장 유닛(314)에 대하여 공지된 방법으로 판독 및/또는 기입을 수행한다. 착탈식 저장 유닛(314)은, 착탈식 저장 드라이브(312)에 의해 판독되고 착탈식 저장 드라이브(312)로 기입될 수 있는 플로피 디스크, 자기 테이프, 광 디스크 등을 나타낸다. 이상으로부터 알 수 있는 바와 같이, 착탈식 저장 유닛(314)은 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 데이터가 저장되어 있는 컴퓨터 사용가능한 저장 매체를 포함한다.
다른 실시예에서, 2차 메모리(308)는 컴퓨터 프로그램 또는 다른 명령이 컴퓨터 시스템(300)에 로딩될 수 있게 하는 다른 수단을 포함할 수 있다. 이러한 수단은 예를 들어 착탈식 저장 유닛(322) 및 인터페이스(320)를 포함할 수 있다. 예로는, (비디오 게임 디바이스 등에서 발견되는 것과 같은) 프로그램 카트리지 및 카트리지 인터페이스, (EPROM 또는 PROM과 같은) 착탈식 메모리 칩 및 관련 소켓과, 다른 착탈식 저장 유닛(322), 및 소프트웨어와 데이터가 착탈식 저장 유닛(322)으로부터 컴퓨터 시스템(300)으로 전달될 수 있게 하는 인터페이스를 들 수 있다.
또한, 컴퓨터 시스템(300)은 통신 인터페이스(324)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(324)는 소프트웨어 및 데이터가 통신 경로(326)를 통해 컴퓨터 시스템(300)과 외부 디바이스 사이에서 전달될 수 있게 한다. 통신 인터페이스(320)의 예는 모뎀, {이더넷(Ethernet) 카드와 같은} 네트워크 인터페이스, 통신 포트 등을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(324)를 통해 전달된 소프트웨어 및 데이터의 형태는, 전자, 전자기, 광학 또는 다른 신호일 수 있는데, 이러한 신호는 통신 경로(326)를 통하여 통신 인터페이스(324)에 의해 수신될 수 있다. 통신 인터페이스(324)는 컴퓨터 시스템(300)이 네트워크에 인터페이스할 수 있게 하는 수단을 제공한다는 점에 유의해야 한다.
본 발명은 도 3과 관련하여 상술한 것과 유사한 환경에서 실행되는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다. 본 명세서에서, "컴퓨터 프로그램 제품"이라는 용어는 일반적으로 착탈식 저장 유닛(314), 하드 디스크 드라이브(310) 내에 설치된 하드디스크, 또는 통신 경로(326)(무선 또는 유선)를 통하여 통신 인터페이스(324)에 소프트웨어를 운반하는 반송파를 나타내는 데에 사용된다. 컴퓨터 사용가능 매체는 자기 매체, 광학 매체 또는 다른 기록가능 매체, 또는 반송파를 전송하는 매체를 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램 제품은 소프트웨어를 컴퓨터 시스템(300)에 제공하기 위한 수단이다.
컴퓨터 프로그램(컴퓨터 제어 논리로도 칭해짐)은 메인 메모리(306) 및/또는 2차 메모리(308) 내에 저장된다. 컴퓨터 프로그램은 통신 인터페이스(324)를 통해서도 수신될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은, 실행 시에 컴퓨터 시스템(300)이 본 명세서에 개시된 것과 같은 본 발명의 특징을 수행할 수 있게 한다. 특히, 컴퓨터 프로그램은, 실행 시에 프로세서(304)가 본 발명의 특징을 수행할 수 있게 한다. 따라서, 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 시스템(300)의 제어기를 나타낸다.
본 발명이 소프트웨어를 사용하여 구현되는 실시예에서, 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램 제품 내에 저장될 수 있으며, 착탈식 저장 드라이브(312), 하드 드라이브(310), 또는 통신 인터페이스(324)를 사용하여 컴퓨터 시스템(300)에 로딩된다. 또한, 컴퓨터 프로그램 제품은 통신 경로(324)를 통해 컴퓨터 시스템(300)으로 다운로드될 수 있다. 제어 논리(소프트웨어)는, 하나 이상의 프로세서(304)에 의해 실행될 때, 프로세서(들)(304)가 본 명세서에 개시된 본 발명의 기능을 수행하게 한다.
다른 실시예에서, 궤도 계획기(130) 및/또는 프로파일 실행기(150)는, 예를 들어 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC)와 같은 하드웨어 컴포넌트를 사용하여, 주로 펌웨어 및/또는 하드웨어로 구현된다. 본 명세서에 개시된 기능을 수행하도록 하드웨어 상태 머신을 구현하는 것은, 관련 기술 분야의 숙련된 기술자들에게 자명할 것이다.
Ⅱ. 궤도 계획(Trajectory Planning)
도 4는 본 발명의 궤도 계획 프로세스의 동작에 관한 실시예를 도시한 흐름도를 나타낸다. 도 4는 일반적으로 궤도 계획기(130)를 사용하여 궤도가 어떻게 계산되는지를 나타낸다. 프로세스는 단계(402)에서 시작한다. 단계(404)에서, 궤도 계획기는 속도 및 가속도 제한을 조건으로 하여 궤도를 계산한다. 이 제한은 제어 시스템(170)의 물리적 한계를 나타낸다. 단계(404)의 계산은 이하에서 더 상세하게 설명된다. 단계(406)에서는, 단계(404)에서 계산된 궤도가 양자화된다. 이것은 궤도가 이산 시간 간격으로 분해됨을 나타낸다. 프로세스는 단계(408)에서 종료된다.
궤도 계획은 도 5에서 더 상세하게 도시된다. 프로세스는 단계(510)에서 시작된다. 단계(520)에서, 궤도 계획기는 초기 제어 데이터를 수신한다. 단계(530)에서, 포토리소그래피 시스템의 소정의 컴포넌트에 대한 예비 궤도가 각각의 축에 대하여 계산된다. 단계(540)에서, 상이한 스캔 축에서의 이동을 동기화하도록, 속 도가 0인 시간 간격에서 궤도에 대한 조절이 행해진다. 단계(550)에서, 프로파일 실행기(150)에서 발생할 수 있는 필터 지연을 보상하기 위하여, 이동 궤도의 시작부에서 지연이 삽입된다. 프로세스는 단계(560)에서 종료된다.
A. 각 축에서의 이동의 계산
포토리소그래피 시스템의 컴포넌트의 이동을 각 축마다 계산하는 프로세스인 단계(530)가 도 6에 나타나 있다. 프로세스는 단계(610)에서 시작된다. 단계(620)에서, 프로파일 실행기 내의 필터의 폭, 정착 시간(settling time) 및 양자화를 보상하도록 임의의 등속 스캔의 길이가 조절된다. 특히, 등속 스캔 길이의 조절은 등속 스캔의 종료점을 연장하는 것에 의해 행해진다. "정착 시간"은 서보 에러가 허용 가능한 성능 레벨에 도달하는 데에 걸리는 시간을 의미한다. 이동 프로파일이, 서보 에러가 임계적이지 않으면서, 서보 에러가 최소화되어야 하는 속도가 제로 또는 등속도인 시간이 뒤따르는 가속 간격으로 경우, 종종 가속이 종료된 후 정착을 위한 임의의 시간을 허용해야 할 필요가 있다. 이러한 정착 시간은, 서보 에러가 적합한 성능 레벨에 도달할 수 있게 한다. 단계(620)는 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다.
딘계(630)에서, 한 스캔의 끝에서의 위치 및 속도 상태로부터 후속 스캔의 처음에서의 위치 및 속도 상태로 컴포넌트를 이동시키기 위하여, 가속 간격이 계산된다. 이것은 최대 속도 및 가속도에 대한 제어 시스템 제한과 일치하는 최소량의 시간 내에 행해지는 것이 바람직하다.
단계(640)에서, 복수의 축을 동기화할 목적으로 프로파일에 시간이 추가될 수 있는 지점을 제공하도록, 또는 임의의 개별 필드 스캔이 종료된 후 궤도가 쉽게 중단 및 재시작될 수 있도록, 이동 프로파일 내에서 제로 속도 지점이 식별되거나, 또는 필요에 따라서는 생성된다.
단계(650)에서, 일련의 이산 가속 간격을 생성하기 위하여, 가속 간격은 양자화된다. 여기에서, 일정 속도 시간 간격은 정수의 클럭 주기로 반올림되며, 비정수 가속 주기가 사용되었던 경우라면 발생하였을 순(net) 이동량과 동일한 값을 생성시키도록 새로운 가속도값이 계산된다. 이러한 양자화 프로시져(quantization procedure)는 최대 속도 및 가속도에 대한 제한을 만족시켜야 하며, 그 결과 양자화된 총 시간 간격은 이상적인 비양자화된 간격보다 더 길 수는 있지만, 절대로 그보다 더 짧을 수는 없다. 이동 계산 프로세스는 단계(660)에서 종료된다.
등속 스캔 길이의 조절에 관한 상기의 단계(620)가 도 7에 더 상세하게 나타나 있다. 프로세스는 단계(710)에서 시작된다. 이 지점에서는, 초기 제어 데이터에 제공된 바와 같이, 등속 스캔의 시작 및 종료점이 수신되어 있다. 단계(730)에서, 프로파일 실행기 내의 모든 필터의 각 폭이 수용되는지의 여부에 대한 결정이 이루어진다. 그렇지 않은 경우, 단계(740)에서, 필터의 폭을 수용하기 위하여, 등속 스캔의 길이가 연장된다. 필터를 완전하게 수용하지 않는 것은, 노광 스캔의 일부가 등속도로 이루어지지 않게 하는 선택 사항이다. 레티클 및 웨이퍼 필터 양자 모두가 매칭되면, 노광 중에 스테이지의 동기화가 여전히 유지될 수 있을 것이다. 노광 속도가 변화하게 되면 조사량 균일성(dose uniformity)을 유지하기 위하여 노광 전력의 동적 정정이 필요할 것이다. 단계(750)에서, 서보 정착이 수용되 는지에 대한 판정이 이루어진다. 그렇지 않은 경우, 단계(760)에서, 서보 정착을 수용하기 위하여, 스캔 길이의 종료점이 연장된다. 단계(770)에서, 시작점과 종료점이 고정된 수의 기간에 의해 분리되는지의 여부에 대한 판정이 이루어진다. 그렇지 않은 경우, 프로세스는 단계(780)로 계속된다. 이 단계에서는, 지점 사이가 분리되어 고정된 수의 기간이 될 때까지, 시작 및 종료점이 이동된다. 즉, 스캔 길이가 연장된다. 단계(790)에서, 프로세스가 종료된다.
가속 간격의 계산에 관한 단계(630)가 도 8에 더 상세하게 나타나 있다. 프로세스는 단계(810)에서 시작된다. 단계(820)에서, 단계(620)에서 조절된 스캔의 종료점이 수신된다. 단계(830)에서, 한 스캔의 끝에서의 위치 및 속도 상태로부터 후속 스캔의 처음에서의 위치 및 속도 상태로 컴포넌트가 이동할 수 있도록, 최대 가속의 최적 간격이 계산된다. 최대 속도 제한은 아직 적용되지 않는다. 단계(830)는 이하의 도 9 및 도 10에서 더 상세하게 설명된다.
단계(840)에서, 2-상태 프로파일은 최대 속도(Vmax) 제한과 일치하는 3-상태 프로파일로 수정된다. 도 11 및 도 12는 이러한 프로세스를 나타내며, 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다. 속도가 제어 시스템에 적합한 최대값을 초과하는 경우, 2개의 최대 가속 간격 사이에 제로 가속도 간격이 더해지고, 동일한 시작 및 종료점을 유지하도록, 최대 가속 간격의 길이가 수정된다. 프로세스는 단계(860)에서 종료된다.
단계(830)의 실시예는 도 9 및 도 10에 더 상세하게 나타나 있다. 도 9는 최대 가속도(amax) 제한과 일치하는 2개의 등가속 간격을 갖는 "뱅-뱅(bang-bang)" 프로파일을 나타낸다. 그래프(900)는 가속도 대 시간을 나타낸다. 초기에, 가속도는 제로인 한편, 위치 및 속도는 각각 P1 및 V1으로 주어진다. 그 후의 이동은 변수 a로 표시된 레벨까지 가속되는 것이다. 가속도가 a인 상태는 가속도가 -a인 상태로 변화하기 전까지 기간 t1 동안 계속된다. 가속도가 -a인 상태는 기간 t2 동안 계속된다. 마지막으로, 가속도가 제로인 상태로 복귀하며, 이 지점에서 위치 및 속도는 각각 P2 및 V2로 주어진다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라, 최대 속도 제한없이 가속 시간 간격을 계산하는 프로세스를 나타낸 흐름도이다. 프로세스는 단계(1005)에서 시작되며, 이 단계에서 V1, P1, V2, P2 및 amax가 입력된다. 단계(1010)에서, 총 변위 d가 계산된다 (d= P2-P1). 단계(1015)에서, 가속도 변수 a는 amax로 설정된다.
단계(1020)에서, t1의 가능한 2개의 해 중 하나(여기에서는 t1a로 함)를 결정하기 위하여 2차 방정식이 적용된다. 계산은 다음과 같다.
Figure 112003043823906-pat00001
단계(1020)에서 t2a로 표시된 t2의 대응값은 t1a를 근거로 하여 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00002
단계(1025)에서, t1의 제2 해, t1b가 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00003
t2의 대응값(여기서는 t2b로 나타냄)은 t1b를 근거로 하여 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00004
단계(1030)에서, 변수 a는 -amax로 설정된다. 단계(1020)에서와 마찬가지로, t1의 2개의 가능한 해 중 하나(여기서는 t1c로 나타냄)를 결정하기 위하여, 단계(1035)에서 이차 방정식이 적용된다. 계산은 다음과 같다.
Figure 112003043823906-pat00005
t2의 대응값(여기서는 t2c로 나타남)은 t1c를 근거로 하여 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00006
단계(1040)에서, 제2 해, t1d가 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00007
t2의 대응값(여기서는 t2d로 표시됨)은 t1d를 근거로 하여 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00008
단계(1045)에서, 가속 상태의 수(N)는 2로 설정된다. 단계(1050)에서, 상기 t1 값들 중의 하나가, 그에 대응하는 t2값과 함께 선택된다. t1 및 t2 모두가 양의 실수이고, 합계 t1 + t2가 최소화되도록 선택이 행해진다. 단계(1055)에서, t1 , t2, a 및 N이 복귀된다.
가속 간격의 계산에 속도 제한 Vmax를 적용하는 단계(840)의 실시예는 도 11 및 도 12에 더 상세하게 나타나 있다. 도 11의 그래프(1100)는 최대 속도 제한이 주어진 경우에 가속도가 시간에 따라 어떻게 변화하는지를 나타낸다. 초기에, 가속도는 0이며, 위치 및 속도는 각각 P1 및 V1으로 주어진다. 그 후에, 가속도 a로 정량화된 가속이 시작되어, 기간 t1a동안 지속된다. 그리고 나서, 위치 및 속도가 각각 Pmid 및 Vmid로 주어진 후의 기간 tmid동안, 가속도는 0으로 복귀된다. 그 후에는, 기간 t2a동안 가속도가 -a값을 갖는 다른 가속 간격이 발생한다. t2a 이후의 위치 및 속도는 각각 P2 및 V2로 주어진다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라, 제한 Vmax가 주어진 경우의 가속 간격의 계산을 나타낸다. 프로세스는 단계(1205)에서 시작하며, 이 단계에서 P1, V1, P2 , V2, a, t1, t2 및 Vmax의 값이 입력된다. 단계(1210)에서, Vmid가 V1 + at1으로 계산된다. 단계(1215)에서, Vmid의 절대값이 Vmax를 초과하는지에 대한 판정이 이루어진 다. 그렇지 않은 경우, 속도 제한은 위반되지 않은 것이며, 프로세스는 단계(1220)에서 종료된다. Vmid가 Vmax를 초과하는 경우, 단계(1225)에서는 Vmid 가 제로를 초과하는지에 대한 판정이 이루어진다. 제로를 초과하는 경우, 단계(1230)에서, Vmid는 Vmax로 설정된다. 그렇지 않은 경우, 단계(1235)에서, Vmid는 -Vmax로 설정된다.
단계(1240)에서, t1a가 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00009
단계(1245)에서, t2a가 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00010
단계(1250)에서, 위치 P1과 P2 간의 변위 d가 계산된다. 단계(1255)에서, t1a 동안 이동한 거리가 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00011
단계(1260)에서, t2a 동안 이동한 거리가 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00012
단계(1265)에서, tmid 동안 이동한 거리가 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00013
단계(1270)에서, Pmid가 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00014
단계(1275)에서, 기간 tmid가 계산된다.
Figure 112003043823906-pat00015
단계(1280)에서, 가속 간격의 수 N은 3으로 설정된다. 프로세스는 단계(1285)에서 종료되고, t1a, tmid, t2a, Pmid 및 N은 복귀된다.
스캔 사이의 제로 속도 지점을 정의하는 단계(640)는 도 13에 더 상세하게 도시된다. 프로세스는 단계(1310)에서 시작된다. 단계(1320)에서, 한 스캔의 끝을 다른 스캔의 시작에 연결하는 궤도가 제로 속도로 시작 또는 종료하는지에 대한 판정이 이루어진다. 그러한 경우, 프로세스는 단계(1360)에서 종료된다. 그렇지 않은 경우, 프로세스는 단계(1235)로 진행되어, 이러한 궤도가 반전점을 갖는지에 대한 판정이 이루어진다. 그러한 경우, 프로세스는 단계(1330)로 진행한다. 여기에서, 반전 시간이 계산된다. 단계(1340)에서, 이러한 궤도는 반전점(속도가 0인 곳)에서 2개의 세그먼트(segment)로 분할된다. 또한, 궤도가 반전점을 갖지 않은 경우, 프로세스는 단계(1350)으로 계속된다. 여기에서, 궤도는 2개의 준최적(less optimal) 세그먼트로 분할되며, 제1 세그먼트는 0의 속도로 종료되고, 제2 세그먼 트는 0의 속도로 시작하게 된다. 프로세스는 단계(1360)에서 종료된다.
B. 복수의 스캔 축을 동기화하기 위한 제로 속도 시간 간격을 조절
복수의 스캔 축을 동기화하기 위하여 제로 속도 시간 간격을 조절하는 단계(540)가 도 14에 더 상세하게 설명된다. 이러한 궤도 계획 프로세스의 단계에서, 등가속 간격을 양자화하기 위하여 필요한 모든 이동 궤도는 저감되며, 게다가 궤도의 모든 동기화된 부분 사이에는 제로 속도 지점이 정의되어 있다. 정수 계산을 사용하여, 추가의 시간이 이러한 제로 속도 지점에 이동 궤도의 비동기화된 부분 동안 삽입될 수 있다. 이로 인해, 보다 더 짧은 궤도 기간(즉, 비임계 경로)을 갖는 축이 지연되어 가장 긴(즉, 임계) 경로의 축과 동일한 시간을 취하게 할 수 있다. 이로 인해, 스캔 동작은 정밀하게 동기화될 수 있으며, 어떠한 처리량의 손실도 없게 된다. 각각의 비임계 축 궤도에 대한 프로세스는 단계(1410)에서 시작된다. 단계(1420)에서, 비임계 축 궤도가 식별된다. 단계(1430)에서, 임계축 궤도와 비임계축 궤도 사이의 시간 차이가 계산된다. 단계(1440)에서, 단계(1430)에서 계산된 차이와 동일한 지연이 비임계 축 궤도의 제로 속도 지점에서 도입된다. 프로세스는 단계(1450)에서 종료된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 보다 더 짧은 궤도 기간을 갖는 축의 가속도의 크기는 감소될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이러한 가속도의 감소는 복수의 스캔 축을 동기화하는 데에도 사용될 수 있다.
C. 실행기 필터 지연의 보상
본 발명의 일 실시예에서, 계획 프로세스에서의 추가적인 단계는 프로파일 실행기 내에서 사용되는 필터링에 의해 도입될 수 있는 임의의 지연을 보상하는 것이다. 일반적으로, 새로운 이동 궤도가 시작될 때마다, 보다 더 짧은 필터 지연을 갖는 축은 클럭 주기의 정수배만큼 의도적으로 지연될 수 있다. 이에 의해, 프로파일 실행기에 의해 생성되는 복수의 축 이동 프로파일이 동기화될 수 있다. 필터 지연을 보상하는 이러한 프로세스는 도 15에 더 상세하게 나타나 있으며, 도 5의 단계(550)에 대응한다. 프로세스는 단계(1510)에서 시작된다. 단계(1520)에서, 가장 긴 실행 필터 지연을 갖는 축 궤도가 식별된다. 단계(1530)에서, 가장 짧은 실행 필터 지연을 갖는 축 궤도가 식별된다. 단계(1540)에서, 상기 지연 사이의 차이가 계산된다. 단계(1550)에서, 이러한 차이에 대응하는 지연이 보다 더 짧은 필터 지연을 갖는 축 궤도에 도입된다. 프로세스는 단계(1560)에서 종료된다.
Ⅱ. 프로파일 실행
프로파일 실행기는 궤도 계획기의 출력을 무한 저크 위치 프로파일로 통합하고, 위치 프로파일의 형상을 최적화하기 위하여 필터를 사용한다. 본 발명의 일 실시예에서는, 유한 임펄스 응답(FIR) 필터가 사용된다. 또한, 무한 임펄스 응답(IIR) 필터가 사용될 수 있다. 가속도 커맨드의 형상을 최적화하도록, 별개의 독립적으로 튜닝된 필터가 사용될 수 있다. 궤도 계획기 프로세스가 차이를 보상하지 않는 경우, 무한 저크 위치 프로파일을 평활화하는 데에 사용되는 필터는 모든 축 상의 그룹 지연을 매칭시켜야 한다. 실행기 프로세스의 대부분은 비교적 저속의 클럭 레이트로 실행된 후, 내삽 알고리즘을 사용하여 보다 높은 클럭 레이트로 업-샘플링될 수 있다. 그 후에, 프로파일 실행기의 출력은 제어 시스템에 공급 된다. 프로파일 실행을 위한 시스템 및 방법의 구현은 이하에서 설명되며, 2001년 1월 11일에 출원된 미국 특허 출원 제09/757,622호 "효율적이며 정확한 필터링 및 내삽을 위한 방법 및 시스템"에도 개시되어 있고, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된다.
프로파일 실행 프로세스의 한 실시예가 도 16에 도시되어 있다. 프로세스는 단계(1610)에서 시작된다. 단계(1620)에서, 궤도 데이터가 궤도 계획기로부터 수신된다. 전술한 바와 같이, 궤도 데이터는 상태 신호의 세트로 볼 수 있다. 단계(1630)에서, 궤도 데이터에 기초하여 통합된 위치 신호가 생성된다. 시간 간격 n에서의 위치 Pn은 아래의 방정식에 의해 주어진다.
Pn = Pi + nT(vi + nTA/2)
여기에서, Pi는 신호(210)에 의해 제공되는 초기 위치,
n은 샘플 시간,
T는 클럭 주기,
Vi는 신호(212)에 의해 주어진 초기 속도,
A는 신호(214)에 의해 주어진 가속도이다.
단계(1640)에서, 초기 위치 신호가 주어지면, 통합된 위치 신호가 필터링되어 필터링된 위치 신호가 생성된다. 이러한 단계는 이하에서 더 상세하게 설명된다. 단계(1650)에서, 초기 위치 신호가 주어지면, 필터링된 위치 신호가 내삽되어 내삽된 신호가 생성된다. 이러한 단계도 마찬가지로 이하에서 더 상세하게 설명된다. 단 게(1660)에서, 전파 지연(propagation delay) 및 위상 시프트를 보상하도록 내삽된 신호가 지연된다. 프로세스는 단계(1670)에서 종료된다.
내삽된 위치 신호를 필터링하는 단계(1640)가 도 17에 더 상세하게 설명된다. 프로세스는 단계(1710)에서 시작된다. 단계(1720)에서, 절대 위치 어레이(absolute position array)가 통합된 위치 신호에 적용되어, 병렬 위치 신호 세트(parallel position signal set)가 생성된다. 단계(1730)에서, 생성된 병렬 위치 신호 세트의 각각의 병렬 위치 신호로부터 초기 위치 Pi가 감산된다. 이것은 델타 병렬 위치 신호 세트(delta parallel position signal set)를 생성한다. 단계(1740)에서, 델타 병렬 위치 신호 세트가 필터 계수로 승산되어, 병렬 곱 신호 세트(parallel product signal set)가 생성된다. 단계(1750)에서, 병렬 곱 신호 세트의 신호 각각이 합산되어, 단일 스칼라 델타 필터링된 신호(single scalar delta filtered signal)가 생성된다. 단계(1760)에서, 지연된 초기 위치 신호 Pi가 델타 필터링된 신호에 가산되어, 필터링된 위치 신호가 생성된다. 프로세스는 단계(1770)에서 종료된다.
필터링된 위치 신호를 내삽하는 단계(1650)가 도 18에 더 상세하게 도시된다. 프로세스는 단계(1810)에서 시작된다. 단계(1820)에서, 필터링된 위치 신호가 업샘플링된다. 단계(1830)에서, 업샘플링된 신호가 필터링되어, 내삽된 신호가 생성된다.
단계(1630) 내지 단계(1660)와 동시에, 가속 상태 신호(214)가 개별적으로 내삽된다. 이것은 단계(1663)에서 행해진다. 이러한 단계에서, 가속 상태 신호(214)는 먼저 내삽 레이트 L로 업샘플링된다. 그 후에, 업샘플링된 가속 신호가 필터링된다. 필터링은 고주파 공진 성분이 업샘플링 프로세스에 의해 도입되는 것을 방지한다. 그 후에, 결과적인 내삽된 가속 신호는 단계(1666)에서 지연된다. 이러한 지연은, 전파 지연과 위상 정렬을 어드레스(address)하는 내삽된 가속 신호를 조절하는 것을 나타낸다. 프로세스는 단계(1670)에서 종료된다.
업샘플링된 신호를 필터링하는 상기의 단계(1830)는 도 19에 더 상세하게 도시된다. 프로세스는 단계(1910)에서 시작된다. 단계(1920)에서, 절대 위치 어레이가 업샘플링된 신호에 적용되어, 병렬 업샘플링된 위치 신호 세트가 생성된다. 단계(1930)에서, 초기 위치 신호 Pi가 각각의 병렬 업샘플링된 위치 신호로부터 감산되어, 델타 병렬 업샘플링된 위치 신호 세트가 생성된다. 단계(1940)에서, 델타 병렬 위치 신호 세트가 필터 계수로 승산되어, 병렬 곱 업샘플링된 신호 세트가 생성된다. 단계(1950)에서, 병렬 곱 신호 세트의 신호 각각이 합산되어, 단일의 스칼라 델타 필터링된 업샘플링된 신호가 생성된다. 단계(1960)에서, 지연된 초기 위치 신호 Pi가 델타 필터링된 업샘플링된 신호에 가산되어, 내삽된 신호가 생성된다. 프로세스는 단계(1970)에서 종료된다.
가속 상태 신호를 내삽하는 도 16의 단계(1663)가 도 20에 더 상세하게 도시된다. 프로세스는 단계(2010)에서 시작된다. 단계(2020)에서, 가속 상태 신호는 업샘플링된다. 단계(2030)에서, 업샘플링된 신호가 필터링되어 내삽된 가속 신호 가 생성된다. 프로세스는 단계(2040)에서 종료된다.
프로파일 실행기(150)는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 전술된 논리는 메사츄세츠, 노우드의 아날로그 디바이스사에 의해 제조된 SHARC?ADSP-21062와 같은 고정된 정밀 산술 마이크로컨트롤러 상에서 실행될 수 있다.
도 21은 프로파일 실행기(150)를 구현하는 블럭도이다. 실행기(150)는 상태 신호 인터페이스(2102), 출력 신호 인터페이스(2104), 저속 클럭 부분(2106) 및 고속 클럭 부분(2108)을 포함한다. 상태 신호 인터페이스(2102)는 궤도 계획기(130)로부터 궤도 데이터(140)를 수신한다. 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이, 궤도 데이터(140)는 위치 상태 신호(210), 속도 상태 신호(212) 및 가속 상태 신호(214)를 포함한다. 출력 신호 인터페이스(2104)는 실행 데이터(160)를 제어 시스템(170)에 보낸다.
가속 신호 경로(2112) 및 위치 신호 경로(2114)가 저속 클럭 부분(2106)과 고속 클럭 부분(2108)을 스패닝(spanning)한다. 가속 신호 경로(2112)는 상태 신호 인터페이스(2102)로부터 가속 상태 신호(214)를 수신하고, 가속 출력 신호(220)를 발생시킨다. 위치 신호 경로(2114)는 상태 신호 인터페이스(2102)로부터 상태 신호(210, 212, 214){즉, 궤도 데이터(140)}를 수신한다. 이러한 수신된 신호를 근거로 하여, 위치 신호 경로(2114)는 위치 출력 신호(218)를 생성한다.
가속 신호 경로(2112) 및 위치 신호 경로(2114) 모두는 복수의 신호 프로세스 요소를 포함한다. 이러한 요소는 필터링, 업샘플링 및 신호 지연과 같은 동작 을 수행한다. 또한, 이러한 요소는 입력 상태 신호의 내삽을 수행한다. 신호 경로(2112 및 2114)에 대하여, 이러한 내삽은 출력 신호(218 및 220)가 동일한 클럭 레이트를 갖게 한다.
위치 신호 경로(2114)는 예비-프로세스 컴포넌트(preprocessing component)(2140), 예비-내삽 필터(2142), 내삽 컴포넌트(2144) 및 시간 지연 컴포넌트(2146)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 위치 신호 경로(2114)는 상태 신호(210, 212, 214)의 형태로 궤도 데이터를 수신하고, 위치 출력 신호(218)를 생성한다.
예비-프로세스 컴포넌트(2140)는 위치 상태 신호(210), 속도 상태 신호(212) 및 가속 상태 신호(214)를 수신한다. 이러한 신호는 저속 클럭 레이트에 있는 통합된 위치 신호(2150)를 생성하도록 프로세스된다. 통합된 위치 신호(2150)는 가속 상태 신호(214), 속도 상태 신호(212) 및 위치 상태 신호(210)를 근거로 한다. 통합된 위치 신호(2150)를 생성하기 위하여, 프로세스 컴포넌트(2140)는 이산 시간 통합 동작을 수행한다.
Figure 112003043823906-pat00016
전술한 바와 같이, Pn은 통합된 위치 신호(2150)를, Pi는 위치 상태 신호(210)를, Vi는 속도 상태 신호(212)를, n은 저속 클럭 레이트에서의 샘플 시간을 나타내는 정수를, T는 저속 클럭 주기를, A는 가속 상태 신호(214)를 나타낸다.
예비-내삽 필터(2142)는 위치 상태 신호(210) 및 통합된 위치 신호(2150)를 수신한다. 예비-내삽 필터(2142)는 이러한 신호를 프로세스하여 필터링된 위치 신 호(2152)를 생성한다. 필터링된 위치 신호(2152)를 생성함으로써, 예비-내삽 필터(2142)는 통합된 위치 신호(2150)를 필터링하여, 신호(2152)가 내삽 컴포넌트(2144)로 보내지기 전에, 신호(2152)의 주파수 성분을 제한한다. 예비-내삽 필터(2142)는 저속 클럭 레이트에서 실행되는 FIR 필터링 기술을 채용한다. 그러나, 예비-내삽 필터(2142)는 IIR 필터링과 같은 다른 유형의 이산 시간 필터링 기술을 채용할 수 있다.
내삽 컴포넌트(2144)는 필터링된 위치 신호(2152) 및 위치 상태 신호(210)를 수신한다. 내삽 컴포넌트(2144)는 이러한 신호를 수신할 때에 2가지 기능을 수행한다. 첫번째로, 내삽 컴포넌트(2144)는 업샘플링 동작을 수행하여, 고속 클럭 레이트의 신호를 생성한다. 이러한 업샘플링 동작은, 내삽 레이트를 L이라고 할 때에, 각각의 샘플 사이에 L-1개의 제로를 삽입하는 것을 포함한다.
두번째로, 내삽 컴포넌트(2144)는 업샘플링된 신호 상에서 필터링 동작을 수행한다. 이러한 필터링 동작은 고주파 공진 성분이 업샘플링 기능에 의해 도입되는 것을 방지한다. 필터링은 저역 FIR 필터링(low-pass FIR filtering) 동작을 사용하여 수행된다. 그러나, IIR 필터링과 같은 다른 유형의 필터링도 채용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서, 이러한 업샘플링과 필터링 동작은 집합적으로 내삽으로 칭해진다. 이러한 내삽 동작의 결과는 내삽된 위치 신호(2154)로 되며, 이것은 시간 지연 컴포넌트(2146)에 보내진다.
예비-내삽 필터(2142) 및 내삽 컴포넌트(2144)는 모두, 이들이 수행하는 필터링 및 내삽 동작의 정밀도를 증가시키기 위하여 "델타 프로세싱" 기술을 채용한 다. 이러한 델타 프로세싱 기술은 이하에서 도 22 및 도 23을 참조하여 더 상세하게 설명된다.
시간 지연 컴포넌트(2146)는 내삽된 위치 신호(2154)를 수신한다. 이러한 컴포넌트는 고속 클럭 레이트에서 동작하고, 위치 신호 경로(2114)의 전파 시간(propagation time) 및 위상이 조절될 수 있게 한다. 시간 지연 컴포넌트(2146)는 위치 신호(218)를 생성하여 출력 신호 인터페이스(2104)에 보낸다.
이제, 가속 신호 경로(2112)에 대하여 설명한다. 가속 신호 경로(2112)는 내삽 컴포넌트(2120) 및 시간 지연 컴포넌트(2122)를 포함한다. 가속 신호 경로(2112)는 상태 신호 인터페이스(2102)로부터 가속 상태 신호(214)를 수신하고, 가속 출력 신호(220)를 생성한다.
내삽 컴포넌트(2144)와 마찬가지로, 내삽 컴포넌트(2120)는 2가지 기능을 수행한다. 첫번째로, 내삽 컴포넌트(2120)는 내삽 레이트 L로 가속 상태 신호(214)를 업샘플링한다. 두번째로, 내삽 컴포넌트(2120)는 이러한 업샘플링된 데이터 상에서 필터링 동작을 수행한다. 이러한 필터링 동작은 고주파 공진 성분이 업샘플링 기능에 의해 도입되는 것을 방지한다. 이러한 기능의 결과로서, 내삽 컴포넌트(2120)는 시간 지연 컴포넌트(2122)에 전달되는 내삽된 가속 신호(2130)를 생성한다.
시간 지연 컴포넌트(2122)는 내삽된 가속 신호(2130)를 수신하고, 가속 신호 경로(2112)의 전파 시간 및 위상이 조절될 수 있게 한다. 이러한 지연을 초래함으 로써, 시간 지연 컴포넌트(2122)는 가속 출력 신호(220)를 생성하고, 이것은 출력 인터페이스(2104)에 보내진다.
델타 프로세싱
필터(2142) 및 내삽 컴포넌트(2144)와 같은 프로파일 실행기(150)의 요소는 델타 프로세싱 특징을 채용한다. 이러한 특징은 위치 출력 신호(218)와 같은 출력 신호에서의 계산 에러를 저감시킨다. 델타 프로세싱은 절대 위치를 나타내는 시간 변화 신호로부터 위치 상태 신호(210)를 감산하는 것을 포함한다. 이러한 감산에 의해, "델타 신호"는 절대 위치를 나타내는 대응 신호보다 더 작은 동적 범위를 갖게 된다.
도 22는 델타 프로세싱을 채용하는 필터의 구현을 나타내는 블럭도이다. 이러한 구현은 절대 위치 어레이(2202), FIR 계수 어레이(2204), 제1 스칼라 합산 노드(2206), 벡터 곱 노드(2208), 벡터 합산 노드(2210), 제2 스칼라 합산 노드(2212) 및 지연 모듈(2214)을 포함하다.
절대 위치 어레이(2202)는 예비-프로세스 컴포넌트(2140)로부터 입력 신호{즉, 통합된 위치 신호(2150)}를 수신한다. 절대 위치 어레이(2202)는 통합된 위치 신호를 프로세스하여, 병렬 위치 신호 세트(2230)를 제공한다. 병렬 위치 신호 세트(2230)는 복수의 이산 시간 신호를 포함한다. 각각의 이산 시간 단계에 대하여, 이러한 신호는 신호(2150)로부터 선택된 복수의 인접값을 포함한다. 따라서, 병렬 위치 신호 세트(2230)를 통하여, 절대 위치 어레이(2202)는 신호(2150)로부터의 복수의 인접값을 스칼라 합산 노드(2206)에 동시에 보낸다.
스칼라 합산 노드(2206)는 병렬 위치 신호 세트(2230) 및 위치 상태 신호(210)를 수신한다. 스칼라 합산 노드(2206)는 병렬 신호 세트(2230) 내의 각각의 신호로부터 위치 상태 신호(210)를 감산한다. 이러한 감산은 델타 병렬 신호 세트(2232)를 생성하며, 이것은 벡터 곱 노드(2208)에 보내진다. 신호 세트(2232)는 델타 크기 스케일(delta magnitude scale)을 갖는다. 이러한 스케일은 신호 세트(2230)의 절대 크기 스케일보다 작다.
벡터 곱 노드(2208)는 델타 병렬 신호 세트(2232) 및 FIR 계수 어레이(2204) 내에 저장된 복수의 FIR 필터 계수 상에서 요소-대-요소 승산을 수행한다. 이러한 승산은 병렬 곱 신호 세트(2234)를 발생시키며, 이는 벡터 합산 노드(2210)에 보내진다.
벡터 합산 노드(2210)는 병렬 곱 신호 세트(2234) 내의 각 신호를 합산한다. 이러한 합산은 단일(즉, 스칼라) 델타 필터링된 신호(2236)를 발생시킨다.
스칼라 합산 노드(2212)는 델타 필터링된 신호(2236) 및 지연된 위치 상태 신호(2238)를 수신한다. 지연된 위치 상태 신호(2238)는 지연 모듈(2214)에 의해 소정의 지연 시간만큼 지연된 위치 상태 신호(210)이다. 이러한 소정의 지연 시간은, 전술한 바와 같은 합산 노드(2206 및 2212) 사이에서의 신호 전달과 관련된 전파 지연을 매칭시킨다.
스칼라 합산 노드(2212)는 델타 필터링된 신호(2236) 및 지연된 위치 상태 신호(2238)를 가산하여, 필터링된 위치 신호(2152)를 생성한다. 이러한 가산은 필터링된 신호(2236)를 델타 스케일로부터 절대 스케일로 변화시킨다. 전술한 바와 같이, 필터링된 위치 신호(2152)는 내삽 컴포넌트(2144)에 보내진다.
이러한 델타 프로세싱 방식은, 필터(2142)가 필터링 동작과 연관된 계산(즉, 합산 및 승산)에 의해 유발되는 반올림 에러(round up error)를 최소화할 수 있게 한다. 이러한 에러의 최소화는 스칼라 합산 노드(2206)에서 병렬 위치 신호 세트(2230)로부터 위치 상태 신호(210)를 감산을 통해 달성된다. 이러한 감산에 의해, 신호 세트(2230)보다 작은 크기를 갖는 신호 세트(2232)가 생성된다.
고정된 정밀 프로세싱 환경에서, 고정된 정밀 수치 표현으로 인한 반올림 에러는 입력 신호 크기의 직접적인 함수이다. 델타 병렬 신호 세트(2232)에서와 같이, 입력 신호의 크기를 감소시킴으로써, 노드(2208 및 2210)에서 수행되는 계산은 최소화된다. 이러한 최소화는 보다 더 적은 에러를 갖는 출력 신호{즉, 필터링된 위치 신호(2152)}를 생성한다.
도 23은 내삽 컴포넌트(2144)의 구현(500)을 나타내는 블럭도이다. 이러한 구현은 상기 구현과 유사하다. 그러나, 이러한 구현은, 입력 신호{즉, 필터링된 위치 신호(2152)}의 샘플링 레이트를 증가시켜 절대 위치 어레이(2303)에 보내지는 업샘플링된 신호(2322)를 생성하는 업샘플링 모듈(2303)을 포함한다. 또한, 이러한 구현은 도 22와 관련하여 전술한 델타 프로세싱 특징을 채용하기 위하여, 위치 상태 신호(210)를 수신한다. 따라서, 도 21에서와 마찬가지로, 이러한 구현 컴포넌트에 의해 채용되는 델타 프로세싱 기술은 보다 더 적은 에러를 갖는 출력 신호{즉, 내삽된 신호(2154)}를 생성한다.
따라서, 본 발명은 제1 클럭 레이트를 갖는 이산 신호 입력 신호 p(n)을 제2 클럭 레이트를 갖는 이산 시간 출력 신호로 효율적으로 프로세스하는 기술을 포함한다. 이러한 기술은 계산 에러를 최소화한다.
본 발명의 다양한 실시예가 상술되었지만, 단지 예를 들기 위한 것일 뿐 제한을 위한 것임이 아님을 알아야 한다. 관련 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 세부 사항에 대한 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상기의 예시적인 실시예에 의해 한정되어서는 안 된다.
본 발명에 따르면, 등속 스캔 간의 간격에 대해 포토리소그래피 컴포넌트를 위한 최적의 궤도를 계획하고 실행하는 시스템 및 방법이 제공된다.

Claims (32)

  1. 서보 구동되는 포토리소그래피 도구의 컴포넌트의 이동을 제어하는 방법에 있어서,
    (a) 필요한 스캔의 시작점, 종료점, 거리 및 속도에 관한 초기 제어 데이터를 수신하는 단계;
    (b) 상기 초기 제어 데이터를 근거로 하여, 상기 컴포넌트의 무한 저크 다축 궤도(infinite jerk multi-axes trajectory)를 계획하는 단계;
    (c) 상기 계획된 궤도를 근거로 하여, 프로파일 실행(profile execution)을 실시간으로 수행하는 단계 - 상기 궤도는 디지탈 필터링을 사용하여 성형(shaping)됨 -; 및
    (d) 상기 컴포넌트의 위치 및 가속도를 포함하는 실행 데이터를 제어 시스템에 출력하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컴포넌트는 웨이퍼 스테이지인 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컴포넌트는 레티클 스테이지인 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (b)는,
    (ⅰ) 각 축에 대한 예비 이동 궤도를 계산하는 단계;
    (ⅱ) 축들 간의 이동을 동기화하기 위하여, 필요한 경우에는 상기 예비 이동 궤도 내의 제로 속도 시간 간격(zero velocity time interval)을 조절하는 단계; 및
    (ⅲ) 필터 지연을 보상하기 위하여, 각 축에 대한 상기 예비 이동 궤도의 시작에 지연을 삽입하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단계 (ⅰ)는,
    (A) 필터 폭, 정착 시간(settling time) 및 양자화를 보상하기 위하여, 등속 스캔 길이를 조절하는 단계;
    (B) 연속적인 등속 스캔 사이의 가속 간격을 계산하는 단계;
    (C) 상기 연속적인 등속 스캔 사이에 제로 속도 지점(zero velocity point)을 생성하는 단계; 및
    (D) 상기 가속 간격을 양자화하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (B)는,
    각 축에 대한 최적 속도 프로파일을 계산하는 단계;
    최대 속도 또는 최대 가속도 한계가 초과된 경우, 상기 한계에 따라 상기 최적 속도 프로파일을 제한하는 단계; 및
    연속적인 등속 스캔 사이의 전이 시간을 계산하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (C)는,
    스캔 사이의 궤도가 제로 속도로 시작 또는 종료하거나 반전점을 갖지 않는 경우, 상기 궤도를 2개의 준최적 세그먼트(suboptimal segment)로 분할하는 단계 - 제1 준최적 세그먼트는 제로 속도로 종료하고, 제2 준최적 세그먼트는 제로 속도로 시작함 -; 및
    그렇지 않은 경우, 반전점을 계산하고, 상기 궤도를 상기 반전점에서 2개의 세그먼트로 분할하는 단계 - 상기 반전점에서 속도는 제로임-
    를 포함하는 제어 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 단계 (ⅱ)는,
    (A) 비임계 축 궤도를 식별하는 단계;
    (B) 임계 축 궤도와 상기 비임계 축 궤도 간의 시간 차이를 계산하는 단계; 및
    (C) 상기 비임계 축 궤도의 제로 속도 지점에서, 상기 시간 차이와 동일한 지연을 도입하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 단계 (b)는, 상기 단계 (ⅱ) 이후에 수행되는,
    (ⅳ) 필터 지연을 보상하기 위하여, 축 궤도의 시작에 지연을 삽입하는 단계
    를 더 포함하는 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단계 (ⅳ)는,
    (A) 가장 긴 실행 필터 지연을 갖는 축 궤도를 식별하는 단계;
    (B) 보다 더 짧은 실행 필터 지연을 갖는 축 궤도를 식별하는 단계;
    (C) 상기 실행 필터 지연 간의 차이를 계산하는 단계; 및
    (D) 상기 실행 필터 지연 간의 차이와 동일한 매칭 지연(matching delay)을, 상기 보다 더 짧은 실행 필터 지연을 갖는 축 궤도에 도입하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (c)는,
    (ⅰ) 궤도 데이터를 수신하는 단계;
    (ⅱ) 상기 궤도 데이터를 근거로 하여 통합된 위치 신호(integrated position signal)를 생성하는 단계;
    (ⅲ) 필터링된 위치 신호를 생성하기 위하여, 상기 궤도 데이터로부터의 초기 위치 신호를 사용하여 상기 통합된 위치 신호를 필터링하는 단계;
    (ⅳ) 내삽된 위치 신호(interpolated position signal)를 생성하기 위하여, 상기 초기 위치 신호를 사용하여 상기 필터링된 위치 신호를 내삽하는 단계;
    (ⅴ) 전파 지연(propagation delay) 및 위상 시프트(phase shift)를 보상하기 위하여, 상기 내삽된 위치 신호를 지연시키는 단계;
    (ⅵ) 내삽된 가속 신호를 생성하기 위하여, 상기 궤도 데이터로부터 가속 상태 신호를 내삽하는 단계; 및
    (ⅶ) 전파 지연 및 위상 시프트를 보상하기 위하여, 상기 내삽된 가속 신호를 지연시키는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단계 (ⅲ)은,
    (A) 병렬 신호 세트(parallel signal set)를 생성하기 위하여, 제1 절대 위치 어레이(absolute position array)를 상기 초기 위치 신호에 적용하는 단계;
    (B) 델타(delta) 병렬 위치 신호 세트를 생성하기 위하여, 상기 병렬 위치 신호 세트의 각각의 병렬 위치 신호로부터 상기 초기 위치 신호를 감산하는 단계;
    (C) 병렬 곱 신호 세트(parallel product signal set)를 생성하기 위하여, 상기 델타 병렬 위치 신호 세트를 제1 필터 계수로 승산하는 단계;
    (D) 스칼라 델타 필터링된 신호(scalar delta filtered signal)를 생성하기 위하여, 상기 병렬 곱 신호 세트의 모든 병렬 곱 신호를 합산하는 단계; 및
    (E) 필터링된 위치 신호를 생성하기 위하여, 제1 지연된 초기 위치 신호를 상기 델타 필터링된 신호에 가산하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 단계 (ⅳ)는,
    (A) 상기 필터링된 위치 신호를 업샘플링(upsampling)하는 단계; 및
    (B) 상기 내삽된 신호를 생성하기 위하여, 상기 업샘플링된 필터링된 위치 신호(upsampled filtered position signal)를 필터링하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 단계 (B)는,
    병렬 업샘플링된 위치 신호 세트를 생성하기 위하여, 상기 업샘플링된 필터링된 위치 신호에 제2 절대 위치 어레이를 적용하는 단계;
    델타 병렬 업샘플링된 위치 신호 세트를 생성하기 위하여, 상기 병렬 업샘플링된 위치 신호 세트의 각각의 병렬 업샘플링된 위치 신호로부터 상기 초기 위치 신호를 감산하는 단계;
    병렬 곱 업샘플링된 신호 세트를 생성하기 위하여, 상기 델타 병렬 업샘플링된 위치 신호 세트를 제2 필터 계수로 승산하는 단계;
    스칼라 델타 필터링된 업샘플링된 신호를 생성하기 위하여, 상기 병렬 곱 업샘플링된 신호 세트의 모든 신호를 합산하는 단계; 및
    상기 내삽된 신호를 생성하기 위하여, 상기 델타 필터링된 업샘플링된 신호에 제2 지연된 초기 위치 신호를 가산하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 단계 (ⅵ)는,
    (A) 상기 가속 상태 신호를 업샘플링하는 단계; 및
    (B) 상기 업샘플링된 가속 신호를 필터링하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  16. 서보 구동되는 포토리소그래피 도구의 컴포넌트의 이동을 제어하는 시스템에 있어서,
    상기 컴포넌트에 대한 무한 저크 다축 궤도를 계획하는 궤도 계획 모듈; 및
    상기 궤도에 대한 위치 프로파일을 결정함으로써 상기 궤도의 실행을 계획하는 프로파일 실행기 모듈
    을 포함하고,
    상기 프로파일 실행기 모듈은 상기 위치 프로파일을 성형하는 디지털 필터를 포함하는, 제어 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 실행기 모듈은,
    상기 궤도 계획 모듈로부터 가속 신호를 수신하고, 상기 가속 신호를 내삽하는 제1 내삽 컴포넌트;
    상기 가속 신호, 및 상기 궤도 계획 모듈로부터의 속도 및 초기 위치 신호를 수신하고, 통합된 위치 신호를 생성하는 예비 프로세서(preprocessor);
    필터링된 위치 신호를 생성하기 위하여, 상기 통합된 위치 신호를 평활화(smoothing)하는 필터; 및
    상기 필터링된 위치 신호를 수신하고 내삽하는 제2 내삽 컴포넌트
    를 포함하는 제어 시스템.
  18. 컴퓨터로 하여금 서보 구동되는 포토리소그래피 도구의 컴포넌트의 이동을 제어하도록 하기 위한 제어 논리를 저장한 컴퓨터 판독가능 매체에 있어서,
    상기 컴퓨터 제어 논리는,
    (a) 상기 컴퓨터로 하여금 필요한 스캔의 시작점, 종료점, 거리 및 속도에 관한 초기 제어 데이터를 수신하도록 하기 위한 제1 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (b) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 초기 제어 데이터를 근거로 하여, 상기 컴포넌트의 무한 저크 다축 궤도를 계획하도록 하기 위한 제2 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (c) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 계획된 궤도를 근거로 하여, 프로파일 실행을 실시간으로 수행하도록 하기 위한 제3 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 - 상기 궤도는 디지털 필터링을 사용하여 성형됨 -; 및
    (d) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 컴포넌트의 위치 및 가속도를 포함하는 실행 데이터를 제어 시스템에 출력하도록 하기 위한 제4 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컴포넌트는 웨이퍼 스테이지인 컴퓨터 판독가능 매체.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 컴포넌트는 레티클 스테이지인 컴퓨터 판독가능 매체.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 제2 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드는,
    (ⅰ) 상기 컴퓨터로 하여금 각 축에 대한 예비 이동 궤도를 계산하도록 하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (ⅱ) 상기 컴퓨터로 하여금 축들 간의 이동을 동기화하기 위하여, 필요한 경우에는 상기 예비 이동 궤도 내의 제로 속도 시간 간격을 조절하도록 하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    (ⅲ) 상기 컴퓨터로 하여금 필터 지연을 보상하기 위하여, 각 축에 대한 상기 예비 이동 궤도의 시작에 지연을 삽입하도록 하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 (ⅰ)는,
    (A) 상기 컴퓨터로 하여금 필터 폭, 정착 시간 및 양자화를 보상하기 위하여, 등속 스캔 길이를 조절하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (B) 상기 컴퓨터로 하여금 연속적인 등속 스캔 사이의 가속 간격을 계산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (C) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 연속적인 등속 스캔 사이에서 제로 속도 지점을 생성하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    (D) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 가속 간격을 양자화하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 (B)는,
    상기 컴퓨터로 하여금 각 축에 대한 최적 속도 프로파일을 계산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    상기 컴퓨터로 하여금 최대 속도 또는 최대 가속도 한계가 초과된 경우, 상기 한계에 따라 상기 최적 속도 프로파일을 제한하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    상기 컴퓨터로 하여금 연속적인 등속 스캔 사이의 전이 시간을 계산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 (C)는,
    스캔 사이의 궤도가 제로 속도로 시작 또는 종료하거나 반전점을 갖지 않는 경우, 상기 컴퓨터로 하여금 상기 궤도를 2개의 준최적 세그먼트로 분할하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 - 제1 준최적 세그먼트는 제로 속도로 종료하고, 제2 준최적 세그먼트는 제로 속도로 시작함 -; 및
    그렇지 않은 경우, 상기 컴퓨터로 하여금 반전점을 계산하고, 상기 궤도를 상기 반전점에서 2개의 세그먼트로 분할하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 - 상기 반전점에서 속도는 제로임-
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 (ⅱ)는,
    (A) 상기 컴퓨터로 하여금 비임계 축 궤도를 식별하도록 하는 컴퓨터 판독가능 매체;
    (B) 상기 컴퓨터로 하여금 임계 축 궤도와 상기 비임계 축 궤도 간의 시간 차이를 계산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    (C) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 비임계 축 궤도의 제로 속도 지점에서, 상기 시간 차이와 동일한 지연을 도입하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 제2 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드는,
    (ⅳ) 상기 컴퓨터로 하여금 필터 지연을 보상하기 위하여, 축 궤도의 시작에 지연을 삽입하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 (ⅳ)는,
    (A) 상기 컴퓨터로 하여금 가장 긴 실행 필터 지연을 갖는 축 궤도를 식별하게 하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (B) 상기 컴퓨터로 하여금 보다 더 짧은 실행 필터 지연을 갖는 축 궤도를 식별하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (C) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 실행 필터 지연 간의 차이를 계산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    (D) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 실행 필터 지연 간의 차이와 동일한 매칭 지연을, 상기 보다 더 짧은 실행 필터 지연을 갖는 축 궤도에 도입하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  28. 제18항에 있어서,
    상기 제3 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드는,
    (ⅰ) 상기 컴퓨터로 하여금 궤도 데이터를 수신하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (ⅱ) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 궤도 데이터를 근거로 하여 통합된 위치 신호를 생성하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (ⅲ) 상기 컴퓨터로 하여금 필터링된 위치 신호를 생성하기 위하여, 상기 궤도 데이터로부터의 초기 위치 신호를 사용하여 상기 통합된 위치 신호를 필터링하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (ⅳ) 상기 컴퓨터로 하여금 내삽된 위치 신호를 생성하기 위하여, 상기 초기 위치 신호를 사용하여 상기 필터링된 위치 신호를 내삽하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (ⅴ) 상기 컴퓨터로 하여금 전파 지연 및 위상 시프트를 보상하기 위하여, 상기 내삽된 위치 신호를 지연시키도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (ⅵ) 상기 컴퓨터로 하여금 내삽된 가속 신호를 생성하기 위하여, 상기 궤도 데이터로부터의 가속 상태 신호를 내삽하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    (ⅶ) 상기 컴퓨터로 하여금 전파 지연 및 위상 시프트를 보상하기 위하여, 상기 내삽된 가속 신호를 지연시키도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 (ⅲ)은,
    (A) 상기 컴퓨터로 하여금 병렬 신호 세트를 생성하기 위하여, 제1 절대 위치 어레이를 상기 초기 위치 신호에 적용하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (B) 상기 컴퓨터로 하여금 델타 병렬 위치 신호 세트를 생성하기 위하여, 상기 병렬 위치 신호 세트의 각각의 병렬 위치 신호로부터 상기 초기 위치 신호를 감산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (C) 상기 컴퓨터로 하여금 병렬 곱 신호 세트를 생성하기 위하여, 상기 델타 병렬 위치 신호 세트를 제1 필터 계수로 승산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    (D) 상기 컴퓨터로 하여금 스칼라 델타 필터링된 신호를 생성하기 위하여, 상기 병렬 곱 신호 세트의 모든 병렬 곱 신호를 합산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    (E) 상기 컴퓨터로 하여금 필터링된 위치 신호를 생성하기 위하여, 제1 지연된 초기 위치 신호를 상기 델타 필터링된 신호에 가산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 (ⅳ)는,
    (A) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 필터링된 위치 신호를 업샘플링하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    (B) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 내삽된 신호를 생성하기 위하여, 상기 업샘플링된 필터링된 위치 신호를 필터링하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 (B)는,
    상기 컴퓨터로 하여금 병렬 업샘플링된 위치 신호 세트를 생성하기 위하여, 상기 업샘플링된 필터링된 위치 신호에 제2 절대 위치 어레이를 적용하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    상기 컴퓨터로 하여금 델타 병렬 업샘플링된 위치 신호 세트를 생성하기 위하여, 상기 병렬 업샘플링된 위치 신호 세트의 각각의 병렬 업샘플링된 위치 신호로부터 상기 초기 위치 신호를 감산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    상기 컴퓨터로 하여금 병렬 곱 업샘플링된 신호 세트를 생성하기 위하여, 상기 델타 병렬 업샘플링된 위치 신호 세트를 제2 필터 계수로 승산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    상기 컴퓨터로 하여금 스칼라 델타 필터링된 업샘플링된 신호를 생성하기 위하여, 상기 병렬 곱 업샘플링된 신호 세트의 모든 신호를 합산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    상기 컴퓨터로 하여금 상기 내삽된 신호를 생성하기 위하여, 상기 델타 필터링된 업샘플링된 신호에 제2 지연된 초기 위치 신호를 가산하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 (ⅵ)는,
    (A) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 가속 상태 신호를 업샘플링하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    (B) 상기 컴퓨터로 하여금 상기 업샘플링된 가속 신호를 필터링하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
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