KR20220046483A - 위치결정 장치, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 물체의 위치결정을 위한 위치결정 장치를 제공하며, 위치결정 장치는 서로 평행하게 제1 방향을 따라 배치되고 빔을 제1 방향으로 이동시키도록 구성되는 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터, 빔에 내장되고 물체를 빔에 대해 제2 방향으로 이동시키도록 구성되는 제3 액추에이터로서, 제2 방향은 제1 방향과 교차하는, 제3 액추에이터, 및 제1 액추에이터, 제2 액추에이터, 및 제3 액추에이터를 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함한다.
Description
본 발명은 위치결정 장치, 리소그래피 장치 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
근년의 반도체 소자의 급속한 고집적화에 수반하여, 반도체 소자의 제조에 사용되는 노광 장치 등의 리소그래피 장치에 더 높은 위치결정 정밀도가 요구되고 있다. 또한, 리소그래피 장치에서는, 스루풋을 향상시키기 위해서, 고정밀 위치결정이 더 고속으로 행해지는 것이 필요하다.
일본 특허 공개 공보 제6-163359호 및 일본 특허 공개 공보 제8-314517호가 이러한 리소그래피 장치에 유리한 위치결정 장치에 관한 기술을 제안하고 있다. 일본 특허 공개 공보 제6-163359호는, X 액추에이터를 내장하는 X 빔이 서로 평행한 2개의 Y 액추에이터에(대해 수평으로 연장하도록) 연결되는 방식으로 구성되는 H 형상 스테이지 장치라고 불리는 위치결정 장치를 개시하고 있다. 이 위치결정 장치에서는, X 방향의 위치에 기인하는 질량 중심 둘레의 회전 변위를 계측하여 2개의 Y 액추에이터 사이의 분배율을 실시간으로 계산하는 피드백 제어를 행함으로써, X 방향 및 Y 방향의 이동에 기인하는 요잉 진동(yawing vibration)을 억제하고 있다.
또한, 일본 특허 공개 공보 제8-314517호는, 스테이지의 위치 및 배향에 의존하는 축간 간섭 및 외란을 억제하기 위해서, 위치 및 속도에 의존하여 인가되는 축간 디커플링 명령을 전환하는 기술을 개시하고 있다. 이러한 기술은, X 방향으로의 이동 또는 Y 방향으로의 이동에 의해 발생하는 모멘트에 대하여, XY 스테이지 및 XY 스테이지 상의 θz 스테이지(회전 스테이지)의 진동을 억제한다.
물체의 이동 동안에, 물체의 질량 중심과 역점(effort) 사이의 변위로 인해 이동 방향과는 상이한 방향으로 모멘트가 발생한다. 따라서, 고정밀 위치결정 장치에서는, 물체의 질량 중심과 역점을 서로 일치시킴으로써 물체의 이동에 의해 발생하는 모멘트를 억제한다. 그러나, 경량화, 배치 상의 제약, 제조 공차 등으로 인해, 물체의 질량 중심과 역점을 서로 엄밀한 의미에서 일치시키는 것은 가능하지 않다. 이 때문에, 이동의 주축뿐만 아니라 이동에 관여하지 않는 다른 축에도 진동이 전달된다.
일본 특허 공개 공보 제6-163359호 및 일본 특허 공개 공보 제8-314517호에 개시된 기술은 이러한 다른 축 간섭에 의해 야기되는 진동의 억제에 효과적이다. 그러나, 일본 특허 공개 공보 제6-163359호에 개시된 기술에서는, 센서를 사용해서 X 빔의 요잉 진동을 검출하고, 이러한 진동을 피드백 제어를 통해 억제하기 때문에, 응답 지연이 발생한다. 또한, 일본 특허 공개 공보 제8-314517호에 개시된 기술은, θz 스테이지의 진동을 억제할 수는 있지만, 2개의 Y 액추에이터를 연결하는 X 빔의 요잉 진동을 억제할 수는 없다. 특히, 근년에는, 노광 장치 등의 리소그래피 장치에서, 정밀도와 스루풋이 향상되고 있기 때문에, X 빔의 요잉 진동의 영향이 장치 성능으로서 나타나고 있다.
본 발명은 고정밀 위치결정을 실현하는 데 유리한 위치결정 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 물체의 위치결정을 위한 위치결정 장치이며, 상기 위치결정 장치는 제1 방향을 따라서 서로 평행하게 배치되고, 빔을 상기 제1 방향으로 이동시키도록 구성되는 위한 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터, 상기 빔에 내장되고, 상기 빔에 대하여 상기 물체를 제2 방향으로 이동시키도록 구성되는 제3 액추에이터로서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 교차하는, 제3 액추에이터, 및 상기 제1 액추에이터, 상기 제2 액추에이터, 및 상기 제3 액추에이터를 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 물체를 상기 제2 방향에서의 제1 목표 위치로 이동시키기 위해서 상기 제3 액추에이터에 인가되는 제1 조작량으로부터, 상기 물체의 상기 제1 목표 위치로의 상기 이동으로 인해 상기 빔에서 발생하는 회전을 저감시키기 위해서 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 각각 인가되는 상이한 제1 보정 조작량을 구하고, 상기 제1 조작량을 상기 제3 액추에이터에 인가하고, 상기 상이한 제1 보정 조작량을 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 각각 인가하며, 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 대해 피드포워드 제어를 행한다.
본 발명의 추가적인 양태는 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 양태로서의 위치결정 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 양태로서의 위치결정 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 실시형태에 따른 X 빔의 요잉 진동(회전)의 저감을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 각 액추에이터의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시형태에 따른 각 액추에이터의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 실시형태에 따른 각 액추에이터의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 추력 보정 테이블의 예를 도시하는 도면이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 X 빔의 회전 정보의 예를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 양태로서의 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 양태로서의 위치결정 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 실시형태에 따른 X 빔의 요잉 진동(회전)의 저감을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 각 액추에이터의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시형태에 따른 각 액추에이터의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 실시형태에 따른 각 액추에이터의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 추력 보정 테이블의 예를 도시하는 도면이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 X 빔의 회전 정보의 예를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 양태로서의 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는 청구된 발명의 범위를 한정하려는 것은 아니라는 것에 유의한다. 실시형태에는 다수의 특징이 기재되어 있지만, 이러한 특징 모두가 필요한 발명으로 한정되지 않으며, 이러한 다수의 특징은 적절히 조합될 수 있다. 또한, 첨부 도면에서는, 동일하거나 유사한 구성에 동일한 참조 번호를 부여하고, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2는, 본 발명의 일 양태로서의 위치결정 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 도 1은 위치결정 장치(100)를 구성하는 제1 스테이지(SG1)를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 위치결정 장치(100)를 구성하는 제2 스테이지(SG2)를 설명하기 위한 도면이다. 위치결정 장치(100)는, 물체를 위치결정하는 기능을 갖고, 도 1에 나타내는 바와 같이, XY 액추에이터가 H의 형상으로 배치되는 스테이지 장치, 또는 소위 H 형상 스테이지 장치로서 구현된다. 위치결정 장치(100)는, 예를 들어 기판(S)을 노광하는 노광 장치에서, 이러한 기판(S)을 위치결정하는 위치결정 장치로서 유리하다. 본 실시형태에서는, X 빔(1)에 평행한 방향이 X 방향(제1 방향과 교차하는 제2 방향)이며, X 빔(1)에 직교하는 방향이 Y축이다.
YL 액추에이터(3-1)(제1 액추에이터)와 YR 액추에이터(3-2)(제2 액추에이터)는 Y 방향(제1 방향)을 따라 서로 평행하게 배치된다. YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)는 X 빔(1)을 Y 방향으로 이동시키기 위한 액추에이터이다.
X 빔(1)은, X 액추에이터(1-1)(제3 액추에이터)를 내장하고, YL 액추에이터(3-1)와 YR 액추에이터(3-2) 사이에서 연신(수평으로 연장)되면서 이들에 연결되어 있다. 즉, 2개의 액추에이터, 즉, YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)는 X 빔(1)에 대하여 수직이 되도록 X 빔(1)의 양 측에 배치된다. 또한, X 슬라이더(2)(물체)가 X 빔(1)과의 접촉을 회피하면서 X 빔(1)을 따라 이동가능하도록, X 슬라이드 에어 가이드(5)가 제공된다. X 액추에이터(1-1)는, X 빔(1)에 대하여 X 슬라이더(2)를 X 방향(제1 방향과 교차하는 제2 방향)으로 이동시키기 위한 액추에이터이다.
제1 스테이지(SG1)의 상에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(S)을 보유지지하는 제2 스테이지(SG2)(물체)가 비접촉 방식으로 탑재되어 있다. 제2 스테이지(SG2)는, 제1 스테이지(SG1)의 상에서, 반경방향 에어 가이드(4)의 갭 내에서, Z 방향, 틸트 방향, 및 회전 방향으로 이동가능한 스테이지이다. 이에 의해, 위치결정 장치(100)는, X 방향, Y 방향, Z 방향, θx 방향, θy 방향, 및 θz 방향의 6축으로 이동가능하게 구성된다.
제2 스테이지(SG2)에는 X 바아 미러(8-2) 및 Y 바아 미러(9-2)가 제공된다. 또한, X 바아 미러(8-2)에 대하여 X 레이저 간섭계(8-1)가 제공되고, Y 바아 미러(9-2)에 대하여 Y 레이저 간섭계(9-1) 및 Y-Yaw 간섭계(10)가 제공된다. 이에 의해, 제2 스테이지(SG2)에 관한 X 방향의 위치, Y 방향의 위치 및 Z축 둘레의 회전(θz)을 계측할 수 있다. 또한, Z 방향에서의 X 레이저 간섭계(8-1)의 위치와는 상이한 위치에 배치되는 X 피치 레이저 간섭계(도시되지 않음)가, 제2 스테이지(SG2)에 관한 Y축 둘레의 회전(θy)을 계측한다. 유사하게, Z 방향에서의 Y 레이저 간섭계(9-1)의 위치와는 상이한 위치에 배치되는 Y 피치 레이저 간섭계(도시되지 않음)가, 제2 스테이지(SG2)에 관한 X축 둘레의 회전(θy)을 계측한다. 또한, 제2 스테이지(SG2)로부터 제1 스테이지(SG1)에 관한 Z 방향의 위치 및 틸트를 계측하는 3개의 Z 인코더가 제공된다.
본 실시형태에서는, 제2 스테이지(SG2)는 θz 모터(6)(제4 액추에이터)를 통해서 제1 스테이지(SG1)로부터 Z축 주위로 회전된다(θz 구동이 행해진다). θz 모터(6)는, X 슬라이더(2)에 제공되어 있는 제2 스테이지(SG2)를, Y 방향 및 X 방향을 따라 각각 연장되는 2개의 축(Y축 및 X축)에 의해 규정되는 평면 상(XY 평면 상)에서 회전시키기 위한 액추에이터이다. 따라서, 제2 스테이지(SG2)는, XY 평면 상에서 회전가능한 스테이지로서 기능한다. 또한, Z 방향의 이동과 X축 및 Y축 둘레의 회전을 가능하게 하는(θx 구동 및 θy 구동을 가능하게 하는) 3개의 Z 모터(도시되지 않음)가 제공된다.
제어 유닛(CU)은, CPU, 메모리 등을 포함하는 정보 처리 장치(컴퓨터)로 구성되며, 저장 유닛에 저장된 프로그램에 따라 위치결정 장치(100)의 전체를 제어한다. 제어 유닛(CU)은, 본 실시형태에서는, YL 액추에이터(3-1), YR 액추에이터(3-2), X 액추에이터(1-1) 등을 제어한다. 이하, YL 액추에이터(3-1), YR 액추에이터(3-2) 및 X 액추에이터(1-1)에 관해서 제어 유닛(CU)에 의해 행해지는 제어에 대해서 구체적으로 설명한다.
위치결정 장치(100)에서, 화살표 AR1으로 나타내는 바와 같이, X 슬라이더(2)가 X 방향, 구체적으로는 X축을 따르는 플러스 방향(positive direction)으로 이동되는 경우를 상정한다. 또한, 제2 스테이지(SG2)를 포함하는 XY 이동부의 질량 중심(101)과 X 액추에이터(1-1)의 역점으로부터의 반력(102) 사이에, 질량 중심 변위(103)가 발생하는 것으로 상정한다.
이 경우, X 슬라이더(2)를 X축 플러스 방향으로 이동시키는 것에 기인하여, 도 1에 나타내는 바와 같이 시계 방향 모멘트(104)가 X 빔(1)에 대하여 발생한다. 또한, X 빔(1)에 대하여 발생한 모멘트(104)로 인해, X 빔(1)은 도 3a에 나타내는 바와 같이 시계 방향으로 회전한다. X 빔(1)은 외측으로부터 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)의 가동자 사이에 지지되는 방식으로 Y 슬라이더 에어 가이드(12)에 의해 구속되기 때문에, 전술한 X 빔(1)의 회전, 또는 소위 요잉 진동은 시간과 함께 가이드의 중립점으로 되돌아간다. 단, Y 슬라이더 에어 가이드(12)에 의한 구속에서는, 감쇠율이 낮고 요잉 진동이 감소할 때까지 장시간이 필요하기 때문에, 요잉 진동이 X, Y, 및 θz에 외란으로서 작용하여, X 빔(1)의 안정화에 영향을 미친다.
위치결정 장치(100)에서는, 고정밀 위치결정을 실현하기 위해서, XY 이동부의 질량 중심(101)과 X 액추에이터(1-1)의 역점(반력(102))을 서로 일치시킴으로써, 이동에 의해 발생하는 모멘트(104)를 최대한 억제한다. 단, 경량화, 배치 상의 제약, 제조 공차 등으로 인해, XY 이동부의 질량 중심(101)을 X 액추에이터(1-1)의 역점(반력(102))에 엄밀한 의미에서 일치시키는 것은 가능하지 않다. 따라서, X 방향의 이동은 어느 정도 X 빔(1)의 요잉 진동을 유발한다.
이러한 이유로, 본 실시형태에서는, X 빔(1)의 요잉 진동을 저감시키기 위해서, 도 3b에 나타내는 바와 같이, X 방향의 이동에 의해 발생되는 모멘트(104)를 상쇄하도록 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 보정 조작량(105)을 인가한다. 구체적으로는, 모멘트(104)의 회전 방향과 반대 방향의 모멘트가 발생하도록, YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 각각 상이한 보정 조작량(105)을 인가한다. 이에 의해, X 방향의 이동에 의해 발생되는 모멘트(104)에 의해 야기되는 X 빔(1)의 회전(요잉 진동)을 억제할 수 있다.
모멘트(104)는 X 액추에이터(1-1)의 반력에 의해 발생한다. 도 1에서는, 질량 중심 변위(103)가 Y축을 따라 플러스 방향에서 발생했기 때문에, X 슬라이더(2)를 X축을 따라 플러스 방향으로 이동시키면, X 빔(1)에 가해지는 모멘트(104)는 시계 방향으로 작용한다. 따라서, YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에서 반시계 방향의 힘을 발생시킴으로써, X 빔(1)에 가해지는 모멘트(104)를 상쇄할 수 있다. 구체적으로는, Y 좌표에 대하여, YL 액추에이터(3-1)에는 마이너스 방향(negative direction)으로 힘을 인가하고 YR 액추에이터(3-2)에는 플러스 방향으로 힘을 인가함으로써 모멘트(104)가 상쇄된다.
한편, X 슬라이더(2)가 X축을 따라 마이너스 방향으로 이동하는 경우에는, X 빔(1)에 가해지는 모멘트는 반시계 방향으로 작용한다. 따라서, YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에서 시계 방향의 힘을 발생시킴으로써, X 빔(1)에 가해지는 반시계 방향의 모멘트를 상쇄할 수 있다. 구체적으로는, Y 좌표에 대하여, YL 액추에이터(3-1)에는 플러스 방향으로 힘을 인가하고 YR 액추에이터(3-2)에는 마이너스 방향으로 힘을 인가함으로써, 모멘트(104)가 상쇄된다.
X 빔(1)의 모멘트(104)는 X 방향의 힘에 대하여 비례 관계에 있다. 따라서, X 방향의 힘에 대하여, 비례 상수의 게인을 적용한 보정 조작량(105)을, 전술한 부호를 사용하여 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 각각 인가함으로써, X 빔(1)의 요잉 진동을 저감할 수 있다.
도 4는, YL 액추에이터(3-1), YR 액추에이터(3-2) 및 X 액추에이터(1-1)에 대하여 제어 유닛(CU)에 의해 행해지는 제어를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서, 상측 블록이 X축(X 액추에이터(1-1))에 관한 제어 블록을 나타내고, 하측 블록이 Y축(YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2))에 관한 제어 블록을 나타낸다. 도 4에서, 본 실시형태의 특징이 되는 제어, 구체적으로는 X 조작량을 사용하여 X 빔(1)의 요잉 진동을 억제하는 제어는 XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 제어 경로이다.
X 조작량은 XtoBeamYL 및 XtoBeamYR에 대한 입력으로서 기능한다. X 조작량은, X 방향에서의 목표값(X 목표 위치)을 여러 번 시간 미분하여 얻은 값의 피드포워드 제어 세트(AccFF, JerkFF, SnapPP)의 합계값과 PID 컨트롤러의 출력의 합계값으로서 얻어지는 X 조작량이다. XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 제어 경로에 대한 입력은 X 방향의 이동(X축을 따른 구동)에 필요한 힘만을 추출하기 위해서 Decouple Matrix의 전단으로부터 추출된다. 예를 들어, Decouple Matrix의 후단으로부터 조작량을 추출하는 경우, X 조작량은 XtoX에 관한 이동을 위한 힘뿐만 아니라 YtoX, ZtoX, QxtoX, QytoX, 및 QztoX 같은 다른 축을 간섭하는 억제력도 포함한다.
본 실시형태에서는, X 조작량에 XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 게인과 분배율을 곱한 결과를 구하고, 결과의 부호를 역전시키며, 역전된 부호를 갖는 결과를 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 각각 인가되는(가산 또는 감산) 보정 조작량으로서 사용한다. 이들 보정 조작량(출력)은, X위치에 따라, YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)의 각각에 대해 추력 분배(thrust distribution)가 행해지는 후단에 가산된다. X 액추에이터(1-1)의 역점에 대하여 질량 중심 변위(103)가 Y축을 따라 플러스 방향에서 발생한 경우에는, 전술한 바와 같이 X축을 따른 플러스 방향의 X 슬라이더(2)의 이동은 X 빔(1)에 가해지는 모멘트(104)가 시계 방향으로 작용하게 한다. 따라서, X 빔(1)의 회전을 억제하기 위해서는, 반시계 방향의 힘을 발생시키면 충분하기 때문에, YL 액추에이터(3-1)에 인가되는 보정 조작량에 마이너스 부호를 부여하고, YR 액추에이터(3-2)에 인가되는 보정 조작량에 플러스 부호를 부여한다. 한편, X 액추에이터(1-1)의 역점에 대하여 질량 중심 변위(103)가 Y축을 따라 마이너스 방향에서 발생한 경우에는, 입력되는 보정 조작량의 부호를 역전시킬 필요가 있지만, XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 게인을 마이너스로 하고 입력을 행함으로써 최적 제어를 행할 수 있다. XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 게인은 질량 중심 변위(103)의 비례 상수를 나타낸다. 이러한 비례 상수의 값을 적절하게 설정함으로써, X 방향으로의 이동 중에 발생하는 힘에 대하여 X 빔(1)에서 발생하는 모멘트(104)를 상쇄하는 힘(보정 조작량)을 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 출력하는 것이 가능하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제어 유닛(CU)은, X 조작량인 제1 조작량으로부터, X 빔(1)에 발생하는 회전을 저감시키기 위해서 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 각각 인가되는 상이한 제1 보정 조작량을 구한다. 제1 조작량은, X 슬라이더(2)를 X 방향에서의 제1 목표 위치로 이동시키기 위해서 X 액추에이터(1-1)에 인가되는 제1 조작량이라는 것에 유의한다. 그리고, 제어 유닛(CU)은 상이한 제1 보정 조작량을 각각 YR 액추에이터(3-1) 및 YL 액추에이터(3-2)에 인가한다. 이때, 제어 유닛(CU)은 제1 조작량을 X 액추에이터(1-1)에 인가하기 때문에, YR 액추에이터(3-1) 및 YL 액추에이터(3-2)에 대해 피드포워드 제어가 행해진다.
본 실시형태에서, 위치결정 장치(100)는 X 빔(1)의 회전(요잉 진동)을 계측하는 계측 유닛을 필요로 하지 않는다. 단, XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 제어 경로와 함께, X 빔(1)의 회전을 계측하는 계측 유닛을 제공하고, 이러한 계측 유닛에 의해 행해지는 계측 결과에 기초하여 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 대해 피드백 제어를 행한다. 예를 들어, 제1 조작량(X 조작량)을 X 액추에이터(1-1)에 인가한 후에 계측 유닛에 의해 계측된 X 빔(1)의 회전에 기초하여, 이러한 회전을 저감시키기 위해서 YR 액추에이터(3-1) 및 YL 액추에이터(3-2)에 각각 인가되는 상이한 제2 보정 조작량을 구한다. 그리고, 상이한 제2 보정 조작량을 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 각각 인가해서 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 대해 피드백 제어를 행한다. 이에 의해, X 빔(1)의 요잉 진동의 억제의 응답을 빨라지게 할 수 있기 때문에, 단순한 피드백 제어에 비하여 증가된 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, X 조작량으로부터 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 각각 인가되는 보정 조작량을 구하는 경우에 대해서 설명했지만, 축간 간섭은 X뿐만 아니라 Y 및 θz에 대해서도 발생한다. 예를 들어, X 방향에서 질량 중심 변위가 발생하는 경우에는, Y 조작량으로부터, YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 각각 인가되는 보정 조작량을 구함으로써, X 빔(1)의 회전(요잉 진동)을 억제할 수 있다. 또한, 제2 스테이지(SG2)가 Z축 둘레로 회전되는 경우(θz)에는, XY 이동부의 질량 중심과 X 액추에이터(1-1)의 역점이 항상 서로 상이하기 때문에, 결과적인 반력을 X 빔(1)이 받게 된다. 이 경우, θz 조작량으로부터, YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 각각 인가되는 보정 조작량을 구함으로써, X 빔(1)의 회전(요잉 진동)을 억제할 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, Decouple Matrix는 특허문헌 2에 개시되어 있는 축간 디커플링 제어이다. XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 제어 경로가 적용되는 경우, 제1 스테이지(SG1)의 X 및 Y와 조합되는 제2 스테이지(SG2)의 Z, 틸트, 및 회전에 대한 디커플링 제어(도시되지 않음)에 의해 과잉 보정이 야기된다. 따라서, Decouple Matrix의 각 파라미터(XtoX, YtoX, ZtoX, QxtoX, QytoX, 및 QztoX)를 재조정함으로써 더 증가된 효과가 얻어진다. 도 4의 도시에서는, Decouple Matrix의 각 파라미터의 입력이 생략된다는 것에 유의한다.
또한, 도 5에 도시되는 바와 같이, XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 제어 경로에 필터가 추가될 수 있다. 이 필터는, X 방향으로 현재 이동 중인 X 빔(1)의 회전(요잉 진동)의 주성분에 대응하는 특정한 주파수만을 추출하고 출력하는 대역 통과 필터이다. 단, 위치결정 장치에 따라서는, DC 성분만을 차단하는 고역 통과 필터 또는 AC 성분만을 차단하는 저역 통과 필터를 XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 제어 경로에 추가할 수 있다. 이러한 필터는 노이즈의 영향을 저감시키고 게인을 증가시킬 수 있기 때문에, 특정한 주파수에 대한 진동 억제 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 도 5에 나타내는 제어 유닛(CU)의 구성(제어 블록)에 대하여, 각 액추에이터의 추력 불균일을 보정하기 위한 추력 보정 테이블로서, YL 리플, YR 리플 및 X 리플을 추가하는 것이 허용된다. 본 실시형태에서는, 전술한 바와 같이, X 빔(1)의 회전을 계측해서 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 대해 피드백 제어를 행할 필요는 없고, X 빔(1)의 회전을 계측하지 않는 오픈 제어를 행할 수 있다. 단, X 빔(1)의 회전을 계측하지 않는 경우에는, YL 액추에이터(3-1)와 YR 액추에이터(3-2)의 힘이 균형잡히는 것이 바람직하다.
액추에이터의 대표예로서 일반적으로 사용되는 리니어 모터에서는, 자석 및 코일의 자속의 변동에 기인하여, 고정자에 대한 가동자의 위치에 따라, 자석 및 코일의 피치에 대응하는 추력 불균일(추력 변동)이 주기적으로 발생한다. 이러한 관점에서, 도 6에 나타내는 바와 같이, X 방향의 위치에 따라 발생하는 추력 불균일을 X 리플의 사용에 의해 보정한다. 또한, Y 방향의 위치에 따라 발생하는 추력 불균일은 YL 리플 및 YR 리플을 사용하여 보정된다. 이러한 종류의 리플은 위치에 대한 추력 불균일의 테이블 파라미터이며, 위치에 따라서 보정값이 전환된다. 따라서, 임의의 위치에서 조작량에 대응하는 액추에이터의 실제 힘을 X 방향에서 균일하게 인가할 수 있고, 이는 YL 액추에이터(3-1)와 YR 액추에이터(3-2)를 서로 정확히 동일한 추력으로서 제어할 수 있게 한다. 이에 의해, X 방향으로의 이동의 조작량에 대응하는 X 빔(1)의 요잉 진동의 억제가, X 빔(1)의 회전을 계측하지 않는 오픈 제어에서도 안정적으로 효과를 발휘한다.
한편, 각 리플을 사용하는 전술한 보정을 행하지 않는 경우에는, 위치에 따라 각 액추에이터에서 추력 변동이 발생한다. 예를 들어, X 액추에이터(1-1)에서는, X 조작량에 대하여 발생하는 모멘트(력)가 변동한다. 또한, YL 액추에이터(3-1)와 YR 액추에이터(3-2)에서는, 위치에 따라 YL 액추에이터(3-1)와 YR 액추에이터(3-2)의 추력 사이의 균형이 변동한다. 따라서, 각 액추에이터의 추력 불균일의 보정은, X 빔(1)의 요잉 진동의 억제 효과의 안정성에 기여한다.
이제, YL 리플, YR 리플 및 X 리플 같은 추력 보정 테이블을 구하는 방법에 대해서 설명한다. 리니어 모터의 추력은 역기전력에 비례한다. 따라서, 추력 보정 테이블을 구하는 경우에는, 일정한 가속도에서의 이동 중에 발생하는 역기전력 또는 추력 보정 테이블을 구하는 것이 일반적이다. 단, 역기전력을 계측할 수 없는 경우에는, 피드백 제어의 제어량으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 임의의 일정한 가속도에서의 이동 중의 등가속 기간(또는 등감속 기간)의 조작량을 추출한다. 도 6에서, 이러한 조작량은 FF 게인의 합계값과 PID 컨트롤러의 출력의 합계값과 동등하다. 이러한 조작량의 추출을 위치를 미소하게 변경하면서 행함으로써, 도 7a 내지 도 7c에 나타내는 조작량의 그래프가 얻어지고, 각 위치에 대응하는 추력 보정 테이블을 생성할 수 있다. 도 7a 내지 도 7c에서, 횡축은 제어되는 각 축의 위치를 나타내며, 종축은 임의의 가속도에 대응하는 조작량을 나타낸다. 구체적으로는, 동일한 위치에서의 동일한 가속도와 감속도의 조작량의 절대값의 평균이다. 가속도와 감속도의 평균을 사용함으로써, 실장(implementation)에 관련된 반력 등의 방향 차의 영향을 감소시킬 수 있다. 도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 얇은 선은 보정 전의 조작량을 나타내고, 굵은 선은 보정 후의 조작량을 나타내며, 얇은 선에 의해 나타내는 값을 테이블로서 사용하여, 테이블의 진폭(크기)에 따라서 테이블의 값의 비율에 대응하는 게인을 승산에 의해 조작량에 적용한다. 비율이 정확한 경우 또는 추력 불균일이 정확하게 재현되는 경우에는, 보정 후의 조작량은 굵은 선으로 나타내는 바와 같이 일정한 값을 나타낸다. 보정 후의 조작량의 진폭을 감소시키도록 테이블을 조정함으로써, 조작량에 대하여 액추에이터의 실제 추력이 정확하게 출력된다.
도 7a는 X축(X 액추에이터(1-1))의 추력 보정 테이블을 나타낸다. X축에 관해서는, 1개의 액추에이터, 즉 X 액추에이터(1-1)에 의해 제어되기 때문에, 단순하게 X축을 제어하기 위해 사용되는 조작량을 취득하면 된다. 한편, Y축에 관해서는, 2개의 액추에이터, 즉 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 제어된다. 따라서, 단순하게 Y축을 제어하기 위해 사용되는 조작량을 취득하면, YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 대하여 동일한 추력 보정 테이블이 생성되어, 총 합계가 된다. YL 액추에이터(3-1)와 YR 액추에이터(3-2)는 상이한 액추에이터이기 때문에, 추력 보정 테이블로서 상이한 테이블을 생성할 필요가 있다.
이를 위해, 본 실시형태에서는, YL 액추에이터(3-1)와 YR 액추에이터(3-2)에 대해 다른 종류의 추력 불균일을 얻는다. 구체적으로는, YL 액추에이터(3-1)만을 사용하여 Y축을 제어하고, 임의의 가속도에서의 이동 동안 등가속 기간의 조작량을 추출함으로써, 도 7b에 나타내는 얇은 선과 동등한 보정 전의 조작량을 얻는다. 유사하게, YR 액추에이터(3-2)만을 사용하여 Y축을 제어하고, 임의의 가속도에서의 이동 동안 등가속 기간의 조작량을 추출함으로써, 도 7c에 나타내는 얇은 선과 동등한 보정 전의 조작량을 얻는다. 이에 의해, YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 대하여 각각 상이한 추력 보정 테이블을 생성할 수 있다. Y축의 제어에 관해서는, YL 액추에이터(3-1)와 YR 액추에이터(3-2)의 추력을 균형잡을 필요가 있기 때문에, 굵은 선으로 나타내는 보정 후의 조작량과 동일한 조작량을 산출하도록 추력 보정 테이블을 조정한다. 이에 의해, Y축의 제어에 관해서, YL 액추에이터(3-1)와 YR 액추에이터(3-2)의 추력 사이의 균형을 확보한다.
전술한 바와 같이, 역기전력을 계측할 수 없는 경우에도, 각 축을 따른 조작량으로부터 추력 보정 테이블을 생성할 수 있다.
이러한 추력 보정 테이블에 기초하여 위치에 따라서 보정값을 변경함으로써, 예를 들어 YL 액추에이터(3-1)와 YR 액추에이터(3-2)의 추력 사이의 균형이 유지된다. 따라서, X 빔(1)의 회전이 계측되지 않는 오픈 제어에서도, X 빔(1)의 요잉 진동의 억제가 안정화되고, 증가된 효과를 달성할 수 있다. 이에 의해, X 빔(1)의 회전을 계측하는 계측 유닛이 불필요해지고, X 빔(1)의 요잉 진동의 억제를 저비용으로 실현할 수 있다.
이어서, XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 파라미터(제어 파라미터)를 구하는 방법에 대해서 설명한다. X 빔(1)의 회전을 계측할 수 있는 경우에는, X 방향으로의 이동 동안의 X 빔(1)의 회전을 계측하면서 이러한 회전이 작아지도록 XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 파라미터를 결정하면 된다. 단, X 빔(1)의 회전을 계측할 수 없을 경우, 상술한 방법을 사용해서는 XtoBeamYL 및 XtoBeamYR의 파라미터를 결정할 수 없다.
이러한 관점에서, 본 실시형태에서는, 먼저, 반경방향 에어 가이드(4)의 구동을 정지시키고, 제2 스테이지(SG2)를 제1 스테이지(SG1)에 착좌시키며, 그 후 제2 스테이지(SG2)의 Z, θx, θy, 및 θz에 관한 서보 제어를 정지(오프)시킨다. 이에 의해, 제2 스테이지(SG2)는, 제1 스테이지(SG1)에 의해 구속된 상태로 되기 때문에, 제2 스테이지(SG2)의 회전(θz)에 관한 정보(회전 정보)는 X 빔(1)의 회전에 관한 정보(회전 정보)와 일치한다. 전술한 상태에서 X 방향으로 이동시키고 제2 스테이지(SG2)의 회전(θz)에 관한 회전 정보를 일정 주기에서 취득함으로써, 도 8a에 나타내는 회전 정보를 얻는다. 도 8a는 X 방향으로의 이동 동안의 X 빔(1)의 회전 정보를 나타내고, 횡축이 시간을 나타내며 종축이 회전 정보를 나타낸다. 도 8a에서, 얇은 선은 본 실시형태에 따라 X 빔(1)의 요잉 진동이 저감되기 전의 회전 정보(전)를 나타내고, 굵은 선은 본 실시형태에 따라 X 빔(1)의 요잉 진동이 저감된 후의 회전 정보(후)를 나타낸다. 도 8a에 나타내는 회전 정보에 푸리에 변환을 적용한 결과, 횡축이 주파수를 나타내는 도 8b가 얻어진다. 도 8b에서, 얇은 선은 본 실시형태에 따라 X 빔(1)의 요잉 진동이 저감되기 전의 회전 정보(전)를 나타내고, 굵은 선은 본 실시형태에 따라 X 빔(1)의 요잉 진동이 저감된 후의 회전 정보(후)를 나타낸다. 도 8b를 참조하면, X 빔(1)의 요잉 진동이 저감되기 전에는, 100Hz의 주파수 근방에서 감쇠가 낮은 요잉 진동이 존재하고 있는 것을 알 수 있다. 이때의 X 조작량을 도 8c에 나타낸다. 도 8c에 나타내는 X 조작량은 X 빔(1)의 요잉 진동의 영향을 포함한다. 이러한 X 조작량을, 낮은 감쇠에 대응하는 100 Hz를 중심으로 하는 대역 통과 필터를 통해서 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)의 조작량에 추가하는 것에 의해, X 빔(1)의 안정화 동안의 요잉 진동을 억제할 수 있다. 그리고, 감쇠 효과가 가장 큰 XtoBeamYL 및 XtoBeamYR을 달성하도록, 게인과 비율을 변경하면서 X 빔(1)을 확인하는 것에 의해 최적 게인이 구해진다(시행착오). 전술한 바와 같이, 최적 대역 통과 필터와 파라미터를 설정함으로써, X 빔(1)의 요잉 진동의 진폭을 저감할 수 있고, 그 감쇠를 빠르게 할 수 있다.
전술한 방법에 따르면, 제1 스테이지(SG1)에 대하여, 실제로는 비접촉 상태가 되는 제2 스테이지(SG2)를 접촉시키고 있기 때문에, 높은 가속도의 이동이 불가능하다는 것에 유의한다. 따라서, 전술한 방법은 X 빔(1)의 요잉 진동의 주파수 특정과 조 조정에 사용하고, 그 후 정밀 조정을 행하면 된다.
구체적으로는, 모든 축이 서보 제어하에 있는 상태에서, 실제 동작(예를 들어, 노광시)과 동일한 프로파일을 사용하여, X 방향으로의 이동 후의 Y 방향의 제어 편차를 최소화시키도록 XtoBeamYL 및 YtoBeamYR을 조정한다. 이러한 조정에서는, Y 바아 미러(9-2)에 Y 레이저 간섭계(9-1)로부터의 광(광축)이 조사되는 X 좌표와 X 빔(1)의 회전(θz)의 중심의 X 좌표 사이가 최대 거리인 상태에서, X 빔(1)의 요잉 진동은 Y축에 대해 최대 외란을 일으킨다. 따라서, X축에 관해서 외측 위치에서 전술한 조정을 행하는 것이 효과적이다.
또한, 실제 동작, 예를 들어 노광 중의 동작과 동일한 동작을 실행할 때의 노광 동안의 편차를 평가값으로서 조정할 수 있다. Y 방향의 제어 편차에는, 절대값과 X 방향의 상이한 위치에서의 편차의 변동의 2개의 지표가 있다. 모든 노광 좌표의 Y 방향의 제어 편차의 평균값을 평가 지표로서 사용하여 게인을 조정함으로써 절대값을 낮출 수 있다. 한편, 모든 노광 좌표의 Y 방향의 제어 편차의 표준 편차를 평가 지표로서 사용하여 게인을 조정함으로써 변동을 억제할 수 있다. 절대값을 낮추기 위해서는, 대역 통과 필터의 주파수를 낮추는 것이 효과적이다. 한편, 표준 편차를 억제하기 위해서는, 대역 통과 필터의 주파수를 상승시키고 게인을 증가시킬 필요가 있다. 전술한 바와 같이, 평균값과 표준 편차 사이에는 트레이드오프 관계(trade-off relationship)가 있다. 균형을 고려할 경우에는, 평균값과 표준 편차의 합계를 평가값으로서 사용하여 조정을 행하면 된다. 위치결정 장치에 요구되는 성능에 따라 최적 조정 상태는 다르며, 이를 고려해서 평가값을 선택함으로써 조정을 행할 필요가 있다.
본 실시형태는 위치결정 장치(100)로서 H 형상 스테이지 장치를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 위치결정 장치(100)에 따른 X 빔(1)과 제2 스테이지(SG2)와 유사하게, θ 방향의 자유도가 제공되는 복수의 구조 요소가 구성되어 있는 구조의 스테이지 장치에도, 본 실시형태와 유사한 방법을 적용할 수 있다.
예를 들어, 제2 스테이지(SG2)를 XY 평면 상의 목표 회전 위치에 도달하도록 회전시키는 경우를 상정한다. 이 경우, X 빔(1)에서 발생하는 회전을 저감시키기 위해서, θz 모터(6)에 인가되는 조작량으로부터 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 각각 인가되는 상이한 보정 조작량을 구한다. 그리고, θz 모터(6)에 조작량을 인가하고 구한 상이한 보정 조작량을 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 인가해서 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 대해 피드포워드 제어를 행한다.
또한, X 슬라이더(2)를 Y 방향에서의 제2 목표 위치로 이동시키는 경우에도 적용할 수 있다. 이 경우, X 빔(1)에서 발생하는 회전을 저감시키기 위해서, YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 인가되 조작량으로부터, YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 각각 인가되는 상이한 보정 조작량을 구한다. 그리고, 제2 목표 위치로 이동시키기 위한 조작량과 함께, 구한 상이한 보정 조작량을 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 각각 인가해서 YL 액추에이터(3-1) 및 YR 액추에이터(3-2)에 대해 피드포워드 제어를 행한다.
또한, 본 실시형태는, 빔을 제1 방향으로 이동시키기 위한 제1 액추에이터와, 빔에 내장되고, 빔에 대하여 물체를 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이동시키기 위한 제2 액추에이터를 포함하는 위치결정 장치에도 적용될 수 있다. 이 경우, 빔에서 발생하는 제2 방향 이외의 방향의 변위를 저감시키기 위해서, 물체를 제2 방향에서의 제1 목표 위치로 이동시키기 위해서 제2 액추에이터에 인가되는 조작량으로부터, 제1 액추에이터에 인가되는 보정 조작량을 구한다. 제1 목표 위치로 이동시키기 위한 조작량을 제2 액추에이터에 인가하고, 또한 구한 보정 조작량을 제1 액추에이터에 인가해서 제1 액추에이터에 대해 피드포워드 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.
도 9는, 본 발명의 일 양태로서의 노광 장치(EX)의 구성을 도시하는 개략도이다. 노광 장치(EX)는, 예를 들어 반도체 소자 및 액정 표시 소자 같은 디바이스의 제조 공정인 리소그래피 공정에 사용되고, 원판을 사용해서 기판에 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이다. 노광 장치(EX)는, 원판인 마스크(M)(레티클)를 통해서 기판(S)을 노광함으로써 마스크(M)의 패턴을 기판(S)에 전사하는 노광 처리를 행한다. 노광 장치(EX)는, 본 실시형태에서는, 스텝 앤드 스캔 방식을 사용한다. 단, 노광 장치(EX)는 스텝 앤드 리피트 방식이나 다른 노광 방식을 사용할 수도 있다. 도 9는, 기판(S)의 표면에 평행한 평면을 XY 평면으로 하는 XYZ 좌표계에 기초하여 방향을 나타낸다는 것에 유의한다.
노광 장치(EX)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 스테이지 정반(SP), 위치결정 장치(100), 경통 정반(LP), 댐퍼(DP), 투영 광학계(PS), 조명 광학계(IS), 마스크 정반(MP), 및 마스크 스테이지(MS)를 포함한다.
스테이지 정반(SP)은 마운트(도시되지 않음)를 통해서 바닥(FL)에 지지된다. 스테이지 정반(SP) 상에는, 위치결정 장치(100)가 제공된다. 경통 정반(LP)은, 댐퍼(DP)를 통해서 바닥(FL)에 지지된다. 경통 정반(LP)에는, 투영 광학계(PS) 및 마스크 정반(MP)이 제공된다. 마스크 정반(MP) 상에는, 마스크 스테이지(MS)가 이동가능하게(활주가능하게) 제공된다. 마스크 스테이지(MS)의 상방에는, 조명 광학계(IS)가 제공된다.
노광 동안, 광원(도시되지 않음)으로부터 발해진 광은 조명 광학계(IS)를 통해 마스크(M)를 조명한다. 마스크(M)의 패턴은 투영 광학계(PS)에 의해 기판(S)에 투영(결상)된다. 이때, 마스크 스테이지(MS) 및 위치결정 장치(100)는 각각 마스크(M)와 기판(S)을 주사 방향에서 상대적으로 주사한다. 노광 장치(EX)에 의해 사용되는 위치결정 장치(100)는, 전술한 바와 같이, 고정밀 위치결정을 실현할 수 있다. 따라서, 노광 장치(EX)는, 높은 스루풋과 높은 경제적 효율로 디바이스(반도체 소자, 자기 기억 매체, 및 액정 표시 소자 등의 디바이스)를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 물품 제조 방법은, 예를 들어 디바이스(예컨대, 반도체 소자, 자기 기억 매체, 및 액정 표시 소자 등) 등의 물품을 제조하기에 유리하다. 이러한 제조 방법은, 노광 장치(EX)를 사용하여, 기판에 패턴을 형성하는 공정, 패턴이 형성된 기판을 처리하는 공정, 및 처리된 기판으로부터 물품을 제조하는 공정을 포함한다. 또한, 이러한 제조 방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 물품 제조 방법은, 종래의 것에 비하여, 물품의 성능, 품질, 생산성 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 유리하다.
본 발명에서는, 리소그래피 장치는 노광 장치에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 임프린트 장치에도 적용할 수 있다는 것에 유의한다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급(배치)된 임프린트재와 몰드(원판)를 서로 접촉시키고, 임프린트재에 경화용의 에너지를 부여함으로써, 몰드의 패턴을 전사하고 패턴을 갖는 경화물을 형성한다.
또한, 본 실시형태에서는, 노광 장치(EX)에서, 위치결정 장치(100)를 기판(S)의 위치결정 장치로서 사용하지만, H 형상 스테이지 장치라면, 마스크(M)의 위치결정 장치, 즉 마스크 스테이지(MS) 같은 어떤 위치결정 장치에도 적용될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.
Claims (25)
- 물체의 위치결정을 위한 위치결정 장치이며,
제1 방향을 따라서 서로 평행하게 배치되고, 빔을 상기 제1 방향으로 이동시키도록 구성된 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터;
상기 빔에 내장되고, 상기 빔에 대하여 상기 물체를 제2 방향으로 이동시키도록 구성되는 제3 액추에이터로서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 교차하는, 제3 액추에이터; 및
상기 제1 액추에이터, 상기 제2 액추에이터, 및 상기 제3 액추에이터를 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하고,
상기 제어 유닛은, 상기 물체를 상기 제2 방향에서의 제1 목표 위치로 이동시키기 위해서 상기 제3 액추에이터에 인가되는 제1 조작량으로부터, 상기 물체의 상기 제1 목표 위치로의 이동으로 인해 상기 빔에서 발생하는 회전을 저감시키기 위해서 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 각각 인가되는 상이한 제1 보정 조작량을 구하고, 상기 제1 조작량을 상기 제3 액추에이터에 인가하고, 상기 상이한 제1 보정 조작량을 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 각각 인가하며, 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 대해 피드포워드 제어를 행하는, 위치결정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 상이한 제1 보정 조작량은, 상기 제1 방향을 따라, 상기 물체를 반대 방향으로 이동시키는 조작량인, 위치결정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 제1 조작량으로부터 상기 회전의 주성분에 대응하는 특정한 주파수를 추출하고 상기 특정한 주파수를 출력하는 대역 통과 필터를 포함하며,
상기 대역 통과 필터의 출력으로부터, 상기 상이한 제1 보정 조작량을 구하는, 위치결정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 빔의 회전을 계측하도록 구성되는 계측 유닛을 더 포함하며,
상기 제어 유닛은, 상기 제1 조작량이 상기 제3 액추에이터에 인가된 후에 상기 계측 유닛에 의해 계측된 상기 회전으로부터, 상기 회전을 저감시키기 위해서 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 인가되는 상이한 제2 보정 조작량을 구하고, 상기 상이한 제2 보정 조작량을 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 각각 인가하며, 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 대해 피드백 제어를 행하는, 위치결정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 물체를 상기 제1 방향에서의 제2 목표 위치로 이동시키기 위해서 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터 각각에 인가되는 제2 조작량으로부터, 상기 물체의 상기 제2 목표 위치로의 이동으로 인해 상기 빔에서 발생하는 회전을 저감시키기 위해서 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 각각 인가되는 상이한 제3 보정 조작량을 구하고, 상기 제2 조작량과 함께 상기 상이한 제3 보정 조작량을 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 각각 인가하며, 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 대해 피드포워드 제어를 행하는, 위치결정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 빔에 대하여, 스테이지를 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 각각 연장되는 2개의 축에 의해 규정되는 평면 상에서 회전시키도록 구성되는 제4 액추에이터로서, 상기 스테이지는 상기 빔에 배치되는 슬라이더에 제공되는, 제4 액추에이터를 더 포함하며,
상기 제어 유닛은, 상기 스테이지를 회전시켜 상기 평면 상의 목표 회전 위치에 도달하도록 상기 제4 액추에이터에 인가되는 제3 조작량으로부터, 상기 스테이지의 상기 목표 회전 위치로의 이동으로 인해 상기 빔에서 발생하는 회전을 저감시키기 위해서 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 각각 인가되는 상이한 제4 보정 조작량을 구하고, 상기 제3 조작량을 상기 제4 액추에이터에 인가하고, 상기 상이한 제4 보정 조작량을 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 각각 인가하며, 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 대해 피드포워드 제어를 행하는, 위치결정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
각각 상기 제1 액추에이터, 상기 제2 액추에이터 및 상기 제3 액추에이터의 추력의 변동을 보정하기 위한 추력 보정 테이블을 포함하며,
상기 물체의 이동 동안, 상기 추력 보정 테이블에 기초하여, 각각 상기 제1 액추에이터, 상기 제2 액추에이터 및 상기 제3 액추에이터의 상기 추력의 변동을 보정하는, 위치결정 장치. - 제7항에 있어서,
상기 추력 보정 테이블은, 상기 제1 액추에이터, 상기 제2 액추에이터, 및 상기 제3 액추에이터에 각각 인가되는 조작량으로부터 생성되는, 위치결정 장치. - 제8항에 있어서,
상기 제1 액추에이터, 상기 제2 액추에이터, 및 상기 제3 액추에이터에 각각 인가되는 상기 조작량은, 상기 물체가 일정한 가속도에서 이동되었을 때의 등가속 기간 동안의 조작량 및 등감속 기간 동안의 조작량을 포함하는, 위치결정 장치. - 제9항에 있어서,
상기 추력 보정 테이블은, 상기 제1 액추에이터, 상기 제2 액추에이터, 및 상기 제3 액추에이터에 각각 인가되는 상기 조작량의 진폭을 감소시키도록 조정되어 있는, 위치결정 장치. - 제8항에 있어서,
상기 제1 액추에이터에 대응하는 추력 보정 테이블은, 상기 제1 액추에이터만을 사용하여 상기 물체를 상기 제1 방향으로 이동시킬 때에, 상기 제1 액추에이터에 인가되는 조작량으로부터 생성되는, 위치결정 장치. - 제8항에 있어서,
상기 제2 액추에이터에 대응하는 추력 보정 테이블은, 상기 제2 액추에이터만을 사용하여 상기 물체를 상기 제1 방향으로 이동시킬 때에, 상기 제2 액추에이터에 인가되는 조작량으로부터 생성되는, 위치결정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 물체의 상기 제1 목표 위치로의 이동으로 인해 상기 빔에서 발생하는 상기 회전의 계측 결과에 기초하여, 상기 상이한 제1 보정 조작량을 구하기 위한 게인 및 비율을 결정하는, 위치결정 장치. - 제13항에 있어서,
상기 물체를 보유지지하고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 각각 연장되는 2개의 축에 의해 규정되는 평면 상에서 회전가능하게 구성되는 스테이지; 및
상기 스테이지의 회전을 계측하도록 구성되는 계측 유닛을 더 포함하며,
상기 제어 유닛은, 상기 스테이지가 상기 빔에 의해 구속되어 있는 상태에서 상기 계측 유닛에 의해 얻어지는 계측 결과에 기초하여, 상기 게인 및 상기 비율을 결정하는, 위치결정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 물체의 상기 제1 목표 위치로의 이동에 기인하는, 상기 제1 방향에서의 상기 물체의 위치의 제어 편차에 기초하여, 상기 상이한 제1 보정 조작량을 구하기 위한 게인 및 비율을 결정하는, 위치결정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 직교하는, 위치결정 장치. - 물체의 위치결정을 위한 위치결정 장치이며,
빔을 제1 방향으로 이동시키도록 구성되는 제1 액추에이터;
상기 빔에 내장되도록 구성되고, 상기 빔에 대하여 상기 물체를 제2 방향으로 이동시키도록 구성되는 제2 액추에이터로서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 교차하는, 제2 액추에이터; 및
상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터를 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하며,
상기 제어 유닛은, 상기 물체를 상기 제2 방향에서의 제1 목표 위치로 이동시키기 위해서 상기 제2 액추에이터에 인가되는 조작량으로부터, 상기 물체의 상기 제1 목표 위치로의 이동으로 인해 상기 빔에서 발생하는 상기 제2 방향 이외의 방향의 변위를 저감시키기 위해서 상기 제1 액추에이터에 인가되는 보정 조작량을 구하고, 상기 조작량을 상기 제2 액추에이터에 인가하고, 상기 보정 조작량을 상기 제1 액추에이터에 인가하며, 상기 제1 액추에이터에 대해 피드포워드 제어를 행하는, 위치결정 장치. - 기판 상에 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이며,
제1항에 따른 위치결정 장치를 포함하고,
상기 위치결정 장치는 상기 기판을 물체로서 사용하여 위치결정하는, 리소그래피 장치. - 기판 상에 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이며,
제17항에 따른 위치결정 장치를 포함하고,
상기 위치결정 장치는 상기 기판을 물체로서 사용하여 위치결정하는, 리소그래피 장치. - 원판을 통해 기판 상에 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이며,
제1항에 따른 위치결정 장치를 포함하고,
상기 위치결정 장치는 상기 원판을 물체로서 사용하여 위치결정하는, 리소그래피 장치. - 원판을 통해 기판 상에 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이며,
제17항에 따른 위치결정 장치를 포함하고,
상기 위치결정 장치는 상기 원판을 물체로서 사용하여 위치결정하는, 리소그래피 장치. - 물품 제조 방법이며,
제18항에 따른 리소그래피 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 형성 단계;
상기 형성 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 처리 단계; 및
처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 제조 단계를 포함하는, 물품 제조 방법. - 물품 제조 방법이며,
제19항에 따른 리소그래피 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 형성 단계;
상기 형성 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 처리 단계; 및
처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 제조 단계를 포함하는, 물품 제조 방법. - 물품 제조 방법이며,
제20항에 따른 리소그래피 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 형성 단계;
상기 형성 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 처리 단계; 및
처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 제조 단계를 포함하는, 물품 제조 방법. - 물품 제조 방법이며,
제21항에 따른 리소그래피 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 형성 단계;
상기 형성 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 처리 단계; 및
처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 제조 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
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