TW202401177A - 控制裝置、微影裝置、物品之製造方法及控制方法 - Google Patents

控制裝置、微影裝置、物品之製造方法及控制方法 Download PDF

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Abstract

[課題] 提供在為了將移動體的驅動精度良好地進行控制方面有利的技術。 [解決手段] 一種控制裝置，對移動體的驅動進行控制，具備：電磁致動器，其將前述移動體進行驅動；探測線圈，其輸出和以前述電磁致動器所產生的磁通對應的電壓；校正部，其對前述探測線圈的輸出應用校正值而輸出校正訊號；轉換部，其將前述校正訊號轉換為磁通；以及控制部，其基於前述轉換部的輸出與目標磁通而對前述電磁致動器進行控制；前述校正部，基於以前述控制部獲得的訊號與前述轉換部的輸出，以產生於前述轉換部的輸出的漂移成分被減低的方式決定前述校正值。

Description

控制裝置、微影裝置、物品之製造方法及控制方法
本發明，有關控制裝置、微影裝置、物品之製造方法及控制方法。
在用於半導體裝置等的製造的微影裝置，於基板台機構、原版台機構，要求高速且高精度地將載台(移動體)進行定位。將載台進行驅動的致動器方面，可採用利用了勞倫茲力的線性馬達、利用了吸引力的電磁致動器等。致動器的特性，雖在線性馬達方面線性良好而容易處置，惟在電磁致動器方面推力常數大故在發熱的觀點時為有利。於專利文獻1～2，提出一種方法，併用線性馬達與電磁致動器而將載台進行定位。
電磁致動器，一般而言，供應電流與產生推力的關係為非線形，在以電磁致動器所產生的推力與目標推力之間會產生誤差。為此，在專利文獻1，提出一種方法，對以電磁致動器所產生的磁通透過探測線圈(search coil)進行檢測，基於該檢測結果，進行回授控制為以電磁致動器而產生的推力成為目標推力。
此外，在為了對電磁致動器的磁通進行檢測而設的積分器，會因外擾而發生漂移。為此，在專利文獻2，提出將該漂移進行校正的方法。具體而言，在磁通指令顯示零的情況(亦即，不使電磁致動器產生磁通的情況)下，在不使保持開關作動之下，進行使用積分器的輸出值而將積分器的輸入值進行校正的漂移校正。另一方面，在磁通指令不顯示零的情況(亦即，使電磁致動器產生磁通的情況)下，以保持前一個值的方式使保持開關作動，使用該前一個值作為外擾成分而進行漂移校正。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-218188號公報 [專利文獻2]日本特開2009-89598號公報
[發明所欲解決之課題]
在併用線性馬達與電磁致動器的情況下，在需要大的推力的加減速區間主要使用電磁致動器對載台的加減速進行控制，在不需要大的推力的等速區間使用線性馬達進行載台的微小的定位。據此，實現高速且高精度的載台的定位控制。然而，在併用線性馬達與電磁致動器的構成，變成在載台的驅動方向配置冗長的數量的致動器，在裝置成本方面會變不利。為此，正在發展一種方式，在不使用線性馬達及電磁致動器之中推力常數小的線性馬達之下，僅以電磁致動器的進行載台的定位控制，從而削減裝置成本。
僅以電磁致動器進行載台的定位控制的情況下，電磁致動器，需要總是持續輸出磁通(推力)。此情況下，不產生磁通指令為零的期間(亦即，不使電磁致動器產生磁通的期間)，故以記載於專利文獻2的方法無法適切地進行積分器的漂移校正，對載台的驅動精度良好地進行控制變困難。
於是，本發明，目的在於提供在為了將移動體的驅動精度良好地進行控制方面有利的技術。 [用於解決課題之手段]
為了達成上述目的，作為本發明的一態樣的控制裝置，為一種控制裝置，對移動體的驅動進行控制，具備：電磁致動器，其將前述移動體進行驅動；探測線圈，其輸出和以前述電磁致動器所產生的磁通對應的電壓；校正部，其對前述探測線圈的輸出應用校正值而輸出校正訊號；轉換部，其將前述校正訊號轉換為磁通；以及控制部，其基於前述轉換部的輸出與目標磁通而對前述電磁致動器進行控制；前述校正部，基於以前述控制部獲得的訊號與前述轉換部的輸出，以產生於前述轉換部的輸出的漂移成分被減低的方式決定前述校正值。
本發明的進一步之目的或其他態樣，以下，應會由參照圖式進行說明之優選的實施方式而變得清楚。 [發明功效]
依本發明時，例如可提供在為了將移動體的驅動精度良好地進行控制方面有利的技術。
以下，參照圖式詳細說明實施方式。另外，以下的實施方式，非限定申請專利範圍的發明者。於實施方式，雖記載複數個特徵，惟不限於此等複數個特徵的全部為發明必須者；此外，複數個特徵亦可任意進行組合。再者，圖式中，對相同或同樣的構成，標注相同的參考符號，重複之說明省略。
在以下的實施方式，作為對移動體的驅動進行控制的控制裝置，說明有關對可保持原版、基板等的對象物而移動的載台的驅動進行控制的載台裝置(定位裝置)。亦即，由控制裝置控制驅動的移動體方面，舉保持原版的原版台及保持基板的基板台中的至少一方。此外，移動體，不限於載台，只要為被透過電磁致動器進行驅動的物體即可。
在記載於專利文獻2的歷來的載台裝置，為適於電磁致動器僅在載台的加減速區間輸出磁通(推力)的構成。然而，在此構成，在電磁致動器輸出磁通的期間，無法適切地對因外擾而產生的檢測磁通的漂移進行校正。例如，以如載台的加減速區間的短的時間使電磁致動器輸出磁通的情況下，因外擾而產生的檢測磁通的漂移的影響小，故即使令漂移校正為無效，仍可對電磁致動器的磁通精度良好地進行控制。另一方面，在載台的等速區間亦使電磁致動器輸出磁通的情況下，比起加減速區間，等速區間時間較長，故輸出磁通的時間亦變長。為此，嚴重受到因外擾而產生的檢測磁通的漂移的影響，對電磁致動器的磁通精度良好地進行控制的情形會變得困難。據此，在記載於專利文獻2的歷來的載台裝置，對等速區間的定位控制使用線性馬達，在以線性馬達進行位置控制的期間對檢測磁通的漂移進行校正。相對於此，在以下的實施方式，例示地提供一種電磁致動器的控制系統，可無關加減速區間、等速區間，使電磁致動器的輸出與因外擾而產生的檢測磁通的漂移校正同時成立。透過在以下的實施方式說明的電磁致動器的控制系統的構成，即使為載台的等速區間，仍可對電磁致動器的磁通精度良好地進行控制。據此，在以下的實施方式中的載台裝置，變得可削減載台的定位用的線性馬達，可僅以電磁致動器進行載台的定位控制。
＜第1實施方式＞ 針對本發明的第1實施方式進行說明。圖1，為針對本實施方式的載台裝置100的構成例進行繪示的示意圖，為對載台裝置100從上方(Z方向)觀看時的圖。本實施方式的載台裝置100，能以定位精度雖差惟大行程且大推力的粗動台101、雖為小行程惟定位精度高的微動台102及驅動控制部110而構成。驅動控制部110，例如由包含中央處理器(CPU：Central Processing Unit)等的處理部、記憶體等的記憶部的電腦而構成，對各種致動器進行控制而對粗動台101及微動台102的驅動進行控制。此外，於本實施方式，微動台102，可被構成為，透過真空吸附、靜電吸附等，從而保持原版、基板等的對象物。
粗動台101，被透過粗動線性馬達103(103a、103b)而驅動於既定方向(圖1中為±Y方向)。此外，微動台102，和粗動台101以非接觸方式連結，被透過電磁致動器104(104a、104b)相對於粗動台101驅動於既定方向(圖1中為±Y方向)。
一般而言，線性馬達，雖相對於供應電流之產生推力的線性良好而容易處置，惟推力常數小，每單位電流的發熱量大。另一方面，電磁致動器(電磁鐵)，雖線性非良好，惟推力常數大，每單位電流的發熱量小。為此，於本實施方式中的微動台102的驅動，不使用線性馬達，僅使用電磁致動器104(104a、104b)。亦即，在本實施方式的載台裝置100，將微動台102的定位控制及加減速控制，僅使用電磁致動器104而進行。電磁致動器104，被構成為，包含對線圈供應電流從而使磁通產生的電磁鐵，吸引力對構成微動台102的一部分的磁性體板產生作用。
[歷來的電磁致動器的控制系統] 以下，針對歷來的電磁致動器的控制系統，一邊參照圖2一邊進行說明。圖2，為針對記載於專利文獻2的歷來的電磁致動器104的控制系統(電磁鐵控制系統)進行繪示的方塊圖。在圖2，示出圖1中的2個電磁致動器104a、104b中的任一方的電磁鐵控制系統。以電磁致動器104產生之力，成為和電磁鐵與磁性體板之間的磁通的平方成比例之值。於電磁鐵控制系統，依加減速力而具有為其絕對值的平方根的因次之磁通的因次的指令資訊(在以下，有時記載為「磁通指令」)，被從司職載台整體的序列控制的主控制部(例如驅動控制部110)供應。
電磁致動器104，可具備電磁鐵軛部301以及設於電磁鐵軛部301的驅動線圈302。此外，於電磁致動器104的電磁鐵軛部301，設有探測線圈303。探測線圈303，檢測在驅動線圈302產生的磁通，輸出對應於該磁通的感應電壓v。此感應電壓v，被供應至第1演算部308。第1演算部308，將校正值應用於探測線圈303的輸出(感應電壓v)，輸出透過該方式而獲得的訊號作為校正訊號。對於感應電壓v的校正值的應用，例如為對感應電壓v加上校正值，或從感應電壓v減去校正值。
轉換部304，將從第1演算部308輸出的校正訊號轉換為磁通。例如，轉換部304，包含積分器，將從第1演算部308輸出的校正訊號進行時間積分從而輸出磁通。從轉換部304輸出的磁通，可被理解為以電磁致動器104產生的磁通的檢測結果，在以下有時記載為「檢測磁通φ d」。另外，供以使電磁致動器104產生所期望的力用的磁通量，可基於探測線圈303的捲數、電磁鐵軛部301之中設置了探測線圈303的部分的截面積，以及可基於從轉換部304所輸出的檢測磁通φ d而算出。此外，在示於圖2的歷來的電磁鐵控制系統，供於在裝置啟動時使檢測磁通為零用的重置訊號S1可被供應至轉換部304。往轉換部304輸入重置訊號S1時，轉換部304的輸出成為零。
從轉換部304輸出的檢測磁通φ d，被供應至第2演算部305(減法器、加法器)。第2演算部305，算出為被輸入的磁通指令(目標磁通)與檢測磁通φ d的偏差之磁通誤差，將該磁通誤差供應至增益部306。增益部306(生成部)，基於從第2演算部305輸出的磁通誤差，生成電壓指令值。例如，增益部306，對從第2演算部305輸出的磁通誤差乘上適宜(既定)的增益，從而生成電壓指令值，將該電壓指令值供應至驅動放大器307。驅動放大器307(供應部)，基於從增益部306輸出的電壓指令值，對電磁致動器104(電磁鐵的驅動線圈302)供應電流i。具體而言，驅動放大器307，將和從增益部306供應的電壓指令值對應的電壓施加於驅動線圈302，從而以產生和磁通指令(目標磁通)對應的磁通的方式對電磁致動器104的驅動線圈302供應電流。據此，可在電磁致動器104予以產生期望的磁通(亦即，目標磁通)。
然而，在如上述般構成的電磁鐵控制系統，即使為磁通指令顯示零的情況，有時仍由於外擾的影響，使得在驅動線圈302及／或探測線圈303流過偏移電流。如此的偏移電流，在轉換部304被時間積分，故會被以非必要的漂移成分之形式而包含於從轉換部304輸出的檢測磁通φ d。亦即，於從轉換部304輸出的檢測磁通φ d，會產生因外擾而產生的漂移成分。此情況下，無法以產生和磁通指令(目標磁通)對應的磁通的方式對電磁致動器104進行控制，將作為移動體的微動台102精度良好地定位的情形會變得困難。為此，在歷來的電磁鐵控制系統，設有供於將從轉換部304輸出的檢測磁通φ d的漂移成分進行校正用的漂移校正系統401。另外，在圖2，將使從轉換部304輸出的檢測磁通φ d產生漂移成分的外擾等效地表示為「外擾A」，示意地圖示為被輸入至第1演算部308者。
在示於圖2的歷來(專利文獻2)的電磁鐵控制系統的構成，利用在磁通指令顯示零旳情況下流於驅動線圈302的電流i為零以及檢測磁通φ d亦為零如此的理想的狀態，而減低檢測磁通φ d的漂移成分。亦即，在磁通指令顯示零的情況下從轉換部304輸出的檢測磁通φ d非零的情況下，假定該檢測磁通φ d為因外擾而產生的漂移成分，進行利用該檢測磁通φ d將轉換部304的輸入值進行校正的漂移校正。另一方面，在磁通指令未顯示零的情況下，亦即在使電磁致動器104產生磁通的情況下，以保持前一個值的方式使保持開關401b作動，利用該前一個值進行漂移校正。
具體而言，在示於圖2的歷來的漂移校正系統401，磁通指令顯示零的情況下，保持開關401b成為關斷(非作動)。此情況下，對從轉換部304輸出的檢測磁通φ d以換算部401a乘上增益g 2，從而獲得從檢測磁通φ d換算的電壓值，該電壓值被作為校正值而回授至第1演算部308。在第1演算部308，將從探測線圈303輸出的感應電壓v減去該校正值，將透過該方式而獲得的訊號輸入至轉換部304。另一方面，磁通指令不顯示零的情況下，驅動時序指令S2被提供至保持開關401b，保持開關401b成為導通(作動)。此情況下，漂移校正系統401的回授迴路被實質上切斷，同時保持前一個從檢測磁通φ d換算的電壓值，被保持的電壓值被作為校正值逐次輸入至第1演算部308。 接著，探究有關從保持開關401b關斷時的驅動線圈302的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性。使流於驅動線圈302的電流為i、在驅動線圈302產生的磁通為φ時，電流i與磁通φ的關係利用係數G而表示如式(1)。
φ：驅動線圈的輸出磁通 G：依驅動線圈的匝數、磁性材的磁導率等而定的係數 i：驅動線圈的電流
從在驅動線圈302產生的磁通φ至感應電壓v的傳遞特性T φ v(s)，利用係數N而表示如式(2)。
T φ v(s)：從磁通至感應電壓的傳遞特性 N：依探測線圈的匝數等而定的係數
此外，從感應電壓v至檢測磁通φ d的傳遞特性T v φ d(s)，表示如式(3)。
T v φ d(s)：從感應電壓v至檢測磁通φ d的傳遞特性 g 1：轉換部304(積分器)的增益
據此，保持開關401b為關斷時，從驅動線圈302的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性T i φ d(s)，利用式(1)～(3)表示如式(4)。驅動線圈302的電流i與在驅動線圈302產生的磁通φ，為常數倍的關係，故從驅動線圈302的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性如式(4)般以常數倍而表示時，可謂精度良好地獲得檢測磁通φ d。亦即，磁通指令顯示零的狀態下，亦即保持開關401b被關斷的狀態下，透過漂移校正系統401的回授迴路，可基於檢測磁通φ d而精度良好地控制電磁致動器104。
T i φ d(s)：從驅動線圈的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性 G：依驅動線圈的匝數、磁性材的磁導率等而定的係數 N：依探測線圈的匝數等而定的係數 g 1：轉換部304(積分器)的增益
此處，探究有關僅使用電磁致動器104而對微動台102的驅動進行控制的情況。此情況下，需要作成為將電磁致動器104總是進行驅動的狀態(亦即，產生磁通的狀態)。在示於圖2的歷來(專利文獻2)的構成，將電磁致動器104總是進行驅動的情況下，磁通指令顯示零的時序消失，保持開關401b成為總是導通(作動)。為此，在磁通指令顯示零的情況下無法作出檢測磁通φ d為零如此的理想的狀態。另一方面，為了將因外擾A而產生的檢測磁通φ d的漂移成分進行校正，在保持歷來的構成之下使保持開關401b總是導通(作動)的情況下，從感應電壓v至檢測磁通φ d的傳遞特性T v φ d(s)表示如式(5)。亦即，成為一階滯後的濾波器特性。
T v φ d(s)：從感應電壓v至檢測磁通φ d的傳遞特性 g 1：轉換部304(積分器)的增益 g 2：換算部401a的增益
據此，從驅動線圈302的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性T i φ d(s)，可使用式(1)～(2)、(5)表示如式(6)，和從保持開關401b為關斷時的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性不一致。亦即，磁通指令未顯示零的狀態下，亦即保持開關401b被導通的狀態下，無法精度良好地獲得檢測磁通φ d，基於檢測磁通φ d對電磁致動器104精度良好地進行控制的情形會變得困難。亦即，歷來的電磁鐵控制系統的構成，不適於僅使用電磁致動器104對微動台102的驅動進行控制的情況。
T i φ d(s)：從驅動線圈的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性 G：依驅動線圈的匝數、磁性材的磁導率等而定的係數 N：依探測線圈的匝數等而定的係數 g 1：轉換部304(積分器)的增益 g 2：換算部401a的增益
[本實施方式中的電磁致動器的控制系統] 以下，針對本實施方式中的電磁致動器的控制系統，一邊參照圖3一邊進行說明。圖3，為針對本實施方式中的電磁致動器104的控制系統(電磁鐵控制系統)進行繪示的方塊圖。在圖3，和圖2同樣地，示出圖1中的2個電磁致動器104a、104b中的任一方的電磁鐵控制系統。
示於圖3的本實施方式的電磁鐵控制系統，和示於圖2的歷來的電磁鐵控制系統相比，漂移校正系統的構成不同，其以外基本上相同。例如，電磁致動器104的構成，如利用圖2而前述般，可具備電磁鐵軛部301以及設於電磁鐵軛部301的驅動線圈302。此外，於電磁致動器104的電磁鐵軛部301，設有探測線圈303。探測線圈303，檢測在驅動線圈302產生的磁通，輸出為該磁通的微分值之電壓(感應電壓v)。從探測線圈303輸出的感應電壓v，被供應至第1演算部308。第1演算部308，被構成為對探測線圈303的輸出(感應電壓v)應用校正值的校正部，輸出對感應電壓v應用校正值從而獲得的訊號作為校正訊號。對於感應電壓v的校正值的應用，例如為對感應電壓v加上校正值，或從感應電壓v減去校正值。另外，於第1演算部308應用於感應電壓v的校正值，亦可理解為供於減低(校正)產生於轉換部304的輸出(檢測磁通φ d)的漂移成分用的值。
轉換部304，將從第1演算部308輸出的校正訊號轉換為磁通，作為檢測磁通φ d而輸出。本實施方式的轉換部304，包含積分器，將從第1演算部308輸出的校正訊號進行時間積分從而輸出檢測磁通φ d。該積分器，可透過類比電路而實現。此外，轉換部304，亦可代替積分器而包含具有積分特性的濾波器，可使用該濾波器將校正訊號進行時間積分從而輸出檢測磁通φ d。
從轉換部304輸出的檢測磁通φ d，被供應至第2演算部305(減法器、加法器)。第2演算部305，算出為被輸入的磁通指令(目標磁通)與檢測磁通φ d的偏差之磁通誤差，將該磁通誤差供應至增益部306。增益部306(生成部)，基於從第2演算部305輸出的磁通誤差，生成電壓指令值。例如，增益部306，對從第2演算部305輸出的磁通誤差乘上適宜(既定)的增益，從而生成電壓指令值，將該電壓指令值供應至驅動放大器307。驅動放大器307(供應部)，基於從增益部306輸出的電壓指令值，對電磁致動器104(電磁鐵的驅動線圈302)供應電流i。據此，可在電磁致動器104予以產生期望的磁通(亦即，目標磁通)。此處，本實施方式的情況下，第2演算部305、增益部306(生成部)及驅動放大器307(供應部)，可構成基於轉換部304的輸出(檢測磁通φ d)與目標磁通(磁通指令)而對電磁致動器104進行控制的控制部CNT。此外，轉換部304、第2演算部305、增益部306、驅動放大器307、第1演算部308以及後述的漂移校正系統501，可為在圖1所說明的驅動控制部110的構成要素。
接著，針對本實施方式的漂移校正系統501的構成例進行說明。本實施方式的漂移校正系統501，如示於圖3，可包含第1換算部501a、第2換算部501b以及差分算出部501c。並且，本實施方式的漂移校正系統501，基於以控制部CNT獲得的訊號與轉換部304的輸出(檢測磁通φ d)，以產生於轉換部304的輸出之漂移成分被減低的方式，決定應供應至第1演算部308(校正部)的校正值。在以下，作為以控制部CNT獲得的訊號，雖說明使用從驅動放大器307輸出的電流i之例，惟不限於其，亦可使用從第2演算部305輸出的磁通誤差(偏差)或從增益部306輸出的電壓指令值。
於第1換算部501a，設定有供於將以控制部CNT獲得的訊號(電流i)換算為磁通用的增益g 3(第1增益)。第1換算部501a，對從驅動放大器307輸出的電流i乘上增益g 3從而將電流i換算為磁通，將透過該方式而獲得的磁通資訊作為電流回授訊號S3而輸出。差分算出部501c，算出以第1換算部501a從電流i進行了換算的磁通與從轉換部304輸出的檢測磁通φ d的差分(在以下，有時記載為「磁通差分」)。此外，於第2換算部501b，設定有供於將以差分算出部501c所算出的磁通差分換算為電壓值用的增益g 2(第2增益)。第2換算部501b，對以差分算出部501c所算出的磁通差分乘上增益g 2從而將磁通差分換算為電壓值，將透過該方式而獲得的電壓值作為校正值而供應至第1演算部308。另外，第1換算部501a的增益g 3及第2換算部501b的增益g 2，例如可透過實驗、模擬等而事前決定。
此處，如前述般，驅動線圈302的電流i與在驅動線圈302產生的磁通為常數倍的關係。在本實施方式的漂移校正系統501，利用該關係，將對驅動線圈302的電流i乘上增益g 3從而獲得的磁通資訊作為電流回授訊號S3而生成，將所生成的電流回授訊號S3輸入至差分算出部501c。此時，從驅動線圈302的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性T i φ d(s)，表示如式(7)。
T i φ d(s)：從驅動線圈的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性 G：依驅動線圈的匝數、磁性材的磁導率等而定的係數 N：依探測線圈的匝數等而定的係數 g 1：轉換部304(積分器)的增益 g 2：第2換算部501b的增益 g 3：第1換算部501a的增益
適切地設定第1換算部501a的增益g 3(電流增益)，使得可基於從驅動放大器307供應至驅動線圈302的電流i，算出(推定、預測)以電磁致動器104產生的磁通。亦即，使得可將電流回授訊號S3(磁通資訊)，算出(再現)為一訊號(資訊)，該訊號表示從轉換部304輸出的檢測磁通φ d之中相當於從探測線圈303輸出的感應電壓v的磁通。據此，差分算出部501c，變得可將因外擾A而產生的檢測磁通φ d的漂移成分作為磁通差分而輸出(抽出)，可僅回授該漂移成分。第1換算部501a的增益g 3，透過式(8)而決定。
g 3：第1換算部501a的增益 G：依驅動線圈的匝數、磁性材的磁導率等而定的係數 N：依探測線圈的匝數等而定的係數 g 1：轉換部304(積分器)的增益
此時，從驅動線圈302的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性T i φ d(s)，透過將式(8)代入於式(7)，從而表示如式(9)。以式(9)表示的傳遞特性T i φ d(s)，和以式(4)表示的從保持開關401b為關斷時的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性一致。亦即，可謂檢測磁通φ d被精度良好地獲得。為此，可基於檢測磁通φ d對電磁致動器104精度良好地進行控制。
T i φ d(s)：從驅動線圈的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性 G：依驅動線圈的匝數、磁性材的磁導率等而定的係數 N：依探測線圈的匝數等而定的係數 g 1：轉換部304(積分器)的增益 g 2：第2換算部501b的增益
此外，從外擾A至檢測磁通φ d的傳遞特性T A φ d(s)，表示如式(10)。亦即，可得知，對外擾A，應用一階滯後的濾波器特性，檢測磁通φ d的漂移成分被減低。據此，可得知，在使用了本實施方式的漂移校正系統501的電磁鐵控制系統，可使電磁致動器104的輸出的控制與因外擾A而產生的檢測磁通φd的漂移成分的校正同時成立。亦即，可僅使用電磁致動器104而對微動台102的驅動精度良好地進行控制。
T A φ d(s)：從外擾A至檢測磁通φ d的傳遞特性 g 1：轉換部304(積分器)的增益 g 2：第2換算部501b的增益
如上述般，本實施方式的電磁鐵控制系統，基於以控制部CNT獲得的訊號與轉換部304的輸出(檢測磁通φ d)，以產生於轉換部304的輸出的漂移成分被減低的方式，決定應供應至第1演算部308的校正值。據此，即使為將電磁致動器104總是驅動的狀態，仍可抽出從轉換部304輸出的檢測磁通φ d的漂移成分，可精度良好地減低該漂移成分。亦即，可僅使用電磁致動器104而對微動台102的驅動精度良好地進行控制。
＜第2實施方式＞ 針對本發明的第2實施方式進行說明。圖4，為針對本實施方式中的電磁致動器104的控制系統(電磁鐵控制系統)進行繪示的方塊圖。在上述的第1實施方式，雖示出以包含積分器的方式構成了轉換部304之例，惟在本實施方式，針對以包含數位濾波器601的方式構成轉換部304之例進行說明。轉換部304的數位濾波器601，將從探測線圈303輸出的感應電壓v進行離散時間積分從而輸出檢測磁通φ d。此數位濾波器601，可透過數位電路的FIR(Finite Impulse Response)濾波器、IIR(InfiniteImpulse Response)濾波器、加法器等而實現。此外，從數位濾波器601輸出的值，亦可為一特定區間的積分值。另外，本實施方式，為基本上承接第1實施方式者，在以下提及的事項以外，可遵照第1實施方式。
首先，探究有關漂移校正系統501的回授迴路被實質上切分的狀態下的從驅動線圈302的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性。使驅動線圈302的電流為i、在驅動線圈302產生的磁通為φ時，電流i與磁通φ的關係，利用係數G而表示如式(11)。
φ：驅動線圈的輸出磁通 G：依驅動線圈的匝數、磁性材的磁導率等而定的係數 i：驅動線圈的電流
此外，從在驅動線圈302產生的磁通φ至感應電壓v的離散的傳遞特性T φ v(z)，利用係數N而表示如式(12)。
T φ v(z)：磁通φ至感應電壓v的傳遞特性 N：依探測線圈的匝數等而定的係數
此外，進行離散時間積分的數位濾波器601的離散的傳遞特性F(z)，為式(13)。
F(z)：數位濾波器601的離散的傳遞特性 g 4：數位濾波器601的增益
據此，從驅動線圈302的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性T i φ d(z)，可利用式(11)～(13)而表示如式(14)。驅動線圈302的電流i與在驅動線圈302產生的磁通為常數倍的關係，故從驅動線圈302的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性如式(14)般以常數倍而表示時，可謂精度良好地獲得檢測磁通φ d。
T i φ d(z)：驅動線圈的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性 G：依驅動線圈的匝數、磁性材的磁導率等而定的係數 N：依探測線圈的匝數等而定的係數 g 4：數位濾波器601的增益
此處，將利用驅動線圈302的電流i與在驅動線圈302產生的磁通φ為常數倍的關係的情形，而對驅動線圈302的電流i乘上第1換算部501a的增益g 3從而獲得的磁通資訊，作為電流回授訊號S3而生成。並且，將所生成的電流回授訊號S3輸入至差分算出部501c。此時，從驅動線圈302的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性T i φ d(z)，表示如式(15)。
T i φ d(z)：驅動線圈的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性 G：依驅動線圈的匝數、磁性材的磁導率等而定的係數 N：依探測線圈的匝數等而定的係數 g 2：第2換算部501b的增益 g 3：第1換算部501a的增益 g 4：數位濾波器601的增益
適切地設定第1換算部501a的增益g 3(電流增益)，使得可基於從驅動放大器307供應至驅動線圈302的電流i，算出(推定、預測)以電磁致動器104產生的磁通。亦即，使得可將電流回授訊號S3(磁通資訊)，算出(再現)為一訊號(資訊)，該訊號表示從轉換部304(數位濾波器601)輸出的檢測磁通φ d之中相當於從探測線圈303輸出的感應電壓v的磁通。據此，差分算出部501c，變得可將因外擾A而產生的檢測磁通φ d的漂移成分作為磁通差分而輸出(抽出)，可僅回授該漂移成分。第1換算部501a的增益g 3，透過式(16)而決定。
g 3：第1換算部501a的增益 G：依驅動線圈的匝數、磁性材的磁導率等而定的係數 N：依探測線圈的匝數等而定的係數 g 4：數位濾波器601的增益
此時，從驅動線圈的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性T i φ d(z)，透過將式(16)代入於式(15)，從而表示如式(17)。以式(17)表示的傳遞特性T i φ d(z)，和以式(14)表示的從驅動線圈302的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性一致。亦即，可謂檢測磁通φ d被精度良好地獲得。為此，可基於檢測磁通φ d對電磁致動器104精度良好地進行控制。
T i φ d(z)：驅動線圈的電流i至檢測磁通φ d的傳遞特性 G：依驅動線圈的匝數、磁性材的磁導率等而定的係數 N：依探測線圈的匝數等而定的係數 g 2：第2換算部501b的增益 g 4：數位濾波器601的增益
此外，從外擾A至檢測磁通φ d的傳遞特性T A φ d(z)，表示如式(18)。亦即，可得知，對外擾A，應用離散的一階滯後的濾波器特性，檢測磁通φ d的漂移成分被減低。據此，可得知，即使為在轉換部304將積分器置換為數位濾波器601的情況，和第1實施方式同樣地，可使電磁致動器104的輸出的控制與因外擾A而產生的檢測磁通φ d的漂移成分的校正同時成立。亦即，可僅使用電磁致動器104而對微動台102的驅動精度良好地進行控制。
T A φ d(z)：從外擾A至檢測磁通φ d的傳遞特性 g 2：第2換算部501b的增益 g 4：數位濾波器601的增益
此處，本實施方式的構成的優點，在於數位濾波器601的增益參數的變更為容易之點。例如，欲依外擾A的特性而變更從外擾A至檢測磁通φ d的傳遞特性的情況下，被以類比電路而實現時，需要變更被實現於電路的零件。另一方面，依本實施方式的構成時，可僅透過變更數位濾波器601的參數，從而獲得期望的傳遞特性。
＜微影裝置的實施方式＞ 說明有關在基板形成圖案的微影裝置中應用在第1實施方式或第2實施方式所說明的載台裝置(控制裝置)之例。微影裝置方面，例如舉對基板進行曝光而將原版(遮罩)的圖案轉印於基板的曝光裝置、使用原版(模具)在基板上形成壓印材的圖案的壓印裝置等。如此的微影裝置中，上述的載台裝置，可被用於對可保持原版(遮罩、模具)及基板中的至少一方而移動的載台的移動進行控制。在以下，針對在曝光裝置中使用上述的載台裝置之例進行說明。
圖5，為針對應用了本發明之載台裝置的曝光裝置10的構成例進行繪示的示意圖。曝光裝置10，可包含照明光學系統11、可保持原版12而移動的原版台13、投影光學系統14以及可保持基板15而移動的基板台16。上述的第1實施方式或第2實施方式的載台裝置，可應用於原版台13及基板台16中的至少一方。
＜物品之製造方法的實施方式＞ 本發明之實施方式的物品之製造方法，例如適於製造半導體裝置等之微型裝置、具有微細構造的元件等的物品。本實施方式的物品之製造方法，包含：使用上述的微影裝置在基板形成圖案的形成程序；將在形成程序形成了圖案的基板進行加工的加工程序；以及從在加工程序進行了加工的基板製造物品的程序。再者，該製造方法，包含其他周知的程序(氧化、成膜、蒸鍍、摻雜、平坦化、蝕刻、抗蝕劑剝離、切割、接合、封裝等)。本實施方式的物品之製造方法，比起歷來的方法，在物品之性能、品質、生產性、生產成本中的至少一者方面有利。
＜其他實施例＞ 本發明，亦可將實現上述的實施方式的1個以上的功能的程式，經由網路或記憶媒體而供應至系統或裝置，以該系統或裝置的電腦中的1個以上的處理器將程式讀出並執行的處理從而實現。此外，亦可透過實現1個以上的功能的電路(例如，ASIC)而實現。
發明不限於前述實施方式，在不背離發明的精神及範圍內，可進行各種的變更及變形。因此，撰寫申請專利範圍以公開發明的範圍。
100:載台裝置(控制裝置) 102:微動台 104:電磁致動器 302:驅動線圈 303:探測線圈 304:轉換部 305:第2演算部 306:增益部(生成部) 307:驅動放大器(供應部) 308:第1演算部(校正部) 501:漂移校正系統 501a:第1換算部 501b:第2換算部 501c:差分算出部
[圖1]針對載台裝置的構成例進行繪示的示意圖。 [圖2]針對歷來的電磁鐵控制系統進行繪示的方塊圖。 [圖3]針對第1實施方式的電磁鐵控制系統進行繪示的方塊圖。 [圖4]針對第2實施方式的電磁鐵控制系統進行繪示的方塊圖。 [圖5]針對微影裝置的構成例進行繪示的示意圖。
104:電磁致動器
301:電磁鐵軛部
302:驅動線圈
303:探測線圈
304:轉換部
305:第2演算部
306:增益部(生成部)
307:驅動放大器(供應部)
308:第1演算部(校正部)
501:漂移校正系統
501a:第1換算部
501b:第2換算部
501c:差分算出部
CNT:控制部
S1:重置訊號
S3:電流回授訊號
v:感應電壓
Figure 112114699-A0304-11-0002-6
:檢測磁通

Claims (13)

  1. 一種控制裝置，對移動體的驅動進行控制， 具備： 電磁致動器，其將前述移動體進行驅動； 探測線圈，其輸出和以前述電磁致動器所產生的磁通對應的電壓值； 校正部，其對前述探測線圈的輸出應用校正值而輸出校正訊號； 轉換部，其將前述校正訊號轉換為磁通；以及 控制部，其基於前述轉換部的輸出與目標磁通而對前述電磁致動器進行控制； 前述校正部，基於以前述控制部獲得的訊號與前述轉換部的輸出，以產生於前述轉換部的輸出的漂移成分被減低的方式決定前述校正值。
  2. 如請求項1的控制裝置，其中，前述校正部，基於從以前述控制部獲得的前述訊號所換算的磁通與從前述轉換部輸出的磁通的差分，決定前述校正值。
  3. 如請求項2的控制裝置，其中，於前述校正部，設定有供於將以前述控制部獲得的前述訊號換算為磁通用的第1增益。
  4. 如請求項2的控制裝置，其中，前述校正部，將從前述差分進行換算的電壓值作為前述校正值而應用於前述探測線圈的輸出。
  5. 如請求項4的控制裝置，其中，於前述校正部，設定有供於將前述差分換算為電壓值用的第2增益。
  6. 如請求項1的控制裝置，其中，前述轉換部，將前述校正訊號進行時間積分從而將前述校正訊號轉換為磁通。
  7. 如請求項6的控制裝置，其中，前述轉換部，包含將前述校正訊號進行時間積分的積分器。
  8. 如請求項6的控制裝置，其中，前述轉換部，包含將前述校正訊號進行時間積分的濾波器。
  9. 如請求項1的控制裝置，其中，從前述控制部獲得的前述訊號，為一電壓或電流，該電壓或電流被為了對前述電磁致動器進行控制而基於前述轉換部的輸出與前述目標磁通而生成。
  10. 如請求項1的控制裝置，其中， 前述控制部，包含：演算部，其對前述轉換部的輸出與前述目標磁通的偏差進行演算；生成部，其基於前述偏差而生成電壓指令值；供應部，其基於前述電壓指令值而對前述電磁致動器供應電流； 從前述控制部獲得的前述訊號，為從前述演算部輸出的前述偏差、從前述生成部輸出的前述電壓指令值以及從前述供應部輸出的前述電流中的至少一者。
  11. 一種微影裝置，於基板上形成圖案， 包含： 載台，其保持基板或原版；以及 如請求項1的控制裝置，其對作為移動體的前述載台的驅動進行控制。
  12. 一種物品之製造方法，包含： 形成程序，其為使用如請求項11的微影裝置在基板上形成圖案者； 加工程序，其為將在前述形成程序形成了圖案的前述基板進行加工者；以及 製造程序，其為從在前述加工程序進行了加工的前述基板製造物品者。
  13. 一種控制方法，使用將移動體進行驅動的電磁致動器，以及使用輸出和以前述電磁致動器所產生的磁通對應的電壓值的探測線圈，對移動體的驅動進行控制， 包含： 校正程序，其為對前述探測線圈的輸出應用校正值而輸出校正訊號者； 轉換程序，其為將前述校正訊號轉換為磁通者；以及 控制程序，其為基於在前述轉換程序獲得的輸出與目標磁通而對前述電磁致動器進行控制者； 在前述校正程序，基於在前述控制程序獲得的訊號與在前述轉換程序獲得的輸出，以產生於在前述轉換程序獲得的輸出的漂移成分被減低的方式決定前述校正值。
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