JP2004228428A - Stage controller, exposure device, and manufacturing method of device - Google Patents
Stage controller, exposure device, and manufacturing method of device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004228428A JP2004228428A JP2003016316A JP2003016316A JP2004228428A JP 2004228428 A JP2004228428 A JP 2004228428A JP 2003016316 A JP2003016316 A JP 2003016316A JP 2003016316 A JP2003016316 A JP 2003016316A JP 2004228428 A JP2004228428 A JP 2004228428A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- signal
- control
- acceleration
- control signal
- 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
Links
Images
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステージ制御装置、露光装置、及びデバイス製造方法に係り、特に特にマスク(レチクル)、ウェハ等の移動対象物を載置した状態で移動可能に構成されたステージの動作を制御するステージ制御装置、当該装置を備える露光装置、並びに当該露光装置を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ、半導体デバイス、撮像装置(CCD等)、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスの製造工程におけるフォトリソグラフィ工程では、投影光学系を介して、マスク又はレチクルに形成された回路パターンを、表面にフォトレジストが塗布されたウェハ、ガラスプレート等の基板に投影する露光装置が用いられている。この露光装置の一つとしてとして、レチクルに形成されたパターンをウェハ上の各ショット領域に一括して縮小投影するようにしたステップ・アンド・リピート方式の露光装置(ステッパー)が知られている。ステッパーでは1つのショット領域に対して一括露光を行い、露光が終了するとウェハをステップ移動して次のショット領域に対する一括露光を行う動作が繰り返し行われる。
【0003】
また、レチクルに形成されたパターンの露光範囲を拡大するために、照明光学系からの露光光をスリット状に制限し、このスリット光を用いてレチクルに形成されたパターンの一部をウェハ上に縮小投影した状態で、レチクルとウェハとを投影光学系に対して同期走査してパターンをウェハ上に逐次転写するようにしたステップ・アンド・スキャン方式の走査型の露光装置も用いられている。
【0004】
一般的に露光装置においては、レチクル及びウェハを高精度に位置決めし、あるいは、レチクル及び/又はウェハを一定速度で高精度に走査するために、ステージ装置が用いられる。この種のステージ装置においては、ステージを高速且つ非接触で駆動するための駆動機構として例えばリニアモータが用いられる。リニアモータは固定子及び移動子を備えており、固定子及び移動子の一方がコイルを含むときは、他方は磁石等の発磁体を含む構成とされる。
【0005】
走査型露光装置の一形態として、ウェハを保持するウェハステージと、レチクルを保持するレチクルステージとを備えたものがある。また、同期精度を高めるために、レチクルステージは、レチクル微動ステージとレチクル粗動ステージとから構成される。各ステージにおいては、例えばPID(比例積分微分)タイプのステージ制御装置により露光のための位置決めとスキャン動作とが行われる。特に、レチクル粗動ステージは高速移動するので、大きな推力を得るためのリニアモータ及び駆動アンプが必要とされる。
【0006】
図11は、上述した露光装置に設けられる従来のステージ制御装置の構成例を示す制御ブロック図である。図11に示す従来のステージ制御装置500は、位置指令発生器501、減算器502、比例制御器503、積分制御器504、微分制御器505、加算器506、及び制御対象のステージの質量を補償するための増幅器507を含んで構成される。
【0007】
ステージ制御装置500から出力される駆動信号はリニアモータに供給され、発生する推力により制御対象のステージが駆動される。図11中において符号508を付したブロックはパワーアンプ及びモータの特性を表しており、符号509を付したブロックはステージに加わる力を位置に変換する伝達関数を表している。尚、ステージの位置はレーザ干渉計により計測されるため、ブロック509はステージとレーザ干渉計とを含んだものと考えることができる。また、符号510を付したブロックはステージに加わる外乱力の発生源を表しており、符号511を付したブロックはモータで発せられる外力とステージに加わる外乱力とを合成する加算器を示している。
【0008】
ブロック509から出力されるステージの位置を示すステージ位置信号は、ステージ制御装置500内の減算器502に入力され、位置指令発生器501から出力されるステージの目標位置を示す位置指令信号との差である誤差信号が算出される。この誤差信号は比例制御器503、積分制御器504、及び微分制御器505の各々に入力される。比例制御器503、積分制御器504、及び微分制御器505は誤差信号に応じた比例制御信号、積分制御信号、及び微分制御信号をそれぞれ算出して出力する。出力された比例制御信号、積分制御信号、及び微分制御信号は加算器506で加算され、増幅器507で所定の増幅率で増幅された後、駆動信号としてパワーアンプを介してモータに供給される。このように、図11に示す制御系においては、ステージ位置信号を帰還信号としてステージをPID制御する制御回路が構成されている。従来のステージ制御装置の詳細については、例えば以下の特許文献1を参照されたい。
【0009】
【特許文献1】
特開平9−36204号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図11に示した従来のステージ制御装置は主に以下の2つの問題点を有していた。
(1)指令した位置にステージを移動させるときにステージに振動が生じ、整定時間が長くなる。
(2)ステージに加わる外乱力の補償が不完全である。
【0011】
図12は、図11に示した従来のステージ制御装置によりステージをステップ移動させたシミュレーション結果を示す図である。このシミュレーションでは、外乱力を零に設定するとともに、位置指令信号として1[m]のステップ幅でステージを移動させるステップ状の位置指令信号を時刻が0[s]のときに位置指令発生器501から発生させている。
【0012】
図12を参照すると、ステージは位置指令信号で指定した距離以上の距離を移動して約35%のオーバーシュートを生じ、その挙動は減衰係数が0.3という振動的なものとなった。また、整定時間は約0.02[s]である。このように、図11に示す従来のステージ制御装置は、上記の(1)ステージを指令した位置に移動させるときにステージに振動が生じ、整定時間が長くなるという問題があった。
【0013】
また、図13は、図11に示した従来のステージ制御装置により制御されるステージに対して外乱力を加えたときのシミュレーション結果を示す図である。尚、このシミュレーションにおいても、位置指令信号として1[m]のステップ幅でステージを移動させるステップ状の位置指令信号を時刻が0[s]のときに位置指令発生器501から発生させている。また、外乱力は位置指令発生器501から位置指令信号を発生させた0.02[s]後に、モータの100%負荷となるものをステージに加えている。
【0014】
図13を参照すると、外乱力を加えるまでの0〜0.02[s]においては、ステージは図12の場合と同様の応答を示しているが、時刻0.02[s]において外乱力がステージに加わると一定勾配で偏差が生じ、指令した位置にステージを移動させることができない。このように、図11に示す従来のステージ制御装置は、上記の(2)ステージに加わる外乱力の補償が不完全であるという問題があった。
【0015】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ステージの振動を抑制するとともに整定時間を短縮し、且つ外乱力に対する補償を完全に行うことでステージを高速且つ高精度に移動制御することができるステージ制御装置、当該装置を備える露光装置、並びに当該露光装置を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第1の観点によるステージ制御装置は、移動可能に構成されたステージ(2)を制御するステージ制御装置(1)において、前記ステージの加速度を示す加速度信号(AS)をフィードバックし、前記ステージの加速度を少なくとも積分制御する第1フィードバック制御系と、前記ステージの実際の位置を示す位置信号(PS)をフィードバックし、前記ステージの位置を少なくとも比例制御する第2フィードバック制御系とを備えることを特徴としている。
この発明によれば、フィードバックされたステージの加速度を示す加速度信号に基づいてステージの加速度が少なくとも積分制御され、フィードバックされたステージの位置を示す位置信号に基づいてステージの位置が少なくとも比例制御されるため、ステージの振動が抑制されるとともに整定時間が短縮され、しかもステージに加わる外乱力に対する補償を完全に行うことができる。これにより、ステージを高速且つ高精度に移動制御することができる。
また、上記課題を解決するために、本発明の第2の観点によるステージ制御装置は、移動可能に構成されたステージ(2)を制御するステージ制御装置(1)において、前記ステージの目標位置を示す目標位置信号(CS)を出力する目標位置信号出力部(11)と、前記目標位置信号と前記ステージの実際の位置を示す位置信号(PS)との差である誤差信号(DS)に基づいて、前記ステージの位置を少なくとも比例制御するための第1制御信号(S1)を生成する第1制御系(13)と、前記第1制御信号と前記ステージの加速度を示す加速度信号(AS)とに基づいて、前記ステージの加速度を少なくとも積分制御するための第2制御信号(S2)を生成する第2制御系(15)とを備えることを特徴としている。
この発明によれば、ステージの目標位置を示す目標位置信号とステージの実際の位置を示す位置信号とに基づいてステージの位置を少なくとも比例制御する第1制御信号が生成され、第1制御信号とステージの加速度を示す加速度信号とに基づいてステージの加速度を少なくとも積分制御する第2制御信号が生成されてステージが制御されるため、ステージの振動が抑制されるとともに整定時間が短縮され、しかもステージに加わる外乱力に対する補償を完全に行うことができる。これにより、ステージを高速且つ高精度に移動制御することができる。
ここで、本発明の第2の観点によるステージ制御装置は、前記第2制御系が、前記ステージの加速度を積分制御する積分制御信号(S22)を生成する積分制御部(15b)と、前記積分制御部に対して並列に設けられ、前記ステージの加速度を比例制御する第1比例制御信号(S21)を生成する第1比例制御部(15a)と、前記積分制御信号と前記第1比例制御信号とを加算して前記第2制御信号とする第1加算部(15c)とを備えることが好ましい。
また、本発明の第2の観点によるステージ制御装置は、前記第1制御系が、前記ステージの位置を比例制御する第2比例制御信号(S11)を生成する第2比例制御部(13a)と、前記第2比例制御部に対して並列に設けられ、前記ステージの位置を微分制御する微分制御信号(S12)を生成する微分制御部(13b)と、前記第2比例制御信号と前記微分制御信号とを加算して前記第1制御信号とする第2加算部(13c)とを備えることが好ましい。
また、本発明の第2の観点によるステージ制御装置は、前記ステージの位置を計測して前記位置信号を出力するレーザ干渉計(8)を備えることを特徴としている。
更に、本発明の第2の観点によるステージ制御装置は、前記位置信号に対して演算を施し、前記加速度信号を出力する演算部を備え、又は、前記ステージの加速度を計測して前記加速度信号を出力する加速度計(7)を備えることを特徴としている。
本発明の露光装置は、光学系(PL)を介してマスク(R)のパターンを基板(W)上に露光する露光手段(IU、PL)と、前記マスクを移動させるマスクステージ(35)と、前記基板を移動させる基板ステージ(37)とを備える露光装置(31)であって、前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方は、上記のステージ制御装置(1、111)を用いて制御されることを特徴としている。
この発明によれば、ステージを高速且つ高精度に移動制御することができるステージ制御を用いてマスクステージと基板ステージとの少なくとも一方を制御しているため、微細なパターンを基板上に高い重ね合わせ精度をもって転写することができるとともに、ステージの移動に要する時間が短縮されるためスループット(単位時間内に露光処理することができる基板の枚数)の向上を図ることができる。
本発明のデバイス製造方法は、リソグラフィ工程(S33)を含むデバイスの製造方法であって、前記リソグラフィ工程において上記の露光装置を用いて露光を行う露光工程(S46)を含むことを特徴としている。
この発明によれば、リソグラフィー工程において上記の露光装置を用いて露光を行う露光工程を含んでいるため、高い歩留まりで多数のデバイスを効率よく製造することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるステージ制御装置、露光装置、及びデバイス製造方法について詳細に説明する。
【0018】
〔ステージ制御装置〕
図1は、本発明の一実施形態によるステージ制御装置を含む制御系の全体構成を概略的に示すブロック図である。図1において、1は本発明の一実施形態によるステージ制御装置であり、2は制御対象のステージ装置である。ステージ装置2は、ベース3、リニアモータ4、テーブル部5、移動鏡6、及び加速度センサ7を含んで構成される。
【0019】
ベース3は空間的に固定されており、テーブル部5は載置物OBを固定載置した状態で移動可能に構成されている。リニアモータ4はベース3に固定された固定子とテーブル部5に固定された可動子とを有し、ステージ制御装置1から出力される推力指令信号DSに応じた推力を発生する。この推力は固定子及び可動子に伝達され、これによりステージ部5はベース3に対して相対移動する。
【0020】
移動鏡6はテーブル部5の一端に取り付けられており、テーブル部5の位置を計測するために用いられる。移動鏡6の鏡面に対面する位置にはレーザ干渉計8が配置されており、レーザ干渉計8から移動鏡6へレーザ光を照射して反射されたレーザ光を検出することで、テーブル部5の位置が計測される。計測されたテーブル部5の位置を示す位置信号としてのステージ位置信号PSはステージ制御装置1へ出力される。また、加速度センサ7はテーブル部5の一端に取り付けられており、テーブル部5の加速度を検出する。検出された加速度を示す加速度信号ASはステージ制御装置1へ出力される。
【0021】
図2は、本発明の一実施形態によるステージ制御装置1の構成例を示す制御ブロック図である。図2に示すステージ制御装置1は、位置指令発生器11、減算器12、第1制御系13、減算器14、第2制御系15、及び増幅器16を含んで構成される。位置指令発生器11は、ステージ装置2(テーブル部5)の目標位置を示す目標位置信号としての位置指令信号CSを発生する。減算器12は位置指令発生器11から出力される位置指令信号CSと図1に示したレーザ干渉計8から出力されるステージ位置信号PSとの差を求め、この差を誤差信号(推力指令信号)DSとして出力する。
【0022】
第1制御系13は、第2比例制御部としての比例制御器13a、微分制御部としての微分制御器13b、及び第2加算部としての加算器13cを含んで構成され、誤差信号DSに基づいてステージ装置2の位置を比例微分制御(PD制御)するための第1制御信号S1を生成する。比例制御器13aと微分制御器13bとは並列に設けられており、誤差信号DSがそれぞれに入力される。比例制御器13aは入力される誤差信号DSに応じてステージ装置2の位置を比例制御する比例制御信号S11(第2比例制御信号)を生成する。
【0023】
また、微分制御器13bは、入力される誤差信号DSに応じてステージ装置2の位置を微分制御する微分制御信号S12を生成する。加算器13cは比例制御信号S11と微分制御信号S12とを加算して第1制御信号S1を生成する。減算器14は第1制御系13から出力される第1制御信号S1と図1に示した加速度センサ7から出力される加速度信号ASとの差を求めて出力する。
【0024】
第2制御系15は、第1比例制御部としての比例制御器15a、積分制御部としての積分制御器15b、及び第1加算部としての加算器15cを含んで構成され、減算器14から出力される第1制御信号S1と加速度信号ASとの差を示す信号に基づいてステージ装置2の加速度を比例積分制御(PI制御)するための第2制御信号S2を生成する。
【0025】
比例制御器15aと積分制御器15bとは並列に設けられており、減算器14からの信号がそれぞれに入力される。比例制御器15aは入力される信号に応じてステージ装置2の加速度を比例制御する比例制御信号S21(第1比例制御信号)を生成する。また、積分制御器15bは、入力される信号に応じてステージ装置2の加速度を積分制御する積分制御信号S22を生成する。加算器15cは比例制御信号S21と積分制御信号S22とを加算して第2制御信号S2を生成する。
【0026】
増幅器16は制御対象のステージ装置2の質量を補償するために、第1制御系15から出力される第2制御信号をステージ装置2の質量(図1のリニアモータ4の可動子、テーブル部5、移動鏡6、及び加速度センサ7等を含めた質量)に応じた増幅率で第2制御信号S2を増幅して駆動信号DSとして出力する。
【0027】
図2中において、符号17を付したブロックはパワーアンプ及びリニアモータ4の特性(動特性)を表しており、符号18を付したブロックはステージ装置2の質量を表しており、符号19を付したブロックはステージ装置2の加速度を位置に変換する伝達関数を表している。尚、ステージの位置はレーザ干渉計8により計測されるため、ブロック18,19を合わせたものがステージ装置2とレーザ干渉計8とを含んだものと考えることができる。
【0028】
また、図2中の符号20を付したブロックは図1中の加速度センサ7を表している。図2中においてはゲインが「1」となるよう正規化してる。更に、符号21を付したブロックはステージに加わる外乱力の発生源を表しており、符号22を付したブロックはリニアモータ4で発せられる外力とステージ装置2に加わる外乱力とを合成する加算器を示している。尚、図2、図11中の各ブロック中に示した各制御パラメータは、例えばジグラー・ニコルス法により設定され、制御系は全体が最適となるように設計されている。
【0029】
上記構成において、ステージ装置2が原点位置(ステージ位置信号PSが「0」となる位置)に配置されているときに位置指令発生器11から位置指令信号CSが発せられたとすると、第1制御系13には位置指令信号CSと等しい値の誤差信号DSが入力される。第1制御系13に入力された誤差信号DSは比例制御器13a及び微分制御器13bに入力され、比例制御器13aにおいて誤差信号DSに応じた比例制御信号S11が生成されるとともに、微分制御器13bにおいて誤差信号DSに応じた微分制御信号S12が生成される。
【0030】
比例制御信号S11と微分制御信号S12は加算器13cで加算されて第1制御信号S1として出力される。ステージ装置2が静止しているときには加速度信号ASは「0」であるため、第1制御信号S1と等しい値の信号が減算器14を介して第2制御系15に入力される。第2制御系15に入力された信号は比例制御器15a及び積分制御器15bに入力され、比例制御器13aにおいて入力された信号に応じた比例制御信号S21が生成されるとともに、積分制御器15bにおいて入力された信号に応じた積分制御信号S22が生成される。比例制御信号S21と積分制御信号S22は加算器15cで加算されて第2制御信号S2として出力される。
【0031】
第2制御信号S2は増幅器16において所定の増幅率で増幅されて駆動信号DSとして図1中のリニアモータ4に供給され、リニアモータ4は供給された駆動信号DSに応じた推力を発生する。これにより、ステージ装置2は加速を開始する。ステージ装置2が加速を開始すると、その加速度が加速度センサ7(ブロック20)によって検出されるとともに、ステージ装置2の位置がレーザ干渉計8によって検出される。
【0032】
検出された加速信号AS及びステージ位置信号PDはステージ制御装置1に入力される。ステージ装置2が移動を開始するとステージ位置信号PSが変化するため、減算器12から出力される誤差信号DSの値も変化し、これにより第1制御系13からは先に出力した値とは異なる値の第1制御信号S1が出力される。同様に、ステージ装置2が加速を開始すると、加速度信号ASが「0」ではなくなるため、減算器14から出力される信号の値も変化し、これにより第2制御系15からは異なった値の第2制御信号S2が出力される。以下同様の動作を、誤差信号DSが「0」になるまで、つまりステージ装置2が目標位置に移動するまで行われる。
【0033】
このように、本実施形態のステージ性御装置には、ステージ装置2の加速度を示す加速度信号ASをフィードバックして、ステージ装置2の加速度を第2制御系15で比例積分制御(PI制御)する第1フィードバック制御系と、ステージ装置2の実際の位置を示す位置信号PSをフィードバックして、ステージ装置2の位置を第1制御系13で比例微分制御(PD制御)する第2フィードバック制御系とが構成されている。
【0034】
次に、本発明の一実施形態によるステージ制御装置の応答特性について説明する。図3は、本発明の一実施形態によるステージ制御装置1でステージ装置2をステップ移動させたシミュレーション結果を示す図である。このシミュレーションでは、図12の結果が得られたシミュレーションと同様に、ステージ装置2に加わる外乱力を零に設定する(図2中のブロック21からの出力を「0」に設定する)とともに、位置指令信号として1[m]のステップ幅でステージ装置2を移動させるステップ状の位置指令信号CSを時刻が0[s]のときに位置指令発生器11から発生させている。
【0035】
図3を参照すると、ステージ装置2はステップ状の位置指令信号CSを発生させたにも拘わらず振動的な挙動とならず、しかも整定時間が0.005[s]以下であり、図11に示すPID制御を行う従来のステージ制御装置で制御した場合の整定時間0.02[s]と比べて極めて短時間で整定していることが分かる。
【0036】
また、図4は、本発明の一実施形態によるステージ制御装置1により制御されるステージ装置2に対して外乱力を加えたときのシミュレーション結果を示す図である。尚、このシミュレーションにおいても、図2の結果が得られたシミュレーションと同様に、位置指令信号CSとして1[m]のステップ幅でステージ装置2を移動させるステップ状の位置指令信号を時刻が0[s]のときに位置指令発生器11から発生させている。また、外乱力は位置指令発生器11から位置指令信号CSを発生させた0.02[s]後に、モータの100%負荷となるものをステージ装置2に加えている。
【0037】
図4を参照すると、時刻0.02[s]において外乱力を加えているにも拘わらず。ステージ装置2に対して外乱力を加えないときに得られた図3に示すシミュレーション結果と同様の結果が得られている。これは、ステージ装置2に加わる外乱力が完全に補償された結果である。このように、本実施形態のステージ制御装置1でステージ装置2の移動を制御すると、ステージ装置2の振動を抑制することができるとともに整定時間を短縮することができ、しかも外乱力を完全に補償することができる。これにより、ステージ装置2を高速且つ高精度に移動制御することができる
【0038】
以上、本発明の一実施形態によるステージ制御装置について説明したが、本発明のステージ制御装置は上記実施形態に制限されることなく本発明の範囲内で自由に変更することが可能である。例えば、上記実施形態においては、第1制御系13がステージ装置2の位置を比例微分制御(PD制御)し、第2制御系15がステージ装置2の加速度を比例積分制御(PI制御)する構成について説明した。しかしながら、第1制御系13における微分制御及び第2制御系15における比例制御は必ずしも必須であるという訳ではなく、必要に応じて省略することができる。つまり、第1制御系13は少なくとも比例制御(P制御)を行うものであり、第2制御系15は少なくとも積分制御(I制御)を行うものであればよい。
【0039】
また、上記実施形態においては、ステージ装置2が備えるテーブル部5の一端に加速度センサ7を取り付けて、ステージ装置2の加速度を実測して加速度信号ASを得るようにした構成について説明した。しかしながら、加速度センサ7は必ずしも必須の構成ではなく省略した構成であっても良い。かかる構成の場合は、レーザ干渉計8で検出されたステージ位置信号PSに対して微分演算を施して加速度信号を出力する演算部をステージ制御装置1内に設け、この演算部から出力される加速度信号を減算器14に出力するように構成する。
【0040】
〔露光装置〕
次に、本発明の露光装置について詳細に説明する。図5は、本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す図である。本実施形態においては、図5中の投影光学系PLに対してマスクとしてのレチクルRと基板としてのウェハWとを相対的に移動させつつ、レチクルRに形成されたパターンをウェハWに転写して半導体素子を製造するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
【0041】
尚、以下の説明においては、図5中に示したXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がウェハWに対して平行となるよう設定され、Z軸がウェハWに対して直交する方向(投影光学系PLの光軸AXに沿った方向)に設定されている。図5中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施形態では露光中(パターン転写中)にレチクルR及びウェハWを移動させる方向(走査方向)をY方向に設定している。尚、それぞれの軸周りの回転方向をθZ、θY、θXとする。
【0042】
図5に示す露光装置31は、照明光学系IU、ステージ装置32、投影光学系PL、ステージ装置33、及びメインフレーム34から概略構成されている。照明光学系IUは、光源(不図示)からの露光用照明光によりマスクとしてのレチクルR上の矩形状(又は円弧状)の照明領域を均一な照度で照明する。ステージ装置32は、レチクルRを保持して移動するマスクステージとしてのレチクルステージ35とレチクルステージ35を支持するレチクル定盤36とを含んで構成される。投影光学系PLは、レチクルRに形成されたパターンを縮小倍率1/α(αは、例えば5又は4)で基板としてのウェハW上に投影する。ステージ装置33は、ウェハWを保持して移動する基板ステージとしてのウェハステージ37とウェハステージ37を保持するウェハ定盤38とを含んで構成される。メインフレーム34は、上記ステージ装置32及び投影光学系PLを支持する。
【0043】
照明光学系IUは、メインフレーム34の上面に固定された支持コラム39によって支持される。尚、露光用照明光としては、例えば超高圧水銀ランプから射出される紫外域の輝線(g線、i線)、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)、又はArFエキシマレーザ光(波長193nm)若しくはF2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV)等が用いられる。メインフレーム34は、床面に水平に載置されたベースプレート40上に設置されており、その上部側及び下部側には、内側に向けて突出する段部34a,34bがそれぞれ形成されている。
【0044】
ステージ装置32の一部をなすレチクル定盤36は、各コーナーにおいてメインフレーム34の段部34aに防振ユニット41を介してほぼ水平に支持されており、その中央部にはレチクルRに形成されたパターン像が通過する開口42aが形成されている。尚、図5においては、X方向に配置された防振ユニット41のみを図示しており、Y方向に配置された防振ユニットは図示を省略している。
【0045】
尚、レチクル定盤36の材料として金属やセラミックスを用いることができる。防振ユニット41は、内圧が調整可能なエアマウント43とボイスコイルモータ44とが段部34a上に直列に配置された構成になっている。これら防振ユニット41によって、ベースプレート40及びメインフレーム34を介してレチクル定盤36に伝わる微振動がマイクロGレベルで絶縁されるようになっている(Gは重力加速度)。
【0046】
レチクル定盤36上には、レチクルステージ35がレチクル定盤36に沿って2次元的に移動可能に支持されている。レチクルステージ35の底面には、複数のエアベアリング(エアパッド)45が固定されており、これらのエアベアリング45によってレチクルステージ35がレチクル定盤36上に数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。また、レチクルステージ35の中央部には、レチクル定盤36の開口42aと連通し、レチクルRのパターン像が通過する開口46aが形成されている。更にレチクルステージ35の一端には、レチクルステージ35の加速度を検出するための加速度センサ47が設けられている。この加速度センサ47の検出結果は後述するステージ制御装置111(図8参照)に出力される。
【0047】
ここで、レチクルステージ35を含めたステージ装置32について詳述する。図6は、本発明の一実施形態による露光装置に設けられるレチクルステージ35を含めたステージ装置32の外観斜視図である。尚、図6に示したステージ装置32は図1に示した制御対象としてのステージ装置2に相当するものである。図6に示すように、レチクルステージ35は、L字型に成型されたセラミック製の粗動ステージ部70と矩形フレーム状に成型されたセラミック製の微動ステージ部71を含んで構成され、これらがレチクル定盤36上に並置されている。粗動ステージ部70と微動ステージ部71との間には、3個の微動用のリニアモータ72〜74が設けられる。これらの内、2個のリニアモータ72,73は、ステップ&スキャン露光時の走査方向(Y方向)の微動とθ方向の微動のために推力を発生させ、1個のリニアモータ74は非走査方向(X方向)の微動のために推力を発生させるためのものである。
【0048】
粗動ステージ部70と微動ステージ部71とから構成されるレチクルステージ35においては、微動用のリニアモータ(アクチュエータ)は非走査方向に比べて走査方向について極めて大きな推力(トルク)を発生するものが必要とされる。このため、本実施形態では走査方向に推力を発生する2個のリニアモータ72,73を非走査方向に適当に離間して設けることで、粗動ステージ部70が加減速している間であっても、その加速度に抗して十分な応答速度で微動ステージ部71をY方向とθ方向とに微動できるようにした。
【0049】
尚、3個の微動用リニアモータ72〜74は、何れも永久磁石ユニットが微動ステージ部71側に固定され、コイルユニットが粗動ステージ部70側に固定されるMM型(ムービングマグネット型)で構成されるが、これは必ずしも必須の構成ではなく、場合によっては3個の全て又は一部について磁石ユニットとコイルユニットの配置を逆にしたMC(ムービングコイル)型にしてもよい。
【0050】
また、粗動ステージ部70を大きく移動させるリニアモータとして、円筒状のケース内に円板状又はドーナツ状の強力な永久磁石の多数個をY方向に積層した円柱型の固定子75b,76bと、その固定子の周りを環状に包むようなコイル巻き線を収納した可動子75a,76aとを組み合わせたシャフト型リニアモータ75,76を用いている。
【0051】
シャフト型リニアモータは可動子75a,76aに収納されるコイル巻き線の構造が簡単であるとともに、固定子75b,76b内の磁石列の組み立ても容易であるため、コストが低く且つ投入エネルギー(電力)に対する出力エネルギー(推力トルク)の変換効率が高いという利点がある。更に、コイル巻き線の構造が単純なので、冷却用クーラントを可動子75a,76a内に供給する際の内部循環路の構造を単純にでき、冷却効率を高められるという利点もある。
【0052】
そして本実施例では、シャフト型リニアモータ75,76の固定子75b,76bの各々を、リニアスライダー方式のエアベアリング部材77a,77b及びエアベアリング部材78a,78bにそれぞれ固定し、レチクル定盤36の両側に形成されたガイド面36a,36bに沿ってY方向に直線移動可能に構成している。つまり、エアベアリング部材77a,77bは固定子75bの長手方向の両端に固定され、エアベアリング部材78a,78bは固定子76bの長手方向の両端に固定される。これにより、固定子75bとエアベアリング部材77a,77bは第1のカウンタマス79aとしてレチクル定盤36上を一体にY方向に移動可能に構成され、固定子76bとエアベアリング部材78a,78bは第2のカウンタマス79bとしてレチクル定盤36上を一体にY方向に移動可能に構成される。
【0053】
シャフト型リニアモータ75,76の可動子75a,76aの各々は、その内周壁が対応する固定子75b,76bの外周壁と1〜4mm程度のギャップを保って位置するように、適当な結合部材を介して粗動ステージ部70に取り付けられている。粗動ステージ部70の下面には、レチクル定盤36の上表面との間にはエアベアリングを形成するための4つのパッド80(図6においては1つのみを図示)が設けられている。
【0054】
また、粗動ステージ部70のY方向に伸びた端部側(シャフト型リニアモータ76側)には、レチクル定盤36の側面ガイド面36bとの間にY方向のエアベアリングを形成するためのパッド81が設けられ、このパッド81は真空与圧型又は磁力与圧型のコンビネーションパッドで構成される。更に、微動ステージ部71の下面には、レチクル定盤36の上表面との間にエアベアリングを形成するための4つのパッド82(図6においては2つのみを図示)が設けられており、微動ステージ部71の上面部には、位置計測部の一部をなすレーザ干渉計による測長のために、直線状の移動鏡104(図8参照)の載置部83と2つのコーナーミラー105,106(図8参照)の載置部84,85とが形成されている。
【0055】
また、ステージ装置32には、カウンタマス79aのY方向の移動位置を計測するために、カウンタマス79aの一部をなすエアベアリング部材77aにリニアエンコーダセット88a(図示省略)が取り付けられるとともに、カウンタマス79bの一部をなすエアベアリング部材78aにリニアエンコーダセット88bが取り付けられている。リニアエンコーダセット88bは読み取りヘッド部86b及びスケール部87bを含んで構成され、読み取りヘッド部86bがエアベアリング部材78aに固定され、スケール部87bがレチクル定盤36に固定されている。尚、図6においては、リニアエンコーダセット88aを構成する読み取りヘッド部86a及びスケール部87aの図示を省略している。
【0056】
更に、カウンタマス79a,79bを単独でY方向に移動させるリニアモータとして、リニアモータセット91a,91b(図6においては、リニアモータセット91aの図示は省略している)がエアベアリング部材77b,78bにそれぞれ取り付けられている。リニアモータセット91bは、固定子89bと可動子90bとを含んで構成され、可動子90bがエアベアリング部材78bに固定され、固定子49bがレチクル定盤36の側部に固定されている。尚、図6においては、リニアモータセット91aを構成する固定子89a及び可動子90aの図示を省略している。
【0057】
これらのリニアモータセット91a,91bは、ローレンツ力を推力とするVCM(ボイスコイルモータ)型、リアクタンス力を推力(駆動力)とする電磁石型(ソーヤモータ等)の何れであってもよく、固定子89aと可動子90aとをどちらに取り付けるか及び固定子49bと可動子90bとををどちらに取り付けるかも任意である。しかしながら、固定子89a,89bと可動子90a,90bとのうち、重量の大きい方をカウンタマス79a,79bの質量の一部とすべくエアベアリング部材78a,78b側に設けるのがよい。
【0058】
図5に戻り、投影光学系PLは、複数の屈折光学素子(レンズ素子)を含んで構成され、物体面(レチクルR)側と像面(ウェハW)側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有する。尚、投影光学系PLが備える複数のレンズ素子の硝材は、露光用照明光の波長に応じて、例えば石英又は蛍石が選択される。照明光学系IUから射出される照明光がレチクルRを照明すると、レチクルRを透過した照明光が投影光学系PLに入射し、レチクルに形成されたパターンの部分倒立像が投影光学系PLの像面側の円形視野の中央にスリット状に制限されて結像される。これにより、投影されたパターンの部分倒立像は、投影光学系PLの結像面に配置されたウェハW上の複数のショット領域のうち、1つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。
【0059】
投影光学系PLに設けられる(投影光学系PLを構成する)レンズ素子の一部(例えば、5つのレンズ素子)は圧電素子を用いたアクチュエータ、磁歪アクチュエータ、流体圧アクチュエータ等の駆動源によって、光軸AX方向(Z方向)に移動可能且つX方向又はY方向を軸として傾斜(チルト)可能に構成されている。これらの移行可能及び傾斜可能に構成されたレンズ素子の1つの姿勢を調整することにより、又は、複数のレンズ素子の姿勢を互いに関連付けて調整することにより、例えば投影光学系PLで生ずる5つの回転対称収差及び5つの偏心収差を個別に補正することができる。ここでいう5つの回転対称収差とは、倍率、ディストーション(歪曲収差)、コマ収差、像面湾曲収差、及び球面収差をいう。また、5つの偏心収差とは、偏心ディストーション(歪曲収差)、偏心コマ収差、偏心アス収差、及び偏心球面収差をいう。
【0060】
投影光学系PLは、メインフレーム34の段部34bに防振ユニット48を介してほぼ水平に支持された鋳物等で構成された鏡筒定盤49に、光軸AX方向をZ方向として上方から挿入されるとともに、フランジ50が係合している。ここで、防振ユニット48は、鏡筒定盤49の各コーナーに配置され、内圧が調整可能なエアマウント51とボイスコイルモータ52とが段部34b上に直列に配置された構成になっている。尚、図5においては、X方向に配置された防振ユニット48のみを図示しており、Y方向に配置された防振ユニットは図示を省略している。これらの防振ユニット48によって、ベースプレート40及びメインフレーム34を介して鏡筒定盤49(ひいては投影光学系PL)に伝わる微振動がマイクロGレベルで絶縁されるようになっている。
【0061】
ステージ装置33は、ウェハステージ37、このウェハステージ37をXY平面に沿った2次元方向に移動可能に支持するウェハ定盤38、ウェハステージ37と一体的に設けられウェハWを吸着保持する試料台ST、これらウェハステージ37及び試料台STを相対移動自在に支持するXガイドバーXGを主体に構成されている。ウェハステージ37の底面には、非接触ベアリングである複数のエアベアリング(エアパッド)53が固定されており、これらのエアベアリング53によってウェハステージ37がウェハ定盤38上に、例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。
【0062】
ウェハ定盤38は、ベースプレート40の上方に、防振ユニット54を介してほぼ水平に支持されている。防振ユニット54は、ウェハ定盤38の各コーナーに配置され、内圧が調整可能なエアマウント55とボイスコイルモータ56とがベースプレート40上に並列に配置された構成になっている。尚、図5においては、X方向に配置された防振ユニット54のみを図示しており、Y方向に配置された防振ユニットは図示を省略している。これらの防振ユニット54によって、ベースプレート40を介してウェハ定盤38に伝わる微振動がマイクロGレベルで絶縁されるようになっている。また、ウェハステージ37上の一端にはウェハステージ37の加速度を検出する加速度センサ57が取り付けられている。
【0063】
ここで、ステージ装置33について詳細に説明する。図7は、本発明の一実施形態による露光装置に設けられるステージ装置33の外観斜視図である。図7に示すように、XガイドバーXGは、X方向に沿った長尺形状を呈しており、その長さ方向両端には電機子ユニットからなる可動子58,58がそれぞれ設けられている。これらの可動子58,58に対応する磁石ユニットを有する固定子59,59は、ベースプレート40に突設された支持部60,60に設けられている(尚、図1においては可動子58及び固定子59を簡略して図示している)。
【0064】
これらの可動子58及び固定子59によってリニアモータ61,61が構成されており、可動子58が固定子59との間の電磁気的相互作用により駆動されることでXガイドバーXGがY方向に移動し、リニアモータ61,61の駆動を調整することでθZ方向に回転移動する。即ち、このリニアモータ61によってXガイドバーXGとほぼ一体的にウェハステージ37(及び試料台ST、以下単に試料台STという)がY方向及びθZ方向に駆動されるようになっている。
【0065】
また、XガイドバーXGの−X方向側には、Xトリムモータ92の可動子が取り付けられている。Xトリムモータ92は、X方向に推力を発生することでXガイドバーXGのX方向の位置を調整するものであって、その固定子(不図示)はメインフレーム34に設けられている。このため、ウェハステージ37をX方向に駆動する際の反力は、メインフレーム34を介してベースプレート40に伝達される。
【0066】
試料台STは、XガイドバーXGとの間にZ方向に所定量のギャップを維持する磁石及びアクチュエータからなる磁気ガイドを介して、XガイドバーXGにX方向に相対移動自在に非接触で支持・保持されている。また、ウェハステージ37は、XガイドバーXGに埋設された固定子を有するXリニアモータ93による電磁気的相互作用によりX方向に駆動される。Xリニアモータ93の可動子は図示していないが、ウェハステージ37に取り付けられている。試料台STの上面には、ウェハホルダ62を介してウェハWが真空吸着等によって固定される(図1参照)。
【0067】
尚、上記リニアモータ61よりもXリニアモータ93の方がウェハステージ37上に載置されるウェハWに近い位置に配置されている上、リニアモータの可動子が試料台STに固定されている。このため、Xリニアモータ93は発熱源であるコイルが固定子となりウェハWから遠ざかり直接試料台STに固定されないムービングマグネット型のリニアモータを用いることが望ましい。また、リニアモータ61は、Xリニアモータ93、XガイドバーXG、及び試料台STを一体とし駆動するため、Xリニアモータ93より遙かに大きい推力を必要とする。そのため、多くの電力を必要とし発熱量もXリニアモータ93より大きくなる。従って、リニアモータ61は、ムービングコイル型のリニアモータを用いることが望ましい。しかしながら、ムービングコイル型のリニアモータは可動子58に冷却液を循環させる必要があるため、装置構成上の不具合がある場合には、可動子58側にマグネットを設けるムービングマグネット型のリニアモータを用いても良い。
【0068】
ウェハステージ37のX方向の位置は、投影光学系PLの鏡筒下端に固定された参照鏡63(図1参照)を基準として、ウェハステージ37の一部に固定された移動鏡64の位置変化を計測する図1に示したレーザ干渉計65によって所定の分解能、例えば0.5〜1nm程度の分解能でリアルタイムに計測される。尚、上記参照鏡63、移動鏡64、レーザ干渉計65とほぼ直交するように配置された不図示の参照鏡、レーザ干渉計及び移動鏡によってウェハステージ37のY方向の位置が計測される。尚、これらレーザ干渉計の中、少なくとも一方は、測長軸を2軸以上有する多軸干渉計であり、これらレーザ干渉計の計測値に基づいてウェハステージ37(ひいてはウェハW)のX方向の位置及びY方向の位置のみならず、θ回転量及びレベリング量をも求めることができるようになっている。
【0069】
また、図5に示すように、投影光学系PLのフランジ50には、異なる3カ所に3つのレーザ干渉計66が固定されている(ただし、図5においてはこれらのレーザ干渉計のうち1つを代表して図示している)。各レーザ干渉計66に対向する鏡筒定盤49の部分には、開口67aがそれぞれ形成されており、これらの開口67aを介して各レーザ干渉計66からZ方向のレーザビーム(測長ビーム)がウェハ定盤38に向けて照射される。ウェハ定盤38の上面の各測長ビームの対向位置には、反射面がそれぞれ形成されている。このため、上記3つのレーザ干渉計66によってウェハ定盤38の異なる3点のZ位置がフランジ50を基準としてそれぞれ計測される。
【0070】
次に、ステージ装置32の制御システムの概略的な構成について説明する。図8は、ステージ装置32の制御システムの概略構成を示すブロック図である。尚、図5及び図6に示した部材に相当するものには同一の符号を付してある。また、図8においては、図6において図示を省略した部材、即ち微動ステージ部71のXY面内における位置及び回転量を計測するためのレーザ干渉計101〜103、微動ステージ部71に固定された移動鏡104及びコーナーミラー105,106、並びに粗動ステージ部70に固定されたコーナーミラー107及びレーザ干渉計108についても図示している。尚、レーザ干渉計101〜103及びレーザ干渉計108は、図1に示したレーザ干渉計8に相当するものである。
【0071】
各レーザ干渉計101〜103,108の計測結果は位置情報算出部109に出力されている。位置情報算出部109はレーザ干渉計101の計測結果から微動ステージ部71のX方向の位置情報を算出し、レーザ干渉計102,103,108の何れか一方の計測結果から微動ステージ部71のY方向の位置情報を算出し、2つのレーザ干渉計102,103の計測結果の差分から微動ステージ部71のXY面内における回転量を示す情報を算出する。また、位置情報算出部109にはリニアエンコーダセット88a,88bの検出結果が入力されており、位置情報算出部109はこれらの検出結果に基づいてカウンタマス79a,79bのY方向の位置情報を算出する。
【0072】
位置情報算出部109で算出された位置情報は主制御系110及びステージ制御装置111へ出力される。また、レチクルステージ35上に設けられている加速度センサ47及びウェハステージ37上に設けられている加速度センサ57の検出結果はステージ制御装置111へ出力される。主制御系110は位置情報算出部109からの位置情報を参照しつつ、予め設定されたレシピ(露光装置の動作を規定する制御命令群)に基づいて目標情報(位置指令信号CSに相当)をステージ制御装置111へ出力する。
【0073】
ステージ制御装置111は、図1に示したステージ制御装置1に相当するものであり、主制御系110からの目標情報に応じた駆動信号をシャフト型リニアモータ75,76に与えてレチクルステージ35をY方向へ移動させる。このとき、ステージ制御装置111は加速度センサ47から出力される検出信号を加速度信号ASとしてフィードバックし、レチクルステージ35の加速度を比例積分制御するとともに、位置情報算出部109で算出された位置情報をステージ位置信号PSとしてフィードバックし、レチクルステージ35の位置を比例微分制御する。更に、ステージ制御装置111は、レチクルステージ35の加速・減速に伴って生ずる反力を吸収するためにリニアモータセット91a,91bに駆動電流を与えてカウンタマス79a,79b(図8においては図示省略)をレチクルステージ35の移動方向とは逆方向に移動させる。
【0074】
以上の制御を行うことで、レチクルステージ35を高速且つ高精度に移動制御することができる。尚、図8においては、ステージ装置32の制御システムを例に挙げて説明したが、ステージ装置33についても同様の制御システムを設けて制御することにより、ウェハステージ37も高速且つ高精度に移動制御することができる。ステージ装置33については、加速度信号ASとしてウェハステージ37上に取り付けられた加速度センサ57の検出結果を用い、ステージ位置信号PSとしてレーザ干渉計65の計測結果から算出された位置情報を用いる。
【0075】
〔デバイス製造方法〕
次に、本発明の一実施形態による露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法について簡単に説明する。図9は、マイクロデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造工程の一例を示すフローチャートである。図9に示すように、まず、ステップS30(設計ステップ)において、マイクロデバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS31(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レチクル)を製作する。一方、ステップS32(ウェハ製造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
【0076】
次に、ステップS33(ウェハ処理ステップ)において、ステップS30〜ステップS32で用意したマスクとウェハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS34(デバイス組立ステップ)において、ステップS33で処理されたウェハを用いてデバイス組立を行う。このステップS34には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS35(検査ステップ)において、ステップS34で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【0077】
図10は、半導体デバイスの場合における、図9のステップS33の詳細なフローの一例を示す図である。図10において、ステップS41(酸化ステップ)においてはウェハの表面を酸化させる。ステップS42(CVDステップ)においてはウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップS43(電極形成ステップ)においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップS44(イオン打込みステップ)においてはウェハにイオンを打ち込む。以上のステップS41〜ステップS44のそれぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【0078】
ウェハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS45(レジスト形成ステップ)において、ウェハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップS46(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置)及び露光方法によってマスクの回路パターンをウェハに転写する。次に、ステップS47(現像ステップ)においては露光されたウェハを現像し、ステップS48(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS49(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パターンが形成される。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィードバックされたステージの加速度を示す加速度信号に基づいてステージの加速度が少なくとも積分制御され、フィードバックされたステージの位置を示す位置信号に基づいてステージの位置が少なくとも比例制御されるため、ステージの振動が抑制されるとともに整定時間が短縮され、しかもステージに加わる外乱力に対する補償を完全に行うことができるという効果がある。これにより、ステージを高速且つ高精度に移動制御することができるという効果がある。
また、本発明によれば、ステージの目標位置を示す目標位置信号とステージの実際の位置を示す位置信号とに基づいてステージの位置を少なくとも比例制御する第1制御信号が生成され、第1制御信号とステージの加速度を示す加速度信号とに基づいてステージの加速度を少なくとも積分制御する第2制御信号が生成されてステージが制御されるため、ステージの振動が抑制されるとともに整定時間が短縮され、しかもステージに加わる外乱力に対する補償を完全に行うことができるという効果がある。これにより、ステージを高速且つ高精度に移動制御することができるという効果がある。
また、本発明によれば、ステージを高速且つ高精度に移動制御することができるステージ制御を用いてマスクステージと基板ステージとの少なくとも一方を制御しているため、微細なパターンを基板上に高い重ね合わせ精度をもって転写することができるとともに、ステージの移動に要する時間が短縮されるためスループットの向上を図ることができるという効果がある。
更に、本発明によれば、リソグラフィー工程において上記の露光装置を用いて露光を行う露光工程を含んでいるため、高い歩留まりで多数のデバイスを効率よく製造することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態によるステージ制御装置を含む制御系の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態によるステージ制御装置1の構成例を示す制御ブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態によるステージ制御装置1でステージ装置2をステップ移動させたシミュレーション結果を示す図である。
【図4】本発明の一実施形態によるステージ制御装置1により制御されるステージ装置2に対して外乱力を加えたときのシミュレーション結果を示す図である。
【図5】本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す図である。
【図6】本発明の一実施形態による露光装置に設けられるレチクルステージ35を含めたステージ装置32の外観斜視図である。
【図7】本発明の一実施形態による露光装置に設けられるステージ装置33の外観斜視図である。
【図8】ステージ装置32の制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図9】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図10】半導体デバイスの場合における、図9のステップS33の詳細なフローの一例を示す図である。
【図11】従来のステージ制御装置の構成例を示す制御ブロック図である。
【図12】図11に示した従来のステージ制御装置によりステージをステップ移動させたシミュレーション結果を示す図である。
【図13】図11に示した従来のステージ制御装置により制御されるステージに対して外乱力を加えたときのシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
1 ステージ制御装置
2 ステージ装置(ステージ)
7 加速度センサ(加速度計)
8 レーザ干渉計
11 位置指令発生器(目標位置信号出力部)
13 第1制御系
15 第2制御系
13a 比例制御器(第2比例制御部)
13b 微分制御器(微分制御部)
13c 加算器(第2加算部)
15a 比例制御器(第1比例制御部)
15b 積分制御器(積分制御部)
15c 加算器(第1加算部)
31 露光装置
35 レチクルステージ(マスクステージ)
37 ウェハステージ(基板ステージ)
111 ステージ制御装置
AS 加速度信号
CS 位置指令信号(目標位置信号)
DS 誤差信号(推力指令信号)
IU 照明光学系(露光手段)
PL 投影光学系(光学系、露光手段)
PS ステージ位置信号(位置信号)
R レチクル(マスク)
S1 第1制御信号
S2 第2制御信号
S11 比例制御信号(第2比例制御信号)
S12 微分制御信号
S21 比例制御信号(第1比例制御信号)
S22 積分制御信号
S33 ウェハ処理ステップ(リソグラフィ工程)
S46 露光ステップ(露光工程)
W ウェハ(基板)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stage control apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method, and in particular, to a stage that controls the operation of a stage that is configured to be movable with a moving object such as a mask (reticle) and a wafer mounted thereon. The present invention relates to a control apparatus, an exposure apparatus including the apparatus, and a device manufacturing method for manufacturing a device using the exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a photolithography process in a manufacturing process of a micro device such as a liquid crystal display, a semiconductor device, an imaging device (such as a CCD), and a thin film magnetic head, a circuit pattern formed on a mask or a reticle is printed on a surface through a projection optical system. An exposure apparatus that projects onto a substrate such as a wafer or a glass plate coated with a resist is used. As one of such exposure apparatuses, there is known an exposure apparatus (stepper) of a step-and-repeat type in which a pattern formed on a reticle is collectively reduced and projected onto each shot area on a wafer. In the stepper, collective exposure is performed on one shot area, and when the exposure is completed, the operation of stepwise moving the wafer and performing collective exposure on the next shot area is repeatedly performed.
[0003]
Also, in order to enlarge the exposure range of the pattern formed on the reticle, the exposure light from the illumination optical system is limited to a slit shape, and a part of the pattern formed on the reticle is placed on the wafer using the slit light. A scanning exposure apparatus of a step-and-scan method in which a reticle and a wafer are synchronously scanned with respect to a projection optical system and a pattern is sequentially transferred onto a wafer in a reduced projection state is also used.
[0004]
Generally, in an exposure apparatus, a stage device is used for positioning a reticle and a wafer with high accuracy, or scanning a reticle and / or a wafer with high accuracy at a constant speed. In this type of stage device, for example, a linear motor is used as a driving mechanism for driving the stage at high speed and in a non-contact manner. The linear motor includes a stator and a movable element. When one of the stator and the movable element includes a coil, the other includes a magnetic body such as a magnet.
[0005]
One form of a scanning exposure apparatus includes a wafer stage for holding a wafer and a reticle stage for holding a reticle. The reticle stage includes a reticle fine movement stage and a reticle coarse movement stage in order to improve synchronization accuracy. In each stage, for example, positioning for exposure and scanning operation are performed by a PID (proportional-integral-derivative) type stage controller. In particular, since the reticle coarse movement stage moves at high speed, a linear motor and a drive amplifier for obtaining a large thrust are required.
[0006]
FIG. 11 is a control block diagram showing a configuration example of a conventional stage control device provided in the above-described exposure apparatus. The conventional
[0007]
The drive signal output from the
[0008]
A stage position signal indicating the position of the stage output from the
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-9-36204
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Meanwhile, the conventional stage control device shown in FIG. 11 mainly has the following two problems.
(1) When the stage is moved to the commanded position, vibration occurs in the stage, and the settling time becomes longer.
(2) Compensation for disturbance force applied to the stage is incomplete.
[0011]
FIG. 12 is a diagram illustrating a simulation result obtained by stepwise moving the stage by the conventional stage control device illustrated in FIG. 11. In this simulation, the disturbance force is set to zero, and the
[0012]
Referring to FIG. 12, the stage moved over a distance specified by the position command signal and caused an overshoot of about 35%, and the behavior was oscillating with a damping coefficient of 0.3. The settling time is about 0.02 [s]. As described above, the conventional stage control device shown in FIG. 11 has a problem that the stage (1) vibrates when moving the stage to the commanded position, and the settling time becomes long.
[0013]
FIG. 13 is a diagram showing a simulation result when a disturbance force is applied to the stage controlled by the conventional stage control device shown in FIG. Also in this simulation, the
[0014]
Referring to FIG. 13, at 0 to 0.02 [s] until the disturbance force is applied, the stage shows the same response as in FIG. 12, but at time 0.02 [s], the disturbance force is reduced. When applied to the stage, a deviation occurs at a constant gradient, and the stage cannot be moved to the commanded position. As described above, the conventional stage control device shown in FIG. 11 has a problem in that the compensation of the disturbance force applied to the stage (2) is incomplete.
[0015]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to control the movement of a stage at high speed and with high accuracy by suppressing vibration of the stage, shortening the settling time, and completely compensating for disturbance force. An object of the present invention is to provide a stage control device capable of performing the above, an exposure apparatus including the apparatus, and a device manufacturing method for manufacturing a device using the exposure apparatus.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a stage control device according to a first aspect of the present invention is a stage control device (1) for controlling a movable stage (2), the acceleration signal indicating the acceleration of the stage. (AS), a first feedback control system that performs at least integral control on the acceleration of the stage, and a position signal (PS) that indicates the actual position of the stage as feedback to control at least proportionally the position of the stage. And two feedback control systems.
According to the present invention, the stage acceleration is at least integratedly controlled based on the fed back acceleration signal indicating the stage acceleration, and the stage position is at least proportionally controlled based on the fed back position signal indicating the stage position. Therefore, the vibration of the stage is suppressed, the settling time is shortened, and the compensation for the disturbance force applied to the stage can be completely performed. Thereby, the movement of the stage can be controlled at high speed and with high accuracy.
In order to solve the above-mentioned problem, a stage control device according to a second aspect of the present invention includes a stage control device (1) that controls a movable stage (2). A target position signal output unit (11) for outputting a target position signal (CS) indicating the position of the stage, and an error signal (DS) that is a difference between the target position signal and a position signal (PS) indicating the actual position of the stage. A first control system (13) for generating a first control signal (S1) for at least proportionally controlling the position of the stage; an acceleration signal (AS) indicating the acceleration of the stage and the first control signal; And a second control system (15) for generating a second control signal (S2) for performing at least integral control of the acceleration of the stage based on the control signal.
According to the present invention, the first control signal for at least proportionally controlling the position of the stage is generated based on the target position signal indicating the target position of the stage and the position signal indicating the actual position of the stage. A second control signal for at least integrating control of the stage acceleration is generated based on the acceleration signal indicating the stage acceleration and the stage is controlled, so that the vibration of the stage is suppressed and the settling time is shortened. Can be completely compensated for the disturbance force applied to. Thereby, the movement of the stage can be controlled at high speed and with high accuracy.
Here, in the stage control device according to a second aspect of the present invention, the second control system includes an integration control unit (15b) that generates an integration control signal (S22) for performing integral control of the acceleration of the stage; A first proportional control section (15a) that is provided in parallel with the control section and generates a first proportional control signal (S21) that proportionally controls the acceleration of the stage; the integral control signal and the first proportional control signal; And a first adder (15c) for adding the second control signal to the second control signal.
Further, in the stage control device according to a second aspect of the present invention, the first control system includes a second proportional control unit (13a) that generates a second proportional control signal (S11) for proportionally controlling the position of the stage. A differential control unit (13b) provided in parallel with the second proportional control unit to generate a differential control signal (S12) for differentially controlling the position of the stage; the second proportional control signal and the differential control Preferably, a second adder (13c) for adding the signal to the first control signal is provided.
Further, a stage control device according to a second aspect of the present invention includes a laser interferometer (8) that measures a position of the stage and outputs the position signal.
Furthermore, a stage control device according to a second aspect of the present invention includes an operation unit that performs an operation on the position signal and outputs the acceleration signal, or measures the acceleration of the stage and outputs the acceleration signal. It is characterized by having an accelerometer (7) for outputting.
An exposure apparatus according to the present invention includes: an exposure unit (IU, PL) for exposing a pattern of a mask (R) onto a substrate (W) via an optical system (PL); and a mask stage (35) for moving the mask. An exposure apparatus (31) including a substrate stage (37) for moving the substrate, wherein at least one of the mask stage and the substrate stage is controlled using the stage control device (1, 111). It is characterized by being done.
According to the present invention, since at least one of the mask stage and the substrate stage is controlled using the stage control capable of controlling the movement of the stage with high speed and high precision, a fine pattern is superimposed on the substrate with high accuracy. The transfer can be performed with high accuracy, and the time required for moving the stage can be shortened, so that the throughput (the number of substrates that can be exposed in a unit time) can be improved.
The device manufacturing method of the present invention is a device manufacturing method including a lithography step (S33), characterized in that the lithography step includes an exposure step (S46) of performing exposure using the above-described exposure apparatus.
According to the present invention, since the lithography step includes an exposure step of performing exposure using the above-described exposure apparatus, a large number of devices can be efficiently manufactured with a high yield.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a stage control apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
[Stage control device]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a control system including a stage control device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1,
[0019]
The
[0020]
The movable mirror 6 is attached to one end of the table unit 5 and is used for measuring the position of the table unit 5. A
[0021]
FIG. 2 is a control block diagram showing a configuration example of the
[0022]
The
[0023]
Further, the
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The amplifier 16 converts the second control signal output from the
[0027]
In FIG. 2, a block denoted by
[0028]
The block denoted by
[0029]
In the above configuration, if the position command signal CS is issued from the
[0030]
The proportional control signal S11 and the differential control signal S12 are added by the
[0031]
The second control signal S2 is amplified at a predetermined amplification rate in the amplifier 16 and supplied to the
[0032]
The detected acceleration signal AS and stage position signal PD are input to the
[0033]
As described above, in the stage control device of the present embodiment, the acceleration signal AS indicating the acceleration of the
[0034]
Next, the response characteristics of the stage control device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing a simulation result of the
[0035]
Referring to FIG. 3, the
[0036]
FIG. 4 is a diagram showing a simulation result when a disturbance force is applied to the
[0037]
Referring to FIG. 4, although a disturbance force is applied at time 0.02 [s]. A result similar to the simulation result shown in FIG. 3 obtained when no disturbance force is applied to the
[0038]
As described above, the stage control device according to one embodiment of the present invention has been described. However, the stage control device of the present invention can be freely changed within the scope of the present invention without being limited to the above embodiment. For example, in the embodiment described above, the
[0039]
Further, in the above-described embodiment, the configuration has been described in which the acceleration sensor 7 is attached to one end of the table unit 5 provided in the
[0040]
(Exposure equipment)
Next, the exposure apparatus of the present invention will be described in detail. FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the pattern formed on the reticle R is transferred onto the wafer W while the reticle R as a mask and the wafer W as a substrate are relatively moved with respect to the projection optical system PL in FIG. An example in which the present invention is applied to a step-and-scan type exposure apparatus that manufactures a semiconductor element by using the method will be described.
[0041]
In the following description, the XYZ rectangular coordinate system shown in FIG. 5 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to the XYZ rectangular coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the wafer W, and the Z axis is in a direction orthogonal to the wafer W (a direction along the optical axis AX of the projection optical system PL). Is set. In the XYZ coordinate system in FIG. 5, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z axis is set vertically upward. In the present embodiment, the direction (scanning direction) for moving the reticle R and the wafer W during exposure (during pattern transfer) is set to the Y direction. The rotation directions around the respective axes are denoted by θZ, θY, and θX.
[0042]
The
[0043]
The illumination optical system IU is supported by a
[0044]
A
[0045]
Note that metal or ceramics can be used as the material of the
[0046]
A
[0047]
Here, the
[0048]
In the
[0049]
Each of the three fine-movement
[0050]
Further, as linear motors for largely moving the
[0051]
The shaft type linear motor has a simple structure of the coil winding housed in the
[0052]
In this embodiment, each of the
[0053]
Each of the
[0054]
The Y-direction air bearing is formed between the
[0055]
In order to measure the movement position of the counter mass 79a in the Y direction, a linear encoder set 88a (not shown) is attached to the air bearing member 77a forming a part of the counter mass 79a. A linear encoder set 88b is attached to an
[0056]
Further, as linear motors for individually moving the
[0057]
These linear motor sets 91a and 91b may be any of a VCM (voice coil motor) type using Lorentz force as a thrust and an electromagnet type (sawer motor or the like) using a reactance force as a thrust (driving force). It is optional whether to mount 89a and mover 90a and to mount stator 49b and
[0058]
Referring back to FIG. 5, the projection optical system PL includes a plurality of refractive optical elements (lens elements), and both the object plane (reticle R) side and the image plane (wafer W) side are telecentric and have a circular projection field of view. Having. In addition, as the glass material of the plurality of lens elements included in the projection optical system PL, for example, quartz or fluorite is selected according to the wavelength of the illumination light for exposure. When the illumination light emitted from the illumination optical system IU illuminates the reticle R, the illumination light transmitted through the reticle R enters the projection optical system PL, and a partial inverted image of the pattern formed on the reticle becomes an image of the projection optical system PL. At the center of the circular field on the surface side, an image is formed while being limited to a slit shape. As a result, the projected partial inverted image of the pattern is reduced and transferred to the resist layer on the surface of one of the plurality of shot areas on the wafer W arranged on the imaging plane of the projection optical system PL.
[0059]
Some of the lens elements (for example, five lens elements) provided in the projection optical system PL (constituting the projection optical system PL) are driven by a drive source such as an actuator using a piezoelectric element, a magnetostrictive actuator, or a fluid pressure actuator. It is configured to be movable in the axis AX direction (Z direction) and to be tiltable about the X direction or Y direction. By adjusting the attitude of one of the lens elements configured to be movable and tiltable, or by adjusting the attitude of a plurality of lens elements in association with each other, for example, five rotations generated in the projection optical system PL The symmetric aberration and the five eccentric aberrations can be individually corrected. The five rotationally symmetric aberrations referred to here include magnification, distortion (distortion), coma, field curvature, and spherical aberration. The five eccentric aberrations include eccentric distortion, eccentric coma, eccentric astigmatism, and eccentric spherical aberration.
[0060]
The projection optical system PL is mounted on a
[0061]
The
[0062]
The
[0063]
Here, the
[0064]
The
[0065]
A mover of the
[0066]
The sample stage ST is supported by the X guide bar XG in a non-contact manner so as to be relatively movable in the X direction via a magnetic guide including a magnet and an actuator that maintains a predetermined gap in the Z direction between the sample stage ST and the X guide bar XG.・ Holded. Further, the
[0067]
Note that the X
[0068]
The position of the
[0069]
As shown in FIG. 5, three
[0070]
Next, a schematic configuration of a control system of the
[0071]
The measurement results of the
[0072]
The position information calculated by the position information calculation unit 109 is output to the
[0073]
The
[0074]
By performing the above control, the movement of the
[0075]
[Device manufacturing method]
Next, a method for manufacturing a device using the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention in a lithography process will be briefly described. FIG. 9 is a flowchart showing an example of a manufacturing process of a micro device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin-film magnetic head, a micromachine, etc.). As shown in FIG. 9, first, in step S30 (design step), a function / performance design of a micro device (for example, a circuit design of a semiconductor device or the like) is performed, and a pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S31 (mask manufacturing step), a mask (reticle) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S32 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.
[0076]
Next, in step S33 (wafer processing step), using the mask and the wafer prepared in steps S30 to S32, an actual circuit or the like is formed on the wafer by a lithography technique or the like, as described later. Next, in step S34 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step S33. Step S34 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary. Finally, in step S35 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the microdevice manufactured in step S34 are performed. After these steps, the microdevice is completed and shipped.
[0077]
FIG. 10 is a diagram showing an example of a detailed flow of step S33 in FIG. 9 in the case of a semiconductor device. In FIG. 10, in step S41 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. In step S42 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step S43 (electrode formation step), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step S44 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above steps S41 to S44 constitutes a preprocessing step in each stage of the wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process in each stage.
[0078]
In each stage of the wafer process, when the above-mentioned pre-processing step is completed, the post-processing step is executed as follows. In this post-processing step, first, in step S45 (resist forming step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step S46 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred onto the wafer by the lithography system (exposure apparatus) and the exposure method described above. Next, in step S47 (development step), the exposed wafer is developed, and in step S48 (etching step), the exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. Then, in step S49 (resist removing step), unnecessary resist after etching is removed. By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the acceleration of the stage is at least integratedly controlled based on the acceleration signal indicating the fed back acceleration of the stage, and the position of the stage is determined based on the position signal indicating the fed back position of the stage. Is at least proportionally controlled, so that the vibration of the stage is suppressed and the settling time is shortened, and further, there is an effect that the compensation for the disturbance force applied to the stage can be completely performed. Thereby, there is an effect that the movement of the stage can be controlled at high speed and with high accuracy.
Further, according to the present invention, the first control signal for at least proportionally controlling the position of the stage based on the target position signal indicating the target position of the stage and the position signal indicating the actual position of the stage is generated, and the first control signal is generated. A second control signal for at least integrating control of the acceleration of the stage is generated based on the signal and the acceleration signal indicating the acceleration of the stage, and the stage is controlled, so that the vibration of the stage is suppressed and the settling time is reduced, In addition, there is an effect that compensation for disturbance force applied to the stage can be completely performed. Thereby, there is an effect that the movement of the stage can be controlled at high speed and with high accuracy.
Further, according to the present invention, since at least one of the mask stage and the substrate stage is controlled using the stage control capable of controlling the movement of the stage with high speed and high accuracy, a fine pattern is formed on the substrate at a high level. The transfer can be performed with the overlay accuracy, and the time required for moving the stage can be shortened, so that the throughput can be improved.
Further, according to the present invention, since the lithography step includes an exposure step of performing exposure using the above-described exposure apparatus, there is an effect that a large number of devices can be efficiently manufactured with a high yield.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a control system including a stage control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram illustrating a configuration example of a
FIG. 3 is a diagram showing a simulation result obtained by moving the
FIG. 4 is a diagram showing a simulation result when a disturbance force is applied to the
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an external perspective view of a
FIG. 7 is an external perspective view of a
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system of the
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a manufacturing process of a micro device.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a detailed flow of step S33 in FIG. 9 in the case of a semiconductor device.
FIG. 11 is a control block diagram illustrating a configuration example of a conventional stage control device.
FIG. 12 is a diagram showing a simulation result obtained by stepwise moving the stage by the conventional stage control device shown in FIG. 11;
13 is a diagram showing a simulation result when a disturbance force is applied to a stage controlled by the conventional stage control device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Stage control device
2 Stage equipment (stage)
7 acceleration sensor (accelerometer)
8 Laser interferometer
11 Position command generator (target position signal output unit)
13 First control system
15 Second control system
13a Proportional controller (second proportional controller)
13b Differential controller (differential controller)
13c adder (second adder)
15a Proportional controller (first proportional controller)
15b integral controller (integral controller)
15c adder (first adder)
31 Exposure equipment
35 Reticle stage (mask stage)
37 Wafer Stage (Substrate Stage)
111 Stage control device
AS acceleration signal
CS position command signal (target position signal)
DS error signal (thrust command signal)
IU illumination optical system (exposure means)
PL projection optical system (optical system, exposure means)
PS stage position signal (position signal)
R reticle (mask)
S1 First control signal
S2 Second control signal
S11 Proportional control signal (second proportional control signal)
S12 Differential control signal
S21 Proportional control signal (first proportional control signal)
S22 Integration control signal
S33 Wafer processing step (lithography process)
S46 Exposure step (exposure step)
W wafer (substrate)
Claims (9)
前記ステージの加速度を示す加速度信号をフィードバックし、前記ステージの加速度を少なくとも積分制御する第1フィードバック制御系と、
前記ステージの実際の位置を示す位置信号をフィードバックし、前記ステージの位置を少なくとも比例制御する第2フィードバック制御系と
を備えることを特徴とするステージ制御装置。In a stage control device that controls a stage configured to be movable,
A first feedback control system that feeds back an acceleration signal indicating the acceleration of the stage and performs at least integral control of the acceleration of the stage;
A second feedback control system that feeds back a position signal indicating an actual position of the stage and performs at least proportional control of the position of the stage.
前記ステージの目標位置を示す目標位置信号を出力する目標位置信号出力部と、
前記目標位置信号と前記ステージの実際の位置を示す位置信号との差である誤差信号に基づいて、前記ステージの位置を少なくとも比例制御するための第1制御信号を生成する第1制御系と、
前記第1制御信号と前記ステージの加速度を示す加速度信号とに基づいて、前記ステージの加速度を少なくとも積分制御するための第2制御信号を生成する第2制御系と
を備えることを特徴とするステージ制御装置。In a stage control device that controls a stage configured to be movable,
A target position signal output unit that outputs a target position signal indicating a target position of the stage,
A first control system that generates a first control signal for at least proportionally controlling the position of the stage based on an error signal that is a difference between the target position signal and a position signal indicating an actual position of the stage;
A stage that includes a second control system that generates a second control signal for at least integratingly controlling the acceleration of the stage based on the first control signal and an acceleration signal indicating the acceleration of the stage. Control device.
前記積分制御部に対して並列に設けられ、前記ステージの加速度を比例制御する第1比例制御信号を生成する第1比例制御部と、
前記積分制御信号と前記第1比例制御信号とを加算して前記第2制御信号とする第1加算部と
を備えることを特徴とする請求項2記載のステージ制御装置。An integration control unit that generates an integration control signal that integrates and controls the acceleration of the stage;
A first proportional control unit that is provided in parallel with the integral control unit and generates a first proportional control signal that proportionally controls the acceleration of the stage;
3. The stage control device according to claim 2, further comprising: a first adder that adds the integration control signal and the first proportional control signal to generate the second control signal.
前記第2比例制御部に対して並列に設けられ、前記ステージの位置を微分制御する微分制御信号を生成する微分制御部と、
前記第2比例制御信号と前記微分制御信号とを加算して前記第1制御信号とする第2加算部と
を備えることを特徴とする請求項2又は請求項3記載のステージ制御装置。A second proportional control unit that generates a second proportional control signal that proportionally controls a position of the stage;
A differential control unit that is provided in parallel with the second proportional control unit and generates a differential control signal that differentially controls the position of the stage;
4. The stage control device according to claim 2, further comprising a second adding unit that adds the second proportional control signal and the differential control signal to generate the first control signal.
前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方は、請求項1から請求項7の何れか一項に記載のステージ制御装置を用いて制御されることを特徴とする露光装置。Exposure means for exposing a pattern of a mask onto a substrate via an optical system, a mask stage for moving the mask, and a substrate stage for moving the substrate, comprising:
An exposure apparatus wherein at least one of the mask stage and the substrate stage is controlled using the stage control device according to any one of claims 1 to 7.
前記リソグラフィ工程において請求項8記載の露光装置を用いて露光を行う露光工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。A method for manufacturing a device including a lithography step,
A device manufacturing method, comprising an exposure step of performing exposure using the exposure apparatus according to claim 8 in the lithography step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003016316A JP2004228428A (en) | 2003-01-24 | 2003-01-24 | Stage controller, exposure device, and manufacturing method of device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003016316A JP2004228428A (en) | 2003-01-24 | 2003-01-24 | Stage controller, exposure device, and manufacturing method of device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004228428A true JP2004228428A (en) | 2004-08-12 |
Family
ID=32903809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003016316A Pending JP2004228428A (en) | 2003-01-24 | 2003-01-24 | Stage controller, exposure device, and manufacturing method of device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004228428A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007109810A (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Stage device and control method thereof |
JP2009103468A (en) * | 2007-10-19 | 2009-05-14 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Stage device |
-
2003
- 2003-01-24 JP JP2003016316A patent/JP2004228428A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007109810A (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Stage device and control method thereof |
JP4594841B2 (en) * | 2005-10-12 | 2010-12-08 | 住友重機械工業株式会社 | Stage device and control method thereof |
JP2009103468A (en) * | 2007-10-19 | 2009-05-14 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Stage device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5182557B2 (en) | Pattern forming method, pattern forming apparatus, and device manufacturing method | |
US20020080339A1 (en) | Stage apparatus, vibration control method and exposure apparatus | |
KR101325619B1 (en) | Variable reluctance device, stage apparatus, lithographic apparatus and device manufacturing method | |
US7742149B2 (en) | Stage system and lithographic apparatus comprising such a stage system | |
WO2001027978A1 (en) | Substrate, stage device, method of driving stage, exposure system and exposure method | |
US20060232142A1 (en) | Split Coil Linear Motor for Z Force | |
JP5505871B2 (en) | Mobile device and exposure apparatus | |
JP2001148341A (en) | Aligner | |
CN105493237B (en) | Movable body apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2004193425A (en) | Movement control method, movement controller, aligner and device manufacturing method | |
US20070097340A1 (en) | Active damper with counter mass to compensate for structural vibrations of a lithographic system | |
JP6228878B2 (en) | Lithographic apparatus and device manufacturing method | |
JPWO2004105105A1 (en) | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2006203113A (en) | Stage device, stage control method, exposure device and method, and device manufacturing method | |
JPWO2004075268A1 (en) | Moving method, exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2002198285A (en) | Stage device and its damping method and projection aligner | |
JP2006040927A (en) | Supporting apparatus, stage device, exposure device and method of manufacturing device | |
JP4122815B2 (en) | Linear motor, stage apparatus, and linear motor control method | |
JP2001023896A (en) | Stage device and aligner | |
JP2000216082A (en) | Stage device and aligner | |
JP2004228428A (en) | Stage controller, exposure device, and manufacturing method of device | |
JP2007311597A (en) | Interferometer system, stage apparatus, and exposure apparatus | |
JP2002198286A (en) | Projection aligner | |
JP2001345256A (en) | Stage device and aligner | |
JP2004193424A (en) | Movement control method, movement controller, aligner and device manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060112 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080828 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080902 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090113 |