(57)【要約】【課題】  テーブルの位置決めを行うアクチュエータにかかる負荷を軽減する位置決め装置を提供する。【解決手段】  定盤上に移動可能に設けられるステージと、前記ステージを駆動する第１の駆動手段と、位置決め対象物を保持した状態で前記ステージに対して移動可能なテーブルと、前記ステージに設けられ、前記テーブルに与える推力を発生する推力発生手段と、前記テーブルを駆動する第２の駆動手段と、前記第２の駆動手段を制御するテーブル制御手段と、前記推力発生手段を制御する推力制御手段と、を備え、前記推力制御手段の制御指令は、前記テーブル制御手段の制御出力値に基づき設定されることを特徴とする。【選択図】図１
2009259869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤上に移動可能に設けられるステージと、
前記ステージを駆動する第１の駆動手段と、
位置決め対象物を保持した状態で前記ステージに対して移動可能なテーブルと、
前記ステージに設けられ、前記テーブルに与える推力を発生する推力発生手段と、
前記テーブルを駆動する第２の駆動手段と、
前記第２の駆動手段を制御するテーブル制御手段と、
前記推力発生手段を制御する推力制御手段と、を備え、
前記推力制御手段の制御指令は、前記テーブル制御手段の制御出力値に基づき設定されることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記推力発生手段は、前記ステージに設けられる電磁石から成り、
前記推力制御手段は、前記電磁石の磁束制御を行い、
前記テーブル制御手段は、前記第２の駆動手段のサーボ制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の位置決め装置を有することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記基板を現像する工程と、を備えることを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置などに用いられる位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁石等の推力発生手段を用いた位置決め装置は、例えば、特許文献１において提案されている。
この従来例の位置決め装置において、図４に示されるように、ステージ１は、図示されない定盤上にガイド３ａを介して移動可能に設けられ、アクチュエータ３により位置決めされ、推力を発生する電磁石５を有する。
テーブル２は、位置決めされる対象物である基板２ａを保持し、ガイド４ａを介して移動可能に設けられ、電磁石５の推力により最初に大まかにステージ１に対して位置決めされ、アクチュエータ４により最終的に位置決めされる。
磁束制御系７は、電磁石５を制御する手段で、制御器６は、アクチュエータ４を制御する手段である。
電磁石５の磁束制御系７は、電磁石５の磁束を制御し、もしくは、空隙の大きさを測定することにより、電磁石５の空隙の大きさによらずに所定の推力を発生する。
【特許文献１】特開２００３−２１８１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この従来例は、装置の変形量が大きく空隙の大きさが正しく測定できない場合、あるいは、電磁石５のコイルが発生する磁束の大きさを正しく測定できない場合に、電磁石５は理想的な推力を発生させることができない。
この結果、電磁石５が発生すべき推力と、実際に発生することのできる推力の誤差分を、テーブル２の位置決めを行うアクチュエータ４が補うことになり、アクチュエータ４にかかる負荷が増大する。
アクチュエータ４の負荷が増大すると発生する熱量が増加し、位置決め精度が劣化する。
そこで、本発明は、テーブルの位置決めを行うアクチュエータにかかる負荷を軽減する位置決め装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するための本発明の位置決め装置は、定盤上に移動可能に設けられるステージと、前記ステージを駆動する第１の駆動手段と、位置決め対象物を保持した状態で前記ステージに対して移動可能なテーブルと、前記ステージに設けられ、前記テーブルに与える推力を発生する推力発生手段と、前記テーブルを駆動する第２の駆動手段と、前記第２の駆動手段を制御するテーブル制御手段と、前記推力発生手段を制御する推力制御手段と、を備え、前記推力制御手段の制御指令は、前記テーブル制御手段の制御出力値に基づき設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、テーブルの位置決めを行うアクチュエータにかかる負荷を軽減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図１の全体構成図を参照して、露光装置に用いられる本発明の実施例１の位置決め装置を説明する。
ステージ１は、図示されない定盤上にガイド３ａを介して移動可能に設けられる。
第１の駆動手段であるアクチュエータ３は、ステージ１を駆動して、位置決めする。
テーブル２は、位置決め対象物である基板２ａを保持した状態で、ステージ１に対して、ガイド４ａを介して移動可能に設けられる。  
推力発生手段である電磁石５は、ステージ１に設けられ、テーブル２に与える推力を発生する手段である。
第２の駆動手段であるアクチュエータ４は、テーブル２を駆動して、位置決めする。
テーブル２は、電磁石５の推力によりステージ１に対して駆動されて位置決めされ、第２の駆動手段であるアクチュエータ４により、駆動されて最終的に位置決めされる。
テーブル制御手段である制御器６は、アクチュエータ４をサーボ制御し、推力制御手段である磁束制御系７は、電磁石５を磁束制御し、磁束制御系７の制御指令は、制御器６の制御出力値に基づき設定される。
即ち、制御器６から制御信号が磁束制御系７に入力され、磁束制御系７により電磁石５を制御して、テーブル２を位置決めする。
ステージ１は、アクチュエータ３によって駆動のための推力を与えられ、ステージ１の位置検出装置（図示せず）からの位置情報信号を基に、ステージ１を制御する制御器（図示せず）が、サーボ制御を行い、矢印方向１ａに自由に移動して位置決めされる。
テーブル２は、電磁石５から推力を与えられ、且つ、アクチュエータ４、制御器６、テーブル２の位置検出装置（図示せず）によって、ステージ１に対するテーブル２の位置の制御を行う。
電磁石５は、磁束制御系７によって磁束を制御され、所定の推力を発生させ、この推力は、磁束の値の２乗に比例する。
電磁石５を用いることにより、テーブル２には、長距離駆動が可能な大型アクチュエータを配置する必要がないため、アクチュエータによる発熱が軽減される。
【０００７】
次に、図２のブロック図を参照して、本発明の実施例1の位置決め装置のテーブル２の電磁石５を含めたサーボ制御系を説明する。
制御器６は、テーブル２の位置指令値情報信号９が入力され、テーブル２の位置情報をフィードバッグするフィードバック情報信号１０を、位置指令値情報信号９の値から差し引き、偏差情報信号１１を出力する。
制御演算部１２は偏差情報信号１１が入力され、制御演算出力としての制御演算情報信号１３を出力する。
アクチュエータ４は、制御器６から出力された制御演算情報信号１３により、テーブル２を位置決めするための推力２２を発生させる。
磁束制御系７には、電磁石５の磁束指令値情報信号１５と制御演算情報信号１３が入力される。
補正手段８は、磁束指令情報を補正する手段である。磁束制御器１６は、電磁石５の磁束を制御する手段で、磁束計測器１７は電磁石５の磁束を計測する手段である。
補正手段8を用いて、テーブル２の位置決めを行うアクチュエータ４が発生する力を推定し、その力を電磁石５により発生させるために、磁束補正情報信号１４を算出する。
また、磁束指令値情報信号１５に磁束補正情報信号１４を加え、補正磁束指令情報信号１８を算出する。
磁束制御器１６には、補正磁束指令情報信号１８から、磁束計測器１７によってフィードバックされた電磁石５の磁束情報を差し引いた磁束偏差情報信号１９が入力され、推力発生手段である電磁石５への磁束情報信号２０を出力する。  
磁束情報信号２０が電磁石５へ入力されることにより、電磁石５は推力２１を発生し、推力２１はテーブル２へ与えられ、テーブル２が駆動される。
【０００８】
なお、補正手段８では、入力された制御演算情報信号１３を、図示されないローパスフィルターを通すことにより高周波成分を除去する。
また、磁束補正情報信号１４は、補正手段８によって制御演算情報信号１３の平方根に比例した値になる。
電磁石５によって発生させた推力２１は、加算器にてアクチュエータ４から発生させた推力２２と足し合わされ、テーブル２を駆動する。
本実施例１において、磁束制御系７の出力である磁束指令をアクチュエータ４の制御器６の制御出力値に基づいて求められるように設定している。
具体的には、磁束制御系７の内部において、制御器６の制御出力値より補正手段８を用いて磁束補正情報を算出する。
その磁束補正情報１４を磁束指令値情報１５に加えることで、磁束偏差情報１９が増加するため、磁束制御系７の出力である磁束情報が制御器６の出力値に基づき大きくなる。
磁束の大きさを正しく測定できず電磁石５の推力に誤差が生じ、アクチュエータ４の負荷が大きくなるような場合において、電磁石５に与える磁束情報が制御器６の出力値に基づき大きくなる。
この場合、アクチュエータ４が負担するべき力を電磁石５により補うことができ、アクチュエータ４の負荷が大きくなることはない。
つまり、電磁石５に与える磁束指令が制御器６の出力値に基づき変化するので、電磁石５の推力の誤差少なくなり、アクチュエータ４にかかる負荷が軽減される。
【０００９】
本実施例1の位置決め装置においては、磁束制御系７から最終的に出力される磁束情報信号２０を、磁束指令情報信号１８に基づき出力し、推力制御手段である磁束制御系７を介して推力発生手段である電磁石５を制御する。
さらに、テーブル制御手段である制御器６を介して第２の駆動手段であるアクチュエータ４を制御する。
例えば、磁束偏差情報信号１９が増加し、磁束制御系７の出力である磁束情報信号２０が大きくなると、磁束の大きさを正しく測定できず電磁石５の推力に誤差が生じ、アクチュエータ４の負荷が大きくなる。
ここで、電磁石５に入力する磁束情報信号２０が大きくなる場合、アクチュエータ４が負担すべき力を電磁石５により補うことでき、アクチュエータ４の負荷が大きくなることはない。
この結果、電磁石５に入力される磁束情報信号２０が変化するため、電磁石５の推力の誤差が少なくなり、アクチュエータ４にかかる負荷が軽減される。
【００１０】
図３は、本実施例２の電磁石５を含んだテーブル２のサーボ制御系のブロック図である。
本実施例２は、空隙制御系７ａと、電磁石５と、点線枠内に示された制御器６と、アクチュエータ４と、テーブル２とを有している。
制御器６は、位置指令値情報信号９が入力され、テーブル２の位置情報をフィードバッグしているフィードバック情報信号１０を、位置指令値情報９の値から差し引き、偏差情報信号１１を生成する。
制御演算部１２は偏差情報１１の値を受け取り、制御演算出力としての制御演算情報信号１３を算出する。
アクチュエータ４は、制御器６によって算出された制御演算情報信号１３に応じて、テーブル２を位置決めするための推力２２を発生させる。
空隙制御系７ａは、電磁石５の空隙情報信号２９と、空隙指令値情報信号２５と、制御演算情報信号１３とが入力される。
補正手段２３は、空隙指令情報を補正する手段で、空隙制御器２８は電磁石５の空隙制御手段ある。
補正手段２３を用いて、テーブル２の位置決めを行うアクチュエータ４が発生する力を推定し、その力を電磁石により発生させるために、空隙補正情報信号２４を算出する。
また、空隙指令値情報信号２５に空隙補正情報信号２４を加え、補正空隙指令情報信号２６を算出する。
空隙制御器２８には、補正空隙指令情報信号２６から、フィードバックされた電磁石５の空隙情報信号２９を差し引いた空隙偏差情報信号２７が入力され、推力発生手段としての電磁石５への電流指令情報信号３０を出力する。
なお、補正手段２３では、受け取った制御演算情報信号１３を、図示されないローパスフィルターを通すことにより高周波成分を除去する。
また、空隙補正情報信号２４は、補正手段２３によって制御演算情報信号１３の平方根に反比例した値になる。
電流指令情報信号３０が入力された電磁石５によって発生させた推力２１は、加算器にてアクチュエータ４から発生させた推力２２と足し合わされ、テーブル２を駆動する。
【００１１】
本実施例２において、空隙制御系７ａの出力である電流指令をアクチュエータ４の制御器6の制御出力値に基づいて求められるように設定している。
具体的には、空隙制御系７ａの内部において、制御器６の制御出力値より補正手段２３を用いて空隙補正情報信号２４を算出する。
その空隙補正情報信号２４を空隙指令値情報２５に加えることで、空隙偏差情報２７が増加するため、空隙制御系７の出力である磁束情報が制御器６の出力値に基づき大きくなる。
電磁石５を保持する機構に変形が生じるなどして、空隙の大きさが正しく測定できないような場合には、電磁石５の推力に誤差が生じアクチュエータの負荷が大きくなる。
しかし、電磁石５に与える電流指令情報信号３０が制御器６の出力値に基づき大きくなるのであれば、アクチュエータ４が負担するべき力を電磁石５により補うことができるため、アクチュエータ４の負荷が大きくなることはない。
つまり、電磁石５に与える電流指令が制御器６の出力値に基づき変化するので、電磁石５の推力の誤差少なくなり、アクチュエータ４にかかる負荷が軽減される。
なお、実施形態は上述の構成にかぎるものではなく、特開２００３−２１８１８８号公報に記載されるような粗動・微動ステージ構成であってもよい。
また、図２および図３の指令値情報の与え方については特開２００３−２１８１８８号公報に記載されているため詳細な説明を省略している。
【００１２】
（デバイス製造方法の実施例）
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用して、感光剤を塗布した基板（ウェハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、その基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】露光装置に用いられる本発明の実施例の位置決め装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施例１の位置決め装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施例２の位置決め装置のブロック図である。
【図４】従来例の構成図である。
【符号の説明】
【００１４】
１：ステージ                              ２：テーブル
３：ステージ位置決め用アクチュエータ
４：テーブル位置決め用アクチュエータ
５：電磁石                                ６：位置決め用制御器
７：磁束制御系                            ７ａ：空隙制御系
９：位置指令値情報信号                    １０：フィードバック情報信号
１１：偏差情報信号                        １２：制御演算部
１３：制御演算情報信号                    １６：磁束制御器
１７：磁束計測器                          １８：磁束指令情報信号
１９：磁束偏差情報信号                    ２０：磁束指令情報信号
２１：電磁石の発生する推力                ２２：アクチュエータの発生する推力
２６：空隙指令情報信号                    ２７：空隙偏差情報信号
２８：空隙制御器                          ２９：空隙情報信号
３０：電流指令情報信号                    
【図１】
2009259869.tif 000003
【図２】
2009259869.tif 000004
【図３】
2009259869.tif 000005
【図４】
2009259869.tif 000006