JPH0321894A - ステージ駆動方法 - Google Patents
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- JPH0321894A JPH0321894A JP1155819A JP15581989A JPH0321894A JP H0321894 A JPH0321894 A JP H0321894A JP 1155819 A JP1155819 A JP 1155819A JP 15581989 A JP15581989 A JP 15581989A JP H0321894 A JPH0321894 A JP H0321894A
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70766—Reaction force control means, e.g. countermass
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
-
- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、例えば投影露光装置に応用されるような防振
機構を備えたステージ装置に関する。
機構を備えたステージ装置に関する。
［従来の技術］
近年、各種の精密な測定装置や半導体製造関連の各種装
置等において、きわめて高精度な位置決め装置の要求が
高まっている。通常、この種の位置決め装置はＸＹ方向
に移動可能なステージを有する．また、大地からの振動
を絶縁するため、ステージを支持する基盤は、弾性体や
緩衝体により装置の土台上に保持されている。
置等において、きわめて高精度な位置決め装置の要求が
高まっている。通常、この種の位置決め装置はＸＹ方向
に移動可能なステージを有する．また、大地からの振動
を絶縁するため、ステージを支持する基盤は、弾性体や
緩衝体により装置の土台上に保持されている。
第７図は、従来から考えられている防振構造を備えたス
テージ装置の例である． この従来例においては、ステージ５１が、第１基盤５２
上の軌道上に移動可能に載置される。また、第１基盤５
２は、ステージ５１の移動の逆方向に移動できるよう第
２基盤５６上に設定された軌道上に載置されている。さ
らに、第２基盤５６は、基礎５５上の装置上台５４に取
り付けられた弾性体５３により支持されている。
テージ装置の例である． この従来例においては、ステージ５１が、第１基盤５２
上の軌道上に移動可能に載置される。また、第１基盤５
２は、ステージ５１の移動の逆方向に移動できるよう第
２基盤５６上に設定された軌道上に載置されている。さ
らに、第２基盤５６は、基礎５５上の装置上台５４に取
り付けられた弾性体５３により支持されている。
この従来例は、ステージ５１の移動の際、ステージ５１
の移動に伴なう反力により第１基盤５２が第２基盤上を
移動する構造である。すなわち、反力を第１基盤５２の
すべりで吸収することにより第１基盤５２に振動を発生
しない構造である。
の移動に伴なう反力により第１基盤５２が第２基盤上を
移動する構造である。すなわち、反力を第１基盤５２の
すべりで吸収することにより第１基盤５２に振動を発生
しない構造である。
［発明が解決しようとする課題］
従来例に掲げたステージ装置は、投影露光装置等に用い
られる一般的なステージ装置には適用しにくい部分があ
った。すなわち、ＸＹステージのように２＠以上の移動
軸を有するステージ装置においては、すべり面を厳密な
水平状態に保つとともに、各移動軸に対応した複数方向
のすべりが可能な滑り機構を設ける必要がある．このた
め装置構造が複雑となり、装置重量も増加する．また、
第１基盤上をステージが移動する場合、第１基盤に発生
する反力は、この第１基盤を水平面内で回転しようとす
るモーメントを同時に発生し、上述のようなすべり機構
は、このモーメントを吸収できないから、ステージの移
動や停止に伴なう装置の振動が除去できないでいた。
られる一般的なステージ装置には適用しにくい部分があ
った。すなわち、ＸＹステージのように２＠以上の移動
軸を有するステージ装置においては、すべり面を厳密な
水平状態に保つとともに、各移動軸に対応した複数方向
のすべりが可能な滑り機構を設ける必要がある．このた
め装置構造が複雑となり、装置重量も増加する．また、
第１基盤上をステージが移動する場合、第１基盤に発生
する反力は、この第１基盤を水平面内で回転しようとす
るモーメントを同時に発生し、上述のようなすべり機構
は、このモーメントを吸収できないから、ステージの移
動や停止に伴なう装置の振動が除去できないでいた。
本発明は、このような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、ステージの移動に伴ないステージのｆｆ
ｉｌｉ置された基盤に発生する反力を積極的に打ち消す
機構を備えた、ステージの移動に伴なう基盤の振動が少
ないステージ装置を｝是供することを目的とする。
されたもので、ステージの移動に伴ないステージのｆｆ
ｉｌｉ置された基盤に発生する反力を積極的に打ち消す
機構を備えた、ステージの移動に伴なう基盤の振動が少
ないステージ装置を｝是供することを目的とする。
［課題を解決するための千段］
本発明に係るステージ装置は、防振構造により土台から
支持された基盤の水平面上をステージが２次元移動する
形式のステージ装置において、基盤に支持され、かつ基
盤に対し相対移動が可能である所定質量の可動部材を複
数個備えている。
支持された基盤の水平面上をステージが２次元移動する
形式のステージ装置において、基盤に支持され、かつ基
盤に対し相対移動が可能である所定質量の可動部材を複
数個備えている。
また、ステージを加減速する際、基盤に作用する力を相
殺するために必要な可動部材の駆動条件を、基盤に対す
るステージの位置と移動状態（正負の加速度、スピード
等）とに基いて算出する演算手段を備える． さらに、ステージの加減速によって発生する前記基盤の
振動を可動部材の移動により減少させるために、可動部
材の移動を演算手段により求められた駆動条件に応じて
制御する制御手段とを備える。
殺するために必要な可動部材の駆動条件を、基盤に対す
るステージの位置と移動状態（正負の加速度、スピード
等）とに基いて算出する演算手段を備える． さらに、ステージの加減速によって発生する前記基盤の
振動を可動部材の移動により減少させるために、可動部
材の移動を演算手段により求められた駆動条件に応じて
制御する制御手段とを備える。
［作用］
本発明に係るステージ装置において、防振構造は、装置
土台からの振動を吸収してステージ基盤への伝達を抑制
する。また、ステージは、この基盤上の水平面に設定さ
れた軌道上を２次元移動可能である。
土台からの振動を吸収してステージ基盤への伝達を抑制
する。また、ステージは、この基盤上の水平面に設定さ
れた軌道上を２次元移動可能である。
また、基盤にはこのステージの移動方向に対応させた可
動部材用の移動経路が複数本設置されていて、この移動
経路上を所定質量の各可動部材が運動して基盤に対する
相対移動を行う．この可動部材は、ステージの移動に伴
ない基盤に発生する反力を打ち消すために用いられるも
のである．ゆえに、可動部材はステージの重量に応じた
質量を持つ。また、これの移動経路は、可動部材の移動
がステージ移動等の装置本来の機能の障害にならないよ
うな位置に設定される。
動部材用の移動経路が複数本設置されていて、この移動
経路上を所定質量の各可動部材が運動して基盤に対する
相対移動を行う．この可動部材は、ステージの移動に伴
ない基盤に発生する反力を打ち消すために用いられるも
のである．ゆえに、可動部材はステージの重量に応じた
質量を持つ。また、これの移動経路は、可動部材の移動
がステージ移動等の装置本来の機能の障害にならないよ
うな位置に設定される。
本発明に係るステージ装置において、演算手段は、基盤
に対するステージの位置と移動状態とに基いて、ステー
ジを加減速する際に基盤に作用する力を相殺するために
必要な可動部材の駆動条件を算出する． また、制御手段は、可動部材の移動を演算手段により算
出された駆動条件に応じて制御する。可動部材のこの移
動により基盤に発生する反力やモーメントは、ステージ
の加速や減速により基盤に発生する反力やモーメントを
中和させる方向と大きさに制御されている。これにより
、ステージの加速や減速により発生する基盤の振動、例
えば投影露光装置における位置決め完了時のようなステ
ージ停止時の振動が、ほぼ吸収される．［発明の実施例
】 第１図は、本発明の第１実施例のステージ装置の概略的
な構成を示す模式図である。本実施例のステージ装置は
、投影露光装置に用いるのに好適な位置決め用のＸＹス
テージで、実際には第２図（ａ） ． （ｂ）に示され
る機構と構戒である。すなわち、Ｘ方向にステージ１を
移動する機構、Ｙ方向にステージ２を移動する機構を有
する。また、Ｘ方向とＹ方向２組の可動部材であるバラ
ンサウェイト８〜１１は、ステージ１、２の移動に伴な
い基盤３に作用する反力やモーメントを打ち消すため、
ステージ１、２の移動方向や位置に対応させて４個取り
付けられている。しかし、第１図では説明のため、Ｘ方
向のステージｌの移動と手前側のバランサウェイト１１
のみを示す． ステージ２は、基盤３上の水平面に設定された軌道（ガ
イドレール）上をｙ方向に移動する．また、ステージ１
は、ステージｚ上の水平面に設定された軌道上をＸ方向
に移動する．基盤３は、防振用の弾性体２０により床面
４５上に設置された装置土台２１上に支持されている．
なお、ステージ１、２は、ステージ制御器４２からのイ
３号に基いて基盤３上を移動する．また、このときのス
テージ１、２の座標位置は、ステージ１のｘ１ｙ方向に
沿った側辺に固定された２個のミラーと、基盤３に固定
され、それぞれのミラーにレーザビームを垂直に投射す
る２台の干渉計とで構成される位置検出器４０によりモ
ニタされてステージ制御器４２にフィードバックされる
。
に対するステージの位置と移動状態とに基いて、ステー
ジを加減速する際に基盤に作用する力を相殺するために
必要な可動部材の駆動条件を算出する． また、制御手段は、可動部材の移動を演算手段により算
出された駆動条件に応じて制御する。可動部材のこの移
動により基盤に発生する反力やモーメントは、ステージ
の加速や減速により基盤に発生する反力やモーメントを
中和させる方向と大きさに制御されている。これにより
、ステージの加速や減速により発生する基盤の振動、例
えば投影露光装置における位置決め完了時のようなステ
ージ停止時の振動が、ほぼ吸収される．［発明の実施例
】 第１図は、本発明の第１実施例のステージ装置の概略的
な構成を示す模式図である。本実施例のステージ装置は
、投影露光装置に用いるのに好適な位置決め用のＸＹス
テージで、実際には第２図（ａ） ． （ｂ）に示され
る機構と構戒である。すなわち、Ｘ方向にステージ１を
移動する機構、Ｙ方向にステージ２を移動する機構を有
する。また、Ｘ方向とＹ方向２組の可動部材であるバラ
ンサウェイト８〜１１は、ステージ１、２の移動に伴な
い基盤３に作用する反力やモーメントを打ち消すため、
ステージ１、２の移動方向や位置に対応させて４個取り
付けられている。しかし、第１図では説明のため、Ｘ方
向のステージｌの移動と手前側のバランサウェイト１１
のみを示す． ステージ２は、基盤３上の水平面に設定された軌道（ガ
イドレール）上をｙ方向に移動する．また、ステージ１
は、ステージｚ上の水平面に設定された軌道上をＸ方向
に移動する．基盤３は、防振用の弾性体２０により床面
４５上に設置された装置土台２１上に支持されている．
なお、ステージ１、２は、ステージ制御器４２からのイ
３号に基いて基盤３上を移動する．また、このときのス
テージ１、２の座標位置は、ステージ１のｘ１ｙ方向に
沿った側辺に固定された２個のミラーと、基盤３に固定
され、それぞれのミラーにレーザビームを垂直に投射す
る２台の干渉計とで構成される位置検出器４０によりモ
ニタされてステージ制御器４２にフィードバックされる
。
バランサウェイト８〜１１は、基盤３の側面に設けられ
た送りネジ１２〜１５で支持され、バランサ制御器４３
からの信号に基いて基盤３に対する相対運ａｌｌ（直線
運動）を行う。なお、バランサウェイト８〜１１の質量
は、ステージ１、２の質量に応じて決定される。このた
め、ステージ回りのスペース等を考虜して鉛等の高密度
の材料を適用することが望ましい。
た送りネジ１２〜１５で支持され、バランサ制御器４３
からの信号に基いて基盤３に対する相対運ａｌｌ（直線
運動）を行う。なお、バランサウェイト８〜１１の質量
は、ステージ１、２の質量に応じて決定される。このた
め、ステージ回りのスペース等を考虜して鉛等の高密度
の材料を適用することが望ましい。
演算器４１は、位置検出器４０からの検出信号に基いて
ステージ制御器４２が出力するステージ！、２の位置や
、移動状態（正負の加速度、速度等〉に基いて基盤３に
作用する反力とモーメントとを求め、これに基いて最適
なバランサウエイト８〜１１の駆動条件を算出する。こ
の駆動条件に従ってバランサ制御器４３は、バランサウ
ェイト８〜１１の移動を制御する． ステージ１、２の移動に伴なって基盤３に作用する反力
は、ステージ１、２の加速度と質量との積で表わされる
慣性力である。厳密には、ｙ方向についてはステージ１
、２の総重量、ｘ方向についてはステージ１のみの重量
を考えれば良い。また、このとき基盤３に作用する回転
力は、ステージ１、２の基ｆｆｌ３に対する力点と基盤
３の重心との間の距離と上記反力との積で表わされるモ
ーメントである。
ステージ制御器４２が出力するステージ！、２の位置や
、移動状態（正負の加速度、速度等〉に基いて基盤３に
作用する反力とモーメントとを求め、これに基いて最適
なバランサウエイト８〜１１の駆動条件を算出する。こ
の駆動条件に従ってバランサ制御器４３は、バランサウ
ェイト８〜１１の移動を制御する． ステージ１、２の移動に伴なって基盤３に作用する反力
は、ステージ１、２の加速度と質量との積で表わされる
慣性力である。厳密には、ｙ方向についてはステージ１
、２の総重量、ｘ方向についてはステージ１のみの重量
を考えれば良い。また、このとき基盤３に作用する回転
力は、ステージ１、２の基ｆｆｌ３に対する力点と基盤
３の重心との間の距離と上記反力との積で表わされるモ
ーメントである。
本実施例において、ステージ１、２の移動により基盤３
に作用するこれらの反力とモーメントとは、バランサウ
ェイト８〜１１の移動により基盤３に作用する反力とモ
ーメントとにより同時に打ち消される必要がある． 例えば、ステージ１が、第１図の矢印のようなＸ方向の
移動を行ったとき、ステージ１の移動とは逆方向に２個
のバランサウェイト９、１ｌが加速、減速されて反力が
打ち消される。
に作用するこれらの反力とモーメントとは、バランサウ
ェイト８〜１１の移動により基盤３に作用する反力とモ
ーメントとにより同時に打ち消される必要がある． 例えば、ステージ１が、第１図の矢印のようなＸ方向の
移動を行ったとき、ステージ１の移動とは逆方向に２個
のバランサウェイト９、１ｌが加速、減速されて反力が
打ち消される。
また同時に、このときのステージｌ、２の基盤３の重心
に対する位置関係によりバランサウェイト９とバランサ
ウェイト１１とに対する加速度の振り分けが決定される
。また、これで不十分な場合は、例えば、バランサウェ
イト８、１２を互いに逆方向に移動させる加速度が決定
される。この駆動条件に従ったバランサウェイト８＝１
１の移動により前記のモーメントも打ち消される。
に対する位置関係によりバランサウェイト９とバランサ
ウェイト１１とに対する加速度の振り分けが決定される
。また、これで不十分な場合は、例えば、バランサウェ
イト８、１２を互いに逆方向に移動させる加速度が決定
される。この駆動条件に従ったバランサウェイト８＝１
１の移動により前記のモーメントも打ち消される。
ただし、投影露光装置の位置決め用ＸＹステジである本
実施例においては、位置決め精度に重大な影響を持つス
テージ１、２停止時の振動発生が最大の問題である。そ
こで、ステージ！、２の減速や停止の際に基盤３に発生
する反力とモーメントとを前述のようにして完全に打ち
消し、それ以外の加速や等速移動の期間を利用してバラ
ンサウエイト８〜１ｌの原点復帰等の適当なリセットが
行われる．また、演算器４１は、位置検出器４０からの
位置情報に従ってステージ１、２位置をバランサウェイ
ト８〜１１の駆動条件に取り込んでも良いが、本実施例
においては、ステージ１、２移動のプログラム（ステー
ジ１、２を位置決めすべき設計上の目標位置情報を含む
）に従って自動的にバランサウェイト８〜１ｌの駆動条
件を演算する。
実施例においては、位置決め精度に重大な影響を持つス
テージ１、２停止時の振動発生が最大の問題である。そ
こで、ステージ！、２の減速や停止の際に基盤３に発生
する反力とモーメントとを前述のようにして完全に打ち
消し、それ以外の加速や等速移動の期間を利用してバラ
ンサウエイト８〜１ｌの原点復帰等の適当なリセットが
行われる．また、演算器４１は、位置検出器４０からの
位置情報に従ってステージ１、２位置をバランサウェイ
ト８〜１１の駆動条件に取り込んでも良いが、本実施例
においては、ステージ１、２移動のプログラム（ステー
ジ１、２を位置決めすべき設計上の目標位置情報を含む
）に従って自動的にバランサウェイト８〜１ｌの駆動条
件を演算する。
第１図、第２図のここまでの構成において、１と２とは
、それぞれＸ方向、Ｙ方向に移動するステージ、４と６
とは、それぞれのステージ１、２の駆動用の送りネジ、
５と７とは、それぞれの送りネジ４、６の駆動用のモー
タである。また、１６〜１９は、送りネジ１２〜１５駆
動用のモータである。
、それぞれＸ方向、Ｙ方向に移動するステージ、４と６
とは、それぞれのステージ１、２の駆動用の送りネジ、
５と７とは、それぞれの送りネジ４、６の駆動用のモー
タである。また、１６〜１９は、送りネジ１２〜１５駆
動用のモータである。
さて、本実施例のＸＹステージにおいて第３図（ａ）の
よう＆：Ｘステージ１とＹステージ２とが、それぞれ矢
印Ｘ，Ｙの方・向にほぼ同時に移動（加速または減速）
して基盤３に反力Ｆが作用したとき、バランサウェイト
９、１０は、それぞれ矢印Ａｙ，Ａｘの方向に駆動（加
速）される．これにより、バランサウェイト９、１０は
、それぞれ基盤３に対しＦ９、ＦＩＯの反力を発生して
反力Ｆ３を打ち消す．このときの反力Ｆ３、Ｆ９、Ｆ１
０の関係を第３図（ｂ）に示す．反力Ｆ３、Ｆ９、ＦＩ
Ｏの合力は零となって基盤３は静止状態を保ち、振動も
発生しない。
よう＆：Ｘステージ１とＹステージ２とが、それぞれ矢
印Ｘ，Ｙの方・向にほぼ同時に移動（加速または減速）
して基盤３に反力Ｆが作用したとき、バランサウェイト
９、１０は、それぞれ矢印Ａｙ，Ａｘの方向に駆動（加
速）される．これにより、バランサウェイト９、１０は
、それぞれ基盤３に対しＦ９、ＦＩＯの反力を発生して
反力Ｆ３を打ち消す．このときの反力Ｆ３、Ｆ９、Ｆ１
０の関係を第３図（ｂ）に示す．反力Ｆ３、Ｆ９、ＦＩ
Ｏの合力は零となって基盤３は静止状態を保ち、振動も
発生しない。
以上の作用は、基盤３上のどの位置でステージ１、２の
加減速があってもバランサウエイト８〜１１の移動の組
み合せ方、およびそれらの駆動量（加速度）で対応する
ことが可能であり、ステージ１、２の移動中にその加速
度が変化するような場合でも、バランサウェイト８〜１
１の駆動加速度を変化させることにより自在な対応が可
能である． 次に、ステージ１，２の重心が、基盤３に対し第５図（
ａ）のグラフに示されるような運動を行った場合を例と
して、本実施例におけるバランサウェイト８〜１１の制
御アルゴリズムを第６図を参照して説明する。
加減速があってもバランサウエイト８〜１１の移動の組
み合せ方、およびそれらの駆動量（加速度）で対応する
ことが可能であり、ステージ１、２の移動中にその加速
度が変化するような場合でも、バランサウェイト８〜１
１の駆動加速度を変化させることにより自在な対応が可
能である． 次に、ステージ１，２の重心が、基盤３に対し第５図（
ａ）のグラフに示されるような運動を行った場合を例と
して、本実施例におけるバランサウェイト８〜１１の制
御アルゴリズムを第６図を参照して説明する。
第５図（ａ）においてステージ１、２の重心は、静止状
態（時刻ｔ＝０〉から所定速度ｖ０に達するまで等加速
度運動し、時刻ｔ，で所定速度Ｖｏになると，そこから
は等速度運動を続け、その後時刻ｔ２から等加速度運動
な減速を行なって時刻ｔ３で停止する．この加速の期間
と減速の期間とにおけるステージ１、２の重心の加速度
は、第５図（ｂ）のようにそれぞれ±ａ．で一定である
ものとする。そこで、演算器４１はステージ１、２の現
在位置と目標位置とを確認（ステップ１００）した後、
ステージ１、２の加速度（ここでは第５図（ｂ）に示し
た加速度マップ〉に基いて、ステージ１、２移動に伴な
い発生する力を算出する（ステップ１０１）。すなわち
、この加速度ａ。により基盤３には次式のような反力Ｆ
が作用する．Ｆ＝ＭＸａｏ Ｍ：ステージ１、２質量 （ただし、一方のステージ１のみが移動する場合にはＭ
：ステージ１質量） ここで例えば、ステージ！、２の重心の移動方向が、基
盤３の重心上を通る場合、基盤３に作用する反力Ｆは、
基盤３の重心をステージ１、２の重心移動方向の逆方向
に移動しようとする力であり、基ｉ３を移動平面内で回
転させるモーメントは発生しない．従って、このときの
ステージ１、２の重心移動方向とＸ軸とのなす角度をθ
とすれば、反力Ｆを打ち消すためにＸ軸方向のバランサ
ウエイト９、１１とＹ軸方向のバランサウェイト８、１
０とを駆動することによって基盤３に作用させるべき反
力ＦｘＦｙは単純に次式で与えられる。
態（時刻ｔ＝０〉から所定速度ｖ０に達するまで等加速
度運動し、時刻ｔ，で所定速度Ｖｏになると，そこから
は等速度運動を続け、その後時刻ｔ２から等加速度運動
な減速を行なって時刻ｔ３で停止する．この加速の期間
と減速の期間とにおけるステージ１、２の重心の加速度
は、第５図（ｂ）のようにそれぞれ±ａ．で一定である
ものとする。そこで、演算器４１はステージ１、２の現
在位置と目標位置とを確認（ステップ１００）した後、
ステージ１、２の加速度（ここでは第５図（ｂ）に示し
た加速度マップ〉に基いて、ステージ１、２移動に伴な
い発生する力を算出する（ステップ１０１）。すなわち
、この加速度ａ。により基盤３には次式のような反力Ｆ
が作用する．Ｆ＝ＭＸａｏ Ｍ：ステージ１、２質量 （ただし、一方のステージ１のみが移動する場合にはＭ
：ステージ１質量） ここで例えば、ステージ！、２の重心の移動方向が、基
盤３の重心上を通る場合、基盤３に作用する反力Ｆは、
基盤３の重心をステージ１、２の重心移動方向の逆方向
に移動しようとする力であり、基ｉ３を移動平面内で回
転させるモーメントは発生しない．従って、このときの
ステージ１、２の重心移動方向とＸ軸とのなす角度をθ
とすれば、反力Ｆを打ち消すためにＸ軸方向のバランサ
ウエイト９、１１とＹ軸方向のバランサウェイト８、１
０とを駆動することによって基盤３に作用させるべき反
力ＦｘＦｙは単純に次式で与えられる。
Ｘ＠方向のバランサウェイト９、１１
ＦＸ ＝ＭＸａ， Ｘｃｏｓ θ
Ｙ＠方向のバランサウェイト８、１０
Ｆ， ＝Ｍｘａ ｏ Ｘｓ ｉ ｎ θこれに
より、上記反力Ｆ，Ｆ，およびバランサウェイト８〜１
１の質量に基いて、バランサウエイト８〜ｌ１の駆動条
件、すなわち駆動加速度を決定する（ステップ１０２）
，この演算結果はバランサ制御器４３へ出力される。
より、上記反力Ｆ，Ｆ，およびバランサウェイト８〜１
１の質量に基いて、バランサウエイト８〜ｌ１の駆動条
件、すなわち駆動加速度を決定する（ステップ１０２）
，この演算結果はバランサ制御器４３へ出力される。
さて、本実施例の制御アルゴリズムでは上記のごとくバ
ランサウェイト８〜１１の加速度を決定（ステップ１０
２）１，，た後、ステージ１，２の重心移動方向が基盤
３の重心上を通るか否かを判断する（ステップ１０３）
。この判断の結果、ステージ１、２の重心移動方向が、
基盤３の重心上を通らない場合、基盤３に作用する反力
Ｆは、基盤３の重心をステージ１、２の重心移動の逆方
向に移動しようとする力であると同時に、基盤３を移動
平面内で回転しようとするモーメントも発生させる。そ
こで、ステージ移動に伴なって基盤３に発生するモーメ
ントを求め（ステップ１０４）、このモーメントからバ
ランサウェイト８〜１１の駆動加速度を駆動条件として
算出する（ステップ１０５）。そして、このモーメント
を相殺するための駆動条件が、前述の駆動条件に併せて
バランサ制御器４３へ出力され（ステップ１０６）、バ
ランサウェイト８〜１１がステージ！、２の加減速とほ
ぼ同時に駆動される（ステップ１０７），このときの駆
動条件としては、ステージ１、２の重心の位置とは基盤
３の重心点をはさんで対称側のＸまたはＹ軸のバランサ
ウェイト８〜１１をステージ１、２の重心の移動方向と
同方向へ加速度を持たせて駆動すれば良い．モーメント
としての作用を打ち消す力は、ステージの移動により発
生するベクトルカをＦ．、ステージ１、２の重心から基
盤３の重心間の勤径ベクトルをｒ，とすれば、次式で与
えられる． ｒ＝ｌ Ｆ， Ｉｘｌｒ． ｌｘｃｏｓ θこの
結果、ステージ移動に伴なって基盤３に発生する反力Ｆ
およびモーメン１・がキャンセルされることとなって、
基盤３の振動の発生を大幅に低下させることが可能とな
る。
ランサウェイト８〜１１の加速度を決定（ステップ１０
２）１，，た後、ステージ１，２の重心移動方向が基盤
３の重心上を通るか否かを判断する（ステップ１０３）
。この判断の結果、ステージ１、２の重心移動方向が、
基盤３の重心上を通らない場合、基盤３に作用する反力
Ｆは、基盤３の重心をステージ１、２の重心移動の逆方
向に移動しようとする力であると同時に、基盤３を移動
平面内で回転しようとするモーメントも発生させる。そ
こで、ステージ移動に伴なって基盤３に発生するモーメ
ントを求め（ステップ１０４）、このモーメントからバ
ランサウェイト８〜１１の駆動加速度を駆動条件として
算出する（ステップ１０５）。そして、このモーメント
を相殺するための駆動条件が、前述の駆動条件に併せて
バランサ制御器４３へ出力され（ステップ１０６）、バ
ランサウェイト８〜１１がステージ！、２の加減速とほ
ぼ同時に駆動される（ステップ１０７），このときの駆
動条件としては、ステージ１、２の重心の位置とは基盤
３の重心点をはさんで対称側のＸまたはＹ軸のバランサ
ウェイト８〜１１をステージ１、２の重心の移動方向と
同方向へ加速度を持たせて駆動すれば良い．モーメント
としての作用を打ち消す力は、ステージの移動により発
生するベクトルカをＦ．、ステージ１、２の重心から基
盤３の重心間の勤径ベクトルをｒ，とすれば、次式で与
えられる． ｒ＝ｌ Ｆ， Ｉｘｌｒ． ｌｘｃｏｓ θこの
結果、ステージ移動に伴なって基盤３に発生する反力Ｆ
およびモーメン１・がキャンセルされることとなって、
基盤３の振動の発生を大幅に低下させることが可能とな
る。
次に、本発明の第２実施例を第４図を参照して説明する
。
。
第４図は、本発明の第２実施例における基盤３側面に取
り付けられたパランサウエイト２２〜２５の構成を示す
斜視図である．ここで、バランサウェイト２２〜２５以
外の部分は第１実施例と同様の構威である。また、バラ
ンサウェイト２３、２４は、それぞれバランサウェイト
２５、２２の反対側の基盤３側面に取り付けられている
。
り付けられたパランサウエイト２２〜２５の構成を示す
斜視図である．ここで、バランサウェイト２２〜２５以
外の部分は第１実施例と同様の構威である。また、バラ
ンサウェイト２３、２４は、それぞれバランサウェイト
２５、２２の反対側の基盤３側面に取り付けられている
。
第２実施例において可動部材であるバランサウェイト２
２〜２５は、基盤３に回転可能に取り付けられた偏心荷
重である。また、ステージ３の移動に伴なう加速度やモ
ーメントの打ち消しは、この偏心荷重の角運動により行
われる。また、各バランサウェイト２２〜２５の回転中
心は、Ｘ軸、Ｙ軸と平行である。
２〜２５は、基盤３に回転可能に取り付けられた偏心荷
重である。また、ステージ３の移動に伴なう加速度やモ
ーメントの打ち消しは、この偏心荷重の角運動により行
われる。また、各バランサウェイト２２〜２５の回転中
心は、Ｘ軸、Ｙ軸と平行である。
これらのバランスウェイト２２〜２５は、第６図のフロ
ーチャート図中におけるバランサウェイト８〜１１の加
速度をバランサウェイト２２〜２５の角加速度に置き替
えたフローに従って制御される．本実施例では、バラン
サウェイトが回転運動するため、１／２回転毎に反力の
発生方向が逆転する．従って、回転方向は一方向社する
だけでも良い。また、このようなバランサウェイトの場
合、基盤３の側辺の上下方向のゆれに対してもそれを抑
えることができる。
ーチャート図中におけるバランサウェイト８〜１１の加
速度をバランサウェイト２２〜２５の角加速度に置き替
えたフローに従って制御される．本実施例では、バラン
サウェイトが回転運動するため、１／２回転毎に反力の
発生方向が逆転する．従って、回転方向は一方向社する
だけでも良い。また、このようなバランサウェイトの場
合、基盤３の側辺の上下方向のゆれに対してもそれを抑
えることができる。
以上のように両実施例によれば、ステージ１、２の移動
により発生する基盤３の振動をなくすことができるので
、ステージ１、２の位置決め精度や能率（時間）が向上
する．また、ステージ１、２上にあるものに対する影響
、例えば、ウエハのずれ等を最小限にすることができる
。
により発生する基盤３の振動をなくすことができるので
、ステージ１、２の位置決め精度や能率（時間）が向上
する．また、ステージ１、２上にあるものに対する影響
、例えば、ウエハのずれ等を最小限にすることができる
。
また、これら両実施例のように可動部材の移動経路を、
可動部材の移動がステージ移動等の装置本来の機能の障
害にならないような位置に設定すれば、ステージ設計の
自由度が増すとともにステージ装置全体の小型化も可能
となる。
可動部材の移動がステージ移動等の装置本来の機能の障
害にならないような位置に設定すれば、ステージ設計の
自由度が増すとともにステージ装置全体の小型化も可能
となる。
［発明の効果］
本発明に係るステージ装置においては、ステージを加減
速する際に基盤に作用する力を可動部材の移動により相
殺するから、ステージの加速や減速により発生する基盤
の振動、例えば投影露光装置における位置決め完了時の
ようなステージ停止時の振動が、ほぼ吸収される。これ
により、ステージの位置決め精度が向上するととも（、
ステージの移動速度を大きくしてステージ装置の能率を
第１図は、本発明の第１実施例のＸＹステージの概略な
構成を示す模式図である。
速する際に基盤に作用する力を可動部材の移動により相
殺するから、ステージの加速や減速により発生する基盤
の振動、例えば投影露光装置における位置決め完了時の
ようなステージ停止時の振動が、ほぼ吸収される。これ
により、ステージの位置決め精度が向上するととも（、
ステージの移動速度を大きくしてステージ装置の能率を
第１図は、本発明の第１実施例のＸＹステージの概略な
構成を示す模式図である。
第２図（ａ）と第２図（ｂ）は，本発明の第１実施例の
ＸＹステージの構成を示す、それぞれ２，４視図と平面
図である。
ＸＹステージの構成を示す、それぞれ２，４視図と平面
図である。
第３図（ａ）と第３図（ｂ）は、本発明の第１実施例の
ＸＹステージにおける、それぞれ概略な平面図とベクト
ル力の模式図である。
ＸＹステージにおける、それぞれ概略な平面図とベクト
ル力の模式図である。
第４図は、本発明の第２実施例のＸＹステージの構成を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
第５図（ａ） と第５図（ｂ）は、本発明の第１実施例
のＸＹステージにおけるステージの移動状態を示す、そ
れぞれ速度の経時変化の線図と，加速度の経時変化の線
図である。
のＸＹステージにおけるステージの移動状態を示す、そ
れぞれ速度の経時変化の線図と，加速度の経時変化の線
図である。
第６図は、本発明の第１実施例のＸＹステージノ
の制御を説明するフローチャート図である。
第７図は、従来例のステージ装置の概略な構成を示す模
式図である。
式図である。
［主要部分の符号の説明］
１・・・ステージ ３・・・基盤１１・・・
バランサウエイト ２０・・・弾性体４０・・・位置検
出器 ４１・・・演算器４３・・・バランサ制御
器
バランサウエイト ２０・・・弾性体４０・・・位置検
出器 ４１・・・演算器４３・・・バランサ制御
器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 防振構造の基盤上に設けられ、水平面内で２次元移動可
能なステージを有するステージ装置において、 前記基盤に対して相対移動可能に設けられた所定の質量
を有する複数個の可動部材と、 前記ステージを加減速する際に前記基盤に作用する力を
相殺するために必要な前記可動部材の駆動条件を、前記
基盤に対する前記ステージの位置と移動状態とに基いて
算出する演算手段と、前記可動部材の移動を、算出され
た前記駆動条件に応じて制御する制御手段とを備え、 前記ステージの加減速によって発生する前記基盤の振動
を、前記可動部材の前記移動により減少させるようにし
たことを特徴とするステージ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155819A JP2808677B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | ステージ駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155819A JP2808677B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | ステージ駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321894A true JPH0321894A (ja) | 1991-01-30 |
| JP2808677B2 JP2808677B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=15614177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1155819A Expired - Lifetime JP2808677B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | ステージ駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808677B2 (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6028376A (en) * | 1997-04-22 | 2000-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning apparatus and exposure apparatus using the same |
| FR2790115A1 (fr) * | 1999-02-23 | 2000-08-25 | Micro Controle | Procede et dispositif pour deplacer un mobile sur une base montee elastiquement par rapport au sol |
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| US6246204B1 (en) | 1994-06-27 | 2001-06-12 | Nikon Corporation | Electromagnetic alignment and scanning apparatus |
| US6262794B1 (en) | 1997-03-25 | 2001-07-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and device manufacturing method |
| US6396566B2 (en) | 1997-12-26 | 2002-05-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Stage system for exposure apparatus and device manufacturing method in which a stage supporting member and a countermass supporting member provide vibration isolation |
| US6414742B1 (en) | 1997-12-26 | 2002-07-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Stage apparatus, and exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
| US6417914B1 (en) | 1999-10-18 | 2002-07-09 | Nikon Corporation | Stage device and exposure apparatus |
| US6891597B2 (en) | 2002-04-22 | 2005-05-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
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| US7264235B2 (en) | 2002-04-19 | 2007-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Active damping apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method |
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| US8857585B2 (en) | 2010-12-29 | 2014-10-14 | Newport Corporation | Tunable vibration dampers and methods of manufacture and tuning |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1155819A patent/JP2808677B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6255795B1 (en) | 1994-06-27 | 2001-07-03 | Nikon Corporation | Electromagnetic alignment and scanning apparatus |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2808677B2 (ja) | 1998-10-08 |
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