ステージ制御装置及びその方法、ステージ装置並びに露光装置
【課題】ウエハ表面の凹凸やパターン段差が大きかった場合でもステージが十分に追従できるようなステージ制御を実現する。
【解決手段】基板を載置して移動可能なステージを制御するステージ制御装置は、基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいてステージの鉛直方向に関する目標値を生成し、生成された目標値とステージの計測位置との偏差信号に基づいて該ステージの駆動指令信号を生成する。ここで、基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて目標周波数が決定され、駆動指令信号の生成には、上記偏差信号の目標周波数の成分を増幅して得られた信号が用いられる。
【解決手段】基板を載置して移動可能なステージを制御するステージ制御装置は、基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいてステージの鉛直方向に関する目標値を生成し、生成された目標値とステージの計測位置との偏差信号に基づいて該ステージの駆動指令信号を生成する。ここで、基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて目標周波数が決定され、駆動指令信号の生成には、上記偏差信号の目標周波数の成分を増幅して得られた信号が用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体露光装置等に使用されるステージ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、一般的なステージ制御装置を用いた半導体露光装置における、ウエハの位置合わせおよび露光過程のシーケンスを表したフローチャートである。図７を用いて、半導体露光装置の露光動作における一般的なステージ制御を説明する。
【０００３】
まず、半導体露光装置にウエハが搬入される（ステップＳ６０１）。ＸＹステージ上にウエハが供給されると、露光を行なう前にマスクに対する当該ウエハの位置合わせ（位置合わせ処理）が行なわれる（ステップＳ６０２）。この位置合わせ処理においては、まず最初にウエハの概略の位置合わせがなされ、次いで、ウエハ上の各ショットの座標位置の計測が行なわれる。
【０００４】
次に、位置合わせ処理で求められた各ショットの座標位置を基にしてマスクとウエハの位置合わせを行ない、マスクパターンをウエハに露光する（ステップＳ６０３）。またこの露光時には、ウエハの鉛直方向の変位をリアルタイムに検出し、マスクパターンが適切にウエハに転写されるようにフォーカス制御が行なわれる。ウエハの露光が終了すると、ウエハはＸＹステージから搬出される（ステップＳ６０４）。このように、一般的な半導体露光装置では、１つのウエハステージによって図７のシーケンスを繰り返している。
【０００５】
これに対して、ウエハを載せて移動可能なステージを２つ備えたツインステージと呼ばれる構成を具備した半導体露光装置が存在する（特許文献１）。ツインステージを採用することにより、上述したシーケンスの一部を並行して処理することによってスループットを向上させることができる。例えば、一方のステージ（以下、計測ステージと呼ぶ）で位置合わせ処理とフォーカス計測を行ない、もう一方のステージ（以下、露光ステージと呼ぶ）で露光処理を行なうようにすれば、装置全体のウエハ処理効率を向上させることができる。ツインステージの場合、ステージ間のウエハ移動時間の分だけウエハ１枚の処理に要する時間は伸びるが、位置合わせ処理とフォーカス計測に要する時間はウエハ移動時間よりも一般には長いためである。また、上記ツインステージによれば、計測ステージで予め計測したウエハ表面の凹凸に関する情報を露光ステージにおける露光処理時に使用できるので、すぐれたフォーカス追従性能を得ることができる。より具体的には、計測ステージにおける計測で得られたウエハ表面の凹凸に関する情報に基づいてフォーカス目標値を作成し、このフォーカス目標値に基づいて露光ステージの光軸方向の位置を制御することにより、ウエハの凹凸に応じたフォーカス追従を実現する。
【特許文献１】特開２００２−２８０２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ツインステージを有する一般的な露光装置では、フィードバック系を有するステージ装置において、制御目標値の一つとしてフォーカス目標値を使用するのみである。このため、ウエハ表面の凹凸やパターン段差が大きかった場合には、ステージ制御系がこれに追従できず、所望のフォーカス性能を得られない可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、ウエハ表面の凹凸やパターン段差が大きかった場合でもステージが十分に追従できるようなステージ制御を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の一態様によるステージ制御装置は
基板を載置して移動可能な第１ステージを制御するステージ制御装置であって、
前記基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいて前記第１ステージの鉛直方向に関する目標値を生成する目標値生成手段と、
前記生成手段で生成された目標値と前記第１ステージの計測位置との偏差信号に基づいて該第１ステージの駆動指令信号を生成する信号生成手段とを備え、
前記信号生成手段は、前記基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて決定された目標周波数を得て、前記偏差信号の該目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成する。
【０００９】
また、上記の目的を達成するための本発明の他の態様によるステージ制御方法は、
基板を載置して移動可能な第１ステージを制御するステージ制御方法であって、
前記基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいて前記第１ステージの鉛直方向に関する目標値を生成する目標値生成工程と、
前記生成工程で生成された目標値と前記第１ステージの計測位置との偏差信号に基づいて該第１ステージの駆動指令信号を生成する信号生成工程とを備え、
前記信号生成工程は、前記基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて決定された目標周波数を得て、前記偏差信号の該目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウエハ表面の凹凸やパターン段差が大きかった場合でもステージが十分に追従できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る半導体露光装置の概略の構成を示す図である。図１に示されるように、本実施形態の露光装置はツインステージを有しており、１は計測ステージ系、２は露光ステージ系を示している。計測ステージ系１、露光ステージ系２を制御する参照番号１０１〜１０４、及び２０１〜２０３は、ステージ制御部の少なくとも一部を構成するものである。
【００１３】
露光ステージ系２側には、ウエハを載置して移動するウエハステージ８（以下、露光ステージ８）とウエハを露光するための構成が設けられている。この構成において、光源３から出射された露光光はレチクルステージ５に搭載されたレチクル４に照射される。投影光学系６は、レチクル４を通過した露光光（レチクルパターン光）を所定の倍率で縮小し、露光ステージ８上に載置されたウエハ７に投影する。こうして、ウエハ７の感光面にはレチクルパターン像が投影されることになる。投光器９及び受光器１０はフォーカスセンサを形成し、ウエハ７の感光面の位置を検出する。フォーカス計測部２０２はフォーカスセンサ９，１０による検出信号からフォーカス計測値（ウエハ表面の鉛直座標値）を生成し、出力する。位置センサ１１は露光ステージ８の位置（例えばＸ，Ｙ，Ｚ方向の位置）を計測する。位置計測部２０１は位置センサ１１による検出信号から計測位置を生成し、出力する。なお、露光ステージ系２側にはレチクルとウエハの位置合わせをするためのアライメント機構が設けられるが、周知の構成であるので図示及び説明は省略する。
【００１４】
計測ステージ系１側には、ウエハを載置して移動可能なウエハステージ（以下、計測ステージ）１３と、投光器１４と受光器１５で構成され、ウエハ１２の感光面の位置を検出するフォーカスセンサと、計測ステージ１３の位置（例えばＸ，Ｙ，Ｚ方向の位置）を計測する位置センサ１６とが設けられている。フォーカス計測部１０２はフォーカスセンサ１４，１５による検出信号からフォーカス計測値（ウエハ表面の鉛直座標値）を生成し、出力する。位置計測部１０１は位置センサ１６による検出信号から計測位置を生成し、出力する。なお、計測ステージ系１には位置合わせやショットの座標位置の計測を行うためのアライメント機構も設けられているが、周知の構成なので説明及び図示を省略する。なお、露光ステージ８，計測ステージ１３はステージ定盤１７上に設置されており、移載機（不図示）により、ステージ８上の露光処理済のウエハが当該露光装置よりアンロードされ、計測ステージ１３から露光ステージ８へ次に露光処理すべきウエハが移載される。
【００１５】
次に、本実施形態の露光装置における制御構成の概要を説明する。計測ステージ１系では、計測ステージ制御ユニット１０３が、不図示のアライメント機構を用いてウエハ１２の位置合わせや各ショットの座標位置の計測を行う。フォーカス分析器１０４は位置計測部１０１から出力される計測ステージ１３のＺ方向位置、フォーカス計測部１０２から出力されるウエハ１２の感光面位置に基づいてウエハ１２の感光面の凹凸に関する情報を取得し、フォーカス目標値を生成する（詳細は後述の説明から明らかとなる）。生成されたフォーカス目標値は、当該計測対象のウエハが露光ステージ８へ移載され、露光処理対象となった際に、露光ステージ制御ユニット２０３へ提供される。
【００１６】
露光ステージ制御ユニット２０３は、フォーカス分析器１０４から取得したフォーカス目標値を利用してフォーカス方向の制御を行いながら、露光ステージ８に載置されているウエハに対して露光処理を実行する。
【００１７】
次に、図１に示す露光装置によるフォーカス制御系の動作について説明する。図２は、図１に示した露光装置におけるステージ制御装置よりフォーカス制御系に関わる構成を抽出して示したブロック図である。図２に示されるように、計測ステージ制御ユニット１０３は、計測ステージの駆動信号を生成する計測ステージ制御器１１２、計測ステージ１の鉛直方向での目標位置を決める計測ステージ目標値生成器１１１を有する。また、露光ステージ制御ユニット２０３は、露光ステージの駆動信号を生成する露光ステージ制御器２１２、露光ステージの鉛直方向での目標位置を生成する露光ステージ目標値生成器２１１を有する。
【００１８】
なお、本実施形態において、鉛直方向とは運動の６自由度のうちのＺ軸、θｘ軸、θｙ軸の３自由度を指す。本実施形態ではこの３自由度すべてに本発明に係るステージ制御を適用しているが、θｘ軸、θｙ軸の精度があまり要求されない場合はシステムの簡略化のためにＺ軸のみに適用する構成も取り得る。また、６自由度の残りの水平方向３軸であるＸ軸、Ｙ軸、θｚ軸の制御系はよく知られたＰＩＤ制御器で実現しているが、簡略化のために図示を省略する。以下、図２に示すフォーカス制御系の動作を説明する。
【００１９】
計測ステージ１３の鉛直方向位置は位置センサ１６によって計測され、計測ステージ目標値生成器１１１が生成した目標位置に追従するような駆動指令値を計測ステージ制御器１１２が生成する。ウエハ１３の表面の鉛直座標値はフォーカス計測部１０２よりフォーカス計測値として出力される。位置計測部１０１からの計測ステージ１３の鉛直方向位置と、フォーカス計測部１０２からのフォーカス計測値の差分がウエハの凹凸を表す情報であり、本実施形態ではこれをウエハの平坦度と称する。
【００２０】
フォーカス分析器１０４は、フォーカス計測部１０２と位置計測部１０１からの計測値に基づいて上述したウエハの平坦度を算出する。更に、フォーカス分析器１０４は、平坦度に基づいて「目標位置の周波数値」の算出を行なう。「目標位置の周波数値」は露光ステージ８が追従すべき目標値位置の周波数を表す。フォーカス分析器１０４は、ウエハの平坦度からウエハの凹凸の空間周波数のピークを求め、このピーク位置の空間周波数値に露光時の露光ステージ８の速度を乗じて、「目標位置の周波数値」を求める。こうして得られた「目標位置の周波数値」に基づいて、露光ステージ制御器２１２の係数が設定される。
【００２１】
露光ステージ目標値生成器２１１は、フォーカス分析器１０４によって求められたウエハの平坦度と露光ステージ８のフォーカス計測値（フォーカス計測部２０２からの出力値）とから露光ステージの目標位置（鉛直方向位置）を生成する。露光ステージ８の鉛直方向位置は位置センサ１１によって計測され、位置計測部２０１より出力される。露光ステージ制御器２１２は、位置計測部２０１から得られる露光ステージ８の鉛直方向位置に基づいて、露光ステージ目標値生成器２１１が生成した目標位置に追従するような駆動指令値を生成する。
【００２２】
図３に露光ステージ制御器２１２の内部構成を示す。図３において２１４はＰＩＤ制御器、２１３は補償器、２１５、２１６は演算器である。演算器２１５により、露光ステージ目標値生成器２１１によって生成された目標値（露光ステージの鉛直方向位置の目標値）と位置計測部２０１によって計測された露光ステージ８の鉛直方向計測位置との偏差信号が生成される。偏差信号はＰＩＤ制御器２１４と補償器２１３に供給される。ＰＩＤ制御器２１４と補償器２１３からの信号は演算器２１６で加算され、露光ステージ駆動指令値となる。ＰＩＤ制御器２１４では周知のＰＩＤ制御により偏差信号が処理される。また、補償器２１３の特性は（式１）の伝達関数で表される。
【００２３】
【数１】
【００２４】
ただし、Ｋｃは予め定めたゲイン、ωはフォーカス分析器１０４によって求めた「目標位置の周波数値」に２πを乗じた角周波数値である。
【００２５】
以上のように、補償器２１３では、「目標位置の周波数値」（角周波数値）と等しい周波数を有する正弦波内部モデル（式１）を有している。このような補償器２１３により、偏差信号の「目標位置の周波数値」の成分が増幅されて、ＰＩＤ処理された偏差信号に加算されることになる。
【００２６】
次に、図４のフローチャートを参照して、フォーカス分析器１０４における「目標位置の周波数値」の算出手順を説明する。この手順は露光装置（ステージ制御部）における図示しないＣＰＵのソフトウェアとして実現されるものとする。但し、この処理の一部或いは全てが専用のハードウエアによって実現されてもよい。
【００２７】
ステップＳ３０１において、計測ステージの鉛直方向位置（位置計測部１０１より得られる）とフォーカス計測値（フォーカス計測部１０２より得られる）の差分からウエハの平坦度を求め、メモリ１０４ａに格納する。ステップＳ３０２において、求めた平坦度から高周波ノイズ成分を除去する。なお、高周波ノイズ成分の除去にはローパスフィルタを利用できる。また、ノッチフィルタ（帯域除去フィルタ）により平坦度から計測ステージの機械的な共振周波数を含む周波数成分を除去してもよい。これにより、平坦度によって表される凹凸形状の空間周波数から機械的な共振周波数を含む周波数成分が除去される。ステップＳ３０３においてＦＦＴ演算を施し、演算結果が最大値となる空間周波数の値を求める。ステップＳ３０４において露光ステージ８の移動速度と、ステップＳ３０３で求めた空間周波数値とから、露光ステージ８が追従すべき周波数の値、すなわち「目標位置の周波数値」を求め、メモリ１０４ａに格納する。当該計測対象のウエハが露光ステージ８に移載され、露光処理が行なわれる際には、メモリ１０４ａに格納された「平坦度」と「目標位置の周波数値」を露光ステージ制御ユニット２０３（露光ステージ目標値生成器２１１）が読み出して、上記した制御が行われる。
【００２８】
以上のような制御系を構成することにより、特に正弦波内部モデルの利用により、ウエハの凹凸の中で最も支配的な空間周波数の凹凸に追従可能なフォーカス制御系を実現することができる。
【００２９】
なお、本実施形態の計測ステージ１３と露光ステージ８は１つの定盤１７上に構成したが、異なる定盤上に構成された別々のステージ構成としてもよい。また、ステージ制御器１１２，２１２や目標値生成器１１１，２１１はＣＰＵがソフトウェアを実行することにより実現されてもよい。
【００３０】
以上のように、第１実施形態によれば、露光ステージ制御器２１２はＰＩＤ制御器２１４に補償器２１３を加えた構成であるため、ＰＩＤ制御系が予め存在する既存の装置においてそのフォーカス制御性能を簡単に向上させることができる。
【００３１】
＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態による露光ステージ制御器２１２の構成を示す図である。第２実施形態では、露光ステージ制御器２１２の内部構成を図３に示す構成から図５に示す構成へ変更したものである。それ以外の構成は第１実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００３２】
図５において、２２２は積分器、２２３は状態補償器、２２１は補償器である。すなわち状態フィードバックサーボ系としてよく知られた制御系に補償器２２１を付加した構成となっている。すなわち、露光ステージ目標値生成器２１１からの目標値と位置計測部２０１からのステージの鉛直方向位置との偏差信号が演算器２１５より状態フィードバックサーボ系の積分器２２２と補償器２２１に供給される。積分器２２２と状態補償器２２３はフィードバックサーボ系を構成し、積分器２２２と状態補償器２２３の出力は演算器２２４で合成される。一方、補償器２２１からの出力も演算器２２４で合成され、露光ステージの駆動指令値が生成される。ここで、補償器２２１の特性は（式２）の伝達関数で表される。
【００３３】
【数２】
【００３４】
ただし、Ｋｃ1とＫｃ2は予め定めたゲイン、ω1とω2はフォーカス分析器１０４によって求めた周波数ｆ1とｆ2に2πを乗じた値である。第２実施形態のフォーカス分析器１０４では、ＦＦＴ演算の演算結果における２つのピークの空間周波数に対応することができる。なお、本実施形態では、ピーク値の大きいほうの周波数（より支配的な周波数）をｆ1とする。
【００３５】
なお、上記では（式２）に示すように２つの項の和で補償器１６を構成したが、（式３）に示すようにＮ個の項の和で構成してもよい。
【００３６】
【数３】
【００３７】
上記によれば、ウエハの凹凸の中で支配的な空間周波数が複数個（Ｎ個）存在する場合でも凹凸に追従可能なフォーカス制御系を実現することができる。なお、用いられるＮ個の周波数としては、例えば、ピーク値の大きい順にＮ個の周波数を取り出せばよい。或いは、所定値より大きいピーク値に対応する周波数を大きい順にｘ個取り出す（ｘ≦Ｎ）という構成としてもよい。また、上述のような、空間周波数の複数個のピークに対応した周波数値から得られる複数の「目標位置の周波数値」を利用した補償器２２１を第１実施形態の補償器２１３として利用できることは言うまでもない。同様に、１個の「目標位置の周波数」に対応した第１実施形態の補償器２１３を第２実施形態の補償器２２１として用いてもよい。
【００３８】
＜第３実施形態＞
図６は、第３実施形態に係る半導体露光装置におけるステージ制御装置のフォーカス制御系の構成を示す図である。第１及び第２実施形態では、計測ステージ系１を設けてウエハ毎に平坦度を計測し、「目標位置の空間周波数値」を求めた。第３実施形態では、ウエハデータベースにウエハ毎の「目標位置の空間周波数値」を保持して露光ステージ系２で利用可能にし、計測ステージ系１を省略可能とする。
【００３９】
図６において、図１と共通する要素に関しては同じ番号を付記し、説明を省略する。図６において、２０２はステージに載せられたウエハ表面の鉛直座標値を計測するフォーカス計測部、６１はウエハステージ８上に載置されたウエハを判別するウエハ判別器、６２はウエハ情報を格納するウエハデータベース、６３は露光ステージ制御器２１２の係数（目標位置の空間周波数値）を設定する周波数設定器である。ここで、露光ステージ制御器２１２の内部構成は第１実施形態（図３）に示したとおりである。また、ウエハデータベース６２にはウエハの個別情報（ＩＤ）と「目標位置の空間周波数」の対応テーブル６２ａが登録されている。
【００４０】
露光ステージ目標値生成器２１１は、フォーカス計測部２０２から得られるフォーカス計測値に基づいて露光ステージ８の鉛直方向の目標置を決定し、これを露光ステージ制御器２１２に供給する。露光ステージ目標値生成器２１２は、露光ステージ目標値生成器２１１よりの目標値に追従し、露光ビームがウエハ表面上で焦点を結ぶように露光ステージ８の目標位置を生成する。
【００４１】
ウエハ判別器６１は、露光ステージ８に載っているウエハに記録された個別情報を読み取り、ウエハデータベース６２に照会する。ウエハデータベース６２は、テーブル６２ａを参照し、照会されたウエハの情報（目標位置の空間周波数値）が存在する場合には、その露光プロセスに応じた凹凸の周波数値をウエハ判別器に返す。ウエハ判別器６１はその周波数値を周波数設定器６３に送る。周波数設定器６３は周波数値から露光ステージ制御器２１２の係数（本実施形態の場合は（式１）のω）を変更する。
【００４２】
以上のような制御系を構成することにより、計測ステージ系１を設けなくとも、個々のウエハの露光プロセスに応じたウエハの凹凸に良好に追従することができる。
【００４３】
以上のように上記各実施形態によれば、ウエハの凹凸に追従可能なフォーカス制御系を実現することができる。特に多重露光時にはパターン段差のために凹凸が周期的に分布することが多いため良好なフォーカス追従性能を実現できる。すなわち、ステージが追従すべき目標周波数に追従できる制御系を構成することによってフォーカス追従誤差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１実施形態に係る半導体露光装置の概略の構成を示す図である。
【図２】第１及び第２実施形態によるステージ制御装置のフォーカス制御系の構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る露光ステージ制御器の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係るフォーカス分析器の動作を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る露光ステージ制御器の構成を示すブロック図である。
【図６】第３実施形態に係るステージ制御装置のフォーカス制御系の構成を示す図である。
【図７】一般的な半導体露光装置におけるウエハの位置合わせおよび露光過程のシーケンスを示すフローチャートである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体露光装置等に使用されるステージ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、一般的なステージ制御装置を用いた半導体露光装置における、ウエハの位置合わせおよび露光過程のシーケンスを表したフローチャートである。図７を用いて、半導体露光装置の露光動作における一般的なステージ制御を説明する。
【０００３】
まず、半導体露光装置にウエハが搬入される（ステップＳ６０１）。ＸＹステージ上にウエハが供給されると、露光を行なう前にマスクに対する当該ウエハの位置合わせ（位置合わせ処理）が行なわれる（ステップＳ６０２）。この位置合わせ処理においては、まず最初にウエハの概略の位置合わせがなされ、次いで、ウエハ上の各ショットの座標位置の計測が行なわれる。
【０００４】
次に、位置合わせ処理で求められた各ショットの座標位置を基にしてマスクとウエハの位置合わせを行ない、マスクパターンをウエハに露光する（ステップＳ６０３）。またこの露光時には、ウエハの鉛直方向の変位をリアルタイムに検出し、マスクパターンが適切にウエハに転写されるようにフォーカス制御が行なわれる。ウエハの露光が終了すると、ウエハはＸＹステージから搬出される（ステップＳ６０４）。このように、一般的な半導体露光装置では、１つのウエハステージによって図７のシーケンスを繰り返している。
【０００５】
これに対して、ウエハを載せて移動可能なステージを２つ備えたツインステージと呼ばれる構成を具備した半導体露光装置が存在する（特許文献１）。ツインステージを採用することにより、上述したシーケンスの一部を並行して処理することによってスループットを向上させることができる。例えば、一方のステージ（以下、計測ステージと呼ぶ）で位置合わせ処理とフォーカス計測を行ない、もう一方のステージ（以下、露光ステージと呼ぶ）で露光処理を行なうようにすれば、装置全体のウエハ処理効率を向上させることができる。ツインステージの場合、ステージ間のウエハ移動時間の分だけウエハ１枚の処理に要する時間は伸びるが、位置合わせ処理とフォーカス計測に要する時間はウエハ移動時間よりも一般には長いためである。また、上記ツインステージによれば、計測ステージで予め計測したウエハ表面の凹凸に関する情報を露光ステージにおける露光処理時に使用できるので、すぐれたフォーカス追従性能を得ることができる。より具体的には、計測ステージにおける計測で得られたウエハ表面の凹凸に関する情報に基づいてフォーカス目標値を作成し、このフォーカス目標値に基づいて露光ステージの光軸方向の位置を制御することにより、ウエハの凹凸に応じたフォーカス追従を実現する。
【特許文献１】特開２００２−２８０２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ツインステージを有する一般的な露光装置では、フィードバック系を有するステージ装置において、制御目標値の一つとしてフォーカス目標値を使用するのみである。このため、ウエハ表面の凹凸やパターン段差が大きかった場合には、ステージ制御系がこれに追従できず、所望のフォーカス性能を得られない可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、ウエハ表面の凹凸やパターン段差が大きかった場合でもステージが十分に追従できるようなステージ制御を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の一態様によるステージ制御装置は
基板を載置して移動可能な第１ステージを制御するステージ制御装置であって、
前記基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいて前記第１ステージの鉛直方向に関する目標値を生成する目標値生成手段と、
前記生成手段で生成された目標値と前記第１ステージの計測位置との偏差信号に基づいて該第１ステージの駆動指令信号を生成する信号生成手段とを備え、
前記信号生成手段は、前記基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて決定された目標周波数を得て、前記偏差信号の該目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成する。
【０００９】
また、上記の目的を達成するための本発明の他の態様によるステージ制御方法は、
基板を載置して移動可能な第１ステージを制御するステージ制御方法であって、
前記基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいて前記第１ステージの鉛直方向に関する目標値を生成する目標値生成工程と、
前記生成工程で生成された目標値と前記第１ステージの計測位置との偏差信号に基づいて該第１ステージの駆動指令信号を生成する信号生成工程とを備え、
前記信号生成工程は、前記基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて決定された目標周波数を得て、前記偏差信号の該目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウエハ表面の凹凸やパターン段差が大きかった場合でもステージが十分に追従できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る半導体露光装置の概略の構成を示す図である。図１に示されるように、本実施形態の露光装置はツインステージを有しており、１は計測ステージ系、２は露光ステージ系を示している。計測ステージ系１、露光ステージ系２を制御する参照番号１０１〜１０４、及び２０１〜２０３は、ステージ制御部の少なくとも一部を構成するものである。
【００１３】
露光ステージ系２側には、ウエハを載置して移動するウエハステージ８（以下、露光ステージ８）とウエハを露光するための構成が設けられている。この構成において、光源３から出射された露光光はレチクルステージ５に搭載されたレチクル４に照射される。投影光学系６は、レチクル４を通過した露光光（レチクルパターン光）を所定の倍率で縮小し、露光ステージ８上に載置されたウエハ７に投影する。こうして、ウエハ７の感光面にはレチクルパターン像が投影されることになる。投光器９及び受光器１０はフォーカスセンサを形成し、ウエハ７の感光面の位置を検出する。フォーカス計測部２０２はフォーカスセンサ９，１０による検出信号からフォーカス計測値（ウエハ表面の鉛直座標値）を生成し、出力する。位置センサ１１は露光ステージ８の位置（例えばＸ，Ｙ，Ｚ方向の位置）を計測する。位置計測部２０１は位置センサ１１による検出信号から計測位置を生成し、出力する。なお、露光ステージ系２側にはレチクルとウエハの位置合わせをするためのアライメント機構が設けられるが、周知の構成であるので図示及び説明は省略する。
【００１４】
計測ステージ系１側には、ウエハを載置して移動可能なウエハステージ（以下、計測ステージ）１３と、投光器１４と受光器１５で構成され、ウエハ１２の感光面の位置を検出するフォーカスセンサと、計測ステージ１３の位置（例えばＸ，Ｙ，Ｚ方向の位置）を計測する位置センサ１６とが設けられている。フォーカス計測部１０２はフォーカスセンサ１４，１５による検出信号からフォーカス計測値（ウエハ表面の鉛直座標値）を生成し、出力する。位置計測部１０１は位置センサ１６による検出信号から計測位置を生成し、出力する。なお、計測ステージ系１には位置合わせやショットの座標位置の計測を行うためのアライメント機構も設けられているが、周知の構成なので説明及び図示を省略する。なお、露光ステージ８，計測ステージ１３はステージ定盤１７上に設置されており、移載機（不図示）により、ステージ８上の露光処理済のウエハが当該露光装置よりアンロードされ、計測ステージ１３から露光ステージ８へ次に露光処理すべきウエハが移載される。
【００１５】
次に、本実施形態の露光装置における制御構成の概要を説明する。計測ステージ１系では、計測ステージ制御ユニット１０３が、不図示のアライメント機構を用いてウエハ１２の位置合わせや各ショットの座標位置の計測を行う。フォーカス分析器１０４は位置計測部１０１から出力される計測ステージ１３のＺ方向位置、フォーカス計測部１０２から出力されるウエハ１２の感光面位置に基づいてウエハ１２の感光面の凹凸に関する情報を取得し、フォーカス目標値を生成する（詳細は後述の説明から明らかとなる）。生成されたフォーカス目標値は、当該計測対象のウエハが露光ステージ８へ移載され、露光処理対象となった際に、露光ステージ制御ユニット２０３へ提供される。
【００１６】
露光ステージ制御ユニット２０３は、フォーカス分析器１０４から取得したフォーカス目標値を利用してフォーカス方向の制御を行いながら、露光ステージ８に載置されているウエハに対して露光処理を実行する。
【００１７】
次に、図１に示す露光装置によるフォーカス制御系の動作について説明する。図２は、図１に示した露光装置におけるステージ制御装置よりフォーカス制御系に関わる構成を抽出して示したブロック図である。図２に示されるように、計測ステージ制御ユニット１０３は、計測ステージの駆動信号を生成する計測ステージ制御器１１２、計測ステージ１の鉛直方向での目標位置を決める計測ステージ目標値生成器１１１を有する。また、露光ステージ制御ユニット２０３は、露光ステージの駆動信号を生成する露光ステージ制御器２１２、露光ステージの鉛直方向での目標位置を生成する露光ステージ目標値生成器２１１を有する。
【００１８】
なお、本実施形態において、鉛直方向とは運動の６自由度のうちのＺ軸、θｘ軸、θｙ軸の３自由度を指す。本実施形態ではこの３自由度すべてに本発明に係るステージ制御を適用しているが、θｘ軸、θｙ軸の精度があまり要求されない場合はシステムの簡略化のためにＺ軸のみに適用する構成も取り得る。また、６自由度の残りの水平方向３軸であるＸ軸、Ｙ軸、θｚ軸の制御系はよく知られたＰＩＤ制御器で実現しているが、簡略化のために図示を省略する。以下、図２に示すフォーカス制御系の動作を説明する。
【００１９】
計測ステージ１３の鉛直方向位置は位置センサ１６によって計測され、計測ステージ目標値生成器１１１が生成した目標位置に追従するような駆動指令値を計測ステージ制御器１１２が生成する。ウエハ１３の表面の鉛直座標値はフォーカス計測部１０２よりフォーカス計測値として出力される。位置計測部１０１からの計測ステージ１３の鉛直方向位置と、フォーカス計測部１０２からのフォーカス計測値の差分がウエハの凹凸を表す情報であり、本実施形態ではこれをウエハの平坦度と称する。
【００２０】
フォーカス分析器１０４は、フォーカス計測部１０２と位置計測部１０１からの計測値に基づいて上述したウエハの平坦度を算出する。更に、フォーカス分析器１０４は、平坦度に基づいて「目標位置の周波数値」の算出を行なう。「目標位置の周波数値」は露光ステージ８が追従すべき目標値位置の周波数を表す。フォーカス分析器１０４は、ウエハの平坦度からウエハの凹凸の空間周波数のピークを求め、このピーク位置の空間周波数値に露光時の露光ステージ８の速度を乗じて、「目標位置の周波数値」を求める。こうして得られた「目標位置の周波数値」に基づいて、露光ステージ制御器２１２の係数が設定される。
【００２１】
露光ステージ目標値生成器２１１は、フォーカス分析器１０４によって求められたウエハの平坦度と露光ステージ８のフォーカス計測値（フォーカス計測部２０２からの出力値）とから露光ステージの目標位置（鉛直方向位置）を生成する。露光ステージ８の鉛直方向位置は位置センサ１１によって計測され、位置計測部２０１より出力される。露光ステージ制御器２１２は、位置計測部２０１から得られる露光ステージ８の鉛直方向位置に基づいて、露光ステージ目標値生成器２１１が生成した目標位置に追従するような駆動指令値を生成する。
【００２２】
図３に露光ステージ制御器２１２の内部構成を示す。図３において２１４はＰＩＤ制御器、２１３は補償器、２１５、２１６は演算器である。演算器２１５により、露光ステージ目標値生成器２１１によって生成された目標値（露光ステージの鉛直方向位置の目標値）と位置計測部２０１によって計測された露光ステージ８の鉛直方向計測位置との偏差信号が生成される。偏差信号はＰＩＤ制御器２１４と補償器２１３に供給される。ＰＩＤ制御器２１４と補償器２１３からの信号は演算器２１６で加算され、露光ステージ駆動指令値となる。ＰＩＤ制御器２１４では周知のＰＩＤ制御により偏差信号が処理される。また、補償器２１３の特性は（式１）の伝達関数で表される。
【００２３】
【数１】
【００２４】
ただし、Ｋｃは予め定めたゲイン、ωはフォーカス分析器１０４によって求めた「目標位置の周波数値」に２πを乗じた角周波数値である。
【００２５】
以上のように、補償器２１３では、「目標位置の周波数値」（角周波数値）と等しい周波数を有する正弦波内部モデル（式１）を有している。このような補償器２１３により、偏差信号の「目標位置の周波数値」の成分が増幅されて、ＰＩＤ処理された偏差信号に加算されることになる。
【００２６】
次に、図４のフローチャートを参照して、フォーカス分析器１０４における「目標位置の周波数値」の算出手順を説明する。この手順は露光装置（ステージ制御部）における図示しないＣＰＵのソフトウェアとして実現されるものとする。但し、この処理の一部或いは全てが専用のハードウエアによって実現されてもよい。
【００２７】
ステップＳ３０１において、計測ステージの鉛直方向位置（位置計測部１０１より得られる）とフォーカス計測値（フォーカス計測部１０２より得られる）の差分からウエハの平坦度を求め、メモリ１０４ａに格納する。ステップＳ３０２において、求めた平坦度から高周波ノイズ成分を除去する。なお、高周波ノイズ成分の除去にはローパスフィルタを利用できる。また、ノッチフィルタ（帯域除去フィルタ）により平坦度から計測ステージの機械的な共振周波数を含む周波数成分を除去してもよい。これにより、平坦度によって表される凹凸形状の空間周波数から機械的な共振周波数を含む周波数成分が除去される。ステップＳ３０３においてＦＦＴ演算を施し、演算結果が最大値となる空間周波数の値を求める。ステップＳ３０４において露光ステージ８の移動速度と、ステップＳ３０３で求めた空間周波数値とから、露光ステージ８が追従すべき周波数の値、すなわち「目標位置の周波数値」を求め、メモリ１０４ａに格納する。当該計測対象のウエハが露光ステージ８に移載され、露光処理が行なわれる際には、メモリ１０４ａに格納された「平坦度」と「目標位置の周波数値」を露光ステージ制御ユニット２０３（露光ステージ目標値生成器２１１）が読み出して、上記した制御が行われる。
【００２８】
以上のような制御系を構成することにより、特に正弦波内部モデルの利用により、ウエハの凹凸の中で最も支配的な空間周波数の凹凸に追従可能なフォーカス制御系を実現することができる。
【００２９】
なお、本実施形態の計測ステージ１３と露光ステージ８は１つの定盤１７上に構成したが、異なる定盤上に構成された別々のステージ構成としてもよい。また、ステージ制御器１１２，２１２や目標値生成器１１１，２１１はＣＰＵがソフトウェアを実行することにより実現されてもよい。
【００３０】
以上のように、第１実施形態によれば、露光ステージ制御器２１２はＰＩＤ制御器２１４に補償器２１３を加えた構成であるため、ＰＩＤ制御系が予め存在する既存の装置においてそのフォーカス制御性能を簡単に向上させることができる。
【００３１】
＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態による露光ステージ制御器２１２の構成を示す図である。第２実施形態では、露光ステージ制御器２１２の内部構成を図３に示す構成から図５に示す構成へ変更したものである。それ以外の構成は第１実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００３２】
図５において、２２２は積分器、２２３は状態補償器、２２１は補償器である。すなわち状態フィードバックサーボ系としてよく知られた制御系に補償器２２１を付加した構成となっている。すなわち、露光ステージ目標値生成器２１１からの目標値と位置計測部２０１からのステージの鉛直方向位置との偏差信号が演算器２１５より状態フィードバックサーボ系の積分器２２２と補償器２２１に供給される。積分器２２２と状態補償器２２３はフィードバックサーボ系を構成し、積分器２２２と状態補償器２２３の出力は演算器２２４で合成される。一方、補償器２２１からの出力も演算器２２４で合成され、露光ステージの駆動指令値が生成される。ここで、補償器２２１の特性は（式２）の伝達関数で表される。
【００３３】
【数２】
【００３４】
ただし、Ｋｃ1とＫｃ2は予め定めたゲイン、ω1とω2はフォーカス分析器１０４によって求めた周波数ｆ1とｆ2に2πを乗じた値である。第２実施形態のフォーカス分析器１０４では、ＦＦＴ演算の演算結果における２つのピークの空間周波数に対応することができる。なお、本実施形態では、ピーク値の大きいほうの周波数（より支配的な周波数）をｆ1とする。
【００３５】
なお、上記では（式２）に示すように２つの項の和で補償器１６を構成したが、（式３）に示すようにＮ個の項の和で構成してもよい。
【００３６】
【数３】
【００３７】
上記によれば、ウエハの凹凸の中で支配的な空間周波数が複数個（Ｎ個）存在する場合でも凹凸に追従可能なフォーカス制御系を実現することができる。なお、用いられるＮ個の周波数としては、例えば、ピーク値の大きい順にＮ個の周波数を取り出せばよい。或いは、所定値より大きいピーク値に対応する周波数を大きい順にｘ個取り出す（ｘ≦Ｎ）という構成としてもよい。また、上述のような、空間周波数の複数個のピークに対応した周波数値から得られる複数の「目標位置の周波数値」を利用した補償器２２１を第１実施形態の補償器２１３として利用できることは言うまでもない。同様に、１個の「目標位置の周波数」に対応した第１実施形態の補償器２１３を第２実施形態の補償器２２１として用いてもよい。
【００３８】
＜第３実施形態＞
図６は、第３実施形態に係る半導体露光装置におけるステージ制御装置のフォーカス制御系の構成を示す図である。第１及び第２実施形態では、計測ステージ系１を設けてウエハ毎に平坦度を計測し、「目標位置の空間周波数値」を求めた。第３実施形態では、ウエハデータベースにウエハ毎の「目標位置の空間周波数値」を保持して露光ステージ系２で利用可能にし、計測ステージ系１を省略可能とする。
【００３９】
図６において、図１と共通する要素に関しては同じ番号を付記し、説明を省略する。図６において、２０２はステージに載せられたウエハ表面の鉛直座標値を計測するフォーカス計測部、６１はウエハステージ８上に載置されたウエハを判別するウエハ判別器、６２はウエハ情報を格納するウエハデータベース、６３は露光ステージ制御器２１２の係数（目標位置の空間周波数値）を設定する周波数設定器である。ここで、露光ステージ制御器２１２の内部構成は第１実施形態（図３）に示したとおりである。また、ウエハデータベース６２にはウエハの個別情報（ＩＤ）と「目標位置の空間周波数」の対応テーブル６２ａが登録されている。
【００４０】
露光ステージ目標値生成器２１１は、フォーカス計測部２０２から得られるフォーカス計測値に基づいて露光ステージ８の鉛直方向の目標置を決定し、これを露光ステージ制御器２１２に供給する。露光ステージ目標値生成器２１２は、露光ステージ目標値生成器２１１よりの目標値に追従し、露光ビームがウエハ表面上で焦点を結ぶように露光ステージ８の目標位置を生成する。
【００４１】
ウエハ判別器６１は、露光ステージ８に載っているウエハに記録された個別情報を読み取り、ウエハデータベース６２に照会する。ウエハデータベース６２は、テーブル６２ａを参照し、照会されたウエハの情報（目標位置の空間周波数値）が存在する場合には、その露光プロセスに応じた凹凸の周波数値をウエハ判別器に返す。ウエハ判別器６１はその周波数値を周波数設定器６３に送る。周波数設定器６３は周波数値から露光ステージ制御器２１２の係数（本実施形態の場合は（式１）のω）を変更する。
【００４２】
以上のような制御系を構成することにより、計測ステージ系１を設けなくとも、個々のウエハの露光プロセスに応じたウエハの凹凸に良好に追従することができる。
【００４３】
以上のように上記各実施形態によれば、ウエハの凹凸に追従可能なフォーカス制御系を実現することができる。特に多重露光時にはパターン段差のために凹凸が周期的に分布することが多いため良好なフォーカス追従性能を実現できる。すなわち、ステージが追従すべき目標周波数に追従できる制御系を構成することによってフォーカス追従誤差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１実施形態に係る半導体露光装置の概略の構成を示す図である。
【図２】第１及び第２実施形態によるステージ制御装置のフォーカス制御系の構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る露光ステージ制御器の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係るフォーカス分析器の動作を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る露光ステージ制御器の構成を示すブロック図である。
【図６】第３実施形態に係るステージ制御装置のフォーカス制御系の構成を示す図である。
【図７】一般的な半導体露光装置におけるウエハの位置合わせおよび露光過程のシーケンスを示すフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置して移動可能な第１ステージを制御するステージ制御装置であって、
前記基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいて前記第１ステージの鉛直方向に関する目標値を生成する目標値生成手段と、
前記生成手段で生成された目標値と前記第１ステージの計測位置との偏差信号に基づいて該第１ステージの駆動指令信号を生成する信号生成手段とを備え、
前記信号生成手段は、前記基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて決定された目標周波数を得て、前記偏差信号の該目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成することを特徴とするステージ制御装置。
【請求項２】
前記信号生成手段は、前記偏差信号をＰＩＤ制御器で処理して得られた信号と、前記目標周波数の成分を増幅して得られた信号を加算することにより前記駆動指令信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のステージ制御装置。
【請求項３】
前記信号生成手段は、前記偏差信号を状態フィードバックサーボ系により処理するフィードバック系で得られる信号に、前記目標周波数の成分を増幅して得られた信号を加算することにより前記駆動指令信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のステージ制御装置。
【請求項４】
前記第１ステージとは別体の、前記基板を載置して移動可能な第２ステージを用いて前記第２ステージ上で前記基板の面位置を計測することにより前記基板面位置情報を取得してこれをメモリに保持する第１取得手段と、
前記第１取得手段で取得された基板面位置情報に基づいて前記目標周波数を取得し、これを前記メモリに保持する第２取得手段とを更に備え、
前記目標値生成手段は前記メモリより前記基板面位置情報を取得し、前記信号生成手段は前記メモリより前記目標周波数を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のステージ制御装置。
【請求項５】
前記第２取得手段は、前記基板面位置情報によって表される前記凹凸形状の空間周波数より、前記第２ステージの機械的な共振周波数を含む周波数成分を除去し、除去後の空間周波数に基づいて前記目標周波数を決定することを特徴とする請求項４のステージ制御装置。
【請求項６】
前記信号生成手段は、前記目標周波数と等しい正弦波内部モデルを用いて前記偏差信号の前記目標周波数の成分を増幅することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のステージ制御装置。
【請求項７】
前記目標周波数が複数存在し、前記信号生成手段は、前記偏差信号のうちの前記複数の目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のステージ制御装置。
【請求項８】
各基板の目標周波数を各基板の識別情報に対応付けて格納する格納手段と、
前記第１ステージに載置された基板の表面の鉛直方向位置を計測する計測手段とを更に備え、
前記目標値生成手段は、前記計測手段で計測された位置を前記基板面位置情報として用い、
前記信号生成手段は、前記基板の識別情報を当該基板より読み取り、前記格納手段から該読み取った識別情報に対応する目標周波数を取得することを特徴とする請求項１に記載のステージ制御装置。
【請求項９】
基板を載置して移動可能な第１ステージを制御するステージ制御方法であって、
前記基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいて前記第１ステージの鉛直方向に関する目標値を生成する目標値生成工程と、
前記生成工程で生成された目標値と前記第１ステージの計測位置との偏差信号に基づいて該第１ステージの駆動指令信号を生成する信号生成工程とを備え、
前記信号生成工程は、前記基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて決定された目標周波数を得て、前記偏差信号の該目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成することを特徴とするステージ制御方法。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれかに記載のステージ制御装置と、
前記ステージ制御装置によって制御される前記第１ステージとを備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項１１】
請求項４に記載のステージ制御装置と、
前記ステージ制御装置によって制御される前記第１及び第２ステージとを備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２ステージは同一定盤上にあることを特徴とする請求項１１に記載のステージ装置。
【請求項１３】
感光基板を載置して移動可能な基板ステージを有する露光装置であって、
前記感光基板を露光処理するために前記基板ステージを駆動するにおいて、前記感光基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいて前記基板ステージの鉛直方向に関する目標値を生成する目標値生成手段と、
前記生成手段で生成された目標値と前記基板ステージの計測位置との偏差信号に基づいて該基板ステージの駆動指令信号を生成する信号生成手段とを備え、
前記信号生成手段は、前記基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて決定された目標周波数を得て、前記偏差信号の該目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成することを特徴とする露光装置。
【請求項１】
基板を載置して移動可能な第１ステージを制御するステージ制御装置であって、
前記基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいて前記第１ステージの鉛直方向に関する目標値を生成する目標値生成手段と、
前記生成手段で生成された目標値と前記第１ステージの計測位置との偏差信号に基づいて該第１ステージの駆動指令信号を生成する信号生成手段とを備え、
前記信号生成手段は、前記基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて決定された目標周波数を得て、前記偏差信号の該目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成することを特徴とするステージ制御装置。
【請求項２】
前記信号生成手段は、前記偏差信号をＰＩＤ制御器で処理して得られた信号と、前記目標周波数の成分を増幅して得られた信号を加算することにより前記駆動指令信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のステージ制御装置。
【請求項３】
前記信号生成手段は、前記偏差信号を状態フィードバックサーボ系により処理するフィードバック系で得られる信号に、前記目標周波数の成分を増幅して得られた信号を加算することにより前記駆動指令信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のステージ制御装置。
【請求項４】
前記第１ステージとは別体の、前記基板を載置して移動可能な第２ステージを用いて前記第２ステージ上で前記基板の面位置を計測することにより前記基板面位置情報を取得してこれをメモリに保持する第１取得手段と、
前記第１取得手段で取得された基板面位置情報に基づいて前記目標周波数を取得し、これを前記メモリに保持する第２取得手段とを更に備え、
前記目標値生成手段は前記メモリより前記基板面位置情報を取得し、前記信号生成手段は前記メモリより前記目標周波数を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のステージ制御装置。
【請求項５】
前記第２取得手段は、前記基板面位置情報によって表される前記凹凸形状の空間周波数より、前記第２ステージの機械的な共振周波数を含む周波数成分を除去し、除去後の空間周波数に基づいて前記目標周波数を決定することを特徴とする請求項４のステージ制御装置。
【請求項６】
前記信号生成手段は、前記目標周波数と等しい正弦波内部モデルを用いて前記偏差信号の前記目標周波数の成分を増幅することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のステージ制御装置。
【請求項７】
前記目標周波数が複数存在し、前記信号生成手段は、前記偏差信号のうちの前記複数の目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のステージ制御装置。
【請求項８】
各基板の目標周波数を各基板の識別情報に対応付けて格納する格納手段と、
前記第１ステージに載置された基板の表面の鉛直方向位置を計測する計測手段とを更に備え、
前記目標値生成手段は、前記計測手段で計測された位置を前記基板面位置情報として用い、
前記信号生成手段は、前記基板の識別情報を当該基板より読み取り、前記格納手段から該読み取った識別情報に対応する目標周波数を取得することを特徴とする請求項１に記載のステージ制御装置。
【請求項９】
基板を載置して移動可能な第１ステージを制御するステージ制御方法であって、
前記基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいて前記第１ステージの鉛直方向に関する目標値を生成する目標値生成工程と、
前記生成工程で生成された目標値と前記第１ステージの計測位置との偏差信号に基づいて該第１ステージの駆動指令信号を生成する信号生成工程とを備え、
前記信号生成工程は、前記基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて決定された目標周波数を得て、前記偏差信号の該目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成することを特徴とするステージ制御方法。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれかに記載のステージ制御装置と、
前記ステージ制御装置によって制御される前記第１ステージとを備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項１１】
請求項４に記載のステージ制御装置と、
前記ステージ制御装置によって制御される前記第１及び第２ステージとを備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２ステージは同一定盤上にあることを特徴とする請求項１１に記載のステージ装置。
【請求項１３】
感光基板を載置して移動可能な基板ステージを有する露光装置であって、
前記感光基板を露光処理するために前記基板ステージを駆動するにおいて、前記感光基板の表面の凹凸形状に対応する基板面位置情報に基づいて前記基板ステージの鉛直方向に関する目標値を生成する目標値生成手段と、
前記生成手段で生成された目標値と前記基板ステージの計測位置との偏差信号に基づいて該基板ステージの駆動指令信号を生成する信号生成手段とを備え、
前記信号生成手段は、前記基板の表面の凹凸形状が有する空間周波数に基づいて決定された目標周波数を得て、前記偏差信号の該目標周波数の成分を増幅して得られた信号を用いて前記駆動指令信号を生成することを特徴とする露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２２２３１２（Ｐ２００６−２２２３１２Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５２１０（Ｐ２００５−３５２１０）
【出願日】平成１７年２月１０日（２００５．２．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１０日（２００５．２．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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