移動体の駆動制御方法、露光方法、ロボット制御方法、駆動制御装置、露光装置、及び、ロボット装置
【課題】制御対象モデルに基づくフィードフォワード制御と外乱オブザーバとを利用して高精度な位置制御を行う。
【解決手段】駆動制御装置は、制御対象(301)の伝達特性の逆システムの一部を示す第１伝達関数(1021a)に第１の完全追従制御法を適用させることで第１のフィードフォワード信号(S1a)を求める第１フィードフォワード制御部(102a)と、制御対象(301)の伝達特性の逆システムの一部を示すとともに第１伝達関数(1021a)とは異なる第２伝達関数(1021b)に第２の完全追従制御法を適用させて第２のフィードフォワード信号(S1b)を求める第２フィードフォワード制御部(102b)と、第１のフィードフォワード信号(S1a)に対する第１の補償信号(d')を求める外乱オブザーバ(104)と、を備え、第２のフィードフォワード信号(S1b)と第１の補償信号(d')とから求めた第２の補償信号(S5)を用いて制御対象(301)を駆動する。
【解決手段】駆動制御装置は、制御対象(301)の伝達特性の逆システムの一部を示す第１伝達関数(1021a)に第１の完全追従制御法を適用させることで第１のフィードフォワード信号(S1a)を求める第１フィードフォワード制御部(102a)と、制御対象(301)の伝達特性の逆システムの一部を示すとともに第１伝達関数(1021a)とは異なる第２伝達関数(1021b)に第２の完全追従制御法を適用させて第２のフィードフォワード信号(S1b)を求める第２フィードフォワード制御部(102b)と、第１のフィードフォワード信号(S1a)に対する第１の補償信号(d')を求める外乱オブザーバ(104)と、を備え、第２のフィードフォワード信号(S1b)と第１の補償信号(d')とから求めた第２の補償信号(S5)を用いて制御対象(301)を駆動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の駆動制御方法、露光方法、ロボット制御方法、駆動制御装置、露光装置、及び、ロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば液晶ディスプレイ（総称としてフラットパネルディスプレイ）を製造する工程においては、基板（ガラス基板）にトランジスタやダイオード等の素子を形成するために露光装置が多く使用されている。この露光装置は、レジストを塗布した基板をステージ装置のホルダに載置し、マスクに描かれた微細な回路パターンを投影レンズ等の光学系を介して基板に転写するものである。近年では、例えばステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が用いられることが多くなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置は、スリット状の露光光をマスクに照射している状態で、マスクと基板とを投影光学系に対して互いに同期移動させつつマスクに形成されたパターンの一部を基板のショット領域に逐次転写し、１つのショット領域に対するパターンの転写が終了する度に基板をステップ移動させて他のショット領域へのパターン転写を行う露光装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０７７３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
制御対象となるステージを高速且つ高精度に位置決めする制御方法として、ステージの動特性を表す精密な制御対象モデル（ノミナルモデル）を作り込んでおき、このモデルに基づいてフィードフォワード制御を行うという方法が考えられる。一方、ステージの動特性と制御対象モデルとの間にモデル化誤差がある場合やステージに外乱が与えられた場合等には制御の精度が低下してしまうが、これを解決するために、最適な制御状態からのずれを外乱として推定する外乱オブザーバを用い、推定した外乱に応じて当該ずれを補償する制御方法が知られている。しかしながら、制御対象モデルに考慮する特性によっては、フィードフォワード制御と外乱オブザーバの補償との間に干渉が生じ、高精度な制御を行うことができなくなるという問題がある。
【０００６】
本発明の態様は、制御対象モデルに基づくフィードフォワード制御と外乱オブザーバとを利用してステージ等の移動体を制御する場合に、高精度な位置制御を行うことが可能な駆動制御方法、及び、駆動制御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】
【０００７】
本発明の一態様は、完全追従制御法を用いた、移動体の駆動制御方法であって、移動体の伝達特性の逆システムの一部を示す第１の伝達関数に第１の完全追従制御法を適用させることで第１のフィードフォワード信号を求めること、前記移動体の伝達特性の逆システムの一部を示すとともに前記第１の伝達関数とは異なる第２の伝達関数に第２の完全追従制御法を適用させて第２のフィードフォワード信号を求めること、外乱オブザーバによって前記第１のフィードフォワード信号に対する第１の補償信号を求めること、前記第２のフィードフォワード信号と前記第１の補償信号から第２の補償信号を求めること、前記第２の補償信号を用いて前記移動体を駆動する駆動装置を制御すること、を含む駆動制御方法である。
【０００８】
上記の駆動制御方法において、前記第１の伝達関数は、前記外乱オブザーバで補償される前記移動体の応答特性の少なくとも一部に応じて設定されるようにしてもよい。
上記の駆動制御方法において、前記第１の伝達関数は、前記移動体の質量と、前記移動体に作用する粘性とを含むようにしてもよい。
上記の駆動制御方法において、前記第１のフィードフォワード信号と前記第２のフィードフォワード信号は、前記移動体に関する共通の軌道情報に応じて求められた信号であるようにしてもよい。
上記の駆動制御方法において、前記第２のフィードフォワード信号は、前記移動体を前記所定方向とは異なる方向に移動させる際に受ける影響を加味して求めた信号であるようにしてもよい。
【０００９】
本発明の別の態様は、移動体に保持された基板上にパターンを形成する露光方法であって、前記移動体を駆動する駆動装置の制御に上記の駆動制御方法を用いる露光方法である。
本発明の別の態様は、第１移動体に保持されたマスクのパターンを第２移動体に保持された基板上に形成する露光方法であって、前記第１移動体と前記第２移動体の少なくとも一方を駆動する駆動装置の制御に上記の駆動制御方法を用いる露光方法である。
本発明の別の態様は、ロボットアームを所定の経路で移動させるロボット制御方法であって、前記ロボットアームを前記移動体として駆動する駆動装置の制御に上記の駆動制御方法を用いるロボット制御方法である。
【００１０】
本発明の別の態様は、完全追従制御法を用いた、駆動制御装置であって、移動体の伝達特性の逆システムの一部を示す第１の伝達関数に第１の完全追従制御法を適用させることで第１のフィードフォワード信号を求める第１フィードフォワード制御手段と、前記移動体の伝達特性の逆システムの一部を示すとともに前記第１の伝達関数とは異なる第２の伝達関数に第２の完全追従制御法を適用させて第２のフィードフォワード信号を求める第２フィードフォワード制御手段と、前記第１のフィードフォワード信号に対する第１の補償信号を求める外乱オブザーバと、を備え、前記第２のフィードフォワード信号と前記第１の補償信号とから求めた第２の補償信号を用いて前記移動体を駆動する、駆動制御装置である。
【００１１】
本発明の別の態様は、移動体に保持された基板上にパターンを形成する露光装置であって、前記移動体を駆動する駆動制御装置として、上記の駆動制御装置を備える露光装置である。
本発明の別の態様は、マスクのパターンを基板上に形成する露光装置であって、前記マスクを保持して移動可能な第１移動体と、前記基板を保持して移動可能な第２移動体と、前記第１移動体と前記第２移動体の少なくとも一方を駆動する、上記の駆動制御装置を備える露光装置である。
本発明の別の態様は、ロボットアームを所定の経路で移動させるロボット装置であって、前記ロボットアームを前記移動体として駆動する、上記の駆動制御装置を備えるロボット装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のいくつかの態様によれば、制御対象モデルに基づくフィードフォワード制御と外乱オブザーバとを利用して、ステージ等の移動体の高精度な位置制御を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る露光装置の一部の構成を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る露光装置の一部の構成を示す断面図である。
【図４】本実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係る露光装置を使用したマイクロデバイスの製造例のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。図１は、一実施形態の露光装置１０の構成を示す概略図である。この露光装置１０は、液晶表示素子パターンが形成されたマスクＭと、プレートステージＰＳＴに保持された基板としてのガラスプレート（以下「プレート」という）Ｐとを、投影光学系ＰＬに対して所定の走査方向（ここでは、図１のＸ軸方向（紙面内左右方向）とする）に沿って同一速度で同一方向に相対走査することにより、マスクＭに形成されたパターンをプレートＰ上に転写する等倍一括転写型の液晶用走査型露光装置である。
【００１５】
この露光装置１０は、露光用照明光ＩＬによりマスクＭ上の所定のスリット状照明領域（図１のＹ軸方向（紙面直交方向）に細長く延びる長方形の領域または円弧状の領域）を照明する照明系ＩＯＰ、パターンが形成されたマスクＭを保持してＸ軸方向に移動するマスクステージＭＳＴ、マスクＭの上記照明領域部分を透過した露光用照明光ＩＬをプレートＰに投射する投影光学系ＰＬ、本体コラム１２、前記本体コラムへの床からの振動を除去するための除振台（図示せず）、及び前記両ステージＭＳＴ、ＰＳＴを制御する制御装置１１等を備えている。
【００１６】
前記照明系ＩＯＰは、例えば特開平９−３２０９５６号公報に開示されたように、光源ユニット、シャッタ、２次光一形成光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、視野絞り（ブラインド）、及び結像レンズ系等（いずれも図示省略）から構成され、次に述べるマスクステージＭＳＴ上に載置され保持されたマスクＭ上の上記スリット状照明領域を均一な照度で照明する。
【００１７】
マスクステージＭＳＴは、不図示のエアパッドによって、本体コラム１２を構成する上部定盤１２ａの上面の上方に数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されており、駆動機構１４によってＸ軸方向に駆動される。
【００１８】
マスクステージＭＳＴを駆動する駆動機構１４としては、ここではリニアモータを用い、以下、この駆動機構をリニアモータ１４と呼ぶ。このリニアモータ１４の固定子１４ａは、上部定盤１２ａの上部に固定され、Ｘ軸方向に沿って延設されている。また、リニアモータ１４の可動子１４ｂはマスクステージＭＳＴに固定されている。また、マスクステージＭＳＴのＸ軸方向の位置は、本体コラム１２に固定されたマスクステージ位置計測用レーザ干渉計（以下「マスク用干渉計」という）１８によって投影光学系ＰＬを基準として所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。このマスク用干渉計１８で計測されるマスクステージＭＳＴのＸ軸位置情報は、制御装置１１に供給されるようになっている。
【００１９】
投影光学系ＰＬは、本体コラム１２の上部定盤１２ａの下方に配置され、本体コラム１２を構成する保持部材１２ｃによって保持されている。投影光学系ＰＬとしては、ここでは等倍の正立正像を投影するものが用いられている。従って、照明系ＩＯＰからの露光用照明光ＩＬによってマスクＭ上の上記スリット状照明領域が照明されると、その照明領域部分の回路パターンの等倍像（部分正立像）がプレートＰ上の前記照明領域に共役な露光領域に投影されるようになっている。なお、例えば、特開平７−５７９８６号公報に開示されるように、投影光学系ＰＬを、複数組の等倍正立の投影光学系ユニットで構成しても良い。
【００２０】
さらに、プレートＰのＺ方向位置を計測する不図示の焦点位置検出系、例えばＣＣＤなどから構成されるオートフォーカスセンサ（図示せず）が投影光学系ＰＬを保持する保持部材１２ｃに固定されている。この焦点位置検出系からのプレートＰのＺ位置情報が制御装置１１に供給されており、制御装置１１では、例えば、走査露光中にこのＺ位置情報に基づいてプレートＰのＺ位置を投影光学系ＰＬの結像面に一致させるオートフォーカス動作を実行するようになっている。
【００２１】
プレートステージＰＳＴは、投影光学系ＰＬの下方に配置され、不図示のエアパッドによって、本体コラム１２を構成する下部定盤１２ｂの上面の上方に数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されている。このプレートステージＰＳＴは、駆動機構としてのリニアモータ１６によってＸ軸方向に駆動される。
【００２２】
このリニアモータ１６の固定子１６ａは、下部定盤１２ｂに固定され、Ｘ軸方向に沿って延設されている。また、リニアモータ１６の可動部としての可動子１６ｂはプレートステージＰＳＴの底部に固定されている。プレートステージＰＳＴは、前記リニアモータ１６の可動子１６ｂが固定された移動テーブル２２と、この移動テーブル２２上に搭載されたＹ駆動機構２０と、このＹ駆動機構２０の上部に設けられプレートＰを保持するプレートテーブル１９とを備えている。
【００２３】
前記プレートテーブル１９のＸ軸方向の位置は、本体コラム１２に固定されたプレート用干渉計２５によって投影光学系ＰＬを基準として所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。このプレート用干渉計２５としては、ここでは、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（図１における紙面直交方向）に所定距離Ｌだけ離れた２本のＸ軸方向の測長ビームをプレートテーブル１９に対して照射する２軸干渉計が用いられており、各測長軸の計測値が制御装置１１に供給されている。
【００２４】
このプレート用干渉計２５の各測長軸の計測値をＸ１、Ｘ２とすると、Ｘ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２によりプレートテーブル１９のＸ軸方向の位置を求め、θＺ＝（Ｘ１−Ｘ２）／Ｌによりプレートテーブル１９のＺ軸回りの回転量を求めることができるが、以下の説明においては、特に必要な場合以外は、プレート用干渉計２５から上記のＸがプレートテーブル１９のＸ位置情報として出力されるものとする。
【００２５】
図２は、プレートステージＰＳＴの詳細な構成を示す断面図である。
同図に示すように、プレートテーブル１９の下面（−Ｚ方向側の面）１９ａとＹ可動子２０ａとの間には、レベリングユニット５０が設けられている。レベリングユニット５０は、複数、例えば３つが配置されており、３箇所でプレートテーブル１９のＺ方向の位置を微調整することにより、プレートテーブル１９の姿勢（Ｚ方向の位置、θＸ方向の位置、及びθＹ方向の位置）を制御するユニットである。つまり、これら３つのレベリングユニット５０によってプレートテーブル１９に所定の力を加えることでプレートテーブル１９のＺ方向の位置、θＸ方向の位置、及びθＹ方向の位置を調節できるようになっている。
【００２６】
図３は、レベリングユニット５０の構成を示す図である。各レベリングユニット５０はそれぞれ同一の構成となっているので、そのうちの１つを例に挙げてその構成を説明する。
レベリングユニット５０は、Ｙ可動子２０ａ上に設けられたカム部材５１、ガイド部材５２、カム移動機構５３、及び支持部材５４と、プレートテーブル１９側に設けられたベアリング部材５５とを含んで構成されている。
【００２７】
カム部材５１は、断面視台形に形成された部材であり、下面５１ａが水平方向に平坦な面になっている。カム部材５１の当該下面５１ａは、ガイド部材５２に支持されている。カム部材５１の上面５１ｂは、水平面に対して傾斜して設けられた平坦面である。カム部材５１の一方の側面５１ｃには、ネジ穴５１ｄが形成されている。ガイド部材５２は、支持部材５４上にカム部材５１に沿って設けられており、図中左右方向に延在している。
【００２８】
カム移動機構５３は、サーボモータ５６と、ボールネジ５７と、連結部材５８とを含んで構成されている。サーボモータ５６は、制御装置１１からの信号に基づいて軸部材５６ａを回転させるようになっている。この軸部材５６ａは、ここでは例えば図中左右方向に延在している。ボールネジ５７は、連結部材５８を介してサーボモータ５６の軸部材５６ａに連結されており、軸部材５６ａの回転が伝達されるようになっている。このボールネジ５７は、図中左右方向（サーボモータ５６の回転軸の軸方向と同一方向）にネジ部が設けられており、当該ネジ部がカム部材５１の側面５１ｃに形成されたネジ穴５１ｄに螺合されている。軸部材５６ａ及びボールネジ５７は、支持部材５４の突出部５４ａ及び５４ｂによってそれぞれ支持されている。
【００２９】
このカム駆動機構５３は、サーボモータ５６の回転によってボールネジ５７が回転し、ボールネジ５７の回転によって当該ボールネジ５７に螺合されたカム部材５１がガイド部材５２に沿って図中左右方向に移動するようになっている。
【００３０】
ベアリング部材５５は、図中下側に半球状に形成された部分５５ａを有し、当該半球状の部分５５ａの下面５５ｂがカム部材５１の上面５１ｂに当接するように設けられている。カム部材５１が移動することで、ベアリング部材５５の下面５５ｂとカム部材５１の上面５１ｂとの当接位置が変化するようになっており、当該上面５１ｂとの当接位置が変化することによって下面５５ｂのＺ方向上の位置が変化するようになっている。この位置の変化によってプレートテーブル１９のＺ方向の位置が微調節されるようになっている。
【００３１】
プレートテーブル１９のＺ方向の位置に関しては、検出装置５９によって検出可能になっている。この検出装置５９についても、プレートテーブル１９に対して複数、例えば３つ設けられている。各検出装置５９は、例えば光センサ５９ａと、被検出部材５９ｂとを含んで構成されており、光センサ５９ａによって被検出部材５９ｂの位置を検出することで、プレートテーブル１９のＺ方向の位置を検出するようになっている。また、光センサ５９ａは、Ｙ可動子２０ａ上に設けられた突出部２０ｂに固定されている。したがって、当該検出装置５９は、Ｙ可動子２０ａの上面２０ｃを基準としたときのプレートテーブル１９のＺ方向に関する位置や姿勢等を検出可能となっている。この検出装置５９によって検出された位置情報は、制御装置１１に送信されるようになっている。
【００３２】
また、プレートテーブル１９の一端は、弾性部材６０によってＹ可動子２０ａ上の突出部２０ｄに接続されている。弾性部材６０は、一端が固定部材６０ａによってプレートテーブル１９の端部１９ｂに固定されており、他端が固定部材６０ｂによって突出部２０ｄに固定されている。この弾性部材６０によって、プレートテーブル１９がＸ方向及びＹ方向へ移動するのを抑えつつ、Ｚ方向に対しての移動を許容できるようになっている。
【００３３】
以上のような構成により、プレートステージＰＳＴは、プレートテーブル１９に保持されているプレートＰの所定の露光すべき領域が投影光学系ＰＬによる露光領域に位置するように、移動テーブル２２（リニアモータ１６の可動子）をＸ方向に移動させ（Ｘ位置の位置決めを行い）、さらに移動テーブル２２に対してＹ可動子２０をＹ方向に移動させる（Ｙ位置の位置決めを行う）ことができる。このとき、プレートＰのθＺ方向の位置を調整できるようにしてもよい。さらに、レベリングユニット５０により、前記オートフォーカスセンサの検出結果や前記検出装置５９の検出結果を基に、プレートＰのＺ位置がジャストフォーカスとなる（投影光学系ＰＬの結像点と一致する）ように、プレートテーブル１９をＹ可動子２０ａに対してＺ方向、θＸ方向、およびθＹ方向に移動させる（Ｚ位置、θＸ方向、およびθＹ方向の位置決めを行う）ことができる。
【００３４】
次に、図４を参照して、制御装置１１のうち、プレートステージＰＳＴをＸ軸方向に駆動するリニアモータ１６の駆動制御を行う部分の構成を説明する。図４は、制御装置１１の当該部分及びその制御対象を示すブロック図である。なお、制御装置１１のうち、マスクステージＭＳＴをＸ軸方向に駆動するリニアモータ１４の駆動制御を行う部分についても、その構成は図４と同様である。また、プレートステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴをＹ軸方向に駆動する駆動機構の制御装置としても、図４の制御装置１１を適用可能である。
【００３５】
図４において、制御装置１１は、軌道生成部１０１と、第１フィードフォワード制御部１０２ａと、第２フィードフォワード制御部１０２ｂと、フィードバック制御部１０３と、外乱オブザーバ１０４と、加算部２０１〜２０５と、を含んで構成されている。外乱オブザーバ１０４は、遅延部１０７と、第１フィルタ１０８と、第２フィルタ１０９と、を含んで構成されている。
【００３６】
軌道生成部１０１へは、プレートステージＰＳＴ（制御対象３０１）の移動開始点のＸ座標ＸＳと、移動終了点のＸ座標ＸＥとが入力される。移動開始点ＸＳは、プレートステージＰＳＴのＸ軸上における現在の位置を表し、移動終了点ＸＥは、プレートステージＰＳＴを移動させる先であるＸ軸上の目標位置を表す。軌道生成部１０１は、入力された移動開始点ＸＳ及び移動終了点ＸＥに基づいて、プレートステージＰＳＴを移動開始点ＸＳから移動終了点ＸＥまで移動させるための目標軌道を生成する。目標軌道は、各時刻ｔに対応付けられたプレートステージＰＳＴの位置Ｘ（ｔ）と、そのｎ−１階微分までとからなる時系列のベクトルデータであり、その生成アルゴリズムは必要に応じて適宜のアルゴリズムを用いることができる。ここで、ｎは後述する式（１）の分母の次数である。
【００３７】
第１フィードフォワード制御部１０２ａ及び第２フィードフォワード制御部１０２ｂは、軌道生成部１０１から出力される上記の１サンプル先の（つまり、１サンプル分進ませた時刻に対応する）目標軌道を入力として、プレートステージＰＳＴのＸ座標位置を完全追従制御（例えば、特開２００１−３２５００５号公報や論文「マルチレートフィードフォワード制御を用いた完全追従法」（藤本博志他、計測自動制御学会論文集３６巻、９号、ｐｐ７６６−７７２、２０００年）を参照）に基づいてフィードフォワード制御する。
【００３８】
具体的には、第１フィードフォワード制御部１０２ａは、制御対象３０１の逆システム（制御対象の特性と逆の応答を示すモデル）のうちの一部分に対応した伝達関数である第１伝達関数１０２１ａを保持（記憶）しており、この第１伝達関数１０２１ａを用いることにより、リニアモータ１６を駆動するための駆動信号を生成する。この駆動信号は、制御対象３０１に対する第１フィードフォワード制御部１０２ａからの操作量ｕ１ａとなる。
また、第２フィードフォワード制御部１０２ｂは、制御対象３０１の逆システムのうちの他の一部分に対応した伝達関数である第２伝達関数１０２１ｂを保持しており、この第２伝達関数１０２１ｂを用いることにより、リニアモータ１６を駆動するための駆動信号を生成する。この駆動信号は、制御対象３０１に対する第２フィードフォワード制御部１０２ｂからの操作量ｕ１ｂとなる。
【００３９】
第１伝達関数１０２１ａは、制御対象３０１の剛体的特性に関する次式（１）で表される伝達関数ＰＲ（ｓ）の逆関数である次式（２）の伝達関数Ｆａ（ｓ）によって定式化することとする。但し、ＭはプレートステージＰＳＴの質量、ＣはプレートステージＰＳＴをリニアモータ１６で駆動する際に発生する粘性力の粘性係数であり、添え字のｎはノミナル値であることを表す。プレートステージＰＳＴの駆動時に発生する粘性力までも考慮した精密な位置制御を可能とするため、第１伝達関数Ｆａ（ｓ）では粘性力の項を取り入れた形を採用した。
【００４０】
【数１】
【００４１】
【数２】
【００４２】
また、第２伝達関数１０２１ｂは、伝達関数ＰＲ（ｓ）と制御対象３０１の遅れ特性に関する次式（３）で表される伝達関数ＰＨ（ｓ）との積の逆関数である次式（４）の伝達関数Ｆｂ（ｓ）によって定式化することとする。但し、ζＨはダンピング係数、ωＨはカットオフ周波数である。
【００４３】
【数３】
【００４４】
【数４】
【００４５】
第１フィードフォワード制御部１０２ａからの操作量ｕ１ａと第２フィードフォワード制御部１０２ｂからの操作量ｕ１ｂは加算部２０４へ入力され、加算部２０４によりその差分Δｕ＝ｕ１ｂ−ｕ１ａが計算される。これにより、加算部２０４から出力されて加算部２０５へ入力される操作量は、制御対象３０１の剛体的特性と遅れ特性とに対応した操作量Δｕとなる。一方、加算部２０１へ入力される操作量は、制御対象３０１の剛体的特性に対応した操作量ｕ１ａである。
【００４６】
なお、第１フィードフォワード制御部１０２ａは、入力を所定のサンプリング周期Ｔｒ（第１伝達関数Ｆａ（ｓ）の次数に応じた周期）で取り込み、生成した駆動信号を所定のサンプリング周期Ｔｕで出力するものとする。また、第２フィードフォワード制御部１０２ｂは、入力をＴｒと異なる所定のサンプリング周期Ｔｒ’（第２伝達関数Ｆｂ（ｓ）の次数に応じた周期）で取り込み、生成した駆動信号を第１フィードフォワード制御部１０２ａと同じサンプリング周期Ｔｕで出力するものとする。
【００４７】
フィードバック制御部１０３には、加算部２０３の加算結果が入力される。加算部２０３の加算結果は、プレートステージＰＳＴのＸ位置（プレート用干渉計２５により得られるＸ位置情報、即ち、上述の式Ｘ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２で表されるＸ）と、軌道生成部１０１から出力される目標軌道そのもの、あるいは制御装置全体の遅延特性を加味した目標軌道との差分である。
【００４８】
フィードバック制御部１０３は、加算部２０３の出力、即ち目標軌道を基準としたプレートステージＰＳＴのＸ位置の誤差に基づいて、プレートステージＰＳＴのＸ座標位置をフィードバック制御する。具体的には、フィードバック制御部１０３は、上記誤差がゼロとなるように、リニアモータ１６を駆動するための駆動信号を生成する。この駆動信号は、制御対象３０１に対するフィードバック制御部１０３からの操作量ｕ２となる。
なお、フィードバック制御部１０３も、第１フィードフォワード制御部１０２ａと同様に、入力をサンプリング周期Ｔｙで取り込み、生成した駆動信号をサンプリング周期Ｔｕで出力するものとする。
【００４９】
第１フィードフォワード制御部１０２ａからの操作量ｕ１ａとフィードバック制御部１０３からの操作量ｕ２は加算部２０１により加算されて操作量ｕ３（＝ｕ１ａ＋ｕ２）となる。
【００５０】
外乱オブザーバ１０４は、制御対象３０１に加わる外乱、あるいは外乱と等価なモデル化誤差の影響を推定して推定外乱ｄ’を生成し、生成した推定外乱ｄ’を加算部２０２へ出力する。以下、外乱オブザーバ１０４の内部構成について説明する。
【００５１】
外乱オブザーバ１０４は、制御対象３０１の動特性を近似再現した制御対象モデルと逆の応答を示す第２フィルタ１０９を有している。第２フィルタ１０９は、制御対象３０１の制御対象モデルと対応した逆システムと、第２フィルタ１０９への入力に含まれる高周波のノイズ成分を除去するためのローパスフィルタとからなる。このうち逆システムは、制御対象３０１の剛体的特性以外の特性を外乱として正確に推定できるようにするため、前述した第１フィードフォワード制御部１０２ａが備える第１伝達関数Ｆａ（ｓ）と同一とする。また、ローパスフィルタは次式（５）とする。これにより、第２フィルタ１０９は、次式（６）の伝達関数Ｆ２（ｓ）を持つ。但し、次式において、ａ１，ｂ１，ｂ２，ｂ３は任意の定数、ωｃはフィルタのカットオフ周波数（ωｃ＜ωＨとする）である。これらの伝達関数は、例えば、次の論文１や論文２の手法により求めることができる。
論文１：T. Umeno, T. Kaneko, and Y. Hori, “Robust Servosystem Design with Two Degree of Freedom and its Application to Novel Motion Control of Robot Manipulators”, IEEE Trans. Industrial Electronics, Vol.40, No.5, pp.473-485, 1993
論文２：H-S. Lee and M. Tomizuka, “Robust Motion Controller Design for High-Accuracy Positioning Systems”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.43, No.1, pp48-55, February 1996
【００５２】
【数５】
【００５３】
【数６】
【００５４】
上記の第２フィルタ１０９には、プレート用干渉計２５により測定されたプレートステージＰＳＴのＸ位置が入力される。第２フィルタ１０９は、入力されたプレートステージＰＳＴのＸ位置に伝達関数Ｆ２（ｓ）を乗じ、その結果を加算部２０４へ出力する。第２フィルタ１０９の伝達関数Ｆ２（ｓ）は制御対象３０１の伝達関数ＰＲ（ｓ）の逆関数を含むものであるので、第２フィルタ１０９の出力は、制御対象３０１へ入力された後述の操作量ｕを計算した値となる。
【００５５】
一方、遅延部１０７には、後述する加算部２０２の出力である操作量ｕ４が入力される。この遅延部１０７は、本制御装置１１により制御対象３０１を制御する際に、制御対象３０１へ後述の操作量ｕ５を出力してから当該操作量ｕ５に対応した制御対象３０１の応答（プレートステージＰＳＴのＸ位置）が得られるまでの時間遅れや、第２フィルタ１０９の逆システムにおいて演算処理に要する時間遅れが存在することを考慮して、これらの時間遅れを補償した上で加算部２０４における加算を行う目的で設けたものである。したがって、遅延部１０７は、入力された操作量ｕ４を、上記時間遅れの総量と等しい時間ΔＴだけ遅延させてから第１フィルタ１０８へ出力する。なお、時間遅れの総量ΔＴの値は、予め測定して求めておくものとする。
【００５６】
第１フィルタ１０８は、上述した第２フィルタ１０９のローパスフィルタＬ（ｓ）と同一の伝達関数Ｆ１（ｓ）を有するフィルタであり、遅延部１０７の出力に当該伝達関数Ｆ１（ｓ）を乗じ、その結果を加算部２０４へ出力する。
なお、第１フィルタ１０８は、第２フィルタ１０９のローパスフィルタと同じフィルタ関数を乗じることによって、加算部２０４において加算される２つの値の基準レベルを等しくする目的で用いられている。
【００５７】
加算部２０４は、第２フィルタ１０９の出力と第１フィルタ１０８の出力との差分を計算する。この差分が推定外乱ｄ’であり、外乱オブザーバ１０４の出力となる。
【００５８】
加算部２０２は、外乱オブザーバ１０４から出力された推定外乱ｄ’を上述した操作量ｕ３から減算し、減算後の操作量ｕ４（＝ｕ３−ｄ’）を加算部２０５へ出力する。
加算部２０５は、加算部２０２からの操作量ｕ４に上述した操作量Δｕを加算し、加算結果の操作量ｕ５（＝ｕ４＋Δｕ）を出力する。この操作量ｕ５が、制御装置１１から制御対象３０１へ与えられる操作量である。
【００５９】
制御対象３０１へは、制御装置１１からの操作量ｕ５に、更に加算部３０２において外乱ｄが加えられた操作量ｕが入力される。以上から、制御対象３０１へ入力される操作量ｕは次式で表される。
ｕ＝ｕ５＋ｄ
＝ｕ４＋Δｕ＋ｄ
＝ｕ３−ｄ’＋Δｕ＋ｄ
＝ｕ１ａ＋ｕ２−ｄ’＋ｕ１ｂ−ｕ１ａ＋ｄ
＝ｕ１ｂ＋ｕ２−ｄ’＋ｄ
【００６０】
操作量ｕに含まれる上記の外乱ｄは、第１フィードフォワード制御部１０２ａにおける第１伝達関数Ｆａ（ｓ）のモデル化誤差、及び、第２フィードフォワード制御部１０２ｂにおける第２伝達関数Ｆｂ（ｓ）のモデル化誤差に起因して発生するものである。つまり、各伝達関数Ｆａ（ｓ），Ｆｂ（ｓ）に含まれる質量のノミナル値Ｍｎや粘性係数のノミナル値Ｃｎが、制御対象３０１の実際の剛体的特性（実際の質量Ｍや粘性係数Ｃの値）からずれている場合に、外乱が生じる。この外乱をｄ１とする。また、伝達関数Ｆｂ（ｓ）に含まれる式（３）のＰＨ（ｓ）が、制御対象３０１の実際の遅れ特性を考慮していない場合にも、外乱が生じる。この外乱をｄ２とする。このように外乱ｄは、ｄ＝ｄ１＋ｄ２と表すことができる。
【００６１】
ここで、上述の式（６）から分かるように、外乱オブザーバ１０４は制御対象３０１の剛体的特性に基づく第２フィルタ１０９を用いて外乱の推定を行うので、その推定結果としては、外乱ｄ１が得られることになる。つまり、推定外乱ｄ’は外乱ｄ１に等しい。
【００６２】
したがって、外乱オブザーバ１０４を用いることにより、上記の操作量ｕが、
ｕ＝＝ｕ１ｂ＋ｕ２＋ｄ２
と表されるとともに、この操作量ｕを用いて、制御対象３０１の出力、即ちプレートステージＰＳＴのＸ位置が、次式（７）のように表されることとなる。但し、Ｘ（ｓ）はプレートステージＰＳＴのＸ位置のラプラス変換であり、Ｐｎ（ｓ）は外乱オブザーバ１０４によりノミナル化された制御対象３０１の伝達関数である。なお、式（７）においてフィードバック制御に関わる操作量ｕ２の項は省略した。
【００６３】
【数７】
【００６４】
一方、外乱ｄ２の式を求めるために、制御対象３０１の剛体的特性のみに基づく操作量ｕ０を制御対象３０１へ入力することを仮定すると、制御対象３０１の出力は次式（８）のようになる。但し、Ｐ（ｓ）はノミナル化されていない制御対象３０１の伝達関数である。
【００６５】
【数８】
【００６６】
式（８）において、右辺第１項は制御対象３０１が剛体的特性のみを有するとしたときの理想的な応答成分であり、第２項は制御対象３０１の剛体的特性以外の特性、即ち伝達関数ＰＨ（ｓ）で表される遅れ特性に起因する外乱ｄ２に相当する応答成分である。よって、式（７）と式（８）から、外乱ｄ２は次式（９）で表されることが分かる。
【００６７】
【数９】
【００６８】
式（９）を用いると、式（７）は次式（１０）のように表すことができる。
【００６９】
【数１０】
【００７０】
ここで、第２フィードフォワード制御部１０２ｂからの操作量ｕ１ｂは、目標軌道Ｘ（ｔ）のラプラス変換ｒ（ｓ）と第２伝達関数Ｆｂ（ｓ）の式（４）を用いて、次式（１１）で表される。
【００７１】
【数１１】
【００７２】
したがって、式（１０）及び式（１１）から、制御対象３０１の出力は、
Ｘ（ｓ）＝ｒ（ｓ）
となる。これは、プレートステージＰＳＴのＸ位置が目標軌道と一致することを意味している。
このように、第１伝達関数Ｆａ（ｓ）を有する第１フィードフォワード制御部１０２ａに加えて、外乱オブザーバ１０４と第２伝達関数Ｆｂ（ｓ）を有する第２フィードフォワード制御部１０２ｂとを併用して制御を行うことにより、プレートステージＰＳＴのＸ位置を目標軌道に一致させる制御を行うことができる。
【００７３】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【００７４】
例えば、図４で説明した制御装置１１において、制御対象３０１の遅れ特性に関する伝達関数ＰＨ（ｓ）に代えて、制御対象３０１の振動モード特性に関する次式（１２）で表される伝達関数Ｐｋ（ｓ）（但し、ｋ＝１，２，…は振動の次数）を用いることにより、制御対象３０１の振動モード特性を考慮した制御を行うことが可能である。具体的には、第２フィードフォワード制御部１０２ｂの第２伝達関数１０２１ｂの中のＰＨ（ｓ）をＰｋ（ｓ）で置き換えればよい。また、第２伝達関数１０２１ｂの分母をＰＲ（ｓ）とＰＨ（ｓ）とＰｋ（ｓ）の積にしてもよい。
【００７５】
【数１２】
【００７６】
また、例えば、制御装置１１は、図４の構成において、第２フィードフォワード制御部１０２ｂと加算部２０４の代わりに、前述の式（２），（４）の各伝達関数の差分Ｆｂ（ｓ）−Ｆａ（ｓ）を伝達関数として持つ別のフィードフォワード制御部を備えるようにしてもよい。この場合にも、制御対象３０１へは上述の操作量ｕと等価の操作量が与えられるので、図４の構成と同等の制御性能を得ることができる。
【００７７】
また、プレートステージＰＳＴをＸ軸方向に駆動する図４の制御系において、他の軸方向（Ｙ方向やＺ方向）へのプレートステージＰＳＴの駆動制御が図４の外乱ｄとして影響を及ぼす場合がある。そのような場合、当該他軸の制御に用いる指令値（操作量）に基づいて当該外乱を補償する軌道を生成する外乱軌道生成部（外乱モデル）を設け、生成した外乱軌道を上述の目標軌道に加算して第２フィードフォワード制御部１０２ｂへ入力する構成とすることで、他の軸の制御による影響を排除することが可能である。
【００７８】
また、上述した例は、連続時間系で設計した外乱オブザーバを双一次変換して離散時間外乱オブザーバを得る方法（いわゆるデジタル再設計）に基づく実施例であるが、ノミナルモデルをゼロ次ホールド変換した離散時間状態方程式に基づき、ゴピナスの定理を用いて最小次元オブザーバを設計し、直接、離散時間外乱オブザーバを得る方法でもよい。後者の方法では、完全追従制御に用いる離散時間ノミナルモデルと完全に一致するため、より精度の高い制御系が実現できる。
【００７９】
なお、上記各実施形態では、半導体デバイス製造用の半導体ウエハを露光する例を説明したが、このほかにディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等を露光する場合においても同様の説明が可能である。
【００８０】
露光装置ＥＸとしては、レチクルＲとウエハＷとを同期移動してレチクルＲのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、レチクルＲとウエハＷとを静止した状態でレチクルＲのパターンを一括露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明はウエハＷ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００８１】
露光装置ＥＸの種類としては、ウエハＷに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【００８２】
また、本発明が適用される露光装置の光源には、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）等のみならず、ｇ線（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。また、上記実施形態では、反射屈折型の投影光学系を例示したが、これに限定されるものではなく、投影光学系の光軸（レチクル中心）と投影領域の中心とが異なる位置に設定される屈折型の投影光学系にも適用可能である。
【００８３】
また、本発明は、投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たし、該液体を介して基板を露光する、所謂液浸露光装置にも適用可能である。液浸露光装置については、国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されている。さらに、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。
【００８４】
また、本発明は、基板ステージ（ウエハステージ）が複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウエハステージに適用してもよい。
【００８５】
また、本発明が適用される露光装置は、各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００８６】
次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図５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）の製造例のフローチャートを示す図である。
【００８７】
まず、ステップ２０１（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２０２（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２０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００８８】
次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立ステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップ２０５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２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５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。
【００８９】
また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。
【００９０】
ソフトウエアやプログラムの組み込みにより、露光装置を実質的に変更することなく、本発明にかかる駆動制御方法を適用できる。その結果、露光装置において、整定時間の短縮化が可能である。これは、露光装置の処理能力の向上、及びスループットの向上に有利である。
【００９１】
また、一般に、加速度の向上を目的として、露光装置を実質的に変更した場合、整定時間が増大する可能性がある。本発明の適用により、こうした変更に伴う整定時間の増大を抑制できる。これは、露光装置の処理能力の向上、及びスループットの向上に有利である。
【００９２】
また、本発明は露光装置に限らず、ロボット装置にも適用することが可能である。ロボット装置では、ワークに対してロボットアームが接近する経路、あるいは離間する経路を設定し、正確にロボットアームの動作を決める必要がある。しかし、ロボット装置に外乱があると十分な位置決め精度が得られなくなり、所望の経路に追従できなくなってしまう可能性がある。そこで、図４の構成において、制御対象３０１をロボットアームとし、軌道生成部１０１によりロボットアームの経路（軌道）を生成するようにし、更に、第１伝達関数Ｆａ（ｓ）や第２伝達関数Ｆｂ（ｓ）、第２フィルタの伝達関数Ｆ２（ｓ）を適宜ロボットアームの制御特性に応じた式とすることで、上述した露光装置の実施形態と同様、高精度な制御が可能なロボット装置を実現することができる。
【００９３】
ソフトウエアやプログラムの組み込みにより、ロボット装置を実質的に変更することなく、本発明にかかる駆動制御方法を適用できる。その結果、ロボット装置において、整定時間の短縮化が可能である。これは、ロボット装置の能力向上に有利である。
【００９４】
また、ロボット装置の加速度の向上を図る場合において、本発明の適用により、整定時間の増大を抑制できる。これも、ロボット装置の能力向上に有利である。
【００９５】
本発明にかかる駆動制御方法は、例えば、所定のコンピュータプログラムとして提供でき、メディア、デバイス、又はメモリ等に保持可能である。
【００９６】
露光装置やロボット装置などの各種装置は内部に、コンピュータシステムを有することができる。上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶され、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理を行うことができる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００９７】
また、プログラムは、機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、プログラムは、機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００９８】
１１…制御装置 １４，１６…リニアモータ １０１…軌道生成部 １０２ａ…第１フィードフォワード制御部 １０２ｂ…第２フィードフォワード制御部 １０２１ａ…第１伝達関数 １０２１ｂ…第２伝達関数 １０３…フィードバック制御部 １０４…外乱オブザーバ １０７…遅延部 １０８…第１フィルタ １０９…第２フィルタ ３０１…制御対象（プレートステージＰＳＴ） ３０３…リニアモータドライバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の駆動制御方法、露光方法、ロボット制御方法、駆動制御装置、露光装置、及び、ロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば液晶ディスプレイ（総称としてフラットパネルディスプレイ）を製造する工程においては、基板（ガラス基板）にトランジスタやダイオード等の素子を形成するために露光装置が多く使用されている。この露光装置は、レジストを塗布した基板をステージ装置のホルダに載置し、マスクに描かれた微細な回路パターンを投影レンズ等の光学系を介して基板に転写するものである。近年では、例えばステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が用いられることが多くなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置は、スリット状の露光光をマスクに照射している状態で、マスクと基板とを投影光学系に対して互いに同期移動させつつマスクに形成されたパターンの一部を基板のショット領域に逐次転写し、１つのショット領域に対するパターンの転写が終了する度に基板をステップ移動させて他のショット領域へのパターン転写を行う露光装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０７７３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
制御対象となるステージを高速且つ高精度に位置決めする制御方法として、ステージの動特性を表す精密な制御対象モデル（ノミナルモデル）を作り込んでおき、このモデルに基づいてフィードフォワード制御を行うという方法が考えられる。一方、ステージの動特性と制御対象モデルとの間にモデル化誤差がある場合やステージに外乱が与えられた場合等には制御の精度が低下してしまうが、これを解決するために、最適な制御状態からのずれを外乱として推定する外乱オブザーバを用い、推定した外乱に応じて当該ずれを補償する制御方法が知られている。しかしながら、制御対象モデルに考慮する特性によっては、フィードフォワード制御と外乱オブザーバの補償との間に干渉が生じ、高精度な制御を行うことができなくなるという問題がある。
【０００６】
本発明の態様は、制御対象モデルに基づくフィードフォワード制御と外乱オブザーバとを利用してステージ等の移動体を制御する場合に、高精度な位置制御を行うことが可能な駆動制御方法、及び、駆動制御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】
【０００７】
本発明の一態様は、完全追従制御法を用いた、移動体の駆動制御方法であって、移動体の伝達特性の逆システムの一部を示す第１の伝達関数に第１の完全追従制御法を適用させることで第１のフィードフォワード信号を求めること、前記移動体の伝達特性の逆システムの一部を示すとともに前記第１の伝達関数とは異なる第２の伝達関数に第２の完全追従制御法を適用させて第２のフィードフォワード信号を求めること、外乱オブザーバによって前記第１のフィードフォワード信号に対する第１の補償信号を求めること、前記第２のフィードフォワード信号と前記第１の補償信号から第２の補償信号を求めること、前記第２の補償信号を用いて前記移動体を駆動する駆動装置を制御すること、を含む駆動制御方法である。
【０００８】
上記の駆動制御方法において、前記第１の伝達関数は、前記外乱オブザーバで補償される前記移動体の応答特性の少なくとも一部に応じて設定されるようにしてもよい。
上記の駆動制御方法において、前記第１の伝達関数は、前記移動体の質量と、前記移動体に作用する粘性とを含むようにしてもよい。
上記の駆動制御方法において、前記第１のフィードフォワード信号と前記第２のフィードフォワード信号は、前記移動体に関する共通の軌道情報に応じて求められた信号であるようにしてもよい。
上記の駆動制御方法において、前記第２のフィードフォワード信号は、前記移動体を前記所定方向とは異なる方向に移動させる際に受ける影響を加味して求めた信号であるようにしてもよい。
【０００９】
本発明の別の態様は、移動体に保持された基板上にパターンを形成する露光方法であって、前記移動体を駆動する駆動装置の制御に上記の駆動制御方法を用いる露光方法である。
本発明の別の態様は、第１移動体に保持されたマスクのパターンを第２移動体に保持された基板上に形成する露光方法であって、前記第１移動体と前記第２移動体の少なくとも一方を駆動する駆動装置の制御に上記の駆動制御方法を用いる露光方法である。
本発明の別の態様は、ロボットアームを所定の経路で移動させるロボット制御方法であって、前記ロボットアームを前記移動体として駆動する駆動装置の制御に上記の駆動制御方法を用いるロボット制御方法である。
【００１０】
本発明の別の態様は、完全追従制御法を用いた、駆動制御装置であって、移動体の伝達特性の逆システムの一部を示す第１の伝達関数に第１の完全追従制御法を適用させることで第１のフィードフォワード信号を求める第１フィードフォワード制御手段と、前記移動体の伝達特性の逆システムの一部を示すとともに前記第１の伝達関数とは異なる第２の伝達関数に第２の完全追従制御法を適用させて第２のフィードフォワード信号を求める第２フィードフォワード制御手段と、前記第１のフィードフォワード信号に対する第１の補償信号を求める外乱オブザーバと、を備え、前記第２のフィードフォワード信号と前記第１の補償信号とから求めた第２の補償信号を用いて前記移動体を駆動する、駆動制御装置である。
【００１１】
本発明の別の態様は、移動体に保持された基板上にパターンを形成する露光装置であって、前記移動体を駆動する駆動制御装置として、上記の駆動制御装置を備える露光装置である。
本発明の別の態様は、マスクのパターンを基板上に形成する露光装置であって、前記マスクを保持して移動可能な第１移動体と、前記基板を保持して移動可能な第２移動体と、前記第１移動体と前記第２移動体の少なくとも一方を駆動する、上記の駆動制御装置を備える露光装置である。
本発明の別の態様は、ロボットアームを所定の経路で移動させるロボット装置であって、前記ロボットアームを前記移動体として駆動する、上記の駆動制御装置を備えるロボット装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のいくつかの態様によれば、制御対象モデルに基づくフィードフォワード制御と外乱オブザーバとを利用して、ステージ等の移動体の高精度な位置制御を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る露光装置の一部の構成を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る露光装置の一部の構成を示す断面図である。
【図４】本実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係る露光装置を使用したマイクロデバイスの製造例のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。図１は、一実施形態の露光装置１０の構成を示す概略図である。この露光装置１０は、液晶表示素子パターンが形成されたマスクＭと、プレートステージＰＳＴに保持された基板としてのガラスプレート（以下「プレート」という）Ｐとを、投影光学系ＰＬに対して所定の走査方向（ここでは、図１のＸ軸方向（紙面内左右方向）とする）に沿って同一速度で同一方向に相対走査することにより、マスクＭに形成されたパターンをプレートＰ上に転写する等倍一括転写型の液晶用走査型露光装置である。
【００１５】
この露光装置１０は、露光用照明光ＩＬによりマスクＭ上の所定のスリット状照明領域（図１のＹ軸方向（紙面直交方向）に細長く延びる長方形の領域または円弧状の領域）を照明する照明系ＩＯＰ、パターンが形成されたマスクＭを保持してＸ軸方向に移動するマスクステージＭＳＴ、マスクＭの上記照明領域部分を透過した露光用照明光ＩＬをプレートＰに投射する投影光学系ＰＬ、本体コラム１２、前記本体コラムへの床からの振動を除去するための除振台（図示せず）、及び前記両ステージＭＳＴ、ＰＳＴを制御する制御装置１１等を備えている。
【００１６】
前記照明系ＩＯＰは、例えば特開平９−３２０９５６号公報に開示されたように、光源ユニット、シャッタ、２次光一形成光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、視野絞り（ブラインド）、及び結像レンズ系等（いずれも図示省略）から構成され、次に述べるマスクステージＭＳＴ上に載置され保持されたマスクＭ上の上記スリット状照明領域を均一な照度で照明する。
【００１７】
マスクステージＭＳＴは、不図示のエアパッドによって、本体コラム１２を構成する上部定盤１２ａの上面の上方に数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されており、駆動機構１４によってＸ軸方向に駆動される。
【００１８】
マスクステージＭＳＴを駆動する駆動機構１４としては、ここではリニアモータを用い、以下、この駆動機構をリニアモータ１４と呼ぶ。このリニアモータ１４の固定子１４ａは、上部定盤１２ａの上部に固定され、Ｘ軸方向に沿って延設されている。また、リニアモータ１４の可動子１４ｂはマスクステージＭＳＴに固定されている。また、マスクステージＭＳＴのＸ軸方向の位置は、本体コラム１２に固定されたマスクステージ位置計測用レーザ干渉計（以下「マスク用干渉計」という）１８によって投影光学系ＰＬを基準として所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。このマスク用干渉計１８で計測されるマスクステージＭＳＴのＸ軸位置情報は、制御装置１１に供給されるようになっている。
【００１９】
投影光学系ＰＬは、本体コラム１２の上部定盤１２ａの下方に配置され、本体コラム１２を構成する保持部材１２ｃによって保持されている。投影光学系ＰＬとしては、ここでは等倍の正立正像を投影するものが用いられている。従って、照明系ＩＯＰからの露光用照明光ＩＬによってマスクＭ上の上記スリット状照明領域が照明されると、その照明領域部分の回路パターンの等倍像（部分正立像）がプレートＰ上の前記照明領域に共役な露光領域に投影されるようになっている。なお、例えば、特開平７−５７９８６号公報に開示されるように、投影光学系ＰＬを、複数組の等倍正立の投影光学系ユニットで構成しても良い。
【００２０】
さらに、プレートＰのＺ方向位置を計測する不図示の焦点位置検出系、例えばＣＣＤなどから構成されるオートフォーカスセンサ（図示せず）が投影光学系ＰＬを保持する保持部材１２ｃに固定されている。この焦点位置検出系からのプレートＰのＺ位置情報が制御装置１１に供給されており、制御装置１１では、例えば、走査露光中にこのＺ位置情報に基づいてプレートＰのＺ位置を投影光学系ＰＬの結像面に一致させるオートフォーカス動作を実行するようになっている。
【００２１】
プレートステージＰＳＴは、投影光学系ＰＬの下方に配置され、不図示のエアパッドによって、本体コラム１２を構成する下部定盤１２ｂの上面の上方に数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されている。このプレートステージＰＳＴは、駆動機構としてのリニアモータ１６によってＸ軸方向に駆動される。
【００２２】
このリニアモータ１６の固定子１６ａは、下部定盤１２ｂに固定され、Ｘ軸方向に沿って延設されている。また、リニアモータ１６の可動部としての可動子１６ｂはプレートステージＰＳＴの底部に固定されている。プレートステージＰＳＴは、前記リニアモータ１６の可動子１６ｂが固定された移動テーブル２２と、この移動テーブル２２上に搭載されたＹ駆動機構２０と、このＹ駆動機構２０の上部に設けられプレートＰを保持するプレートテーブル１９とを備えている。
【００２３】
前記プレートテーブル１９のＸ軸方向の位置は、本体コラム１２に固定されたプレート用干渉計２５によって投影光学系ＰＬを基準として所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。このプレート用干渉計２５としては、ここでは、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（図１における紙面直交方向）に所定距離Ｌだけ離れた２本のＸ軸方向の測長ビームをプレートテーブル１９に対して照射する２軸干渉計が用いられており、各測長軸の計測値が制御装置１１に供給されている。
【００２４】
このプレート用干渉計２５の各測長軸の計測値をＸ１、Ｘ２とすると、Ｘ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２によりプレートテーブル１９のＸ軸方向の位置を求め、θＺ＝（Ｘ１−Ｘ２）／Ｌによりプレートテーブル１９のＺ軸回りの回転量を求めることができるが、以下の説明においては、特に必要な場合以外は、プレート用干渉計２５から上記のＸがプレートテーブル１９のＸ位置情報として出力されるものとする。
【００２５】
図２は、プレートステージＰＳＴの詳細な構成を示す断面図である。
同図に示すように、プレートテーブル１９の下面（−Ｚ方向側の面）１９ａとＹ可動子２０ａとの間には、レベリングユニット５０が設けられている。レベリングユニット５０は、複数、例えば３つが配置されており、３箇所でプレートテーブル１９のＺ方向の位置を微調整することにより、プレートテーブル１９の姿勢（Ｚ方向の位置、θＸ方向の位置、及びθＹ方向の位置）を制御するユニットである。つまり、これら３つのレベリングユニット５０によってプレートテーブル１９に所定の力を加えることでプレートテーブル１９のＺ方向の位置、θＸ方向の位置、及びθＹ方向の位置を調節できるようになっている。
【００２６】
図３は、レベリングユニット５０の構成を示す図である。各レベリングユニット５０はそれぞれ同一の構成となっているので、そのうちの１つを例に挙げてその構成を説明する。
レベリングユニット５０は、Ｙ可動子２０ａ上に設けられたカム部材５１、ガイド部材５２、カム移動機構５３、及び支持部材５４と、プレートテーブル１９側に設けられたベアリング部材５５とを含んで構成されている。
【００２７】
カム部材５１は、断面視台形に形成された部材であり、下面５１ａが水平方向に平坦な面になっている。カム部材５１の当該下面５１ａは、ガイド部材５２に支持されている。カム部材５１の上面５１ｂは、水平面に対して傾斜して設けられた平坦面である。カム部材５１の一方の側面５１ｃには、ネジ穴５１ｄが形成されている。ガイド部材５２は、支持部材５４上にカム部材５１に沿って設けられており、図中左右方向に延在している。
【００２８】
カム移動機構５３は、サーボモータ５６と、ボールネジ５７と、連結部材５８とを含んで構成されている。サーボモータ５６は、制御装置１１からの信号に基づいて軸部材５６ａを回転させるようになっている。この軸部材５６ａは、ここでは例えば図中左右方向に延在している。ボールネジ５７は、連結部材５８を介してサーボモータ５６の軸部材５６ａに連結されており、軸部材５６ａの回転が伝達されるようになっている。このボールネジ５７は、図中左右方向（サーボモータ５６の回転軸の軸方向と同一方向）にネジ部が設けられており、当該ネジ部がカム部材５１の側面５１ｃに形成されたネジ穴５１ｄに螺合されている。軸部材５６ａ及びボールネジ５７は、支持部材５４の突出部５４ａ及び５４ｂによってそれぞれ支持されている。
【００２９】
このカム駆動機構５３は、サーボモータ５６の回転によってボールネジ５７が回転し、ボールネジ５７の回転によって当該ボールネジ５７に螺合されたカム部材５１がガイド部材５２に沿って図中左右方向に移動するようになっている。
【００３０】
ベアリング部材５５は、図中下側に半球状に形成された部分５５ａを有し、当該半球状の部分５５ａの下面５５ｂがカム部材５１の上面５１ｂに当接するように設けられている。カム部材５１が移動することで、ベアリング部材５５の下面５５ｂとカム部材５１の上面５１ｂとの当接位置が変化するようになっており、当該上面５１ｂとの当接位置が変化することによって下面５５ｂのＺ方向上の位置が変化するようになっている。この位置の変化によってプレートテーブル１９のＺ方向の位置が微調節されるようになっている。
【００３１】
プレートテーブル１９のＺ方向の位置に関しては、検出装置５９によって検出可能になっている。この検出装置５９についても、プレートテーブル１９に対して複数、例えば３つ設けられている。各検出装置５９は、例えば光センサ５９ａと、被検出部材５９ｂとを含んで構成されており、光センサ５９ａによって被検出部材５９ｂの位置を検出することで、プレートテーブル１９のＺ方向の位置を検出するようになっている。また、光センサ５９ａは、Ｙ可動子２０ａ上に設けられた突出部２０ｂに固定されている。したがって、当該検出装置５９は、Ｙ可動子２０ａの上面２０ｃを基準としたときのプレートテーブル１９のＺ方向に関する位置や姿勢等を検出可能となっている。この検出装置５９によって検出された位置情報は、制御装置１１に送信されるようになっている。
【００３２】
また、プレートテーブル１９の一端は、弾性部材６０によってＹ可動子２０ａ上の突出部２０ｄに接続されている。弾性部材６０は、一端が固定部材６０ａによってプレートテーブル１９の端部１９ｂに固定されており、他端が固定部材６０ｂによって突出部２０ｄに固定されている。この弾性部材６０によって、プレートテーブル１９がＸ方向及びＹ方向へ移動するのを抑えつつ、Ｚ方向に対しての移動を許容できるようになっている。
【００３３】
以上のような構成により、プレートステージＰＳＴは、プレートテーブル１９に保持されているプレートＰの所定の露光すべき領域が投影光学系ＰＬによる露光領域に位置するように、移動テーブル２２（リニアモータ１６の可動子）をＸ方向に移動させ（Ｘ位置の位置決めを行い）、さらに移動テーブル２２に対してＹ可動子２０をＹ方向に移動させる（Ｙ位置の位置決めを行う）ことができる。このとき、プレートＰのθＺ方向の位置を調整できるようにしてもよい。さらに、レベリングユニット５０により、前記オートフォーカスセンサの検出結果や前記検出装置５９の検出結果を基に、プレートＰのＺ位置がジャストフォーカスとなる（投影光学系ＰＬの結像点と一致する）ように、プレートテーブル１９をＹ可動子２０ａに対してＺ方向、θＸ方向、およびθＹ方向に移動させる（Ｚ位置、θＸ方向、およびθＹ方向の位置決めを行う）ことができる。
【００３４】
次に、図４を参照して、制御装置１１のうち、プレートステージＰＳＴをＸ軸方向に駆動するリニアモータ１６の駆動制御を行う部分の構成を説明する。図４は、制御装置１１の当該部分及びその制御対象を示すブロック図である。なお、制御装置１１のうち、マスクステージＭＳＴをＸ軸方向に駆動するリニアモータ１４の駆動制御を行う部分についても、その構成は図４と同様である。また、プレートステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴをＹ軸方向に駆動する駆動機構の制御装置としても、図４の制御装置１１を適用可能である。
【００３５】
図４において、制御装置１１は、軌道生成部１０１と、第１フィードフォワード制御部１０２ａと、第２フィードフォワード制御部１０２ｂと、フィードバック制御部１０３と、外乱オブザーバ１０４と、加算部２０１〜２０５と、を含んで構成されている。外乱オブザーバ１０４は、遅延部１０７と、第１フィルタ１０８と、第２フィルタ１０９と、を含んで構成されている。
【００３６】
軌道生成部１０１へは、プレートステージＰＳＴ（制御対象３０１）の移動開始点のＸ座標ＸＳと、移動終了点のＸ座標ＸＥとが入力される。移動開始点ＸＳは、プレートステージＰＳＴのＸ軸上における現在の位置を表し、移動終了点ＸＥは、プレートステージＰＳＴを移動させる先であるＸ軸上の目標位置を表す。軌道生成部１０１は、入力された移動開始点ＸＳ及び移動終了点ＸＥに基づいて、プレートステージＰＳＴを移動開始点ＸＳから移動終了点ＸＥまで移動させるための目標軌道を生成する。目標軌道は、各時刻ｔに対応付けられたプレートステージＰＳＴの位置Ｘ（ｔ）と、そのｎ−１階微分までとからなる時系列のベクトルデータであり、その生成アルゴリズムは必要に応じて適宜のアルゴリズムを用いることができる。ここで、ｎは後述する式（１）の分母の次数である。
【００３７】
第１フィードフォワード制御部１０２ａ及び第２フィードフォワード制御部１０２ｂは、軌道生成部１０１から出力される上記の１サンプル先の（つまり、１サンプル分進ませた時刻に対応する）目標軌道を入力として、プレートステージＰＳＴのＸ座標位置を完全追従制御（例えば、特開２００１−３２５００５号公報や論文「マルチレートフィードフォワード制御を用いた完全追従法」（藤本博志他、計測自動制御学会論文集３６巻、９号、ｐｐ７６６−７７２、２０００年）を参照）に基づいてフィードフォワード制御する。
【００３８】
具体的には、第１フィードフォワード制御部１０２ａは、制御対象３０１の逆システム（制御対象の特性と逆の応答を示すモデル）のうちの一部分に対応した伝達関数である第１伝達関数１０２１ａを保持（記憶）しており、この第１伝達関数１０２１ａを用いることにより、リニアモータ１６を駆動するための駆動信号を生成する。この駆動信号は、制御対象３０１に対する第１フィードフォワード制御部１０２ａからの操作量ｕ１ａとなる。
また、第２フィードフォワード制御部１０２ｂは、制御対象３０１の逆システムのうちの他の一部分に対応した伝達関数である第２伝達関数１０２１ｂを保持しており、この第２伝達関数１０２１ｂを用いることにより、リニアモータ１６を駆動するための駆動信号を生成する。この駆動信号は、制御対象３０１に対する第２フィードフォワード制御部１０２ｂからの操作量ｕ１ｂとなる。
【００３９】
第１伝達関数１０２１ａは、制御対象３０１の剛体的特性に関する次式（１）で表される伝達関数ＰＲ（ｓ）の逆関数である次式（２）の伝達関数Ｆａ（ｓ）によって定式化することとする。但し、ＭはプレートステージＰＳＴの質量、ＣはプレートステージＰＳＴをリニアモータ１６で駆動する際に発生する粘性力の粘性係数であり、添え字のｎはノミナル値であることを表す。プレートステージＰＳＴの駆動時に発生する粘性力までも考慮した精密な位置制御を可能とするため、第１伝達関数Ｆａ（ｓ）では粘性力の項を取り入れた形を採用した。
【００４０】
【数１】
【００４１】
【数２】
【００４２】
また、第２伝達関数１０２１ｂは、伝達関数ＰＲ（ｓ）と制御対象３０１の遅れ特性に関する次式（３）で表される伝達関数ＰＨ（ｓ）との積の逆関数である次式（４）の伝達関数Ｆｂ（ｓ）によって定式化することとする。但し、ζＨはダンピング係数、ωＨはカットオフ周波数である。
【００４３】
【数３】
【００４４】
【数４】
【００４５】
第１フィードフォワード制御部１０２ａからの操作量ｕ１ａと第２フィードフォワード制御部１０２ｂからの操作量ｕ１ｂは加算部２０４へ入力され、加算部２０４によりその差分Δｕ＝ｕ１ｂ−ｕ１ａが計算される。これにより、加算部２０４から出力されて加算部２０５へ入力される操作量は、制御対象３０１の剛体的特性と遅れ特性とに対応した操作量Δｕとなる。一方、加算部２０１へ入力される操作量は、制御対象３０１の剛体的特性に対応した操作量ｕ１ａである。
【００４６】
なお、第１フィードフォワード制御部１０２ａは、入力を所定のサンプリング周期Ｔｒ（第１伝達関数Ｆａ（ｓ）の次数に応じた周期）で取り込み、生成した駆動信号を所定のサンプリング周期Ｔｕで出力するものとする。また、第２フィードフォワード制御部１０２ｂは、入力をＴｒと異なる所定のサンプリング周期Ｔｒ’（第２伝達関数Ｆｂ（ｓ）の次数に応じた周期）で取り込み、生成した駆動信号を第１フィードフォワード制御部１０２ａと同じサンプリング周期Ｔｕで出力するものとする。
【００４７】
フィードバック制御部１０３には、加算部２０３の加算結果が入力される。加算部２０３の加算結果は、プレートステージＰＳＴのＸ位置（プレート用干渉計２５により得られるＸ位置情報、即ち、上述の式Ｘ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２で表されるＸ）と、軌道生成部１０１から出力される目標軌道そのもの、あるいは制御装置全体の遅延特性を加味した目標軌道との差分である。
【００４８】
フィードバック制御部１０３は、加算部２０３の出力、即ち目標軌道を基準としたプレートステージＰＳＴのＸ位置の誤差に基づいて、プレートステージＰＳＴのＸ座標位置をフィードバック制御する。具体的には、フィードバック制御部１０３は、上記誤差がゼロとなるように、リニアモータ１６を駆動するための駆動信号を生成する。この駆動信号は、制御対象３０１に対するフィードバック制御部１０３からの操作量ｕ２となる。
なお、フィードバック制御部１０３も、第１フィードフォワード制御部１０２ａと同様に、入力をサンプリング周期Ｔｙで取り込み、生成した駆動信号をサンプリング周期Ｔｕで出力するものとする。
【００４９】
第１フィードフォワード制御部１０２ａからの操作量ｕ１ａとフィードバック制御部１０３からの操作量ｕ２は加算部２０１により加算されて操作量ｕ３（＝ｕ１ａ＋ｕ２）となる。
【００５０】
外乱オブザーバ１０４は、制御対象３０１に加わる外乱、あるいは外乱と等価なモデル化誤差の影響を推定して推定外乱ｄ’を生成し、生成した推定外乱ｄ’を加算部２０２へ出力する。以下、外乱オブザーバ１０４の内部構成について説明する。
【００５１】
外乱オブザーバ１０４は、制御対象３０１の動特性を近似再現した制御対象モデルと逆の応答を示す第２フィルタ１０９を有している。第２フィルタ１０９は、制御対象３０１の制御対象モデルと対応した逆システムと、第２フィルタ１０９への入力に含まれる高周波のノイズ成分を除去するためのローパスフィルタとからなる。このうち逆システムは、制御対象３０１の剛体的特性以外の特性を外乱として正確に推定できるようにするため、前述した第１フィードフォワード制御部１０２ａが備える第１伝達関数Ｆａ（ｓ）と同一とする。また、ローパスフィルタは次式（５）とする。これにより、第２フィルタ１０９は、次式（６）の伝達関数Ｆ２（ｓ）を持つ。但し、次式において、ａ１，ｂ１，ｂ２，ｂ３は任意の定数、ωｃはフィルタのカットオフ周波数（ωｃ＜ωＨとする）である。これらの伝達関数は、例えば、次の論文１や論文２の手法により求めることができる。
論文１：T. Umeno, T. Kaneko, and Y. Hori, “Robust Servosystem Design with Two Degree of Freedom and its Application to Novel Motion Control of Robot Manipulators”, IEEE Trans. Industrial Electronics, Vol.40, No.5, pp.473-485, 1993
論文２：H-S. Lee and M. Tomizuka, “Robust Motion Controller Design for High-Accuracy Positioning Systems”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.43, No.1, pp48-55, February 1996
【００５２】
【数５】
【００５３】
【数６】
【００５４】
上記の第２フィルタ１０９には、プレート用干渉計２５により測定されたプレートステージＰＳＴのＸ位置が入力される。第２フィルタ１０９は、入力されたプレートステージＰＳＴのＸ位置に伝達関数Ｆ２（ｓ）を乗じ、その結果を加算部２０４へ出力する。第２フィルタ１０９の伝達関数Ｆ２（ｓ）は制御対象３０１の伝達関数ＰＲ（ｓ）の逆関数を含むものであるので、第２フィルタ１０９の出力は、制御対象３０１へ入力された後述の操作量ｕを計算した値となる。
【００５５】
一方、遅延部１０７には、後述する加算部２０２の出力である操作量ｕ４が入力される。この遅延部１０７は、本制御装置１１により制御対象３０１を制御する際に、制御対象３０１へ後述の操作量ｕ５を出力してから当該操作量ｕ５に対応した制御対象３０１の応答（プレートステージＰＳＴのＸ位置）が得られるまでの時間遅れや、第２フィルタ１０９の逆システムにおいて演算処理に要する時間遅れが存在することを考慮して、これらの時間遅れを補償した上で加算部２０４における加算を行う目的で設けたものである。したがって、遅延部１０７は、入力された操作量ｕ４を、上記時間遅れの総量と等しい時間ΔＴだけ遅延させてから第１フィルタ１０８へ出力する。なお、時間遅れの総量ΔＴの値は、予め測定して求めておくものとする。
【００５６】
第１フィルタ１０８は、上述した第２フィルタ１０９のローパスフィルタＬ（ｓ）と同一の伝達関数Ｆ１（ｓ）を有するフィルタであり、遅延部１０７の出力に当該伝達関数Ｆ１（ｓ）を乗じ、その結果を加算部２０４へ出力する。
なお、第１フィルタ１０８は、第２フィルタ１０９のローパスフィルタと同じフィルタ関数を乗じることによって、加算部２０４において加算される２つの値の基準レベルを等しくする目的で用いられている。
【００５７】
加算部２０４は、第２フィルタ１０９の出力と第１フィルタ１０８の出力との差分を計算する。この差分が推定外乱ｄ’であり、外乱オブザーバ１０４の出力となる。
【００５８】
加算部２０２は、外乱オブザーバ１０４から出力された推定外乱ｄ’を上述した操作量ｕ３から減算し、減算後の操作量ｕ４（＝ｕ３−ｄ’）を加算部２０５へ出力する。
加算部２０５は、加算部２０２からの操作量ｕ４に上述した操作量Δｕを加算し、加算結果の操作量ｕ５（＝ｕ４＋Δｕ）を出力する。この操作量ｕ５が、制御装置１１から制御対象３０１へ与えられる操作量である。
【００５９】
制御対象３０１へは、制御装置１１からの操作量ｕ５に、更に加算部３０２において外乱ｄが加えられた操作量ｕが入力される。以上から、制御対象３０１へ入力される操作量ｕは次式で表される。
ｕ＝ｕ５＋ｄ
＝ｕ４＋Δｕ＋ｄ
＝ｕ３−ｄ’＋Δｕ＋ｄ
＝ｕ１ａ＋ｕ２−ｄ’＋ｕ１ｂ−ｕ１ａ＋ｄ
＝ｕ１ｂ＋ｕ２−ｄ’＋ｄ
【００６０】
操作量ｕに含まれる上記の外乱ｄは、第１フィードフォワード制御部１０２ａにおける第１伝達関数Ｆａ（ｓ）のモデル化誤差、及び、第２フィードフォワード制御部１０２ｂにおける第２伝達関数Ｆｂ（ｓ）のモデル化誤差に起因して発生するものである。つまり、各伝達関数Ｆａ（ｓ），Ｆｂ（ｓ）に含まれる質量のノミナル値Ｍｎや粘性係数のノミナル値Ｃｎが、制御対象３０１の実際の剛体的特性（実際の質量Ｍや粘性係数Ｃの値）からずれている場合に、外乱が生じる。この外乱をｄ１とする。また、伝達関数Ｆｂ（ｓ）に含まれる式（３）のＰＨ（ｓ）が、制御対象３０１の実際の遅れ特性を考慮していない場合にも、外乱が生じる。この外乱をｄ２とする。このように外乱ｄは、ｄ＝ｄ１＋ｄ２と表すことができる。
【００６１】
ここで、上述の式（６）から分かるように、外乱オブザーバ１０４は制御対象３０１の剛体的特性に基づく第２フィルタ１０９を用いて外乱の推定を行うので、その推定結果としては、外乱ｄ１が得られることになる。つまり、推定外乱ｄ’は外乱ｄ１に等しい。
【００６２】
したがって、外乱オブザーバ１０４を用いることにより、上記の操作量ｕが、
ｕ＝＝ｕ１ｂ＋ｕ２＋ｄ２
と表されるとともに、この操作量ｕを用いて、制御対象３０１の出力、即ちプレートステージＰＳＴのＸ位置が、次式（７）のように表されることとなる。但し、Ｘ（ｓ）はプレートステージＰＳＴのＸ位置のラプラス変換であり、Ｐｎ（ｓ）は外乱オブザーバ１０４によりノミナル化された制御対象３０１の伝達関数である。なお、式（７）においてフィードバック制御に関わる操作量ｕ２の項は省略した。
【００６３】
【数７】
【００６４】
一方、外乱ｄ２の式を求めるために、制御対象３０１の剛体的特性のみに基づく操作量ｕ０を制御対象３０１へ入力することを仮定すると、制御対象３０１の出力は次式（８）のようになる。但し、Ｐ（ｓ）はノミナル化されていない制御対象３０１の伝達関数である。
【００６５】
【数８】
【００６６】
式（８）において、右辺第１項は制御対象３０１が剛体的特性のみを有するとしたときの理想的な応答成分であり、第２項は制御対象３０１の剛体的特性以外の特性、即ち伝達関数ＰＨ（ｓ）で表される遅れ特性に起因する外乱ｄ２に相当する応答成分である。よって、式（７）と式（８）から、外乱ｄ２は次式（９）で表されることが分かる。
【００６７】
【数９】
【００６８】
式（９）を用いると、式（７）は次式（１０）のように表すことができる。
【００６９】
【数１０】
【００７０】
ここで、第２フィードフォワード制御部１０２ｂからの操作量ｕ１ｂは、目標軌道Ｘ（ｔ）のラプラス変換ｒ（ｓ）と第２伝達関数Ｆｂ（ｓ）の式（４）を用いて、次式（１１）で表される。
【００７１】
【数１１】
【００７２】
したがって、式（１０）及び式（１１）から、制御対象３０１の出力は、
Ｘ（ｓ）＝ｒ（ｓ）
となる。これは、プレートステージＰＳＴのＸ位置が目標軌道と一致することを意味している。
このように、第１伝達関数Ｆａ（ｓ）を有する第１フィードフォワード制御部１０２ａに加えて、外乱オブザーバ１０４と第２伝達関数Ｆｂ（ｓ）を有する第２フィードフォワード制御部１０２ｂとを併用して制御を行うことにより、プレートステージＰＳＴのＸ位置を目標軌道に一致させる制御を行うことができる。
【００７３】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【００７４】
例えば、図４で説明した制御装置１１において、制御対象３０１の遅れ特性に関する伝達関数ＰＨ（ｓ）に代えて、制御対象３０１の振動モード特性に関する次式（１２）で表される伝達関数Ｐｋ（ｓ）（但し、ｋ＝１，２，…は振動の次数）を用いることにより、制御対象３０１の振動モード特性を考慮した制御を行うことが可能である。具体的には、第２フィードフォワード制御部１０２ｂの第２伝達関数１０２１ｂの中のＰＨ（ｓ）をＰｋ（ｓ）で置き換えればよい。また、第２伝達関数１０２１ｂの分母をＰＲ（ｓ）とＰＨ（ｓ）とＰｋ（ｓ）の積にしてもよい。
【００７５】
【数１２】
【００７６】
また、例えば、制御装置１１は、図４の構成において、第２フィードフォワード制御部１０２ｂと加算部２０４の代わりに、前述の式（２），（４）の各伝達関数の差分Ｆｂ（ｓ）−Ｆａ（ｓ）を伝達関数として持つ別のフィードフォワード制御部を備えるようにしてもよい。この場合にも、制御対象３０１へは上述の操作量ｕと等価の操作量が与えられるので、図４の構成と同等の制御性能を得ることができる。
【００７７】
また、プレートステージＰＳＴをＸ軸方向に駆動する図４の制御系において、他の軸方向（Ｙ方向やＺ方向）へのプレートステージＰＳＴの駆動制御が図４の外乱ｄとして影響を及ぼす場合がある。そのような場合、当該他軸の制御に用いる指令値（操作量）に基づいて当該外乱を補償する軌道を生成する外乱軌道生成部（外乱モデル）を設け、生成した外乱軌道を上述の目標軌道に加算して第２フィードフォワード制御部１０２ｂへ入力する構成とすることで、他の軸の制御による影響を排除することが可能である。
【００７８】
また、上述した例は、連続時間系で設計した外乱オブザーバを双一次変換して離散時間外乱オブザーバを得る方法（いわゆるデジタル再設計）に基づく実施例であるが、ノミナルモデルをゼロ次ホールド変換した離散時間状態方程式に基づき、ゴピナスの定理を用いて最小次元オブザーバを設計し、直接、離散時間外乱オブザーバを得る方法でもよい。後者の方法では、完全追従制御に用いる離散時間ノミナルモデルと完全に一致するため、より精度の高い制御系が実現できる。
【００７９】
なお、上記各実施形態では、半導体デバイス製造用の半導体ウエハを露光する例を説明したが、このほかにディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等を露光する場合においても同様の説明が可能である。
【００８０】
露光装置ＥＸとしては、レチクルＲとウエハＷとを同期移動してレチクルＲのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、レチクルＲとウエハＷとを静止した状態でレチクルＲのパターンを一括露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明はウエハＷ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００８１】
露光装置ＥＸの種類としては、ウエハＷに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【００８２】
また、本発明が適用される露光装置の光源には、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）等のみならず、ｇ線（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。また、上記実施形態では、反射屈折型の投影光学系を例示したが、これに限定されるものではなく、投影光学系の光軸（レチクル中心）と投影領域の中心とが異なる位置に設定される屈折型の投影光学系にも適用可能である。
【００８３】
また、本発明は、投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たし、該液体を介して基板を露光する、所謂液浸露光装置にも適用可能である。液浸露光装置については、国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されている。さらに、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。
【００８４】
また、本発明は、基板ステージ（ウエハステージ）が複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウエハステージに適用してもよい。
【００８５】
また、本発明が適用される露光装置は、各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００８６】
次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図５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）の製造例のフローチャートを示す図である。
【００８７】
まず、ステップ２０１（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２０２（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２０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００８８】
次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立ステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップ２０５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２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５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。
【００８９】
また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。
【００９０】
ソフトウエアやプログラムの組み込みにより、露光装置を実質的に変更することなく、本発明にかかる駆動制御方法を適用できる。その結果、露光装置において、整定時間の短縮化が可能である。これは、露光装置の処理能力の向上、及びスループットの向上に有利である。
【００９１】
また、一般に、加速度の向上を目的として、露光装置を実質的に変更した場合、整定時間が増大する可能性がある。本発明の適用により、こうした変更に伴う整定時間の増大を抑制できる。これは、露光装置の処理能力の向上、及びスループットの向上に有利である。
【００９２】
また、本発明は露光装置に限らず、ロボット装置にも適用することが可能である。ロボット装置では、ワークに対してロボットアームが接近する経路、あるいは離間する経路を設定し、正確にロボットアームの動作を決める必要がある。しかし、ロボット装置に外乱があると十分な位置決め精度が得られなくなり、所望の経路に追従できなくなってしまう可能性がある。そこで、図４の構成において、制御対象３０１をロボットアームとし、軌道生成部１０１によりロボットアームの経路（軌道）を生成するようにし、更に、第１伝達関数Ｆａ（ｓ）や第２伝達関数Ｆｂ（ｓ）、第２フィルタの伝達関数Ｆ２（ｓ）を適宜ロボットアームの制御特性に応じた式とすることで、上述した露光装置の実施形態と同様、高精度な制御が可能なロボット装置を実現することができる。
【００９３】
ソフトウエアやプログラムの組み込みにより、ロボット装置を実質的に変更することなく、本発明にかかる駆動制御方法を適用できる。その結果、ロボット装置において、整定時間の短縮化が可能である。これは、ロボット装置の能力向上に有利である。
【００９４】
また、ロボット装置の加速度の向上を図る場合において、本発明の適用により、整定時間の増大を抑制できる。これも、ロボット装置の能力向上に有利である。
【００９５】
本発明にかかる駆動制御方法は、例えば、所定のコンピュータプログラムとして提供でき、メディア、デバイス、又はメモリ等に保持可能である。
【００９６】
露光装置やロボット装置などの各種装置は内部に、コンピュータシステムを有することができる。上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶され、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理を行うことができる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００９７】
また、プログラムは、機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、プログラムは、機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００９８】
１１…制御装置 １４，１６…リニアモータ １０１…軌道生成部 １０２ａ…第１フィードフォワード制御部 １０２ｂ…第２フィードフォワード制御部 １０２１ａ…第１伝達関数 １０２１ｂ…第２伝達関数 １０３…フィードバック制御部 １０４…外乱オブザーバ １０７…遅延部 １０８…第１フィルタ １０９…第２フィルタ ３０１…制御対象（プレートステージＰＳＴ） ３０３…リニアモータドライバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
完全追従制御法を用いた、移動体の駆動制御方法であって、
移動体の伝達特性の逆システムの一部を示す第１の伝達関数に第１の完全追従制御法を適用させることで第１のフィードフォワード信号を求めること、
前記移動体の伝達特性の逆システムの一部を示すとともに前記第１の伝達関数とは異なる第２の伝達関数に第２の完全追従制御法を適用させて第２のフィードフォワード信号を求めること、
外乱オブザーバによって前記第１のフィードフォワード信号に対する第１の補償信号を求めること、
前記第２のフィードフォワード信号と前記第１の補償信号とから第２の補償信号を求めること、
前記第２の補償信号を用いて前記移動体を駆動する駆動装置を制御すること、
を含む駆動制御方法。
【請求項２】
前記第１の伝達関数は、前記外乱オブザーバで補償される前記移動体の応答特性の少なくとも一部に応じて設定される請求項１記載の駆動制御方法。
【請求項３】
前記第１の伝達関数は、前記移動体の質量と、前記移動体に作用する粘性とを含む請求項１または請求項２に記載の駆動制御方法。
【請求項４】
前記第１のフィードフォワード信号と前記第２のフィードフォワード信号は、前記移動体に関する共通の軌道情報に応じて求められた信号である請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の駆動制御方法。
【請求項５】
前記第２のフィードフォワード信号は、前記移動体を前記所定方向とは異なる方向に移動させる際に受ける影響を加味して求めた信号である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の駆動制御方法。
【請求項６】
移動体に保持された基板上にパターンを形成する露光方法であって、
前記移動体を駆動する駆動装置の制御に請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された駆動制御方法を用いる露光方法。
【請求項７】
第１移動体に保持されたマスクのパターンを第２移動体に保持された基板上に形成する露光方法であって、
前記第１移動体と前記第２移動体の少なくとも一方を駆動する駆動装置の制御に請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された駆動制御方法を用いる露光方法。
【請求項８】
ロボットアームを所定の経路で移動させるロボット制御方法であって、
前記ロボットアームを前記移動体として駆動する駆動装置の制御に請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された駆動制御方法を用いるロボット制御方法。
【請求項９】
完全追従制御法を用いた、駆動制御装置であって、
移動体の伝達特性の逆システムの一部を示す第１の伝達関数に第１の完全追従制御法を適用させることで第１のフィードフォワード信号を求める第１フィードフォワード制御手段と、
前記移動体の伝達特性の逆システムの一部を示すとともに前記第１の伝達関数とは異なる第２の伝達関数に第２の完全追従制御法を適用させて第２のフィードフォワード信号を求める第２フィードフォワード制御手段と、
前記第１のフィードフォワード信号に対する第１の補償信号を求める外乱オブザーバと、
を備え、
前記第２のフィードフォワード信号と前記第１の補償信号とから求めた第２の補償信号を用いて前記移動体を駆動する、
駆動制御装置。
【請求項１０】
移動体に保持された基板上にパターンを形成する露光装置であって、
前記移動体を駆動する駆動制御装置として、請求項９に記載された駆動制御装置を備える露光装置。
【請求項１１】
マスクのパターンを基板上に形成する露光装置であって、
前記マスクを保持して移動可能な第１移動体と、
前記基板を保持して移動可能な第２移動体と、
前記第１移動体と前記第２移動体の少なくとも一方を駆動する、請求項９に記載された駆動制御装置を備える露光装置。
【請求項１２】
ロボットアームを所定の経路で移動させるロボット装置であって、
前記ロボットアームを前記移動体として駆動する、請求項９に記載された駆動制御装置を備えるロボット装置。
【請求項１】
完全追従制御法を用いた、移動体の駆動制御方法であって、
移動体の伝達特性の逆システムの一部を示す第１の伝達関数に第１の完全追従制御法を適用させることで第１のフィードフォワード信号を求めること、
前記移動体の伝達特性の逆システムの一部を示すとともに前記第１の伝達関数とは異なる第２の伝達関数に第２の完全追従制御法を適用させて第２のフィードフォワード信号を求めること、
外乱オブザーバによって前記第１のフィードフォワード信号に対する第１の補償信号を求めること、
前記第２のフィードフォワード信号と前記第１の補償信号とから第２の補償信号を求めること、
前記第２の補償信号を用いて前記移動体を駆動する駆動装置を制御すること、
を含む駆動制御方法。
【請求項２】
前記第１の伝達関数は、前記外乱オブザーバで補償される前記移動体の応答特性の少なくとも一部に応じて設定される請求項１記載の駆動制御方法。
【請求項３】
前記第１の伝達関数は、前記移動体の質量と、前記移動体に作用する粘性とを含む請求項１または請求項２に記載の駆動制御方法。
【請求項４】
前記第１のフィードフォワード信号と前記第２のフィードフォワード信号は、前記移動体に関する共通の軌道情報に応じて求められた信号である請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の駆動制御方法。
【請求項５】
前記第２のフィードフォワード信号は、前記移動体を前記所定方向とは異なる方向に移動させる際に受ける影響を加味して求めた信号である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の駆動制御方法。
【請求項６】
移動体に保持された基板上にパターンを形成する露光方法であって、
前記移動体を駆動する駆動装置の制御に請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された駆動制御方法を用いる露光方法。
【請求項７】
第１移動体に保持されたマスクのパターンを第２移動体に保持された基板上に形成する露光方法であって、
前記第１移動体と前記第２移動体の少なくとも一方を駆動する駆動装置の制御に請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された駆動制御方法を用いる露光方法。
【請求項８】
ロボットアームを所定の経路で移動させるロボット制御方法であって、
前記ロボットアームを前記移動体として駆動する駆動装置の制御に請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された駆動制御方法を用いるロボット制御方法。
【請求項９】
完全追従制御法を用いた、駆動制御装置であって、
移動体の伝達特性の逆システムの一部を示す第１の伝達関数に第１の完全追従制御法を適用させることで第１のフィードフォワード信号を求める第１フィードフォワード制御手段と、
前記移動体の伝達特性の逆システムの一部を示すとともに前記第１の伝達関数とは異なる第２の伝達関数に第２の完全追従制御法を適用させて第２のフィードフォワード信号を求める第２フィードフォワード制御手段と、
前記第１のフィードフォワード信号に対する第１の補償信号を求める外乱オブザーバと、
を備え、
前記第２のフィードフォワード信号と前記第１の補償信号とから求めた第２の補償信号を用いて前記移動体を駆動する、
駆動制御装置。
【請求項１０】
移動体に保持された基板上にパターンを形成する露光装置であって、
前記移動体を駆動する駆動制御装置として、請求項９に記載された駆動制御装置を備える露光装置。
【請求項１１】
マスクのパターンを基板上に形成する露光装置であって、
前記マスクを保持して移動可能な第１移動体と、
前記基板を保持して移動可能な第２移動体と、
前記第１移動体と前記第２移動体の少なくとも一方を駆動する、請求項９に記載された駆動制御装置を備える露光装置。
【請求項１２】
ロボットアームを所定の経路で移動させるロボット装置であって、
前記ロボットアームを前記移動体として駆動する、請求項９に記載された駆動制御装置を備えるロボット装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１２３９５７（Ｐ２０１０−１２３９５７Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６０３９１（Ｐ２００９−２６０３９１）
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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