JPH07302121A - Positioning controller - Google Patents
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- JPH07302121A JPH07302121A JP11341794A JP11341794A JPH07302121A JP H07302121 A JPH07302121 A JP H07302121A JP 11341794 A JP11341794 A JP 11341794A JP 11341794 A JP11341794 A JP 11341794A JP H07302121 A JPH07302121 A JP H07302121A
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、静止位置が固定された
反復的な駆動を繰り返すことを目的とした高速位置決め
制御を行うすべての産業用機器に対して有効な位置決め
制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning control device which is effective for all industrial equipments which perform high-speed positioning control for the purpose of repeating repetitive driving in which a stationary position is fixed.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般にバンバン（BangBang）制御とは次
のような制御方式であり、高速位置決め制御を行うため
に有効な手段である。すなわち、制御量指令装置から
制御用モータが最大加速するような指令値を出力し、
位置、速度、加速度などの状態量を変数とする評価関数
を基準に、ある時点で制御量指令装置から制御用モータ
が最大減速するような指令値を出力し、そして制御用
モータの速度が０となるところで停止させる。2. Description of the Related Art Generally, bang-bang control is a control method as described below and is an effective means for performing high-speed positioning control. That is, the control amount command device outputs a command value for maximizing acceleration of the control motor,
Based on an evaluation function having state variables such as position, speed, and acceleration as a reference, the control amount command device outputs a command value at which the control motor decelerates to the maximum at a certain point in time, and the speed of the control motor is 0. Stop where it becomes.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
バンバン制御は状態量をフィードバックさせない開ルー
プ系による制御であるため、従来の技術では、モータ
の回転位置による機械的要因のパラメータ誤差、あるい
は、モータの温度変化、経時劣化変化などによるモー
タの特性変化、などの影響を受け易く、バンバン制御終
了時における目標値偏差を、機械的要因に伴う誤差に依
らず、長期に渡って除去することは困難であった。However, in general, the bang-bang control is an open loop system control in which the state quantity is not fed back. Therefore, in the conventional technique, a parameter error due to a mechanical factor due to the rotational position of the motor or a motor error is generated. It is easily affected by changes in motor characteristics due to temperature changes, changes over time, etc., and it is difficult to eliminate the target value deviation at the end of bang-bang control for a long period of time, regardless of errors due to mechanical factors. there were.
【０００４】本発明の目的は、静止位置が固定された反
復的な駆動を繰り返すバンバン制御を用いた高速位置決
め装置において、機械的要因によるパラメータ誤差や、
モータの経時変化に依らず、バンバン制御後の目標値と
の偏差を減少させることにある。An object of the present invention is to provide a high-speed positioning device using a bang-bang control which repeats repetitive driving in which a stationary position is fixed, and a parameter error due to a mechanical factor or
The purpose is to reduce the deviation from the target value after bang-bang control regardless of the change with time of the motor.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、静止目標位置が固定された反復的な駆動を
繰り返す位置決め制御を行うことを目的とした制御用モ
ータと、該制御用モータの状態量を検出する状態量検出
手段と、この状態量に基づいて該制御用モータに指令値
を与えて該制御用モータの制御を行う指令手段とを備
え、バンバン制御により位置決め制御を行う位置決め制
御装置において、前回以前の位置決め制御結果に基づい
て前記指令手段の指令における該制御用モータの加速か
ら減速への最適な切換えタイミングの再演算を行なう演
算手段を備え、各位置決め制御においては随時再演算さ
れた切換えタイミングにより位置決め制御を行なうこと
を特徴とする。複数の静止目標位置に対して順次位置決
め制御を行なう場合は、その各位置決め制御について前
記切換えタイミングが異なり、これら各切換えタイミン
グごとに前記演算手段は前記再演算を行なう。状態量検
出手段が検出する状態量は例えば、前記制御用モータの
位置、速度、加速度のうちの１つ以上である。In order to achieve this object, the present invention provides a control motor for performing positioning control for repeating repetitive driving with a stationary target position fixed, and a control motor. The state quantity detecting means for detecting the state quantity of and the instruction means for giving a command value to the control motor based on the state quantity to control the control motor are provided, and the positioning control is performed by the bang-bang control. The control device is provided with arithmetic means for performing recalculation of the optimum switching timing from acceleration to deceleration of the control motor in the command of the command means based on the result of the positioning control before the last time. Positioning control is performed according to the calculated switching timing. When the positioning control is sequentially performed with respect to a plurality of stationary target positions, the switching timing differs for each positioning control, and the calculating means performs the recalculation at each switching timing. The state quantity detected by the state quantity detection means is, for example, one or more of the position, speed, and acceleration of the control motor.
【０００６】[0006]
【作用】これによれば、制御用モータの加速から減速へ
の切換えタイミングの最適値が学習的に随時求められ使
用されるため、位置決め制御後の目標値との偏差が減少
する。According to this, the optimum value of the switching timing from acceleration to deceleration of the control motor is learned and used at any time, so that the deviation from the target value after the positioning control is reduced.
【０００７】図１は、本発明に係る位置決め制御装置を
例示するブロック図である。図中、５１は静止位置が固
定された反復的な位置決め制御を行う制御用モータ、５
２は制御用モータ５１の位置、速度、加速度などの状態
量を検出するための状態量検出装置、５３はバンバン制
御の加速から減速への切換えを行う状態を設定する切換
状態量設定装置、５４は状態量検出装置５２が切換状態
量設定装置５３の設定値に到達したかを判別する状態量
比較装置、５５は状態量比較装置５４の出力をもとに制
御用モータ５１に制御指令値を与える制御量指令装置、
５６は過去の位置決め制御における加速から減速への切
換え状態量や、過去のバンバン制御終了後の目標値偏差
などのデータを記憶する記憶装置、５７は記憶装置５６
に記憶されたデータに基づき次回のバンバン制御におけ
る加速・減速切換え最適状態量を演算し切換状態量設定
装置５３に最適値を与える最適値求出装置である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a positioning control device according to the present invention. In the figure, 51 is a control motor for performing repetitive positioning control in which the stationary position is fixed, 5
2 is a state quantity detection device for detecting state quantities such as the position, speed, and acceleration of the control motor 51, 53 is a switching state quantity setting device for setting a state in which bang-bang control is switched from acceleration to deceleration, 54 Is a state quantity comparison device that determines whether or not the state quantity detection device 52 has reached the set value of the switching state quantity setting device 53, and 55 is a control command value for the control motor 51 based on the output of the state quantity comparison device 54. Control amount command device to give,
Reference numeral 56 is a storage device for storing data such as the amount of state of switching from acceleration to deceleration in past positioning control and target value deviation after the end of past bang-bang control, and 57 is a storage device 56.
This is an optimum value calculating device that calculates the optimum state amount for acceleration / deceleration switching in the next bang-bang control based on the data stored in (1) and gives the optimum value to the switching state amount setting device 53.
【０００８】図３は本発明の位置決め制御装置における
制御シーケンスの一例を示すフローチャートである。こ
れに従えば、まず、切換え状態量設定装置５３に初期状
態を設定する（ステップＳ１）。次に、高速位置決め制
御開始指令に基づき、制御量指令装置５５から制御用モ
ータ５１が最大加速する指令値を出力する（ステップＳ
２〜Ｓ４）。次に、状態量検出装置５２と切換え状態量
設定装置５３の値を状態量比較装置５４により比較し、
２つの値が一致した時、制御量指令装置５５から制御用
モータ５１が最大減速する指令値を出力する（ステップ
Ｓ５，Ｓ６）。次に、制御用モータの速度が０となると
ころでモータを停止させる（ステップＳ７，Ｓ８）。そ
して、次回の同一位置におけるバンバン制御の最適な切
換え状態を最適値求出装置５７により求め、切換え状態
量設定装置５３に切換え最適値を与え（ステップＳ９）
ステップＳ２へ戻る。FIG. 3 is a flowchart showing an example of a control sequence in the positioning control device of the present invention. According to this, first, the initial state is set in the switching state amount setting device 53 (step S1). Next, based on the high speed positioning control start command, the control amount command device 55 outputs a command value for maximally accelerating the control motor 51 (step S).
2 to S4). Next, the values of the state quantity detection device 52 and the switching state quantity setting device 53 are compared by the state quantity comparison device 54,
When the two values match, the control amount command device 55 outputs a command value for maximum deceleration of the control motor 51 (steps S5 and S6). Next, when the speed of the control motor becomes 0, the motor is stopped (steps S7 and S8). Then, the optimum switching state of the next bang-bang control at the same position is obtained by the optimum value obtaining device 57, and the switching state amount setting device 53 is provided with the optimum switching value (step S9).
Return to step S2.
【０００９】以上のことをさらに詳しく説明する。バン
バン制御は温度変化や経時劣化変化の影響を受け易く、
長期に渡ってこれらの影響を無視しバンバン制御後の偏
差を除去することは困難である。したがって、本発明で
はバンバン制御後の目標値偏差などをもとに、同一位置
における次回のバンバン制御の最適な加速から減速への
切換え状態を学習的に求める方法を用いる。すなわち、
あるｎ＋１回目（ｎは整数）のバンバン制御を用いた高
速位置決め制御を行う時、これと同一位置におけるｎ回
目以前のバンバン制御終了後の目標値偏差などの状態量
をもとに演算を行い、ｎ＋１回目におけるバンバン制御
の加速から減速への最適切換え状態Ｘ（ｎ＋１）を学習
的に求める。ｎ＋１回目の加速から減速への切換え状態
を求める式は（１）式により求められる。ここで関数ｆ
unc は過去の状態量データを用いて学習によりＸ
（１），Ｘ（２），…，Ｘ（ｎ）の１つ以上からＸ（ｎ
＋１）を求める最適値求出関数である。 Ｘ（ｎ＋１）＝ｆunc （Ｘ（１），Ｘ（２），…，Ｘ（ｎ）） （１） また、バンバン制御は機械的要因に依存した駆動位置に
よるパラメータ誤差の影響を受け易い。このため、図２
に示すように、切換え状態Ｘ（ｎ）にバンバン制御の駆
動位置毎に独立した値Ｘl （ｎ）を与え、それぞれ独立
に最適化を行うことにより、機械的要因に依らない高速
位置決め制御を行うことができる。以上の式は（２）式
のように表すことができる。 Ｘl(ｎ＋１) ＝ｆunc(Ｘl(１) ，Ｘl(２) ，…，Ｘl(ｎ)) （２） ここで、l は駆動位置によるパラメータの違いを表す。The above will be described in more detail. Bang-bang control is susceptible to temperature changes and changes over time,
It is difficult to ignore these effects over a long period of time and eliminate the deviation after bang-bang control. Therefore, in the present invention, a method of learningly obtaining the optimum switching state from acceleration to deceleration for the next bang-bang control at the same position based on the target value deviation after the bang-bang control is used. That is,
When performing high-speed positioning control using a certain n + 1-th (n is an integer) bang-bang control, calculation is performed based on the state quantity such as the target value deviation after the ban-bang control before the n-th time at the same position, The optimum switching state X (n + 1) from the acceleration to the deceleration of the bang-bang control at the (n + 1) th time is learned. The equation for obtaining the switching state from the (n + 1) th acceleration to deceleration is obtained by the equation (1). Where the function f
unc is X by learning using past state data
One or more of (1), X (2), ..., X (n) to X (n
This is an optimum value finding function for finding +1). X (n + 1) = func (X (1), X (2), ..., X (n)) (1) Further, the bang-bang control is easily affected by the parameter error due to the drive position depending on the mechanical factor. For this reason,
As shown in, the switching state X (n) is given an independent value X l (n) for each drive position of the bang-bang control, and the optimization is performed independently for high-speed positioning control independent of mechanical factors. It can be carried out. The above equation can be expressed as the equation (2). X l (n + 1) = func (X l (1), X l (2), ..., X l (n)) (2) Here, l represents the difference in the parameter depending on the driving position.
【００１０】[0010]
【実施例】本発明に係わる第一の実施例として、半導体
露光装置における露光シャッタの高速位置決め制御例を
示す。図４に半導体露光装置の照明系の構成を示す。１
は光源となるランプである。２はランプ１によって照明
されるマスクであり半導体回路パターンが形成されてい
る。３はウエハでありマスク２の回路パターンがその上
面に形成される。４は光の強度を検出する光センサ、５
は光センサ４の出力を電圧信号に変換するアンプ、６は
電圧信号を周波数信号に変換するＶ／Ｆコンバータ、７
はＶ／Ｆコンバータ６のパルスを計測するパルスカウン
タ、８は露光すべき目標露光量を設定する露光量設定
器、９は目標露光量設定装置８の露光量を補正する遅れ
露光量補正装置、１０はウエハ露光量が目標露光量に到
達したかを判別する比較装置、１１は比較器１０の出力
をもとに露光シャッタに開閉指令を与えるシャッタ開／
閉指令装置、１２はモータを制御し露光シャッタを開閉
するシャッタ駆動装置である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a first embodiment according to the present invention, an example of high speed positioning control of an exposure shutter in a semiconductor exposure apparatus will be shown. FIG. 4 shows the configuration of the illumination system of the semiconductor exposure apparatus. 1
Is a lamp that serves as a light source. Reference numeral 2 is a mask illuminated by the lamp 1, on which a semiconductor circuit pattern is formed. A wafer 3 has a circuit pattern of the mask 2 formed on its upper surface. 4 is an optical sensor for detecting the intensity of light, 5
Is an amplifier that converts the output of the optical sensor 4 into a voltage signal, 6 is a V / F converter that converts the voltage signal into a frequency signal, 7
Is a pulse counter for measuring the pulses of the V / F converter 6, 8 is an exposure amount setting device for setting a target exposure amount to be exposed, 9 is a delayed exposure amount correction device for correcting the exposure amount of the target exposure amount setting device 8, Reference numeral 10 is a comparison device for determining whether the wafer exposure amount has reached a target exposure amount, and 11 is a shutter opening / closing command for giving an opening / closing command to the exposure shutter based on the output of the comparator 10.
A closing command device 12 is a shutter drive device that controls a motor to open and close the exposure shutter.
【００１１】また、図５は図４の装置におけるシャッタ
駆動回路１２の構成を示す。１３は制御用モータであ
る。１４は光源からの光を透過／遮断するシャッタ羽根
であり、制御用モータ１３の軸に接続されている。１５
は制御用モータ１３の回転位置を検出するための位置検
出装置、１６はモータの加速から減速への切換え位置を
設定する装置、１７は位置検出装置１５と切換え位置設
定装置１６の比較をする位置比較装置、１８は位置比較
装置１７の出力をもとにモータドライバ１９に指令値を
与える制御量指令装置、１９はモータを駆動するモータ
ドライバ、２０はモータの過去の状態量データを蓄積す
る記憶装置、２１は記憶装置２０のデータ値をもとに最
適なバンバン制御の加速から減速への切換え位置を演算
し位置比較器１６に最適値を与える最適値求出装置であ
る。FIG. 5 shows the structure of the shutter drive circuit 12 in the apparatus shown in FIG. Reference numeral 13 is a control motor. Reference numeral 14 is a shutter blade that transmits / blocks light from the light source, and is connected to the shaft of the control motor 13. 15
Is a position detecting device for detecting the rotational position of the control motor 13, 16 is a device for setting the switching position of the motor from acceleration to deceleration, and 17 is a position for comparing the position detecting device 15 with the switching position setting device 16. A comparison device, 18 is a control amount command device for giving a command value to a motor driver 19 based on the output of the position comparison device 17, 19 is a motor driver for driving the motor, and 20 is a memory for accumulating past state amount data of the motor. The device 21 is an optimum value calculating device for calculating the optimum switching position from acceleration to deceleration of the bang-bang control based on the data value of the storage device 20 and giving the optimum value to the position comparator 16.
【００１２】図６にシャッタ羽根１４の外形例を示す。
ここでは各々６０度の角度を持つ３枚羽根の例を示す。
羽根を６０度回転させることにより、光源１からの光の
透過／遮断の切換えを行うことができる。FIG. 6 shows an example of the outer shape of the shutter blade 14.
Here, an example of three blades each having an angle of 60 degrees is shown.
By rotating the blades by 60 degrees, it is possible to switch transmission / blocking of light from the light source 1.
【００１３】上記構成の露光装置による露光シーケンス
を示す。露光を行う場合、露光すべき目標露光量が露光
量設定器８より比較器１０に与えられ、シャッタ開／閉
指令装置１１よりシャッタ駆動回路１２に開指令を発生
し、シャッタ羽根１４を開駆動する。シャッタ羽根１４
が開くとランプ１からの露光光がシャッタ羽根１４を通
過し、マスク２を通してウエハ３を照明する。このと
き、露光光は光センサ４に入射し、アンプ５で電圧信号
に変換され、さらにＶ／Ｆコンバータ６によりパルス列
に変換される。このパルス数はパルスカウンタ７により
計数される。パルスカウンタ７の値が、露光量設定器８
の値に到達した時、シャッタ開／閉指令装置１１はシャ
ッタ駆動回路１２にシャッタ閉指令を発生し、シャッタ
羽根１４が閉じて露光が終了する。An exposure sequence by the exposure apparatus having the above configuration will be shown. When performing exposure, the target exposure amount to be exposed is given from the exposure amount setting unit 8 to the comparator 10, the shutter open / close command device 11 issues an open command to the shutter drive circuit 12, and the shutter blade 14 is driven to open. To do. Shutter blade 14
When is opened, the exposure light from the lamp 1 passes through the shutter blades 14 and illuminates the wafer 3 through the mask 2. At this time, the exposure light enters the optical sensor 4, is converted into a voltage signal by the amplifier 5, and is further converted into a pulse train by the V / F converter 6. The number of pulses is counted by the pulse counter 7. The value of the pulse counter 7 is the exposure amount setting device 8
When the value of (1) is reached, the shutter open / close command device 11 issues a shutter close command to the shutter drive circuit 12, the shutter blade 14 closes, and the exposure ends.
【００１４】ところで、上記露光シーケンスにおいて、
図７に示すようにシャッタ開／閉指令装置がシャッタ閉
指令を発生してから完全にシャッタ羽根１４が閉じるま
でに時間遅れが生じる。この時間遅れ分に相当する遅れ
露光量が発生するため、これを補正する遅れ露光量補正
装置９が必要となる。この遅れ露光量は、ランプの明る
さや露光シャッタ閉時間をもとに、シャッタ閉指令以前
に値を予測し遅れ露光量補正装置９に設定されるもので
ある。このため、予測した遅れ露光量の真の遅れ露光量
に対する誤差や、閉動作時における露光シャッタの制御
誤差などの要因により、従来、目標露光量に対する実露
光量の露光量誤差が生じるという問題が発生した。By the way, in the above exposure sequence,
As shown in FIG. 7, a time delay occurs after the shutter open / close command device issues the shutter close command until the shutter blade 14 is completely closed. Since a delayed exposure amount corresponding to this time delay is generated, the delayed exposure amount correction device 9 for correcting this is required. This delayed exposure amount is set in the delayed exposure amount correction device 9 by predicting a value before the shutter closing command based on the brightness of the lamp and the exposure shutter closing time. Therefore, conventionally, there is a problem that an exposure amount error of the actual exposure amount with respect to the target exposure amount occurs due to factors such as an error of the predicted delayed exposure amount with respect to the true delayed exposure amount and a control error of the exposure shutter during the closing operation. Occurred.
【００１５】この露光量誤差を取り除くための手段とし
て、（１）シャッタ羽根の高速駆動を行うこと、（２）
シャッタ羽根を目標位置に正確に静止させることが有効
である。図８にシャッタ羽根を高速駆動した時の遅れ露
光量の変化を示す。シャッタ閉指令が発生してから閉動
作完了までの時間がｔ1 ，ｔ2 （０＜ｔ1 ＜ｔ2 ）の２
つの露光シャッタの遅れ露光量をそれぞれＱ1 ，Ｑ2 で
表すと（０＜）Ｑ1 ＜Ｑ2 であるため、そのばらつき量
は（０＜）βＱ1 ＜βＱ2 と表すことができる。ここ
で、β（０＜β＜１）は前述の原因に依存する遅れ露光
量のばらつき率を表す。このため、シャッタ羽根を高速
駆動することにより遅れ露光量のばらつき量を小さくす
ることができる。また、図９にシャッタ羽根が目標値に
対して偏差をもって静止した時の遅れ露光量の変化を示
す。この図より、シャッタ羽根を目標値に正確に静止さ
せることにより、遅れ露光量のばらつき量を小さくする
ことができることがわかる。これらの理由のため半導体
露光装置の露光シャッタにおいて、高精度な高速位置決
め制御を行うことにより目標値との設定誤差の少ない露
光量制御を行うことができる。As means for removing this exposure amount error, (1) high-speed drive of the shutter blades is carried out, (2)
Accurately stopping the shutter blade at the target position is effective. FIG. 8 shows changes in the delayed exposure amount when the shutter blades are driven at high speed. The time from the generation of the shutter close command to the completion of the closing operation is t 1 and t 2 (0 <t 1 <t 2 ) 2
When the delayed exposure amounts of the two exposure shutters are represented by Q 1 and Q 2 , respectively, (0 <) Q 1 <Q 2 , so the variation amount can be represented as (0 <) βQ 1 <βQ 2 . Here, β (0 <β <1) represents the variation rate of the delayed exposure amount depending on the above-mentioned cause. Therefore, the amount of variation in the delayed exposure amount can be reduced by driving the shutter blades at high speed. Further, FIG. 9 shows a change in the delayed exposure amount when the shutter blade stands still with a deviation from the target value. From this figure, it is understood that the variation amount of the delayed exposure amount can be reduced by accurately stopping the shutter blade at the target value. For these reasons, the exposure shutter of the semiconductor exposure apparatus can perform high-accuracy high-speed positioning control to perform exposure amount control with a small setting error from the target value.
【００１６】次に本実施例におけるシャッタ羽根を例に
とり、最適値求出関数ｆunc の一例を（３）式に示す。
ここで、ｘofs はバンバン制御終了後の目標値偏差、ε
tol（＞０）は目標値偏差の許容範囲、α（＞０）は目
標値偏差が許容範囲−εtol＜ｘofs ＜εtol を満たし
ていない場合に次回のバンバン制御における加速から減
速への切換え位置ｘ（ｎ＋１）を学習変動させるパルス
数を表す。Next, taking the shutter blade in this embodiment as an example, an example of the optimum value finding function func is shown in equation (3).
Where x ofs is the target value deviation after the end of the bang-bang control, ε
tol (> 0) is the allowable range of the target value deviation, and α (> 0) is the range from acceleration to deceleration in the next bang-bang control when the target value deviation does not satisfy the allowable range −ε tol <x ofs <ε tol . The number of pulses for learning and changing the switching position x (n + 1) is shown.
【００１７】[0017]
【数１】 図１０に（３）式に基づくバンバン制御の加速から減速
への切換え位置最適化例を示す。このようにしてバンバ
ン制御を行う毎に目標値偏差を監視し、偏差が許容範囲
外の場合に次回のバンバン制御の最適切換え位置を変更
決定することにより経時変化に依らない制御系の設計を
行うことができる。[Equation 1] FIG. 10 shows an example of optimizing the switching position from acceleration to deceleration of the bang-bang control based on the equation (3). In this way, the target value deviation is monitored each time the bang-bang control is performed, and if the deviation is outside the allowable range, the optimum switching position for the next bang-bang control is changed and decided to design a control system that does not depend on changes over time. be able to.
【００１８】また、シャッタ羽根１４は前述した通り各
々６０度の角度をなしているため、６回の高速位置決め
制御により１回転（３６０度回転）し始発位置に戻る。
このため、６個の異なる独立した切換えパラメータｘl
（ｎ）（ｌ＝１，２，…，６）を各バンバン制御に用
い、各パラメータに独立に最適値を求めることにより、
機械的要因による誤差を取り除くことができる。以上の
結果は最終的に（４）式のように表すことができる。Further, since the shutter blades 14 form an angle of 60 degrees as described above, the high-speed positioning control of 6 times makes one rotation (rotation of 360 degrees) to return to the starting position.
Therefore, six different independent switching parameters x l
(N) (l = 1, 2, ..., 6) is used for each bang-bang control, and the optimum value is independently obtained for each parameter.
Errors due to mechanical factors can be eliminated. The above result can be finally expressed as the equation (4).
【００１９】[0019]
【数２】 以上のアルゴリズムを図１１に示す。図３のものとほぼ
同様である。この方式を用いることにより、モータの温
度変化や経時変化に依らず、また、モータの機械的要因
に依らない高精度な露光量制御を長期に渡って行うこと
ができる。[Equation 2] The above algorithm is shown in FIG. It is almost the same as that of FIG. By using this method, it is possible to carry out highly accurate exposure amount control for a long period of time without depending on the temperature change or temporal change of the motor, and also without depending on the mechanical factor of the motor.
【００２０】また、本制御方式を用いることにより、露
光シャッタの開指令を受けてから開動作終了までの時
間、閉指令を受けてから開動作終了までの時間を短くす
ることができるため、従来実現できなかった短時間の露
光量制御を行うことが可能になる。Further, by using this control method, it is possible to shorten the time from the reception of the opening command of the exposure shutter to the end of the opening operation and the time from the reception of the closing command to the end of the opening operation. It becomes possible to control the exposure amount for a short time that could not be realized.
【００２１】なお、上述の実施例においては、制御用モ
ータの軸に負荷をつけた回転位置決め制御の例を示した
が、図１２に示すような直線運動を行う高速位置決め制
御においても全く同様の手段を用いることができる。In the above embodiment, an example of the rotary positioning control in which a load is applied to the shaft of the control motor is shown, but the same is true for the high-speed positioning control for performing linear motion as shown in FIG. Means can be used.
【００２２】また、最適値求出関数ｆunc の他の例とし
ては（５）式など種々あげられる。この式はｍ回目から
ｎ回目（０＜ｍ＜ｎ）までのバンバン制御後の目標値と
の偏差の平均とｘl （ｎ）との差を求めることにより切
換え位置の最適化を行うものである。Ｋ（＞０）は発振
防止などを目的とした重み定数である。As another example of the optimum value finding function func, there are various expressions such as equation (5). This formula optimizes the switching position by obtaining the difference between the average deviation from the target value after the bang-bang control from the m-th time to the n-th time (0 <m <n) and x l (n). is there. K (> 0) is a weighting constant for the purpose of preventing oscillation.
【００２３】[0023]
【数３】 これらの最適値求出関数は制御の必要とする条件に応じ
て種々決定し用いることができる。[Equation 3] These optimum value calculating functions can be variously determined and used according to the conditions required for control.
【００２４】また、先述の実施例においては、モータの
位置をバンバン制御の切換えパラメータとして用いた
が、この代わりに速度、加速度などの状態量を切換えパ
ラメータとする最適値求出関数を用いることもできる。
また、位置、速度、加速度などの状態量の２つ以上を切
換えパラメータとする最適値求出関数を用いることもで
きる。Further, in the above-mentioned embodiment, the position of the motor is used as a switching parameter for the bang-bang control, but instead of this, an optimum value finding function having the switching parameters such as state quantities such as speed and acceleration may be used. it can.
It is also possible to use an optimum value finding function having two or more state quantities such as position, velocity, and acceleration as switching parameters.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
モータの加速から減速への切換えタイミングを学習的に
求め随時最適値に変動させることにより、モータの経時
変化に依らず長期に渡ってバンバン制御後の目標値との
偏差を減少させることができる。また、この切換えタイ
ミングパラメータを反復位置決め制御において位置別に
与え、それぞれ独立に最適化を行うことにより、モータ
の回転位置に伴う機械的要因によるパラメータ誤差に依
らずバンバン制御後の目標値との偏差を減少させること
ができる。As described above, in the present invention,
By deriving the learning timing of the switching from the acceleration to the deceleration of the motor and varying it to the optimum value at any time, it is possible to reduce the deviation from the target value after the bang-bang control for a long time regardless of the change with time of the motor. In addition, this switching timing parameter is given for each position in the iterative positioning control, and optimization is performed independently of each other, so that the deviation from the target value after bang-bang control does not depend on the parameter error due to mechanical factors accompanying the motor rotation position. Can be reduced.
【図１】 本発明の高速位置決め制御装置を例示するブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a high-speed positioning control device of the present invention.
【図２】 図１の装置における反復位置決め制御におけ
る切換えパラメータＸl （ｎ）を表す図である。FIG. 2 is a diagram showing a switching parameter X l (n) in iterative positioning control in the apparatus of FIG.
【図３】 図１の装置による高速位置決め制御のシーケ
ンスを表すフローチャートである。3 is a flowchart showing a sequence of high-speed positioning control by the apparatus of FIG.
【図４】 本発明の一実施例に係わる半導体露光装置の
露光量制御系のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of an exposure amount control system of a semiconductor exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図５】 図４の装置における露光シャッタ制御系のブ
ロック図である。5 is a block diagram of an exposure shutter control system in the apparatus of FIG.
【図６】 図４の装置における露光シャッタ羽根の外形
図である。6 is an external view of an exposure shutter blade in the apparatus of FIG.
【図７】 露光量制御における遅れ露光量を表す説明図
である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a delayed exposure amount in exposure amount control.
【図８】 シャッタ羽根を高速駆動した時の遅れ露光量
の変化を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a change in delayed exposure amount when a shutter blade is driven at high speed.
【図９】 シャッタ羽根が目標値偏差を生じた時の遅れ
露光量の変化を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing changes in the delayed exposure amount when the shutter blades have a target value deviation.
【図１０】 図４の装置における最適値求出関数ｆunc
の最適化例を示す説明図である。10 is an optimum value finding function func in the apparatus of FIG.
3 is an explanatory diagram showing an optimization example of FIG.
【図１１】 図４の装置における露光シャッタの制御パ
ラメータ最適化アルゴリズムを示すフローチャートであ
る11 is a flowchart showing an exposure shutter control parameter optimization algorithm in the apparatus of FIG.
【図１２】 本発明を適用し得る直線運動をする高速位
置決め制御を表す模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing a high-speed positioning control that performs linear motion to which the present invention can be applied.
１：ランプ、２：マスク、３：ウエハ、４：光センサ、
５：アンプ、６：Ｖ／Ｆコンバータ、７：パルスカウン
ター、８：目標露光量設定装置、９：遅れ露光量補正装
置、１０：露光量比較装置、１１：シャッタ開／閉指令
装置、１２：シャッタ駆動装置、１３：制御用モータ、
１４：シャッタ羽根、１５：位置検出装置、１６：切換
え位置設定装置、１７：位置比較装置、１８：制御量指
令装置、１９：モータドライバ、２０：記憶装置、２
１：最適値求出装置。５１：制御用モータ、５２：状態
量検出装置、５３：切換え状態設定装置、５４：状態比
較装置、５５：制御量指令装置、５６：記憶装置、５
７：最適値求出装置。1: Lamp, 2: Mask, 3: Wafer, 4: Optical sensor,
5: Amplifier, 6: V / F converter, 7: Pulse counter, 8: Target exposure amount setting device, 9: Delayed exposure amount correction device, 10: Exposure amount comparison device, 11: Shutter open / close command device, 12: Shutter drive device, 13: control motor,
14: Shutter blade, 15: Position detection device, 16: Switching position setting device, 17: Position comparison device, 18: Control amount command device, 19: Motor driver, 20: Storage device, 2
1: Optimal value obtaining device. 51: control motor, 52: state quantity detection device, 53: switching state setting device, 54: state comparison device, 55: control amount command device, 56: storage device, 5
7: Optimal value obtaining device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 19/00 Ｈ０１Ｌ 21/027 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G06F 19/00 H01L 21/027
Claims (3)
を繰り返す位置決め制御を行うことを目的とした制御用
モータと、該制御用モータの状態量を検出する状態量検
出手段と、この状態量に基づいて該制御用モータに指令
値を与えて該制御用モータの制御を行う指令手段とを備
え、バンバン制御により位置決め制御を行う位置決め制
御装置において、前回以前の位置決め制御結果に基づい
て前記指令手段の指令における該制御用モータの加速か
ら減速への最適な切換えタイミングの再演算を行なう演
算手段を備え、各位置決め制御においては随時再演算さ
れた切換えタイミングにより位置決め制御を行なうこと
を特徴とする位置決め制御装置。1. A control motor for the purpose of performing a positioning control in which a stationary target position is fixed and repeating repetitive driving, a state quantity detecting means for detecting a state quantity of the control motor, and this state. In a positioning control device that includes a command value that gives a command value to the control motor based on an amount to control the control motor, and performs positioning control by bang-bang control, based on the positioning control result before the last time, The present invention is characterized by comprising arithmetic means for recalculating the optimum switching timing from acceleration to deceleration of the control motor in the command of the command means, and performing positioning control by the recalculated switching timing in each positioning control at any time. Positioning control device.
に対して順次位置決め制御を行なうものであり、その各
位置決め制御について前記切換えタイミングが異なり、
これら各切換えタイミングごとに前記演算手段は前記再
演算を行なうものであることを特徴とする請求項１記載
の位置決め制御装置。2. The positioning device sequentially performs positioning control on a plurality of stationary target positions, and the switching timing is different for each positioning control,
2. The positioning control device according to claim 1, wherein the calculation means performs the recalculation at each switching timing.
記制御用モータの位置、速度、加速度のうちの１つ以上
であることを特徴とする請求項１または２記載の位置決
め制御装置。3. The positioning control device according to claim 1, wherein the state quantity detected by the state quantity detecting means is one or more of a position, a speed and an acceleration of the control motor.
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