CN110007418B - 减振系统以及具备该减振系统的光学装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于对被减振体的振动进行减振的减振系统以及具备该减振系统的光学装置。减振系统具备：(i)压电元件，分别具有能够收缩的压电元件，以将被减振体的侧面与基体之间连结的方式，从被减振体的侧面向基体延伸；(ii)驱动电源，为了使压电元件收缩，向促动器单元的压电元件供给驱动电压；(iii)振动检测部，对被减振体的振动的状态进行检测；以及(iv)振动控制器，基于由振动检测部检测到的振动的状态，控制由驱动电源向促动器单元的压电元件供给的电压，由此控制被减振体的振动的减振。

Description

减振系统以及具备该减振系统的光学装置

技术领域

本发明涉及使用了一个或者多个促动器单元的减振系统以及具备该减振系统的光学装置。

背景技术

一般，为了抑制在构造物、装置等中产生的振动或者摆动(以下，统称为“振动”)，利用各种减振机构、减振系统。特别是，由于振动而在多个物体之间产生相对位移的情况是不优选的。

例如，在具有用于照射电子束的镜筒、以及作为描绘对象的样本的电子束描绘装置中，由振动导致的镜筒与样本之间的相对位移是不优选的。因此，电子束描绘装置装备减振机构，该减振机构用于使由于保持样本的工作台的移动导致的工作台的加减速而产生的镜筒振动减少。其原因在于，当在镜筒与样本之间产生相对位移时，电子束向样本上的入射位置产生偏差。

发明内容

本发明提供减振系统以及具备该减振系统的光学装置，该减振系统能够实现足够的减振，小型且简单地构成，在各种构造物、装置中具有作为后加器具而能够共通地使用的通用性。

根据本发明的一个方式的减振系统，是构成为对设置在基体上的被减振体传播的振动进行减振的减振系统。该减振系统具备：(i)促动器单元，具有能够伸缩的压电体，并且，从被减振体的侧面的至少3个不同的周围位置分别向基体的上表面延伸，将被减振体的侧面与基体的上表面之间相连；(ii)驱动电源，构成为：为了使促动器单元的压电体伸缩，而对压电体供给驱动电压；(iii)振动检测部，对包含被减振体的振动的大小以及方向在内的被减振体的振动状态进行检测；以及(iv)控制部，构成为：根据由振动检测部检测到的被减振体的振动状态，以在被减振体向远离促动器单元的方向运动时促动器单元收缩、在被减振体向朝向促动器单元的方向运动时促动器单元伸长的方式，控制对促动器单元的压电体供给的驱动电压，由此抑制被减振体的振动。

并且，本发明所涉及的其他方式的光学装置为，在设置有能够移动的工作台的框体上具备镜筒。该光学装置具备抑制由于工作台的移动而在镜筒产生的振动的减振系统。该减振系统具备：(i)促动器单元，具有能够伸缩的压电体，从镜筒的侧面的至少3个部位分别向框体的上表面延伸，将镜筒的侧面与框体的上表面之间相连；(ii)驱动电源，供给使压电体伸缩的驱动电压；(iii)振动检测部，对包含镜筒的振动的大小以及振动的方向的振动状态进行检测；以及(iv)控制部，根据由振动检测部检测到的振动状态，以在镜筒在远离促动器单元的方向上振动时促动器单元收缩、在镜筒在接近促动器单元的方向上振动时促动器单元伸长的方式，控制对促动器单元的压电体供给的驱动电压，由此抑制被减振体的振动。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的减振系统的概念构成的图。

图2(a)是从正面观察第一实施方式所涉及的促动器单元时的外观图。

图2(b)是从上方观察第一实施方式所涉及的促动器单元时的外观图。

图3表示第二实施方式所涉及的压电元件中的压电体的构成例。

图4表示第三实施方式所涉及的压电元件中的压电体的层叠构成例。

图5表示第四实施方式所涉及的压电元件中的压电体的配置构成例。

图6表示第五实施方式所涉及的压电元件中的压电体的配置构成例。

图7是从上方观察第一变形例的促动器单元时的外观图。

图8是从上方观察第二变形例的促动器单元时的外观图。

图9概念地表示减振系统的变形例的促动器单元的配置例。

图10是从侧方观察第三变形例的促动器单元时的外观图。

图11表示应用了第一实施方式所涉及的减振系统的光学装置即电子束描绘装置的概念构成例。

图12(a)表示镜筒的振动状态处于第一次振动模式A的情况。

图12(b)表示镜筒的振动状态处于第二次振动模式B的情况。

图12(c)表示镜筒的振动状态处于第三次振动模式C的情况。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的减振系统进行说明。

图1概念地表示本发明的第一实施方式所涉及的减振系统1的构成。例如，减振系统1应用于设置在基体2上的筒形状或者箱状的被减振体3。说明用于抑制由在被减振体3产生了的振动导致的被减振体3的运动的减振系统。说明后述的第一实施方式所涉及的减振系统用于在半导体晶圆、光掩模原版上描绘微小图案的描绘装置的例子。基体2可以是对载放作为样本的光掩模的工作台进行收纳的描绘室。被减振体3可以是收纳投影系统的镜筒。在被减振体3上产生的振动包括从外部传播来的振动、以及来自虽然未图示但设置于被减振体3自身的驱动系统的振动。

减振系统1具备：促动器单元4，构成为：为了抑制被减振体3的运动而进行减振；振动检测部5，构成为：对被减振体3的振动进行检测；电源8，构成为：供给驱动促动器单元4的电压；以及控制器7，构成为：基于由振动检测部5检测到的振动相关的信息(振动信息)来控制电源8的输出，由此为了抑制被减振体3的振动而控制促动器单元4。

振动检测部5具备对在被减振体3产生的振动进行检测的振动检测传感器6。在该例子中，作为振动检测传感器6，使用与被减振体3接触地配置的第一传感器6a、以及从被减振体3分离地配置的第二传感器6b。

第一传感器6a例如是加速度传感器或者应变传感器。作为加速度传感器，能够利用公知构造的传感器。能够将使用了MEMS半导体技术的3轴加速度传感器用作为加速度传感器。此外，也能够利用压阻式3轴加速度传感器。另外，在被减振体3为圆柱、棱柱形状的情况下，通过以2轴加速度传感器的2轴与其上表面的平面方向(XY方向)相一致的方式设置，由此也可以代替3轴加速度传感器而利用2轴加速度传感器。其原因在于，在被减振体3的上表面上，由于振动而向垂直方向上升了的部位与向垂直方向下降的部位，在垂直方向上为相同的位移量，因此这2个部位的垂直方向的加速度向量相抵消。

第二传感器6b例如是用于通过激光等的光束非接触地计测距离的光学传感器，被减振体3与第二传感器6b之间的距离变化被检测为振动幅度(振动的振幅)。如后述那样，优选在被减振体3的振动振幅变得最大的位置上配置这些振动检测传感器6。

振动检测部5基于由振动检测传感器6检测到并输出的被减振体3的运动的值，生成振动信息(包含振动幅度以及振动方向)并向控制器7输出。例如，在为3轴型加速度传感器的情况下，振动检测传感器6根据表示各个轴向的加速度的电信号生成振动信息。

对本减振系统中使用的促动器单元4进行说明。图2(a)是从正面观察促动器单元4时的外观图，图2(b)是从上方观察促动器单元4时的外观图。在第一实施方式中，如以下所说明的那样，促动器单元4为较长的板形状。将促动器单元4的面积较大的正反面称为主面或者主面侧，将长边方向上的两端侧的面积较小的面称为端面或者端部。

各促动器单元4包括：(i)配置于大致中央，作为减振部件起作用的长方形的压电元件10；(ii)与压电元件10的伸缩方向m即长边方向的两侧连结的固定部13、14；以及(iii)用于将压电元件10与固定部13、14进行连结的支撑部件12。在这一个方式中，压电元件10上包括固定部13、14的结构为促动器单元4。也可以代替该情况，而在促动器单元4中，压电元件10的后述的基材15(core member)与固定部13、14通过金属材料等的相同部件而一体地形成。此外，图2表示压电元件10与固定部13、14使用支撑部件12连结的促动器单元4的构成，但只要成为各固定部13、14夹持压电元件10的基材15的构造，则不一定需要使用支撑部件12。

并且，图2所示的固定部13、14的形状为一个例子，能够根据固定部13、14所固定的被减振体3的形状、安装位置而适当地变更。在该促动器单元4中，支撑部件12架设在压电元件10与固定部13、14各自的端部之间，使螺栓16贯通在其各自上形成的固定用孔中，通过螺母进行固定、或者通过铆接进行固定。通过该固定，促动器单元4具有配置为一条直线状、且相互连结的压电元件10和固定部13、14。

压电元件10具备：作为芯材的能够弹性变形的平板状的基材15；以及安装在基材15的两个主面上的薄膜压电体11。压电体11根据被施加的驱动电压进行伸缩。压电元件10具有用于从电源8供给其驱动电压的布线(包含形成在基材15上的电路图案)。压电体11根据经由这些布线从电源8供给的驱动电压，通过反压电效应进行伸缩，由此促动器单元4进行伸缩。由于压电体11的伸缩，基材15在与基材15的面交叉的方向上翘曲或者挠曲，或者基材15在沿着面的方向上伸缩，由此压电元件10的长边方向的长度改变。参照这样的压电元件10来说明后述的实施方式以及变形例。

基材15优选为使用了具有能够反复进行挠曲变形和向原形状恢复的弹性变形特性的金属材料的板状部件，例如能够使用较薄的钢板。除此以外，也能够应用具有能够挠曲变形的弹性变形特性的树脂部件。如此，基材15的材料不限定于金属材料，只要是树脂材料、或者为了在促动器单元4安装于被减振体3时赋予所需要的伸缩量能够充分地弹性变形、且为某种程度硬质的材料即可。

第一实施方式所涉及的基材15的外形为长方形形状，基材15的伸缩方向(在此，与促动器单元4伸缩的方向对应)沿着长方形的长轴方向。在该例子中，基材15具有：为了支撑压电体11而设置于长方形形状的基材15的中央部分、且形成得较薄的平坦部15a；以及为了在基材15的两端部15b分别将基材15与固定部13、14连结，而带有锥度地使厚度增加的端部15b。但是，基材15的支撑压电体11的区域，只要能够对压电体11的位移进行响应，则不一定比其他部分薄。在第一实施方式中，为了将压电元件10与固定部13、14通过支撑部件12进行连接，端部15b具有带有锥度而增加的厚度。另外，基材15的平坦部15a和连接用的端部15b不需要由相同材料一体地形成。连接用的端部15b也可以由与平坦部15a不同的材料形成。此外，连接用的端部15b也可以具有与平坦部15a分体、并夹持平坦部15a的两端的构造。并且，固定部13、14的各自只要具有对压电元件10的两端分别进行夹持而保持的构造，则连接用的端部15b也可以与平坦部15a为相同厚度。

固定部13、14分别为，在其一端与压电元件10连结，在其另一端具有用于将促动器单元4固定于被减振体3或者基体2的上表面的连接部13a、14a。连接部13a、14a被设置为，与在长边方向上延伸的固定部13、14倾斜地交叉。连接部13a、14a的端面(促动器单元4与被减振体3或者基体2的上表面相接触)的倾斜，规定将促动器单元4固定于被减振体3以及基体2的上表面时的促动器单元4的倾斜角度(图1所示的角度a)。连接部13a、14a例如具有未图示的螺孔，相对于被减振体3以及基体2通过使用了螺栓等的螺纹固定来固定。此外，在由于维护等而需要将被减振体3从基体2拆卸的情况下，促动器单元4也可以为能够容易地拆卸的构造。在该情况下，连接部13a、14a也可以具有如下构成：将连接部13a、14a插入为了促动器单元4而设置于被减振体3以及基体2的上表面的安装用件(例如，C形状的轨道的插口部件)，由此将连接部13a、14a钩挂于安装用件。

压电体11例如是将锆钛酸铅陶瓷(PZT)等压电体材料加工为纤维状、并通过环氧树脂粘合而形成为薄膜状的压电陶瓷。虽然未图示，但压电体11具有使用环氧树脂与压电陶瓷的主面结合的、具有电极的聚酰亚胺膜。

压电体11使用粘合剂等粘贴于基材15的压电体支撑区域即平坦部15a。该电极与用于供给上述驱动电压的布线电连接。压电体11例如与被称为Micro Fiber Composite(MFC)的压电促动器单元同样地起作用。

如图1所示那样，促动器单元4被倾斜地设置，以便将被减振体3的侧面与基体2的上表面之间直线地连接。促动器单元4在将被减振体3的侧面与基体2的上表面之间倾斜地直线连接时，以促动器单元4的主面对与被减振体3的侧面交叉的假想平面进行仿形的方式，将促动器单元4的主面固定于被减振体3的侧面。在该例子中，在促动器单元4的主面与被减振体3的侧面正交的方向上固定促动器单元4。如果被减振体3为圆筒形状，则促动器单元4的主面沿着被减振体3的径向配置。

在该例子中，4个促动器单元4从在被减振体3的周围位于等间隔(90度间隔)的部位向基体2的上表面、向斜下方向延伸。第一实施方式的构造与如下的现有构造不同：向上方立起的一个或者多个支撑部件设置在基体2上，为了固定被减振体3而促动器单元设置在支撑部件与被减振体3之间。在第一实施方式中，一体构成的促动器单元4将被减振体3与基体2直接连结。另外，本实施方式使用4个促动器单元4，但促动器单元4的数量不限定于此。使用至少3个促动器单元4，并在被减振体3的周围等间隔(120度间隔)地配置，由此能够实现同样的被减振体3的减振。此外，被减振体3的横截面例如为5边形那样的多边形，在为多棱柱形状的情况下，只要在被减振体3的3个面以上的侧面配置促动器单元4即可。此外，也可以在多棱柱的各个侧面上配置促动器单元4。

控制器7基于从振动检测部5输出的振动信息(包含振动幅度以及振动方向)，对电源8的输出进行控制而使压电元件10伸缩，并抑制被减振体3的振动。即，在被减振体3向从促动器单元4的某一个远离的方向运动了时，压电体11通过控制器7而收缩以使基材15收缩，由此使促动器单元4的整体长收缩。相反，在被减振体3向接近的方向运动了时，压电体11通过控制器7而伸展以使基材15伸长，使促动器单元4的整体长度伸长。

以上说明了的第一实施方式所涉及的减振系统1，为了实现足够的减振而具有小型、简单的构成。减振系统1具有能够对各种装置后加的通用性。减振系统1的促动器单元4在压电元件的尺寸、构成、以及与其他压电体的组合、其配置方面具有自由度。此外，关于促动器单元4，伸缩量(伸缩长度)以及基于伸缩的力根据能够需要进行设定。通过适当地设定搭载于压电元件10的压电体11的伸缩量以及伸缩力，能够容易地得到用于对被减振体3所产生的多种振动进行减振的适当性能。该减振系统1为简单的构成，因此具有能够对于现有的各种装置通过后加来设置的通用性。

减振系统1为将促动器单元4直接连结在产生振动的被减振体3与搭载被减振体3的基体2之间的简单构成。因此，不需要为了压电元件10而在基体2、或者其周边设置柱部件、架台、支架等特别的构造物。此外，在安装压电元件10之时不需要支柱等构造物，因此用于将促动器单元4向装置安装的空间较少即可。此外，由于安装位置的自由度未被限制，因此能够在对于振动有效的被减振体3的部位配置促动器单元4。

并且，上述的第一实施方式为，减振系统1进行立在基体2的上表面上的被减振体3的减振，但本发明不限定于此。此外，减振系统1的促动器单元4为了被减振体3的减振而起作用，但由于不会为了有效固定被减振体3而起作用，因此即使是被减振体3设置于基体2的上表面以外的面、例如下表面的构成，只要在该被减振体3上同样地设置减振系统1，则能够起到相同的效果。

接下来，参照图3至图6对其他实施方式所涉及的促动器单元4所使用的压电元件11进行说明。图3表示第二实施方式的压电元件18中所使用的压电体11的构成。图4表示第三实施方式的压电元件19中的压电体11的层叠构成。图5表示第四实施方式的压电元件21中的压电体22、23的配置构成。图6表示第五实施方式的压电元件25中的压电体26、27的配置构成。

参照图3对第二实施方式的压电元件18进行说明。

在上述压电元件10中，在基材15的平坦部15a的正反两个主面的各自上载放有1个压电体11。与此相对，在第二实施方式的压电元件18中，在基材15的平坦部15a的一个主面上设置有1个压电体11。使用这样的压电元件18的促动器单元，与使用压电元件10的促动器单元相比较伸缩力变小，但适合于轻量、振动能量较小的被减振体。

参照图4对第三实施方式的压电元件19进行说明。

第三实施方式的压电元件19的构造为，在基材15的平坦部15a的两个主面的各自上，具有层叠的多个压电体11(11a～11d)。在图4所示的例子中，在平坦部15a的一个主面上层叠有压电体11a、11c，在另一个主面上层叠有压电体11b、11d。在这些压电体11a～11d的各自上，附加有形成了上述电极的聚酰亚胺膜。另外，在压电体11a～11d的各自中，电极与个别的电源供给线连接，因此压电体11a～11d能够分别被独立地驱动。因此，能够选择性地驱动压电体11a～11d，以便对各种被减振体固有的振动、运动进行最佳的减振。通过这样的构成，能够将1个压电元件19对于各种类型的被减振体通用地加以利用。

这些压电体11a～11d为，(1)可以使用压电体的压电体材料相同、且具有相同伸缩量的压电体，(2)也可以使用按照每个主面而压电体材料以及伸缩量相互不同的压电体。并且，压电体11a～11d也可以由(3)压电体材料以及伸缩量的某一方不同的压电体构成。此外，压电体11a～11d也可以是不同特性的压电体的适当组合。

在压电体11a～11d由压电体材料以及伸缩量全部相同的压电体构成的情况(1)下，伸缩量与压电元件10相同，但在伸缩时产生的力(伸长力、以及压缩力)成为压电元件10的力的几乎2倍。因此，第三实施方式的压电元件19适合于对重量较重或者刚性较大的被减振体的振动进行减振的情况。

在压电体11a～11d由压电体材料不同、伸缩量不同的压电体构成的情况(2)下，例如，提示第一例和第二例。在第一例中，基材15的各主面由不同的压电体材料构成，具有不同伸缩量的压电体的不同组合。在第二例中，基材15的各个主面由不同的压电体材料构成，具有不同伸缩量的压电体的相同组合。在第一例中，压电体11a、11b由相同的压电体材料形成，具有相同的伸缩量，压电体11c、11d与压电体11a、11b不同，但由相同的压电体材料构成，具有相同的伸缩量。即，在第一例中，基材15的2个主面的特性相同，分别具有压电体11a、11c的组合和压电体11b、11d的组合。

在第二例中，一个主面(上表面)上的压电体11a、11c由相同的压电体材料形成，具有相同的伸缩量，另一个主面(下表面)上的压电体11b、11d与压电体11a、11c的材料和伸缩量不同，但由相同的压电体材料形成，具有相同的伸缩量。即，在第二例中，设置于一个主面的压电体11a、11c的组合、与设置于另一个主面的压电体11b、11d的组合具有不同特性。这些压电体11a～11d分别独立地与电源供给线连接，能够被选择性地驱动。因此，压电体11a～11d能够被选择性地驱动，以便对于各种被减振体固有的振动、运动进行最佳的减振。当如此由压电体材料以及伸缩量不同的压电体构成时，能够通过选择所驱动的压电体来选择伸缩量的范围，能够对各种振动高效地进行减振。

在此，说明压电体11a～11d使用压电体材料或者伸缩量的某一方特性不同的压电体而构成的情况(3)。例如，压电体11c、11d的压电体材料与压电体11a、11b的压电体材料相同，但压电体11c、11d的伸缩量与压电体11a、11b的伸缩量不同。

另外，在上述(1)至(3)的情况下的压电元件19的构成例中，在基材15的平坦部15a的两个主面上层叠有相同数量的压电体11a-11d。但是，所层叠的压电体的数量，也可以对于主面分别不同。具体地说，在一个主面上配置2个压电体，在另一个主面上配置1个压电体。如此，对于上述(1)至(3)的情况下的压电元件19的一个主面和另一个主面，能够选择性地使用压电体的不同配置(按照列配置或者层叠)、不同数量(1层或者多层)的任意的适合组合。此外，在压电元件19中使用的多个压电体，也可以由控制器56分别独立地驱动。也可以代替该情况，而将这多个压电体分组，而各个组由控制器56分别独立地驱动。

为了实现与被减振体3的振动特性相匹配的促动器单元4的减振，而根据预先检测出或者推断出的该被减振体3的振动的大小(幅度)、频率来设定压电元件19中的压电体的构成、配置(例如，单层或者层叠，基材15的主面的配置位置)，由此压电元件19能够具有适当的伸缩量、伸缩力。

接下来，参照图5对第四实施方式的压电元件21进行说明。

在该压电元件21中，多个压电体22、23在基材24的主面上沿着伸缩方向m纵列地配置。具体地说，如图5所示那样，压电元件21为，具有沿着在基材24的平坦部24a的主面上、沿着压电元件21的长边方向(伸缩方向m)纵列地配置的2个压电体22、23。这些压电体22、23分别是与上述的压电体11(图2(a)所示)同样的压电体。

这些压电体22、23分别具有接收驱动电压的分别独立的电极。上述的控制器7向每个压电体22、23分别独立地供给驱动电压，由此对压电体22、23各自的伸缩进行控制。但是，根据设备的规格，压电体22、23也可以由控制器7共通地控制，以便同时进行伸缩。压电体22、23可以以相同的方式进行伸缩、或者也可以具有相同的伸缩量。也可以代替该情况，压电体22、23可以以不同的方式进行伸缩、或者也可以具有不同的伸缩量。此外，压电体22、23的压电体材料可以是相同的材料、也可以是不同材料。压电体的个数不限定于2个，可以根据需要适当地设定。

在第四实施方式中，在将压电体22、23沿着压电元件21的伸缩方向m纵列地配置的情下，能够增大压电元件21的伸缩量，由此，能够增大促动器单元4进行伸缩的长度。因此，该构成适合于被减振体3振动的振幅比较大的情况。在压电体22、23中的仅某一方的压电体进行伸缩的情况下，能够减小压电元件21的伸缩量，能够得到与上述的压电体11相同的作用效果。

另一方面，能够考虑如下构成：将上述的压电体11分割为2个一半尺寸的压电体22、23，在平坦部24a的主面上，沿着压电元件21的长边方向(伸缩方向m)纵列地配置压电体22、23。在以这些压电体22、23的一方进行伸缩的方式被驱动的情况下，与上述的压电元件10(图2(a)所示)的伸缩量相比，压电元件21的伸缩量变小。在该情况下，由于压电元件21的基材24中的较短的伸缩长度，而促动器单元的伸缩量较小，因此适合于振动数较多(振动的频率较高)的振动的减振。

因此，在压电元件21中，通过将相同尺寸或者不同尺寸的多个压电体组合使用，由此能够在所供给的驱动电压值的可变范围内，改变压电元件21的伸缩量的最大值与最小值之间的范围。此外，能够从尺寸、材料不同的压电体中选择使用适合的压电体，而实现促动器单元4的良好的响应性，由此能够对每单位时间的振动数较多(频率较高)的振动高效地进行减振。

如以上那样，第四实施方式的压电元件21对于被减振体的摆动，能够对应于从振幅较大的振动到振幅较小的振动为止的较大范围，且能够从频率较高的振动到频率较低的振动为止进行减振。

接下来，参照图6对根据第五实施方式的压电元件25进行说明。

在此说明的压电元件25中，在伸缩方向m上延伸的多个压电体26、27并联配置于基材28的主面上。如图6所示那样，压电元件25具有在压电元件25的长边方向(伸缩方向m)上延伸、且并联配置于基材28的平坦部28a的主面上的两种压电体26、27。

与上述的压电元件21同样，这些压电体26、27可以为了进行伸缩而分别独立地由控制器7控制，也可以以同时进行伸缩的方式由控制器7共通地控制。压电体26、27可以通过以相同的方式或者不同的方式进行伸缩而变化，也可以具有相同的伸缩量或者不同的伸缩量。此外，压电体26、27可以由相同的压电体材料构成，也可以由不同的压电体材料构成。当然，压电体26、27不分别限定于2个，其个数能够根据需要而适当地设定。

在压电元件25中，通过使压电体26、27的某一方或者其双方驱动，由此能够切换由于压电元件25的伸缩而产生的力。因此，压电元件25为，即使在减振中由于较大的振幅而需要更大的减振力(能量)的情况下，也能够提高压电元件25产生的减振力。使用了压电元件25的促动器单元4能够对应于从振幅较大的振动到振幅较小的振动为止的较大范围的振动。

此外，在压电体26、27中，在使用了不同的伸缩变化或者伸缩量的压电体的情况下，对于大小振幅混合存在的振动，通过从压电体26、27中选择适合于这些振幅的压电体，能够更快、且有效地减振。

接下来，参照图7对促动器单元的第一变形例进行说明。

图7是从上方观察第一变形例的促动器单元31时的外观图。

在第一变形例的促动器单元31中，2个压电元件10a、10b被层叠、且并联配置。所层叠的2个压电元件10a、10b与固定部13、14连结。压电元件10a、10b均具有与上述的压电元件10相同的构成。

在促动器单元31中，压电元件10a、10b的端部15b分别配置在固定部13、14的端部的主面上，并通过向对齐的固定用的孔中插入固定件16来固定。促动器单元31的构成除了搭载2个压电元件10a、10b以外，与图2(b)所示的促动器单元4的构成相同。

第一变形例的促动器单元31为，由于搭载有层叠的压电元件10a、10b，因此在使压电元件10a、10b同时驱动的情况下，由压电元件10a、10b的伸缩产生的力相对于由单个促动器单元4的伸缩产生的力成为2倍。当然，压电元件10a、10b不需要总是被同时驱动。控制器7也可以将压电元件10a、10b控制为，对压电元件10a、10b中的某一方进行驱动。在被减振体3的振动使促动器单元31产生扭转的情况下，与促动器单元4相比，促动器单元31对于该扭转的耐受性高。因此，在促动器单元31中，压电元件10a、10b的压电体11的伸缩有助于更高效地减振。此外，即使在由老化、热等导致的被减振体3的变形产生使促动器单元31应变的力的情况下，通过促动器单元31的构成，也能够避免该力使压电元件10上产生扭转。

接下来，参照图8对促动器单元的第二变形例进行说明。

图8是从上方观察第二变形例的促动器单元32时的外观图。

在第二变形例中，促动器单元32具有在伸缩方向上串联配置的2个压电元件10a、10b。压电元件10a、10b的外侧端部分别与固定部13、1连结，压电元件10a、10b配置为直线状。压电元件10a、10b分别具有与上述的压电元件10相同的构成。

在促动器单元32中，压电元件10a的一端与压电元件10b的一端使用支撑部件35连结。压电元件10a的另一端与压电元件10b的另一端分别使用支撑部件35与固定部33、34连结。支撑部件35使用螺栓螺母、铆钉等固定件16将压电元件10a、10b与固定部33、34进行固定。

在第二变形例的促动器单元32中，串联配置的压电元件10a与压电元件10b能够增大促动器单元32的伸缩量。因此，促动器单元32能够对从较大振幅到较小振幅为止、且从较高频率到较低频率为止的较大范围的被减振体3的振动进行减振。另外，其他连结部机构也可以设置在压电元件10a与压电元件10b之间。

接下来，参照图9对根据本发明的其他实施方式的减振系统的变形例进行说明。图9概念地表示减振系统的变形例中的促动器单元36的配置。

如图1所示，上述的减振系统的促动器单元4为，以将被减振体3的侧面与基体2的上表面之间直线、且倾斜地连接的方式，固定于基体2以及被减振体3，但促动器单元4的主面(如上述那样，长板的面积较大的正反面)对与被减振体3的侧面正交或者交叉的方向进行仿形。

与此相对，在本变形例中，以促动器单元36的主面以及压电元件10的主面以对被减振体3的圆周向进行仿形的方式，将促动器单元36固定于基体2以及被减振体3。此外，如图9所示那样，在被减振体3为圆筒形状的情况下，以促动器单元36的主面对与被减振体3的径向正交的方向、或者换言之对被减振体3的侧面的切线方向进行仿形的方式，将促动器单元36固定于基体2以及被减振体3。

接下来，参照图10对第三变形例的促动器单元进行说明。

图10是从侧面观察第三变形例的促动器单元37时的外观图。在图2所示上述的促动器单元4中，压电元件10与固定部13、14被配置为直线状。与此相对，第三变形例的促动器单元37具有类似于扇子的弯曲的侧面形状。

在促动器单元37中，例如，短条形状的矩形的压电元件38与扇形状的固定部39交替配置，并通过螺栓螺母等固定件16固定。在该例子中，通过固定部39的扇子的打开角度的调整、所使用的固定部39的数量的设定，促动器单元37能够具有如所希望的那样弯曲了的侧面形状。促动器单元37的各压电元件38在图10中由“m”表示的方向上伸缩。

此外，如图1所示那样，在基体2与被减振体3被连接的区域的附近具有空间，因此能够将直线形状的促动器单元4设置于该区域。但是，当在该区域的附近配置有其他单元的情况下，有时其他单元会成为障碍，而不能够安装直线形状的促动器单元4。或者，为了避开这些其他单元，也许需要较长的促动器单元4。促动器单元37提供对于该问题的1个解决方法。

关于第三变形例，图10表示具有弯曲了的扇状的侧面形状的促动器单元37的例子。但是，促动器单元37的侧面形状不限定于此。促动器单元37也可以具有图8所示那样的将直线形状的部分与弯曲了的部分组合而成的侧面形状。

第三变形例的促动器单元37能够具有以所希望的方式弯曲了的侧面形状，因此能够对成为障碍的其他单元进行迂回，而安装于基体2以及被减振体3。

接下来，参照图11对将第一实施方式所涉及的减振系统1应用于光学装置的例子进行说明。在图11中，作为应用了第一实施方式所涉及的减振系统的光学装置，概念地表示用于在半导体晶圆、光掩模的原版上描绘细微图案的电子束描绘装置41的构成。在该例子中，作为光学装置而例示地表示电子束描绘装置。但是，其中所公开的减振系统，能够应用于镜筒等设置在描绘室等的框体上的任意装置。此外，光束不限定于电子束，也可以是激光、X射线等任意的电磁波。因此，本说明书中的“光学”这个用语解释为除了“光”以外、还包括“电子线”、“电磁波”等。另外，对于使用第一实施方式所涉及的减振系统的电子束描绘装置，对于与上述的控制系统相同的部件赋予相同的参照符号，并对这些省略详细说明。

电子束描绘装置41在装置主体中具备镜筒42以及框体43。框体43收容保持样本49的能够移动的工作台48。镜筒42设置于框体43上，具备对工作台48上的样本49照射电子束55的光源即电子枪46。并且，在框体43的底部设置有脚部45。防振部件44设置在框体43与脚部45之间。脚部45设置在洁净室等的地板面上。通过在框体43与脚部45之间设置防振部件44，由此能够防止地板面的振动传播到装置主体。此外，也可以在框体43的底部与防振部件44之间配置坚固的定盘。另外，样本49例如也可以是光掩模用的玻璃基板。

框体43例如也可以是不锈钢合金等金属的中空箱，构成为能够维持真空。框体43具备用于取出放入样本49的开口(未图示)、以及气密地覆盖开口的能够开闭的门58。在门58打开之后，通过样本搬运机构59从外部搬入样本49，并载放于工作台48。同样，在样本49上描绘了图案之后，样本49通过样本搬运机构59从工作台48上向外部搬出。

此外，为了在样本49上描绘任意的图案时使工作台48移动，工作台驱动机构50设置在工作台内部或者工作台附近。在描绘图案时使工作台48在水平方向上移动，由此所载放的样本49二维(例如，XY方向)地移动。也可以代替为了描绘图案而使样本49稍微移动，而通过后述的透镜驱动部52使电子束弯曲、或者扫描。为了使样本49粗略地移动，也可以使工作台48运动。工作台驱动机构50也可以为了进行样本49的高度调整，而使工作台48升降(Z方向：重力方向)。由工作台48的移动中的加减速引起的惯性力的反作用力，可能作为振动而传递到框体43。工作台48的移动越高速化，该影响越大。

电子束描绘装置41具备：供给用于从电子枪46射出电子束的高电压的高压电源51；驱动光学系统47的透镜驱动部52；将框体43以及镜筒42的内部吸引到真空状态的吸引系统53；使工作台驱动机构50驱动的工作台驱动控制部54；驱动上述促动器单元4的促动器驱动电源57；从加速度传感器61以及应变传感器63取得后述的振动信息的振动检测部5；以及对系统的各部件进行控制的控制器56。电子束描绘装置41进一步具备：配置在镜筒42的上表面或者电子枪46的上表面的加速度传感器61；以及配置于镜筒42的侧面的应变传感器63。

吸引系统53例如能够将粗略吸引用的干式泵、与超高真空吸引用的离子泵或涡轮分子泵等组合来使用。在将各泵与框体43以及镜筒42连接的管上，设置有用于切换地进行吸引的真空阀(未图示)。此外，在框体43以及镜筒42上设置有使框体43以及镜筒42的室内恢复为大气压的漏泄阀。在该例子中，框体43具有1个室。但是，为了缩短吸气时间，也可以追加作为预备排气室的缓冲腔室。

虽然未详细地说明，但由照明透镜、光圈、投影透镜、偏光器、物镜等构成的光学系统47设置于镜筒42。该光学系统47由透镜驱动部52驱动，为了通过在工作台48移动的同时利用电子束55照射样本49而在样本49上描绘所希望的图案，对从电子枪46射出的电子束55进行调整、偏转、扫描。需要利用电子束55准确地照射样本49的所希望的位置或者区域。因此，所描绘的图案越微细化，减少镜筒42内的光学系统47与样本的目标位置追加的相对位移的重要性越增加。

如上所述，设置于电子束描绘装置41的减振系统具备促动器单元4、振动检测部5、加速度传感器61、应变传感器63、以及控制器56。

如图2(a)所示，在各促动器单元4中，长方形的压电元件10、以及沿着伸缩方向m的压电元件的10的两端分别使用支撑部件12而连结的固定部13、14，直线地配置。如图11所示那样，促动器单元4从镜筒42的侧面向等间隔的放射状的4个方向、向斜下方向延伸，并到达框体43的上表面。设置在固定部13、14的前端的连接部13a、14a，以保持各促动器单元4的倾斜角a的方式，通过螺纹固定等固定于镜筒42以及框体43。

在该例子中，加速度传感器61配置于设置在镜筒42上的电子枪46的上表面。应变传感器63配置在镜筒42的侧面的上方。虽然后述，但任意的传感器也可以设置于振动的振幅较大的部位。

加速度传感器61检测由工作台驱动机构50驱动的工作台48的移动所引起的振动成为起因而产生的镜筒42的位移的大小(振动幅度)和方向(振动方向)。应变传感器63根据上述振动镜筒42的应变来检测振动的大小。特别是，加速度传感器61检测工作台48从停止状态转移为移动状态、以及从移动状态转移为停止状态时产生的振动。加速度传感器61还检测在工作台48的移动速度发生了变化时产生的振动。由加速度传感器61输出的检测信号发送至振动检测部5的加速度检测部62。加速度检测部62基于接受到的检测信号，生成至少表示振动幅度和振动方向的振动信息。

应变检测部64基于从应变传感器63接受到的应变检测信号，生成表示振动的大小的振动信息。振动检测部5对于由加速度检测部62生成的振动信息，补充地使用由应变检测部64生成的振动信息，生成振动信息并向控制器56输出。另外，在该例子中，将来自加速度检测部62的振动信息与来自应变检测部64的振动信息组合，而得到振动信息。但是，振动信息也可以使用来自加速度检测部62的振动信息以及来自应变检测部64的振动信息的任一个而得到。并且，如上述那样，为了进行使用了激光等光束的非接触的距离计测，也可以使用光学传感器。

控制器56基于至少表示振动幅度和振动方向的振动信息，对促动器驱动电源57的电压输出进行控制，由此以被减振体3的振动减少的方式对各个促动器单元4的伸缩进行控制。即，各促动器单元4由控制器56控制为，在由于镜筒42的振动而镜筒42向远离该促动器单元42的方向运动了时收缩，相反，在镜筒42向接近该促动器单元42的方向运动了时伸长。

接下来，参照图12(a)、(b)、(c)，对用于使镜筒42的振动减少的促动器单元4的安装位置进行说明。

图12(a)是表示镜筒42的振动状态为第一次振动模式A的图。

如上述那样，在电子束描绘装置41的镜筒42内收容具备照明透镜、光圈、投影透镜、偏振光器、以及物镜等多个构成部件的光学系统47。这些构成部位分别具有相互不同的重量，因此镜筒42的构造在振动中具有多个质点(例如，代表质点101c)。根据镜筒42的振动状态(例如，振动幅度)，质点101c的存在产生质点101在大致直线的线101a-101b之间同步地振动的第一次振动模式A的振动。如图12(a)所示那样，在第一次振动模式A中，立起在框体43上的镜筒42以根部为支点进行振动。因此，如图11所示那样，通过在位于镜筒42上的电子枪46的上表面(顶部)上配置加速度传感器61(或者应变传感器63)，由此加速度传感器61(或者应变传感器63)能够以最大的振动幅度(最大的振动振幅)来检测镜筒42的振动。通过检测最大的振动幅度的振动，由此能够准确地掌握对振动进行减振带来的振动减少。

图12(b)是表示镜筒42的振动状态为第二次振动模式B的图。

在第二次振动模式B中，镜筒42的多个质点在多个质点中的1个质点102c处弯曲，并在产生1个交点的线102a-102b之间进行振动。

如图12(b)所示那样，在第二次振动模式B中，将处于立起在框体43上的镜筒42的根部的支点、处于镜筒42的上方的支点这2个支点作为支点而进行振动。因此，通过在镜筒42的顶部配置加速度传感器61(或者应变传感器63)，由此加速度传感器61(或者应变传感器63)能够以最大的振动幅度来检测镜筒42的振动。通过以最大的振动幅度来检测镜筒42的振动，由此能够正确地掌握对振动进行减振带来的振动减少。

图12(c)是表示镜筒42的振动状态为第三次振动模式C的图。

在第三次振动模式C中，镜筒42的多个质点在多个质点中的2个质点103c、103d处分别弯曲的线103a-103b之间进行振动。

如图12(c)所示那样，在第三次振动模式C中，立起在框体43上的镜筒42将位于镜筒42的根部的支点、位于镜筒42的中间的支点、以及位于镜筒42的上方的支点这3个支点作为支点而进行振动。因此，通过将加速度传感器61(或者应变传感器63)配置于处于镜筒42的上方的振动幅度较大的质点103c，由此加速度传感器61(或者应变传感器63)能够以最大的振动幅度检测镜筒42的振动。通过以最大的振动幅度来检测镜筒42的振动，由此能够准确地掌握对振动进行减振带来的振动减少。

如以上说明的那样，搭载于电子束描绘装置41的各种实施方式所涉及的减振系统，具有直线地延伸的促动器单元4设置在镜筒42与框体43之间的简单构成。与以往的减振系统相比，这些减振系统为小型、轻量，因此不需要用于促动器单元的坚固的支撑构造，能够防止电子束描绘装置41的大型化、重量增加。由于不需要用于促动器单元的安装的支柱、壁等的追加支撑构造，因此能够进一步减少用于安装促动器单元的装置内的空间。并且，由于安装促动器单元的位置的自由度较高，因此能够在对于振动更有效的部位配置促动器单元。

电子束描绘装置41具有用于防止来自地板面的振动传播的制震机构、免震机构，但由搭载减振系统导致的电子束描绘装置41的重量增加较少。因此，搭载本实施方式所涉及的减振系统的电子束描绘装置41，不需要较大的设置面积。此外，由于搭载本实施方式所涉及的减振系统而导致的装置41的重量增加较少，因此也可以不将电子束描绘装置41的设置部位的地板为了能够耐受装置41的重量地进一步加强。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、主旨，并且包含于专利请求范围所记载的发明和其等同的范围。

Claims (16)

1.一种减振系统，对搭载在基体上的被减振体的振动进行减振，具备：

促动器单元，分别具有能够伸缩的压电元件，为了将上述被减振体的侧面与上述基体之间进行连结，而从上述被减振体的侧面的至少3个周向上不同的位置，向至少3个不同方向延伸到上述基体；

驱动电源，为了使上述压电元件伸缩，对上述促动器单元的上述压电元件供给驱动电压；

振动检测部，对包含上述振动的量和方向的上述被减振体的振动的状态进行检测；以及

控制器，以上述促动器单元分别在上述被减振体向远离上述促动器单元的方向运动了时收缩、在上述被减振体向朝向上述促动器单元的方向运动了时伸长的方式，基于由上述振动检测部检测到的上述振动的状态，控制上述驱动电源向上述压电元件供给的电压，由此控制上述被减振体的振动的减振。

2.如权利要求1所述的减振系统，其中，

上述促动器单元分别还具备：

能够变形的平板状的基材；以及

为了形成上述压电元件而搭载在上述基材上的压电体。

3.如权利要求2所述的减振系统，其中，

上述促动器单元分别还具备固定部件，该固定部件构成为：与上述压电元件成列地配置，并将上述压电元件固定于上述被减振体的侧面以及上述基体。

4.如权利要求1所述的减振系统，其中，

上述促动器单元为，在配置于上述被减振体的侧面与上述基体之间时，从上述被减振体的侧面朝向上述基体倾斜地延伸。

5.如权利要求1所述的减振系统，其中，

上述促动器单元分别具备以并联或者串联的方式具有多个压电体的上述压电元件。

6.如权利要求1所述的减振系统，其中，

上述促动器单元分别具备以并联或者串联的方式配置的多个压电元件。

7.如权利要求1所述的减振系统，其中，

上述振动检测部设置于上述被减振体的振动具有最大振幅的位置。

8.一种光学装置，具备：

框体，收容能够移动的工作台；

镜筒，配置于上述框体上；以及

减振系统，对由于上述工作台的移动而产生了的上述镜筒的振动进行减振，

上述减振系统具备：

促动器单元，分别具有能够收缩的压电元件，为了将上述镜筒的侧面与上述框体之间进行连结，而从上述镜筒的侧面的至少3个周向上不同的位置，向至少3个不同方向延伸到上述框体；

驱动电源，为了使上述压电元件伸缩，而对上述促动器单元的上述压电元件供给驱动电压；

振动检测部，对包含上述振动的量和方向的被减振体的振动的状态进行检测；以及

振动控制器，以上述促动器单元分别在上述镜筒向远离上述促动器单元的方向运动了时收缩、在上述镜筒向朝向上述促动器单元的方向运动了时伸长的方式，基于由上述振动检测部检测到的上述振动的状态，控制上述驱动电源向上述压电元件供给的电压，由此控制上述镜筒的振动的减振。

9.如权利要求8所述的光学装置，其中，

上述促动器单元分别还具备：

能够变形的平板状的基材；以及

为了形成上述压电元件而搭载在上述基材上的压电体。

10.如权利要求9所述的光学装置，其中，

上述促动器单元分别还具备固定部件，该固定部件构成为：与上述压电元件成列地配置，并将上述压电元件固定于上述镜筒的侧面以及上述框体。

11.如权利要求8所述的光学装置，其中，

上述振动检测部具有对上述镜筒的上述振动的状态进行检测的加速度检测器。

12.如权利要求8所述的光学装置，其中，

上述振动检测部具有对上述镜筒的振动的状态进行检测的应变检测器。

13.如权利要求8所述的光学装置，其中，

上述振动检测部具有通过光学地计测到上述镜筒为止的距离来对上述镜筒的振动的状态进行检测的光检测器。

14.如权利要求8所述的光学装置，其中，

上述促动器单元为，在配置于上述镜筒的侧面与上述框体之间时，从上述镜筒的侧面的至少3个周向上不同的位置向至少3个不同方向，朝向上述框体倾斜地延伸。

15.如权利要求8所述的光学装置，其中，

上述促动器单元分别具备以并联或者串联的方式具有多个压电体的上述压电元件。

16.如权利要求8所述的光学装置，其中，

上述促动器单元分别具备以并联或者串联的方式配置的多个压电元件。

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