JP2001271870A - 能動除振装置 - Google Patents

能動除振装置

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JP2001271870A JP2000086868A JP2000086868A JP2001271870A JP 2001271870 A JP2001271870 A JP 2001271870A JP 2000086868 A JP2000086868 A JP 2000086868A JP 2000086868 A JP2000086868 A JP 2000086868A JP 2001271870 A JP2001271870 A JP 2001271870A
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Isao Iwai
功 岩井
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な振動抑制性能を引き出すことが出来る
除振装置を提供する。 【解決手段】 除振対象を搭載する除振台1を防振支持
する支持機構2と、除振台1へ制御力を加える加振手段
3と、除振台1の振動を検出する第1の振動検出手段5
と、該第1の振動検出手段5の出力を補償して加振手段
3にフィードバックする制御ループと、支持機構2が設
置される装置設置基礎4の振動を検出する第2の振動検
出手段6と、該第2の振動検出手段6で検出した装置設
置基礎4の振動信号から必要な周波数帯域の振動成分を
分離抽出するバンドパスフィルタ9と、参照信号を発生
させる信号発生手段14と、該信号発生手段14により
発生した参照信号の位相を調整する位相同期手段15
と、位相が調整された参照信号をフィードフォワード補
償器7により補償するフィードフォワードループとを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、装置設置基礎から
の振動伝達特性を、従来に比較して大きく改善する精密
機器等の搭載用能動除振装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子顕微鏡、半導体露光装置等の除振対
象となる精密機器の高精度化に伴い、除振性能に対する
要求は厳しく、高性能な除振装置が不可欠になってい
る。このような要求に対しては、除振台の振動を振動セ
ンサで検出し、その出力信号を補償して、除振台へ制御
力を加えるフィードバック制御だけでなく、装置設置基
礎の振動を適切に補償し、加振手段にフィードフォワー
ドする振動制御方法により、除振性能は飛躍的に向上し
た。
【0003】図3は従来の除振装置を示す構成図であ
る。この従来の除振装置は、不図示の精密機器を搭載す
る除振台1と、該除振台1を防振支持する支持機構2
と、除振台1へ制御力を加える加振手段3と、除振台1
の振動情報を検出する第1の振動検出手段5と、該第1
の振動検出手段5により検出された除振台1の振動情報
が増幅器12及びバンドパスフィルタ10を介して入力
されフィードバック制御則に基づいてフィードバック制
御信号を発生させるフィードバック補償器8とを有して
いる。
【0004】また、この除振装置は、除振台1とそれを
防振支持する支持機構2からなる除振系が設置される装
置設置基礎4の振動を検出する第2の振動検出手段6
と、該第2の振動検出手段6により検出された装置設置
基礎4の振動信号を参照信号としてフィードフォワード
制御信号を生成するフィードフォワード補償器7と、バ
ンドパスフィルタ9及び増幅器11と、フィードバック
制御信号とフィードフォワード制御信号とを合成し加振
手段3を加振する駆動回路13などを備えて構成されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとしている課題】しかし、装置設置
基礎4の振動を検出する振動検出手段6は測定周波数帯
域に制限があり、検出された信号に検出手段6の測定周
波数帯域分を分離抽出するバンドパスフィルタ9を用い
ており、該バンドパスフィルタ9の周波数帯域外では振
動の周波数成分は実際の振動成分とは異なっている。
【0006】そのため装置設置基礎4の振動モードがバ
ンドパスフィルタ9の周波数帯域外に存在した場合、装
置設置基礎4の振動信号を参照信号とするフィードフォ
ワード制御信号により加振手段3を駆動させると、除振
装置の性能を悪化させることがあった。
【0007】本発明は、装置設置基礎の振動信号を参照
信号とするフィードフォワード制御信号により加振手段
を駆動させても、除振装置の性能を悪化させることがな
く、信号発生手段で発生させた参照信号を用いてフィー
ドフォワードをすることで、十分な振動抑制性能を引き
出すことができる能動除振装置を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、除振対象を搭載する除振台と、該除振
台を防振支持する支持機構と、前記除振台へ制御力を加
える加振手段と、前記除振台の振動を検出する第1の振
動検出手段と、該第1の振動検出手段の出力を補償して
前記加振手段にフィードバックする制御ループと、前記
支持機構が設置される装置設置基礎の振動を検出する第
2の振動検出手段と、該第2の振動検出手段で検出した
装置設置基礎の振動信号から必要な周波数帯域の振動成
分を分離抽出するバンドパスフィルタと、参照信号を発
生させる信号発生手段と、該信号発生手段により発生し
た参照信号の位相を調整する位相同期手段と、位相が調
整された参照信号をフィードフォワード補償器により補
償するフィードフォワードループとを備えたことを特徴
とする能動除振装置を提供する。
【0009】本発明によれば、参照信号として装置設置
基礎の振動を直接使わないフィードフォワードループを
設けることで除振装置へ悪影響を与えるバンドパスフィ
ルタによる除振性能の悪化を防ぐことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としては、前
記信号発生手段は装置設置基礎の振動成分中で最も大き
な周波数成分と同一の周波数かつ同一の大きさの信号を
発生させ、前記位相同期手段は前記信号発生手段により
発生した参照信号の位相が装置設置基礎の振動成分中で
一番大きな周波数成分と同じになるように調整すること
が可能である。
【0011】
【実施例】本発明の実施例に係る能動除振装置を図1に
示す。なお、図1では鉛直方向に作用する除振装置を例
にとって示したものであるが、水平方向に作用する除振
装置に対しても適用可能である。
【0012】本実施例に係る除振装置は、不図示の除振
対象である精密機器を搭載する除振台1と、この除振台
1を防振支持するための支持機構2と、除振台1へ制御
力を加える加振手段3と、除振台1の振動を検出する第
1の振動検出手段5と、この第1の振動検出手段5の出
力を適切に補償して加振手段3にフィードバックするフ
ィードバックループとを備えている。
【0013】また、この除振装置は、除振台1及び該除
振台1を防振支持する支持機構2からなる除振系が設置
される装置設置基礎4の振動を検出する第2の振動検出
手段6と、この第2の振動検出手段6で検出した装置設
置基礎4の振動信号から必要な周波数帯域の振動成分を
分離抽出するバンドパスフィルタ9と、参照信号を発生
させる信号発生手段14と、この信号発生手段14によ
って発生させた参照信号の位相を調整する位相同期手段
15と、位相が調整された参照信号を適切に補償するフ
ィードフォワードループと、フィードバック制御信号と
フィードフォワード制御信号とを合成し加振手段3を加
振する駆動回路13などを備えて構成されている。
【0014】フィードバックループの構成は以下の通り
である。支持機構2により防振支持された除振台1の振
動を、加速度センサなどの第1の振動検出手段5で検出
し、検出した振動信号を増幅器12で増幅した後バンド
パスフィルタ10により必要な周波数帯域のみを通過さ
せ、該振動信号をフィードバック補償器8で演算処理
し、駆動回路13を介して加振手段3にフィードバック
することによって、フィードバックループが形成され
る。
【0015】次にフィードフォワードループについて説
明する。信号発生手段14で発生した参照信号は、位相
同期手段15で位相を調整され、フィードフォワード補
償器7で演算処理し、駆動回路13を介して加振手段3
に加えられる。
【0016】信号発生手段14は、装置設置基礎4の振
動を第2の振動検出手段6で検出し、増幅器11で増幅
した後バンドパスフィルタ9により必要な周波数帯域を
分離抽出した振動信号を参照し、振動信号成分中で最も
大きな周波数成分と同一の周波数かつ同一の大きさの信
号を発生させる。また、位相同期手段15は、除振装置
が設置される装置設置基礎4の振動を第2の振動検出手
段6で検出し、増幅器11で増幅した後バンドパスフィ
ルタ9により必要な周波数帯域を分離抽出した振動信号
の位相と等しくなるように参照信号の位相を調整する。
【0017】図2に本発明の実施例に係る除振装置を用
いた場合の効果の例を示す。装置設置基礎4の1次振動
モードの周波数がf1、2次振動モードの周波数がf
2、バンドパスフィルタの上限周波数がfhであり、各
周波数の関係が f1<fh<f2 ………………(式1) であったとすると、フィードフォワード制御を行わない
場合、図2(1)に示すように、装置設置基礎4の共振
モードの振動が除振台1上に乗ってしまう。装置設置基
礎4を直接使う従来の床振動フィードフォワード制御で
は、図2(2)に示すように、1次振動モードの周波数
f1に対する除振台1の振動は抑制するものの、検出手
段の帯域外にある2次振動モードの周波数f2に対する
除振台1の振動は悪化させてしまう。
【0018】本実施例によれば、図2(3)に示すよう
に、2次振動モードの周波数f2に対する除振台1の振
動を悪化させることなく、1次振動モードの周波数f1
に対する除振台1の振動を抑制できる。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、信号発生
手段で発生させた参照信号を用いてフィードフォワード
をすることで、十分な振動抑制性能を引き出すことがで
きる除振装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係る除振装置を示す構成図
である。
【図2】 本発明の実施例に係る除振装置の振動を示す
波形図である。
【図3】 従来の除振装置を示す構成図である。
【符号の説明】
1:除振台、2:支持機構、3:加振手段、4:装置設
置基礎、5:第1の振動検出手段、6:第2の振動検出
手段、7:フィードフォワード補償器、8:フィードバ
ック補償器、9,10:バンドパスフィルタ、11,1
2:増幅器、13:駆動回路、14:信号発生手段、1
5:位相同期手段。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 除振対象を搭載する除振台と、該除振台
    を防振支持する支持機構と、前記除振台へ制御力を加え
    る加振手段と、前記除振台の振動を検出する第1の振動
    検出手段と、該第1の振動検出手段の出力を補償して前
    記加振手段にフィードバックする制御ループと、前記支
    持機構が設置される装置設置基礎の振動を検出する第2
    の振動検出手段と、該第2の振動検出手段で検出した装
    置設置基礎の振動信号から必要な周波数帯域の振動成分
    を分離抽出するバンドパスフィルタと、参照信号を発生
    させる信号発生手段と、該信号発生手段により発生した
    参照信号の位相を調整する位相同期手段と、位相が調整
    された参照信号をフィードフォワード補償器により補償
    するフィードフォワードループとを備えたことを特徴と
    する能動除振装置。
  2. 【請求項2】 前記信号発生手段は装置設置基礎の振動
    成分中で最も大きな周波数成分と同一の周波数かつ同一
    の大きさの信号を発生させ、前記位相同期手段は前記信
    号発生手段により発生した参照信号の位相が装置設置基
    礎の振動成分中で一番大きな周波数成分と同じになるよ
    うに調整することを特徴とする請求項1に記載の能動除
    振装置。
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