JP2001304332A - 能動制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピッチング、ローリング、ヨーイングなどの
回転振動を迅速に制振する、コンパクトな構成の能動制
振装置を提供する。 【解決手段】 振動に対し保護すべき精密機器等の保護
対象を搭載する除振台１に設置され、除振台１は支持機
構２により防振支持されており、除振台１に固定されト
ルクを発生する回転アクチュエータ５１と、回転アクチ
ュエータ５１に接続され除振台１に対し相対的に回転方
向に運動するフライホイール５２とを有し、回転アクチ
ュエータ５１がフライホイール５２を回転方向に駆動す
る際に発生する駆動反力により除振台１にトルクを加え
る回転質量ユニット５０と、駆動指令信号に応じて回転
アクチュエータ５１を駆動する駆動回路５３とを備え、
保護対象に伝達される有害振動を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、除振性能を損なう
ことなく制振性能を向上させることが可能であり、特
に、半導体露光装置などのように、除振台上にＸＹステ
ージのような駆動手段を有する機器が搭載された場合で
も、装置に発生するピッチング、ローリング、ヨーイン
グなどの回転振動を迅速に制振することができる精密機
器用の能動制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子顕微鏡、半導体露光装置等の精密機
器の高精度化に伴い、より高い性能を有する除振・制振
装置が求められている。特に半導体露光装置において
は、露光に悪影響を及ぼす振動が露光用ステージに発生
しないように、床などの装置設置基礎からの振動をはじ
めとする外部からの振動を極力除去、絶縁するととも
に、除振台に搭載されたＸＹステージなどの駆動手段を
有する機器の動作によって発生する振動を速やかに低減
する必要がある。

【０００３】半導体露光装置では、ＸＹステージのステ
ップ・アンド・リピートという間欠的な繰り返し動作、
あるいは、スキャニング露光のためのスキャン動作が、
除振台の振動を励起する。ＸＹステージの駆動反力、お
よび、ＸＹステージの荷重移動が除振台を励振してしま
うのである。

【０００４】従ってこの種の分野における除振・制振装
置には、床などの装置設置基礎からの振動をはじめとす
る外部振動から除振台を振動的に絶縁するとともに、除
振台に搭載された機器の動作によって発生する振動を迅
速に減衰することが求められている。特にスキャン露光
装置では、露光用ステージがスキャン動作をしている状
態で露光を行うため、振動の低減・抑制性能への要求は
厳しく、一段と高性能な除振・制振装置が不可欠となっ
ている。

【０００５】このような要求に対しては、除振台の振動
をセンサで検出し、その検出信号を補償して、除振台に
制御力を加えるアクチュエータにフィードバックするこ
とにより能動的に除振台の振動制御を行う、各種の能動
除振・制振装置が開発され、一部は実用化されている。

【０００６】ところで、従来、精密機器用の除振・制振
装置としては、主に、除振台を防振支持する支持機構を
用いて除振台の振動を低減、抑制する、除振脚式の能動
制振装置が広く用いられてきた。つまり、除振台を装置
設置基礎上で支持する空気ばね、あるいは、そのような
空気ばねと力学的に並列に配置され、除振台と装置設置
基礎との間に力を作用させる電磁アクチュエータなどを
アクチュエータとして用いて除振台の振動を制御する装
置が、精密除振装置に広く用いられてきた。

【０００７】しかし、この種の装置で、除振台上に搭載
された機器の駆動反力による振動を制振するような場
合、除振装置から除振台に対して力を加えなければなら
ない。また、能動的なアクチュエータを用いない、単な
る空気ばねや液圧ダッシュポットなどの受動的なばね、
ダンパ要素を用いた受動形除振装置でも、空気ばねや液
圧ダッシュポットが、除振台の変位や速度に応じた力を
除振台に加える。

【０００８】このような場合では、除振脚・除振装置に
よる、除振台への作用の反作用力が、装置設置基礎に加
わる。つまり、この反作用力が装置設置基礎を励振し、
装置性能に悪影響を及ぼす。励振された装置設置基礎の
振動が除振脚を経由して除振台に伝わり、装置に悪影響
を及ぼしてしまうのである。

【０００９】半導体露光装置を設置する環境に要求され
る振動条件は益々厳しくなってきており、装置設置基礎
を励振することなく除振台の振動を抑制、低減する手段
が必要になってきている。

【００１０】このような問題を解決するための手段とし
て、錘となる質量（慣性負荷）をアクチュエータで駆動
し、その駆動反力を制御力として利用する、アクテイブ
・マス・ダンパ、あるいは、カウンタマスなどと呼ばれ
る能動制振装置が開発されている。図９にその一例を示
す。

【００１１】図９は、特願平１１−１５１１４１号「能
動制振装置及びこれを用いた半導体露光装置」として開
示されている装置の構造を説明するための図面である。
この装置は、直線方向に推力を発生するアクチュエータ
を用いて、錘となる質量を直線方向に駆動する構造を有
している。図９に示す装置は錘となる質量を鉛直方向に
駆動することで鉛直方向の振動を制振する装置である。

【００１２】これは、電磁駆動のリニアモータなどをは
じめとする、直線方向に推力を発生するアクチュエータ
である直動アクチュエータ８１、該直動アクチュエータ
８１によって、直線方向に駆動される可動質量８２から
なる。図９では、直動アクチュエータとして、コイル巻
線を有する固定子８１ａと、可動質量８２に固定された
永久磁石８１ｂとの相互作用によって、図示矢印の直線
方向の推力を発生する電磁駆動のリニアモータを用いた
例を示す。直動アクチュエータ８１は、ベース部材８３
を介して制振対象に締結され、可動質量８２を制振対象
に対して変位させるように推力を発生させる。可動質量
８２を変位させるために直動アクチュエータ８１に推力
を発生させると、可動質量８２に作用する推力の反作用
力が制振対象に作用する。

【００１３】また、図１０はこれと同様の能動制振装置
であって、水平方向の振動を低減するように作用する装
置の構造を説明するための斜視図である。図９の装置同
様、電磁駆動のリニアモータなどの直動アクチュエータ
８４、直動アクチュエータ８４によって、直線方向に駆
動される可動質量８５などからなる。図１０では、直動
アクチュエータとして、コイル巻線を直線方向に複数並
べた固定子８４ａと、可動質量８５に固定された永久磁
石８４ｂとの相互作用によって、図示矢印の直線方向の
推力を発生する電磁駆動のリニアモータを用いた例を示
す。直動アクチュエータ８４は、ベース部材８６を介し
て制振対象に締結され、可動質量８５を制振対象に対し
て変位させるように推力を発生させる。可動質量８５を
変位させるために直動アクチュエータ８４に推力を発生
させると、可動質量８５に作用する推力の反作用力が制
振対象に作用する。

【００１４】この種の能動制振装置は、これらの反作用
力を制振対象への作用力として利用し、制振対象の振動
の検出信号を補償した信号などに基いてこの作用力を調
整することで、振動制御を行う。つまり、支持機構、除
振脚などを介して、装置設置基礎などの外部に不要な力
を発生・伝達させることなく、除振台などの回転振動を
低減することができる。そのために、除振台の振動を低
減、抑制するための力の反作用により、除振台上に搭載
された精密機器への有害振動の原因となる装置設置基礎
振動を励振することがないというメリットがある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、直動アクチ
ュエータを用いて除振台に加える制御力を得るこの種の
能動制振装置を実際に適用する場合には、振動低減に必
要な推力や、抑制すべき振動の周波数帯域などを考慮し
て、適切な可動質量、可動ストロークを設定する必要が
ある。例えば、この種の能動制振装置を用いて、除振台
上に搭載されたＸＹステージなどの機器の駆動反力によ
って発生する振動を低減するような場合、除振台の加振
源となるＸＹステージの駆動反力を相殺するために十分
な質量、ストロークを有する制振装置が必要である。

【００１６】先に、図９や図１０を用いて説明したタイ
プの能動制振装置を用いて、ＸＹステージの駆動反力に
起因する振動を低減しようとした場合、該ＸＹステージ
なみに可動質量の質量、ストロークを大きくした装置を
用いる必要がある。

【００１７】一方、半導体露光装置では、ＸＹステージ
の駆動反力、荷重移動により、露光装置本体の並進方向
の振動だけでなく、ピッチング、ローリング、ヨーイン
グなどの回転振動が発生する。しかし、このような回転
振動を、先に説明した直動アクチュエータを用いたタイ
プの能動制振装置を用いて効果的に制振するには、一つ
の回転モードに対して、少なくとも二つ以上の制振手段
や、アクチュエータが必要である。しかし、質量、スト
ロークの大きい直動型の能動制振装置を数多く用いるこ
とは、装置規模の増大を伴うため、望ましいことではな
い。並進、回転の各運動モードを適切に抑制できる、よ
りコンパクトで効率のよい能動制振装置の実現が望まれ
ている。

【００１８】本発明は、以上のような課題を解決すべ
く、外部の機器や環境に不要な力を発生・伝達すること
なく、制振対象に発生するピッチング、ローリング、ヨ
ーイングなどの回転振動を迅速に制振することができ
る、コンパクトな構成の精密機器搭載用の能動制振装置
を提供することを目的とするものである。

【００１９】

【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、除振台に搭載され、振動に対し保護す
べき保護対象に伝達される振動を低減する能動制振装置
であって、前記除振台は支持機構により防振支持されて
おり、前記除振台に固定される回転アクチュエータと、
前記回転アクチュエータに接続され前記除振台に対して
相対的に回転方向に運動する回転慣性要素とを有し、前
記回転アクチュエータが前記回転慣性要素を回転方向に
駆動する際に発生する駆動反力によって前記除振台にト
ルクを加える回転質量ユニットと、駆動指令信号に応じ
て前記回転アクチュエータを駆動する駆動回路とを備え
たことを特徴とする能動制振装置を開示する。

【００２０】当該能動制振装置は、前記除振台の回転方
向の振動を検出する回転振動検出手段と、前記回転振動
検出手段で検出された前記除振台の回転振動に相当する
信号を補償する補償演算手段とを備え、前記補償演算手
段によって得られた信号に基いて前記回転質量ユニット
を駆動することにより、前記除振台の回転振動を低減す
ることができる。

【００２１】回転振動検出手段としては、前記除振台の
振動を検出する複数の振動検出手段と、前記複数の振動
検出手段の出力信号から前記除振台の回転方向の振動成
分に相当する信号を抽出する回転振動抽出手段と、から
なるものを用いることができ、振動検出手段には加速度
センサ、速度センサなどを用いることができる。

【００２２】また、回転振動検出手段には、前記除振台
の回転角速度に相当する信号を検出する角速度センサを
用いることもでき、光学式角速度センサなどを好適に用
いることができる。

【００２３】前記回転アクチュエータには、永久磁石で
形成された磁界の中にコイル巻線を有する回転運動機構
を配置し、永久磁石で形成された磁界とコイル巻線に流
れる電流とによって発生するローレンツ力を利用してト
ルクを発生する電磁駆動式ＤＣモータを用いることがで
きる。

【００２４】また、前記回転アクチュエータは、永久磁
石を有する回転機構と、その回転機構の外周に配置され
た複数のコイル巻線とを備え、前記複数のコイル巻線に
流す電流を制御して前記回転機構の回転方向に磁界を変
化させることで発生する回転磁界を、前記回転機構の永
久磁石に作用させることでトルクを発生する同期式ＡＣ
モータを用いることもできる。また、導体で構成された
回転機構と、その回転機構の外周に配置された複数のコ
イル巻線とを備え、前記複数のコイル巻線に流す電流を
制御して前記回転機構の回転方向に磁界を変化させるこ
とで発生する回転磁界を前記回転機構の導体に作用さ
せ、その結果として前記導体に誘導された電流による磁
界と前記回転磁界との相互作用によりトルクを発生する
誘導式ＡＣモータ、なども用いることができる。

【００２５】また、前記回転アクチュエータには、ある
支点を中心にして回転方向に一定の角度の範囲内で揺動
可能な部材であってその揺動部分の少なくとも２箇所に
コイル巻線を有する回転運動機構と、前記コイル巻線が
存在する空間に磁界を形成する永久磁石を備えたもので
あり、前記永久磁石で形成された磁界と前記コイル巻線
に流れる電流とによって発生するローレンツ力を利用し
てトルクを発生させる揺動型の電磁駆動モータを用いる
こともできる。また、前記回転アクチュエータとして
は、ある支点を中心にして回転方向に一定の角度の範囲
内で揺動可能な部材であってその揺動部分の少なくとも
２箇所に、磁界を形成する永久磁石を備えた回転運動機
構と、前記永久磁石が形成する磁界中に配置されたコイ
ル巻線を備え、前記永久磁石で形成された磁界と前記コ
イル巻線に流れる電流とによって発生するローレンツ力
を利用してトルクを発生させるタイプの揺動型の電磁駆
動モータを用いることもできる。

【００２６】また、前記除振台各部に同一回転運動方向
に作用する前記回転質量ユニットが複数台数配置され、
かつ、各回転質量ユニットはいくつかの群に分けられ
て、同一の群に含まれる複数の回転質量ユニットは、同
一の駆動指令信号によって駆動される構成にすることも
できる。

【００２７】前記回転質量ユニットは複数台数配置さ
れ、前記除振台のピッチング、ローリング、ヨーイング
のうちの少なくとも１つ以上の回転運動モードにトルク
を加えるものであることが望ましい。

【００２８】前記能動制振装置は、前記除振台に搭載さ
れたＸＹステージなどの駆動手段を備えた機器の動作状
態、または、その制御手段からの信号に適切な補償演算
を施して、前記除振台の回転運動モードに対するトルク
指令信号を算出する前向き補償演算手段を備え、前記前
向き補償演算手段で得られる信号に基き、前記回転質量
ユニットを駆動するものであってもよい。

【００２９】また、前記能動制振装置は、支持機構を介
して前記除振台が設置されている床などの装置設置基礎
の振動を検出する複数の装置設置基礎振動検出手段と、
前記複数の装置設置基礎振動検出手段から装置設置基礎
の回転振動成分に相当する信号を抽出する装置設置基礎
回転振動抽出手段と、その出力信号を適切に補償する装
置設置基礎振動補償演算手段とを備え、前記装置設置基
礎振動補償演算手段にて得られた補償信号に基き、前記
回転質量ユニットを駆動するものであってもよい。

【００３０】前記能動制振装置は、発生可能なトルクの
最大値、回転動作範囲、および、発生トルクの分解能な
どが異なる複数種類の回転質量ユニットを備え、前記除
振台の回転振動の周波数成分に応じて、大トルクを発生
可能で回転動作範囲が大きい回転質量ユニット、ごく微
小なトルクを精度よく制御可能な回転質量ユニット、そ
れぞれを使いわけて用いて前記除振台の振動を低減する
ようにしてもよい。

【００３１】前記回転振動を低減するために用いる能動
制振装置は、前記除振台に固定されアクチュエータを用
いて慣性負荷を直線方向に駆動する際に発生する駆動反
力によって前記除振台に制御力を加える直動制振ユニッ
トを備え、該直動制振ユニットを用いて前記除振台の並
進運動方向の振動を低減する直動型能動制振装置を併用
したものであり、それと併せて動作するものであること
が望ましい。

【００３２】前記除振台を支持する支持機構は、空気ば
ねと、前記空気ばねの内部圧力を電気指令信号によって
調整する制御弁とからなる空気圧駆動式アクチュエータ
であってもよく、この空気圧駆動式アクチュエータは、
圧力指令信号を入力とし、前記空気ばねの内部圧力を検
出する圧力センサを備え、前記圧力指令信号と前記圧力
センサの出力信号との差信号を補償する圧力補償手段を
備え、前記圧力補償手段で得られる補償信号をもとに前
記制御弁を駆動する圧力制御ループを備えるものであっ
てもよい。

【００３３】さらに、前記支持機構は、前記除振台の振
動を検出する振動センサと前記除振台に制御力を加える
アクチュエータを備えたものであり、前記振動センサの
検出信号を補償した信号に基いて前記アクチュエータを
駆動し、前記除振台の振動制御を行う能動制振装置であ
ることが望ましい。

【００３４】前記能動制振装置が、被露光体、または、
電子回路パターン等の原版を載置してその精密位置決め
動作を行うステージ装置が搭載された定盤と剛に締結さ
れた部材、あるいは、該原版上の回路パターンを該被露
光体上に露光するために用いる光学レンズシステムを搭
載した鏡筒定盤に取付けられ、該定盤の振動を低減する
ことを特徴とする、半導体露光装置も本発明の範囲に含
まれる。

【００３５】また、被露光体を載置してその精密位置決
め動作を行う被露光体ステージ装置と、原版を載置して
その精密位置決め動作を行う原版ステージ装置とが、同
一の定盤に搭載され、双方のステージ装置が、同期し
て、相互に逆方向にスキャン動作をして露光を行う半導
体露光装置であって、前記能動制振装置が該定盤と剛に
締結された部材に取付けられ、双方のステージ装置の同
期動作によって発生するモーメントによる該定盤の回転
振動を低減するようにした半導体露光装置も本発明の範
囲に含まれる。

【００３６】また、被露光体、または、原版を載置して
その精密位置決め動作を行うステージ装置と、該ステー
ジ装置による駆動反力を相殺するために該ステージ装置
と同期して動作する慣性負荷駆動装置とが、同一の定盤
に搭載された半導体露光装置であって、前記能動制振装
置が該定盤と剛に締結された部材に取付けられ、該ステ
ージ装置と慣性負荷駆動装置とが同期動作する際に、双
方の作用軸が一致しないことによって発生するモーメン
トによる該定盤の回転振動を、該能動制振装置によって
低減するようにした半導体露光装置も本発明の範囲に含
まれる。

【００３７】

【発明の実施の形態および作用】本発明の実施の形態に
係る能動制振装置は、半導体露光装置などの精密機器を
搭載する、支持機構により防振支持された除振台に設置
され、駆動指令信号を駆動回路に入力して回転アクチュ
エータにトルクを発生させ、該回転アクチュエータに接
続され前記除振台に対して相対的に回転方向に運動する
回転慣性要素であるフライホイールを回転方向に駆動す
る際に発生する駆動反力によって前記除振台にトルクを
加える回転質量ユニットを用い、前記除振台の振動を低
減、抑制する。

【００３８】当該能動制振装置は、前記除振台の回転方
向の振動を回転振動検出手段で検出し、その検出信号を
補償演算手段にて補償し、得られた補償信号に基いて前
記回転質量ユニットを駆動することにより、前記除振台
の回転振動を低減することができる。

【００３９】前記除振台の回転振動は、前記除振台の振
動を複数の振動検出手段で検出し、それらの検出信号か
ら前記除振台の回転方向の振動成分に相当する信号を演
算などにより抽出することで得ることができる。振動検
出手段には加速度センサ、速度センサなどを用いること
ができる。回転振動は、光学式角速度センサなどの角速
度センサを用いて検出してもよい。

【００４０】回転アクチュエータには、前述の電磁駆動
式ＤＣモータ、同期式ＡＣモータ、誘導式ＡＣモータ、
揺動型の電磁駆動モータなどを用いることができる。

【００４１】前記除振台各部に同一回転運動方向に作用
する前記回転質量ユニットが複数台数配置される場合
は、各回転質量ユニットをいくつかの群に分け、同一の
群に含まれる複数の回転質量ユニットを、同一の駆動指
令信号によって駆動することもできる。

【００４２】なお、前記回転質量ユニットは複数台数配
置され、前記除振台のピッチング、ローリング、ヨーイ
ングのうちの少なくとも１つ以上の回転運動モードにト
ルクを加えるものであることが望ましい。

【００４３】前記除振台上にＸＹステージなどの駆動手
段を有する機器が搭載される場合は、ＸＹステージなど
の駆動手段を備えた機器の動作状態、または、その制御
手段からの信号に適切な補償演算を施して、前記除振台
の回転運動モードに対するトルク指令信号を算出し、該
補償信号に基づき、前記回転質量ユニットを駆動して、
前記除振台の振動を低減することが望ましい。

【００４４】また、支持機構を介して前記除振台が設置
されている床などの装置設置基礎の振動を複数の装置設
置基礎振動検出手段で検出し、それらの検出信号から装
置設置基礎の回転振動成分に相当する信号を抽出し、そ
の信号に適切な補償を施し、前記回転質量ユニットを駆
動して前記除振台の振動を低減させてもよい。

【００４５】また、発生可能なトルクの最大値、回転動
作範囲、および、発生トルクの分解能などが異なる複数
種類の回転質量ユニットを備えて、前記除振台の回転振
動の周波数成分に応じて、大トルクを発生可能で回転動
作範囲が大きい回転質量ユニット、ごく微小なトルクを
精度よく制御可能な回転質量ユニット、それぞれを使い
わけて用いて前記除振台の振動を低減させるようにして
もよい。

【００４６】また、前記除振台に固定されアクチュエー
タを用いて慣性負荷を直線方向に駆動する際に発生する
駆動反力によって前記除振台に制御力を加える直動制振
ユニットを備え、該直動制振ユニットを用いて前記除振
台の並進運動方向の振動を低減する直動型能動制振装置
を、除振台の回転振動を低減させる前記能動制振装置と
併用し、それらを併せて動作させてもよい。

【００４７】前記除振台を支持する支持機構は、空気ば
ねと、前記空気ばねの内部圧力を電気指令信号によって
調整する制御弁とからなる空気圧駆動式アクチュエータ
であってもよい。

【００４８】この場合、空気圧駆動式アクチュエータ
は、圧力指令信号を入力とし、前記空気ばねの内部圧力
を検出し、前記圧力指令信号と該圧力センサの出力信号
との差信号を補償して得た信号に基いて前記制御弁を駆
動する構成にすることが望ましい。

【００４９】さらに、前記支持機構は、前記除振台に制
御力を加えるアクチュエータを備えたものであり、除振
台の振動の検出信号に適切な補償演算を施した信号に基
き該アクチュエータを駆動することで、前記除振台の振
動制御を行うようにしてもよい。

【００５０】前記能動制振装置を半導体露光装置に適用
する場合は、被露光体、または、電子回路パターン等の
原版を載置してその精密位置決め動作を行うステージ装
置が搭載された定盤と剛に締結された部材、あるいは、
該原版上の回路パターンを該被露光体上に露光するため
に用いる光学レンズシステムを搭載した鏡筒定盤に当該
制振装置を取付け、これらの定盤の振動を低減すべく動
作させる。

【００５１】特に、被露光体を載置してその精密位置決
め動作を行う被露光体ステージ装置と、原版を載置して
その精密位置決め動作を行う原版ステージ装置とが、同
一の定盤に搭載され、双方のステージ装置が、同期し
て、相互に逆方向にスキャン動作をして露光を行う半導
体露光装置においては、前記の能動制振装置を、該定盤
と剛に締結された部材に取付け、双方のステージ装置の
同期動作によって発生するモーメントによる該定盤の回
転振動を低減するように動作させることが望ましい。

【００５２】同様に、被露光体、または、原版を載置し
てその精密位置決め動作を行うステージ装置と、該ステ
ージ装置による駆動反力を相殺するために該ステージ装
置と同期して動作する慣性負荷駆動装置とが、同一の定
盤に搭載された半導体露光装置においては、前記能動制
振装置を、該定盤と剛に締結された部材に取付け、該ス
テージ装置と慣性負荷駆動装置とが同期動作する際に、
双方の作用軸が一致しないことによって発生するモーメ
ントによる該定盤の回転振動を、該能動制振装置によっ
て低減するように動作させることが望ましい。

【００５３】

【実施例】（第１の実施例）本発明の第１の実施例で
は、振動に対して保護すべき、半導体露光装置などの精
密機器を搭載する除振台に設置され、前記搭載する精密
機器に悪影響を及ぼす有害振動を低減する以下の制振ユ
ニットとしてユニット化された能動制振装置を例として
説明する。図１は本実施例に係る能動制振装置を表す構
成図である。以下、本実施例について、図１を用いて説
明する。

【００５４】なお、本実施例では、以下、制振対象であ
る除振台の、一つの回転振動成分に作用するものとして
説明を行うが、該除振台のピッチング、ローリング、お
よびヨーイングの３つの回転モードの振動を制振すべ
く、複数の能動制振装置を適用してもよいことはいうま
でもない。

【００５５】本実施例に係る能動制振装置は、半導体露
光装置などの精密機器を搭載する除振台１に設置され、
かつ、前記搭載機器に悪影響を及ぼす有害振動を低減す
るものであり、回転質量ユニット５０、除振台１上に複
数台数配置され、除振台１の振動を検出する振動センサ
３、複数の振動センサ３の出力信号に基き、除振台１の
回転方向の振動成分を抽出する回転振動抽出回路４、回
転振動抽出回路４にて抽出された回転振動信号に適切な
補償演算を施す補償演算手段５、除振台１上に搭載され
たＸＹステージなどの機器の動作状態を示す信号や、装
置設置基礎の回転振動の検出信号に対して補償演算を施
す前向き補償演算手段６などを備える。除振台１は、空
気ばねなどの支持機構２により防振支持されている。

【００５６】支持機構２としては、空気ばねやゴムなど
をはじめとする弾性部材を用いた防振支持機構を用いる
ことができる。また、支持機構２としては、除振台１を
支持する空気ばねと、該空気ばねへの空気の給排気を制
御する圧力制御弁や流量制御弁からなる空気圧駆動式ア
クチュエータを用い、除振台１の振動をセンサで検出
し、その信号を補償して得た信号に基いて、除振台１の
振動を低減するように該空気圧駆動式アクチュエータを
制御する能動制振装置なども用いることができる。この
場合、空気圧駆動式アクチュエータは、圧力指令信号を
入力とし、前記空気ばねの内部圧力を検出する圧力セン
サを備え、前記圧力指令信号と前記圧力センサの出力信
号との差信号を補償する圧力補償手段を備え、前記圧力
補償手段から得られる補償信号に基いて前記制御弁を駆
動する圧力制御ループを備えるものであることが望まし
い。また、前記能動制振装置において、除振台１の振動
を低減するために用いるアクチュエータとしては、空気
圧駆動式アクチュエータだけでなく、空気圧駆動式アク
チュエータに電磁駆動のリニアモータを併用したものな
ども用いることができる。

【００５７】回転質量ユニット５０は、除振台１に固定
されており、図２に示すとおり、駆動信号に応じてトル
クを発生する回転アクチュエータ５１と、回転アクチュ
エータ５１に接続され、除振台１に対して相対的に回転
方向に運動する回転慣性要素であるフライホイール５２
と、回転アクチュエータ５１の駆動回路５３などを備え
る。駆動回路５３は、回転アクチュエータ５１、および
フライホイール５２とは別にして、除振台１に搭載しな
い構成としてもよい。

【００５８】図３は、回転アクチュエータ５１、および
フライホイール５２を示す斜視図である。フライホイー
ル５２は、回転アクチュエータ５１が発生するトルクに
よって、回転方向に駆動される。回転アクチュエータ５
１は、固定子と回転子とからなるが、除振台１にはその
いずれか一方が剛に締結されており、他方にはフライホ
イール５２が締結されて除振台１に対して回転方向に可
動な構造になっている。回転質量ユニット５０は、その
作用中心軸の延長線が、振動に対して保護すべき対象物
の重心を通るように配置することが望ましい。

【００５９】回転アクチュエータ５１には、電磁駆動の
各種モータ、つまり、ＤＣモータ、同期式ＡＣモータ、
誘導式ＡＣモータ、揺動型の電磁駆動モータ、などを用
いることができる。

【００６０】本実施例に係る能動制振装置は、慣性負荷
を回転させたときの駆動反力を利用して除振台１にトル
クを作用させる。従つて、除振台１に対して相対的に回
転方向に運動する回転アクチユエータ５１の回転子の部
分の慣性モーメントがある程度大きくても問題はない。
ただし、フライホイール５２を含めた回転運動機構部分
に関しては、回転アクチュエータ５１の回転子とフライ
ホイール５２を合わせた重量を極力小さく抑えつつ、回
転部分の慣性モーメントを可能な限り大きくすることが
望ましいことはいうまでもない。

【００６１】回転アクチュエータ５１として、ＤＣモー
タを使用する場合は、モータ自身の回転子の慣性モーメ
ントがある程度大きくても問題ないことから、コアレス
タイプのＤＣサーボモータのみならず、有鉄心タイプの
回転子を有するモータも好適に使用できる。無溝鉄心形
や、コアレスタイプの、平滑電機子を回転子として有す
るＤＣサーボモータは、コギングトルクがほとんどな
く、電流とトルクの直線性もよいため、本発明の目的と
する微振動制御には、好適に使用できる。

【００６２】ＡＣモータは、ＤＣモータに比較して、原
理的に制御構成が複雑であるという問題から、従来は、
振動制御を含めたモーションコントロールの分野ではあ
まり使用されなかった。しかし、ベクトル制御理論の発
展にともない、ＤＣモータと同等の制御性能を実現でき
るようになり、広く利用されるようになってきており、
本発明における用途でも好適に使用できる。

【００６３】ＡＣモータは、回転子の回転方向に配置さ
れた複数のコイル巻線の励磁電流を制御して、該回転子
の外周に沿って形成される回転磁界と、回転子により形
成される磁界を相互に作用させることでトルクを得るも
のである。回転磁界の中に置く回転子側での磁界を、永
久磁石で発生させるか、回転磁界の作用によりかご構造
の導体に誘導される電流によって発生させるかによっ
て、同期式ＡＣモータと誘導式ＡＣモータに分類され
る。

【００６４】ＡＣモータは、ＤＣモータと比較して、高
速、大トルクを発生可能、整流子がないため摩耗粉が発
生しない、などのメリットがある。ただし、容量によっ
ては、ＤＣモータより効率が悪くなることがあり、ま
た、モータのコントローラがやや複雑になるなど、ＤＣ
モータより不利な点もあるので、必要トルクなどの使用
条件を考慮して、適用する必要がある。

【００６５】揺動型の電磁駆動モータとしては、例え
ば、図４にその模式図を示すようなものを用いることが
できる。これは、ある支点０を中心に回転方向に揺動可
能な部材であってその揺動部分の少なくとも２箇所に、
磁界を形成する永久磁石４２を備えた回転運動機構４１
と、前記永久磁石４２が形成する磁界中に配置されたコ
イル巻線４３を備えるものである。図４に示す揺動型の
電磁駆動モータでは、コイル巻線４３は固定子に、永久
磁石４２は回転運動機構４１（回転子）に取り付けられ
ている。このモータは、永久磁石４２で形成された磁界
とコイル巻線４３に流れる電流とによって発生するロー
レンツ力を利用してトルクを発生させる。

【００６６】この揺動型の電磁駆動モータでは、回転運
動機構４１は、ごく限られた範囲、すなわち、永久磁石
４２とコイル巻線４３の組が、電磁力によって相互に作
用可能な範囲内でのみ可動な構造となっている。そのた
めに、ＤＣサーボモータなどでは不可避な、回転子の回
転に伴う励磁コイル巻線の切り換えによるトルクリプル
が発生せず、微振動制御にて要求される、高トルク分解
能を実現できる。先に説明したＤＣモータなどでは、ト
ルクリプルという、微振動制御には不利な現象がある
が、揺動型の電磁駆動モータは、これらの問題はほとん
ど発生せず、本発明の目的とする微振動制御の分野に好
適に使用することができる。ただし、回転角度を広くと
れないので、小さい回転角度で対応可能な比較的高い周
波数成分を対象とした制振制御に向いているアクチユエ
ータである。この種のアクチュエータは、永久磁石４２
とコイル巻線４３の組が、常に相互に作用可能な範囲内
に位置するようにしなければならないため、双方の位置
関係をある一定の範囲内に維持するための弾性支持機構
や位置サーボ系などの手段が必要である。

【００６７】なお、揺動型の電磁駆動モータとしては、
図４で例示したものだけでなく、ある支点を中心に回転
方向に揺動可能な部材であってその揺動部分の少なくと
も２箇所にコイル巻線を有する回転運動機構と、磁界を
形成する永久磁石を備えたものであり、前記コイル巻線
は前記永久磁石が形成する磁界中に配置されたものであ
り、永久磁石で形成された磁界とコイル巻線に流れる電
流とによって発生するローレンツ力を利用してトルクを
発生させるタイプのものを用いることも可能である。こ
れは、図４で例示したタイプの揺動型の電磁駆動モータ
の永久磁石とコイル巻線を相互に置き換えた構造になっ
ている。

【００６８】前述した、ＤＣモータやＡＣモータは、ト
ルクリプルや微小トルクの制御性などの点において、本
発明が解決しようとしている微振動制御の分野への適用
は不利になる場合がある。一方、揺動型の電磁駆動モー
タは、高いトルク分解能を実現できるため、微小振動制
御には好適に使用できるが、その回転動作角度を広くと
れないため、より大きな回転角度を要求されるような用
途、例えば、低い周波数成分の振動制御には適さない。
本実施例に係る能動制振装置では、これらの点に留意し
てモータの選定を行い、場合によっては、複数の回転ア
クチュエータを併用してより高い振動制御性能を得るよ
うにすることが望ましい。

【００６９】例えば、トルク分解能の限界から、ごく微
振動の制御は困難なアクチュエータであっても、後で詳
述する、前向き補償演算手段を用いて、除振台上に搭載
されたＸＹステージの駆動反力によるモーメントを相殺
して、除振台の回転振動を低減しようとするような、比
較的大きなトルクを必要とする場合には、十分に効果的
に用いることができる。これに高トルク分解能のアクチ
ュエータ、あるいは、微小振動を十分な精度で制御可能
な前述の能動制振装置を併用すれば、より高い振動制御
性能を実現できる。振動制御の内容、手法に応じて適切
な回転アクチュエータを選択、適用すればよい。

【００７０】さて、このような回転アクチュエータ５１
が駆動されると、それによって発生するトルクによりフ
ライホイール５２は、図３において矢印で示すように、
回転方向に駆動される。その際に発生する回転方向の駆
動反力によって、除振台１にはトルクが作用する。

【００７１】本実施例に係る回転質量ユニット５０は、
この反作用トルクを利用して、除振台１に作用するトル
クを制御する。つまり、回転質量ユニット５０は、フラ
イホイール５２を駆動するために回転アクチュエータ５
１によって発生させる駆動力を調整することで、その反
作用として除振台１に加わるトルクを制御するのであ
る。

【００７２】なお、除振台１には、同じ回転方向に作用
する複数台数の回転質量ユニット５０を設置することも
可能である。この場合は、各回転質量ユニットをいくつ
かの群に分けて、同一の群に含まれる複数の回転質量ユ
ニットは、同一の駆動指令信号によって駆動する構成と
することもできる。これにより、振動低減に必要なトル
クを複数台数の回転質量ユニットを用いて得る場合にお
いても、振動センサや、補償演算手段などを複数のユニ
ットで共用でき、制御系をよりコンパクトにすることが
できる。

【００７３】振動センサ３には、加速度センサ、速度セ
ンサなどを用いることができる。振動センサ３は、除振
台１上に複数台数配置（本実施例では除振台１の隅角部
近傍の側面に配置）し、複数の振動センサ３の検出軸
が、同一直線上に並ばないようにする。

【００７４】回転振動抽出回路４は、複数台数配置され
た振動センサ３の出力信号に基づいて、振動センサ３の
幾何配置を考慮した演算式に従って、除振台１の所望の
回転振動に相当する信号を抽出する。振動センサ３を、
２台または３台、用いれば、所望の回転振動に相当する
信号を抽出可能である。ここで、回転振動抽出回路４で
抽出される回転振動は、回転質量ユニット５０が除振台
１に対して作用するトルクの作用方向と同一回転方向の
振動である。

【００７５】次に、本実施例に係る能動制振装置の動作
について、図１を参照にして説明する。本実施例に係る
能動制振装置では、振動センサ３などを用いて除振台１
の振動をアクチュエータである回転質量ユニット５０に
フィードバックする制御動作、前向き補償演算手段６を
用いて除振台１上に搭載された機器の動作状態や装置設
置基礎振動の情報を回転質量ユニット５０にフィードフ
ォワードする制御動作などを行う。

【００７６】まず、振動センサ３、回転振動抽出回路
４、補償演算手段５を用いたフィードバック制御動作を
説明する。装置設置基礎からの振動伝達、あるいは、除
振台１上に搭載されたＸＹステージ４５などの機器の動
作によって発生する除振台１の振動を、除振台１に複数
台数配置された振動センサ３を用いて検出する。そし
て、その検出信号に基き、回転振動抽出回路４にて、所
望の回転振動に相当する信号の抽出を行なう。この回転
振動の抽出演算式は、複数台数配置された振動センサ３
の振動検出方向、幾何的な配置関係に基いて導出でき
る。

【００７７】そして、回転振動抽出回路４で得られた、
除振台１の所定回転方向の振動に相当する信号は、補償
演算手段５にて、適切に補償演算を施される。例えば、
除振台１の回転振動に減衰特性を付与しようとする場合
は、除振台１の回転速度に比例するトルクが除振台１に
加えられるように演算を施す。振動センサ３として加速
度センサ、回転質量ユニット５０における回転アクチュ
エータ５１として、応答性の高い電磁駆動のＤＣモータ
などを用いた場合は、補償演算手段５では、所定回転振
動に相当する信号に対して積分補償演算を施せばよい。
ＤＣモータは、除振台１の固有振動数に比較して十分高
い周波数まで優れた応答特性を示すため、減衰特性を必
要とする主たる制御帯域では電流駆動指令信号に比例し
たトルクを発生できる。従って、加速度センサの信号に
基き、抽出した角加速度信号に積分補償を施して角速度
に比例する信号を得て、必要であればこの信号を後述す
る前向き補償演算手段の出力信号と加算し、回転質量ユ
ニット５０における駆動回路５３に入力すれば、除振台
１の回転振動に減衰特性を付与できる。同様の考え方に
従えば、振動センサとして速度センサを用いた場合、補
償演算手段５では、比例補償演算を施せばよいことはい
うまでもない。

【００７８】なお、ここでは、補償演算手段５における
補償演算を、除振台１の回転振動に減衰特性を付与する
場合を例にして説明したが、角加速度と角速度の複合フ
ィードバックなど、これ以外の補償演算を施し、除振台
１の回転振動を適切な状態に制御するものであってもよ
い。

【００７９】次に前向き補償演算手段６を用いた動作を
説明する。前向き補償演算手段６は、除振台１上に搭載
されたＸＹステージ４５などの機器の動作状態を示す信
号や、装置設置基礎振動の検出信号に対して補償演算を
施して、適切な振動制御を行うための信号を生成するた
めのものである。

【００８０】まず、除振台１に搭載されたＸＹステージ
４５などの駆動手段を備えた機器の動作状態、または、
その制御手段からの信号に適切な補償演算を施して、回
転質量ユニット５０を駆動する動作を説明する。

【００８１】図１に示すように、除振台１に、ＸＹステ
ージ４５などの駆動手段を備えた機器が搭載されている
とする。このＸＹステージ４５は電磁駆動リニアモータ
などにより、Ｘ、Ｙの２自由度方向に運動可能である。
このＸＹステージ４５を駆動する電磁駆動リニアモータ
は、ＸＹステージ制御手段４６からの信号に基づき、Ｘ
Ｙステージ駆動回路４７を介して駆動される。ＸＹステ
ージ４５は必ずしも、除振台１およびその搭載機器から
なる装置全体の重心位置に設置できないため、その駆動
反力によって、並進方向の反作用推力とともに、水平
軸、鉛直軸まわりの回転方向のモーメントを発生する。
そこで、このモーメントの影響を抑制し、除振台１の回
転振動を効果的に抑制、除去するために、前向き補償演
算手段６を用いて、ＸＹステージ制御手段４６からの信
号、または、ＸＹステージ４５の駆動状態に関する信号
に適切な演算処理を施し、その演算結果に基いて回転質
量ユニット５０を駆動する。

【００８２】この前向き補償演算には以下のようなもの
がある。一つは、ＸＹステージ４５の駆動反力によって
発生するモーメントを打ち消すように制御を行うための
補償演算、もう一つは、ＸＹステージ４５の荷重が除振
台１上を移動することによる除振台１の支持機構のモー
メントバランスの変化を補償して荷重移動による除振台
１の傾きを補正するための補償演算である。

【００８３】前者は、主にＸＹステージ４５の加速度、
または、その駆動反力に比例する信号をもとに、所望の
制御帯域でそれに比例するトルクが除振台１に付与され
るよう、前向き補償演算手段６でバンドパスフィルタな
どで適切な補償演算を施すことによって実現できる。

【００８４】後者は、主にＸＹステージ４５の変位に比
例する信号をもとに、前向き補償演算手段６でバンドパ
スフイルタと適切な補償演算器を用いて、ＸＹステージ
４５の変位に比例するトルクが除振台１に付与されるよ
う、演算処理を施すことによって実現できる。

【００８５】これらの演算処理の結果として得られた補
償信号を、前述の補償演算手段５から得られる信号など
と加算して、回転質量ユニット５０に送り、それを駆動
することにより、ＸＹステージ４５の動作によって発生
する除振台１の回転振動を効果的に低減、抑制すること
ができる。

【００８６】次に、前向き補償演算手段６を用いて、装
置設置基礎振動の補償信号に基き、回転質量ユニット５
０を駆動する動作について説明する。この動作は、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
設置されている床などの装置設置基礎の振動を図１では
省略した複数の振動センサで検出し、その検出信号から
装置設置基礎の所定回転方向の振動成分に相当する信号
を抽出し、これを前向き補償演算手段６にて適切に補償
して、回転質量ユニット５０にフィードフォワードする
ことで実現される。

【００８７】装置設置基礎の回転振動の抽出は、除振台
の回転振動の抽出と同様に、複数台数配置された装置設
置基礎振動検出用の振動センサの振動検出方向、幾何配
置を考慮した演算式に従って施すことができる。

【００８８】前向き補償演算手段６における、装置設置
基礎の回転振動に相当する信号への補償演算は、装置設
置基礎から除振台１までの振動伝達特性を考慮し、装置
設置基礎からの伝達振動を、回転質量ユニット５０が発
生するトルクによって相殺し、除振台１が装置設置基礎
振動によって揺らされることのないように行う。

【００８９】そして、この前向き補償演算手段６で得ら
れた信号は、前述した補償演算手段５で得られた信号な
どと加算されて駆動回路５３に送られ、振動制御に用い
られる。

【００９０】このように装置設置基礎の振動を回転質量
ユニット５０にフィードフォワードすることにより、装
置設置基礎からの振動伝達をより効果的に低減でき、優
れた除振性能を実現することができる。

【００９１】ここでは、除振台１の振動に基いて補償演
算手段５で得た補償信号による振動制御、前向き補償演
算手段６で得た補償信号による振動制御、各々の例を個
別に説明したが、これまでに説明したすべての補償信号
を加算して振動制御を行ってもよい。また、これらの補
償演算のいくつかを省略して、振動制御を行ってもよ
い。例えば、装置設置基礎振動に基いた制御を省略した
り、搭載機器の荷重移動によるモーメントバランス変化
の補正制御を省略した場合も、本発明の範囲に含まれる
ことはいうまでもない。

【００９２】以上のように、本実施例に係る能動制振装
置は、フライホイールなどの回転慣性負荷を駆動すると
きに反作用として発生するトルクを利用して、精密機器
などを搭載する除振台の回転振動を低減・抑制する。つ
まり、支持機構を介して装置設置基礎などの外部機器・
環境に不要な力を発生・伝達することなく、除振台など
の回転振動を低減する。そのために、振動を低減、抑制
するための力の反作用力によって、装置設置基礎振動を
励振することがないというメリットがある。

【００９３】回転運動方向に対するモーメントは、図９
や図１０を用いて説明したような直動アクチュエータを
複数台数用いれば、発生することができるが、その場
合、必要アクチュエータ数や、直動方向のストロークの
増大などの問題で、制振装置、アクチュエータのサイズ
が大きくなってしまう問題があった。これに対し、本実
施例に係る能動制振装置によれば、回転運動方向の制振
を行うための装置として、回転アクチュエータとフライ
ホイールとからなる回転質量ユニットを用いるため、回
転運動モードヘの作用力の発生機構をよりコンパクトに
することができ、この種の機器を搭載する空間にサイズ
的、重量的な制約がある精密機器においても、良好な制
振効果を得ることができる。

【００９４】なお、本発明に係る能動制振装置は振動に
対する保護対象の回転振動を低減するための装置であ
る。これに、図９や図１０で示したような直動型のアク
チュエータを利用して保護対象の並進運動方向の振動を
低減する直動型能動制振装置を併用し、それらを同時に
動作させると、回転振動のみならず、並進運動方向の振
動も低減することができ、より振動低減効果を高めるこ
とができることはいうまでもない。

【００９５】（第２の実施例）第１の実施例では、除振
台１の回転振動を、複数台数の振動センサ３と、回転振
動抽出回路４とを用いて検出する例を説明したが、これ
らの代わりに、除振台１の回転振動を直接検出する検出
手段を用いることもできる。本実施例では、回転振動の
検出に、除振台１の所定回転方向の角速度を検出する角
速度センサを用いた例を説明する。

【００９６】図５は、本発明の第２の実施例に係る能動
制振装置を表わす構成図である。第２の実施例に係る能
動制振装置が、図１を用いて説明した第１の実施例にお
ける装置と異なる点は、除振台１の回転振動を検出する
手段として、振動センサ３、回転振動抽出回路４の代わ
りに除振台１上に設置した角速度センサ７を用いている
点である。ここでは、この相違点を重点的に説明する。
これ以外の構成、動作については、第１の実施例と同様
であり、詳細な説明を省略する。

【００９７】角速度センサ７は、除振台１の所定回転方
向の角速度を検出するものである。特に、光学式角速度
センサは、機械的な可動部分がなく、寿命、信頼性、振
動などの多くの面で、従来の機械式角速度センサより優
れており、本実施例に係る能動制振装置のような振動制
御の分野では、好適に使用することができる。光学式角
速度センサは、円筒状に巻いた光ファイバにレーザ光を
入射し、その光学系が回転したときに、それを左回りす
るレーザ光と右回りするレーザ光の間に発生する位相差
に着目して角速度を検出するものである。最近では、精
度の面でも実用化可能なレベルのものが製品化されてい
る。

【００９８】さて、このような角速度センサ７で検出さ
れた除振台１の回転振動に相当する信号は、補償演算手
段５にて、適切に補償演算を施される。角速度センサ７
は、除振台１の角速度に相当する信号を出力するので、
例えば、除振台１の回転振動に減衰を付与しようとする
場合は、角速度センサ７の出力信号に比例補償演算を中
心とした演算処理を施し、その演算結果を、回転質量ユ
ニット５０に入力すればよい。

【００９９】なお、ここでは、補償演算手段５における
補償演算として、除振台１の回転振動に減衰特性を付与
する場合を例に説明したが、角速度センサの検出信号か
ら角速度以外の物理量に相当する信号を生成し、それに
補償演算を施した信号との複合フィードバックなど、こ
こで説明した以外の補償演算を施し、除振台１の回転振
動を適切な状態に制御するものであってもよい。

【０１００】前向き補償演算手段６については、第１の
実施例とまったく同一である。また、第１の実施例同
様、前向き補償演算手段６の機能を部分的、あるいは、
すべて省略して制御動作を行う場合も、本発明の範囲に
含まれることは、いうまでもない。

【０１０１】本実施例によれば、第１の実施例で説明し
た効果に加えて、第１の実施例に係る装置と比較して、
回転振動検出手段の構成を簡単にできるという効果を得
ることができる。

【０１０２】（第３の実施例）先の実施例で説明してき
た能動制振装置は、振動を大変に嫌う半導体露光装置に
好適に使用できる。以下、本発明に係る能動制振装置を
半導体露光装置に搭載して、その振動を低減、除去する
例を、より詳細に説明する。

【０１０３】図６は、先に説明してきた能動制振装置を
搭載した半導体露光装置の一例を示した図面である。

【０１０４】図６に示す装置では、装置設置基礎９１の
上に、除振装置などの支持機構９２を介して、回路パタ
ーンを露光するシリコンウエハを載置したウエハステー
ジ９４を搭載するステージ定盤９３が設置されている。
ステージ定盤９３は、鏡筒定盤９７とともに定盤９９に
剛に締結され、ともに、支持機構９２によって防振支持
されている。鏡筒定盤９７は、レチクルステージ９５に
載置されたレチクルと呼ばれる回路パターンの原版をシ
リコンウエハに露光するために用いる光学レンズシステ
ム９６を搭載している。レチクルステージ９５は、鏡筒
定盤９７に搭載されている。

【０１０５】光学レンズシステム９６は、レチクルとウ
エハステージ９４の間に配置される。そして、この半導
体露光装置は、照明光学系９８から照射される露光光を
レチクルに当てて、レチクル上の回路パターンを光学レ
ンズシステム９６を介してシリコンウエハに露光する。

【０１０６】半導体露光装置は、その露光方式により一
括露光型（ステッパ）、走査露光型（スキャナ）などに
分類される。一括露光型の装置の場合は、ウエハステー
ジ９４をステップ＆リピートと呼ばれる間欠的な動作方
式で逐次駆動しながら、ある一定の露光エリア、例え
ば、ＩＣなどの集積回路１個分のエリアを一括して露光
する。一方、走査露光型の場合は、ウエハステージ９４
とレチクルステージ９５を同期動作させ、レチクル上の
回路パターンをウエハ上に走査露光する。走査露光型の
装置の場合、レチクルステージ９５は、一括露光型の装
置で必要とされるものに比較して、大きな動作ストロー
クを、比較的大きな駆動力で、駆動させられる。

【０１０７】このような半導体露光装置は、ウエハステ
ージ９４やレチクルステージ９５が駆動されたときに発
生する振動や、装置設置基礎９１から伝達してくる振動
を嫌う。そのために、本実施例では、先の実施例で説明
した回転質量ユニット５０をステージ定盤９３、また
は、鏡筒定盤９７、またはそれらの双方に搭載し、装置
のピッチング、ローリング、ヨーイングなどの回転振動
を低減する構成としている。

【０１０８】図６では、ステージ定盤９３、鏡筒定盤９
７双方の振動を低減すべく、ユニット固定部材５５を介
して、ステージ定盤９３、鏡筒定盤９７の双方と剛に、
回転質量ユニット５０を締結・搭載した例を示してい
る。ユニット固定部材５５は、回転質量ユニット５０
を、その回転軸の延長線が半導体露光装置本体の重心位
置を通るような位置に、振動に対して保護する対象との
間に十分な剛性をもって締結されるように配慮して設け
ることが望ましい。

【０１０９】回転質量ユニット５０の構成、および、そ
の制御動作は、先の実施例で説明したとおりである。つ
まり、ステージ定盤９３、または、鏡筒定盤９７、また
はそれらの双方の振動を、図６では図示を省略した振動
センサ、または、角速度センサなどで検出し、その検出
信号を補償して、回転質量ユニット５０を駆動する。ま
た、ウエハステージ９４やレチクルステージ９５の動作
状態、または、その制御手段からの信号に適切な補償演
算を施して回転質量ユニット５０を駆動し、ステージ定
盤９３や鏡筒定盤９７などの振動を低減する。装置設置
基礎振動の検出信号を用いた制御も第１の実施例、およ
び第２の実施例と同様に実現可能である。

【０１１０】なお、走査露光型の装置において、図６に
示したような、ウエハステージ９４とレチクルステージ
９５とが、相互に剛に締結された部材の上に搭載されて
いる場合、本実施例に係る能動制振装置は、以下の理由
により、特に有効に機能することについて、図７を用い
て説明する。

【０１１１】図７は、図６に示すのと基本的に同じ構造
を有する装置を表し、走査露光型の半導体露光装置とし
て、その特徴が分かり易いように示した図面である。図
７において、図６と同じ符号を付したものは、図６と同
じものである。図７では、照明光学系９８は図示を省略
してある。図７では、レチクルステージ９５を走査露光
型のレチクルステージ、つまり、動作ストローク、駆動
推力の大きいステージとして示している。

【０１１２】さて、図７に示したような走査露光型の装
置の場合、ウエハステージ９４とレチクルステージ９５
が同期して駆動されると、それぞれ、同図Ｗ、Ｒの矢印
で示した方向の駆動反力が発生し、半導体露光装置本体
を励振する。この場合、紙面左右方向の力成分、すなわ
ち、双方のステージで発生する推力の並進成分は、Ｗと
Ｒとで、相互に相殺して、その合力は、Ｗ、Ｒのいずれ
か大きい方よりも小さいものとなる。しかし、紙面直交
軸方向の水平軸まわりのモーメント成分に着目すると、
ＷとＲによるモーメントは足し合わされて、大きなモー
メントを定盤に作用させることになる。しかし、本発明
に係る能動制振装置を搭載した半導体露光装置では、こ
のモーメントを打ち消す方向にトルクを発生できるよ
う、回転質量ユニット５０を搭載している。つまり、図
７において矢印Ｃで示す、回転質量ユニット５０による
トルクによって、双方のステージ９４，９５の駆動反力
によるモーメントの影響を低減し、定盤の振動を抑制す
ることができるのである。具体的には、ウエハステージ
９４、レチクルステージ９５の駆動反力によって発生す
るモーメントの和に基く信号を前向き補償演算手段６に
て補償して、回転質量ユニット５０を駆動すればよい。

【０１１３】このような装置では、双方のステージの駆
動反力は、並進力の成分としては相互に打ち消す方向に
作用し、モーメント成分は回転質量ユニット５０で打ち
消すことができる。

【０１１４】つまり、振動を低減するために発生する作
用力の、半導体露光装置本体の外部に伝達される量を大
幅に低減することができ、半導体露光装置に悪影響を及
ぼす装置設置基礎の振動を低減できるというメリットが
あるのである。

【０１１５】（第４の実施例）図６では、ステージ定盤
９３と鏡筒定盤９７が剛に締結されている場合を例に説
明したが、本発明はこの範囲に限られない。例えば、ス
テージ定盤９３と鏡筒定盤９７は、相互に剛に締結され
ておらず、別々の除振装置を介して装置設置基礎９１に
設置されており、第１の実施例、および第２の実施例に
係る能動制振装置は、ステージ定盤９３、鏡筒定盤９７
の少なくともいずれか一方に設置され、その振動を低減
するものであってもよい。

【０１１６】図８は、本発明の第４の実施例として、ス
テージ定盤９３と鏡筒定盤９７が、別々の支持機構９２
ａ、９２ｂを介して装置設置基礎９１に設置された形態
の半導体露光装置に対して、本発明に係る能動制振装置
を適用した例を示す。図８では、ステージ定盤９３、お
よび鏡筒定盤９７の双方に回転質量ユニット５０を搭載
し、同図では図示を省略した回転振動検出手段、補償演
算手段等を用いて能動制振装置を作用させ、双方の定盤
９３，９７を制振する例を示す。もちろん、ステージ定
盤９３または鏡筒定盤９７のいずれか一方のみに能動制
振装置を作用させるものであってもよい。

【０１１７】（第５の実施例）本発明の第５の実施例と
して、ここでは、本発明に係る能動制振装置を、被露光
体であるシリコンウエハ、または、原版であるレチクル
を載置してその精密位置決め動作を行うステージ装置
と、該ステージ装置による駆動反力を相殺するために該
ステージ装置と同期して動作する慣性負荷駆動装置と
が、同一の定盤に搭載された半導体露光装置に適用する
例を説明する。

【０１１８】本実施例における装置では、図１１に示す
ように、シリコンウエハ、または、レチクルを載置して
その精密位置決め動作を行うステージ装置７１と、ステ
ージ装置７１による駆動反力を相殺するために該ステー
ジ装置と同期して動作する慣性負荷駆動装置７２が、同
一の定盤７３に搭載されている。定盤７３は支持機構７
４により防振支持されている。また、定盤７３には、回
転質量ユニット５０が剛に締結され、定盤７３に対して
制御トルクを加えられるようになっている。この回転質
量ユニット５０は、先の実施例と同様、制振対象となる
定盤７３の所定回転振動を検出し、その検出信号を補償
し得た信号、ステージ装置７１、慣性負荷駆動装置７２
などの駆動手段を備えた機器の動作状態、または、その
制御手段からの信号に適切な補償演算を施して得た信
号、などに基き制御される。なお、図１１では、ここで
の説明を行うために必要な構成要素のみを示し、半導体
露光装置を構成する他の要素は図示を省略している。

【０１１９】慣性負荷駆動装置７２には、先に、図１０
を用いて説明した直動型能動制振装置と同様の構造を有
するものなどを用いることができる。この場合、直動型
能動制振装置に構成される可動質量、および、その動作
ストロークは、ステージ装置７１のそれとほぼ同じか、
それに近い仕様にするなど、ステージ装置７１の動作条
件を考慮し、その動作による駆動反力を十分にキャンセ
ルできるだけの能力を備えるよう設計する必要がある。

【０１２０】このような慣性負荷駆動装置７２を、ステ
ージ装置７１が搭載された定盤７３に取付け、ステージ
装置７１と同期して動作させると、ステージ装置７１に
よる駆動反力を、定盤７３上に搭載された慣性負荷駆動
装置７２の作用力で打ち消すことができるため、該駆動
反力の除振脚を通じた装置設置基礎への伝達を低減し、
装置設置基礎振動の増大による半導体露光装置などの精
密機器への悪影響を抑制することができる。

【０１２１】慣性負荷駆動装置７２は、理想的には、ス
テージ装置７１とその作用軸が一致するように配置する
ことが望ましい。そうすれば、慣性負荷駆動装置７２に
よって、ステージ装置７１による定盤７３への駆動反力
を、ほぼ完全にキャンセルできる。しかし、装置配置上
の制約などにより、双方の作用軸を一致させることがで
きない場合は、ステージ装置７１と慣性負荷駆動装置７
２に、完全に同期したまったく同じ作用力を発生させた
としても、作用軸の不一致によるモーメントが定盤７３
に作用する。

【０１２２】本実施例に係る装置は、このような、ステ
ージ装置７１と慣性負荷駆動装置７２の作用軸を一致さ
せることができない装置に、効果的に作用する。図１１
に示したような装置の場合、ステージ装置７１と慣性負
荷駆動装置７２を、相互に逆方向に、同期して駆動する
と、それぞれの装置の動作により、同図の矢印Ｓ，Ｍで
示した方向の駆動反力が発生し、定盤７３や半導体露光
装置本体を励振する。この場合、紙面左右方向の力成
分、すなわち、ステージ装置７１、慣性負荷駆動装置７
２で発生する推力の並進成分は、ＳとＭとで、相互に相
殺して、その合力は、Ｓ，Ｍのいずれか大きい方よりも
小さいものにすることができる。しかし、紙面直交軸方
向の水平軸まわりのモーメント成分の着目すると、Ｓと
Ｍによるモーメントは足し合わされて、大きなモーメン
トを定盤７３に作用させることになる。しかし、本実施
例に係る装置では、このモーメントを打ち消す方向にト
ルクを発生できるよう、回転質量ユニット５０を搭載し
ている。つまり、図１１で矢印Ｃで示す、回転質量ユニ
ット５０によるトルクによって、双方の装置の駆動反力
によるモーメントの影響を低減し、定盤７３の振動を抑
制することができるのである。具体的には、ステージ装
置７１、慣性負荷駆動装置７２の駆動反力によって発生
するモーメントの和に基く信号を前向き補償演算手段６
にて補償して、回転質量ユニット５０を駆動すればよ
い。ステージ装置７１、慣性負荷駆動装置７２、回転質
量ユニット５０、各装置が定盤７３に加える駆動反力、
トルクなどを適切なバランスに調整することができれ
ば、非常に高い制振性能を実現することができる。

【０１２３】このような装置では、ステージ装置７１、
慣性負荷駆動装置７２、双方の駆動反力は、並進方向の
力としては相互に打ち消すように作用する。また、双方
の装置の動作によって定盤７３に作用するモーメントに
関しては、回転質量ユニット５０が発生するトルクで打
ち消すことができる。つまり、振動を低減するために発
生する作用力の、半導体露光装置本体の外部への伝達量
を大幅に低減しながらも、優れた制振性能を確保するこ
とができる。そのため、半導体露光装置などの精密機器
に悪影響を及ぼす装置設置基礎の振動を、低減できると
いう効果を得ることができる。

【０１２４】（半導体生産システムの実施例）次に、本
発明に係る能動制振装置を備えた製造装置を用いた半導
体デバイス（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）の生
産システムの例を説明する。これは半導体製造工場に設
置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナンス、
あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、製造
工場外のコンピュータネットワークを利用して行うもの
である。

【０１２５】図１２は全体システムをある角度から切り
出して表現したものである。図中、１０１は半導体デバ
イスの製造装置を提供するベンダ（装置供給メーカ）の
事業所である。製造装置の実例としては、半導体製造工
場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例え
ば、前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッ
チング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装
置、平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査
装置等）を想定している。事業所１０１内には、製造装
置の保守データベースを提供するホスト管理システム１
０８、複数の操作端末コンピュータ１１０、これらを結
んでイントラネット等を構築するローカルエリアネット
ワーク（ＬＡＮ）１０９を備える。ホスト管理システム
１０８は、ＬＡＮ１０９を事業所の外部ネットワークで
あるインターネット１０５に接続するためのゲートウェ
イと、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能
を備える。

【０１２６】一方、１０２〜１０４は、製造装置のユー
ザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工
場１０２〜１０４は、互いに異なるメーカに属する工場
であっても良いし、同一のメーカに属する工場（例え
ば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良
い。各工場１０２〜１０４内には、夫々、複数の製造装
置１０６と、それらを結んでイントラネット等を構築す
るローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１と、各
製造装置１０６の稼動状況を監視する監視装置としてホ
スト管理システム１０７とが設けられている。各工場１
０２〜１０４に設けられたホスト管理システム１０７
は、各工場内のＬＡＮ１１１を工場の外部ネットワーク
であるインターネット１０５に接続するためのゲートウ
ェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１からイ
ンターネット１０５を介してベンダ１０１側のホスト管
理システム１０８にアクセスが可能となり、ホスト管理
システム１０８のセキュリティ機能によって限られたユ
ーザだけにアクセスが許可となっている。具体的には、
インターネット１０５を介して、各製造装置１０６の稼
動状況を示すステータス情報（例えば、トラブルが発生
した製造装置の症状）を工場側からベンダ側に通知する
他、その通知に対応する応答情報（例えば、トラブルに
対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウェア
やデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報などの
保守情報をベンダ側から受け取ることができる。各工場
１０２〜１０４とベンダ１０１との間のデータ通信およ
び各工場内のＬＡＮ１１１でのデータ通信には、インタ
ーネットで一般的に使用されている通信プロトコル（Ｔ
ＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、工場外の外部ネット
ワークとしてインターネットを利用する代わりに、第三
者からのアクセスができずにセキュリティの高い専用線
ネットワーク（ＩＳＤＮなど）を利用することもでき
る。また、ホスト管理システムはベンダが提供するもの
に限らずユーザがデータベースを構築して外部ネットワ
ーク上に置き、ユーザの複数の工場から該データベース
へのアクセスを許可するようにしてもよい。

【０１２７】さて、図１３は本実施形態の全体システム
を図１２とは別の角度から切り出して表現した概念図で
ある。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユ
ーザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外
部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介し
て各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情報
をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複
数のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装
置のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部
ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデー
タ通信するものである。図中、２０１は製造装置ユーザ
（半導体デバイス製造メーカ）の製造工場であり、工場
の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここで
は例として露光装置２０２、レジスト処理装置２０３、
成膜処理装置２０４が導入されている。なお図１３では
製造工場２０１は１つだけ描いているが、実際は複数の
工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装
置はＬＡＮ２０６で接続されてイントラネットを構成
し、ホスト管理システム２０５で製造ラインの稼動管理
がされている。

【０１２８】一方、露光装置メーカ２１０、レジスト処
理装置メーカ２２０、成膜装置メーカ２３０などベンダ
（装置供給メーカ）の各事業所には、それぞれ供給した
機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム２１
１，２２１，２３１を備え、これらは上述したように保
守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備
える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管
理システム２０５と、各装置のベンダの管理システム２
１１，２２１，２３１とは、外部ネットワーク２００で
あるインターネットもしくは専用線ネットワークによっ
て接続されている。このシステムにおいて、製造ライン
の一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、
製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起き
た機器のベンダからインターネット２００を介した遠隔
保守を受けることで迅速な対応が可能で、製造ラインの
休止を最小限に抑えることができる。

【０１２９】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインタフェー
スと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用
ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行
するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモ
リやハードディスク、あるいはネットワークファイルサ
ーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフト
ウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例え
ば図１４に一例を示す様な画面のユーザインタフェース
をディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理
するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機
種４０１、シリアルナンバー４０２、トラブルの件名４
０３、発生日４０４、緊急度４０５、症状４０６、対処
法４０７、経過４０８等の情報を画面上の入力項目に入
力する。入力された情報はインターネットを介して保守
データベースに送信され、その結果の適切な保守情報が
保守データベースから返信されディスプレイ上に提示さ
れる。またウェブブラウザが提供するユーザインタフェ
ースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能４１０〜
４１２を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報
にアクセスしたり、ベンダが提供するソフトウェアライ
ブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフト
ウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する
操作ガイド（ヘルプ情報）を引出したりすることができ
る。ここで、保守データベースが提供する保守情報に
は、上記説明した本発明に関する情報も含まれ、また前
記ソフトウェアライブラリは本発明を実現するための最
新のソフトウェアも提供する。

【０１３０】次に上記説明した生産システムを利用した
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１５は半
導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計
を行う。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パ
ターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３
（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを
製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼
ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラ
フィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次
のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ
４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化す
る工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンデ
ィング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組立
て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作
製された半導体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。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これを出荷（ステップ７）する。前工程と後
工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎
に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされ
る。また前工程工場と後工程工場との間でも、インター
ネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装
置保守のための情報がデータ通信される。

【０１３１】図１６は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステッ
プ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製造
機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がな
されているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしト
ラブルが発生しても迅速な復旧が可能であり、従来に比
べて半導体デバイスの生産性を向上させることができ
る。

【０１３２】

【発明の効果】本発明に係る能動制振装置は、フライホ
イールなどの回転慣性負荷を駆動するときに反作用とし
て発生するトルクを利用して、精密機器などの振動に対
して保護すべき対象を搭載する除振台の回転振動を低減
する。つまり、支持機構、除振脚などを介して、装置設
置基礎などの外部の機器・環境に不要な力を発生・伝達
させることなく、除振台などの回転振動を低減すること
ができる。そのために、除振台の振動を低減、抑制する
ための力の反作用によって、除振台上に搭載された精密
機器等への有害振動の原因となる装置設置基礎振動を励
振することがないというメリットがある。

【０１３３】また、従来の、慣性負荷を直線方向に駆動
することによって制振力を得る、直動型能動制振装置を
利用した場合、比較的低い周波数成分を含む振動を低減
するためには、直動アクチュエータのストロークを長く
したり、慣性負荷を大きくしたりする必要があった。こ
れを用いて回転振動の低減を図ろうとすると、複数の直
動アクチュエータが必要となり、低い周波数成分の振動
を低減しようとする場合は、さらに、制振装置のサイズ
が大きくなってしまうという問題があった。

【０１３４】これに対して、本発明に係る回転振動を対
象とした能動制振装置は、制振のためのトルクを得るア
クチュエータとして、回転アクチュエータを用いてい
る。回転アクチュエータは、慣性負荷を回転させる構造
であるため、限られた空間の中でも無限の動作ストロー
クを得ることができるものもある。そのため、能動制振
装置に使用するアクチュエータを設置するために大きな
空間を必要とすることがなく、よりコンパクトな構成で
優れた制振効果を実現するためのトルクを得ることがで
きる。

【０１３５】本発明に係る能動制振装置は、以上の理由
により、半導体露光装置用の制振装置としても、好適に
使用できる。特に、ウエハステージ装置とレチクルステ
ージ装置とが同一の定盤に搭載され、双方のステージ装
置が、同期して、相互に逆方向にスキャン動作をして露
光を行う半導体露光装置、あるいは、ウエハステージ装
置またはレチクルステージ装置と、該ステージ装置によ
る駆動反力を相殺するためにそれと同期して動作する慣
性負荷駆動装置とが同一の定盤に搭載された半導体露光
装置などにおいては、双方の装置の作用軸が一致しない
ことによって発生するモーメントを、本発明に係る回転
質量ユニットの発生トルクで打ち消すように動作させれ
ば、定盤や露光装置の回転振動を、限られた空間の中で
効果的・効率的に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る能動制振装置の第１の実施例を
表わす構成図である。

【図２】 本発明の実施例に係る回転質量ユニットを表
わす構成図である。

【図３】 本発明の実施例に係る回転アクチュエータと
フライホールの斜視図である。

【図４】 本発明の実施例に係る揺動型の電磁駆動モー
タの摸式図である。

【図５】 本発明の第２の実施例に係る回転振動検出手
段として角速度センサを用いた場合の構成を表わす図で
ある。

【図６】 半導体露光装置に本発明に係る能動制振装置
を適用した第３の実施例を表わす側面図である。

【図７】 本発明に係る能動制振装置を適用した走査露
光型の半導体露光装置における力、モーメント等の作用
を表わす側面図である。

【図８】 半導体露光装置に本発明に係る能動制振装置
を適用した第４の実施例を表わす側面図である。

【図９】 直動型能動制振装置に使用する鉛直方向のア
クチュエータを例示する斜視図である。

【図１０】 直動型能動制振装置に使用する水平方向の
アクチュエータを例示する斜視図である。

【図１１】 本発明の第５の実施例に係る半導体露光装
置における力、モーメント等の作用を表わす側面図であ
る。

【図１２】 本発明に係る能動制振装置を備える製造装
置を用いた半導体デバイスの生産システムをある角度か
ら見た概念図である。

【図１３】 本発明に係る能動制振装置を備える製造装
置を用いた半導体デバイスの生産システムを別の角度か
ら見た概念図である。

【図１４】 ユーザインタフェースの具体例である。

【図１５】 デバイスの製造プロセスのフローを説明す
る図である。

【図１６】 ウエハプロセスを説明する図である。

【符号の説明】

１：除振台、２：支持機構、３：振動センサ、４：回転
振動抽出回路、５：補償演算手段、６：前向き補償演算
手段、７：角速度センサ、４５：ＸＹステージ、４６：
ＸＹステージ制御手段、４７：ＸＹステージ駆動回路、
５０：回転質量ユニット、５１：回転アクチュエータ、
５２：フライホイール（回転慣性要素）、５３：駆動回
路、７１：ステージ装置、７２：慣性負荷駆動装置、７
３：定盤、７４：支持機構、９１：装置設置基礎、９
２：支持機構、９３：ステージ定盤、９４：ウエハステ
ージ、９５：レチクルステージ、９６：光学レンズシス
テム、９７：鏡筒定盤、９８：照明光学系、９９：定
盤。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ Ｇ０５Ｄ 19/02 Ｇ０５Ｄ 19/02 Ｄ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３Ｆ Ｆターム(参考） 3J048 AB09 AB11 AD02 BE02 BF12 DA01 DA10 EA07 EA13 5D107 AA12 AA13 AA16 BB06 BB09 CC09 CC20 CD08 CD10 DD02 DD20 5F046 AA23 CC03 DA09 DB14 DC14 DD06

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 除振台に搭載され、振動に対し保護すべ
   き保護対象に伝達される振動を低減する能動制振装置で
   あって、前記除振台は支持機構により防振支持されてお
   り、前記除振台に固定される回転アクチュエータと、前
   記回転アクチュエータに接続され前記除振台に対して相
   対的に回転方向に運動する回転慣性要素とを有し、前記
   回転アクチュエータが前記回転慣性要素を回転方向に駆
   動する際に発生する駆動反力によって前記除振台にトル
   クを加える回転質量ユニットと、駆動指令信号に応じて
   前記回転アクチュエータを駆動する駆動回路とを備えた
   ことを特徴とする能動制振装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の能動制振装置におい
   て、前記除振台の回転方向の振動を検出する回転振動検
   出手段と、前記回転振動検出手段で検出された前記除振
   台の回転振動に相当する信号を補償する補償演算手段と
   を備え、前記補償演算手段によって得られた信号に基い
   て前記回転質量ユニットを駆動することにより、前記除
   振台の回転振動を低減することを特徴とする能動制振装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の能動制振装置におい
   て、前記回転振動検出手段は、前記除振台の振動を検出
   する複数の振動検出手段と、前記複数の振動検出手段の
   出力信号から前記除振台の回転方向の振動成分に相当す
   る信号を抽出する回転振動抽出手段と、からなることを
   特徴とする能動制振装置。
4. 【請求項４】 前記振動検出手段は加速度センサである
   ことを特徴とする請求項３に記載の能動制振装置。
5. 【請求項５】 前記振動検出手段は速度センサであるこ
   とを特徴とする請求項３に記載の能動制振装置。
6. 【請求項６】 請求項２に記載の能動制振装置におい
   て、前記回転振動検出手段は、前記除振台の回転角速度
   に相当する信号を検出する角速度センサであることを特
   徴とする能動制振装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の角速度センサは、光学
   式角速度センサであることを特徴とする能動制振装置。
8. 【請求項８】 前記回転アクチユエータは、永久磁石で
   形成された磁界の中にコイル巻線を有する回転運動機構
   を配置し、前記永久磁石で形成された磁界とコイル巻線
   に流れる電流とによって発生するローレンツ力を利用し
   てトルクを発生させる電磁駆動式ＤＣモータであること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の能動制振
   装置。
9. 【請求項９】 前記回転アクチュエータは、永久磁石を
   有する回転機構と、該回転機構の外周に配置された複数
   のコイル巻線とを備え、前記複数のコイル巻線に流す励
   磁電流を制御して前記回転機構の回転方向に磁界を変化
   させることで発生する回転磁界を、前記回転機構の永久
   磁石に作用させることでトルクを発生させる同期式ＡＣ
   モータであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか
   に記載の能動制振装置。
10. 【請求項１０】 前記回転アクチュエータは、導体で構
    成された回転機構と、該回転機構の外周に配置された複
    数のコイル巻線とを備え、前記複数のコイル巻線に流す
    励磁電流を制御して前記回転機構の回転方向に磁界を変
    化させることで発生する回転磁界を前記回転機構の導体
    に作用させ、その結果として前記導体に誘導された電流
    による磁界と前記回転磁界との相互作用によりトルクを
    発生させる誘導式ＡＣモータであることを特徴とする請
    求項１〜７のいずれかに記載の能動制振装置。
11. 【請求項１１】 前記回転アクチユエータは、ある支点
    を中心にして回転方向に一定の角度の範囲内で揺動可能
    な部材であってその揺動部分の少なくとも２箇所にコイ
    ル巻線を有する回転運動機構と、前記コイル巻線が存在
    する空間に磁界を形成する永久磁石とを備えたものであ
    り、前記永久磁石で形成された磁界と前記コイル巻線に
    流れる電流とによって発生するローレンツ力を利用して
    トルクを発生させる揺動型の電磁駆動モータであること
    を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の能動制振
    装置。
12. 【請求項１２】 前記回転アクチュエータは、ある支点
    を中心にして回転方向に一定の角度の範囲内で揺動可能
    な部材であってその揺動部分の少なくとも２箇所に、磁
    界を形成する永久磁石を備えた回転運動機構と、前記永
    久磁石が形成する磁界中に配置されたコイル巻線とを備
    え、前記永久磁石で形成された磁界と前記コイル巻線に
    流れる電流とによって発生するローレンツ力を利用して
    トルクを発生させる揺動型の電磁駆動モータであること
    を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の能動制振
    装置。
13. 【請求項１３】 前記除振台各部に同一回転運動方向に
    作用する前記回転質量ユニットが複数台数配置され、か
    つ、各回転質量ユニットは複数の群に分けられ、同一の
    群に含まれる複数の回転質量ユニットは、同一の駆動指
    令信号によって駆動されるものであることを特徴とする
    請求項１〜１２のいずれかに記載の能動制振装置。
14. 【請求項１４】 前記回転質量ユニットは複数台数配置
    され、前記除振台のピッチング、ローリング、およびヨ
    ーイングのうちの少なくとも１つ以上の回転運動モード
    にトルクを加えるものであることを特徴とする請求項１
    〜１３のいずれかに記載の能動制振装置。
15. 【請求項１５】 前記能動制振装置は、前記除振台に搭
    載されたＸＹステージなどの駆動手段を備えた機器の動
    作状態、または、その制御手段からの信号に適切な補償
    演算を施して、前記除振台の回転運動モードに対するト
    ルク指令信号を算出する前向き補償演算手段を備え、前
    記前向き補償演算手段で得られる信号に基き、前記回転
    質量ユニットを駆動することにより、前記除振台の回転
    振動を低減するものであることを特徴とする請求項１〜
    １４のいずれかに記載の能動制振装置。
16. 【請求項１６】 前記能動制振装置は、支持機構を介し
    て前記除振台が設置されている床などの装置設置基礎の
    振動を検出する複数の装置設置基礎振動検出手段と、前
    記複数の装置設置基礎振動検出手段から装置設置基礎の
    回転振動成分に相当する信号を抽出する装置設置基礎回
    転振動抽出手段と、その出力信号を適切に補償する装置
    設置基礎振動補償演算手段とを備え、前記装置設置基礎
    振動補償演算手段にて得られた補償信号に基き、前記回
    転質量ユニットを駆動することにより、前記除振台の回
    転振動を低減するものであることを特徴とする請求項１
    〜１５のいずれかに記載の能動制振装置。
17. 【請求項１７】 前記能動制振装置は、発生可能なトル
    クの最大値、回転動作範囲、および、発生トルクの分解
    能などが異なる複数種類の回転質量ユニットを備え、前
    記除振台の回転振動成分のうち、比較的低い周波数成分
    に対しては、大トルクを発生可能で回転動作範囲が大き
    い回転質量ユニットを用いて前記除振台の振動を低減す
    ることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の
    能動制振装置を、比較的高い周波数成分の振動に対して
    は、ごく微小なトルクを精度よく制御可能な回転質量ユ
    ニットを用いて前記除振台の振動を低減する、請求項１
    〜１６のいずれかに記載の能動制振装置を、それぞれ適
    用し、双方を同時に動作させるものであることを特徴と
    する能動制振装置。
18. 【請求項１８】 前記除振台に固定され、アクチュエー
    タを用いて慣性負荷を直線方向に駆動する際に発生する
    駆動反力によって前記除振台に制御力を加える直動制振
    ユニットを備え、該直動制振ユニットを用いて前記除振
    台の並進運動方向の振動を低減する、直動型能動制振装
    置を、請求項１〜１７のいずれかに記載の能動制振装置
    と併用し、それらを同時に動作させるものであることを
    特徴とする能動制振装置。
19. 【請求項１９】 前記支持機構は、空気ばねと、前記空
    気ばねの内部圧力を電気指令信号によって調整する制御
    弁とからなる空気圧駆動式アクチユエータであることを
    特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の能動制振
    装置。
20. 【請求項２０】 前記空気圧駆動式アクチュエータは、
    圧力指令信号を入力とし、前記空気ばねの内部圧力を検
    出する圧力センサを備え、前記圧力指令信号と前記圧力
    センサの出力信号との差信号を補償する圧力補償手段を
    備え、前記圧力補償手段から得られる補償信号に基いて
    前記制御弁を駆動する圧力制御ループを備えるものであ
    ることを特徴とする請求項１９に記載の能動制振装置。
21. 【請求項２１】 前記支持機構は、前記除振台の振動を
    検出する振動センサと、前記除振台に制御力を加えるア
    クチュエータとを備え、前記振動センサの検出信号を補
    償した信号に基いて前記アクチュエータを駆動し、前記
    除振台の振動制御を行うものであることを特徴とする請
    求項１〜２０のいずれかに記載の能動制振装置。
22. 【請求項２２】 請求項１〜２１のいずれかに記載の能
    動制振装置が、被露光体、または、電子回路パターン等
    の原版を載置してその精密位置決め動作を行うステージ
    装置が搭載された定盤と剛に締結された部材に取付けら
    れ、該定盤の振動を低減することを特徴とする半導体露
    光装置。
23. 【請求項２３】 請求項１〜２１のいずれかに記載の能
    動制振装置が、電子回路パターン等の原版上のパターン
    をその被露光体上に露光するために用いる光学レンズシ
    ステムを搭載した鏡筒定盤に取付けられ、該鏡筒定盤の
    振動を低減することを特徴とする半導体露光装置。
24. 【請求項２４】 被露光体を載置してその精密位置決め
    動作を行う被露光体ステージ装置と、原版を載置してそ
    の精密位置決め動作を行う原版ステージ装置とが、同一
    の定盤に搭載され、双方のステージ装置が、同期して、
    相互に逆方向にスキャン動作をして露光を行う半導体露
    光装置であって、請求項１〜２１のいずれかに記載の能
    動制振装置が該定盤と剛に締結された部材に取付けら
    れ、双方のステージ装置の同期動作によって発生するモ
    ーメントによる該定盤の回転振動を低減することを特徴
    とする半導体露光装置。
25. 【請求項２５】 被露光体または原版を載置してその精
    密位置決め動作を行うステージ装置と、該ステージ装置
    による駆動反力を相殺するために該ステージ装置と同期
    して動作する慣性負荷駆動装置とが、同一の定盤に搭載
    された半導体露光装置であって、請求項１〜２１のいず
    れかに記載の能動制振装置が該定盤と剛に締結された部
    材に取付けられ、該ステージ装置と慣性負荷駆動装置と
    が同期動作する際に、双方の作用軸が一致しないことに
    よって発生するモーメントによる該定盤の回転振動を、
    該能動制振装置によって低減することを特徴とする半導
    体露光装置。
26. 【請求項２６】 請求項２２〜２５のいずれかに記載の
    半導体露光装置を含む各種プロセス用の製造装置群を半
    導体製造工場に設置する工程と、該製造装置群を用いて
    複数のプロセスによって半導体デバイスを製造する工程
    とを有することを特徴とする半導体デバイス製造方法。
27. 【請求項２７】 前記製造装置群をローカルエリアネッ
    トワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネット
    ワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの
    間で、前記製造装置群の少なくとも１台に関する情報を
    データ通信する工程とをさらに有することを特徴とする
    請求項２６に記載の半導体デバイス製造方法。
28. 【請求項２８】 前記半導体露光装置のベンダもしくは
    ユーザが提供するデータベースに前記外部ネットワーク
    を介してアクセスしてデータ通信によって前記製造装置
    の保守情報を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別
    の半導体製造工場との間で前記外部ネットワークを介し
    てデータ通信して生産管理を行うことを特徴とする請求
    項２７記載の半導体デバイス製造方法。
29. 【請求項２９】 請求項２２〜２５のいずれかに記載の
    半導体露光装置を含む各種プロセス用の製造装置群と、
    該製造装置群を接続するローカルエリアネットワーク
    と、該ローカルエリアネットワークから工場外の外部ネ
    ットワークにアクセス可能にするゲートウェイを有し、
    前記製造装置群の少なくとも１台に関する情報をデータ
    通信することを可能にしたことを特徴とする半導体製造
    工場。
30. 【請求項３０】 半導体製造工場に設置された請求項２
    ２〜２５のいずれかに記載の半導体露光装置の保守方法
    であって、前記露光装置のベンダもしくはユーザが、半
    導体製造工場の外部ネットワークに接続された保守デー
    タベースを提供する工程と、前記半導体製造工場内から
    前記外部ネットワークを介して前記保守データベースへ
    のアクセスを許可する工程と、前記保守データベースに
    蓄積される保守情報を前記外部ネットワークを介して半
    導体製造工場側に送信する工程とを有することを特徴と
    する半導体露光装置の保守方法。
31. 【請求項３１】 請求項２２〜２５のいずれかに記載の
    半導体露光装置において、ディスプレイと、ネットワー
    クインタフェースと、ネットワーク用ソフトウェアを実
    行するコンピュータとをさらに有し、露光装置の保守情
    報をコンピュータネットワークを介してデータ通信する
    ことを可能にしたことを特徴とする半導体露光装置。
32. 【請求項３２】 前記ネットワーク用ソフトウェアは、
    前記半導体露光装置が設置された工場の外部ネットワー
    クに接続され前記半導体露光装置のベンダもしくはユー
    ザが提供する保守データベースにアクセスするためのユ
    ーザインタフェースを前記ディスプレイ上に提供し、前
    記外部ネットワークを介して該データベースから情報を
    得ることを可能にすることを特徴とする請求項３１記載
    の半導体露光装置。