JP2003009494A - 能動制振装置、露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクティブマスダンパの可動部の振動センサ
を省略する。 【解決手段】 床や露光装置の構造体と剛に接する底板
８の振動を加速度センサ９によって検出し、積分補償器
１５を経て制御装置１０にフィードバックするととも
に、アクチュエータ１の可動部を構成するリニアモータ
可動子２ａの振動を、リニアモータ２、３に給電する電
流アンプ１１の出力に基づいて誘導電圧を算出する誘導
電圧演算器１６による速度信号として、電流アンプ１１
にフィードバックすることで減衰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータ可動
子等の可動部の可動質量（カウンタマス）の駆動反力に
よって露光装置の構造体やクリーンルームの床等の振動
を抑制するアクティブマスダンパとして知られる能動制
振装置、露光装置およびデバイス製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年では、半導体素子に対する微細化要
求に応えるため、半導体露光装置を設置するクリーンル
ームの床等の振動環境に対する要求は年々厳しくなって
いる。何故ならば、前記床等の振動が半導体露光装置の
中に侵入すると、同装置内の高精度な計測器の読み値を
狂わせたり、ウエハステージ等の位置決め機構の精度を
劣化させ、そして最終的には露光精度を劣化させるから
である。

【０００３】上述のように半導体露光装置等を設置する
床の振動が露光精度などに及ぼす影響は顕著であり、ま
ずは露光装置そのものが床の振動を遮断する機能を持た
ねばならない。そのために、近年の半導体露光装置にお
ける本体部の構造体は、アクティブ除振装置によって支
持されており、除振装置のアクティブ化によって、高周
波帯の除振域を拡大できる。そのうえ、床の振動を検出
し、この信号を適切に処理してアクティブ除振装置内の
アクチュエータを駆動することによって、床の振動の本
体構造体への侵入を相殺することができる、いわゆる床
振動フィードフォワードもしくは地動フィードフォワー
ドと呼ばれる能動制振技術を適用することができる。

【０００４】さらに、半導体露光装置内の駆動部、例え
ばウエハステージの駆動に起因する本体構造体の揺れ
は、同機構の駆動信号を適切に処理してアクティブ除振
装置内のアクチュエータを駆動することによって抑制で
きる。これは、反力フィードフォワード制御と呼ばれる
ものである。

【０００５】図６は、一従来例による能動制振装置を示
すもので、アクチュエータ１０１は、一対のリニアモー
タ１０２、１０３を有し、各リニアモータ１０２、１０
３は、永久磁石を有するリニアモータ可動子１０２ａ、
１０３ａと、巻線コイルを有するリニアモータ固定子１
０２ｂ、１０３ｂからなり、リニアモータ可動子１０２
ａ、１０３ａは連結板１０４を介して剛に結合されてい
る。

【０００６】リニアモータ固定子１０２ｂ、１０３ｂの
巻線コイルに通電することによって、リニアモータ可動
子１０２ａ、１０３ａを同時に鉛直方向に動かす。リニ
アモータ可動子１０２ａ、１０３ａを連結板１０４を介
して結合して一体となした理由は、大推力を得るため
と、カウンタマスである可動部の重量をアップするため
である。

【０００７】リニアモータ可動子１０２ａには、ターゲ
ット１０５が取り付けられ、変位センサ１０６の計測に
よってリニアモータ可動子１０２ａの移動距離を計測す
る。また、ターゲット１０５にはリニアモータ可動子１
０２ａの鉛直方向の揺動を検出する加速度センサ１０７
が取り付けられており、この出力を前記可動部すなわち
カウンタマスの運動特性安定化のために使用する。

【０００８】また、リニアモータ固定子１０２ｂ、１０
３ｂを立設支持する底板１０８に取り付けられた加速度
センサ１０９は、底板１０８と剛に接触する床などの振
動を計測する。

【０００９】リニアモータ可動子１０２ａ、１０３ａの
鉛直方向の位置については、底板１０８に固定した変位
センサ１０６がリニアモータ可動子１０２ａに取り付け
られたターゲット１０５の検出面を計測しており、この
出力が、リニアモータ可動子１０２ａ、１０３ａを鉛直
方向の所定の位置に定位させるためのフィードバック信
号となる。変位センサ１０６の信号を制御装置１１０に
入力し、適切な演算処理を施し、電流アンプ１１１を励
磁し、リニアモータ固定子１０２ｂ、１０３ｂの巻線コ
イルに電流を通すことによって、リニアモータ可動子１
０２ａ、１０３ａを所定の場所に定位させる。

【００１０】なお、図６にはリニアモータ可動子１０２
ａ、１０３ａを鉛直方向に案内する機構が図示されてい
ないが、例えば、移動方向の摩擦が低い転がり案内のガ
イドレールを使用することができる。このような案内機
構を使った場合、リニアモータ可動子１０２ａ、１０３
ａを所望の場所に定位させておくには減衰性能が劣る。
そこで、リニアモータ可動子１０２ａと一体になって動
く加速度センサ１０７の信号を制御装置１１０に入力し
ている。この信号は制御装置１１０の中で適切に信号処
理されて、リニアモータ固定子１０２ｂ、１０３ｂの巻
線コイルに駆動電流を通電するための電流アンプ１１１
を励磁するが、リニアモータ可動子１０２ａ、１０３ａ
の動きに減衰（ダンピング）を付与するように作用して
いる。

【００１１】このように、変位センサ１０６と加速度セ
ンサ１０７の出力信号の制御装置１１０への入力によっ
て、リニアモータ可動子１０２ａ、１０３ａを鉛直方向
の所定の位置に安定に定位させておくことができる。

【００１２】床や構造体の振動については、これと接触
する底板１０８の振動を加速度センサ１０９によって検
出する。そして、この出力信号も制御装置１１０への入
力としている。制御装置１１０では、底板１０８の振動
に応じてリニアモータ可動子１０２ａ、１０３ａを駆動
し、このときに発生する駆動反力を底板１０８を介して
床などに伝達させる。結局のところ、底板１０８と接す
る床などの振動をリニアモータ可動子１０２ａ、１０３
ａの駆動反力で制御する。

【００１３】制御装置１１０について詳しく説明する
と、リニアモータ可動子１０２ａと一体となっている加
速度センサ１０７の出力は積分補償器１１４を介して速
度信号となり、巻線コイルであるリニアモータ固定子１
０２ｂ、１０３ｂに駆動電流を通電する電流アンプ１１
１の前段に負帰還されている。このフィードバックルー
プによって、リニアモータ可動子１０２ａ、１０３ａの
動きにダンピングが掛けられる。

【００１４】また、底板１０８を基準としたリニアモー
タ可動子１０２ａ、１０３ａの移動距離を計測する変位
センサ１０６の出力は、位置補償器１１２に入力されて
いる。位置補償器１１２へのもう一つの入力は、目標電
圧印加端子１１３に加える電圧であり、この電圧によっ
て底板１０８を基準にしたリニアモータ可動子１０２
ａ、１０３ａの鉛直方向の定位位置を定める。位置補償
器１１２は、比較器とゲイン補償器もしくはＰＩ補償器
とで構成することができる。ここで、Ｐは比例を、Ｉは
積分動作を意味する。そして、位置補償器１１２の出力
と先に説明した積分補償器１１４の負帰還信号とを加算
した信号ｅを電流アンプ１１１への入力としている。こ
のような中立位置安定化を行なう制御装置１１０によっ
て、リニアモータ可動子１０２ａ、１０３ａは鉛直方向
の平衡位置に安定に定位する。

【００１５】リニアモータ可動子１０２ａ、１０３ａが
底板１０８と剛に接している不図示の床や構造体に対し
て制振作用を与えるには、上述した積分補償器１１４と
位置補償器１１２の出力に基づくフィードバックの他
に、新たなフィードバックループが必要となる。それ
は、底板１０８に装着した加速度センサ１０９の出力に
応動してリニアモータ可動子１０２ａ、１０３ａを揺動
させ、そのときの駆動反力によって底板１０８と剛に接
する床や構造体の振動を抑制するためのループであり、
底板１０８に取り付けた加速度センサ１０９の出力を、
第２の積分補償器１１５に導き、その出力を電流アンプ
１１１の前段にフィードバックしているループがこれに
相当する。

【００１６】上述した構成によって、リニアモータ可動
子１０２ａ、１０３ａを中立位置に定位させた状態で、
その中立位置の周りで底板１０８の振動に応じてリニア
モータ可動子１０２ａ、１０３ａを揺動させることがで
き、このときの駆動反力によって床や構造体に対して制
振を与えることができる。

【００１７】また、別の従来例においては、比較的汎用
的に入手できる加速度センサ１０７、１０９の出力を積
分補償器１１４、１１５に通して速度信号に変換する替
わりに、それぞれ速度センサとゲイン補償器を用いてい
る。速度センサは絶対速度を出力するもであり、その出
力をそのまま使って電流アンプ１１１を駆動することに
よってダンピングとしての操作力を発生させている。こ
れは、構成が簡単で、しかもより一層制振性能を向上さ
せることができるもので、その理由は以下の通りであ
る。

【００１８】図６の能動制振装置においては、加速度セ
ンサを使用していたためダンピングとしての操作力を発
生させるために積分演算が必要であり、この演算をアナ
ログの電子回路で実現する場合、コンデンサと抵抗で積
分時定数を決めるわけであるが、特に時定数が大きい場
合には容量の大きなコンデンサを使用せねばならないた
め、スペースやコンデンサの精度に問題を生じる。ま
た、加速度センサの出力は低周波数域でドリフトするの
で、低周波数域での信号をカットするフィルタリング処
理も必要であり、これが能動制振装置の性能を落として
おり、一方、積分補償器をデジタルで実現する場合、さ
ほどの困難さはないものの、ワインドアップなどの対策
を施す必要があり、若干の煩雑さが避けられない。

【００１９】これに対して、加速度センサの替わりに、
速度センサを用いて、これらの出力に単純にゲインを掛
けてフィードバックするように構成すれば、フィードバ
ック装置が単純化するというメリットがある。加えて、
余計なフィルタリング処理が不要となるので、制振性能
の劣化要因も排除できるという効果が期待できるもので
ある。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、前述のように、可動部（カウンタマ
ス）の振動の検出にサーボ式の加速度センサを用いて、
同センサの出力を演算処理した信号に基づいてアクチュ
エータであるリニアモータを駆動する場合は、積分演算
の処理が必要であった。しかし、積分演算を行なう場
合、加速度センサの低周波域のドリフト対策のために、
フィルタリング処理も併用せねばならず、演算処理には
若干の複雑さがあった。そして、フィルタリング処理の
ためにフィードバック系の性能を劣化させていた。

【００２１】また、振動の検出にサーボ式の速度センサ
を用いる場合は、速度センサは一般的ではないため非常
に高価であり、また、揺動する物体の速度を検出するた
めには速度センサ内部のバネの剛性を上げねばならな
い。従って、一般的に速度センサは、揺動する物体の速
度を精度よく検出するのに適さないという不都合があっ
た。

【００２２】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、アクチュエータであ
るリニアモータの印加電圧と駆動電流から誘導電圧を演
算によって求め、加速度センサや速度センサの替わり
に、リニアモータの移動速度に比例する前記誘導電圧に
基づくフィードバックループによってリニアモータ可動
子にダンピングを付与するように構成した安価で制振性
能にすぐれた能動制振装置、露光装置およびデバイス製
造方法を提供することを目的とするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の能動制振装置は、可動部の駆動反力によっ
て床または構造体の振動を抑制する能動制振装置であっ
て、前記可動部を駆動するリニアモータと、前記可動部
の変位を計測する変位センサと、前記リニアモータの印
加電圧と駆動電流に基づいて前記可動部の移動速度に比
例する速度信号を演算する移動速度演算手段と、前記床
または構造体の振動を検出する振動センサと、前記変位
センサの出力と前記移動速度演算手段の出力と前記振動
センサの出力に基づいて前記リニアモータを制御する制
御装置を有することを特徴とする。

【００２４】可動部の駆動反力によって床または構造体
の振動を抑制する能動制振装置であって、前記可動部を
駆動するリニアモータと、前記可動部の変位を検出する
変位センサと、前記リニアモータの誘導電圧を演算する
誘導電圧演算手段と、前記床または構造体の振動を検出
する振動センサと、前記変位センサの出力と前記誘導電
圧演算手段の出力と前記振動センサの出力に基づいて前
記リニアモータを制御する制御装置を有する能動制振装
置でもよい。

【００２５】振動センサが加速度センサであるとよい。

【００２６】振動センサが速度センサであってもよい。

【００２７】本発明の露光装置は、上記能動制振装置
と、該能動制振装置を配置した床に支持された本体部を
有することを特徴とする。

【００２８】上記能動制振装置と、該能動制振装置を配
設した本体部を有する露光装置でもよい。

【００２９】上記能動制振装置と、該能動制振装置の近
傍に配設された位置決めステージを有する露光装置でも
よい。

【００３０】本発明のデバイス製造方法は、上記露光装
置によってウエハを露光する工程を有することを特徴と
する。

【００３１】

【作用】カウンタマスである可動部の移動速度に比例す
るリニアモータの誘導電圧を用いて可動部に減衰を付与
し、マスダンパの安定性を向上させる。

【００３２】可動部の振動検出に用いる高価な速度セン
サや加速度センサを省略して低コスト化を促進できるう
えに、インナーループの周波数特性を改善することが可
能であり、より一層高性能でしかも安価なアクティブマ
スダンパを実現できる。

【００３３】このような能動制振装置を、露光装置を配
設したクリーンルームの床や、露光装置の構造体等に設
けることで、露光装置のウエハ等基板の位置決め精度を
向上させたり、計測機器の出力の信頼性等を改善でき
る。これによって、露光装置の転写精度や生産性を大幅
に向上できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００３５】図１は、一実施の形態による能動制振装置
を示すもので、露光装置を載置するクリーンルームの床
や、露光装置本体部の構造体、あるいはウエハステージ
等の位置決めステージの近傍に取り付けられてその駆動
反力を利用するアクチュエータ１は、一対のリニアモー
タ２、３を有し、各リニアモータ２、３は、永久磁石を
有するリニアモータ可動子２ａ、３ａと、巻線コイルを
有するリニアモータ固定子２ｂ、３ｂからなり、リニア
モータ可動子２ａ、３ａは連結板４を介して剛に結合さ
れている。

【００３６】リニアモータ固定子２ｂ、３ｂの巻線コイ
ルに通電することによって、リニアモータ可動子２ａ、
３ａを同時に鉛直方向に動かす。リニアモータ可動子２
ａ、３ａを連結板４を介して結合して一体の可動部とな
した理由は、大推力を得るためと、マスダンパを構成す
る可動部の重量をアップするためである。

【００３７】リニアモータ可動子２ａには、ターゲット
５が取り付けられ、変位センサ６の計測によってリニア
モータ可動子２ａの移動距離を計測する。また、リニア
モータ固定子２ｂ、３ｂを立設支持する底板８に取り付
けられた加速度センサ９は、底板８と剛に接触する床や
露光装置本体部の構造体などの振動を計測する振動セン
サである。

【００３８】リニアモータ可動子２ａ、３ａの鉛直方向
の位置については、底板８に固定した変位センサ６がリ
ニアモータ可動子２ａに取り付けられたターゲット５の
検出面を計測しており、この出力は、リニアモータ可動
子２ａ、３ａを鉛直方向の所定の位置に定位させるため
のフィードバック信号となる。変位センサ６の信号を制
御装置１０に入力し、適切な演算処理を施し、電流アン
プ１１を励磁し、リニアモータ固定子２ｂ、３ｂの巻線
コイルに電流を通すことによって、リニアモータ可動子
２ａ、３ａを所定の場所に定位させる。

【００３９】なお、図１にはリニアモータ可動子２ａ、
３ａを鉛直方向に案内する機構が図示されていないが、
例えば、移動方向の摩擦が低い転がり案内のガイドレー
ルを使用することができる。このような案内機構を使っ
た場合、リニアモータ可動子２ａ、３ａを所望の場所に
定位させておくには減衰性能が劣る。そこで、従来例で
は、リニアモータ可動子と一体になって動く加速度セン
サの信号を制御装置に入力して、リニアモータ可動子の
動きに減衰（ダンピング）を付与しているが、本実施の
形態においては、加速度センサ等の振動センサを用いる
ことなく、電流アンプ１１の出力信号である誘導電圧を
演算し、リニアモータ可動子２ａ、３ａの移動速度に比
例する速度信号としてフィードバックすることで、リニ
アモータ可動子２ａ、３ａを鉛直方向の所定の位置に安
定に定位させておく。

【００４０】床や構造体の振動は、これと接触する底板
８の振動を加速度センサ９によって検出する。そして、
この出力信号も制御装置１０への入力としている。制御
装置１０では、底板８の振動に応じてリニアモータ可動
子２ａ、３ａを駆動し、このときに発生する駆動反力を
底板８を介して床などに伝達させる。結局のところ、底
板８と接する床や構造体の振動をリニアモータ可動子２
ａ、３ａの駆動反力で制御する。

【００４１】制御装置１０について詳しく説明すると、
後述するように電流アンプ１１の出力に基づいて算出さ
れた速度信号は、巻線コイルであるリニアモータ固定子
２ｂ、３ｂに駆動電流を通電する電流アンプ１１の前段
に負帰還され、このフィードバックループによって、リ
ニアモータ可動子２ａ、３ａの動きにダンピングが掛け
られる。

【００４２】次に、底板８を基準としたリニアモータ可
動子２ａ、３ａの移動距離を計測する変位センサ６の出
力は、位置補償器１２に入力されている。位置補償器１
２へのもう一つの入力は、目標電圧印加端子１３に加え
る電圧であり、この電圧によって底板８を基準にしたリ
ニアモータ可動子２ａ、３ａの鉛直方向の定位位置を定
める。位置補償器１２は、比較器とゲイン補償器もしく
はＰＩ補償器とで構成することができる。ここで、Ｐは
比例を、Ｉは積分動作を意味する。そして、位置補償器
１２の出力と、前述の速度信号であるゲイン補償器１４
の負帰還信号とを加算した信号ｅを電流アンプ１１への
入力としている。このような中立位置安定化を行なう制
御装置１０によって、リニアモータ可動子２ａ、３ａは
鉛直方向の平衡位置に安定に定位する。

【００４３】リニアモータ可動子２ａ、３ａが底板８と
剛に接している床や構造体に対して制振作用を与えるに
は、ゲイン補償器１４と位置補償器１２の出力に基づく
フィードバックの他に、新たなフィードバックループが
必要となる。それは、底板８に装着した加速度センサ９
の出力に応動してリニアモータ可動子２ａ、３ａを揺動
させ、そのときの駆動反力によって底板８と剛に接する
床や構造体の振動を抑制するためのループであり、底板
８に取り付けた加速度センサ９の出力を、積分補償器１
５に導き、その出力を電流アンプ１１の前段にフィード
バックしているループがこれに相当する。

【００４４】上述した構成によって、リニアモータ可動
子２ａ、３ａを中立位置に定位させた状態で、その中立
位置の周りで底板８の振動に応じてリニアモータ可動子
２ａ、３ａを揺動させることができ、このときの駆動反
力によって床や構造体に対して制振を与えることができ
る。

【００４５】次に、リニアモータ可動子２ａ、３ａにダ
ンピングを付与するフィードバックループについて説明
する。各リニアモータ２、３の駆動回路の電流アンプ１
１は、入力された電流指令電圧ｅに対応する駆動電流Ｉ
ｃ〔Ａ〕をリニアモータ固定子２ｂ、３ｂの巻線コイル
に印加するが、巻線コイルの両端に印加される印加電圧
Ｖｃ〔Ｖ〕ならびに巻線コイルに流れる駆動電流Ｉｃ
〔Ａ〕を検出し、それぞれ検出された印加電圧信号なら
びに駆動電流信号を、移動速度演算手段および誘導電圧
演算手段である誘導電圧演算器１６に出力する機能を有
する。

【００４６】ここで、誘導電圧Ｖａ〔Ｖ〕は、印加電圧
Ｖｃ〔Ｖ〕、駆動電流Ｉｃ〔Ａ〕およびコイル抵抗Ｒｃ
〔Ω〕を用いて式（１）で表わされる演算で求められ
る。 Ｖａ＝Ｖｃ−Ｒｃ・Ｉｃ ・・・（１）

【００４７】また、リニアモータ可動子の移動速度ｖ
〔ｍ／ｓ〕は、誘導電圧Ｖａ〔Ｖ〕およびリニアモータ
の推力定数ｋ〔Ｎ／Ａ〕を用いて式（２）で表わされる
演算で求められる。 ｖ＝Ｖａ／ｋ ・・・（２）

【００４８】従って、誘導電圧演算器１６は、電流アン
プ１１から出力される印加電圧Ｖｃ〔Ｖ〕、駆動電流Ｉ
ｃ〔Ａ〕を入力し、式（１）の演算を行ない、演算によ
って求められた誘導電圧Ｖａ〔Ｖ〕を、移動速度に比例
する速度信号としてゲイン補償器１４に出力すれば、リ
ニアモータ可動子の振動を検出する加速度センサ等を削
除した能動制振装置を実現することができる。

【００４９】誘導電圧演算器１６は絶対速度に比例する
誘導電圧を出力するものであり、その出力をそのまま使
って電流アンプ１１を駆動することによって、ダンピン
グとしての操作力を発生させている。すなわち、誘導電
圧演算器１６の出力をゲイン補償器１４を介してフィー
ドバックすることによって、リニアモータ可動子２ａ、
２ｂにダンピングを与えている。

【００５０】図２は図１における電流アンプ１１、リニ
アモータ固定子２ｂ、３ｂの巻線コイルおよび誘導電圧
演算器１６の機能を表わすブロック図であり、ＦＥＴ等
で構成されたバッファアンプ１７、リニアモータ固定子
２ｂ、３ｂの巻線コイルの抵抗Ｒｃおよびインダクタン
スＬｃ、巻線コイルに流れる駆動電流Ｉｃを検出するた
めの電流検出抵抗Ｒｄ、電流検出抵抗Ｒｄの両端の電圧
すなわち（Ｒｄ・Ｉｃ）を差動で計測する計測アンプ１
８、オペアンプで構成された差分器１９、巻線コイルの
両端に印加される印加電圧Ｖｃを差動で計測する計測ア
ンプ２０を有する。

【００５１】バッファアンプ１７には差分器１９を通し
て電流指令値電圧ｅが入力され、巻線コイルに駆動電流
を流すための電圧を供給する。差分器１９のフィードバ
ック側には電流検出抵抗Ｒｄに流れる駆動電流Ｉｃを検
出する計測アンプ１８が接続されているので、バッファ
アンプ１７は電流指令値電圧ｅに従った駆動電流Ｉｃを
流す電流アンプとして動作する。

【００５２】すなわち、電流アンプ１１はバッファアン
プ１７、電流検出抵抗Ｒｄ、計測アンプ１８、差分器１
９、計測アンプ２０で構成される。

【００５３】また、誘導電圧演算器１６は、駆動電流検
出電圧（Ｒｄ・Ｉｃ）を（Ｒｃ／Ｒｄ）倍に増幅するオ
ペアンプ２１と、印加電圧Ｖｃから（Ｒｃ・Ｉｃ）を減
算して誘導電圧Ｖａを出力する差分器２２と、差分器２
２の信号を（１／ｋ）倍して速度信号ｖを出力するオペ
アンプ２３を有し、オペアンプ２３の出力する速度信号
ｖをゲイン補償器１４に入力する。この信号は制御装置
１０の中で適切に信号処理されて、リニアモータ固定子
２ｂ、３ｂの巻線コイルに電流を通電するための電流ア
ンプ１１を励磁するが、リニアモータ可動子２ａ、３ａ
の動きに減衰（ダンピング）を付与するように作用して
いる。すなわち、変位センサ６の出力信号の制御装置１
０への入力と、電流アンプ１１の出力信号を誘導電圧演
算器１６で演算し、電流アンプ１１に負帰還する制御装
置内部のフィードバックループを構成することによっ
て、リニアモータ可動子２ａ、３ａを鉛直方向の所定の
位置に安定に定位させておくことができる。

【００５４】前述の従来例による能動制振装置において
は、加速度センサを使用していたためダンピングとして
の操作力を発生させるために積分演算が必要である。こ
の演算をアナログの電子回路で実現する場合、コンデン
サと抵抗で積分時定数を決めるわけであるが、特に時定
数が大きい場合には容量の大きなコンデンサを使用せね
ばならないため、実装空間およびコンデンサの精度に問
題を生じる。また、加速度センサの出力は低周波数域で
ドリフトするので、低周波数域での信号をカットするフ
ィルタリング処理も必要であり、これが能動制振装置の
性能を落としている。一方、積分補償器をデジタルで実
現する場合、さほどの困難さはないものの、ワインドア
ップなどの対策を施す必要があり、若干の煩雑さが避け
られない。

【００５５】これに対して、本実施の形態による能動制
振装置では、誘導電圧演算器１６の出力に単純にゲイン
を掛けてフィードバックすればよいので、フィードバッ
ク装置が単純化するというメリットがある。加えて、イ
ンナーループであるダンピングループに従来の余計なフ
ィルタリング処理が不要となるので、制振性能の劣化要
因も半減できるという効果がある。

【００５６】また、図１に示す能動制振装置は、リニア
モータ２、３のコイル抵抗が温度上昇により変化した場
合は、演算効果である誘導電圧Ｖａにオフセットを発生
してしまうが、フィードバックループにゲイン補償器１
４を使用しているので、位置補償器１２を比較器とＰＩ
補償器とで構成すれば誘導電圧Ｖａに含まれるオフセッ
トを相殺することができる。ここで、Ｐは比例を、Ｉは
積分動作を意味する。そして、位置補償器１２の出力と
先に説明したゲイン補償器１４の負帰還信号とを加算し
た信号ｅを電流アンプ１１への入力としている。このよ
うな破線で囲む中立位置安定化を行なう制御装置１０に
よって、リニアモータ可動子２ａ、３ａは鉛直方向の平
衡位置に安定に定位する。

【００５７】図３は一変形例を示す。これは、底板８の
振動を検出する振動センサとして、加速度センサ９の替
わりに速度センサ２９を用いたものである。汎用的に入
手できる加速度センサ９は、その出力を積分補償器１５
に通して速度信号に変換していたが、本変形例は、加速
度センサ９を速度センサ２９に置き換えるとともに、積
分補償器１５の替わりにゲイン補償器２５を設けてい
る。

【００５８】速度センサ２９は絶対速度を出力するもの
であり、底板８に装着した速度センサ２９の出力をゲイ
ン補償器２５を介して電流アンプ１１の前段にフィード
バックすることにより、底板８と剛に接する床や構造体
の共振に対してリニアモータ可動子２ａ、３ａの駆動反
力によるダンピングとしての制振力を与えているのであ
る。

【００５９】図１の能動制振装置においては、加速度セ
ンサを使用していたためダンピングとしての操作力を発
生させるために積分演算が必要である。この演算をアナ
ログの電子回路で実現する場合、コンデンサと抵抗で積
分時定数を決めるわけであるが、特に時定数が大きい場
合には容量の大きなコンデンサを使用せねばならないた
め、実装空間およびコンデンサの精度に問題を生じる。
また、加速度センサの出力は低周波数域でドリフトする
ので、低周波数域での信号をカットするフィルタリング
処理も必要であり、これが能動制振装置の性能を落とし
ている。一方、積分補償器１５をデジタルで実現する場
合、さほどの困難さはないものの、ワインドアップなど
の対策を施す必要があり、若干の煩雑さが避けられな
い。

【００６０】これに対して、図３の能動制振装置によれ
ば、速度センサ２９の出力に単純にゲインを掛けてフィ
ードバックすればよいので、フィードバック装置が単純
化するというメリットがある。加えて、余計なフィルタ
リング処理が不要となるので、制振性能の劣化要因も排
除できるという効果がある。

【００６１】次にデバイス製造方法の実施例を説明す
る。図４は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チ
ップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造フローを
示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回
路設計を行なう。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原版であるマスク（レチク
ル）を製作する。ステップ３（ウエハ製造）ではシリコ
ン等の材料を用いて基板であるウエハを製造する。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。ステップ５（組
立）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なう。こう
した工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷
（ステップ７）される。

【００６２】図５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
膜を形成する。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１５
（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）では上記の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、前述の基板処理方法
によって、取り除く。これらのステップを繰り返し行な
うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成
される。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が
難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することが
できる。

【００６３】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００６４】（１）高価な加速度センサや速度センサの
必要個数を減らし、単純な演算回路で実現可能な誘導電
圧演算器から速度に比例する誘導電圧を出力する構成で
あるため、装置コストを大幅に低減できる。加えて、セ
ンサに起因する故障も減少し、その結果、能動制振装置
の信頼性が向上する。

【００６５】（２）カウンタマスの振動を加速度センサ
によって計測する場合は、この出力を１回積分して速度
信号に変換して、能動制振装置内のアクチュエータを駆
動するが、誘導電圧演算器を用いるとフィードバックの
演算処理の中に積分を入れる必要がなくなる。つまり、
誘導電圧演算器の出力をダイレクトにフィードバックす
ればよいので、フィードバック装置を単純に構成できる
という効果がある。

【００６６】（３）加速度センサを用いると、その出力
に対する主たる積分補償以外のフィルタリング処理も併
用するため、このフィルタリング処理に起因して制振効
果に限界がある。すなわち、制振性能を高めるためにゲ
インを強くすると発振を招き易い。しかるに、誘導電圧
演算器の使用によってフィルタリング処理が不要となっ
て、制振のためのゲインを高くとることが可能となり、
制振効果を高めることができるという特筆すべき効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態による能動制振装置を示す図であ
る。

【図２】図１の電流アンプおよび誘導電圧演算器の機能
を示すブロック図である。

【図３】一変形例を示す図である。

【図４】半導体製造プロセスを示すフローチャートであ
る。

【図５】ウエハプロセスを示すフローチャートである。

【図６】一従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ アクチュエータ ２、３ リニアモータ ２ａ、３ａ リニアモータ可動子 ２ｂ、３ｂ リニアモータ固定子 ４ 連結板 ５ ターゲット ６ 変位センサ ８ 底板 ９ 加速度センサ １０ 制御装置 １１ 電流アンプ １２ 位置補償器 １４、２５ ゲイン補償器 １５ 積分補償器 １６ 誘導電圧演算器 ２９ 速度センサ

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０２Ｐ 5/00 １０１ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３Ｆ Ｆターム(参考） 5F031 CA02 CA05 HA55 JA01 JA32 JA45 LA08 MA27 5F046 AA23 CC03 CC17 5H540 AA10 BA03 EE05 EE06 FB01 5H633 BB08 BB10 GG02 GG08 HH03 HH07 JA05 JA10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動部の駆動反力によって床または構造
   体の振動を抑制する能動制振装置であって、前記可動部
   を駆動するリニアモータと、前記可動部の変位を計測す
   る変位センサと、前記リニアモータの印加電圧と駆動電
   流に基づいて前記可動部の移動速度に比例する速度信号
   を演算する移動速度演算手段と、前記床または構造体の
   振動を検出する振動センサと、前記変位センサの出力と
   前記移動速度演算手段の出力と前記振動センサの出力に
   基づいて前記リニアモータを制御する制御装置を有する
   能動制振装置。
2. 【請求項２】 可動部の駆動反力によって床または構造
   体の振動を抑制する能動制振装置であって、前記可動部
   を駆動するリニアモータと、前記可動部の変位を検出す
   る変位センサと、前記リニアモータの誘導電圧を演算す
   る誘導電圧演算手段と、前記床または構造体の振動を検
   出する振動センサと、前記変位センサの出力と前記誘導
   電圧演算手段の出力と前記振動センサの出力に基づいて
   前記リニアモータを制御する制御装置を有する能動制振
   装置。
3. 【請求項３】 振動センサが加速度センサであることを
   特徴とする請求項１または２記載の能動制振装置。
4. 【請求項４】 振動センサが速度センサであることを特
   徴とする請求項１または２記載の能動制振装置。
5. 【請求項５】 構造体が、露光装置の本体部を構成して
   いることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記
   載の能動制振装置。
6. 【請求項６】 床が、露光装置を支持していることを特
   徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の能動制振
   装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし４いずれか１項記載の能
   動制振装置と、該能動制振装置を配置した床に支持され
   た本体部を有する露光装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし４いずれか１項記載の能
   動制振装置と、該能動制振装置を配設した本体部を有す
   る露光装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし４いずれか１項記載の能
   動制振装置と、該能動制振装置の近傍に配設された位置
   決めステージを有する露光装置。
10. 【請求項１０】 請求項７ないし９いずれか１項記載の
    露光装置によってウエハを露光する工程を有するデバイ
    ス製造方法。