JPH09190957A - 能動除振装置および能動除振方法 - Google Patents
能動除振装置および能動除振方法Info
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- JPH09190957A JPH09190957A JP1923896A JP1923896A JPH09190957A JP H09190957 A JPH09190957 A JP H09190957A JP 1923896 A JP1923896 A JP 1923896A JP 1923896 A JP1923896 A JP 1923896A JP H09190957 A JPH09190957 A JP H09190957A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 能動除振装置において、従来は十分に考慮さ
れていなかった装置設置基礎の回転振動の絶縁性能を、
並進振動の絶縁性能と同等、またはそれ以上に向上させ
る。 【解決手段】 除振台１と、除振台を防振支持する支持
機構２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、除振台に制御力を加え
る複数のアクチュエータと、除振台の振動を検出する第
１の振動検出手段３ａ，３ｂ，３ｃと、第１の振動検出
手段の出力を補償してアクチュエータにフィードバック
する制御ループとを備え、さらに除振台とそれを防振支
持する支持機構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６の振動を検出する複数の第２の振動検
出手段７ａ，７ｂ，７ｃと、複数の第２の振動検出手段
の出力信号から装置設置基礎の並進、回転などの各運動
モードの振動信号を抽出し、その振動信号を適切に補償
し、それによって得られた各運動モードの補償信号を除
振台に制御力を加える複数のアクチュエータに分配する
制御ループとを備える。
れていなかった装置設置基礎の回転振動の絶縁性能を、
並進振動の絶縁性能と同等、またはそれ以上に向上させ
る。 【解決手段】 除振台１と、除振台を防振支持する支持
機構２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、除振台に制御力を加え
る複数のアクチュエータと、除振台の振動を検出する第
１の振動検出手段３ａ，３ｂ，３ｃと、第１の振動検出
手段の出力を補償してアクチュエータにフィードバック
する制御ループとを備え、さらに除振台とそれを防振支
持する支持機構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６の振動を検出する複数の第２の振動検
出手段７ａ，７ｂ，７ｃと、複数の第２の振動検出手段
の出力信号から装置設置基礎の並進、回転などの各運動
モードの振動信号を抽出し、その振動信号を適切に補償
し、それによって得られた各運動モードの補償信号を除
振台に制御力を加える複数のアクチュエータに分配する
制御ループとを備える。
Description
【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、特に床な
どの装置設置基礎からの振動の伝達特性を従来に比較し
て大幅に改善した、半導体露光装置等の精密機器搭載用
の能動除振装置および能動除振方法に関する。
ことなく制振性能を向上させることが可能で、特に床な
どの装置設置基礎からの振動の伝達特性を従来に比較し
て大幅に改善した、半導体露光装置等の精密機器搭載用
の能動除振装置および能動除振方法に関する。
【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、それらを搭載する精密除振装置の
高性能化が求められている。特に半導体露光装置におい
ては、適切かつ迅速な露光を行なうために、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
極力除去した除振台が必要である。これは露光に悪影響
を及ぼす振動が、露光用ステージに発生しないようにし
なければならないからである。
器の高精度化に伴い、それらを搭載する精密除振装置の
高性能化が求められている。特に半導体露光装置におい
ては、適切かつ迅速な露光を行なうために、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
極力除去した除振台が必要である。これは露光に悪影響
を及ぼす振動が、露光用ステージに発生しないようにし
なければならないからである。
【０００３】また、ステップ・アンド・リピートという
間欠動作を特徴とする半導体露光装置では、露光用ＸＹ
ステージの繰り返しステップ動作が除振台の振動を励起
する。したがって除振台には、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に対する除振性能と、
除振台に搭載された機器の動作によって発生する振動に
対する制振性能とをバランスよく実現することが求めら
れる。
間欠動作を特徴とする半導体露光装置では、露光用ＸＹ
ステージの繰り返しステップ動作が除振台の振動を励起
する。したがって除振台には、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に対する除振性能と、
除振台に搭載された機器の動作によって発生する振動に
対する制振性能とをバランスよく実現することが求めら
れる。
【０００４】ステップ・アンド・リピートに代わる方式
として、スキャン露光方式を採用した半導体露光装置も
あるが、この装置においても、装置設置基礎からの振動
等、外部から伝達する振動を極力除去するとともに、露
光用ステージのスキャン動作により励起される除振台の
振動を瞬時に制振する必要がある。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
で露光を行なうため、外部振動に対する除振性能、除振
台に搭載された機器の動作によって発生する振動に対す
る制振性能それぞれへの要求は厳しく、一段と高性能な
除振装置が不可欠なものとなっている。
として、スキャン露光方式を採用した半導体露光装置も
あるが、この装置においても、装置設置基礎からの振動
等、外部から伝達する振動を極力除去するとともに、露
光用ステージのスキャン動作により励起される除振台の
振動を瞬時に制振する必要がある。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
で露光を行なうため、外部振動に対する除振性能、除振
台に搭載された機器の動作によって発生する振動に対す
る制振性能それぞれへの要求は厳しく、一段と高性能な
除振装置が不可欠なものとなっている。
【０００５】このような要求に対しては、除振台の振動
を振動センサで検出し、その出力信号を補償して、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なう、能
動除振装置が実用化されている。能動除振装置は、バ
ネ、ダンパなどの受動的な除振要素だけで構成された従
来の除振装置では困難であった除振性能と制振性能との
バランスのとれた実現を可能にする。
を振動センサで検出し、その出力信号を補償して、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なう、能
動除振装置が実用化されている。能動除振装置は、バ
ネ、ダンパなどの受動的な除振要素だけで構成された従
来の除振装置では困難であった除振性能と制振性能との
バランスのとれた実現を可能にする。
【０００６】さらに、除振台上に搭載される機器の高精
度化に対応して、能動除振装置において、床などの装置
設置基礎の振動を検出し、その補償信号によって装置設
置基礎からの振動伝達率を低減するようにアクチュエー
タを制御する方法、除振台上に搭載された機器の駆動信
号をもとに、その駆動反力を相殺するようにアクチュエ
ータを制御する方法が提案され、除振装置の性能が飛躍
的に向上した。
度化に対応して、能動除振装置において、床などの装置
設置基礎の振動を検出し、その補償信号によって装置設
置基礎からの振動伝達率を低減するようにアクチュエー
タを制御する方法、除振台上に搭載された機器の駆動信
号をもとに、その駆動反力を相殺するようにアクチュエ
ータを制御する方法が提案され、除振装置の性能が飛躍
的に向上した。
【０００７】これらの制御方法の中で、装置設置基礎の
振動の補償信号によって除振台に作用するアクチュエー
タを制御する方法は、従来に比較して装置設置基礎振動
の絶縁性能を大幅に向上させ、半導体露光装置の高精細
化や、装置設置基礎の振動規準の緩和を可能にする。
振動の補償信号によって除振台に作用するアクチュエー
タを制御する方法は、従来に比較して装置設置基礎振動
の絶縁性能を大幅に向上させ、半導体露光装置の高精細
化や、装置設置基礎の振動規準の緩和を可能にする。
【０００８】装置設置基礎振動の補償信号に基づいて能
動除振装置の制御を行なう方法としては、例えば、特開
平５ー２６３８６８号公報「除振台の地動外乱制御方
法」に、アクチュエータ特性を含めた、能動除振装置の
いくつかの実測特性に基づいて設計した装置設置基礎振
動の補償器を用いて制御を行なう方法が開示されてい
る。同公報で開示された方法は、実際の装置の特性を直
接反映させた装置設置基礎振動の補償器を用いること
で、従来の除振台の振動をフィードバックする制御ルー
プのみで構成された能動除振装置と比較して、装置設置
基礎振動の絶縁性能を大幅に改善することができる。
動除振装置の制御を行なう方法としては、例えば、特開
平５ー２６３８６８号公報「除振台の地動外乱制御方
法」に、アクチュエータ特性を含めた、能動除振装置の
いくつかの実測特性に基づいて設計した装置設置基礎振
動の補償器を用いて制御を行なう方法が開示されてい
る。同公報で開示された方法は、実際の装置の特性を直
接反映させた装置設置基礎振動の補償器を用いること
で、従来の除振台の振動をフィードバックする制御ルー
プのみで構成された能動除振装置と比較して、装置設置
基礎振動の絶縁性能を大幅に改善することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述の公報に記載され
た方法も含め、装置設置基礎振動の補償信号に基づいて
振動制御を行なう能動除振装置およびその制御方法に関
してはいくつかの提案がなされている。ところで、これ
らの装置およびその制御方法では、装置設置基礎振動は
並進振動として取り扱われることが一般的である。床な
どの装置設置基礎の振動は通常並進振動が支配的であ
る。したがって、従来、この種の装置では、装置設置基
礎振動を並進振動と考えて制御を行なっていた。
た方法も含め、装置設置基礎振動の補償信号に基づいて
振動制御を行なう能動除振装置およびその制御方法に関
してはいくつかの提案がなされている。ところで、これ
らの装置およびその制御方法では、装置設置基礎振動は
並進振動として取り扱われることが一般的である。床な
どの装置設置基礎の振動は通常並進振動が支配的であ
る。したがって、従来、この種の装置では、装置設置基
礎振動を並進振動と考えて制御を行なっていた。
【００１０】例えば、特開平５ー９９２７１号公報「除
振台のアクティブ制御方法」で開示された装置では、除
振台と装置設置基礎の相対変位信号を変位センサで検出
し、その出力信号と装置設置基礎の加速度検出信号か
ら、除振台の加速度信号を演算によって導出し、これを
用いて除振台の振動制御を行なっている。
振台のアクティブ制御方法」で開示された装置では、除
振台と装置設置基礎の相対変位信号を変位センサで検出
し、その出力信号と装置設置基礎の加速度検出信号か
ら、除振台の加速度信号を演算によって導出し、これを
用いて除振台の振動制御を行なっている。
【００１１】同公報で開示された装置では、装置設置基
礎振動を水平・鉛直３自由度の並進振動とみなし、これ
らを３台の加速度センサで検出し、その検出信号と除振
台各部に配置された変位センサで検出した除振台と装置
設置基礎の相対変位信号とに基づいて、除振台各部の加
速度を演算で導出することにより、加速度センサを、装
置設置基礎振動を検出する３台のみに削減している。こ
の装置および制御方法では、装置設置基礎振動が並進振
動主体であることが前提となっている。このように、従
来のこの種の能動除振装置では、装置設置基礎振動を水
平２自由度、鉛直１自由度の並進３自由度の振動として
扱うことが一般的であった。
礎振動を水平・鉛直３自由度の並進振動とみなし、これ
らを３台の加速度センサで検出し、その検出信号と除振
台各部に配置された変位センサで検出した除振台と装置
設置基礎の相対変位信号とに基づいて、除振台各部の加
速度を演算で導出することにより、加速度センサを、装
置設置基礎振動を検出する３台のみに削減している。こ
の装置および制御方法では、装置設置基礎振動が並進振
動主体であることが前提となっている。このように、従
来のこの種の能動除振装置では、装置設置基礎振動を水
平２自由度、鉛直１自由度の並進３自由度の振動として
扱うことが一般的であった。
【００１２】従来の能動除振装置でも、装置構成によっ
ては、除振台に対する装置設置基礎の回転振動の影響を
制御可能なものがあるが、装置設置基礎の回転振動成分
の影響に重点をおき、その制御性能に着目して適切に制
御を行なう装置および方法はなかった。
ては、除振台に対する装置設置基礎の回転振動の影響を
制御可能なものがあるが、装置設置基礎の回転振動成分
の影響に重点をおき、その制御性能に着目して適切に制
御を行なう装置および方法はなかった。
【００１３】しかし、装置が設置される建物の構造等に
よっては、装置設置基礎振動に回転振動成分が含まれる
場合があり、装置設置基礎の並進振動のみを考慮して振
動制御を行なっても、十分な振動絶縁効果が得られない
場合がある。除振台に搭載する精密機器には、特に回転
振動を嫌うものが数多くあり、こうした装置を搭載する
除振台では、装置設置基礎の回転振動の絶縁が大きな問
題になる。したがって、従来は十分に考慮されていなか
った装置設置基礎の回転振動の絶縁性能を、並進振動の
絶縁性能と同等、またはそれ以上に向上させることが不
可欠となっている。
よっては、装置設置基礎振動に回転振動成分が含まれる
場合があり、装置設置基礎の並進振動のみを考慮して振
動制御を行なっても、十分な振動絶縁効果が得られない
場合がある。除振台に搭載する精密機器には、特に回転
振動を嫌うものが数多くあり、こうした装置を搭載する
除振台では、装置設置基礎の回転振動の絶縁が大きな問
題になる。したがって、従来は十分に考慮されていなか
った装置設置基礎の回転振動の絶縁性能を、並進振動の
絶縁性能と同等、またはそれ以上に向上させることが不
可欠となっている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の能動除振装置は、除振台と、前記除振台を
防振支持する支持機構と、前記除振台に制御力を加える
複数のアクチュエータと、前記除振台の振動を検出する
第１の振動検出手段と、前記第１の振動検出手段の出力
を補償して前記アクチュエータにフィードバックする制
御ループとを備え、さらに前記除振台とそれを防振支持
する支持機構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検出する複数の第２の振動検出手
段と、複数の前記第２の振動検出手段の出力信号から装
置設置基礎の並進、回転などの各運動モードの振動信号
を抽出し、その振動信号を適切に補償し、それによって
得られた各運動モードの補償信号を複数の前記アクチュ
エータに分配する制御ループとを備える。
に、本発明の能動除振装置は、除振台と、前記除振台を
防振支持する支持機構と、前記除振台に制御力を加える
複数のアクチュエータと、前記除振台の振動を検出する
第１の振動検出手段と、前記第１の振動検出手段の出力
を補償して前記アクチュエータにフィードバックする制
御ループとを備え、さらに前記除振台とそれを防振支持
する支持機構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検出する複数の第２の振動検出手
段と、複数の前記第２の振動検出手段の出力信号から装
置設置基礎の並進、回転などの各運動モードの振動信号
を抽出し、その振動信号を適切に補償し、それによって
得られた各運動モードの補償信号を複数の前記アクチュ
エータに分配する制御ループとを備える。
【００１５】また、前記第１の振動検出手段の出力を補
償する制御ループは、複数の前記第１の振動検出手段の
出力信号から、前記除振台の並進、回転などの各運動モ
ードの振動信号を抽出し、その振動信号を適切に補償
し、それによって得られた各運動モードの補償信号を複
数の前記アクチュエータに分配するものであることが望
ましい。
償する制御ループは、複数の前記第１の振動検出手段の
出力信号から、前記除振台の並進、回転などの各運動モ
ードの振動信号を抽出し、その振動信号を適切に補償
し、それによって得られた各運動モードの補償信号を複
数の前記アクチュエータに分配するものであることが望
ましい。
【００１６】また、基準位置に対する前記除振台の変位
量を検出する変位検出手段を備え、前記変位検出手段の
出力信号を補償して前記アクチュエータにフィードバッ
クする制御ループを備えるものであったり、前記変位検
出手段の出力を補償する制御ループは、複数の前記変位
検出手段で検出した前記除振台の基準位置に対する変位
信号から、前記除振台の並進、回転などの各運動モード
の変位信号を抽出し、その信号を適切に補償し、それに
よって得られた各運動モードの補償信号を複数の前記ア
クチュエータに分配するものであってもよい。
量を検出する変位検出手段を備え、前記変位検出手段の
出力信号を補償して前記アクチュエータにフィードバッ
クする制御ループを備えるものであったり、前記変位検
出手段の出力を補償する制御ループは、複数の前記変位
検出手段で検出した前記除振台の基準位置に対する変位
信号から、前記除振台の並進、回転などの各運動モード
の変位信号を抽出し、その信号を適切に補償し、それに
よって得られた各運動モードの補償信号を複数の前記ア
クチュエータに分配するものであってもよい。
【００１７】また、前記アクチュエータは、ボイスコイ
ルモータなどの電磁駆動のリニアモータ、または空気圧
制御式アクチュエータ、またはそれらの双方を制御ルー
プによって使い分けたものを用いることができる。
ルモータなどの電磁駆動のリニアモータ、または空気圧
制御式アクチュエータ、またはそれらの双方を制御ルー
プによって使い分けたものを用いることができる。
【００１８】さらに、前記第１の振動検出手段、または
前記第２の振動検出手段、もしくはその双方は、加速度
センサを用いることができる。
前記第２の振動検出手段、もしくはその双方は、加速度
センサを用いることができる。
【００１９】
【作用】本発明では、支持機構によって防振支持された
精密機器を搭載する除振台の振動を第１の振動検出手段
で検出し、その出力信号を適切に補償して、前記除振台
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。第１の振動検出手段の出力を補償する手段は、複数
の第１の振動検出手段の出力信号から、前記除振台の並
進、回転などの各運動モードの振動信号を抽出し、その
振動信号を適切に補償し、それによって得られた各運動
モードの補償信号を複数の前記アクチュエータに分配す
ることが望ましい。
精密機器を搭載する除振台の振動を第１の振動検出手段
で検出し、その出力信号を適切に補償して、前記除振台
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。第１の振動検出手段の出力を補償する手段は、複数
の第１の振動検出手段の出力信号から、前記除振台の並
進、回転などの各運動モードの振動信号を抽出し、その
振動信号を適切に補償し、それによって得られた各運動
モードの補償信号を複数の前記アクチュエータに分配す
ることが望ましい。
【００２０】前記除振台に制御力を加えるアクチュエー
タは、ボイスコイルモータなどの電磁駆動アクチュエー
タ、または空気ばねの内部圧力をサーボバルブなどで調
整することによりその発生力を制御する空気圧制御式ア
クチュエータ、またはそれらの双方を用いることができ
る。
タは、ボイスコイルモータなどの電磁駆動アクチュエー
タ、または空気ばねの内部圧力をサーボバルブなどで調
整することによりその発生力を制御する空気圧制御式ア
クチュエータ、またはそれらの双方を用いることができ
る。
【００２１】さらに本発明では、前記除振台とそれを防
振支持する支持機構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複数の第２の振動検出手段
で検出し、それらの検出信号から装置設置基礎の並進、
回転などの各運動モードの振動信号を抽出し、その振動
信号を適切に補償し、それによって得られた各運動モー
ドの補償信号を複数の前記アクチュエータに分配して制
御を行なう。
振支持する支持機構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複数の第２の振動検出手段
で検出し、それらの検出信号から装置設置基礎の並進、
回転などの各運動モードの振動信号を抽出し、その振動
信号を適切に補償し、それによって得られた各運動モー
ドの補償信号を複数の前記アクチュエータに分配して制
御を行なう。
【００２２】装置設置基礎の並進、回転などの各運動モ
ードの振動信号の補償は、各運動モードごとに行なって
も、除振台の連成振動を考慮して各運動モード相互に信
号をやりとりするものであってもよい。望ましくは、能
動除振装置の力学的特性を考慮し、装置設置基礎振動の
各運動モードの成分から、それらが除振台におよぼす推
力、モーメントまでの特性およびアクチュエータの特性
を、運動モード間の相互作用、連成振動まで考慮して設
計・調整した上で補償演算を行なう。
ードの振動信号の補償は、各運動モードごとに行なって
も、除振台の連成振動を考慮して各運動モード相互に信
号をやりとりするものであってもよい。望ましくは、能
動除振装置の力学的特性を考慮し、装置設置基礎振動の
各運動モードの成分から、それらが除振台におよぼす推
力、モーメントまでの特性およびアクチュエータの特性
を、運動モード間の相互作用、連成振動まで考慮して設
計・調整した上で補償演算を行なう。
【００２３】これにより、装置設置基礎の並進振動とと
もに、従来のこの種の制御方式では十分に確保すること
が困難であった、装置設置基礎の回転振動の絶縁性能を
大幅に向上させることができ、除振台に搭載された精密
機器の性能向上に寄与することができる。
もに、従来のこの種の制御方式では十分に確保すること
が困難であった、装置設置基礎の回転振動の絶縁性能を
大幅に向上させることができ、除振台に搭載された精密
機器の性能向上に寄与することができる。
【００２４】
［実施形態１］図１は、本発明の第１の実施形態に係る
能動除振装置の構成図であり、本発明の特徴を最もよく
表す図である。以下、この装置について図１を用いて説
明する。なお、この装置は、水平方向に作用する除振装
置であるが、鉛直方向に作用する能動除振装置に対し
て、以下に詳述する手段を適用してもよい。
能動除振装置の構成図であり、本発明の特徴を最もよく
表す図である。以下、この装置について図１を用いて説
明する。なお、この装置は、水平方向に作用する除振装
置であるが、鉛直方向に作用する能動除振装置に対し
て、以下に詳述する手段を適用してもよい。
【００２５】また、この装置は、水平面内３自由度の運
動、すなわち水平並進２自由度と鉛直軸まわり回転１自
由度の制御を行なうものであるが、これに残りの３自由
度の剛体運動モード、すなわち鉛直並進１自由度および
水平軸まわり回転２自由度の制御を行なう装置を組合わ
せてもよい。
動、すなわち水平並進２自由度と鉛直軸まわり回転１自
由度の制御を行なうものであるが、これに残りの３自由
度の剛体運動モード、すなわち鉛直並進１自由度および
水平軸まわり回転２自由度の制御を行なう装置を組合わ
せてもよい。
【００２６】また、本装置のように、水平面内３自由度
の運動の制御だけでなく、並進、回転各３自由度をあわ
せた６自由度の運動モードを本装置と同様に制御する装
置および方法も本発明に含まれる。
の運動の制御だけでなく、並進、回転各３自由度をあわ
せた６自由度の運動モードを本装置と同様に制御する装
置および方法も本発明に含まれる。
【００２７】本能動除振装置は、図１に示すように、半
導体露光装置などの精密機器を搭載する除振台１、それ
を防振支持する支持手段と、除振台１に能動的な制御力
を加えるアクチュエータとを備えた能動除振マウント２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、除振台１の振動を検出する第１
の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃ、第１の振動検出手段
３ａ、３ｂ、３ｃの出力信号から除振台１の並進、回転
などの各運動モードの振動信号を抽出する除振台振動運
動モード抽出回路４、除振台振動運動モード抽出回路４
で抽出した除振台１の各運動モードの振動信号に適切な
補償演算処理を施す除振台振動補償回路５、床などの装
置設置基礎６の振動を検出する第２の振動検出手段７
ａ、７ｂ、７ｃ、第２の振動検出手段７ａ、７ｂ、７ｃ
の出力信号から装置設置基礎６の並進、回転などの各運
動モードの振動信号を抽出する装置設置基礎振動運動モ
ード抽出回路８、装置設置基礎振動運動モード抽出回路
８で抽出した装置設置基礎６の各運動モードの振動信号
に適切な補償演算処理を施す装置設置基礎振動補償回路
９、除振台振動補償回路５と装置設置基礎振動補償回路
９の出力として得られた各運動モードの推力指令信号、
モーメント指令信号を駆動回路１１ａ、１１ｂ、１１
ｃ、１１ｄに分配する推力分配回路１０、推力分配回路
１０の出力に基づいて能動除振マウント２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄに組み込まれたアクチュエータの駆動を行なう
駆動回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄなどにより構
成される。
導体露光装置などの精密機器を搭載する除振台１、それ
を防振支持する支持手段と、除振台１に能動的な制御力
を加えるアクチュエータとを備えた能動除振マウント２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、除振台１の振動を検出する第１
の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃ、第１の振動検出手段
３ａ、３ｂ、３ｃの出力信号から除振台１の並進、回転
などの各運動モードの振動信号を抽出する除振台振動運
動モード抽出回路４、除振台振動運動モード抽出回路４
で抽出した除振台１の各運動モードの振動信号に適切な
補償演算処理を施す除振台振動補償回路５、床などの装
置設置基礎６の振動を検出する第２の振動検出手段７
ａ、７ｂ、７ｃ、第２の振動検出手段７ａ、７ｂ、７ｃ
の出力信号から装置設置基礎６の並進、回転などの各運
動モードの振動信号を抽出する装置設置基礎振動運動モ
ード抽出回路８、装置設置基礎振動運動モード抽出回路
８で抽出した装置設置基礎６の各運動モードの振動信号
に適切な補償演算処理を施す装置設置基礎振動補償回路
９、除振台振動補償回路５と装置設置基礎振動補償回路
９の出力として得られた各運動モードの推力指令信号、
モーメント指令信号を駆動回路１１ａ、１１ｂ、１１
ｃ、１１ｄに分配する推力分配回路１０、推力分配回路
１０の出力に基づいて能動除振マウント２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄに組み込まれたアクチュエータの駆動を行なう
駆動回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄなどにより構
成される。
【００２８】能動除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ
は、除振台１を防振支持するばね、ダンパ要素、除振台
１に能動的な制御力を加えるアクチュエータ等を備え、
それらが装置設置基礎６と除振台１の間に、力学的に直
列または並列に配置されたものである。能動除振マウン
ト２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれ、除振台１に能
動的な制御力を加えるアクチュエータとしては、例えば
ボイスコイルモータなどの電磁駆動アクチュエータ、ま
たは空気ばねの内部圧力をサーボバルブなどで調整する
ことにより、その発生力を制御する空気圧制御式アクチ
ュエータ、またはその双方を用いることができる。ま
た、アクチュエータとして空気圧制御式アクチュエータ
を用いた場合、これを除振台１を支持するばね、ダンパ
要素として兼用することもできる。
は、除振台１を防振支持するばね、ダンパ要素、除振台
１に能動的な制御力を加えるアクチュエータ等を備え、
それらが装置設置基礎６と除振台１の間に、力学的に直
列または並列に配置されたものである。能動除振マウン
ト２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれ、除振台１に能
動的な制御力を加えるアクチュエータとしては、例えば
ボイスコイルモータなどの電磁駆動アクチュエータ、ま
たは空気ばねの内部圧力をサーボバルブなどで調整する
ことにより、その発生力を制御する空気圧制御式アクチ
ュエータ、またはその双方を用いることができる。ま
た、アクチュエータとして空気圧制御式アクチュエータ
を用いた場合、これを除振台１を支持するばね、ダンパ
要素として兼用することもできる。
【００２９】第１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃ、第
２の振動検出手段７ａ、７ｂ、７ｃには、加速度センサ
を用いることができる。
２の振動検出手段７ａ、７ｂ、７ｃには、加速度センサ
を用いることができる。
【００３０】本能動除振装置は、除振台１の振動に着目
して振動制御を行なう除振台振動補償ループと、能動除
振装置を設置する床などの装置設置基礎６から除振台１
への振動伝達に着目して振動制御を行なう装置設置基礎
振動補償ループとからなる。本除振台振動補償ループの
構成およびその動作は以下の通りである。すなわち、能
動除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ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３ａ、３ｂ、３ｃで検出し、それらの検出
信号から除振台振動運動モード抽出回路４で、除振台１
の並進、回転などの各運動モードの振動信号を抽出し、
除振台振動補償回路５において、除振台１の各運動モー
ドの振動信号に適切な補償演算処理を施す。そして、後
で詳述する装置設置基礎６の並進、回転などの各運動モ
ードの振動の補償信号と加算し、この信号を推力分配回
路１０で駆動回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分
配し、各能動除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組
み込まれたアクチュエータを制御する。
して振動制御を行なう除振台振動補償ループと、能動除
振装置を設置する床などの装置設置基礎６から除振台１
への振動伝達に着目して振動制御を行なう装置設置基礎
振動補償ループとからなる。本除振台振動補償ループの
構成およびその動作は以下の通りである。すなわち、能
動除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ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３ａ、３ｂ、３ｃで検出し、それらの検出
信号から除振台振動運動モード抽出回路４で、除振台１
の並進、回転などの各運動モードの振動信号を抽出し、
除振台振動補償回路５において、除振台１の各運動モー
ドの振動信号に適切な補償演算処理を施す。そして、後
で詳述する装置設置基礎６の並進、回転などの各運動モ
ードの振動の補償信号と加算し、この信号を推力分配回
路１０で駆動回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分
配し、各能動除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組
み込まれたアクチュエータを制御する。
【００３１】なお、基準位置に対する除振台１の相対変
位を検出する変位検出手段を備え、その変位検出手段の
信号を補償し、各能動除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄに組み込まれたアクチュエータにフィードバックす
る除振台変位制御ループを有する能動除振装置も本発明
に含まれる。また、除振台変位制御ループについても、
複数の変位検出手段で検出した除振台１の基準位置に対
する変位信号から、除振台１の並進、回転などの各運動
モードの変位信号を抽出し、その信号を適切に補償し、
それによって得られた各運動モードの補償信号を各能動
除振マウントに分配して制御するものが望ましい。
位を検出する変位検出手段を備え、その変位検出手段の
信号を補償し、各能動除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄに組み込まれたアクチュエータにフィードバックす
る除振台変位制御ループを有する能動除振装置も本発明
に含まれる。また、除振台変位制御ループについても、
複数の変位検出手段で検出した除振台１の基準位置に対
する変位信号から、除振台１の並進、回転などの各運動
モードの変位信号を抽出し、その信号を適切に補償し、
それによって得られた各運動モードの補償信号を各能動
除振マウントに分配して制御するものが望ましい。
【００３２】次に、装置設置基礎振動補償ループについ
て説明する。
て説明する。
【００３３】本装置設置基礎振動補償ループは、能動除
振装置を設置する床などの装置設置基礎６の振動を第２
の振動検出手段７ａ、７ｂ、７ｃで検出し、それらの検
出信号から、装置設置基礎振動運動モード抽出回路８に
おいて装置設置基礎６の並進、回転などの各運動モード
の振動信号を抽出し、装置設置基礎振動補償回路９にお
いて、装置設置基礎６の各運動モードの振動信号に適切
な補償演算処理を施す。そして、前述した除振台１の並
進、回転などの各運動モードの振動の補償信号、すなわ
ち除振台振動補償回路５の出力信号と、各運動モードご
とに加算し、これを推力分配回路１０で駆動回路１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分配し、能動除振マウン
ト２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれたアクチュエー
タを制御する。
振装置を設置する床などの装置設置基礎６の振動を第２
の振動検出手段７ａ、７ｂ、７ｃで検出し、それらの検
出信号から、装置設置基礎振動運動モード抽出回路８に
おいて装置設置基礎６の並進、回転などの各運動モード
の振動信号を抽出し、装置設置基礎振動補償回路９にお
いて、装置設置基礎６の各運動モードの振動信号に適切
な補償演算処理を施す。そして、前述した除振台１の並
進、回転などの各運動モードの振動の補償信号、すなわ
ち除振台振動補償回路５の出力信号と、各運動モードご
とに加算し、これを推力分配回路１０で駆動回路１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分配し、能動除振マウン
ト２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれたアクチュエー
タを制御する。
【００３４】除振台振動運動モード抽出回路４、装置設
置基礎振動運動モード抽出回路８で行なう運動モード抽
出の演算式および推力分配回路１０の演算式は、第１の
振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃ、第２の振動検出手段７
ａ、７ｂ、７ｃおよび能動除振マウント２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄの幾何的な配置関係などに基づいて決定され
る。
置基礎振動運動モード抽出回路８で行なう運動モード抽
出の演算式および推力分配回路１０の演算式は、第１の
振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃ、第２の振動検出手段７
ａ、７ｂ、７ｃおよび能動除振マウント２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄの幾何的な配置関係などに基づいて決定され
る。
【００３５】例えば、第１の振動検出手段３ａ、３ｂ、
３ｃが図２のように配置されていたとする。このとき第
１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃの振動検出方向がそ
れぞれ矢印８０、８１、８２の向きであるとすると、そ
れらの検出する振動信号α1、α2 、α3 は、除振台１
の直交する水平２方向Ｘ、Ｙの並進振動成分αx 、αY
と、水平面に直交する鉛直軸まわりθZ の回転振動成分
３ｃが図２のように配置されていたとする。このとき第
１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃの振動検出方向がそ
れぞれ矢印８０、８１、８２の向きであるとすると、そ
れらの検出する振動信号α1、α2 、α3 は、除振台１
の直交する水平２方向Ｘ、Ｙの並進振動成分αx 、αY
と、水平面に直交する鉛直軸まわりθZ の回転振動成分
【００３６】
【外１】 とにより、数１式のように表される。ここで、座標系の
原点Ｏと第１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃとの位置
関係は図２に示したようであるとする。
原点Ｏと第１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃとの位置
関係は図２に示したようであるとする。
【００３７】
【数１】 したがって、各運動モードの振動成分の信号は数１式の
逆行列演算
逆行列演算
【００３８】
【数２】 により、数３式のように導出できる。
【００３９】
【数３】 なお、ここでは、第１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃ
の出力信号から、除振台１の水平面内の並進、回転の各
運動モードの振動を抽出する演算式を示したが、同様の
考え方で、鉛直並進、水平軸まわり回転の各運動モード
の振動を抽出する演算式や、剛体６自由度の運動モード
の振動を抽出する演算式を導出することができる。
の出力信号から、除振台１の水平面内の並進、回転の各
運動モードの振動を抽出する演算式を示したが、同様の
考え方で、鉛直並進、水平軸まわり回転の各運動モード
の振動を抽出する演算式や、剛体６自由度の運動モード
の振動を抽出する演算式を導出することができる。
【００４０】また、特開平７ー８３２７６号公報「鉛直
方向空気ばね式除振台の制御装置」では、４台のセンサ
出力から、前述したような３自由度の剛体振動成分に加
えて、装置本体の非剛体振動成分を導出する方法が開示
されているが、本発明における装置でも同様の演算を行
なってもよい。また、ここでは座標系の原点Ｏと各振動
検出手段の検出軸との距離は、図２に示すように、１で
あるとしたが、もちろんそれ以外の場合でも、同様に導
出できる。
方向空気ばね式除振台の制御装置」では、４台のセンサ
出力から、前述したような３自由度の剛体振動成分に加
えて、装置本体の非剛体振動成分を導出する方法が開示
されているが、本発明における装置でも同様の演算を行
なってもよい。また、ここでは座標系の原点Ｏと各振動
検出手段の検出軸との距離は、図２に示すように、１で
あるとしたが、もちろんそれ以外の場合でも、同様に導
出できる。
【００４１】これと同様にして、第２の振動検出手段７
ａ、７ｂ、７ｃから装置設置基礎の並進、回転などの各
運動モードの振動を導出することができる。例えば、第
２の振動検出手段７ａ、７ｂ、７ｃが図３のように配置
され、かつそれらの振動検出方向がそれぞれ矢印８３、
８４、８５の向きであったとすると、装置設置基礎６の
直交する水平２方向Ｘ、Ｙの並進振動成分αx0、αy0
と、鉛直軸まわりθzの回転振動成分
ａ、７ｂ、７ｃから装置設置基礎の並進、回転などの各
運動モードの振動を導出することができる。例えば、第
２の振動検出手段７ａ、７ｂ、７ｃが図３のように配置
され、かつそれらの振動検出方向がそれぞれ矢印８３、
８４、８５の向きであったとすると、装置設置基礎６の
直交する水平２方向Ｘ、Ｙの並進振動成分αx0、αy0
と、鉛直軸まわりθzの回転振動成分
【００４２】
【外２】 は、第２の振動検出手段７ａ、７ｂ、７ｃの検出する振
動α10、α20、α30により、数４式の演算式により導出
できる。
動α10、α20、α30により、数４式の演算式により導出
できる。
【００４３】
【数４】 なお、ここでは、座標系の原点Ｏと各振動検出手段の検
出軸との距離は、図３に示すように、１であるとした
が、もちろんそれ以外の場合でも、同様に導出できる。
出軸との距離は、図３に示すように、１であるとした
が、もちろんそれ以外の場合でも、同様に導出できる。
【００４４】また、推力分配回路１０の演算式は、能動
除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれたア
クチュエータの幾何的な配置関係によって決定される。
除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれたア
クチュエータの幾何的な配置関係によって決定される。
【００４５】例えば、能動除振マウント２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄが図４のように配置されていたとする。このと
き、能動除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込
まれた、除振台１に制御力を加えるアクチュエータ１２
ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの作用方向がそれぞれ矢印
８６、８７、８８、８９の向きであるとすると、それら
の発生推力Ｆa 、Ｆb 、Ｆc 、Ｆd と、それらの合力に
よる、除振台１の重心Ｇに作用する直交する水平２方向
Ｘ、Ｙの並進推力Ｆx 、Ｆy 、鉛直軸まわりθz の回転
モーメントＭz との関係は数５式のようになる。
ｃ、２ｄが図４のように配置されていたとする。このと
き、能動除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込
まれた、除振台１に制御力を加えるアクチュエータ１２
ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの作用方向がそれぞれ矢印
８６、８７、８８、８９の向きであるとすると、それら
の発生推力Ｆa 、Ｆb 、Ｆc 、Ｆd と、それらの合力に
よる、除振台１の重心Ｇに作用する直交する水平２方向
Ｘ、Ｙの並進推力Ｆx 、Ｆy 、鉛直軸まわりθz の回転
モーメントＭz との関係は数５式のようになる。
【００４６】
【数５】 したがって、この逆演算式
【００４７】
【数６】 によれば、水平２方向Ｘ、Ｙの並進推力Ｆx 、Ｆy と、
鉛直軸まわりθz の回転モーメントＭz の制御信号を、
アクチュエータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄすなわ
ち能動除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込ま
れた各アクチュエータに分配することができる。なお、
ここでは除振台１の重心Ｇと各アクチュエータ１２ａ、
１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの作用軸との距離は、図４のよ
うに、１であるとしたが、もちろんそれ以外の場合で
も、同様に導出できる。
鉛直軸まわりθz の回転モーメントＭz の制御信号を、
アクチュエータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄすなわ
ち能動除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込ま
れた各アクチュエータに分配することができる。なお、
ここでは除振台１の重心Ｇと各アクチュエータ１２ａ、
１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの作用軸との距離は、図４のよ
うに、１であるとしたが、もちろんそれ以外の場合で
も、同様に導出できる。
【００４８】除振台振動補償回路５、装置設置基礎振動
補償回路９においては、各運動モードごとに補償演算を
行なう。補償演算としては、ＰＩ補償（比例・積分補
償）、ゲイン補償、積分補償、またはそれらを適宜組み
合わせたものなどを適用する。なお、能動除振マウント
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの配置や除振台１の重心位置な
どによっては、各運動モード相互の連成が起こりうる
が、そのような場合は、それら連成振動を考慮し、図５
に示すような各運動モード相互に干渉項を有する補償演
算を行なうことが望ましい。図５は一例として、並進Ｘ
のモードと回転θzのモードが連成するとし、これを考
慮した補償演算回路を示したものである。
補償回路９においては、各運動モードごとに補償演算を
行なう。補償演算としては、ＰＩ補償（比例・積分補
償）、ゲイン補償、積分補償、またはそれらを適宜組み
合わせたものなどを適用する。なお、能動除振マウント
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの配置や除振台１の重心位置な
どによっては、各運動モード相互の連成が起こりうる
が、そのような場合は、それら連成振動を考慮し、図５
に示すような各運動モード相互に干渉項を有する補償演
算を行なうことが望ましい。図５は一例として、並進Ｘ
のモードと回転θzのモードが連成するとし、これを考
慮した補償演算回路を示したものである。
【００４９】なお、本実施形態では、除振台振動制御ル
ープにおける除振台振動の補償演算を運動モードごとに
行なう装置および方法を説明したが、除振台振動の補償
演算は図６に示したように、各能動除振マウントごとに
行なってもよい。
ープにおける除振台振動の補償演算を運動モードごとに
行なう装置および方法を説明したが、除振台振動の補償
演算は図６に示したように、各能動除振マウントごとに
行なってもよい。
【００５０】また、本実施形態では説明しなかったが、
除振台１の基準位置に対する変位量を検出する変位検出
手段を備え、変位検出手段の出力信号を補償して能動除
振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれたアク
チュエータにフィードバックする制御ループを備えても
よい。この場合、変位検出手段の出力を補償する手段
は、複数の変位検出手段で検出した除振台１の基準位置
に対する変位信号から、除振台１の並進、回転などの各
運動モードの変位信号を抽出し、その信号を適切に補償
し、それによって得られた各運動モードの補償信号を駆
動回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分配し、能動
除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれたア
クチュエータを制御するものであってもよい。
除振台１の基準位置に対する変位量を検出する変位検出
手段を備え、変位検出手段の出力信号を補償して能動除
振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれたアク
チュエータにフィードバックする制御ループを備えても
よい。この場合、変位検出手段の出力を補償する手段
は、複数の変位検出手段で検出した除振台１の基準位置
に対する変位信号から、除振台１の並進、回転などの各
運動モードの変位信号を抽出し、その信号を適切に補償
し、それによって得られた各運動モードの補償信号を駆
動回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分配し、能動
除振マウント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれたア
クチュエータを制御するものであってもよい。
【００５１】以上のように、本能動除振装置は、装置設
置基礎の振動を複数の振動検出手段で検出し、それらの
信号から装置設置基礎の並進、回転などの各運動モード
の振動信号を抽出し、それを適切に補償し、それによっ
て得られた各運動モードの補償信号を除振台に制御力を
加えるアクチュエータに分配して制御を行なう。これに
よって、装置設置基礎の並進振動に加え、従来のこの種
の装置では十分に確保することが困難であった装置設置
基礎の回転振動の絶縁性能を大幅に向上させることが可
能となり、特に回転振動を嫌う精密機器を搭載する除振
台として、好適に用いることができる。
置基礎の振動を複数の振動検出手段で検出し、それらの
信号から装置設置基礎の並進、回転などの各運動モード
の振動信号を抽出し、それを適切に補償し、それによっ
て得られた各運動モードの補償信号を除振台に制御力を
加えるアクチュエータに分配して制御を行なう。これに
よって、装置設置基礎の並進振動に加え、従来のこの種
の装置では十分に確保することが困難であった装置設置
基礎の回転振動の絶縁性能を大幅に向上させることが可
能となり、特に回転振動を嫌う精密機器を搭載する除振
台として、好適に用いることができる。
【００５２】［実施形態２］実施形態１で説明した第２
の振動検出手段としては、通常の加速度センサの他に、
例えば第１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃと、第１の
振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃに近接して配置され、装
置設置基礎６と除振台１の相対変位を検出する複数の変
位センサの信号から装置設置基礎の振動を演算によって
求めるものであってもよい。この場合、第１の振動検出
手段３ａ、３ｂ、３ｃと変位センサは可能な限り近くに
配置し、望ましくは双方の検出軸が一致するものであ
る。
の振動検出手段としては、通常の加速度センサの他に、
例えば第１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃと、第１の
振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃに近接して配置され、装
置設置基礎６と除振台１の相対変位を検出する複数の変
位センサの信号から装置設置基礎の振動を演算によって
求めるものであってもよい。この場合、第１の振動検出
手段３ａ、３ｂ、３ｃと変位センサは可能な限り近くに
配置し、望ましくは双方の検出軸が一致するものであ
る。
【００５３】図７は、本実施形態に係る能動除振装置の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【００５４】この装置における除振台振動補償ループの
構成および作用は、実施形態１のそれとまったく同じで
あり、除振台振動の補償演算は、運動モードごとに行な
っても、各能動除振マウントごとに行なってもよい。
構成および作用は、実施形態１のそれとまったく同じで
あり、除振台振動の補償演算は、運動モードごとに行な
っても、各能動除振マウントごとに行なってもよい。
【００５５】次に、この装置における装置設置基礎振動
補償ループについて説明する。
補償ループについて説明する。
【００５６】この装置設置基礎振動補償ループでは、能
動除振装置を設置する床などの装置設置基礎６の振動
を、例えば第１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃと、除
振台１の基準位置からの変位量を検出する変位センサ１
３ａ、１３ｂ、１３ｃの出力信号から演算によって求め
る。変位センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは装置設置基礎
６と除振台１の相対変位を検出するものである。変位セ
ンサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、第１の振動検出手段３
ａ、３ｂ、３ｃにできるだけ近づけて配置し、望ましく
は双方の検出軸が一致する位置に配置する。
動除振装置を設置する床などの装置設置基礎６の振動
を、例えば第１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃと、除
振台１の基準位置からの変位量を検出する変位センサ１
３ａ、１３ｂ、１３ｃの出力信号から演算によって求め
る。変位センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは装置設置基礎
６と除振台１の相対変位を検出するものである。変位セ
ンサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、第１の振動検出手段３
ａ、３ｂ、３ｃにできるだけ近づけて配置し、望ましく
は双方の検出軸が一致する位置に配置する。
【００５７】装置設置基礎振動の検出は、以下の通りに
行なう。
行なう。
【００５８】第１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃとし
て加速度センサを用い、それによって、除振台１各部の
加速度αb1、αb2、αb3を検出する。一方、第１の振動
検出手段３ａ、３ｂ、３ｃに近接して配置された変位セ
ンサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃによって除振台１の各部に
おける装置設置基礎６と除振台１の相対変位ｘ1 、ｘ
2 、ｘ3 を検出する。ここで、変位センサ１３ａ、１３
ｂ、１３ｃの出力ｘ1 、ｘ2 、ｘ3 は、除振台１各部の
絶対座標系上での変位量ｘb1、ｘb2、ｘb3と装置設置基
礎６の絶対座標系上での変位量ｘf1、ｘf2、ｘf3との差
である。したがって、その信号を２階微分した信号は、
除振台１各部の加速度αb1、αb2、αb3と、変位センサ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃが配置された位置における装置
設置基礎６の加速度αf1、αf2、αf3との差信号とな
る。
て加速度センサを用い、それによって、除振台１各部の
加速度αb1、αb2、αb3を検出する。一方、第１の振動
検出手段３ａ、３ｂ、３ｃに近接して配置された変位セ
ンサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃによって除振台１の各部に
おける装置設置基礎６と除振台１の相対変位ｘ1 、ｘ
2 、ｘ3 を検出する。ここで、変位センサ１３ａ、１３
ｂ、１３ｃの出力ｘ1 、ｘ2 、ｘ3 は、除振台１各部の
絶対座標系上での変位量ｘb1、ｘb2、ｘb3と装置設置基
礎６の絶対座標系上での変位量ｘf1、ｘf2、ｘf3との差
である。したがって、その信号を２階微分した信号は、
除振台１各部の加速度αb1、αb2、αb3と、変位センサ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃが配置された位置における装置
設置基礎６の加速度αf1、αf2、αf3との差信号とな
る。
【００５９】よって、装置設置基礎振動導出手段１４
ａ、１４ｂ、１４ｃにおいて、第１の振動検出手段３
ａ、３ｂ、３ｃと変位センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの
検出ゲインおよびその幾何的な配置関係を考慮し、かつ
両信号の物理量を加速度に一致させ、その差信号を導出
すれば、装置設置基礎６の振動加速度αf1、αf2、αf3
に対応する信号を抽出することができる。この際、第１
の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃと変位センサ１３ａ、
１３ｂ、１３ｃのうち近接して配置されたセンサ同士の
検出軸を一致させておくと、双方の幾何的な配置関係を
考慮する必要がなく、より簡単な演算で装置設置基礎６
の振動を検出できる。
ａ、１４ｂ、１４ｃにおいて、第１の振動検出手段３
ａ、３ｂ、３ｃと変位センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃの
検出ゲインおよびその幾何的な配置関係を考慮し、かつ
両信号の物理量を加速度に一致させ、その差信号を導出
すれば、装置設置基礎６の振動加速度αf1、αf2、αf3
に対応する信号を抽出することができる。この際、第１
の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃと変位センサ１３ａ、
１３ｂ、１３ｃのうち近接して配置されたセンサ同士の
検出軸を一致させておくと、双方の幾何的な配置関係を
考慮する必要がなく、より簡単な演算で装置設置基礎６
の振動を検出できる。
【００６０】よって、装置設置基礎振動導出手段１４
ａ、１４ｂ、１４ｃにおいて、以上のようにして導出さ
れた装置設置基礎６の振動信号をもとに、装置設置基礎
振動運動モード抽出回路８において装置設置基礎６の並
進、回転などの各運動モードの振動信号を抽出し、装置
設置基礎振動補償回路９において、装置設置基礎６の各
運動モードの振動信号に適切な補償演算処理を施し、こ
れを推力分配回路１０で、駆動回路１１ａ、１１ｂ、１
１ｃ、１１ｄに分配し、能動除振マウント２ａ、２ｂ、
２ｃ、２ｄに組み込まれたアクチュエータの制御を行な
えば、実施形態１と同等の性能を有する能動除振装置を
実現できる。
ａ、１４ｂ、１４ｃにおいて、以上のようにして導出さ
れた装置設置基礎６の振動信号をもとに、装置設置基礎
振動運動モード抽出回路８において装置設置基礎６の並
進、回転などの各運動モードの振動信号を抽出し、装置
設置基礎振動補償回路９において、装置設置基礎６の各
運動モードの振動信号に適切な補償演算処理を施し、こ
れを推力分配回路１０で、駆動回路１１ａ、１１ｂ、１
１ｃ、１１ｄに分配し、能動除振マウント２ａ、２ｂ、
２ｃ、２ｄに組み込まれたアクチュエータの制御を行な
えば、実施形態１と同等の性能を有する能動除振装置を
実現できる。
【００６１】なお、図７では明示しなかったが、変位セ
ンサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは除振台１の基準位置に対
する変位量の制御にも併用することができる。
ンサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃは除振台１の基準位置に対
する変位量の制御にも併用することができる。
【００６２】また、本実施形態において、装置設置基礎
振動導出手段１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、装置設置基礎振
動運動モード抽出回路８はともに演算処理手段である
が、これらの演算処理を１つの演算処理手段で一括して
行なってもよい。
振動導出手段１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、装置設置基礎振
動運動モード抽出回路８はともに演算処理手段である
が、これらの演算処理を１つの演算処理手段で一括して
行なってもよい。
【００６３】これによって、装置設置基礎の並進振動の
みならず、回転振動の除振台への伝達を大幅に抑制する
ことができることに加え、第２の振動検出手段として加
速度センサなどの高価な振動検出手段を用いる必要がな
いので、装置のコストダウンにも寄与することができ
る。
みならず、回転振動の除振台への伝達を大幅に抑制する
ことができることに加え、第２の振動検出手段として加
速度センサなどの高価な振動検出手段を用いる必要がな
いので、装置のコストダウンにも寄与することができ
る。
【００６４】［実施形態３］実施形態２では、装置設置
基礎６の振動を検出する第２の振動検出手段として、第
１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃと、第１の振動検出
手段３ａ、３ｂ、３ｃに近接して配置され、かつ装置設
置基礎６と除振台１の相対変位を検出する複数の変位セ
ンサの信号から演算によって装置設置基礎振動の信号を
導出するものを用いたが、能動除振マウント２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれたアクチュエータにボイス
コイルモータなどの電磁駆動アクチュエータを用いた場
合、これと同様の考え方で、電磁駆動アクチュエータの
逆起電力信号を用いて装置設置基礎６の振動信号を検出
することができる。
基礎６の振動を検出する第２の振動検出手段として、第
１の振動検出手段３ａ、３ｂ、３ｃと、第１の振動検出
手段３ａ、３ｂ、３ｃに近接して配置され、かつ装置設
置基礎６と除振台１の相対変位を検出する複数の変位セ
ンサの信号から演算によって装置設置基礎振動の信号を
導出するものを用いたが、能動除振マウント２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄに組み込まれたアクチュエータにボイス
コイルモータなどの電磁駆動アクチュエータを用いた場
合、これと同様の考え方で、電磁駆動アクチュエータの
逆起電力信号を用いて装置設置基礎６の振動信号を検出
することができる。
【００６５】この場合、電磁アクチュエータの逆起電力
信号は、各能動除振マウントの位置における除振台１と
装置設置基礎６の相対速度に比例するので、その信号を
微分処理して物理量を加速度に一致させ、各能動除振マ
ウントに組み込まれたアクチュエータと第１の振動検出
手段３ａ、３ｂ、３ｃとの幾何的な配置関係等を考慮し
て、双方の差信号を抽出すれば、装置設置基礎６の振動
加速度信号を得ることができる。
信号は、各能動除振マウントの位置における除振台１と
装置設置基礎６の相対速度に比例するので、その信号を
微分処理して物理量を加速度に一致させ、各能動除振マ
ウントに組み込まれたアクチュエータと第１の振動検出
手段３ａ、３ｂ、３ｃとの幾何的な配置関係等を考慮し
て、双方の差信号を抽出すれば、装置設置基礎６の振動
加速度信号を得ることができる。
【００６６】なお、これ以外の演算処理は、実施形態１
および実施形態２に記載したものと同様に行なえばよ
い。
および実施形態２に記載したものと同様に行なえばよ
い。
【００６７】
【発明の効果】本発明によれば、装置設置基礎の振動を
検出し、この検出信号から並進および回転の各運動モー
ドの信号を抽出し、この各運動モードの信号に補償を施
し、そしてこの補償信号を分配した信号に基づいて前記
除振台に制御力を加えて除振するようにしたため、装置
設置基礎の並進振動とともに、従来のこの種の能動除振
技術では十分に確保することが困難であった、装置設置
基礎の回転振動の絶縁性能を大幅に向上させ、非常に広
い周波数帯域で装置設置基礎から除振台までの振動伝達
率を０ｄｂ以下にすることができ、特にヨーイング、ピ
ッチング、ローリングなどの回転振動を嫌う精密機器を
搭載する際の除振に対して、好適に用いることができ
る。
検出し、この検出信号から並進および回転の各運動モー
ドの信号を抽出し、この各運動モードの信号に補償を施
し、そしてこの補償信号を分配した信号に基づいて前記
除振台に制御力を加えて除振するようにしたため、装置
設置基礎の並進振動とともに、従来のこの種の能動除振
技術では十分に確保することが困難であった、装置設置
基礎の回転振動の絶縁性能を大幅に向上させ、非常に広
い周波数帯域で装置設置基礎から除振台までの振動伝達
率を０ｄｂ以下にすることができ、特にヨーイング、ピ
ッチング、ローリングなどの回転振動を嫌う精密機器を
搭載する際の除振に対して、好適に用いることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の特徴を最もよく表す能動除振装置の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２】 図１の装置に適用しうる除振台振動を検出す
るセンサの配置を示す図である。
るセンサの配置を示す図である。
【図３】 図１の装置に適用しうる装置設置基礎振動を
検出するセンサの配置を示す図である。
検出するセンサの配置を示す図である。
【図４】 図１の装置に適用しうる能動除振マウントと
それに組み込まれたアクチュエータの配置を示す図であ
る。
それに組み込まれたアクチュエータの配置を示す図であ
る。
【図５】 図１の装置に適用しうる運動モード相互に干
渉項をもたせた補償器を例示する図である。
渉項をもたせた補償器を例示する図である。
【図６】 図１の装置の変形例を示す図である。
【図７】 本発明の第２の実施形態に係る能動除振装置
を示す図である。
を示す図である。
１：除振台、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ：能動除振マウン
ト、３ａ，３ｂ，３ｃ：第１の振動検出手段、４：除振
台振動運動モード抽出回路、５：除振台振動補償回路、
６：装置設置基礎、７ａ，７ｂ，７ｃ：第２の振動検出
手段、８：装置設置基礎振動運動モード抽出回路、９：
装置設置基礎振動補償回路、１０：推力分配回路、１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ：駆動回路、１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１２ｄ：アクチュエータ、１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ：変位センサ、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ：装
置設置基礎振動導出手段。
ト、３ａ，３ｂ，３ｃ：第１の振動検出手段、４：除振
台振動運動モード抽出回路、５：除振台振動補償回路、
６：装置設置基礎、７ａ，７ｂ，７ｃ：第２の振動検出
手段、８：装置設置基礎振動運動モード抽出回路、９：
装置設置基礎振動補償回路、１０：推力分配回路、１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ：駆動回路、１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１２ｄ：アクチュエータ、１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ：変位センサ、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ：装
置設置基礎振動導出手段。
Claims (7)
- 【請求項１】 除振台と、前記除振台を防振支持する支
持機構と、前記除振台に制御力を加える複数のアクチュ
エータと、前記除振台の振動を検出する第１の振動検出
手段と、前記第１の振動検出手段の出力を補償して前記
アクチュエータにフィードバックする制御ループとを備
え、さらに前記除振台とそれを防振支持する支持機構か
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
振動を検出する複数の第２の振動検出手段と、複数の前
記第２の振動検出手段の出力信号から装置設置基礎の並
進、回転などの各運動モードの振動信号を抽出し、その
振動信号を適切に補償し、それによって得られた各運動
モードの補償信号を複数の前記アクチュエータに分配す
る制御ループとを備えることを特徴とする能動除振装
置。 - 【請求項２】 前記第１の振動検出手段の出力を補償す
る制御ループは、複数の前記第１の振動検出手段の出力
信号から、前記除振台の並進、回転などの各運動モード
の振動信号を抽出し、その振動信号を適切に補償し、そ
れによって得られた各運動モードの補償信号を複数の前
記アクチュエータに分配するものであることを特徴とす
る請求項１記載の能動除振装置。 - 【請求項３】 基準位置に対する前記除振台の変位量を
検出する変位検出手段を備え、前記変位検出手段の出力
信号を補償して前記アクチュエータにフィードバックす
る制御ループを備えることを特徴とする請求項１または
２記載の能動除振装置。 - 【請求項４】 前記変位検出手段の出力を補償する制御
ループは、複数の前記変位検出手段で検出した前記除振
台の基準位置に対する変位信号から、前記除振台の並
進、回転などの各運動モードの変位信号を抽出し、その
信号を適切に補償し、それによって得られた各運動モー
ドの補償信号を複数の前記アクチュエータに分配するも
のであることを特徴とする請求項３記載の能動除振装
置。 - 【請求項５】 前記アクチュエータは、ボイスコイルモ
ータなどの電磁駆動のリニアモータ、または空気圧制御
式アクチュエータ、またはそれらの双方を制御ループに
よって使い分けたものであることを特徴とする請求項１
〜４記載の能動除振装置。 - 【請求項６】 前記第１の振動検出手段、または前記第
２の振動検出手段、もしくはその双方は、加速度センサ
であることを特徴とする請求項１〜５記載の能動除振装
置。 - 【請求項７】 基礎に対して防振支持された除振台の振
動を検出し、この検出信号に補償を施し、この補償信号
に基づく制御力を前記除振台に加えるとともに、前記基
礎の振動を検出し、この検出信号から並進および回転の
運動モードの信号を抽出し、この各運動モード信号に補
償を施し、この補償信号を分配した信号に基づいて制御
力を前記除振台に加えることを特徴とする能動除振方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01923896A JP3507234B2 (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 能動除振装置および能動除振方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01923896A JP3507234B2 (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 能動除振装置および能動除振方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09190957A true JPH09190957A (ja) | 1997-07-22 |
| JP3507234B2 JP3507234B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=11993822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01923896A Expired - Fee Related JP3507234B2 (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 能動除振装置および能動除振方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3507234B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002227919A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-14 | Akashi Corp | 除振装置 |
| JP2005260219A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-22 | Samsung Electronics Co Ltd | 移送装置｛ｔｒａｎｓｆｅｒａｐｐａｒａｔｕｓ｝ |
| JP2006203113A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Nikon Corp | ステージ装置、ステージ制御方法、露光装置及び方法、並びにデバイス製造方法 |
| JP2007100910A (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Fujikura Rubber Ltd | 水平補償機能を有する除振装置 |
| JP2010153854A (ja) * | 2008-12-23 | 2010-07-08 | Asml Netherlands Bv | オブジェクトを制動させるための方法、アクティブダンピングシステムおよびリソグラフィ装置 |
| JP2011058629A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Integrated Dynamics Engineering Gmbh | 改良型能動振動絶縁システム |
| JP2011153991A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Kurashiki Kako Co Ltd | 加振機能を有するアクティブ除振装置 |
| US8915479B2 (en) | 2011-08-09 | 2014-12-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Anti-vibration apparatus |
| JP2015075909A (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | 倉敷化工株式会社 | アクティブ除振装置 |
| JP2017147413A (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | キヤノン株式会社 | リソグラフィ装置、および物品の製造方法 |
| JP2018041809A (ja) * | 2016-09-06 | 2018-03-15 | キヤノン株式会社 | リソグラフィ装置、および物品の製造方法 |
-
1996
- 1996-01-11 JP JP01923896A patent/JP3507234B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4717466B2 (ja) * | 2004-02-19 | 2011-07-06 | 三星電子株式会社 | 移送装置｛ｔｒａｎｓｆｅｒａｐｐａｒａｔｕｓ｝ |
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| WO2007043394A1 (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Fujikura Rubber Ltd. | 水平補償機能を有する除振装置 |
| TWI395889B (zh) * | 2008-12-23 | 2013-05-11 | Asml Netherlands Bv | 阻尼物件之方法、主動阻尼系統及微影裝置 |
| JP2010153854A (ja) * | 2008-12-23 | 2010-07-08 | Asml Netherlands Bv | オブジェクトを制動させるための方法、アクティブダンピングシステムおよびリソグラフィ装置 |
| US8619232B2 (en) | 2008-12-23 | 2013-12-31 | Asml Netherlands B.V. | Method for damping an object, an active damping system, and a lithographic apparatus |
| JP2011058629A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Integrated Dynamics Engineering Gmbh | 改良型能動振動絶縁システム |
| JP2011153991A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Kurashiki Kako Co Ltd | 加振機能を有するアクティブ除振装置 |
| US8915479B2 (en) | 2011-08-09 | 2014-12-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Anti-vibration apparatus |
| JP2015075909A (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | 倉敷化工株式会社 | アクティブ除振装置 |
| JP2017147413A (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | キヤノン株式会社 | リソグラフィ装置、および物品の製造方法 |
| JP2018041809A (ja) * | 2016-09-06 | 2018-03-15 | キヤノン株式会社 | リソグラフィ装置、および物品の製造方法 |
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