JPH09236150A

JPH09236150A - 防振装置

Info

Publication number: JPH09236150A
Application number: JP8042697A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Sakamoto; 英昭坂本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】防振対象物の振動状態を検出するための検出
センサの配置スペースを抑制すると共に、防振対象物を
支持する定盤に上下方向の力を与えるアクチュエータの
推力による定盤の歪みを抑える。【解決手段】定盤６の上面の３箇所の角部近傍に配置
した３つの加速度センサにより露光装置本体３０の３つ
の並進方向（Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向）の加速度、
並びにＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の周りの３つの角速度を計
測して検出センサの配置スペースを抑える。防振マウン
ト３Ａを構成するＺ方向の推力を与えるアクチュエータ
とエアダンパからなるマウント部とを、定盤６とベース
フレーム２との間に実質的に並列に配置し、マウント部
の作用線とアクチュエータの推力中心線とを一致させ
て、定盤６の歪みを抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象とする装置の
振動を抑えるための防振装置に関し、特に半導体素子等
を製造するためのフォトリソグラフィ工程で使用される
露光装置のアクティブ型の防振装置として好適なもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より例えば半導体素子、液晶表示素
子、撮像素子（ＣＣＤ等）、又は薄膜磁気ヘッド等を製
造するためのフォトリソグラフィ工程では、レチクル
（又はフォトマスク等）上のパターンをウエハ（又はガ
ラスプレート等）上に露光するためにステッパー等の投
影露光装置、又はプロキシミティ方式の露光装置等の露
光装置が使用されている。これらの露光装置において
は、例えばレチクルのパターンをウエハ上に高い重ね合
わせ精度で転写するために極めて高度な防振特性が要求
される。そのため、これらの露光装置の本体（レチクル
のパターンをウエハ上に転写する部分）は、外部からの
振動、及び内部で発生する振動を減衰するための防振装
置上に設置されている。

【０００３】この防振装置は通常ばね材と振動減衰材と
の組み合わせにより構成されており、従来、振動状態に
よって、あるいは装置の状態（姿勢等）によって防振性
能を変えることのない、いわば受動的な防振システムと
いえる防振装置が使用されてきた。これらの防振装置は
一般的に「パッシブ型防振装置」と呼ばれる。これに対
して、外部又は内部の振動状態をリアルタイムに加速度
計又は変位計等のセンサによって検出し、能動的に防振
装置の性能を変化させる「アクティブ型防振装置」も最
近使用されるようになっている。

【０００４】ところで、露光装置に使用される防振装置
には主に２つの機能が要求される。１つは露光装置が設
置されている床面からの振動を露光装置本体に伝えない
という機能であり、もう１つは露光装置内部のステージ
部分等の駆動によって発生する露光装置本体内の振動を
速やかに減衰させるという機能である。この両者の機能
は、これまで長く使用されていたパッシブ型防振装置の
場合元々相反する機能であって、どちらかの機能を強化
するともう１つの機能が損なわれるという関係にある。
これに対して、アクティブ型防振装置であればそれら２
つの機能を満足できるため、最近はそのアクティブ型防
振装置が注目されている。

【０００５】アクティブ型防振装置は、一般的には防振
対象の装置全体の重量を支持するマウントとして剛性の
小さな柔らかいばねである空気ばね（エアーダンパ）を
使用し、床の振動成分のうちの中高周波成分（２０Ｈｚ
以上）の振動伝達を遮断する効果を持たせると共に、低
周波領域の振動成分については、振動検出センサと振動
抑制のための推力を発生するアクチュエータとのフィー
ドバック制御によって抑制することを特徴としている。

【０００６】このようなアクティブ型防振装置は、露光
装置に適用した場合には、露光装置本体の重量を支持
するためのマウント部、露光装置本体の姿勢及び位置
を検出するための位置センサ、露光装置本体の運動状
態（振動）を検出するための振動センサ（速度又は加速
度センサ）、露光装置本体の振動の抑制力を発生する
ためのアクチュエータ、及びセンサの計測値に基づい
てアクチュエータ発生推力を算出する制御部等を主要な
要素として構成されている。そして、露光装置本体を安
定して支持し、且つ露光装置本体の振動を全自由度（６
自由度）について測定し制御するためには、少なくとも
３個以上のマウント部、６個以上の位置センサ、又は振
動センサ、及び６個以上のアクチュエータが必要とされ
ている。

【０００７】ところで、アクティブ型防振装置は、既に
パッケージ化されたものが発表されている。このような
パッケージ化されたアクティブ型防振装置は、露光装置
にそのまま適用することもできる。しかしながら、スペ
ース的な理由から露光装置本体に一体化されたものを考
えた方が効率的である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
露光装置に一体化されたアクティブ型の防振装置におい
て、全部で６自由度（並進方向で３自由度、及び回転方
向で３自由度）の防振特性を満足させようとした場合、
前述のように、かなり多くの構成要素を配置しなくては
ならない。特に、回転方向の３自由度の振動特性の検出
については、並進方向の計測を行う検出センサを２つ組
み合わせ、その２つの検出センサの計測値の差分をとる
ことによって、１自由度毎の回転方向の振動成分が決定
される。この場合、回転方向の振動成分を高精度に測定
しようとすると、組み合わされる２つの検出センサの設
置間隔をできるだけ広くとることが必要となり、その分
検出センサの設置スペースを大きく確保しなければなら
ないという不都合がある。

【０００９】また、露光装置に使用されるような精密な
防振装置の場合、３個以上のマウント部及び鉛直方向の
推力を発生する複数のアクチュエータ（以下、「Ｚアク
チュエータ」という）により、露光装置本体に対して鉛
直方向に力（反力）を与えるが、従来マウント部とＺア
クチュエータとは設置面と露光装置本体の定盤との間に
隣り合うように並列に配置されていた。そのため、これ
らのマウント部及びＺアクチュエータの反力は、共にそ
の力を受ける露光装置本体の定盤を弾性的に歪ませるこ
とになり、これがステージの位置決め精度等を悪化させ
ていた。それを防ぐために、従来から防振装置に対して
次のようなシステムが考えられている。（イ）Ｚアクチュエータ及びマウント部の力を受圧する
定盤の剛性をできるだけ強いものとし、弾性変形を抑え
る。（ロ）Ｚアクチュエータを床面と露光装置本体との間で
推力を発生させる構成とせず、振動を抑制させたい対象
物（露光装置本体）に直接に設置し、Ｚアクチュエータ
の駆動時の慣性力をもって振動抑制を図る。（ハ）特にＺアクチュエータを設けず、マウント部にお
いてＺ方向の推力を発生させる。

【００１０】しかしながら、例えば（ハ）のシステムで
はマウント部の耐久性及び発熱の問題を解消するための
新たな技術を必要とし、例えば（イ）のシステムでは、
定盤の微小な変形すらも許容されない精密な露光装置に
は対応することができないと共に、定盤が大型化しすぎ
る恐れがある。更に、（ロ）のようなシステムでは振動
抑制効率が低下し、充分な振動抑制を行うには製造コス
トが高くなるという不都合がある。

【００１１】本発明は斯かる点に鑑み、防振対象物の振
動状態を検出するための検出センサの配置スペースを抑
制できる防振装置を提供することを第１の目的とする。
更に本発明は、防振対象物の弾性歪みを抑えると共に、
振動を効率的に抑制でき、且つ低コストの防振装置を提
供することを第２の目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の防振
装置は、防振対象物（６，３０）を支持するための複数
の防振マウント（３Ａ〜３Ｃ）と、その防振対象物
（６，３０）の振動を制御するための複数のアクチュエ
ータ（８，３１Ａ〜３１Ｃ）とを有する防振装置におい
て、その防振対象物（６，３０）の異なる３箇所の変位
を検出するための３個の検出センサ（３２Ａ〜３２Ｃ）
と、この３個の検出センサの出力に基づいてその複数の
アクチュエータ（８，３１Ａ〜３１Ｃ）の動作を制御す
る制御手段（１１）と、を設け、その３個の検出センサ
（３２Ａ〜３２Ｃ）によりその防振対象物（６，３０）
の６自由度の姿勢又は運動状態を検出するものである。
斯かる本発明の第１の防振装置によれば、３個の検出セ
ンサ（３２Ａ〜３２Ｃ）だけで６自由度の姿勢又は運動
状態を検出するため、検出センサ（３２Ａ〜３２Ｃ）を
配置するためのスペースを抑制できる。

【００１３】この場合、その３個の検出センサ（３２Ａ
〜３２Ｃ）の計測方向の自由度の数を、それぞれ３、
２、及び１とすることが好ましい。これにより、例えば
自由度３の検出センサ（３２Ａ）によって防振対象物
（６，３０）の３自由度の並進方向の姿勢又は運動状態
が正確に検出できる。また、その３個の検出センサ（３
２Ｄ〜３２Ｆ）の計測方向の自由度の数を共に２として
もよい。これによって、同一の３個の検出センサを計測
方向を変えて配置するのみでよいため、製造コストが低
減できる。

【００１４】また、本発明による第２の防振装置は、防
振対象物（６，３０）を支持するための複数の防振マウ
ント（３Ａ〜３Ｃ）と、その防振対象物（６，３０）の
振動を制御するための複数のアクチュエータ（８，３１
Ａ〜３１Ｃ）とを有する防振装置において、その複数の
防振マウント（３Ａ〜３Ｃ）の内の所定の防振マウント
は、所定の作用線（Ｓ２）に沿ってその防振対象物
（６，３０）を支持するばね部材（７）を有し、このば
ね部材に対してその複数のアクチュエータ（８，３１Ａ
〜３１Ｃ）の内の１つのアクチュエータ（８）を、この
アクチュエータの推力中心線（Ｓ１）とそのばね部材
（７）の作用線（Ｓ２）とが一致するように配置したも
のである。

【００１５】斯かる本発明の第２の防振装置によれば、
例えばそのアクチュエータ（８）を駆動させた場合、ア
クチュエータ（８）の推力中心線（Ｓ１）と、そのばね
部材（７）の作用線（Ｓ２）とが一致しているため、ア
クチュエータ（８）の推力とそのばね部材（７）の反力
とは同じ作用線上に合成される。従って、防振対象物
（６，３０）内の例えば定盤（６）の弾性歪みを抑える
と共に、アクチュエータ（８）の推力がその定盤に効率
的に伝達される。また、アクチュエータ（８）の推力中
心線（Ｓ１）とばね部材（７）の作用線（Ｓ２）とを一
致させるだけでよいため、構成的に簡単で装置コストを
節約できる。なお、例えばばね部材（７）及びアクチュ
エータ（８）を単純に直列に配置することも考えられ
る。しかしながら、アクチュエータ（８）にかなりの荷
重負荷（数百ｋｇ〜１ｔ以上）がかかり、耐久性或いは
発熱等の問題が生じる。そこで、本発明では、推力中心
線と作用線とを一致させて、且つばね部材（７）とアク
チュエータ（８）とを並列に配置するのが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明による防振装置の実
施の形態の一例につき図１、図２、及び図４を参照して
説明する。本例は、ステッパー型の投影露光装置の防振
装置に本発明を適用したものである。図１は、本例の投
影露光装置の全体の構成を表す斜視図を示し、この図１
において、所定のチャンバ内の床の上に固定されたベー
スフレーム２上に、４個の防振マウント（図１では３個
の防振マウント３Ａ〜３Ｃのみが現れている。以下同
様）が設置され、これらの防振マウント３Ａ〜３Ｃを介
して投影露光装置の定盤６が設置されている。防振マウ
ント３Ａ〜３Ｃは、それぞれ定盤６の四角形の底面の頂
点付近に配置されており、防振マウント３Ａ〜３Ｃのそ
れぞれの底面側はベースフレーム２上に固定され、頂部
側は定盤６に固定されている。これらの防振マウント３
Ａ〜３Ｃは装置全体の動作を統轄制御する制御部１１に
より制御される。防振マウント３Ａ〜３Ｃの構成につい
ては後で詳しく説明する。ここで、後述のように本例で
は投影光学系２５が使用されているため、投影光学系２
５の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内での
直交座標系をＸ軸及びＹ軸として説明する。

【００１７】また、定盤６上にウエハステージ２０が固
定され、ウエハステージ２０上にウエハホルダ２１を介
してウエハ２２が吸着保持されている。定盤６上でその
ウエハステージ２０を囲むように４脚の第１コラム２４
が植設され、第１コラム２４の上板の中央部に投影光学
系２５が固定されている。更に、第１コラム２４の上板
に投影光学系２５を囲むように４脚の第２コラム２６が
植設され、第２コラム２６の上板の中央部にレチクルス
テージ２７を介してレチクル２８が載置されている。定
盤６の上面の−Ｙ方向の端部にはウエハステージ２０の
Ｙ方向の位置を計測するためのレーザ干渉計２３Ｙが設
置されている。同様にウエハステージ２０のＸ方向の位
置を計測するＸ方向のレーザ干渉計（不図示）も設置さ
れており、Ｙ方向のレーザ干渉計２３Ｙ及びＸ方向のレ
ーザ干渉計の測定結果に基づいて、ウエハステージ２０
は２次元的にウエハ２２の位置決めを行うと共に、ウエ
ハ２２のＺ方向への移動、回転、及びレベリングを行う
機能を有する。

【００１８】また、第２コラム２６の上板の−Ｘ方向及
び＋Ｙ方向の端部にはそれぞれレチクルステージ２７の
Ｘ方向及びＹ方向の位置を計測するためのレーザ干渉計
２９Ｘ，２９Ｙが設置されており、レチクルステージ２
７は、レーザ干渉計２９Ｘ，２９Ｙの計測値に基づいて
レチクル２８の２次元的な位置の微調整、及び回転角の
調整を行う機能を有する。レチクル２８の上方に不図示
の照明光学系が配置され、照明光学系からの露光用の照
明光のもとで、レチクル２８のパターンの投影光学系２
５を介した像がウエハ２２の各ショット領域に順次露光
される。以上のレチクルステージ２７及びウエハステー
ジ２０、並びにそれらを支持する第１コラム２４、及び
第２コラム２６等から露光装置本体３０が構成されてい
る。なお、定盤６も本来は露光装置本体３０に含まれる
べきであるが、以下では説明の便宜上定盤６上に露光装
置本体３０が載置されているものとする。

【００１９】更に、ベースフレーム２の−Ｘ方向及び＋
Ｘ方向のそれぞれの端部には、実質的に剛体とみなせる
「コの字」型の支柱４Ａ，４Ｂが植設されている。支柱
４Ａの上板の−Ｙ方向の端部付近には、ボイスコイルモ
ータ方式のアクチュエータ３１Ａが設置されている。ア
クチュエータ３１Ａに内蔵されたコイルよりなる固定子
への電流を制御することにより第１コラム２４の上板に
固定された発磁体よりなる可動子３５Ａに対して＋Ｙ方
向又は−Ｙ方向の付勢力を与えることができる。同様
に、支柱４Ｂの上板の−Ｙ方向の端部付近には、アクチ
ュエータ３１Ａと同様のアクチュエータ３１Ｂが設置さ
れており、第１コラム２４の上板の−Ｙ方向の端部に設
置された可動子３５Ｂに対して＋Ｙ方向又は−Ｙ方向の
付勢力を与える。更に、支柱４Ｂの上板のほぼ中央部に
は、アクチュエータ３１Ｃが設けられており、第１コラ
ム２４のアクチュエータ３１Ｃに対応する側面に固定さ
れた発磁体よりなる可動子３４に＋Ｘ方向、又は−Ｘ方
向の付勢力を与えるように構成されている。それらのア
クチュエータ３１Ａ〜３１Ｃは、それぞれ制御部１１に
より制御されており、制御部１１によりアクチュエータ
３１Ａ〜３１Ｃから対応する可動子３５Ａ，３５Ｂ，３
４への付勢力が制御される。本例ではアクチュエータ３
１Ａ，３１Ｂによって、露光装置本体３０のＹ方向への
変位、及びＺ軸の周りの回転角を制御し、アクチュエー
タ３１ＣによってそのＸ方向への変位を制御する。ま
た、４個の防振マウント（３Ａ〜３Ｃ等）によって、露
光装置本体３０のＺ方向への変位、Ｘ軸の周りの回転
角、及びＹ軸の周りの回転角を制御する。

【００２０】更に、定盤６上には露光装置本体３０の振
動状態を検出するための３個の加速度センサが設置され
ている。図２は、図１の定盤６上の加速度センサの配置
を説明するための簡略化した斜視図を示し、この図２に
おいて、防振マウント３Ａ〜３Ｃ上の定盤６上に固定さ
れた露光装置本体３０の近傍に、定盤６ひいては露光装
置本体３０の振動状態を検出するための３個の加速度セ
ンサ３２Ａ〜３２Ｃが設置されている。３個の加速度セ
ンサ３２Ａ〜３２Ｃはそれぞれ、定盤６表面の＋Ｘ，−
Ｙ方向の角部の近傍、−Ｘ，−Ｙ方向の角部の近傍、及
び＋Ｘ，＋Ｙ方向の角部の近傍に配置されている。図２
の矢印で示すように、加速度センサ３２Ａは、設置され
た位置におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の加速度を
検出し、加速度センサ３２Ｂは、その位置におけるＹ方
向及びＺ方向の加速度を検出する。また、加速度センサ
３２Ｃは、設置された位置におけるＺ方向の加速度を検
出する。検出センサ３２Ａ〜３２Ｃの検出値は図１の演
算部１３に供給される。

【００２１】図１の制御部１１に付属する記憶部１２に
は、各アクチュエータの推力を計算するためのパラメー
タ（ゲイン等）が格納されており、演算部１３はそのパ
ラメータと各加速度センサ３２Ａ〜３２Ｃの検出値とに
基づいて、露光装置本体３０の振動を抑制するための各
アクチュエータの必要な推力を計算し、その結果を制御
部１１に供給する。制御部１１は、演算部１３から供給
された結果に基づいて、露光装置本体３０の振動を収束
するように各アクチュエータを制御する。なお、加速度
センサ３２Ａ〜３２Ｃとしては、サーボ型、又は圧電型
の加速度センサ等を使用することができる。また、それ
らの加速度センサ３２Ａ〜３２Ｃに代えて、他の検出セ
ンサを使用することもできる。例えば、渦電流型、静電
容量型、及びレーザ光反射型等の変位センサ（位置セン
サ）を使用してもよい。但し、３個の検出センサは全て
変位センサか、又は全て加速度センサである等同種の検
出センサを使用することが望ましい。

【００２２】次に、防振マウント３Ａの構成について説
明する。図４は、防振マウント３Ａの構成を説明するた
めの斜視図を示し、この図４において、本例の防振マウ
ント３Ａは、定盤６を支持するマウント部７と定盤６に
推力を与えるアクチュエータ８とを積み重ねるように一
体化したものであり、マウント部７とアクチュエータ８
とは、作用力の方向（この場合はＺ方向）が合致するよ
うに、且つ実質的に並列に配置されている。アクチュエ
ータ８は、角型のコイルからなる固定子１０と、発磁体
よりなる可動子９とにより構成されたボイスコイルモー
タ方式のアクチュエータであり、固定子１０に流す電流
を変化させることによりアクチュエータ８の推力が調節
される。図４に示すように、相対する２つの側面が開放
され、上部が少し狭まったケース状のフレーム４１のほ
ぼ正方形の上板上に円筒状のマウント部７が固定されて
いる。マウント部７は、ばね材として空気を使用したエ
アーダンパからなり、マウント部７の下部側面に設けら
れたエアーバルブ４５を介してマウント部７の空気圧が
調整される。図１のベースフレーム２上に固定されるフ
レーム４１の下板上にはアクチュエータ８を構成する固
定子１０が固定されており、この固定子１０の内面に接
するように可動子９が配置されている。可動子９は、フ
レーム４１の開放部と直交する２つの側面が開放され、
下部が少し狭まったケース状のフレーム４２の下部板の
下面に固定されている。フレーム４２の下部板はフレー
ム４１の内部に遊挿され、アクチュエータ８の推力に対
応してフレーム４１の内部を上下に移動する。即ち、マ
ウント部７に加わる重量はそのままアクチュエータ８に
加わることはなく、マウント部７とアクチュエータ８と
は、一種の「入れ子」構造の状態で実質的に並列に配置
されている。

【００２３】また、フレーム４２はマウント部７を囲む
ように配置され、マウント部７の頂部は、フレーム４２
の上板に接触している。マウント部７の頂部のほぼ中心
には、その中心からＺ方向に伸びた（マウント部７の作
用線に沿った）丸棒状の中心軸４３が固定されている。
そして、フレーム４２の上板の中心部には、その中心軸
４３を遊嵌するための中心軸４３より僅かに大きな径の
円形の開口部４４が設けられており、中心軸４３はその
開口部４４を突き抜けて、フレーム４２の上板の外側に
少し突き出ている。フレーム４２の上板は図１の定盤６
に固定されており、アクチュエータ８の推力がフレーム
４２を介して定盤６に伝えられる。この場合、マウント
部７の中心とアクチュエータ８の中心とは、ほぼＺ軸に
平行な線上に配置され、アクチュエータ８の推力を伝達
するフレーム４２の上板は中心軸４３に沿って摺動する
ように構成されており、アクチュエータ８の推力中心線
Ｓ１は、中心軸４３、即ち、マウント部７の作用線Ｓ２
と一致する。また、マウント部７を図１のベースフレー
ム２上に支持するフレーム４１、アクチュエータ８の推
力を伝達するフレーム４２、及びマウントの中心軸４３
等は、全て剛体に近い材料から構成されている。なお、
マウント部７のばね材としては空気の他、通常の構造用
ばね、油等の粘性流体を利用したものでもよい。

【００２４】次に、本例の防振装置の動作について説明
する。本例では、定盤６上の３個の加速度センサ３２Ａ
〜３２Ｃにより露光装置本体３０の振動状態を検出し、
それに基づいて４個の防振マウント（３Ａ〜３Ｃ等）の
アクチュエータ（防振マウント３Ａではアクチュエータ
８）、及び３個のアクチュエータ３１Ａ〜３１Ｃの推力
を制御して露光装置本体３０の振動を抑制する。

【００２５】先ず、露光装置本体３０の振動状態の検出
動作について説明する。露光装置本体３０は、設置面と
しての床からベースフレーム２を介して伝達される振
動、及び露光装置本体３０内部のウエハステージ２０及
びレチクルステージ２７等のステージ系の移動に伴う振
動の影響を受けて振動する。これに伴い、各加速度セン
サ３２Ａ〜３２Ｃからそれぞれその位置における露光装
置本体３０の加速度が検出される。即ち、加速度センサ
３２Ａからは、図２に示すように、Ｘ方向の加速度
Ｇ_XA、Ｙ方向の加速度Ｇ_YA、及びＺ方向の加速度Ｇ_ZAが
検出され、加速度センサ３２ＢからはＹ方向の加速度Ｇ
_YB及びＺ方向の加速度Ｇ_ZBが検出される。また、加速度
センサ３２ＣからはＺ方向の加速度Ｇ_ZCが検出される。
それらの検出された加速度のデータは演算部１３に供給
され、演算部１３ではそれらのデータに基づいて、露光
装置本体３０の振動状態を計算する。

【００２６】加速度センサ３２Ａにより計測される３自
由度の加速度Ｇ_XA，Ｇ_YA，Ｇ_ZAに加えて、加速度センサ
３２Ａ，３２Ｂの２つのＹ方向の加速度Ｇ_YA，Ｇ_YBから
露光装置本体３０のＸＹ平面上の回転方向の（Ｚ軸の周
りの）加速度（角加速度）Ｇ _XYが求められる。また、加
速度センサ３２Ａ，３２Ｂの２つのＺ方向の加速度
Ｇ _ZA，Ｇ_ZBから露光装置本体３０のＺＸ平面での（Ｙ軸
の周りの）角加速度Ｇ_ZXが求められ、加速度センサ３２
Ａ，３２Ｃの２つのＺ方向の加速度Ｇ_ZA，Ｇ_ZCから露光
装置本体３０のＺＹ平面上での（Ｘ軸の周りの）角加速
度Ｇ_ZYが求められる。即ち、加速度センサ３２Ａ〜３２
Ｃにより、露光装置本体３０の並進方向に３自由度及び
回転方向に３自由度の計６自由度の加速度Ｇ_XA，Ｇ_YA，
Ｇ_ZA，Ｇ_XY，Ｇ_ZX，Ｇ_ZYが検出される。

【００２７】更に、演算部１３では、以上の計算された
データ及び記憶部１２に記憶された各アクチュエータの
推力を計算するためのパラメータから露光装置本体３０
の振動を０にするための各アクチュエータに必要な推力
を計算し、制御部１１に供給する。制御部１１はその結
果に基づいて、防振マウント３Ａ〜３ＣのＺ方向用のア
クチュエータ、Ｙ方向用の２個のアクチュエータ３１
Ａ，３１Ｂ、及びＸ軸用の１個のアクチュエータ３１Ｃ
を駆動する。これによって、露光装置本体３０の６自由
度の搖れを迅速に止めることができる。以上のように本
例では、定盤６上に３個の加速度センサ３２Ａ〜３２Ｃ
を設けるだけでよいため、加速度センサの設置場所を露
光装置の中に３箇所用意すればよいことになり、スペー
スを効率的に運用することができる。

【００２８】更に、本例の防振マウント３Ａは、図２に
示すように、露光装置本体３０を支持するマウント部７
と上下方向（Ｚ方向）に推力を発生するアクチュエータ
８とを、露光装置本体３０とベースフレーム２との間に
実質的に並列に組み合わせた構成としている。この場
合、例えば単にマウント部７とアクチュエータ８とを露
光装置本体３０の荷重方向に並べて配置するだけでは、
アクチュエータ８の推力発生時にマウント部７の作用線
Ｓ２が歪み、それに対応してアクチュエータ８の推力中
心線Ｓ１が定盤６の垂直方向に対して歪むため、定盤６
に不必要な歪みが生じてしまう。本例では、その現象を
防ぐために、マウント部７とアクチュエータ８とを一種
の「入れ子」構造とし、マウント部７（本例ではエアダ
ンパを使用しているため、空気ばねとして考える）の作
用線Ｓ２とアクチュエータ８の推力中心線Ｓ１とが常に
一致するような構成とした。このような構成により、ア
クチュエータ８を駆動させた場合、アクチュエータ８の
推力とマウント部７の反力とが同一の作用線上に合成さ
れるため、アクチュエータ８の推力が効率よく定盤６に
伝達され、定盤６に不必要な歪みや変形を生じさせな
い。

【００２９】次に、図２の例の変形例について図３を参
照して説明する。本例は、図２の３個の加速度センサの
検出方向及び検出方向の自由度の数を変えたものであ
る。その他の構成は図２の例と同様であり、図３におい
て図２に対応する部分には同一符号を付し、その詳細説
明を省略する。図３は、本例における定盤６上の加速度
センサの配置を表す斜視図を示し、この図３において、
定盤６上には図２の加速度センサ３２Ａ〜３２Ｃが配置
されたのと同様の位置に３個の加速度センサ３２Ｄ〜３
２Ｆが設置されている。図３に示すように、加速度セン
サ３２Ｄにより露光装置本体３０のＹ方向の加速度Ｇ_YD
及びＺ方向の加速度Ｇ_ZDが検出される。また、加速度セ
ンサ３２Ｅにより露光装置本体３０のＹ方向の加速度Ｇ
_YE及びＺ方向の加速度Ｇ_ZEが検出され、加速度センサ３
２Ｆにより露光装置本体３０のＸ方向の加速度Ｇ_XF及び
Ｚ方向の加速度Ｇ _ZFが検出される。そして、２つの加速
度Ｇ_YD，Ｇ_YEから露光装置本体３０のＸＹ平面上での
（Ｚ軸の周りの）角加速度Ｇ_ZKが求められ、２つの加速
度Ｇ_ZD，Ｇ_ZEから露光装置本体３０のＺＸ平面上での
（Ｙ軸の周りの）角加速度Ｇ_YKが求められる。また、２
つの加速度Ｇ_ZD，Ｇ_ZFから露光装置本体３０のＺＹ平面
上での（Ｘ軸の周りの）角加速度Ｇ_XKが求められる。即
ち、３個の加速度センサ３２Ｄ〜３２Ｆにより、図２の
例と同様に露光装置本体３０の並進方向に３自由度及び
回転方向に３自由度の計６自由度の方向の加速度を検出
することができる。

【００３０】次に、防振マウント３Ａの変形例について
図５を参照して説明する。本例は図４の防振マウント３
Ａを更にコンパクトな構成にしたものであり、図５にお
いて図４に対応する部分には同一符号を付し、その詳細
説明を省略する。図５は、本例の防振マウントの構成を
説明するための一部を切り欠いた斜視図を示し、この図
５において、可動子９Ａ及び固定子１０Ａからなるボイ
スコイルモータ方式のアクチュエータ８Ａがマウント部
７を囲むようにして配置されている。角型コイルからな
る固定子１０Ａ及びマウント部７は共に、図１のベース
フレーム２上に直接固定される。可動子９Ａは、固定子
１０Ａの相対する２つの側面に接するにようにして配置
された発磁体よりなる２つの平板状の可動部４６ａ，４
６ｂから構成され、それら可動部４６ａ，４６ｂの上部
は平板上の支持部材４７に固定されている。支持部材４
７は、図１の定盤６に固定される。

【００３１】また、マウント部７の頂部は、支持部材４
７の下面に接触している。支持部材４７の中心部には図
４の例と同様の開口部４４が設けられており、マウント
部７の頂部からＺ方向に伸びた（マウント部７の作用線
に沿った）丸棒状の中心軸４３がその開口部４４から突
き出ている。アクチュエータ８Ａの固定子１０Ａに流す
電流を制御することにより固定子１０Ａに沿って可動子
９Ａが上下に摺動し、可動子９Ａを支持する支持部材４
７を介して定盤６に推力を与える。この場合、マウント
部７の中心とアクチュエータ８Ａの中心とはほぼ一致
し、アクチュエータ８Ａの推力を伝達する支持部材４７
はマウントの中心軸４３に沿って摺動するため、アクチ
ュエータ８Ａの推力中心線Ｓ３は、図４の例と同様に、
マウント部７の中心軸４３、即ち、マウント部７の作用
線Ｓ２と一致する。なお、支持部材４７は剛体に近い材
料から構成されている。本例の場合は図４の例に比較し
てマウント部７が直接ベースフレーム２上に設置される
ため、安定性が更に向上し、定盤６の歪みも減少する。

【００３２】次に、本発明による防振装置の実施の形態
の他の例について図６を参照して説明する。本例は、２
つのアクチュエータをマウント部に対して隣接するよう
に並列に設けると共に、２つのアクチュエータによる合
成推力の推力中心線とマウント部の作用中心線とを一致
させるようにしたものである。図６（ａ）はマウント部
７Ａの近傍に、推力中心線が共にＺ軸に垂直な線に平行
な２つのアクチュエータ８Ｂ，８Ｃを設けた例を示し、
この図６（ａ）において、マウント部７Ａと２つのアク
チュエータ８Ｂ，８Ｃとは、共にベースフレーム２上に
固定されている。２つのアクチュエータ８Ｂ，８Ｃをそ
れぞれ構成する固定子１０Ｂ，１０Ｃはベースフレーム
２に固定され、可動子９Ｂ，９Ｃはアクチュエータ８の
推力を伝達する支持部材４８に固定されている。また、
マウント部７Ａの上部は、支持部材４８と接触して、支
持部材４８を介して露光装置本体３０の荷重を支える構
成となっている。この場合、アクチュエータ８Ｂ，８Ｃ
のそれぞれの推力中心線Ｓ４Ａ，Ｓ４Ｂに向かう推力を
合成した合成推力の中心線がマウント部７Ａの作用線Ｓ
５に一致するように、２つのアクチュエータ８Ｂ，８Ｃ
の推力が調節される。

【００３３】また、図６（ｂ）は、ベースフレーム２上
に固定されたマウント部７Ａの近傍に推力中心線が上部
に向けて内側に傾斜した２つのアクチュエータ８Ｄ，８
Ｅを配置したものであり、２つのアクチュエータ８Ｄ，
８Ｅをそれぞれ構成する固定子１０Ｄ，１０Ｅは、支持
部材４９Ａ，４９Ｂを介してベースフレーム２に固定さ
れ、可動子９Ｄ，９Ｅは駆動軸５０Ａ，５０Ｂを介して
アクチュエータ８の推力を伝達する支持部材４８Ａに固
定されている。そして、アクチュエータ８Ｄ，８Ｅのそ
れぞれの推力中心線Ｓ６Ａ，Ｓ６Ｂは、マウント部７Ａ
の作用線Ｓ５上で交差するように構成されており、２つ
のアクチュエータ８Ｄ，８Ｅの推力を合成した合成推力
の中心線はマウント部７Ａの作用線Ｓ５と一致するよう
に構成されている。以上の図６（ａ）及び図６（ｂ）に
示す方法は、防振対象物の荷重が非常に大きい場合や、
瞬間的に大きな推力を必要とする場合に有効となる。

【００３４】なお、上述の例はステッパー方式の投影露
光装置に本発明を適用したものであるが、本発明はステ
ップ・アンド・スキャン方式等の走査露光型の投影露光
装置にも適用できる。特に、走査露光型では走査露光の
開始時に大きな加速度が発生するため、本例のように定
盤６の搖れを止めるアクチュエータが備えられているア
クティブ型の防振装置は有効である。

【００３５】このように、本発明は上述の実施の形態に
限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構
成を取り得る。

【００３６】

【発明の効果】本発明による第１の防振装置によれば、
３個の検出センサを配置するだけで防振対象物の６自由
度の姿勢又は運動状態が検出できるため、検出センサの
配置スペースの確保が容易になると共に、スペースを抑
制できる利点がある。その上、検出センサに対する電源
ケーブル及び信号ケーブル等の引き回しについても、本
来６箇所に対して行われるべき作業が半減することにな
り、設計及び組立時のコストダウンが計れる。

【００３７】また、３個の検出センサの計測方向の自由
度の数を、それぞれ３、２、及び１とする場合には、例
えば３自由度の１つの検出センサによって並進方向の３
自由度の変位が正確に検出され、それら３個の検出セン
サの計測値の組合せによって、回転方向の３自由度の変
位が正確に検出できる利点がある。また、３個の検出セ
ンサの計測方向の自由度の数を共に２とした場合には、
同一の２自由度の３個の検出センサを計測方向を変えて
配置するだけでよいため、検出センサのコストダウンが
図られる。

【００３８】また、本発明による第２の防振装置によれ
ば、アクチュエータの推力とばね部材の反力とは同じ作
用線上に合成されるため、防振対象物を支持する例えば
定盤の弾性歪みを抑えると共に、アクチュエータの推力
が定盤に効率的に伝達される利点がある。また、アクチ
ュエータの推力中心線とばね部材の作用線とを一致させ
るだけでよいため、構成的に簡単で装置コストが節約で
きる。また、防振対象物からみれば、ばね部材とアクチ
ュエータとは同じ機能を並列的に有していることにな
り、ばね部材とアクチュエータとの両者の組み合わせに
より防振対象物の振動を精密に制御できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による防振装置の実施の形態の一例で使
用される投影露光装置の全体の概略構成を示す斜視図で
ある。

【図２】図１の投影露光装置に使用される加速度センサ
の配置及び検出方向を示す斜視図である。

【図３】図２の変形例における加速度センサの配置及び
計測方向を示す斜視図である。

【図４】図１の防振マウント３Ａの構成を示す斜視図で
ある。

【図５】図４の防振マウント３Ａの変形例を示す斜視図
である。

【図６】本発明による防振装置の実施の形態の他の例を
示す斜視図である。

【符号の説明】

２ベースフレーム３Ａ〜３Ｃ防振マウント６定盤７，７Ａマウント部８，８Ａ〜８Ｅ，３１Ａ〜３１Ｃアクチュエータ９，９Ａ〜９Ｅ可動子１０，１０Ａ〜１０Ｅ固定子１１制御部１３演算部２０ウエハステージ２７レチクルステージ３２Ａ〜３２Ｆ加速度センサＳ１，Ｓ３，Ｓ４Ａ，Ｓ４Ｂ，Ｓ６Ａ，Ｓ６Ｂアクチ
ュエータの推力中心線Ｓ２，Ｓ５マウント部の作用線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】防振対象物を支持するための複数の防振
マウントと、前記防振対象物の振動を制御するための複
数のアクチュエータとを有する防振装置において、前記防振対象物の異なる３箇所の変位を検出するための
３個の検出センサと、該３個の検出センサの出力に基づいて前記複数のアクチ
ュエータの動作を制御する制御手段と、を設け、前記３個の検出センサにより前記防振対象物の６自由度
の姿勢又は運動状態を検出することを特徴とする防振装
置。
【請求項２】請求項１記載の防振装置であって、前記３個の検出センサの計測方向の自由度の数をそれぞ
れ３、２、及び１とすることを特徴とする防振装置。
【請求項３】請求項１記載の防振装置であって、前記３個の検出センサの計測方向の自由度の数を共に２
とすることを特徴とする防振装置。
【請求項４】防振対象物を支持するための複数の防振
マウントと、前記防振対象物の振動を制御するための複
数のアクチュエータとを有する防振装置において、前記複数の防振マウントの内の所定の防振マウントは、
所定の作用線に沿って前記防振対象物を支持するばね部
材を有し、該ばね部材に対して前記複数のアクチュエー
タの内の１つのアクチュエータを、該アクチュエータの
推力中心線と前記ばね部材の作用線とが一致するように
配置したことを特徴とする防振装置。