JPH10311364A

JPH10311364A - 能動的除振制振装置

Info

Publication number: JPH10311364A
Application number: JP9134464A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Mayama; 武彦間山; Shinji Wakui; 伸二涌井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】制振性能を向上させる。【解決手段】除振台１と、前記除振台に駆動力を付与
する複数個のアクチュエータ４ａ〜４ｄと、前記除振台
の振動を検出する振動検出手段３ａ〜３ｄと、前記振動
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、前記除振台の上で運転され
る機器９の駆動信号を検出し、それに適切なフィルタリ
ングとゲイン調整を施した信号を前記制御ループに加算
するフィードフォワードパスと、２２Ｘ，２２Ｙを備え
る。制御ループは、複数個の振動検出手段の出力から除
振台の所定の複数自由度の運動モードの信号を抽出する
運動モード抽出手段５と、その出力を適切に補償する補
償器６Ｘ，６Ｙ，６θｚと、その出力を受けて複数個の
前記アクチュエータに駆動力を付与するための分配比率
を与える運動モード分配手段７とを備え、フィードフォ
ワードパスの信号は運動モード分配手段への入力に対し
て加算される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、除振特性を損なう
ことなく除振台上に搭載される運動機構の駆動反力に原
因した揺れを効果的に抑制する能動的除振装置であっ
て、特に半導体露光装置等の精密機器搭載用の能動的除
振制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術、および発明が解決しようとする課題】除
振台上には振動を嫌う機器群が搭載される。例えば、光
学顕微鏡や露光用ＸＹステージなどである。特に、露光
用ＸＹステージの場合、適切かつ迅速な露光が行われる
べく外部から伝達する振動を極力排除した除振台上に同
ステージは搭載されねばならない。何故ならば、露光は
露光用ＸＹステージが完全停止の状態で行われねばなら
ないからである。さらに、露光用ＸＹステージはステッ
プ＆リピートという間欠運動を動作モードとして持ち、
繰り返しのステップ振動を自身が発生しこれが除振台の
揺れを惹起せしめることにも注意せねばならない。この
種の振動が整定しきれないで残留する場合にも、露光動
作に入ることは不可能である。したがって、除振台に
は、外部振動に対する除振と、搭載機器自身の運動に起
因した強制振動に対する制振性能をバランスよく実現す
ることが求められる。なお、近年ＸＹステージを完全停
止させてから同ステージ上搭載のシリコンウエハに対し
て露光光を照射するステップ＆リピー卜方式の半導体露
光装置に代わって、ＸＹステージなどをスキャンさせな
がら露光光をシリコンウエハ上に照射するスキャン方式
の半導体露光装置も登場してきた。このような装置に使
われる除振台に対しても、外部振動の除振と、その除振
台搭載機器自身の運動に起因した強制振動に対する制振
性能とをバランスよく満たすことが求められることは同
様である。

【０００３】さて、周知のように除振台は受動的と能動
的なものとに実現形態が分類される。除振台上の搭載機
器に求められる高精度位置決め、高精度スキャン、高速
移動などへの要求に応えるべく近年は能動的除振装置を
用いる傾向にある。それに用いられるアクチュエータと
しては空気バネ、ボイスコイルモータ、圧電素子などが
知られている。本発明ではボイスコイルモータなどの電
磁駆動型リニアモータを用いた能動的除振装置を対象に
して具体的説明を行う。もちろん、空気圧制御式アクチ
ュエータや圧電素子など他のアクチュエータを使った能
動的除振装置への適用を妨げない。

【０００４】まず、能動的除振装置の構成を図３を参照
して説明する。同図において、１はＸＹステージなどの
精密機器を搭載する除振台、２ａ〜ｄは除振台１を能動
的に支持するための能動的マウント、３ａ〜ｄは能動的
マウントに内蔵されて除振台１の振動を検出する加速度
センサなどの振動検出手段、４ａ〜ｄは各能動的マウン
トが内蔵するアクチュエ一夕である。また、６ａ〜ｄは
振動検出手段の出力を補償する補償器、８ａ〜ｄはアク
チュエータ４ａ〜ｄを励磁する電力増幅器である。ここ
で、アクチュエータ４ａ〜ｄが発生する駆動力は、４
ａ，４ｃが図中記載の座標系を使ってｘ軸方向で、４
ｂ，４ｄがｙ軸方向である。同様に、例えば加速度信号
を検出する振動検出手段３ａ〜ｄの検出方位も、能動的
マウント内のアクチュエータの駆動方向と同一とする。

【０００５】次に、動作原理を説明する。振動検出手段
３ａ〜ｄから取得した電気信号は、補償器６ａ〜ｄに導
かれている。アクチュエー夕４ａ〜ｄがボイスコイルモ
ータに代表される電磁駆動型リニアモータで、かつ振動
検出手段３ａ〜ｄが加速度センサである場合、補償器６
ａ〜ｄの形は積分器となる。各補償器の出力信号はアク
チュエータ４ａ〜ｄを駆動する電力増幅器８ａ〜ｄを励
磁し、その結果として除振台１にダンピングを与えるよ
うに作用する。上述のように、従来の能動的除振装置の
制御系は各能動的マウントに組み込まれた振動検出手段
の信号を適切に補償して、その出力を使って振動を検出
した部位近傍に組み込まれたアクチュエー夕を駆動する
という、各軸独立の制御ループとなっていた。最後に、
除振台１に搭載されるＸＹステージ９の構造を図４に示
す。図において、１０はＸステージ、１１はＸステージ
１０の上に搭載されたシリコンウエハ１２を微細に位置
決めするための微動ステージ、１３はＹステージ、１４
Ｒと１４ＬはともにＹステージ１３を駆動するリニアモ
ータの可動子（Ｘステージ１０の可動子は不図示）、１
５ＸはＸステージ１０を駆動するリニアモータの固定子
であるコイル、１５ＹＲと１５ＹＬはＹステージ１３を
駆動するために左右に配置したリニアモ一夕の固定子で
あるコイル、１６はステージ定盤、１７ＸはＸ軸計測用
のバーミラー、１７ＹはＹ軸計測用のバーミラー、であ
る。

【０００６】ここで、図３のような制御ループの骨格を
有する能動的除振装置に対しフィ一ドフォワード信号を
注入することを考える。同図では、電力増幅器８ａ〜ｄ
の前段に加算器を設けて端子Ｘａ，Ｘｃ，Ｙｂ，Ｙｄか
ら信号が印加できるようになっている。加減速運転をす
る精密機器、例えばＸＹステージが除振台１に搭載され
ている場合、その加減速に原因して除振台１は揺動を受
ける。この現象を抑制すべく、除振台１の揺れの原因を
なす搭載機器の駆動信号を適切に補償して端子Ｘａ，Ｘ
ｃ，Ｙｂ，Ｙｄに印加することが考えられる。このよう
な除振台の制振方法を、ここではステージ反力フィード
フォワードと呼ぶことにする。

【０００７】さて、ＸＹステージの駆動信号を検出しそ
れに補償を施したフィードフォワード信号は、適切な比
率を持たせて端子Ｘａ，Ｘｃ，Ｙｂ，Ｙｄに振り分けら
れねばならない。また、図３を参照して明らかなよう
に、フィードフォワード信号の加算器への入力レベルの
調整は各端子ごとに実施することになる。例えばＸＹス
テージのような搭載機器の駆動に原因して除振台１が主
にＸ軸方向に揺れる場合であって、Ｘａに注入するフィ
ードフォワード信号のレベルを調整する場面を考えてみ
よう。Ｘａ以外の端子への信号印加レベルを固定し、Ｘ
ａへのフィードフォワード信号のレベルのみを調整した
場合、除振台１の揺れは連成状態に陥る。能動的マウン
ト１脚でのフィードフォワード信号の入力レベル調整
は、並進や回転運動間の連成振動を引き起こしその見通
しは極めて悪い。所望の制振状態を達成する調整は試行
錯誤的であるばかりか、調整未了によってＸＹステージ
の性能を最高の状態に引き出し得ないという事態も招
く。本発明はこのような問題を解決するためになされた
ものである。

【０００８】さて、上述した課題の解決、あるいはそれ
と類似する課題の解決を目的とする公知資料として、特
願平８−１９２３８号の『『能動的除振装置および能動
除振方法』、及び特開平６−２１６００３号の『ステー
ジ装置』が挙げられる。

【０００９】まず、特願平８−１９２３８号の『能動的
除振装置および能動除振方法』は、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目的で案出されたものである。床
などの装置設置基礎の振動を検出する振動検出手段を備
え、この振動検出手段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検出してその振動信号を
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
に分配するという技術を開示している。この公知資料
は、床の振動に対する振動絶縁、すなわち除振特性の向
上を意図したものである。一方、本発明は制振性能の向
上を目的とするので技術内容を異にする。

【００１０】次に、特開平６−２１６００３号の『ステ
ージ装置』では、ＸＹステージ制御部から防振台制御系
内の防振台制御部に対して、ＸＹステージの変位情報を
提供し、防振台に搭載されたＸＹステージの運転に起因
して生じる防振台の揺れを抑圧する大まかな考え方が記
載されている。ここで、防振台とは、本発明で除振台と
称しているもののことである。ＸＹステージの変位情報
とは、レーザ干渉計で計測されたＸＹステージの座標、
駆動モータから発生される各速度情報に基づいたＸＹス
テージの速度情報、および駆動モータに対して供給され
る駆動電圧の大きさの情報等のことと規定している。こ
の従来例においては、防振台上に搭載されているＸＹス
テージ自身の駆動が原因となり結果として防振台が揺れ
るのであるから、そのＸＹステージ自身を駆動する何等
かの情報を取り出して防振台の揺れを抑圧することは誰
もが考察できることであり、むしろ防振台の揺れを抑制
するために情報をどのように加工処理して防振台の揺れ
を抑圧するか、という具体的な装置構成が開示されてい
ないことが問題である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明の能動的除振制振装置では、除振台と除振
台に駆動力を付与する複数個のアクチュエータと、除振
台の振動を検出する振動検出手段と、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、除振台の上で運転される機器の駆動信号を検
出し、それに適切なフィルタリングとゲイン調整を施し
た信号を制御ループに加算するフィードフォワードパス
とを具備する。

【００１２】より具体的には、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
は、複数個の振動検出手段の出力から除振台の並進や回
転といった運動モードの信号を抽出する運動モード抽出
手段と、運動モード抽出手段の出力を運動モードごとに
適切に補償する補償器と、その出力を受けて複数個のア
クチュエータに駆動力を付与するための分配比率を与え
る運動モード分配手段とを備えている。さらに、フィー
ドフォワードパスの信号は運動モード分配手段の入力に
加算されていることが特徴である。

【００１３】ここで、振動検出手段としては代表的には
加速度センサが用いられる。アクチュエータとしてはボ
イスコイルモータなどの電磁駆動型リニアモータ、空気
圧制御式アクチュエータ、圧電アクチュエータ、または
これらのアクチュエータを複合して用いたものを対象に
している。また、フィードフォワードパスの代表的なも
のとして、適切な時定数とゲイン可変の機能とを持つバ
ンドパスフィルタを有するものがある。

【００１４】

【作用】ＸＹステージがステップ駆動したとき、ＸＹス
テージを搭載する除振台はその反力を受けて揺れる。し
かし、除振台はアクチュエータを内蔵する能動的マウン
トによって支持されているのでＸＹステージの駆動パタ
ーンを検出し、これを除振台の揺れを抑制するように能
動的マウントにフィードフォワードすることができる。
この際、ＸＹステージの駆動によって除振台には主体的
な運動モードが発生している。例えば、ＸＹステージが
Ｘ方向にステップ駆動したときには、除振台の主たる振
動もほぼＸ方向である。ここで、除振台を制御する能動
的マウントが並進や回転といった運動モードに基づく制
御系構成である場合、Ｘステージの駆動パターンが除振
台のＸ方向並進振動を惹起するので、Ｘ並進運動を表す
補償信号が流れる箇所に、その揺れの原因となるＸＹス
テージの駆動パターンをフィードフォワード的に加算す
る。すると、加算された運動モードの補償信号は運動モ
ード分配手段を通って各能動的マウント内のアクチュエ
ータを駆動力を発生せしめるため、除振台の揺れを効果
的に抑制するよう作用する。

【００１５】

【発明の実施の形態】

【００１６】

【実施例】図１に本発明の一実施例に係る能動的除振制
振装置を示す。図において、１はＸＹステージなどの精
密機器を搭載する除振台、２ａ〜ｄは除振台１に駆動力
を与えるアクチュエータが内蔵された能動的マウント、
３ａ〜ｄは能動的マウントに内蔵されて除振台１の振動
を検出するための振動検出手段、４ａ〜ｄは各能動的マ
ウントが内蔵するアクチュエータである。また、５は振
動検出手段３ａ〜ｄの出力から除振台１のｘ方向並進運
動、ｙ方向並進運動及びｚ軸回りの回転運動を示す運動
モード信号（Ｓ_x ，Ｓ_y ，Ｓθ_z ）を演算抽出する運動
モード抽出手段、６Ｘ，６Ｙ，６θｚは運動モード抽出
手段の信号に補償を掛ける補償器、７は運動モードごと
に最適な補償を施した補償器６Ｘ，６Ｙ，６θｚの出力
信号を入力として各マウントが担う駆動力の割合を決定
する運動モード分配手段、８ａ〜ｄはアクチュエータ４
ａ〜ｄを励磁する電力増幅器、である。

【００１７】除振台１の上には図４を用いて詳細に説明
したＸＹステージ９が搭載されている。その微動ステー
ジ１１上のＸ軸計測用のバーミラー１７Ｘへの出射光線
をＸ軸干渉計１８Ｘで計測し、その信号が位置検出手段
１９Ｘに導かれてＸステージ１０のＸ軸方向の位置が計
測される。この計測値は、目標プロファイルｒｘとして
印加される信号と比較されて偏差信号を生成する。偏差
信号はＰＩＤ補償器２０Ｘなどに代表される安定化補償
器に導かれ、その出力が電力アンプ２１Ｘを励磁しＸス
テージ１０を駆動するコイル１５Ｘに電流を通電する。
以って、ＸＹステージ９のＸ軸方向の位置は、目標プロ
ファイルｒｘで指定した位置へ収束する。同様に、微動
ステージ１１の上に搭載するＹ軸計測用のバーミラー１
７Ｙへの出射光繰をＹ軸干渉計１８Ｙで計測し、その信
号を位置検出手段１９Ｙに導いてＹステージ１３のＹ軸
方向の位置を計測する。この計測値は、目標プロファイ
ルｒｙとして印加される信号と比較されて偏差信号を生
成する。偏差信号はＰＩＤ補償器２０Ｙなどに代表され
る安定化補償器に導かれ、その出力がコイル１５ＹＲ，
ＹＬへ電流を通電する電力アンプ２１ＹＲ，ＹＬを励磁
する。以って、目標プロァイルｒｙで指定した位置へ収
束する。

【００１８】本実施例では、図１の如き能動的マウント
４脚に対する能動的除振装置とＸ及びＹステージに対す
る位置決め制御装置を備えて、除振台１の揺れを引き起
こす原因となるＸＹステージの駆動パターンとして、Ｐ
ＩＤ補償器２０Ｘと２０Ｙの出力、すなわち電力アンプ
２１Ｘと２１ＹＲ，ＹＬへの入力信号を検出している。
この信号の中には、ＸＹステージを定速駆動するに必要
な推力を発生させるためのオフセットが生じているし、
高周波の振動成分が含まれてもいる。

【００１９】したがってこの信号を直に能動的除振装置
のアクチュエータにフィードフォワードすると、定常オ
フセットに原因して、除振台１の平衡位置をシフトさ
せ、且つ高周波の振動成分フィードフォワードによって
除振台１及びＸＹステージ９を含めた搭載精密機器を高
周波で励起させてしまう。そこで、能動的除振装置への
フィードフォワード信号として用いるＸＹステージ制御
系内のＰＩＤ補償器２０Ｘ，２０Ｙの出力信号は、定常
オフセットを除去するためのローカット特性と高周波振
動を除去するためのローパス特性とを併せ持つバンドパ
スフィルタ（ＢＰＦ）２２Ｘ，２２Ｙに導かれている。
もちろん、フィードフォワード入力のレベルを調整する
ゲイン調整機能も併せ持たせている。図示のように、Ｂ
ＰＦ２２Ｘ，２２Ｙの出力は能動的除振制振装置におけ
る運動モード分配手段７の前段に加算している。例え
ば、Ｘステージの駆動は除振台１を主にＸ軸方の並進運
動を引き起こすように揺らせる。この揺れの原因となる
信号は、ＰＩＤ補償器２０Ｘの出力信号、すなわち電力
アンプ２１Ｘへの入力信号であり、この信号を適切な時
定数を有するＢＰＦ２２Ｘでフィルタリングし、かつ適
切なゲイン調整の後に運動モード分配手段７の前段でＸ
軸方向の並進運動の補償信号である補償器６Ｘの出力点
に加算している。したがって、除振台１を除振する信号
と、除振台１をＸ軸方向に積極的に制振するＢＰＦ２２
Ｘの出力信号とを加算した信号が、運動モード分配手段
７への入力となる。結果として、能動的マウント内の各
アクチュエータが担うべき駆動力を適切に分配する運動
モード分配手段７の働きにより、除振と制振の両特性を
満足するようにアクチュエータへの通電がなされ、結果
として除振台１を所望の姿勢に維持することができる。
なお、ＢＰＦ２２θの出力信号は、除振台１のＺ軸回り
の回転運動を生成させるときのフィードフォワード信号
である。

【００２０】最後に、本発明の有効性を示す実験結果を
図５に与える。ＸＹステージがステップ駆動した場合に
ついて図１では不図示の手段によって除振台１の位置偏
差信号を運動モード（Ｘ，Ｙ，θｚ）で観察している。
ＢＰＦ２２Ｘのゲインは図中左側が未投入で、右側が投
入している。ここで、ＸはＸ軸方向並進運動を、ＹはＹ
軸方向並進運動を、θｚはＺ軸回りの回転運動を表す。
ＢＰＦ２２Ｘのゲイン投入によって除振台１のＸ軸方向
並進運動を示す位置偏差信号Ｘはその振幅が抑制されて
いる。

【００２１】［実施例１の変形］上述の実施例では、除
振台１を能動的マウント４脚で支持してなる能動的除振
装置において、水平方向（並進運動２自由度と回転運動
１自由度）の除振系に対し本発明を適用した場合の技術
内容を説明した。しかしもちろん、能動的マウント４脚
で支持される能動的除振装置における鉛直方向（並進運
動１自由度と回転運動２自由度）の除振系に対しても、
また水平と鉛直方向を制御的に分離せずに扱う６自由度
の除振系に対しても本発明の適用は妨げられない。

【００２２】さらに、能動的マウント３脚で支持される
能動的除振装置における水平方向３自由度あるいは鉛直
方向３自由度、もしくは水平と鉛直を含めた６自由度の
除振系に対しても本発明が適用できることは言うまでも
ない。能動的マウント３脚で支持される能動的除振装置
の水平方向の除振系に適用した例を図２に示す。同図に
おいて、能動的マウント２ａ〜ｃの駆動力発生方向は順
番にＹ，Ｙ，Ｘ軸方向である。同様に、振動検出手段３
ａ〜ｃによる振動検出方向も順番にＹ，Ｙ，Ｘ軸方向で
ある。これらの振動検出手段３ａ〜ｃから、概略３角形
状乃至は概略台形形状の除振台１のＸ軸方向並進運動、
Ｙ軸方向並進運動、Ｚ軸回りの回転運動を示す振動に関
する運動モード信号（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓθｚ）を運動モー
ド抽出手段５で演算する。なお、この運動モード抽出手
段５の演算内容は、除振台１の重心位置と振動検出手段
３ａ〜ｃの空間的配置とによって定められる。したがっ
て図１における運動モード抽出手段５とは演算式を異に
することに注意したい。同様に、運動モード分配手段７
の演算内容は除振台１の重心位置とアクチュエータの空
間的配置とによって定められるので、図１と図２におけ
る運動モード分配手段７の演算内容は互いに異なる。次
いで、運動モード信号（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓθｚ）は、運動
モードごとに最適な補償を施す補償器６Ｘ，６Ｙ，６θ
ｚに導かれ、この出力信号とフィードフォワード信号と
を加算した信号を運動モード分配手段７に導き、この出
力信号で電力増幅器８ａ〜ｃを励磁してアクチュエータ
４ａ〜ｃに駆動力を付与する。ＸＹステージ９の駆動信
号はＢＰＦ２２Ｘ，２２Ｙに導かれ、その出力信号はＸ
Ｙステージ９によって除振台１が主たる揺れを引き起こ
す運動モードに関する補償器６Ｘ，６Ｙ，６θｚの中の
何れかに加算することになる。

【００２３】図１と図２の差異は、図１の運動モード抽
出手段５と運動モード分配手段７はそれぞれ４×３（あ
るいは３×３）、３×４の行列を成し、図２のそれらは
３×３、３×３の行列であることである。しかし、これ
らの事情は除振台１を支持する能動的マウントに内蔵す
るアクチュエータの個数および駆動力発生方向、並びに
振動検出手段の個数および検出方向に依存しているので
あって本質的な違いではない。

【００２４】本発明の主旨は、能動的マウントに対する
能動的除振装置が制御ループ内に運動モード抽出手段５
と運動モード分配手段７とを備えていることが前提であ
り、除振台の上に搭載されるＸＹステージなどの駆動に
よって除振台が主たる運動モードの揺れを生起すると
き、同ステージの駆動信号を適切な時定数とゲイン可変
の機能を有するＢＰＦに通し、その出力信号を除振台が
主たる揺れを生じる運動モードの信号が入力される運動
モード分配手段の前段に加算するフィードフォワードパ
スを備えてなる能動的除振制振装置を提供することであ
る。

【００２５】なお、能動的除振装置の中の運動モード分
配手段７の前段にフィードフォワードするＸＹステージ
の駆動パターンは、図１及び図２の場合ＰＩＤ補償器２
０Ｘ，２０Ｙの出力信号であった。しかし、フィードフ
ォワードの原信号は、このような信号に限定されるもの
ではない。例えば、電力アンプ２１Ｘ，２１ＹＲ，ＹＬ
では一般に電磁駆動型リニアモータに通電する電流マイ
ナーループを有するが、その通電される電流を検出して
適切な補償を施してフィードフォワード信号としてもよ
い。あるいはＸＹステージを駆動する目標プロファイル
ｒｘ、ｒｙ、すなわちＸ及びＹステージ制御系への目標
値を検出し、これに適切な補償を施した信号をフィード
フォワード信号として使用してもよい。

【００２６】また、図１と図２の実施例では主にアナロ
グ演算回路で制御装置を実現しているが、この内の一部
もしくは全部を電子計算機のようなディジタル演算装置
で置き換えても構わない。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば以下の効果がある。（１）除振台の揺れを引き起こすＸＹステージ等の駆動
信号を、運動モードに基づいて制御ループが構成される
能動的除振装置内の運動モード分配手段の前段に加算し
た。したがって、運動モードを示す（各運動モードに対
応する）フィードフォワードパスの一カ所のゲイン調整
によって除振台の姿勢が効果的に調整できる。（２）除振台の効果的な姿勢調整が可能なことにより、
除振台上のＸＹステージ等の位置決め整定時間のバラツ
キを抑制することができる。（３）フィードフォワードによって除振台の揺れの最大
値を抑制し、かつ揺れの持続時間も短縮することができ
る。したがって、ＸＹステージを含めた除振台に搭載さ
れる精密機器のローカルな振動の発生を抑制することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る能動的除振制振装置
の構成を示す図である。

【図２】本発明の他の実施例に係る能動的除振制振装
置の構成を示す図である。

【図３】従来の能動的除振装置の構成を示す図であ
る。

【図４】ＸＹステージの構造を示す図である。

【図５】本発明の有効性を示す実験結果を示す図であ
る。

【符号の説明】

１：除振台、２ａ〜ｄ：能動的マウント、３ａ〜ｄ：振
動検出手段、４ａ〜ｄ：アクチュエータ、５：運動モー
ド抽出手段、６Ｘ，６Ｙ，６θｚ：補償器、７：運動モ
ード分配手段、８ａ〜ｄ：電力増幅器、９：ＸＹステー
ジ、１０：Ｘステージ、１１：微動ステージ、１２：シ
リコンウエハ、１３：Ｙステージ、１４Ｒ，１４Ｌ：リ
ニアモータ可動子、１５Ｘ、１５ＹＲ、１５ＹＬ：コイ
ル、１６：ステージ定盤、１７Ｘ：Ｘ軸計測用のバーミ
ラー、１７Ｙ：Ｙ軸計測用のバーミラー、１８Ｘ：Ｘ軸
干渉計、１８Ｙ：Ｙ軸干渉計、１９Ｘ，１９Ｙ：位置検
出手段、２０Ｘ，２０Ｙ：ＰＩＤ補償器、２１Ｘ，２１
ＹＲ，２１ＹＬ：電カアンプ、２２Ｘ，２２Ｙ，２２
θ：バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】除振台と、前記除振台に駆動力を付与す
る複数個のアクチュエータと、前記除振台の振動を検出
する振動検出手段と、前記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、前記除振台の上で運転される機器の駆動信号を検出
し、それに適切なフィルタリングとゲイン調整を施した
信号を前記制御ループに加算するフィードフォワードパ
スと、を備えたことを特徴とする能動的除振制振装置。
【請求項２】前記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は、複
数個の前記振動検出手段の出力から前記除振台の所定の
複数自由度の運動モードの信号を抽出する運動モード抽
出手段と、前記運動モード抽出手段の出力を適切に補償
する補償器と、運動モードごとの補償信号である前記補
償器の出力を受けて複数個の前記アクチュエータに駆動
力を付与するための分配比率を与える運動モード分配手
段とを備え、前記フィードフォワードパスの信号は前記
運動モード分配手段への入力に対して加算されることを
特徴とする請求項１記載の能動的除振制振装置。
【請求項３】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１〜２記載の能動約除振制振装
置。
【請求項４】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型リニアモータ、空気圧制御式アク
チュエータ、圧電アクチュエータ、またはこれらのアク
チュエータを複合して用いてなる請求項１〜２記載の能
動的除振制振装置。【請求瑣５】前記フィードフォワードパスは適切な時
定数とゲイン可変の機能とを持つバンドパスフィルタを
有するものであることを特徴とする請求項１〜２記載の
能動的除振制振装置。