防振装置
【課題】 気体ダンパを用いて除振性能が向上した能動型の防振装置を提供する。
【解決手段】 構造物１６を支持するエアダンパ４３とその内圧を制御するサーボバルブ４７とを有する防振装置において、構造物１６の速度とエアダンパ４３の有効受圧面積Ａ0 とから定まるエアダンパ４３の体積変化速度に起因する流量フィードバック部７５による共振・反共振を解消するために、位置センサ４９で検出される構造物１６の位置情報を微分して所定のゲインを乗じて得られる信号をサーボバルブ４７の駆動信号に正帰還する。
【解決手段】 構造物１６を支持するエアダンパ４３とその内圧を制御するサーボバルブ４７とを有する防振装置において、構造物１６の速度とエアダンパ４３の有効受圧面積Ａ0 とから定まるエアダンパ４３の体積変化速度に起因する流量フィードバック部７５による共振・反共振を解消するために、位置センサ４９で検出される構造物１６の位置情報を微分して所定のゲインを乗じて得られる信号をサーボバルブ４７の駆動信号に正帰還する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物を支持する際に気体ダンパを用いて振動を抑制する防振技術に関し、例えば半導体デバイスや液晶ディスプレイ等の各種デバイスを製造する際に使用される露光装置等を支持するために好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、マスクとしてのレチクル（又はフォトマスク等）に形成されているパターンをフォトレジストが塗布された基板としてのウエハ（又はガラスプレート等）上に転写露光するために、ステッパー等の一括露光型（静止露光型）の投影露光装置やスキャニングステッパー等の走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）などの露光装置が使用されている。
【０００３】
露光装置において、レチクルステージやウエハステージの位置決め精度や重ね合わせ精度等の露光精度を向上するためには、振動の影響をできるだけ排除する必要がある。しかしながら、上記の各ステージが移動するときには、その加速時の反力が床に伝わって床が大きく振動することがある。また、露光装置が設置されているデバイス製造工場内の周囲の関連機器の稼働時にも様々な力によって床が振動するため、床は恒常的に或る程度は振動している。そこで、その床の振動が露光装置に伝わって、露光精度が低下するのを防止するため、従来より露光装置と床（設置面）との間には防振台が配置されている。
【０００４】
従来の防振台としては、内部の圧力がほぼ一定に維持されるように開ループで空気が供給されるエアダンパでステージ等を支持する機構が広く用いられている。また、ステージ等に配置した加速度センサで検出される振動を抑制するアクチュエータをエアダンパに組み合わせて用いる能動型の防振装置も使用されるようになって来ている。さらに防振性能を向上するために、そのアクチュエータに情報をフィードバックするセンサの種類を増加させるとともに、エアダンパにおいても、ステージに設けた運動センサの検出結果を用いて圧力を制御するようにした能動型の防振装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１７５１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近は、半導体デバイス等のパターンが一層微細化しており、それに伴って必要な露光精度も高くなっているため、露光装置においては振動の影響をさらに抑制する必要がある。そのためには、能動型の防振装置においても、床の振動に伴う露光装置の振動をより広い周波数帯域で抑制して除振性能を高める必要がある。
また、エアダンパを備えた能動型の防振装置において、除振性能を高めるために、そのエアダンパ内の空気の圧力を計測し、この計測結果をそのエアダンパ内の圧力を制御する駆動部にフィードバックすることも検討されている。しかしながら、より広い周波数帯域で振動を抑制するために、単にその圧力をフィードバックする際のゲインを上げると、共振特性及び反共振特性も大きくなって、エアダンパ内の圧力が不安定になる恐れがある。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑み、エアダンパ等の気体ダンパを用いる際に、気体ダンパ内の気体の圧力を安定化して除振性能を向上できる能動型の防振技術を提供することを第１の目的とする。
さらに本発明は、気体ダンパを用いる際に、より広い周波数帯域の振動を抑制して除振性能を向上できる能動型の防振技術を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による第１の防振装置は、内部に気体が供給されて設置面（３２）上に構造物（３６）を支持する気体ダンパ（４３）と、第１制御情報（ｗ’）に基づいてその気体ダンパ内の気体の圧力を制御する駆動部（４７）とを有する防振装置において、その構造物の位置情報を計測する第１センサ（４９）と、その第１センサで計測される位置情報に基づいてその気体ダンパ及びその駆動部の共振特性を補償する第１駆動情報（ｗ１）を生成し、この第１駆動情報をその駆動部に供給する補償部（７４）とを備えたものである。
【０００８】
本発明によれば、その補償部によってその共振特性が補償されて、その気体ダンパ内の気体の圧力が安定化するため、除振性能が向上する。なお、共振特性を補償する場合には、実質的に反共振特性も補償される。
本発明において、一例として、その補償部は、その第１センサから出力される位置情報を微分する第１演算部（６１）と、その第１演算部の出力情報に第１ゲイン（ｋtun)を乗じて得られるその第１駆動情報をその駆動部に正帰還する第２演算部（６２）とを備えたものである。
【０００９】
本発明者によれば、その共振特性が生じている部分は、その気体ダンパの有効受圧面積に応じた気体の流量をその駆動部にフィードバックする部分である。また、その位置情報を微分して得られる情報（速度情報）にその第１ゲインを乗じて得られる第１駆動情報は、その気体の流量にほぼ比例する情報である。従って、その第１駆動情報をその駆動部に正帰還することで、その気体の流量のフィードバックの影響が軽減されて、その共振特性が補償される。
【００１０】
また、その第２演算部におけるその第１ゲインは、その気体ダンパの有効受圧面積（Ａ0 ）及びその駆動部におけるゲイン（Ｇq ）に基づいて定めることができる。一例として、その第１ゲインをその有効受圧面積（Ａ0 ）に比例して、その駆動部におけるゲイン（Ｇq ）に反比例するように定めることで、その気体の流量のフィードバックの影響をより軽減できる。
【００１１】
また、別の例として、その補償部は、その第１センサから出力される位置情報（ｗ２）にその第１制御情報を加算する加算部（５７Ｂ）と、その加算部の出力情報に応じた前記気体の流量と前記出力情報に応じた前記気体の流量を微分して得られる流量とを加算して前記気体ダンパに供給する前記駆動部としての流量制御部（４７Ａ〜４７Ｄ）とを備えてもよい。この構成は、例えばサーボバルブ等のハードウェアによって容易に構成可能である。
【００１２】
また、その気体ダンパ内の気体の圧力情報を計測する第２センサ（２８）と、その第２センサで計測される圧力情報に第２ゲイン（ｋg ）を乗じて得られる第２駆動情報（ｂ2 ）を生成する第１フィードバック部（７３）と、第２制御情報（ｂ1 ）からその第２駆動情報を減算して得られる差分情報（ｂ３）に第３ゲイン（ｋpi）を乗じてその第１制御情報を生成する第１制御部（５６）とをさらに備えることができる。
【００１３】
このように気体ダンパ内で計測された圧力情報をフィードバックすることで、その気体ダンパ内の気体の圧力を高精度に目標値に制御できる。また、本発明では上記の共振特性が補償されているため、その第３ゲインを大きくすることができる。従って、その構造物が振動してその気体ダンパ内の気体の圧力が変化した場合に、より広い周波数帯域でその振動を抑制できる。
【００１４】
また、その構造物の加速度情報を計測する第３センサ（４０）と、その第３センサで計測される加速度情報に第４ゲイン（ｋacc ）を乗じて得られる第３駆動情報（ａ２）を生成する第２フィードバック部（７２）と、第３制御情報（ａ１）からその第３駆動情報を減算して得られる差分情報（ａ３）に第５ゲインを乗じてその第２制御情報を生成する第２制御部（５４）とをさらに備えることができる。このようにその構造物の加速度情報を直接フィードバックすることで、その構造物の振動をより高速に抑制できる。
【００１５】
また、一例として、その第３制御情報は、その構造物の目標位置情報（ｘp ）とその第１センサで計測される位置情報（Δｘ）との差分情報に基づいて生成される。これによって、その構造物が所定の目標位置に維持されるように、その気体ダンパ内の気体の圧力が制御される。
また、その設置面とその構造物との間にその気体ダンパと並列に、その構造物の変位に応じて電磁力で付勢力を与える電磁ダンパ（５０）を配置してもよい。その気体ダンパは応答速度は比較的遅いが高負荷に耐えることができ、その電磁ダンパは応答速度は速いが低負荷で使用される。従って、両者を組み合わせることで、その構造物の重量が大きい場合にも、高い応答速度で防振を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、気体ダンパを用いて能動型の防振を行う際に、その気体ダンパ及び駆動部の共振特性を補償することができるため、その気体ダンパ内の気体の圧力が安定化して除振性能が向上する。
また、本発明において、その気体ダンパ内の気体の圧力情報をフィードバックするフィードバック部（第１フィードバック部）を設けた場合には、共振が生じない範囲で第１制御情報を生成する第１制御部におけるゲインを高くすることができる。従って、振動に伴ってその気体ダンパ内の気体の圧力が変動したときに、広い周波数帯域でその圧力を目標値に戻すことができるため、除振性能がより向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態の一例につき図面を参照して説明する。本例は、スキャニングステッパーよりなる走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）の除振を行う場合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を構成する各機能ユニットをブロック化して表した図であり、この図１において、投影露光装置を収納するチャンバーは省略されている。図１において、露光用の光源としてＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）又はＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）よりなるレーザ光源１が使用されている。その露光用の光源としては、その他のＦ2 レーザ（波長１５７ｎｍ）のような発振段階で紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源（ＹＡＧ又は半導体レーザ等）からの近赤外域のレーザ光を波長変換して得られる真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの、或いはこの種の露光装置でよく使われている水銀放電ランプ等も使用できる。
【００１８】
レーザ光源１からの露光ビームとしての露光用の照明光（露光光）ＩＬは、レンズ系とフライアイレンズ系とで構成される均一化光学系２、ビームスプリッタ３、光量調整用の可変減光器４、ミラー５、及びリレーレンズ系６を介してレチクルブラインド機構７を均一な照度分布で照射する。レチクルブラインド７でスリット状又は矩形状に制限された照明光ＩＬは、結像レンズ系８を介してマスクとしてのレチクルＲ上に照射され、レチクルＲ上にはレチクルブラインド７の開口の像が結像される。均一化光学系２、ビームスプリッタ３、光量調整用の可変減光器４、ミラー５、リレーレンズ系６、レチクルブラインド機構７、及び結像レンズ系８を含んで照明光学系９が構成されている。
【００１９】
レチクルＲに形成された回路パターン領域のうち、照明光によって照射される部分の像は、両側テレセントリックで投影倍率βが縮小倍率の投影光学系ＰＬを介して基板（感応基板）としてのフォトレジストが塗布されたウエハＷ上に結像投影される。一例として、投影光学系ＰＬの投影倍率βは１／４、視野直径は２７〜３０ｍｍ程度である。レチクルＲ及びウエハＷはそれぞれ第１物体及び第２物体とみなすこともできる。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行な方向にＸ軸を、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を取って説明する。本例では、Ｙ軸に沿った方向（Ｙ方向）が、走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向であり、レチクルＲ上の照明領域は、非走査方向であるＸ軸に沿った方向（Ｘ方向）に細長い形状である。
【００２０】
先ず、投影光学系ＰＬの物体面側に配置されるレチクルＲは、走査露光時にレチクルベース（不図示）上をエアベアリングを介して少なくともＹ方向に定速移動するレチクルステージＲＳＴに保持されている。レチクルステージＲＳＴの移動座標位置（Ｘ方向、Ｙ方向の位置、及びＺ軸の周りの回転角）は、レチクルステージＲＳＴに固定された移動鏡Ｍｒと、これに対向して配置されたレーザ干渉計システム１０とで逐次計測され、その移動はリニアモータや微動アクチュエータ等で構成される駆動系１１によって行われる。なお、移動鏡Ｍｒ、レーザ干渉計システム１０は、実際には少なくともＸ方向に１軸及びＹ方向に２軸の３軸のレーザ干渉計を構成している。レーザ干渉計システム１０の計測情報はステージ制御ユニット１４に供給され、ステージ制御ユニット１４はその計測情報及び装置全体の動作を統轄制御するコンピュータよりなる主制御系２０からの制御情報（入力情報）に基づいて、駆動系１１の動作を制御する。
【００２１】
一方、投影光学系ＰＬの像面側に配置されるウエハＷは、不図示のウエハホルダを介してウエハステージＷＳＴ上に保持され、ウエハステージＷＳＴは、走査露光時に少なくともＹ方向に定速移動できるとともに、Ｘ方向及びＹ方向にステップ移動できるように、エアベアリングを介して不図示のウエハベース上に載置されている。また、ウエハステージＷＳＴの移動座標位置（Ｘ方向、Ｙ方向の位置、及びＺ軸の周りの回転角）は、投影光学系ＰＬの下部に固定された基準鏡Ｍｆと、ウエハステージＷＳＴに固定された移動鏡Ｍｗと、これに対向して配置されたレーザ干渉計システム１２とで逐次計測され、その移動はリニアモータ及びボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等のアクチュエータで構成される駆動系１３によって行われる。なお、移動鏡Ｍｗ及びレーザ干渉計システム１２は、実際には少なくともＸ方向に１軸及びＹ方向に２軸の３軸のレーザ干渉計を構成している。レーザ干渉計システム１２の計測情報はステージ制御ユニット１４に供給され、ステージ制御ユニット１４はその計測情報及び主制御系２０からの制御情報（入力情報）に基づいて、駆動系１３の動作を制御する。
【００２２】
また、ウエハステージＷＳＴには、ウエハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）と、Ｘ軸及びＹ軸の周りの傾斜角を制御するＺレベリング機構も備えられている。そして、投影光学系ＰＬの下部側面に、ウエハＷの表面の複数の計測点にスリット像を投影する投射光学系２３Ａと、その表面からの反射光を受光してそれらのスリット像の再結像された像の横ずれ量から各計測点のデフォーカス量の情報を検出して、ステージ制御ユニット１４に供給する受光光学系２３Ｂとから構成される斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ（２３Ａ，２３Ｂ）が配置されている。ステージ制御ユニット１４は、それら複数の計測点におけるデフォーカス量からウエハＷの表面の像面からの平均的なデフォーカス量、並びにＸ軸及びＹ軸の周りの傾斜角のずれ量を算出し、走査露光時にはこれらのデフォーカス量及び傾斜角のずれ量が所定の制御精度内に収まるように、オートフォーカス方式でウエハステージＷＳＴ内のＺレベリング機構を駆動する。
【００２３】
更に、レーザ光源１がエキシマレーザ光源であるときは、主制御系２０の制御のもとにあるレーザ制御ユニット２５が設けられ、この制御ユニット２５は、レーザ光源１のパルス発振のモード（ワンパルスモード、バーストモード、待機モード等）を制御するとともに、放射されるパルスレーザ光の平均光量を調整するためにレーザ光源１の放電用高電圧を制御する。また、光量制御ユニット２７は、ビームスプリッタ３で分割された一部の照明光を受光する光電検出器２６（インテグレータセンサ）からの信号に基づいて、適正な露光量が得られるように可変減光器４を制御するとともに、パルス照明光の強度（光量）情報をレーザ制御ユニット２５及び主制御系２０に送る。
【００２４】
そして、図１において、レチクルＲへの照明光ＩＬの照射を開始して、レチクルＲのパターンの一部の投影光学系ＰＬを介した像をウエハＷ上の一つのショット領域に投影した状態で、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを投影光学系ＰＬの投影倍率βを速度比としてＹ方向に同期して移動（同期走査）する走査露光動作によって、そのショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。その後、照明光ＩＬの照射を停止して、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作と、上記の走査露光動作とを繰り返すことによって、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の全部のショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。
【００２５】
この露光に際しては、予めレチクルＲとウエハＷとのアライメントを行っておく必要がある。そこで、図１の投影露光装置には、レチクルＲを所定位置に設定するためのレチクルアライメント系（ＲＡ系）２１と、ウエハＷ上のマークを検出するためのオフアクシス方式のアライメント系２２とが設けられている。
次に、例えば半導体デバイスの製造工場内での本例の投影露光装置の設置状態の一例につき説明する。図２は、その投影露光装置の設置状態の一例を示し、この図２において、その製造工場の床ＦＬ上に例えばＨ型鋼よりなる複数（例えば４箇所以上）の支柱３１を介して、投影露光装置を設置する際の基礎部材としての厚い平板状のペデスタル３２が設置され、ペデスタル３２上に投影露光装置を設置するための長方形の薄い平板状のベースプレート３３が固定されている。
【００２６】
ベースプレート３３上に３箇所又は４箇所の支持部材３４及び能動型の防振台３５（防振装置）を介して第１コラム３６が載置され、第１コラム３６の中央の開口部に投影光学系ＰＬが保持されている。防振台３５は、後述のようにエアダンパ（気体ダンパ）と、ボイスコイルモータ等からなる電磁ダンパとを含み、第１コラム３６に設置されている１組の加速度センサ４０と１組の位置センサ（不図示）との検出情報に基づいてそのエアダンパ内の空気の圧力（内圧）及び電磁ダンパの推力を制御することで、第１コラム３６（及びこれによって支持されている部材）の除振が能動的に行われている。この場合、そのエアダンパによって比較的低周波数域の除振が行われ、その電磁ダンパによって比較的高周波数域の除振が行われる。
【００２７】
加速度センサ４０としては、圧電素子（ピエゾ素子等）で発生する電圧を検出する圧電型の加速度センサや、例えば歪みの大きさに応じてＣＭＯＳコンバータの論理閾値電圧が変化することを利用する半導体式の加速度センサ等を使用できる。位置センサ（又は変位センサ）としては、例えば渦電流変位センサを使用できる。この渦電流変位センサは、例えば絶縁体に巻いたコイルに交流電流を加えておき、そのコイルを導電体からなる測定対象に近付けると、そのコイルによって作られた交流磁界によって導電体に渦電流が発生することを利用する。即ち、その渦電流による磁界は、そのコイルの電流による磁界と逆方向であり、これら２つの磁界が重なり合って、そのコイルに流れる電流の強さ及び位相が変化する。この変化は、測定対象がコイルに近いほど大きくなるので、そのコイルに流れる電流に応じた信号を検出することにより、測定対象の位置又は変位を非接触で検出することができる。この他の位置センサとして、静電容量がセンサの電極と測定対象との距離に反比例することを利用して、非接触で距離を検出する静電容量式非接触変位センサや、測定対象からの光ビームの位置をＰＳＤ（半導体式位置検出装置）を用いて検出するようにした光学式センサ等も使用できる。
【００２８】
また、第１コラム３６の上部にレチクルベース３７が固定され、レチクルベース３７を覆うように第２コラム３８が固定され、第２コラム３８の中央部に図１の照明光学系９が収納された照明系サブチャンバ３９が固定されている。この場合、図１のレーザ光源１は一例として図２のペデスタル３２の外側の床ＦＬ上に設置され、レーザ光源１から射出される照明光ＩＬは、不図示のビーム送光系を介して照明光学系９に導かれる。そして、レチクルベース３７上にレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴが載置されている。図２において、第１コラム３６、レチクルベース３７、及び第２コラム３８よりコラム構造体ＣＬが構成されている。コラム構造体ＣＬは、ペデスタル３２の上面（設置面）上に複数の能動型の防振台３５を介して支持された状態で、投影光学系ＰＬ、レチクルステージＲＳＴ（第１ステージ）、及び照明光学系９を保持している。
【００２９】
上述の１組の加速度センサ４０は、例えばほぼＸＹ平面内の同一直線上にない３箇所でＺ方向の加速度を計測する３個のＺ軸加速度センサと、Ｙ方向に離れた２箇所でＸ方向の加速度を計測する２個のＸ軸加速度センサと、Ｘ方向に離れた２箇所でＹ方向の加速度を計測する２個のＹ軸加速度センサとから構成されている。その１組の加速度センサ４０によって、コラム構造体ＣＬのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の加速度と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転加速度［ｒａｄ／ｓ2 ］とが計測される。同様に、上記の１組の位置センサ（不図示）によって、コラム構造体ＣＬのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転角とが計測される。これらの計測値に基づいて、複数の防振台３５内のエアダンパ及び電磁ダンパは、それぞれコラム構造体ＣＬの振動が小さく維持されるように、かつコラム構造体ＣＬの傾斜角及びＺ方向の高さが一定に維持されるように作用する。
【００３０】
また、ペデスタル３２上のベースプレート３３上の複数の支持部材３４及び能動型の防振台３５で囲まれた領域上に、３個又は４個の能動型の防振台４１を介してウエハベースＷＢが支持されている。ウエハベースＷＢ上にはウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴが移動自在に載置されている。防振台４１は、防振台３５と同様にエアダンパ及び電磁ダンパを備えており、防振台４１がペデスタル３２の上面（設置面）にウエハステージＷＳＴを支持している。防振台４１は、ウエハベースＷＢ上の加速度センサ及び位置センサ（不図示）の計測情報に基づいて能動的にウエハベースＷＢ４２及びウエハステージＷＳＴの振動を抑制する。
【００３１】
本例の防振台３５及び４１とこれらの制御系（後述）とがそれぞれ防振装置を構成している。防振台３５及び４１とこれらの制御系とを含むシステムは、それぞれ能動型振動分離システムであるＡＶＩＳ(Active Vibration Isolation System) とも呼ぶことができる。なお、防振台３５は、コラム構造体ＣＬを介してレチクルステージＲＳＴ及び投影光学系ＰＬを支持しているとともに、走査露光時のレチクルステージＲＳＴの走査速度はウエハステージＷＳＴの走査速度に対して投影倍率βの逆数倍（例えば４倍）速くなっている。一方、防振台４１はウエハベースＷＢを介してウエハステージＷＳＴのみを支持しているため、コラム構造体ＣＬの方がウエハベースＷＢよりも振動が発生し易くなっている。従って、防振台３５の除振性能を防振台４１の除振性能よりも高く設定することも可能である。この場合一例として、防振台４１においては、エアダンパは例えばウエハベースＷＢのＺ方向の位置がほぼ一定になるように圧力を制御するだけでもよい。
【００３２】
上述のように、図２の能動型の防振台３５及び４１はほぼ同様に構成することができる。以下では、代表的に防振台３５及びその制御系の構成、並びにその作用につき説明する。また、以下では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行な方向であるＺ方向の振動を抑制する機構について説明するが、これはＸ方向及びＹ方向の振動を抑制する機構、さらにはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転方向の振動を抑制する機構にも同様に適用できる。
【００３３】
図３は、図２中の１箇所の防振台３５及びその制御系を示し、この図３において、ペデスタル３２上のベースプレート３３上に支持部材３４が設置され、支持部材３４上に、底板４２、エアダンパ４３、及び上板４４を介して第１コラム３６が載置されている。気体ダンパとしてのエアダンパ４３は、可撓性を有する中空の袋内に気体としての空気を圧力が制御できる状態で封入したものである。即ち、エアダンパ４３には、空気の流量を制御できるサーボバルブ４７が装着された可撓性を有する配管４６を介して、所定圧力以上で所定量以上の空気が蓄積されている空気源４５が連結されている。空気源４５としては、例えばエアコンプレッサと、このエアコンプレッサで加圧された空気が充填されているエアボンベとを組み合わせた装置などが使用できる。また、エアダンパ４３の側面には、エアダンパ４３の内圧の情報を計測するための圧力センサ２８が設けられ、圧力センサ２８の計測値（圧力に対応する信号）が防振台制御系４８に供給されている。圧力センサ２８としては、ダイヤフラムに歪みゲージを固定したセンサやシリコン基板の変形を利用するセンサ等が使用できる。
【００３４】
また、支持部材３４と第１コラム３６との間に、エアダンパ４３と並列に電磁ダンパとしてのボイスコイルモータ５０が設置されている。ボイスコイルモータ５０は、支持部材３４の上面に固定されて永久磁石がＺ方向に所定ピッチで配列された固定子５０ｂと、第１コラム３６の底面に固定されてコイルが装着された可動子５０ａとから構成されている。また、第１コラム３６に加速度センサ４０及び位置センサ４９が固定され、図３の例では加速度センサ４０によって第１コラム３６のＺ方向への加速度の情報が計測され、位置センサ４９によって支持部材３４（又は床面）を基準とした第１コラム３６のＺ方向の相対的な位置、又はＺ方向への相対的な変位の情報が計測されている。一例として、加速度センサ４０は圧電型の加速度センサであり、位置センサ４９は渦電流変位センサである。なお、加速度情報を検出するセンサとして速度センサを用いてもよい。この場合は、速度センサが検出した速度情報を一回微分して加速度情報とすればよい。
【００３５】
図３の加速度センサ４０は、エアダンパ４３及びボイスコイルモータ５０が設置されている位置における第１コラム３６の加速度を計測するための一つのセンサを表している。加速度センサ４０及び位置センサ４９の計測値（加速度及び位置に対応する信号）は防振台制御系４８に供給されている。防振台制御系４８は、位置センサ４９（第１センサ）、圧力センサ２８（第２センサ）、及び加速度センサ４０（第３センサ）の計測値に基づいて、サーボバルブ４７内を通過する空気の流量を制御することによって、第１コラム３６のＺ方向の位置が予め定められている目標位置になるようにエアダンパ４３の内圧を制御する。位置センサ４９、圧力センサ２８、及び加速度センサ４０のサンプリングレートは、エアダンパ４３の内圧の応答周波数の上限（本例では数１０Ｈｚ程度）の数倍以上に設定されている。
【００３６】
これと並行に防振台制御系４８は、加速度センサ４０及び位置センサ４９の計測値に基づいて、ボイスコイルモータ５０の可動子５０ａのコイルに流れる電流を制御することによって、第１コラム３６のＺ方向の位置が予め定められている目標位置になるようにボイスコイルモータ５０によるＺ方向への推力を制御する。
次に、図３の防振台制御系４８内でエアダンパ４３の内圧を制御するための制御系につき説明する。図４は、図３の防振台３５内のエアダンパ４３の力学モデルであり、この図４において、設置面１５は図３のペデスタル３２の表面に対応しており、構造物１６は図３の第１コラム３６に対応している。より正確には、構造物１６には、第１コラム３６とともに図２のレチクルベース３７、レチクルステージＲＳＴ、第２コラム３８、照明系サブチャンバ３９、照明光学系９、及び投影光学系ＰＬ等も含まれている。そして、構造物１６中でエアダンパ４３によって支持される部分の質量をＭ、エアダンパ４３の粘性比例係数をＤ、ばね定数をＫとする。このとき、質量Ｍは構造物１６の加速度に応じた抵抗力（慣性）の係数であり、粘性比例係数Ｄは構造物１６の速度に応じた抵抗力の係数であり、ばね定数Ｋは構造物１６の位置に応じた抵抗力の係数であるとみなすことができる。そして、設置面１５のＺ方向の位置をｘ0 として、構造物１６のＺ方向の位置をｘとすると、本例では一例として設置面１５に対する構造物１６の相対位置（ｘ−ｘ0 ）が所定の目標位置ｘp となるように、図３の防振台３５が制御される。また、その相対位置（ｘ−ｘ0 ）は、図３の位置センサ４９によって構造物１６（第１コラム３６）の位置情報として計測されている。
【００３７】
図５は、図３のエアダンパ４３の内圧を制御するための防振台制御系４８の構成例を示し、この図５において、防振台３５は図４の力学モデルの等価回路としてブロック図で表され、エアダンパ４３の内圧を決定する仮想的な流量／圧力変換部４３ａもその機能を表すようにブロック図で表されている（詳細後述）。また、変数ｓはラプラス変換の変数であり、周波数をｆ［Ｈｚ］とすると、定常状態ではｓ＝ｉ２πｆである。なお、防振台制御系４８は基本的にコンピュータのソフトウェア、デジタル回路、又はアナログ回路のいずれでも構成できる。
【００３８】
図５において、防振台３５中のエアダンパ４３の内圧は、駆動部としての流量ゲインがＧq のサーボバルブ４７によって制御される流量に応じて、流量／圧力変換部４３ａによって設定される。サーボバルブ４７への入力信号（ｗ）は、基本的に可変増幅器５２、加速度ＰＩ補償器５４、及び圧力ＰＩ補償器５６を含む制御部によって生成されている。また、その制御部に、位置センサ４９の検出結果をフィードバックする位置フィードバック部７１、加速度センサ４０の検出結果をフィードバックする加速度フィードバック部７２（第２フィードバック部）、圧力センサ２８の検出結果をフィードバックする圧力フィードバック部７３（第１フィードバック部）、及び位置センサ４９で計測される情報を実質的に微分した情報を正帰還する共振特性補償部７４（補償部）が設けられている。
【００３９】
この場合、位置センサ４９の入力側のブロックＢ１２は、構造物１６のＺ方向の位置ｘから設置面のＺ方向の位置ｘ0 を減算して相対位置（ｘ−ｘ0 ）（＝Δｘとする）を求める仮想的な演算を示している。位置センサ４９が渦電流変位センサである場合には、その相対位置Δｘの情報はアナログ信号の形で出力される。位置センサ４９で計測された相対位置Δｘに対応する信号は、減算器５１にフィードバックされている。減算器５１から位置フィードバック部７１が構成されている。
【００４０】
そして、不図示の目標位置設定部から減算器５１に構造物１６のＺ方向の目標位置ｘp に対応する信号（通常は一定値）が入力され、減算器５１はそれらの差分（ｘp −Δｘ）に対応する信号をゲインｋx の可変増幅器５２を介して信号ａ１として減算器５３に供給する。信号ａ１は、構造物１６の相対位置Δｘを目標位置ｘp にするための、構造物１６の加速度の目標値に対応している。
【００４１】
また、加速度センサ４０で計測される構造物１６の加速度に対応する信号をＤＣカットフィルタ６４に通して直流成分を除いた信号が、２次バタワースフィルタ６５及びゲインｋacc の可変増幅器６６を介して信号ａ２として減算器５３にフィードバックされている。２次バタワースフィルタ６５は、２つの単同調増幅回路を縦続接続して得られる所定帯域で均一ゲインが得られるフィルタである。なお、２次バタワースフィルタ６５の代わりに通常のローパスフィルタを用いるか、又は２次バタワースフィルタ６５を省略することも可能である。ＤＣカットフィルタ６４、２次バタワースフィルタ６５、可変増幅器６６、及び減算器５３から加速度フィードバック部７２が構成されている。
【００４２】
そして、減算器５３は２つの信号の差分（ａ１−ａ２）を、構造物１６の加速度の制御誤差に対応する信号ａ３として加速度ＰＩ補償器５４に供給する。加速度ＰＩ補償器５４は、入力された信号ａ３に所定ゲインを乗じて得られる第１信号と、その入力された信号ａ３を積分した信号に所定ゲインを乗じて得られる第２信号とを加重平均して得られる信号ｂ１を加算器５５に入力する。信号ｂ１は、構造物１６の加速度を目標値にするためのエアダンパ４３の内圧の目標値に対応している。
【００４３】
また、エアダンパ４３の内圧（空気の圧力）ｐの情報が圧力センサ２８で計測されており、その計測された内圧ｐに対応する信号が２次バタワースフィルタ６８及びゲインｋg の増幅器６９を介して、信号ｂ２として減算器５５にフィードバックされている。２次バタワースフィルタ６８、増幅器６９、及び減算器５５から圧力フィードバック部７３が構成されている。減算器５５は２つの信号の差分（ｂ１−ｂ２）を、エアダンパ４３の内圧の制御誤差に対応する信号ｂ３として圧力ＰＩ補償器５６に供給する。圧力ＰＩ補償器５６は、入力された信号ｂ３にゲインｋpiを乗じて得られる第１信号と、その入力された信号ｂ３を積分した信号に所定ゲインを乗じて得られる第２信号とを加重平均して得られる信号ｗ’を加算器５７に入力する。信号ｗ’は、エアダンパ４３の内圧を目標値にするためのサーボバルブ４７への入力信号である。
【００４４】
さらに本例では、位置センサ４９で計測された構造物１６の相対位置Δｘに対応する信号が、位置感度に対応するゲインｋpos の増幅器６０、擬似微分器６１（第１演算部）、及び調整可能なゲインｋtun を持つ可変増幅器６２（第２演算部）を介して信号ｗ１として加算器５７に正帰還されている。増幅器６０、擬似微分器６１、可変増幅器６２、及び加算器５７から共振特性補償部７４が構成されている。この場合、擬似微分器６１は、相対位置Δｘの情報を相対速度の情報に変換するために用いられている。従って、擬似微分器６１の代わりに微分器又は差分器（デジタル信号の場合）等を使用してもよい。共振特性補償部７４の作用については後述する。
【００４５】
加算器５７は２つの信号の和（ｗ’＋ｗ１）を、流量を制御するための信号ｗとして流量ゲインＧq のサーボバルブ４７に供給する。この結果、サーボバルブ４７からエアダンパ４３に供給される空気の流量はｗ・Ｇq に設定される。サーボバルブ４７が電圧で制御されるものとすると、信号ｗ’，ｗ１，ｗは電圧として生成される。この結果、防振台３５中のエアダンパ４３の内圧ｐは目標値（加速度ＰＩ補償器５４から出力される信号ｂ１に対応する値）に制御される。これによって、構造物１６の加速度が目標値（可変増幅器５２から出力される信号ａ１に対応する値）に制御され、最終的に構造物１６の相対位置Δｘが目標位置ｘp に制御される。
【００４６】
図５において、信号ｗ’、ｂ１、ａ１をそれぞれ第１、第２、第３制御情報とみなし、信号ｗ１、ｂ２、ａ２をそれぞれ第１、第２、第３駆動情報とみなすことができる。なお、図５の構成は、構造物１６の相対位置Δｘを目標位置に設定するために位置フィードバック部７１、加速度フィードバック部７２、及び圧力フィードバック部７３を設けているが、例えばエアダンパ４３の内圧を所定の目標値に制御するだけでよい場合には、位置フィードバック部７１及び加速度フィードバック部７２を省くことも可能である。
【００４７】
次に、本例の共振特性補償部７４の作用につき説明する。図５において、サーボバルブ４７及び防振台３５の機構によって、共振特性補償部７４と並列に流量フィードバック部７５が仮想的に形成されている。この流量フィードバック部７５は、仮想的に構造物１６の加速度を積分して得られる速度から、設置面の位置をブロックＢ１３で微分して得られる速度を減算するブロックＢ１４と、ブロックＢ１４の出力にエアダンパ４３の有効受圧面積Ａ0 を乗じるブロックＢ１５と、流量／圧力変換部４３ａ内の仮想的な加減算部とから構成されている。即ち、ブロックＢ１５の出力は、エアダンパ４３の体積の増加速度に対応するため、サーボバルブ４７の流量からそのエアダンパ４３の体積の増加速度を差し引いて得られる流量に基づいて、エアダンパ４３の圧力が決定される。後述のようにこの流量フィードバック部７５が共振及び反共振の原因となるため、これを打ち消すために共振特性補償部７４が必要となる。
【００４８】
ここで、図６を参照して、図５のサーボバルブ４７に入力される信号ｗ’又はｗからエアダンパ４３の内圧ｐまでの伝達関数を求める。このため、先ず入力信号ｗ’及びｗの単位を電圧［Ｖ］、サーボバルブ４７における流量ゲインＧq の単位を［ｍ3 ／（ｓｅｃ・Ｖ）］、位置ｘ及びｘ0 の単位を［ｍ］とする。
図６は、図５中の共振特性補償部７４及び圧力フィードバック部７３を含む制御系の構成を示し、この図６の防振台３５内の仮想的なブロック図において、ブロックＢ４は有効受圧面積Ａ0［ｍ2］のエアダンパ４３、ブロックＢ５は構造物１６に対してＺ方向へ作用する力を決定する加減算部、ブロックＢ６は質量Ｍ［ｋｇ］の構造物１６である。また、ブロックＢ７及びＢ８はそれぞれ積分によって構造物１６の加速度を速度及び位置に変換する部分、ブロックＢ９は、粘性比例係数Ｄ［Ｎ・ｓｅｃ／ｍ］によって速度に応じた抵抗力を発生する部分、ブロックＢ１０は、ばね定数Ｋ［Ｎ／ｍ］によって位置に応じた抵抗力を発生する部分、ブロックＢ１１は、設置面の位置ｘ0 が変位した場合にＺ方向に（Ｄｓ＋Ｋ）に比例する力を発生する部分を表している（図４の力学モデル参照）。
【００４９】
また、流量／圧力変換部４３ａ内の仮想的なブロック図において、ブロックＢ２は、空気の流量を圧力ｐ［ｐａ］に変換する変換部であり、ブロックＢ２内のβ0 は空気の圧縮率［１／Ｐａ］、ｖはエアダンパ４３の容量［ｍ3 ］である。また、ブロックＢ３は流量コンダクタンスｃ［ｍ3／（ｓｅｃ・Ｐａ）］による流量のフィードバックを表し、ブロックＢ１は、サーボバルブ４７で設定される流量からブロックＢ１５及びＢ３を介して帰還される流量を差し引いた流量をブロックＢ２に供給する加減算部を表している。この場合、信号ｗから内圧ｐまでの伝達関数は、ｘ0 ＝０とおいて次式となる。
【００５０】
（１）式を変形するために、ΔＫを次のように定義する。
【００５１】
（２）式を用いると（１）式は次のようになる。
【００５２】
（３）式より、周波数応答ｐ／ｗは、「１次遅れ＋反共振・共振」特性になることが分かる。
図７は、図６から共振特性補償部７４を省いた制御系を示し、この図７において、エアダンパ４３における周波数帯域を広くするためには、圧力ＰＩ補償器５６におけるゲインｋpiを大きくすればよい。
【００５３】
図８は、図７の圧力ＰＩ補償器５６におけるゲインｋpiを２，４，６と次第に大きくした場合の図７の信号ｂ１から圧力ｐまでの応答、すなわち、圧力フィードバックをかけたときの閉ループの応答周波数を示す。図８より、ゲインｋpiが大きくなるほど帯域が広くなっていくが、反共振・共振も大きくなって、エアダンパ４３の内圧ｐが不安定になることが分かる。
図９は、ゲインｋpiが６の場合の図７のエアダンパ４３の内圧ｐの信号ｗに対する時間応答波形を示し、図９より発振によって内圧ｐが不安定になることが分かる。このため、図７の構成では、周波数帯域を広くするためにゲインｋpiを簡単に大きくすることができない。
【００５４】
図６に戻り、反共振・共振特性が生じている原因は、上述のように流量フィードバック部７５の部分である。確認のために、流量フィードバック部７５のブロックＢ１５のゲインＡ0 （有効受圧面積）を改めてＡ0'とおくと、（１）式は次のようになる。
【００５５】
仮に、Ａ0'＝０とすることができれば、（４）式は次のようになって、反共振・共振特性を解消できる。
【００５６】
そこで、Ａ0'＝０を実質的に実現するために、本例では図６の共振特性補償部７４を導入した。このとき、圧力ＰＩ補償器５６の出力信号ｗ’からエアダンパ４３の内圧ｐまでの伝達関数は次式となる。
【００５７】
ここで、分母多項式に着目し、共振特性補償部７４内の可変増幅器６２のゲインｋtun を次のように、エアダンパ４３の有効受圧面積Ａ0 に比例し、サーボバルブ４７の流量ゲインＧq 及び位置センサ４９の検出感度ｋpos に反比例するように選ぶ。
【００５８】
このとき、（６）式は次のようになり、反共振・共振が解消できる。
【００５９】
実際に図６の制御系を構成して実験した結果を図１０に示す。図１０は、図６の可変増幅器６２のゲインｋtun を０から２５まで次第に大きくした場合のエアダンパ４３の周波数応答ｐ／ｗ’を示す。図１０より、ゲインｋtun を０から大きくしていくと、共振周波数が低域にシフトして、反共振・共振の差が次第に解消されていることが分かる。これは（６）式の通りである。従って、共振特性補償部７４の正帰還によって流量フィードバック部７５の影響が相殺されて、（８）式の状態に漸近できることが確認された。このため、エアダンパ４３の内圧が安定になり、除振性能を向上することができる。
【００６０】
実際に図６の制御系において圧力ＰＩ補償器５６のゲインｋpiを所定の値に設定した場合の閉ループの周波数応答を計測した結果を図１１に示す。図１１において、曲線Ｂ１及びＣ１はそれぞれ図６の共振特性補償部７４が無い場合（又は可変増幅器６２のゲインｋtun を０にした状態）の周波数応答であり、曲線Ｂ２及びＣ２はそれぞれ図６の共振特性補償部７４の可変増幅器６２のゲインｋtun を（７）式の値に設定した場合の周波数応答である。図１１から、共振特性補償部７４を用いることによって反共振・共振のゲイン差が縮小されてゲインがフラットになっていることが分かる。これによって、圧力ＰＩ補償器５６のゲインｋpiを大きくしても、エアダンパ４３の内圧の安定性が維持されるため、エアダンパ４３における周波数帯域を広くして除振性能を向上することができる。従って、図１の投影露光装置の位置合わせ精度や重ね合わせ精度等の露光精度を向上できる。また、走査露光時のステージの走査速度を速くして、露光工程のスループットを高めることも可能となる。
【００６１】
次に、図６の共振特性補償部７４をコンピュータのソフトウェア上で実現した構成例につき図１２を参照して説明する。図６に対応する部分に同一符号を付した図１２において、位置センサ４９の検出信号は検出感度ｋpos の乗算部６０Ａを介して信号ｗ２として擬似微分に対応する差分演算を行う差分演算部６１Ａに供給される。そして、差分演算部６１Ａの出力信号はゲインｋtun の乗算部６２Ａを介して信号ｗ１として加算部５７Ａに供給される。加算部５７Ａには圧力ＰＩ制御器５６の出力信号ｗ’も供給されており、加算部５７Ａは２つの信号の和ｗ（＝ｗ’＋ｗ１）をサーボバルブ４７に供給する。本例の乗算部６０Ａ，６２Ａ、差分演算部６１Ａ、及び加算部５７Ａはコンピュータのソフトウェア上の機能で実現されており、乗算部６０Ａの入力部及び加算部５７Ａの出力部ではそれぞれアナログ／デジタル変換及びデジタル／アナログ変換が行われている。この他の構成は図６と同様である。この場合のサーボバルブ４７の流量はほぼ次のようになる。
【００６２】
流量＝ｗ・Ｇq ＝（ｗ’＋ｗ１）Ｇq ＝ｗ’・Ｇq＋ｋtun・ｄｗ２／ｄｔ・Ｇq …（１０）
また、図６の共振特性補償部７４をサーボバルブの微分特性を用いて実現した構成例につき図１３を参照して説明する。図６に対応する部分に同一符号を付した図１３において、位置センサ４９の検出信号は検出感度ｋpos の増幅器６０Ｂを介して信号ｗ２として加算器５７Ｂに供給され、加算器５７Ｂは、圧力ＰＩ制御器５６の出力信号ｗ’とその信号ｗ２との和信号をそれぞれ流量ゲインがＧp 及びＧd のサーボバルブ４７Ａ及び４７Ｂに供給する。また、一方のサーボバルブ４７Ａからの空気は流量加算部４７Ｄに供給され、他方のサーボバルブ４７からの空気は微分特性を持つバルブ４７Ｃを介して流量加算部４７Ｄに供給され、流量加算部４７Ｄで設定された流量が、流量／圧力変換部４３ａを介してエアダンパ４３の内圧ｐに変換されている。サーボバルブ４７Ａ〜流量加算部４７Ｄまでの部材が流量制御部（駆動部）に対応している。この他の構成は図６と同様である。
【００６３】
なお、本発明は、例えば国際公開（ＷＯ）第９９／４９５０４号などに開示される液浸型露光装置で能動的に防振を行う場合にも適用することができる。また、本発明は、波長数ｎｍ〜１００ｎｍ程度の極端紫外光（ＥＵＶ光）を露光ビームとして用いる投影露光装置、及び投影光学系を使用しないプロキシミティ方式やコンタクト方式の露光装置等で防振を行う際にも適用できる。
【００６４】
さらに本発明は、露光装置以外の機器、例えば欠陥検査装置、感光材料のコータ・デベロッパ等の防振を行う場合にも適用することができる。このように本発明は上述の実施形態に限定されず、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。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の防振装置によれば、気体ダンパを用いて能動型の防振を行う際の除振性能が向上する。従って、本発明を例えば露光装置の防振装置に適用した場合には、設置面に対する露光装置の除振性能を向上させることができるため、重ね合わせ精度等の露光精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態の投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の投影露光装置を床上に設置した状態を示す一部を切り欠いた図である。
【図３】図２中の一つの防振台３５及びその制御系を示す図である。
【図４】図３の防振台３５の力学モデルを示す図である。
【図５】本発明の実施形態の防振台制御系４８の構成例を示すブロック図である。
【図６】図５中の共振特性補償部７４及び圧力フィードバック部７３を含む制御系を示す図である。
【図７】図６から共振特性補償部７４を除いた制御系を示す図である。
【図８】図７の制御系による圧力フィードバック部７３を動作させた場合の圧力の周波数応答を示す図である。
【図９】図７の制御系によるエアダンパ４３の時間応答の一例を示す図である。
【図１０】図６の制御系においてゲインｋtun を変えた場合のエアダンパ４３の周波数応答（ｐ／ｗ）の一例を示す図である。
【図１１】図６の制御系において圧力フィードバック部７３を動作させた場合の圧力の周波数応答を示す図である。
【図１２】図６の制御系をコンピュータのソフトウェア上で実現した場合の構成例を示す図である。
【図１３】図６の制御系をサーボバルブの微分特性を用いて実現した場合の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
９…照明光学系、Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＷＳＴ…ウエハステージ、２８…圧力センサ、３２…ペデスタル、３５…防振台、３６…第１コラム、ＣＬ…コラム構造体、４０…加速度センサ、４３…エアダンパ（気体ダンパ）、４７…サーボバルブ（駆動部）、４８…防振台制御系、４９…位置センサ、５０…ボイスコイルモータ（電磁ダンパ）、５１…減算器、５２，６２，６６…可変増幅器、５６…圧力ＰＩ補償器、６１…擬似微分器、６９…増幅器、７１…位置フィードバック部、７２…加速度フィードバック部、７３…圧力フィードバック部、７４…共振特性補償部、７５…流量フィードバック部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物を支持する際に気体ダンパを用いて振動を抑制する防振技術に関し、例えば半導体デバイスや液晶ディスプレイ等の各種デバイスを製造する際に使用される露光装置等を支持するために好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、マスクとしてのレチクル（又はフォトマスク等）に形成されているパターンをフォトレジストが塗布された基板としてのウエハ（又はガラスプレート等）上に転写露光するために、ステッパー等の一括露光型（静止露光型）の投影露光装置やスキャニングステッパー等の走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）などの露光装置が使用されている。
【０００３】
露光装置において、レチクルステージやウエハステージの位置決め精度や重ね合わせ精度等の露光精度を向上するためには、振動の影響をできるだけ排除する必要がある。しかしながら、上記の各ステージが移動するときには、その加速時の反力が床に伝わって床が大きく振動することがある。また、露光装置が設置されているデバイス製造工場内の周囲の関連機器の稼働時にも様々な力によって床が振動するため、床は恒常的に或る程度は振動している。そこで、その床の振動が露光装置に伝わって、露光精度が低下するのを防止するため、従来より露光装置と床（設置面）との間には防振台が配置されている。
【０００４】
従来の防振台としては、内部の圧力がほぼ一定に維持されるように開ループで空気が供給されるエアダンパでステージ等を支持する機構が広く用いられている。また、ステージ等に配置した加速度センサで検出される振動を抑制するアクチュエータをエアダンパに組み合わせて用いる能動型の防振装置も使用されるようになって来ている。さらに防振性能を向上するために、そのアクチュエータに情報をフィードバックするセンサの種類を増加させるとともに、エアダンパにおいても、ステージに設けた運動センサの検出結果を用いて圧力を制御するようにした能動型の防振装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１７５１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近は、半導体デバイス等のパターンが一層微細化しており、それに伴って必要な露光精度も高くなっているため、露光装置においては振動の影響をさらに抑制する必要がある。そのためには、能動型の防振装置においても、床の振動に伴う露光装置の振動をより広い周波数帯域で抑制して除振性能を高める必要がある。
また、エアダンパを備えた能動型の防振装置において、除振性能を高めるために、そのエアダンパ内の空気の圧力を計測し、この計測結果をそのエアダンパ内の圧力を制御する駆動部にフィードバックすることも検討されている。しかしながら、より広い周波数帯域で振動を抑制するために、単にその圧力をフィードバックする際のゲインを上げると、共振特性及び反共振特性も大きくなって、エアダンパ内の圧力が不安定になる恐れがある。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑み、エアダンパ等の気体ダンパを用いる際に、気体ダンパ内の気体の圧力を安定化して除振性能を向上できる能動型の防振技術を提供することを第１の目的とする。
さらに本発明は、気体ダンパを用いる際に、より広い周波数帯域の振動を抑制して除振性能を向上できる能動型の防振技術を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による第１の防振装置は、内部に気体が供給されて設置面（３２）上に構造物（３６）を支持する気体ダンパ（４３）と、第１制御情報（ｗ’）に基づいてその気体ダンパ内の気体の圧力を制御する駆動部（４７）とを有する防振装置において、その構造物の位置情報を計測する第１センサ（４９）と、その第１センサで計測される位置情報に基づいてその気体ダンパ及びその駆動部の共振特性を補償する第１駆動情報（ｗ１）を生成し、この第１駆動情報をその駆動部に供給する補償部（７４）とを備えたものである。
【０００８】
本発明によれば、その補償部によってその共振特性が補償されて、その気体ダンパ内の気体の圧力が安定化するため、除振性能が向上する。なお、共振特性を補償する場合には、実質的に反共振特性も補償される。
本発明において、一例として、その補償部は、その第１センサから出力される位置情報を微分する第１演算部（６１）と、その第１演算部の出力情報に第１ゲイン（ｋtun)を乗じて得られるその第１駆動情報をその駆動部に正帰還する第２演算部（６２）とを備えたものである。
【０００９】
本発明者によれば、その共振特性が生じている部分は、その気体ダンパの有効受圧面積に応じた気体の流量をその駆動部にフィードバックする部分である。また、その位置情報を微分して得られる情報（速度情報）にその第１ゲインを乗じて得られる第１駆動情報は、その気体の流量にほぼ比例する情報である。従って、その第１駆動情報をその駆動部に正帰還することで、その気体の流量のフィードバックの影響が軽減されて、その共振特性が補償される。
【００１０】
また、その第２演算部におけるその第１ゲインは、その気体ダンパの有効受圧面積（Ａ0 ）及びその駆動部におけるゲイン（Ｇq ）に基づいて定めることができる。一例として、その第１ゲインをその有効受圧面積（Ａ0 ）に比例して、その駆動部におけるゲイン（Ｇq ）に反比例するように定めることで、その気体の流量のフィードバックの影響をより軽減できる。
【００１１】
また、別の例として、その補償部は、その第１センサから出力される位置情報（ｗ２）にその第１制御情報を加算する加算部（５７Ｂ）と、その加算部の出力情報に応じた前記気体の流量と前記出力情報に応じた前記気体の流量を微分して得られる流量とを加算して前記気体ダンパに供給する前記駆動部としての流量制御部（４７Ａ〜４７Ｄ）とを備えてもよい。この構成は、例えばサーボバルブ等のハードウェアによって容易に構成可能である。
【００１２】
また、その気体ダンパ内の気体の圧力情報を計測する第２センサ（２８）と、その第２センサで計測される圧力情報に第２ゲイン（ｋg ）を乗じて得られる第２駆動情報（ｂ2 ）を生成する第１フィードバック部（７３）と、第２制御情報（ｂ1 ）からその第２駆動情報を減算して得られる差分情報（ｂ３）に第３ゲイン（ｋpi）を乗じてその第１制御情報を生成する第１制御部（５６）とをさらに備えることができる。
【００１３】
このように気体ダンパ内で計測された圧力情報をフィードバックすることで、その気体ダンパ内の気体の圧力を高精度に目標値に制御できる。また、本発明では上記の共振特性が補償されているため、その第３ゲインを大きくすることができる。従って、その構造物が振動してその気体ダンパ内の気体の圧力が変化した場合に、より広い周波数帯域でその振動を抑制できる。
【００１４】
また、その構造物の加速度情報を計測する第３センサ（４０）と、その第３センサで計測される加速度情報に第４ゲイン（ｋacc ）を乗じて得られる第３駆動情報（ａ２）を生成する第２フィードバック部（７２）と、第３制御情報（ａ１）からその第３駆動情報を減算して得られる差分情報（ａ３）に第５ゲインを乗じてその第２制御情報を生成する第２制御部（５４）とをさらに備えることができる。このようにその構造物の加速度情報を直接フィードバックすることで、その構造物の振動をより高速に抑制できる。
【００１５】
また、一例として、その第３制御情報は、その構造物の目標位置情報（ｘp ）とその第１センサで計測される位置情報（Δｘ）との差分情報に基づいて生成される。これによって、その構造物が所定の目標位置に維持されるように、その気体ダンパ内の気体の圧力が制御される。
また、その設置面とその構造物との間にその気体ダンパと並列に、その構造物の変位に応じて電磁力で付勢力を与える電磁ダンパ（５０）を配置してもよい。その気体ダンパは応答速度は比較的遅いが高負荷に耐えることができ、その電磁ダンパは応答速度は速いが低負荷で使用される。従って、両者を組み合わせることで、その構造物の重量が大きい場合にも、高い応答速度で防振を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、気体ダンパを用いて能動型の防振を行う際に、その気体ダンパ及び駆動部の共振特性を補償することができるため、その気体ダンパ内の気体の圧力が安定化して除振性能が向上する。
また、本発明において、その気体ダンパ内の気体の圧力情報をフィードバックするフィードバック部（第１フィードバック部）を設けた場合には、共振が生じない範囲で第１制御情報を生成する第１制御部におけるゲインを高くすることができる。従って、振動に伴ってその気体ダンパ内の気体の圧力が変動したときに、広い周波数帯域でその圧力を目標値に戻すことができるため、除振性能がより向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態の一例につき図面を参照して説明する。本例は、スキャニングステッパーよりなる走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）の除振を行う場合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を構成する各機能ユニットをブロック化して表した図であり、この図１において、投影露光装置を収納するチャンバーは省略されている。図１において、露光用の光源としてＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）又はＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）よりなるレーザ光源１が使用されている。その露光用の光源としては、その他のＦ2 レーザ（波長１５７ｎｍ）のような発振段階で紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源（ＹＡＧ又は半導体レーザ等）からの近赤外域のレーザ光を波長変換して得られる真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの、或いはこの種の露光装置でよく使われている水銀放電ランプ等も使用できる。
【００１８】
レーザ光源１からの露光ビームとしての露光用の照明光（露光光）ＩＬは、レンズ系とフライアイレンズ系とで構成される均一化光学系２、ビームスプリッタ３、光量調整用の可変減光器４、ミラー５、及びリレーレンズ系６を介してレチクルブラインド機構７を均一な照度分布で照射する。レチクルブラインド７でスリット状又は矩形状に制限された照明光ＩＬは、結像レンズ系８を介してマスクとしてのレチクルＲ上に照射され、レチクルＲ上にはレチクルブラインド７の開口の像が結像される。均一化光学系２、ビームスプリッタ３、光量調整用の可変減光器４、ミラー５、リレーレンズ系６、レチクルブラインド機構７、及び結像レンズ系８を含んで照明光学系９が構成されている。
【００１９】
レチクルＲに形成された回路パターン領域のうち、照明光によって照射される部分の像は、両側テレセントリックで投影倍率βが縮小倍率の投影光学系ＰＬを介して基板（感応基板）としてのフォトレジストが塗布されたウエハＷ上に結像投影される。一例として、投影光学系ＰＬの投影倍率βは１／４、視野直径は２７〜３０ｍｍ程度である。レチクルＲ及びウエハＷはそれぞれ第１物体及び第２物体とみなすこともできる。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行な方向にＸ軸を、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を取って説明する。本例では、Ｙ軸に沿った方向（Ｙ方向）が、走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向であり、レチクルＲ上の照明領域は、非走査方向であるＸ軸に沿った方向（Ｘ方向）に細長い形状である。
【００２０】
先ず、投影光学系ＰＬの物体面側に配置されるレチクルＲは、走査露光時にレチクルベース（不図示）上をエアベアリングを介して少なくともＹ方向に定速移動するレチクルステージＲＳＴに保持されている。レチクルステージＲＳＴの移動座標位置（Ｘ方向、Ｙ方向の位置、及びＺ軸の周りの回転角）は、レチクルステージＲＳＴに固定された移動鏡Ｍｒと、これに対向して配置されたレーザ干渉計システム１０とで逐次計測され、その移動はリニアモータや微動アクチュエータ等で構成される駆動系１１によって行われる。なお、移動鏡Ｍｒ、レーザ干渉計システム１０は、実際には少なくともＸ方向に１軸及びＹ方向に２軸の３軸のレーザ干渉計を構成している。レーザ干渉計システム１０の計測情報はステージ制御ユニット１４に供給され、ステージ制御ユニット１４はその計測情報及び装置全体の動作を統轄制御するコンピュータよりなる主制御系２０からの制御情報（入力情報）に基づいて、駆動系１１の動作を制御する。
【００２１】
一方、投影光学系ＰＬの像面側に配置されるウエハＷは、不図示のウエハホルダを介してウエハステージＷＳＴ上に保持され、ウエハステージＷＳＴは、走査露光時に少なくともＹ方向に定速移動できるとともに、Ｘ方向及びＹ方向にステップ移動できるように、エアベアリングを介して不図示のウエハベース上に載置されている。また、ウエハステージＷＳＴの移動座標位置（Ｘ方向、Ｙ方向の位置、及びＺ軸の周りの回転角）は、投影光学系ＰＬの下部に固定された基準鏡Ｍｆと、ウエハステージＷＳＴに固定された移動鏡Ｍｗと、これに対向して配置されたレーザ干渉計システム１２とで逐次計測され、その移動はリニアモータ及びボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等のアクチュエータで構成される駆動系１３によって行われる。なお、移動鏡Ｍｗ及びレーザ干渉計システム１２は、実際には少なくともＸ方向に１軸及びＹ方向に２軸の３軸のレーザ干渉計を構成している。レーザ干渉計システム１２の計測情報はステージ制御ユニット１４に供給され、ステージ制御ユニット１４はその計測情報及び主制御系２０からの制御情報（入力情報）に基づいて、駆動系１３の動作を制御する。
【００２２】
また、ウエハステージＷＳＴには、ウエハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）と、Ｘ軸及びＹ軸の周りの傾斜角を制御するＺレベリング機構も備えられている。そして、投影光学系ＰＬの下部側面に、ウエハＷの表面の複数の計測点にスリット像を投影する投射光学系２３Ａと、その表面からの反射光を受光してそれらのスリット像の再結像された像の横ずれ量から各計測点のデフォーカス量の情報を検出して、ステージ制御ユニット１４に供給する受光光学系２３Ｂとから構成される斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ（２３Ａ，２３Ｂ）が配置されている。ステージ制御ユニット１４は、それら複数の計測点におけるデフォーカス量からウエハＷの表面の像面からの平均的なデフォーカス量、並びにＸ軸及びＹ軸の周りの傾斜角のずれ量を算出し、走査露光時にはこれらのデフォーカス量及び傾斜角のずれ量が所定の制御精度内に収まるように、オートフォーカス方式でウエハステージＷＳＴ内のＺレベリング機構を駆動する。
【００２３】
更に、レーザ光源１がエキシマレーザ光源であるときは、主制御系２０の制御のもとにあるレーザ制御ユニット２５が設けられ、この制御ユニット２５は、レーザ光源１のパルス発振のモード（ワンパルスモード、バーストモード、待機モード等）を制御するとともに、放射されるパルスレーザ光の平均光量を調整するためにレーザ光源１の放電用高電圧を制御する。また、光量制御ユニット２７は、ビームスプリッタ３で分割された一部の照明光を受光する光電検出器２６（インテグレータセンサ）からの信号に基づいて、適正な露光量が得られるように可変減光器４を制御するとともに、パルス照明光の強度（光量）情報をレーザ制御ユニット２５及び主制御系２０に送る。
【００２４】
そして、図１において、レチクルＲへの照明光ＩＬの照射を開始して、レチクルＲのパターンの一部の投影光学系ＰＬを介した像をウエハＷ上の一つのショット領域に投影した状態で、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを投影光学系ＰＬの投影倍率βを速度比としてＹ方向に同期して移動（同期走査）する走査露光動作によって、そのショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。その後、照明光ＩＬの照射を停止して、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作と、上記の走査露光動作とを繰り返すことによって、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の全部のショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。
【００２５】
この露光に際しては、予めレチクルＲとウエハＷとのアライメントを行っておく必要がある。そこで、図１の投影露光装置には、レチクルＲを所定位置に設定するためのレチクルアライメント系（ＲＡ系）２１と、ウエハＷ上のマークを検出するためのオフアクシス方式のアライメント系２２とが設けられている。
次に、例えば半導体デバイスの製造工場内での本例の投影露光装置の設置状態の一例につき説明する。図２は、その投影露光装置の設置状態の一例を示し、この図２において、その製造工場の床ＦＬ上に例えばＨ型鋼よりなる複数（例えば４箇所以上）の支柱３１を介して、投影露光装置を設置する際の基礎部材としての厚い平板状のペデスタル３２が設置され、ペデスタル３２上に投影露光装置を設置するための長方形の薄い平板状のベースプレート３３が固定されている。
【００２６】
ベースプレート３３上に３箇所又は４箇所の支持部材３４及び能動型の防振台３５（防振装置）を介して第１コラム３６が載置され、第１コラム３６の中央の開口部に投影光学系ＰＬが保持されている。防振台３５は、後述のようにエアダンパ（気体ダンパ）と、ボイスコイルモータ等からなる電磁ダンパとを含み、第１コラム３６に設置されている１組の加速度センサ４０と１組の位置センサ（不図示）との検出情報に基づいてそのエアダンパ内の空気の圧力（内圧）及び電磁ダンパの推力を制御することで、第１コラム３６（及びこれによって支持されている部材）の除振が能動的に行われている。この場合、そのエアダンパによって比較的低周波数域の除振が行われ、その電磁ダンパによって比較的高周波数域の除振が行われる。
【００２７】
加速度センサ４０としては、圧電素子（ピエゾ素子等）で発生する電圧を検出する圧電型の加速度センサや、例えば歪みの大きさに応じてＣＭＯＳコンバータの論理閾値電圧が変化することを利用する半導体式の加速度センサ等を使用できる。位置センサ（又は変位センサ）としては、例えば渦電流変位センサを使用できる。この渦電流変位センサは、例えば絶縁体に巻いたコイルに交流電流を加えておき、そのコイルを導電体からなる測定対象に近付けると、そのコイルによって作られた交流磁界によって導電体に渦電流が発生することを利用する。即ち、その渦電流による磁界は、そのコイルの電流による磁界と逆方向であり、これら２つの磁界が重なり合って、そのコイルに流れる電流の強さ及び位相が変化する。この変化は、測定対象がコイルに近いほど大きくなるので、そのコイルに流れる電流に応じた信号を検出することにより、測定対象の位置又は変位を非接触で検出することができる。この他の位置センサとして、静電容量がセンサの電極と測定対象との距離に反比例することを利用して、非接触で距離を検出する静電容量式非接触変位センサや、測定対象からの光ビームの位置をＰＳＤ（半導体式位置検出装置）を用いて検出するようにした光学式センサ等も使用できる。
【００２８】
また、第１コラム３６の上部にレチクルベース３７が固定され、レチクルベース３７を覆うように第２コラム３８が固定され、第２コラム３８の中央部に図１の照明光学系９が収納された照明系サブチャンバ３９が固定されている。この場合、図１のレーザ光源１は一例として図２のペデスタル３２の外側の床ＦＬ上に設置され、レーザ光源１から射出される照明光ＩＬは、不図示のビーム送光系を介して照明光学系９に導かれる。そして、レチクルベース３７上にレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴが載置されている。図２において、第１コラム３６、レチクルベース３７、及び第２コラム３８よりコラム構造体ＣＬが構成されている。コラム構造体ＣＬは、ペデスタル３２の上面（設置面）上に複数の能動型の防振台３５を介して支持された状態で、投影光学系ＰＬ、レチクルステージＲＳＴ（第１ステージ）、及び照明光学系９を保持している。
【００２９】
上述の１組の加速度センサ４０は、例えばほぼＸＹ平面内の同一直線上にない３箇所でＺ方向の加速度を計測する３個のＺ軸加速度センサと、Ｙ方向に離れた２箇所でＸ方向の加速度を計測する２個のＸ軸加速度センサと、Ｘ方向に離れた２箇所でＹ方向の加速度を計測する２個のＹ軸加速度センサとから構成されている。その１組の加速度センサ４０によって、コラム構造体ＣＬのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の加速度と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転加速度［ｒａｄ／ｓ2 ］とが計測される。同様に、上記の１組の位置センサ（不図示）によって、コラム構造体ＣＬのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転角とが計測される。これらの計測値に基づいて、複数の防振台３５内のエアダンパ及び電磁ダンパは、それぞれコラム構造体ＣＬの振動が小さく維持されるように、かつコラム構造体ＣＬの傾斜角及びＺ方向の高さが一定に維持されるように作用する。
【００３０】
また、ペデスタル３２上のベースプレート３３上の複数の支持部材３４及び能動型の防振台３５で囲まれた領域上に、３個又は４個の能動型の防振台４１を介してウエハベースＷＢが支持されている。ウエハベースＷＢ上にはウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴが移動自在に載置されている。防振台４１は、防振台３５と同様にエアダンパ及び電磁ダンパを備えており、防振台４１がペデスタル３２の上面（設置面）にウエハステージＷＳＴを支持している。防振台４１は、ウエハベースＷＢ上の加速度センサ及び位置センサ（不図示）の計測情報に基づいて能動的にウエハベースＷＢ４２及びウエハステージＷＳＴの振動を抑制する。
【００３１】
本例の防振台３５及び４１とこれらの制御系（後述）とがそれぞれ防振装置を構成している。防振台３５及び４１とこれらの制御系とを含むシステムは、それぞれ能動型振動分離システムであるＡＶＩＳ(Active Vibration Isolation System) とも呼ぶことができる。なお、防振台３５は、コラム構造体ＣＬを介してレチクルステージＲＳＴ及び投影光学系ＰＬを支持しているとともに、走査露光時のレチクルステージＲＳＴの走査速度はウエハステージＷＳＴの走査速度に対して投影倍率βの逆数倍（例えば４倍）速くなっている。一方、防振台４１はウエハベースＷＢを介してウエハステージＷＳＴのみを支持しているため、コラム構造体ＣＬの方がウエハベースＷＢよりも振動が発生し易くなっている。従って、防振台３５の除振性能を防振台４１の除振性能よりも高く設定することも可能である。この場合一例として、防振台４１においては、エアダンパは例えばウエハベースＷＢのＺ方向の位置がほぼ一定になるように圧力を制御するだけでもよい。
【００３２】
上述のように、図２の能動型の防振台３５及び４１はほぼ同様に構成することができる。以下では、代表的に防振台３５及びその制御系の構成、並びにその作用につき説明する。また、以下では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行な方向であるＺ方向の振動を抑制する機構について説明するが、これはＸ方向及びＹ方向の振動を抑制する機構、さらにはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転方向の振動を抑制する機構にも同様に適用できる。
【００３３】
図３は、図２中の１箇所の防振台３５及びその制御系を示し、この図３において、ペデスタル３２上のベースプレート３３上に支持部材３４が設置され、支持部材３４上に、底板４２、エアダンパ４３、及び上板４４を介して第１コラム３６が載置されている。気体ダンパとしてのエアダンパ４３は、可撓性を有する中空の袋内に気体としての空気を圧力が制御できる状態で封入したものである。即ち、エアダンパ４３には、空気の流量を制御できるサーボバルブ４７が装着された可撓性を有する配管４６を介して、所定圧力以上で所定量以上の空気が蓄積されている空気源４５が連結されている。空気源４５としては、例えばエアコンプレッサと、このエアコンプレッサで加圧された空気が充填されているエアボンベとを組み合わせた装置などが使用できる。また、エアダンパ４３の側面には、エアダンパ４３の内圧の情報を計測するための圧力センサ２８が設けられ、圧力センサ２８の計測値（圧力に対応する信号）が防振台制御系４８に供給されている。圧力センサ２８としては、ダイヤフラムに歪みゲージを固定したセンサやシリコン基板の変形を利用するセンサ等が使用できる。
【００３４】
また、支持部材３４と第１コラム３６との間に、エアダンパ４３と並列に電磁ダンパとしてのボイスコイルモータ５０が設置されている。ボイスコイルモータ５０は、支持部材３４の上面に固定されて永久磁石がＺ方向に所定ピッチで配列された固定子５０ｂと、第１コラム３６の底面に固定されてコイルが装着された可動子５０ａとから構成されている。また、第１コラム３６に加速度センサ４０及び位置センサ４９が固定され、図３の例では加速度センサ４０によって第１コラム３６のＺ方向への加速度の情報が計測され、位置センサ４９によって支持部材３４（又は床面）を基準とした第１コラム３６のＺ方向の相対的な位置、又はＺ方向への相対的な変位の情報が計測されている。一例として、加速度センサ４０は圧電型の加速度センサであり、位置センサ４９は渦電流変位センサである。なお、加速度情報を検出するセンサとして速度センサを用いてもよい。この場合は、速度センサが検出した速度情報を一回微分して加速度情報とすればよい。
【００３５】
図３の加速度センサ４０は、エアダンパ４３及びボイスコイルモータ５０が設置されている位置における第１コラム３６の加速度を計測するための一つのセンサを表している。加速度センサ４０及び位置センサ４９の計測値（加速度及び位置に対応する信号）は防振台制御系４８に供給されている。防振台制御系４８は、位置センサ４９（第１センサ）、圧力センサ２８（第２センサ）、及び加速度センサ４０（第３センサ）の計測値に基づいて、サーボバルブ４７内を通過する空気の流量を制御することによって、第１コラム３６のＺ方向の位置が予め定められている目標位置になるようにエアダンパ４３の内圧を制御する。位置センサ４９、圧力センサ２８、及び加速度センサ４０のサンプリングレートは、エアダンパ４３の内圧の応答周波数の上限（本例では数１０Ｈｚ程度）の数倍以上に設定されている。
【００３６】
これと並行に防振台制御系４８は、加速度センサ４０及び位置センサ４９の計測値に基づいて、ボイスコイルモータ５０の可動子５０ａのコイルに流れる電流を制御することによって、第１コラム３６のＺ方向の位置が予め定められている目標位置になるようにボイスコイルモータ５０によるＺ方向への推力を制御する。
次に、図３の防振台制御系４８内でエアダンパ４３の内圧を制御するための制御系につき説明する。図４は、図３の防振台３５内のエアダンパ４３の力学モデルであり、この図４において、設置面１５は図３のペデスタル３２の表面に対応しており、構造物１６は図３の第１コラム３６に対応している。より正確には、構造物１６には、第１コラム３６とともに図２のレチクルベース３７、レチクルステージＲＳＴ、第２コラム３８、照明系サブチャンバ３９、照明光学系９、及び投影光学系ＰＬ等も含まれている。そして、構造物１６中でエアダンパ４３によって支持される部分の質量をＭ、エアダンパ４３の粘性比例係数をＤ、ばね定数をＫとする。このとき、質量Ｍは構造物１６の加速度に応じた抵抗力（慣性）の係数であり、粘性比例係数Ｄは構造物１６の速度に応じた抵抗力の係数であり、ばね定数Ｋは構造物１６の位置に応じた抵抗力の係数であるとみなすことができる。そして、設置面１５のＺ方向の位置をｘ0 として、構造物１６のＺ方向の位置をｘとすると、本例では一例として設置面１５に対する構造物１６の相対位置（ｘ−ｘ0 ）が所定の目標位置ｘp となるように、図３の防振台３５が制御される。また、その相対位置（ｘ−ｘ0 ）は、図３の位置センサ４９によって構造物１６（第１コラム３６）の位置情報として計測されている。
【００３７】
図５は、図３のエアダンパ４３の内圧を制御するための防振台制御系４８の構成例を示し、この図５において、防振台３５は図４の力学モデルの等価回路としてブロック図で表され、エアダンパ４３の内圧を決定する仮想的な流量／圧力変換部４３ａもその機能を表すようにブロック図で表されている（詳細後述）。また、変数ｓはラプラス変換の変数であり、周波数をｆ［Ｈｚ］とすると、定常状態ではｓ＝ｉ２πｆである。なお、防振台制御系４８は基本的にコンピュータのソフトウェア、デジタル回路、又はアナログ回路のいずれでも構成できる。
【００３８】
図５において、防振台３５中のエアダンパ４３の内圧は、駆動部としての流量ゲインがＧq のサーボバルブ４７によって制御される流量に応じて、流量／圧力変換部４３ａによって設定される。サーボバルブ４７への入力信号（ｗ）は、基本的に可変増幅器５２、加速度ＰＩ補償器５４、及び圧力ＰＩ補償器５６を含む制御部によって生成されている。また、その制御部に、位置センサ４９の検出結果をフィードバックする位置フィードバック部７１、加速度センサ４０の検出結果をフィードバックする加速度フィードバック部７２（第２フィードバック部）、圧力センサ２８の検出結果をフィードバックする圧力フィードバック部７３（第１フィードバック部）、及び位置センサ４９で計測される情報を実質的に微分した情報を正帰還する共振特性補償部７４（補償部）が設けられている。
【００３９】
この場合、位置センサ４９の入力側のブロックＢ１２は、構造物１６のＺ方向の位置ｘから設置面のＺ方向の位置ｘ0 を減算して相対位置（ｘ−ｘ0 ）（＝Δｘとする）を求める仮想的な演算を示している。位置センサ４９が渦電流変位センサである場合には、その相対位置Δｘの情報はアナログ信号の形で出力される。位置センサ４９で計測された相対位置Δｘに対応する信号は、減算器５１にフィードバックされている。減算器５１から位置フィードバック部７１が構成されている。
【００４０】
そして、不図示の目標位置設定部から減算器５１に構造物１６のＺ方向の目標位置ｘp に対応する信号（通常は一定値）が入力され、減算器５１はそれらの差分（ｘp −Δｘ）に対応する信号をゲインｋx の可変増幅器５２を介して信号ａ１として減算器５３に供給する。信号ａ１は、構造物１６の相対位置Δｘを目標位置ｘp にするための、構造物１６の加速度の目標値に対応している。
【００４１】
また、加速度センサ４０で計測される構造物１６の加速度に対応する信号をＤＣカットフィルタ６４に通して直流成分を除いた信号が、２次バタワースフィルタ６５及びゲインｋacc の可変増幅器６６を介して信号ａ２として減算器５３にフィードバックされている。２次バタワースフィルタ６５は、２つの単同調増幅回路を縦続接続して得られる所定帯域で均一ゲインが得られるフィルタである。なお、２次バタワースフィルタ６５の代わりに通常のローパスフィルタを用いるか、又は２次バタワースフィルタ６５を省略することも可能である。ＤＣカットフィルタ６４、２次バタワースフィルタ６５、可変増幅器６６、及び減算器５３から加速度フィードバック部７２が構成されている。
【００４２】
そして、減算器５３は２つの信号の差分（ａ１−ａ２）を、構造物１６の加速度の制御誤差に対応する信号ａ３として加速度ＰＩ補償器５４に供給する。加速度ＰＩ補償器５４は、入力された信号ａ３に所定ゲインを乗じて得られる第１信号と、その入力された信号ａ３を積分した信号に所定ゲインを乗じて得られる第２信号とを加重平均して得られる信号ｂ１を加算器５５に入力する。信号ｂ１は、構造物１６の加速度を目標値にするためのエアダンパ４３の内圧の目標値に対応している。
【００４３】
また、エアダンパ４３の内圧（空気の圧力）ｐの情報が圧力センサ２８で計測されており、その計測された内圧ｐに対応する信号が２次バタワースフィルタ６８及びゲインｋg の増幅器６９を介して、信号ｂ２として減算器５５にフィードバックされている。２次バタワースフィルタ６８、増幅器６９、及び減算器５５から圧力フィードバック部７３が構成されている。減算器５５は２つの信号の差分（ｂ１−ｂ２）を、エアダンパ４３の内圧の制御誤差に対応する信号ｂ３として圧力ＰＩ補償器５６に供給する。圧力ＰＩ補償器５６は、入力された信号ｂ３にゲインｋpiを乗じて得られる第１信号と、その入力された信号ｂ３を積分した信号に所定ゲインを乗じて得られる第２信号とを加重平均して得られる信号ｗ’を加算器５７に入力する。信号ｗ’は、エアダンパ４３の内圧を目標値にするためのサーボバルブ４７への入力信号である。
【００４４】
さらに本例では、位置センサ４９で計測された構造物１６の相対位置Δｘに対応する信号が、位置感度に対応するゲインｋpos の増幅器６０、擬似微分器６１（第１演算部）、及び調整可能なゲインｋtun を持つ可変増幅器６２（第２演算部）を介して信号ｗ１として加算器５７に正帰還されている。増幅器６０、擬似微分器６１、可変増幅器６２、及び加算器５７から共振特性補償部７４が構成されている。この場合、擬似微分器６１は、相対位置Δｘの情報を相対速度の情報に変換するために用いられている。従って、擬似微分器６１の代わりに微分器又は差分器（デジタル信号の場合）等を使用してもよい。共振特性補償部７４の作用については後述する。
【００４５】
加算器５７は２つの信号の和（ｗ’＋ｗ１）を、流量を制御するための信号ｗとして流量ゲインＧq のサーボバルブ４７に供給する。この結果、サーボバルブ４７からエアダンパ４３に供給される空気の流量はｗ・Ｇq に設定される。サーボバルブ４７が電圧で制御されるものとすると、信号ｗ’，ｗ１，ｗは電圧として生成される。この結果、防振台３５中のエアダンパ４３の内圧ｐは目標値（加速度ＰＩ補償器５４から出力される信号ｂ１に対応する値）に制御される。これによって、構造物１６の加速度が目標値（可変増幅器５２から出力される信号ａ１に対応する値）に制御され、最終的に構造物１６の相対位置Δｘが目標位置ｘp に制御される。
【００４６】
図５において、信号ｗ’、ｂ１、ａ１をそれぞれ第１、第２、第３制御情報とみなし、信号ｗ１、ｂ２、ａ２をそれぞれ第１、第２、第３駆動情報とみなすことができる。なお、図５の構成は、構造物１６の相対位置Δｘを目標位置に設定するために位置フィードバック部７１、加速度フィードバック部７２、及び圧力フィードバック部７３を設けているが、例えばエアダンパ４３の内圧を所定の目標値に制御するだけでよい場合には、位置フィードバック部７１及び加速度フィードバック部７２を省くことも可能である。
【００４７】
次に、本例の共振特性補償部７４の作用につき説明する。図５において、サーボバルブ４７及び防振台３５の機構によって、共振特性補償部７４と並列に流量フィードバック部７５が仮想的に形成されている。この流量フィードバック部７５は、仮想的に構造物１６の加速度を積分して得られる速度から、設置面の位置をブロックＢ１３で微分して得られる速度を減算するブロックＢ１４と、ブロックＢ１４の出力にエアダンパ４３の有効受圧面積Ａ0 を乗じるブロックＢ１５と、流量／圧力変換部４３ａ内の仮想的な加減算部とから構成されている。即ち、ブロックＢ１５の出力は、エアダンパ４３の体積の増加速度に対応するため、サーボバルブ４７の流量からそのエアダンパ４３の体積の増加速度を差し引いて得られる流量に基づいて、エアダンパ４３の圧力が決定される。後述のようにこの流量フィードバック部７５が共振及び反共振の原因となるため、これを打ち消すために共振特性補償部７４が必要となる。
【００４８】
ここで、図６を参照して、図５のサーボバルブ４７に入力される信号ｗ’又はｗからエアダンパ４３の内圧ｐまでの伝達関数を求める。このため、先ず入力信号ｗ’及びｗの単位を電圧［Ｖ］、サーボバルブ４７における流量ゲインＧq の単位を［ｍ3 ／（ｓｅｃ・Ｖ）］、位置ｘ及びｘ0 の単位を［ｍ］とする。
図６は、図５中の共振特性補償部７４及び圧力フィードバック部７３を含む制御系の構成を示し、この図６の防振台３５内の仮想的なブロック図において、ブロックＢ４は有効受圧面積Ａ0［ｍ2］のエアダンパ４３、ブロックＢ５は構造物１６に対してＺ方向へ作用する力を決定する加減算部、ブロックＢ６は質量Ｍ［ｋｇ］の構造物１６である。また、ブロックＢ７及びＢ８はそれぞれ積分によって構造物１６の加速度を速度及び位置に変換する部分、ブロックＢ９は、粘性比例係数Ｄ［Ｎ・ｓｅｃ／ｍ］によって速度に応じた抵抗力を発生する部分、ブロックＢ１０は、ばね定数Ｋ［Ｎ／ｍ］によって位置に応じた抵抗力を発生する部分、ブロックＢ１１は、設置面の位置ｘ0 が変位した場合にＺ方向に（Ｄｓ＋Ｋ）に比例する力を発生する部分を表している（図４の力学モデル参照）。
【００４９】
また、流量／圧力変換部４３ａ内の仮想的なブロック図において、ブロックＢ２は、空気の流量を圧力ｐ［ｐａ］に変換する変換部であり、ブロックＢ２内のβ0 は空気の圧縮率［１／Ｐａ］、ｖはエアダンパ４３の容量［ｍ3 ］である。また、ブロックＢ３は流量コンダクタンスｃ［ｍ3／（ｓｅｃ・Ｐａ）］による流量のフィードバックを表し、ブロックＢ１は、サーボバルブ４７で設定される流量からブロックＢ１５及びＢ３を介して帰還される流量を差し引いた流量をブロックＢ２に供給する加減算部を表している。この場合、信号ｗから内圧ｐまでの伝達関数は、ｘ0 ＝０とおいて次式となる。
【００５０】
（１）式を変形するために、ΔＫを次のように定義する。
【００５１】
（２）式を用いると（１）式は次のようになる。
【００５２】
（３）式より、周波数応答ｐ／ｗは、「１次遅れ＋反共振・共振」特性になることが分かる。
図７は、図６から共振特性補償部７４を省いた制御系を示し、この図７において、エアダンパ４３における周波数帯域を広くするためには、圧力ＰＩ補償器５６におけるゲインｋpiを大きくすればよい。
【００５３】
図８は、図７の圧力ＰＩ補償器５６におけるゲインｋpiを２，４，６と次第に大きくした場合の図７の信号ｂ１から圧力ｐまでの応答、すなわち、圧力フィードバックをかけたときの閉ループの応答周波数を示す。図８より、ゲインｋpiが大きくなるほど帯域が広くなっていくが、反共振・共振も大きくなって、エアダンパ４３の内圧ｐが不安定になることが分かる。
図９は、ゲインｋpiが６の場合の図７のエアダンパ４３の内圧ｐの信号ｗに対する時間応答波形を示し、図９より発振によって内圧ｐが不安定になることが分かる。このため、図７の構成では、周波数帯域を広くするためにゲインｋpiを簡単に大きくすることができない。
【００５４】
図６に戻り、反共振・共振特性が生じている原因は、上述のように流量フィードバック部７５の部分である。確認のために、流量フィードバック部７５のブロックＢ１５のゲインＡ0 （有効受圧面積）を改めてＡ0'とおくと、（１）式は次のようになる。
【００５５】
仮に、Ａ0'＝０とすることができれば、（４）式は次のようになって、反共振・共振特性を解消できる。
【００５６】
そこで、Ａ0'＝０を実質的に実現するために、本例では図６の共振特性補償部７４を導入した。このとき、圧力ＰＩ補償器５６の出力信号ｗ’からエアダンパ４３の内圧ｐまでの伝達関数は次式となる。
【００５７】
ここで、分母多項式に着目し、共振特性補償部７４内の可変増幅器６２のゲインｋtun を次のように、エアダンパ４３の有効受圧面積Ａ0 に比例し、サーボバルブ４７の流量ゲインＧq 及び位置センサ４９の検出感度ｋpos に反比例するように選ぶ。
【００５８】
このとき、（６）式は次のようになり、反共振・共振が解消できる。
【００５９】
実際に図６の制御系を構成して実験した結果を図１０に示す。図１０は、図６の可変増幅器６２のゲインｋtun を０から２５まで次第に大きくした場合のエアダンパ４３の周波数応答ｐ／ｗ’を示す。図１０より、ゲインｋtun を０から大きくしていくと、共振周波数が低域にシフトして、反共振・共振の差が次第に解消されていることが分かる。これは（６）式の通りである。従って、共振特性補償部７４の正帰還によって流量フィードバック部７５の影響が相殺されて、（８）式の状態に漸近できることが確認された。このため、エアダンパ４３の内圧が安定になり、除振性能を向上することができる。
【００６０】
実際に図６の制御系において圧力ＰＩ補償器５６のゲインｋpiを所定の値に設定した場合の閉ループの周波数応答を計測した結果を図１１に示す。図１１において、曲線Ｂ１及びＣ１はそれぞれ図６の共振特性補償部７４が無い場合（又は可変増幅器６２のゲインｋtun を０にした状態）の周波数応答であり、曲線Ｂ２及びＣ２はそれぞれ図６の共振特性補償部７４の可変増幅器６２のゲインｋtun を（７）式の値に設定した場合の周波数応答である。図１１から、共振特性補償部７４を用いることによって反共振・共振のゲイン差が縮小されてゲインがフラットになっていることが分かる。これによって、圧力ＰＩ補償器５６のゲインｋpiを大きくしても、エアダンパ４３の内圧の安定性が維持されるため、エアダンパ４３における周波数帯域を広くして除振性能を向上することができる。従って、図１の投影露光装置の位置合わせ精度や重ね合わせ精度等の露光精度を向上できる。また、走査露光時のステージの走査速度を速くして、露光工程のスループットを高めることも可能となる。
【００６１】
次に、図６の共振特性補償部７４をコンピュータのソフトウェア上で実現した構成例につき図１２を参照して説明する。図６に対応する部分に同一符号を付した図１２において、位置センサ４９の検出信号は検出感度ｋpos の乗算部６０Ａを介して信号ｗ２として擬似微分に対応する差分演算を行う差分演算部６１Ａに供給される。そして、差分演算部６１Ａの出力信号はゲインｋtun の乗算部６２Ａを介して信号ｗ１として加算部５７Ａに供給される。加算部５７Ａには圧力ＰＩ制御器５６の出力信号ｗ’も供給されており、加算部５７Ａは２つの信号の和ｗ（＝ｗ’＋ｗ１）をサーボバルブ４７に供給する。本例の乗算部６０Ａ，６２Ａ、差分演算部６１Ａ、及び加算部５７Ａはコンピュータのソフトウェア上の機能で実現されており、乗算部６０Ａの入力部及び加算部５７Ａの出力部ではそれぞれアナログ／デジタル変換及びデジタル／アナログ変換が行われている。この他の構成は図６と同様である。この場合のサーボバルブ４７の流量はほぼ次のようになる。
【００６２】
流量＝ｗ・Ｇq ＝（ｗ’＋ｗ１）Ｇq ＝ｗ’・Ｇq＋ｋtun・ｄｗ２／ｄｔ・Ｇq …（１０）
また、図６の共振特性補償部７４をサーボバルブの微分特性を用いて実現した構成例につき図１３を参照して説明する。図６に対応する部分に同一符号を付した図１３において、位置センサ４９の検出信号は検出感度ｋpos の増幅器６０Ｂを介して信号ｗ２として加算器５７Ｂに供給され、加算器５７Ｂは、圧力ＰＩ制御器５６の出力信号ｗ’とその信号ｗ２との和信号をそれぞれ流量ゲインがＧp 及びＧd のサーボバルブ４７Ａ及び４７Ｂに供給する。また、一方のサーボバルブ４７Ａからの空気は流量加算部４７Ｄに供給され、他方のサーボバルブ４７からの空気は微分特性を持つバルブ４７Ｃを介して流量加算部４７Ｄに供給され、流量加算部４７Ｄで設定された流量が、流量／圧力変換部４３ａを介してエアダンパ４３の内圧ｐに変換されている。サーボバルブ４７Ａ〜流量加算部４７Ｄまでの部材が流量制御部（駆動部）に対応している。この他の構成は図６と同様である。
【００６３】
なお、本発明は、例えば国際公開（ＷＯ）第９９／４９５０４号などに開示される液浸型露光装置で能動的に防振を行う場合にも適用することができる。また、本発明は、波長数ｎｍ〜１００ｎｍ程度の極端紫外光（ＥＵＶ光）を露光ビームとして用いる投影露光装置、及び投影光学系を使用しないプロキシミティ方式やコンタクト方式の露光装置等で防振を行う際にも適用できる。
【００６４】
さらに本発明は、露光装置以外の機器、例えば欠陥検査装置、感光材料のコータ・デベロッパ等の防振を行う場合にも適用することができる。このように本発明は上述の実施形態に限定されず、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。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の防振装置によれば、気体ダンパを用いて能動型の防振を行う際の除振性能が向上する。従って、本発明を例えば露光装置の防振装置に適用した場合には、設置面に対する露光装置の除振性能を向上させることができるため、重ね合わせ精度等の露光精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態の投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の投影露光装置を床上に設置した状態を示す一部を切り欠いた図である。
【図３】図２中の一つの防振台３５及びその制御系を示す図である。
【図４】図３の防振台３５の力学モデルを示す図である。
【図５】本発明の実施形態の防振台制御系４８の構成例を示すブロック図である。
【図６】図５中の共振特性補償部７４及び圧力フィードバック部７３を含む制御系を示す図である。
【図７】図６から共振特性補償部７４を除いた制御系を示す図である。
【図８】図７の制御系による圧力フィードバック部７３を動作させた場合の圧力の周波数応答を示す図である。
【図９】図７の制御系によるエアダンパ４３の時間応答の一例を示す図である。
【図１０】図６の制御系においてゲインｋtun を変えた場合のエアダンパ４３の周波数応答（ｐ／ｗ）の一例を示す図である。
【図１１】図６の制御系において圧力フィードバック部７３を動作させた場合の圧力の周波数応答を示す図である。
【図１２】図６の制御系をコンピュータのソフトウェア上で実現した場合の構成例を示す図である。
【図１３】図６の制御系をサーボバルブの微分特性を用いて実現した場合の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
９…照明光学系、Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＷＳＴ…ウエハステージ、２８…圧力センサ、３２…ペデスタル、３５…防振台、３６…第１コラム、ＣＬ…コラム構造体、４０…加速度センサ、４３…エアダンパ（気体ダンパ）、４７…サーボバルブ（駆動部）、４８…防振台制御系、４９…位置センサ、５０…ボイスコイルモータ（電磁ダンパ）、５１…減算器、５２，６２，６６…可変増幅器、５６…圧力ＰＩ補償器、６１…擬似微分器、６９…増幅器、７１…位置フィードバック部、７２…加速度フィードバック部、７３…圧力フィードバック部、７４…共振特性補償部、７５…流量フィードバック部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に気体が供給されて設置面上に構造物を支持する気体ダンパと、第１制御情報に基づいて前記気体ダンパ内の気体の圧力を制御する駆動部とを有する防振装置において、
前記構造物の位置情報を計測する第１センサと、
前記第１センサで計測される位置情報に基づいて前記気体ダンパ及び前記駆動部の共振特性を補償する第１駆動情報を生成し、この第１駆動情報を前記駆動部に供給する補償部とを備えたことを特徴とする防振装置。
【請求項２】
前記補償部は、
前記第１センサから出力される位置情報を微分する第１演算部と、
前記第１演算部の出力情報に第１ゲインを乗じて得られる前記第１駆動情報を前記駆動部に正帰還する第２演算部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の防振装置。
【請求項３】
前記第２演算部における前記第１ゲインは、前記気体ダンパの有効受圧面積及び前記駆動部におけるゲインに基づいて定められることを特徴とする請求項２に記載の防振装置。
【請求項４】
前記補償部は、
前記第１センサから出力される位置情報に前記第１制御情報を加算する加算部と、
前記加算部の出力情報に応じた前記気体の流量と、前記加算部の出力情報に応じた前記気体の流量を微分して得られる流量とを加算して前記気体ダンパに供給する前記駆動部としての流量制御部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の防振装置。
【請求項５】
前記気体ダンパ内の気体の圧力情報を計測する第２センサと、
前記第２センサで計測される圧力情報に第２ゲインを乗じて得られる第２駆動情報を生成する第１フィードバック部と、
第２制御情報から前記第２駆動情報を減算して得られる差分情報に第３ゲインを乗じて前記第１制御情報を生成する第１制御部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の防振装置。
【請求項６】
前記構造物の加速度情報を計測する第３センサと、
前記第３センサで計測される加速度情報に第４ゲインを乗じて得られる第３駆動情報を生成する第２フィードバック部と、
第３制御情報から前記第３駆動情報を減算して得られる差分情報に第５ゲインを乗じて前記第２制御情報を生成する第２制御部とをさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の防振装置。
【請求項７】
前記第３制御情報は、前記構造物の目標位置情報と前記第１センサで計測される位置情報との差分情報に基づいて生成されることを特徴とする請求項６に記載の防振装置。
【請求項８】
前記設置面と前記構造物との間に前記気体ダンパと並列に、前記構造物の変位に応じて電磁力で付勢力を与える電磁ダンパを配置したことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の防振装置。
【請求項１】
内部に気体が供給されて設置面上に構造物を支持する気体ダンパと、第１制御情報に基づいて前記気体ダンパ内の気体の圧力を制御する駆動部とを有する防振装置において、
前記構造物の位置情報を計測する第１センサと、
前記第１センサで計測される位置情報に基づいて前記気体ダンパ及び前記駆動部の共振特性を補償する第１駆動情報を生成し、この第１駆動情報を前記駆動部に供給する補償部とを備えたことを特徴とする防振装置。
【請求項２】
前記補償部は、
前記第１センサから出力される位置情報を微分する第１演算部と、
前記第１演算部の出力情報に第１ゲインを乗じて得られる前記第１駆動情報を前記駆動部に正帰還する第２演算部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の防振装置。
【請求項３】
前記第２演算部における前記第１ゲインは、前記気体ダンパの有効受圧面積及び前記駆動部におけるゲインに基づいて定められることを特徴とする請求項２に記載の防振装置。
【請求項４】
前記補償部は、
前記第１センサから出力される位置情報に前記第１制御情報を加算する加算部と、
前記加算部の出力情報に応じた前記気体の流量と、前記加算部の出力情報に応じた前記気体の流量を微分して得られる流量とを加算して前記気体ダンパに供給する前記駆動部としての流量制御部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の防振装置。
【請求項５】
前記気体ダンパ内の気体の圧力情報を計測する第２センサと、
前記第２センサで計測される圧力情報に第２ゲインを乗じて得られる第２駆動情報を生成する第１フィードバック部と、
第２制御情報から前記第２駆動情報を減算して得られる差分情報に第３ゲインを乗じて前記第１制御情報を生成する第１制御部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の防振装置。
【請求項６】
前記構造物の加速度情報を計測する第３センサと、
前記第３センサで計測される加速度情報に第４ゲインを乗じて得られる第３駆動情報を生成する第２フィードバック部と、
第３制御情報から前記第３駆動情報を減算して得られる差分情報に第５ゲインを乗じて前記第２制御情報を生成する第２制御部とをさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の防振装置。
【請求項７】
前記第３制御情報は、前記構造物の目標位置情報と前記第１センサで計測される位置情報との差分情報に基づいて生成されることを特徴とする請求項６に記載の防振装置。
【請求項８】
前記設置面と前記構造物との間に前記気体ダンパと並列に、前記構造物の変位に応じて電磁力で付勢力を与える電磁ダンパを配置したことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の防振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−２５０２９１（Ｐ２００６−２５０２９１Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６９７１６（Ｐ２００５−６９７１６）
【出願日】平成１７年３月１１日（２００５．３．１１）
【出願人】（５０４１３２８８１）国立大学法人東京農工大学 (595)
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１１日（２００５．３．１１）
【出願人】（５０４１３２８８１）国立大学法人東京農工大学 (595)
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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