JPH1089403A

JPH1089403A - 防振装置

Info

Publication number: JPH1089403A
Application number: JP8239013A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hayashi; 豊林
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-04-07
Also published as: US6036162A; KR19980024198A

Abstract

(57)【要約】【課題】高周波振動を高い応答速度で抑制し、オフセ
ット成分を含むような低周波振動を小さい発熱量で抑制
する。【解決手段】露光装置本体を支持する定盤１８と、床
１との間に空圧式アクチュエータ１０Ａ，１０Ｂを設
け、それに並列にボイス・コイル・モータ方式のＶＣＭ
アクチュエータ１１Ａ，１１Ｄを設置する。加速度セン
サ１７Ａ，１７Ｂの検出信号からフィルタを介して低周
波信号及び高周波信号を抽出し、低周波信号を相殺する
ように空圧式アクチュエータ１０Ａ，１０Ｂを駆動し、
高周波信号を相殺するようにＶＣＭアクチュエータ１１
Ａ，１１Ｂを駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばマスクパタ
ーンを感光基板上に露光するための露光装置の防振台に
適用して好適な防振装置に関する。

【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、マスクと
してのレチクル（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）の各ショット領域に転
写露光する露光装置（ステッパー等）が使用されてい
る。例えばステッパーのような一括露光方式の露光装置
においては、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、これらの露光装置には、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
装置が設置されている。

【０００３】また、最近は、投影光学系を大型化するこ
となく、より広いレチクルのパターンをウエハ上に露光
するために、レチクルを投影光学系の光軸に垂直な方向
に走査するのと同期して、それに対応する方向にウエハ
を投影光学系の倍率と同じ速度比で走査することによ
り、レチクルのパターンをウエハ上に逐次露光するステ
ップ・アンド・スキャン方式等の走査露光型の投影露光
装置も注目されている。このような走査露光型の投影露
光装置では、露光中にレチクルとウエハとをそれぞれ一
定の速度で安定して走査する必要があるため、やはり防
振装置を介して外部及び内部の振動を排除する必要があ
る。

【０００４】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、従来は主に振動状
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
に対して最近は、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」も使用されるようになっている。

【０００５】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
く使用されてきたパッシブ型防振装置の場合には元々相
反する機能であって、どちらかの機能を強化するともう
一方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、最近は露光装置用の防振装置としてその
アクティブ型防振装置が注目されている。

【０００６】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防振台として、床から
の振動が防振対象の装置に伝わらないように、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）から
なる防振パッドを使用し、床の振動成分の内の高周波数
領域の振動成分を遮断している。しかし、エアーダンパ
からなる防振パッドは低周波数領域では減衰力が小さい
ため、このような防振パッドだけでは、低周波数領域の
振動が速かに収束しない。そこで、通常のアクティブ型
防振装置では、この低周波数領域の振動を抑制するため
に、空圧式駆動機構からなるアクチュエータ（空圧式ア
クチュエータ）を防振パッドと併用していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この空
圧式アクチュエータは応答周波数が１０Ｈｚ程度と低
く、露光装置のようにステージ等の高い加速度で移動す
る物体を有する装置を搭載した防振装置では、十分な制
振効果が得られない。そこで、露光装置用の防振装置で
は、ステージ等の加減速による高周波数領域の振動を高
い追従速度で抑制するため、空圧式アクチュエータに代
えて高周波数領域の振動に対する応答速度に優れた電磁
式駆動機構のアクチュエータ（電磁式アクチュエータ）
を使用する例が多くなっている。

【０００８】ところが、この電磁式アクチュエータで低
周波数領域から高周波数領域までの振動を抑制しようと
すると、ステージ等の位置に対応する露光装置の傾き
や、設置面としての床の変位による露光装置の傾き、又
は露光装置の周辺に引き回された配線や配管等の移動に
伴う露光装置の回転のような、殆どオフセット成分（周
波数が０の変位や回転）と見なせるような極めて低い周
波数の振動（変位）を抑制しようとすると、その電磁式
アクチュエータに定常的に電流を流す必要が生ずるた
め、その電磁式アクチュエータのコイル部分等から多く
の熱が発生する。ステージの周辺にはそのステージの位
置を計測するためのレーザ干渉計等の計測装置が設置さ
れている。レーザ干渉計はステージ上に固定された移動
鏡にレーザビームを照射し、その移動鏡からの反射ビー
ムを受光することによりステージの位置を計測する装置
である。従って、電磁式アクチュエータから多くの熱が
発生すると、レーザビームの光路上の気体に揺らぎが生
じ、レーザ干渉計の計測精度が低下するという不都合が
ある。

【０００９】また、近年超ＬＳＩ等の高集積化に伴い、
露光装置では更に高い位置決め精度が要求されるように
なっており、それに対応して、露光装置本体の並進方向
のみならず回転方向の振動を抑制できるアクティブ型防
振装置が求められている。本発明は斯かる点に鑑み、処
理対象物の並進方向や回転方向でそれぞれ高い周波数の
振動を高い応答速度で抑制できると共に、殆どオフセッ
ト成分と見なせるような低い周波数の振動を少ない発熱
量で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。また、本発明は少なくとも１軸で高い周波数の振
動を高い応答速度で抑制し、低い周波数の振動を少ない
発熱量で抑制できる防振装置を提供することを第２の目
的とする。

【００１０】

【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、例えば図１及び図２に示すように、処理対象物
が載置されるベース部材（１８）と、このベース部材の
所定の設置面（１）に対する６自由度の振動を抑制する
６軸の制振手段（１０Ａ〜１０Ｄ，１１Ａ〜１１Ｄ，１
２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１４，１５）と、を備
え、この６軸の制振手段はそれぞれ、オフセット成分
（周波数が０の変位や回転）を含む第１の周波数帯の振
動を抑制する第１のアクチュエータ（１０Ａ〜１０Ｄ，
１３Ａ，１３Ｂ，１５）と、その第１の周波数帯より中
心周波数が高い第２の周波数帯の振動を抑制する第２の
アクチュエータ（１１Ａ〜１１Ｄ，１２Ａ，１２Ｂ，１
４）とを有するものである。

【００１１】斯かる本発明の第１の防振装置によれば、
オフセット成分を含む第１の周波数帯用の第１のアクチ
ュエータとしては応答速度は低いが発熱量の少ないもの
を使用し、それより高い第２の周波数帯用の第２のアク
チュエータとしては発熱量は大きいが応答速度の高いも
のを使用できる。これによって高周波振動は高い応答速
度で抑制され、処理対象物の傾きのようなオフセット成
分と見なせる振動は低い発熱量で抑制される。また、第
１及び第２のアクチュエータはそれぞれ６軸の制振手段
であるため、処理対象物の並進方向及び回転方向の全部
で６自由度の振動を抑制できる。

【００１２】この場合、そのベース部材（１８）の６自
由度の変位を検出するセンサ（１７Ａ〜１７Ｃ）と、こ
のセンサの検出結果に基づいてその６軸の制振手段の動
作を制御する制御手段（２５，２６，２８）と、を備え
ることが好ましい。センサ（１７Ａ〜１７Ｃ）によりベ
ース部材（１８）の６自由度の変位を検出し、この検出
された変位を相殺するように制御手段（２５，２６，２
８）はその６軸の制振手段の動作を制御する。これによ
って、処理対象物の６自由度の振動が高精度に抑制され
る。

【００１３】また、その第１のアクチュエータ（１０Ａ
〜１０Ｄ，１３Ａ，１３Ｂ，１５）の一例は、空圧式ア
クチュエータであり、その第２のアクチュエータ（１１
Ａ〜１１Ｄ，１２Ａ，１２Ｂ，１４）の一例は電磁式ア
クチュエータであり、この場合その制御手段は、そのセ
ンサ（１７Ａ〜１７Ｃ）の検出結果よりその第１の周波
数帯の振動成分、及びその第２の周波数帯の振動成分を
抽出するフィルタ手段（２５ａ，２５ｂ）と、このフィ
ルタ手段から出力されるその第１の周波数帯の振動成分
に基づいてその第１のアクチュエータを駆動する第１の
駆動手段（２６）と、そのフィルタ手段（２５ａ，２５
ｂ）から出力されるその第２の周波数帯の振動成分に基
づいてその第２のアクチュエータを駆動する第２の駆動
手段（２８）と、を有することが好ましい。

【００１４】このとき、その第１のアクチュエータとし
ての空圧式アクチュエータは応答速度は低いが発熱量が
少なく、その第２のアクチュエータとしての電磁式アク
チュエータは応答速度は高いが発熱量が大きい。従っ
て、オフセット成分を含む第１の周波数帯の振動成分は
空圧式アクチュエータにより低い発熱量で抑制され、よ
り高い周波数成分を含む第２の周波数帯の振動成分は電
磁式アクチュエータで高い応答速度で抑制される。ま
た、高周波数の振動は通常は振幅が小さく、且つ断続的
に発生するため、電磁式アクチュエータの発熱量は少な
い。

【００１５】また、本発明による第２の防振装置は、処
理対象物が載置されるベース部材（１８）と、このベー
ス部材の所定の設置面（１）に対する所定方向（Ｘ方
向）への振動を抑制する制振手段と、を備えた防振装置
において、その制振手段は、オフセット成分を含む第１
の周波数帯の振動を抑制する第１のアクチュエータ（１
５）と、その第１の周波数帯より中心周波数が高い第２
の周波数帯の振動を抑制する第２のアクチュエータ（１
４）とを有し、そのベース部材（１８）のその所定方向
への変位を検出するセンサ（１７ＡＸ）と、このセンサ
の検出結果よりその第１の周波数帯の振動成分、及びそ
の第２の周波数帯の振動成分を抽出するフィルタ手段
（２５ａ，２５ｂ）と、このフィルタ手段から出力され
るその第１の周波数帯の振動成分に基づいてその第１の
アクチュエータを駆動すると共に、そのフィルタ手段
（２５ａ，２５ｂ）から出力されるその第２の周波数帯
の振動成分に基づいてその第２のアクチュエータを駆動
する制御手段（２６，２８）と、が設けられたものであ
る。

【００１６】斯かる本発明の第２の防振装置によれば、
その第１のアクチュエータとして例えば空圧式アクチュ
エータのような応答速度は低いが発熱量の大きいものを
使用し、その第２のアクチュエータとして例えば電磁式
アクチュエータのような発熱量は大きいが応答速度の高
いものを使用する。これによって、少なくとも１軸で低
周波数の振動は少ない発熱量で抑制され、高周波数の振
動は高い応答速度で抑制される。

【００１７】

【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、図面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台に本発明を適
用したものである。図１は、本例の投影露光装置の正面
図を示し、この図１において、設置面としての床１の上
に４個の台座１４Ａ，１４Ｂ，…（図１では１４Ａ，１
４Ｂのみが現れている、以下同様）が設置され、これら
４個の台座１４Ａ，１４Ｂ，…上にそれぞれ空圧式駆動
機構からなるアクチュエータ（以下、「空圧式アクチュ
エータ」という）１０Ａ〜１０Ｄ（図２参照）が設置さ
れ、これら空圧式アクチュエータ１０Ａ〜１０Ｄ上に投
影露光装置の定盤１８が設置されている。本例の空圧式
アクチュエータ１０Ａ〜１０Ｄはそれぞれ空気ばね（エ
アーダンパ）を兼用しており、その空気ばね中の空気の
圧力を調整することによって、オフセット的な変位から
周波数が１０Ｈｚ程度までの振動を抑制する機能を有す
る。ここで、後述のように本例では投影光学系５が使用
されているため、投影光学系５の光軸に平行にＺ軸を取
り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行にＸ軸を、
図１の紙面に垂直にＹ軸を取る。

【００１８】図２は、図１のＡＡ線に沿う断面図を示
し、この図２に示すように、空圧式アクチュエータ１０
Ａ〜１０Ｄは、それぞれ定盤１８の四角形の底面の４個
の頂点付近に配置されている。図４は、空圧式アクチュ
エータ１０Ａの拡大断面図を示し、この図４において、
円筒形のシリンダ６１の底部は図１の台座１４Ａ上に固
定される。シリンダ６１の上部に、ゴムダンパ６２が固
定部材６１Ａによって固定され、ゴムダンパ６２上に上
下方向に移動自在にピストン６０が取り付けられてい
る。ゴムダンパ６２とシリンダ６１の内面との間に形成
される密閉空間６３には、図１の空圧式アクチュエータ
駆動系２６から加圧空気が供給されており、この加圧空
気の圧力を調整することによりピストン６０が上下に駆
動される。ピストン６０の上部は図１の定盤１８の底面
に固定されており、ピストン６０の上下によりその部分
での定盤１８のＺ方向の低い周波数の振動が抑制され
る。

【００１９】図２に戻り、他の空圧式アクチュエータ１
０Ｂ〜１０Ｄも空圧式アクチュエータ１０Ａと同様の構
成であり、空圧式アクチュエータ１０Ａ〜１０Ｄには空
圧式アクチュエータ駆動系２６から圧力調整された空気
が専用配管（図１ではその内、配管２７Ａ，２７Ｂを示
す）を介してそれぞれ供給されている。また、図１にお
いて、台座１４Ａと定盤１８との間に空圧式アクチュエ
ータ１０Ａと並列に電磁式アクチュエータとしてのボイ
スコイルモータ（ＶＣＭ）方式のアクチュエータ（以
下、「ＶＣＭアクチュエータ」という）１１Ａが設置さ
れている。ＶＣＭアクチュエータ１１Ａは、台座１４Ａ
上に固定された固定子５０Ａと定盤１８の底面に固定さ
れた可動子５１Ａとより構成され、制御装置１１からの
指示に応じて、電磁式アクチュエータ駆動系２８を介し
て台座１４Ａから定盤１８の底面に対するＺ方向への付
勢力、又は定盤１８の底面から台座１４Ａに向かう吸引
力を発生する。他の空圧式アクチュエータ１０Ｂ〜１０
Ｄにおいても、空圧式アクチュエータ１０Ａと同様にそ
れぞれ並列にＶＣＭアクチュエータ１１Ｂ〜１１Ｄが設
置され、これらＶＣＭアクチュエータ１１Ｂ〜１１Ｄも
電磁式アクチュエータ駆動系２８を介して制御装置２５
により制御されている。本例のＶＣＭアクチュエータ１
１Ａ〜１１Ｄは１０Ｈｚ程度以上の周波数の振動を抑制
するために使用される。

【００２０】ＶＣＭアクチュエータ１１Ａ〜１１Ｄは同
一構成であるため、ＶＣＭアクチュエータ１１Ａの構成
につき説明する。図５は本例のＶＣＭアクチュエータ１
１Ａを示し、この図５において、固定子５０Ａは、Ｎ極
の軸５０Ａａの両側にＳ極の軸５０Ａｂ，５０Ａｃが形
成された発磁体よりなる。また、可動子５１Ａは、軸５
０Ａａに遊嵌する内筒５２、この内筒５２の外側に巻回
されたコイル５３、及びこのコイル５３を覆う外筒５４
より構成され、コイル５３に流れる電流を調整すること
により、固定子５０Ａと可動子５１Ａとの間に軸５０Ａ
ａに平行な方向（±Ｚ方向）への力が発生する。

【００２１】図２において、本例では空圧式アクチュエ
ータ１０Ａ〜１０Ｄ及びＶＣＭアクチュエータ１１Ａ〜
１１Ｄよりなる４組のアクチュエータで、定盤１８のＺ
方向への振動、Ｘ軸の周りの回転振動、及びＹ軸の周り
の回転振動よりなる３自由度の振動を抑制する。理論的
には、３組のアクチュエータで３自由度の振動を抑制で
きるが、定盤１８をより安定に支持するため４組のアク
チュエータを用いている。また、空圧式アクチュエータ
１０Ａ〜１０Ｄは低周波振動を抑制し、ＶＣＭアクチュ
エータ１１Ａ〜１１Ｄは高周波振動を抑制するために使
用されている。

【００２２】図１に戻り、定盤１８上にウエハステージ
８が固定され、ウエハステージ８上にウエハホルダ７を
介してウエハ６が吸着保持されている。定盤１８上でそ
のウエハステージ８を囲むように第１コラム１９が植設
され、第１コラム１９の上板の中央部に投影光学系５が
固定され、第１コラム１９の上板に投影光学系５を囲む
ように第２コラム２０が植設され、第２コラム２０の上
板の中央部にレチクルステージ４を介してレチクル３が
載置されている。ウエハステージ８は、３次元的にウエ
ハ６の位置決めを行うと共に、ウエハ６の回転、及びレ
ベリングを行う機能を有し、レチクルステージ４は、レ
チクル３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３の上方に照明光学系２
が配置され、照明光学系２からの露光用の照明光のもと
で、レチクル３のパターンの投影光学系５を介した像が
ウエハ６の各ショット領域に順次露光される。

【００２３】また、ウエハステージ８上の−Ｘ方向の端
部には移動鏡９ＭＸが固定されている。その移動鏡９Ｍ
Ｘに対向する位置には、移動鏡９ＭＸにレーザビームを
照射するレーザ干渉計９Ｘが設置されており、レーザ干
渉計９Ｘによりウエハステージ８のＸ座標が計測され
る。また、図２に示すように、ウエハステージ８上の＋
Ｙ方向の端部には移動鏡９ＭＹが固定されており、その
移動鏡９ＭＹに対向する位置にレーザ干渉計９Ｙが配置
され、レーザ干渉計９Ｙによりウエハステージ８のＹ座
標が計測される。レーザ干渉計９Ｘ，９Ｙの計測値は制
御装置２５に供給され、制御装置２５はそれらの計測値
に基づいて不図示の駆動機構を介してウエハステージ８
の動作を制御する。

【００２４】図２に示すように、第１コラム１９は４本
の脚部１９Ａ〜１９Ｄが定盤６上に植設されている。ま
た、定盤１８上のウエハステージ８の周囲の３箇所に定
盤１８の加速度を検出するための加速度センサ１７Ａ〜
１７Ｃが設置されている。加速度センサ１７Ａ〜１７Ｃ
からの各計測方向の加速度に対応した検出信号は、その
検出信号から高周波信号と低周波信号とを抽出するフィ
ルタ回路を含む制御装置２５に供給されている。この場
合、加速度センサ１７Ａは、Ｚ方向及びＸ方向の加速度
を検出し、加速度センサ１７Ｂ及び１７ＣはそれぞれＺ
方向、及びＹ方向の加速度を検出する。制御装置２５で
は、３つの加速度センサ１７Ａ〜１７ＣのＺ方向の加速
度より、定盤１８のＺ方向の加速度、Ｘ軸の周りの角加
速度、及びＹ軸の周りの角加速度を求め、２つの加速度
センサ１７Ｂ，１７ＣのＹ方向の加速度より定盤１８の
Ｙ方向の加速度、及びＺ軸の周りの角加速度を求める。
即ち、加速度センサ１７Ａ〜１７Ｃの検出信号より、定
盤１８のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向への加速度の他
に、ピッチング（ＸＺ平面内の回転）、ヨーイング（Ｙ
Ｚ平面内の回転）、及びＸＹ平面内での回転方向の加速
度（角加速度）が検出される。即ち、加速度センサ１７
Ａ〜１７Ｃによって、並進方向に３個で回転方向に３個
の６自由度を有する加速度が検出される。

【００２５】更に、定盤１８の−Ｘ方向の側面に可動軸
２１Ａが埋め込まれ、可動軸２１Ａと床１上に固定され
た支柱１６Ａとの間にＶＣＭアクチュエータ１２Ａが取
り付けられている。ＶＣＭアクチュエータ１２Ａは、Ｖ
ＣＭアクチュエータ１１Ａと同様に、支柱１６Ａに固定
された発磁体よりなる固定子５５Ａと、可動軸２１Ａに
取り付けられたコイルを含む可動子５６Ａとより構成さ
れ、制御装置２５から可動子５６Ａ内のコイルに流れる
電流を調整することにより、可動軸２１Ａに対して＋Ｙ
方向又は−Ｙ方向に力を与えることができる。また、可
動軸２１Ａと支柱１６Ａとの間にＶＣＭアクチュエータ
１２Ａと並列に、図４の空圧式アクチュエータ１０Ａと
同様の構成を有する空圧式アクチュエータ１３Ａが設置
されている。この空圧式アクチュエータ１３Ａには、空
圧式アクチュエータ駆動系２６から配管２７Ｃを通じて
加圧空気が供給されており、制御装置２５からの指令に
基づいて、空圧式アクチュエータ駆動系２６からの気体
の圧力を調整することにより、ＶＣＭアクチュエータ１
２Ａと同様に可動軸２１Ａに対して＋Ｙ方向又は−Ｙ方
向の力を与えることができる。この際に、空圧式アクチ
ュエータ１３Ａに−Ｙ方向への予圧を与えるために、可
動軸２１Ａと支柱１６Ｄとの間に対向面が同じ極性とな
った発磁体３１Ａ及び３１Ｂが取り付けられている。

【００２６】また、定盤１８の＋Ｘ方向の側面に埋め込
まれた可動軸２１Ｂと床１上に固定された支柱１６Ｂと
の間に、ＶＣＭアクチュエータ１２Ａと同一構成のＶＣ
Ｍアクチュエータ１２Ｂ、及び空圧式アクチュエータ１
３Ａと同一構成の空圧式アクチュエータ１３Ｂが並列に
取り付けられており、それぞれ制御装置２５からの指示
により電磁式アクチュエータ駆動系２８及び空圧式アク
チュエータ駆動系２６を介して可動軸２１Ｂに対して＋
Ｙ方向又は−Ｙ方向に力を与えることができるようにな
っている。なお、空圧式アクチュエータ１３Ｂには、空
圧式アクチュエータ駆動系２６から配管２７Ｄを通じて
加圧空気が供給されている。

【００２７】また、定盤１８の＋Ｘ方向の側面の中央部
と床１上に固定された支柱１６Ｃとの間に、ＶＣＭアク
チュエータ１２Ａと同一構成のＶＣＭアクチュエータ１
４、及び空圧式アクチュエータ１３Ａと同一構成の空圧
式アクチュエータ１５が並列に取り付けられている。こ
れらの２つのアクチュエータ１４，１５は、制御装置２
５からの指示により定盤１８に対して＋Ｘ方向、又は−
Ｘ方向に力を与えることができる。なお、空圧式アクチ
ュエータ１５には、空圧式アクチュエータ駆動系２６か
ら配管２７Ｅを通じて加圧空気が供給されている。ま
た、定盤１８の−Ｘ方向の側面と床１上に固定された支
柱１６Ｅとの間に、対向面が同じ極性の発磁体３２Ａ，
３２Ｂが固定され、発磁体３２Ａ，３２Ｂの反発力によ
って空圧式アクチュエータ１５に＋Ｘ方向への予圧がか
けられている。同様に、支柱１６Ｃと可動軸２１Ｂとの
間に固定された発磁体３３Ａ，３３Ｂによって、アクチ
ュエータ１３Ｂに−Ｙ方向への予圧がかけられている。

【００２８】この場合、本例では空圧式アクチュエータ
１５及びＶＣＭアクチュエータ１４によって定盤１８の
Ｘ方向の振動が抑制され、空圧式アクチュエータ１３Ａ
とＶＣＭアクチュエータ１２Ａとからなる第１のＹ軸の
アクチュエータによって定盤１８のＹ方向の振動が抑制
される。更に、空圧式アクチュエータ１３ＢとＶＣＭア
クチュエータ１２Ｂとからなる第２のＹ軸のアクチュエ
ータによって定盤１８のＺ軸の周りの回転方向の振動が
抑制される。また、空圧式アクチュエータ１３Ａ，１３
Ｂ，１５はオフセット成分から１０Ｈｚ程度までの低周
波振動を抑制し、ＶＣＭアクチュエータ１２Ａ，１２
Ｂ，１４は１０Ｈｚ程度以上の高周波振動を抑制する機
能を有する。これら３組のアクチュエータと、定盤１８
の底面の４組のアクチュエータによって、定盤１８の３
自由度の並進方向の振動、及び３自由度の回転方向の振
動よりなる６自由度の振動が抑制される。

【００２９】次に、それら６自由度の振動の内のＸ方向
の振動を抑制するための制御系の構成につき、図３を参
照して説明する。他の軸の振動も同様の制御系で制御さ
れる。図３は、定盤１８のＸ軸の振動を抑制するための
制御系を示し、この図３において、加速度センサ１７Ａ
はストレインゲージ又は圧電素子等からなるＸ軸の加速
度センサ１７ＡＸ、及びＺ軸の加速度センサ１７ＡＺを
含み、Ｘ軸の加速度センサ１７ＡＸから定盤１８のＸ方
向の加速度に対応する検出信号Ｉが出力される。検出信
号Ｉは、制御装置２５中のハイパスフィルタ回路（以
下、「ＨＰＦ」と略称する）２５ａ及びローパスフィル
タ回路（以下、「ＬＰＦ」と略称する）２５ｂに供給さ
れる。ＨＰＦ２５ａは周波数が１０Ｈｚ程度より高い信
号を抽出し、ＬＰＦ２５ｂは周波数が１０Ｈｚ程度より
低い信号を抽出する。ＨＰＦ２５ａからの高周波信号Ｉ
Ｈには、電磁式アクチュエータ駆動系２８中のフィード
バック回路２８ａで所定のゲインが与えられ、フィード
バック回路２８ａの出力信号がパワーアンプ２８ｂを介
して図２のＸ軸のＶＣＭアクチュエータ１４のコイルに
供給される。それと並行して、ＬＰＦ２５ｂからの低周
波信号ＩＬには、空圧式アクチュエータ駆動系２６中の
フィードバック回路２６ａで所定のゲインが与えられ、
フィードバック回路２６ａの出力信号がパワーアンプ２
６ｂを介して圧力制御部２６ｃを駆動する。この圧力制
御部２６ｃによって配管２７Ｅを介して図２のＸ軸の空
圧式アクチュエータ１５が駆動される。

【００３０】次に本例の防振装置の動作につき説明す
る。露光装置においては、前述のように、床１及び定盤
１８等の緩やかな傾斜、定盤１８の緩やかな横ゆれ、及
び露光装置の周辺に引き回された配線及び配管等の移動
に伴う定盤１８の回転等の低い周波数の振動成分と、ウ
エハステージ８等の高速な移動時に発生する高い周波数
の振動成分とがある。以下では、定盤１８のＸ方向への
振動を抑制する動作について説明する。本例では、図３
に示すように高い周波数の振動成分と低い周波数の振動
成分とを別々に抽出し、高い周波数の振動成分に対して
は、高い周波数の振動を高い応答速度で抑制するＶＣＭ
アクチュエータ１４を使用し、低い周波数の振動成分に
対しては、低い周波数の振動を低い発熱量で抑制できる
空圧式アクチュエータ１５を使用している。即ち、加速
度センサ１７Ａ中のＸ軸の加速度センサ１７ＡＸからの
検出信号は図３に示すように、ＨＰＦ２５ａ及びＬＰＦ
２５ｂに供給されている。

【００３１】図７（ａ）は、加速度センサ１７ＡＸの検
出信号Ｉを示し、横軸は時間ｔ、縦軸は検出信号Ｉを表
す。この図７（ａ）に示すように、検出信号Ｉは低周波
数帯の信号と高い周波数帯の信号とが合成された信号で
ある。これに対応して、図３のＨＰＦ２５ａでは図７
（ｂ）に示すように高周波信号ＩＨを抽出し、ＬＰＦ２
５ｂでは図７（ｃ）に示すように低周波信号ＩＬを抽出
する。

【００３２】高周波信号ＩＨ及び低周波信号ＩＬはそれ
ぞれ図３のフィードバック回路２８ａ及び２６ａに供給
され、フィードバック回路２６ａは低周波信号ＩＬが０
になるように空圧式アクチュエータ１５を駆動する。並
行して、フィードバック回路２８ａは高周波信号ＩＨが
０になるようにＶＣＭアクチュエータ１４を駆動する。
これによって、定盤１８のＸ方向の高周波振動成分は高
い応答速度で抑制され、低周波振動成分はオフセット成
分も含めて低い発熱量で抑制される。また、高周波振動
成分は振幅が小さく、且つ断続的であるため、ＶＣＭア
クチュエータ１４の発熱量は少ない。それ以外の５自由
度の振動も同様に抑制される。従って、定盤１８（露光
装置）の６自由度の振動を止めることができる。

【００３３】なお、電磁式アクチュエータとしてＶＣＭ
アクチュエータの代わりに、リニアモータ方式のアクチ
ュエータを使用してもよい。また、空圧式アクチュエー
タの代わりに、図６に示すような磁石と機械的な駆動機
構とを組み合わせたアクチュエータを使用することもで
きる。この図６において、上下にそれぞれＳ極及びＮ極
を有する平板状の磁石７０Ａは、例えば空圧式アクチュ
エータ１０Ａの代わりに用いる場合には、定盤１８側に
固定される。磁石７０Ａの下部には上部にＮ極、下部に
Ｓ極を有する平板状の磁石７０Ｂが、磁石７０Ａに平行
な状態で配置されている。磁石７０Ａ，７０Ｂは対向す
る面側が共にＮ極となっており、両磁石７０Ａ，７０Ｂ
間には常に反発力が作用している。磁石７０Ｂの底部に
は雌ねじ部７１Ａが固定されており、雌ねじ部７１Ａが
螺合する雄ねじ７１Ｂは回転モータ７２によって回転自
在に支持されている。回転モータ７２の回転により、送
りねじ方式により磁石７０Ｂが上下に移動し、それに伴
って磁石７０Ａ（図１の定盤１８）が上下に駆動され
る。図６のアクチュエータは、低周波数の振動を低い発
熱量で抑制できるアクチュエータとして使用できる。こ
の場合、回転モータ７２と定盤１８とは直接繋がってい
ないため、床１からの振動や回転モータ７２の振動が定
盤１８に直接伝達されないという特徴がある。

【００３４】また、ＶＣＭアクチュエータ１２Ａ等から
の発熱を更に低減させるために、ＶＣＭアクチュエータ
１２Ａ等の周囲を覆い、温調した空気等の流体により発
生熱を除去するような構成にしてもよい。また、上述の
実施の形態ではセンサとして加速度センサ１７Ａ〜１７
Ｃが使用されているが、その代わりに変位センサや速度
センサ等を使用してもよい。

【００３５】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、本例のように空
圧式アクチュエータ及び電磁式アクチュエータが備えら
れている防振装置は有効である。

【００３６】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。

【００３７】

【発明の効果】本発明の第１の防振装置によれば、オフ
セット成分を含む第１の周波数帯及びこれより高い第２
の周波数帯のそれぞれの振動を抑制する第１及び第２の
アクチュエータを備えている。従って、第１のアクチュ
エータとして応答周波数が低いが発熱量の小さいものを
使用し、第２のアクチュエータとして発熱量が多いが応
答速度の高いものを使用することで、高周波振動は高い
応答速度で抑制でき、オフセット成分と見なせるような
変位や傾きは少ない発熱量で抑制できる利点がある。ま
た、第１及び第２のアクチュエータはそれぞれ６軸の制
振手段であるため、処理対象物の並進方向に３自由度で
回転方向に３自由度の合計６自由度の振動を抑制でき
る。例えば露光装置においては、露光装置本体を搭載す
る定盤や設置面の傾斜の制御に伴う低周波数帯の振動や
ステージ装置の移動に伴う高周波数帯の振動が混在して
おり、このような装置が処理対象物となる場合に本発明
は有効である。

【００３８】また、ベース部材の６自由度の変位を検出
するセンサと、このセンサの検出結果に基づいて６軸の
制振手段の動作を制御する制御手段と、を備える場合に
は、そのセンサによりそのベース部材の６自由度の変位
を検出し、この検出結果をフィードバックしてその第１
及び第２のアクチュエータを制御することで、ベース部
材上の処理対象物の６自由度の振動をより高精度に抑制
できる。

【００３９】また、第１のアクチュエータが空圧式アク
チュエータであり、第２のアクチュエータが電磁式アク
チュエータであると共に、その制御手段は、そのセンサ
の検出結果より第１の周波数帯の振動成分、及び第２の
周波数帯の振動成分を抽出するフィルタ手段と、このフ
ィルタ手段から出力される第１の周波数帯の振動成分に
基づいてその第１のアクチュエータを駆動する第１の駆
動手段と、そのフィルタ手段から出力される第２の周波
数帯の振動成分に基づいてその第２のアクチュエータを
駆動する第２の駆動手段と、を有する場合には、空圧式
アクチュエータは応答周波数は低いが発熱量が小さく、
電磁式アクチュエータは発熱量が大きいが応答周波数は
高いため、高い周波数の振動は高い応答速度で抑制さ
れ、低い周波数の振動は小さい発熱量で抑制される。従
って、露光装置の防振台に適用した場合には、露光装置
のレーザ干渉計の光路の揺らぎに対する熱的影響が改善
される利点がある。

【００４０】また、本発明の第２の防振装置によれば、
少なくとも１軸の振動に対してセンサの検出結果に基づ
いてフィルタ手段により第１及び第２の周波数帯の振動
成分を抽出し、それぞれの振動成分を第１及び第２のア
クチュエータを駆動して個別に抑制している。従って、
例えば第１のアクチュエータとして応答周波数が低いが
発熱量が小さいものを使用し、第２のアクチュエータと
して発熱量が多いが応答周波数の高いものを使用するこ
とで、少なくとも１軸の振動に対して高周波振動は高い
応答速度で抑制でき、低周波振動が少ない発熱量で抑制
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の防振装置の実施の形態の一例が適用さ
れた投影露光装置を示す概略構成図である。

【図２】図１のＡＡ線に沿う断面図である。

【図３】図２中のＸ軸の空圧式アクチュエータ１５及び
ＶＣＭアクチュエータ１４の駆動系を示す構成図であ
る。

【図４】図１の空圧式アクチュエータ１０Ａの概略構成
を示す拡大断面図である。

【図５】図１のＶＣＭアクチュエータ１１Ａの概略構成
を示す拡大断面図である。

【図６】図４の空圧式アクチュエータの代わりに使用で
きるアクチュエータを示す断面図である。

【図７】（ａ）は本発明の実施の形態の一例で加速度セ
ンサによって検出される検出信号Ｉを示す波形図、
（ｂ）はその検出信号Ｉ中の高周波信号ＩＨを示す波形
図、（ｃ）はその検出信号Ｉ中の低周波信号ＩＬを示す
波形図である。

【符号の説明】

１床２照明光学系３レチクル４レチクルステージ５投影光学系６ウエハ８ウエハステージ９Ｘ，９Ｙレーザ干渉計１０Ａ〜１０Ｄ空圧式アクチュエータ（Ｚ方向用）１１Ａ〜１１ＤＶＣＭアクチュエータ（Ｚ方向用）１２Ａ，１２ＢＶＣＭアクチュエータ（Ｙ方向用）１３Ａ，１３Ｂ空圧式アクチュエータ（Ｙ方向用）１４ＶＣＭアクチュエータ（Ｘ方向用）１５空圧式アクチュエータ（Ｘ方向用）１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ加速度センサ１８定盤２５制御装置２６空圧式アクチュエータ駆動系２８電磁式アクチュエータ駆動系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理対象物が載置されるベース部材と、該ベース部材の所定の設置面に対する６自由度の振動を
抑制する６軸の制振手段と、を備え、該６軸の制振手段はそれぞれ、オフセット成分を含む第
１の周波数帯の振動を抑制する第１のアクチュエータ
と、前記第１の周波数帯より中心周波数が高い第２の周
波数帯の振動を抑制する第２のアクチュエータとを有す
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、前記ベース部材の６自由度の変位を検出するセンサと、該センサの検出結果に基づいて前記６軸の制振手段の動
作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする防
振装置。
【請求項３】請求項２記載の防振装置であって、前記第１のアクチュエータは、空圧式アクチュエータで
あり、前記第２のアクチュエータは電磁式アクチュエー
タであると共に、前記制御手段は、前記センサの検出結果より前記第１の
周波数帯の振動成分、及び前記第２の周波数帯の振動成
分を抽出するフィルタ手段と、該フィルタ手段から出力される前記第１の周波数帯の振
動成分に基づいて前記第１のアクチュエータを駆動する
第１の駆動手段と、前記フィルタ手段から出力される前記第２の周波数帯の
振動成分に基づいて前記第２のアクチュエータを駆動す
る第２の駆動手段と、を有することを特徴とする防振装
置。
【請求項４】処理対象物が載置されるベース部材と、
該ベース部材の所定の設置面に対する所定方向への振動
を抑制する制振手段と、を備えた防振装置において、前記制振手段は、オフセット成分を含む第１の周波数帯
の振動を抑制する第１のアクチュエータと、前記第１の
周波数帯より中心周波数が高い第２の周波数帯の振動を
抑制する第２のアクチュエータとを有し、前記ベース部材の前記所定方向への変位を検出するセン
サと、該センサの検出結果より前記第１の周波数帯の振動成
分、及び前記第２の周波数帯の振動成分を抽出するフィ
ルタ手段と、該フィルタ手段から出力される前記第１の周波数帯の振
動成分に基づいて前記第１のアクチュエータを駆動する
と共に、前記フィルタ手段から出力される前記第２の周
波数帯の振動成分に基づいて前記第２のアクチュエータ
を駆動する制御手段と、が設けられたことを特徴とする
防振装置。