(57)【要約】【課題】  防振装置の制御を一旦停止した後で再開させるリセット処理を行う場合であっても構造物を安定して支持することができる防振装置の制御方法等を提供する。【解決手段】  防振台３５は、内部に空気が供給されて可動部材４７を介して構造物としての第１コラム３６を支持するエアダンパ４５と、供給される電流により推力を発生して第１コラム３６を支持するボイスコイルモータ５０とを備えている。エアダンパ４５内の空気を一旦抜き去った後で再び第１コラム３６を支持する際に、エアダンパ４５に空気を供給するとともに、ボイスコイルモータ５０から推力を発生させてエアダンパ４５に剛性を付与しつつ第１コラム３６を目標位置に位置決めする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に気体が供給され、構造物を支持する気体ダンパを備える防振装置の制御方法であって、
前記気体ダンパの内部に前記気体を供給するとともに、前記構造物を支持する支持方向において前記気体ダンパに剛性を付与しつつ前記構造物を目標位置に位置決めすることを特徴とする防振装置の制御方法。
【請求項２】
前記構造物が前記目標位置を超えるまでは前記目標位置に向かうような剛性を付与し、前記構造物が前記目標位置を超えた際は前記目標位置に戻るような剛性を付与することを特徴とする請求項１記載の防振装置の制御方法。
【請求項３】
前記構造物の位置と前記目標位置との差に応じて前記剛性を付与することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の防振装置の制御方法。
【請求項４】
前記剛性の付与は前記気体ダンパとは異なるアクチュエータにより行われることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の防振装置の制御方法。
【請求項５】
前記剛性の付与は前記気体ダンパの内部の気体の量の制御により行われることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の防振装置の制御方法。
【請求項６】
前記構造物が前記目標位置に位置決めされた後に、前記付与した剛性を取り除くことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の防振装置の制御方法。
【請求項７】
防振装置により防振されたシステムにより基板にパターンを露光する露光方法において、
前記防振装置の制御方法として請求項１から請求項６の何れか一項に記載の防振装置の制御方法を用いることを特徴とする露光方法。
【請求項８】
前記システムは、前記パターンが形成されたマスクを保持するマスクステージと、前記パターンを前記基板に投影する投影光学系と、前記基板を保持する基板ステージとの少なくとも１つ含んでいることを特徴とする請求項７記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持する構造物の振動を抑制するために用いられる防振装置の制御方法、及び当該方法を用いて制御される防振装置で防振されたシステムにより所定のパターンを基板に露光する露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子、撮像装置（ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等）、薄膜磁気ヘッド等の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基板としてのフォトレジストが塗布されたウェハ（又はガラスプレート等）上に転写露光するために、露光装置が使用されている。露光装置としては、ステッパー等の一括露光型（静止露光型）の投影露光装置、又は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）等が使用されている。
【０００３】
上記の露光装置において、レチクルを保持するレチクルステージとウェハを保持するウェハステージとの位置決め精度及び重ね合わせ精度等の露光精度を向上させるためには、振動の影響を極力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、床は恒常的にあ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、従来から露光装置と床（設置面）との間には防振装置が設けられている。
【０００４】
従来の防振装置としては、内部の圧力がほぼ一定に維持されるように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、このエアダンパと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電磁アクチュエータ（電磁ダンパ）とを組み合わせた能動型の防振装置も使用される機会が増大している。更に、防振性能の向上を図るために、上記の電磁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、ステージに設けた運動センサの検出結果を用いてエアダンパの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。この防振装置の詳細については、例えば以下の特許文献１を参照されたい。
【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】
ところで、近年においては、上述した各種デバイス（特に、半導体素子）のパターンが一層微細化しており、これに伴って必要な露光精度も高くなっている。これにより、露光装置においては、振動の影響を今まで以上に抑制する必要がある。防振装置の剛性を高めると床の振動が露光装置に伝わりやすくなるため、振動の影響を効果的に抑制する観点から、防振装置は剛性が低くされる傾向がある。
【０００６】
防振装置を低剛性にしても、防振装置が露光装置を所定の高さ位置に支持している定常状態であれば、露光装置は防振装置により安定して支持され、且つ床の振動の影響は防振装置により効果的に抑制される。しかしながら、露光装置の立ち上げ時には防振装置の制御を開始して露光装置を浮上させて所定の高さ位置に支持するリセット処理が行われる。また、定期又は不定期のメンテナンス時には防振装置の制御を一旦停止した後で再度防振装置の制御を開始して露光装置を浮上させて所定の高さ位置に支持するリセット処理が行われる。上記のリセット処理を行っている間は防振装置が低剛性であるために防振装置に支持されている露光装置に倒れ又は揺れが生じてしまい不安定な状態になるという問題があった。露光装置はナノオーダの精度が求められる各種の計測装置、高い結像性能が求められる投影光学系等を備えているため、装置性能を維持する観点からは露光装置が不安定な状態に置かれるのを極力防止する必要がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、防振装置のリセット処理を行う場合であっても構造物を安定して支持することができる防振装置の制御方法、及び当該方法を用いて制御される防振装置で防振されたシステムにより所定のパターンを基板に露光する露光方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
上記課題を解決するために、本発明の防振装置の制御方法は、内部に気体が供給され、構造物（３６）を支持する気体ダンパ（４５）を備える防振装置（２９、３５、４０、５１、５２）の制御方法であって、前記気体ダンパの内部に前記気体を供給するとともに、前記構造物を支持する支持方向（Ｚ方向）において前記気体ダンパに剛性を付与しつつ前記構造物を目標位置に位置決めすることを特徴としている。
この発明によると、構造物は支持方向に剛性が付与された気体ダンパにより支持され、目標位置に位置決めされる。
ここで、前記構造物が前記目標位置を超えるまでは前記目標位置に向かうような剛性を付与し、前記構造物が前記目標位置を超えた際は前記目標位置に戻るような剛性を付与することが望ましい。
また、前記構造物の位置と前記目標位置との差に応じて前記剛性を付与することが望ましい。
更に、前記構造物が前記目標位置に位置決めされた後に、前記付与した剛性を取り除くことが好ましい。
本発明の露光方法は、防振装置（２９、３５、４０、５１、５２）により防振されたシステムにより基板（Ｗ）にパターンを露光する露光方法において、前記防振装置の制御方法として上記の防振装置の制御方法を用いることを特徴としている。
この発明によると、リセット処理時においては、構造物が支持方向に剛性が付与された気体ダンパにより支持されて目標位置に位置決めされる。また、構造物が目標位置に位置決めされた後は付与された剛性が取り除かれて気体ダンパにより支持される。
尚、本発明を分かりやすく説明するために、一実施例を表す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものでないことはいうまでもない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、気体ダンパに剛性を付与してリセット処理を行っているため、リセット処理を行う場合であっても構造物を安定して支持することができる。このため、仮に気体ダンパが０に近い剛性又は負の剛性を有していてもリセット時に構造物を安定して支持することができる。
また、構造物が目標位置に位置決めされた後は付与された剛性が取り除かれて低剛性の気体ダンパにより支持されるため、除振性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による防振装置の制御方法及び露光方法について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による防振装置の制御方法及び露光方法が用いられる露光装置を構成する各機能ユニットのブロック図である。図１に示す露光装置ＥＸは、図１中の投影光学系ＰＬに対してマスクとしてのレチクルＲと基板としてのウェハＷとを相対的に移動させつつ、レチクルＲに形成されたパターンをウェハＷに逐次転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光装置である。この図１において、露光装置ＥＸを収納するチャンバーの図示は省略している。
【００１１】
尚、以下の説明においては、必要であれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１に示すＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウェハＷの移動面に平行な面に含まれるよう設定され、Ｚ軸が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに沿う方向に設定されている。また、本実施形態ではレチクルＲ及びウェハＷを同期移動させる方向（走査方向）をＹ方向に設定している。
【００１２】
図１に示す露光装置ＥＸは、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を備えている。このレーザ光源１としては、上記のエキシマレーザ以外に、Ｆ２レーザ光源（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ光源（波長１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ光源（波長１２６ｎｍ）等の紫外レーザ光源、ＹＡＧレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザ等）の高調波発生装置、又は水銀ランプ（ｉ線等）等も使用することができる。
【００１３】
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ＩＬＳが構成されている。
【００１４】
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ＩＬ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がβである投影光学系ＰＬを介して基板としてのフォトレジストが塗布されたウェハ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又は１／５等、像側開口数ＮＡは０．７、視野直径は２７〜３０ｍｍ程度である。投影光学系ＰＬは屈折系であるが、その他に反射屈折系等も使用できる。レチクルＲ及びウェハ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。尚、照明光ＩＬが照射されるレチクルＲ上の照明領域は、非走査方向であるＸ軸に沿った方向に細長い形状である。
【００１５】
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マスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ上に保持されている。レチクルステージＲＳＴの移動座標位置（Ｘ方向及びＹ方向の位置、並びに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９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及び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。尚、移動鏡９、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１６に供給され、ステージ制御ユニット１６はその計測情報及び露光装置ＥＸの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。
【００１６】
投影光学系ＰＬの像面側に配置されるウェハＷは、不図示のウェハホルダを介して基板ステージとしてのウェハステージＷＳＴ上に保持され、ウェハステージ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ェハベース上に載置されている。また、ウェハステージＷＳＴの移動座標位置（Ｘ方向及びＹ方向の位置、並びに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１２と、ウェハステージＷＳＴに固定された移動鏡１３と、これに対向して配置されたレーザ干渉計システム１４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１５によって行われる。
【００１７】
尚、移動鏡１３及びレーザ干渉計システム１４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。また、レーザ干渉計システム１４は、実際には更にＸ軸及びＹ軸の周りの回転角計測用の２軸のレーザ干渉計も備えている。レーザ干渉計システム１４の計測情報はステージ制御ユニット１６に供給され、ステージ制御ユニット１６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１５の動作を制御する。
【００１８】
また、ウェハステージＷＳＴには、ウェハ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、ウェハ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１７ａ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の情報を検出して、ステージ制御ユニット１６に供給する受光光学系１７ｂ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（１７ａ，１７ｂ）が配置されている。ステージ制御ユニット１６は、そのスリット像の構ずれ量の情報を用いてそれら複数の計測点における投影光学系ＰＬの像面からのデフォーカス量を算出し、走査露光時にはこれらのデフォーカス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ェハステージＷＳＴ内のＺレベリング機構を駆動する。尚、斜入射方式の多点オートフォーカスセンサの詳細な構成については、例えば特開平１−２５３６０３号公報に開示されている。
【００１９】
また、ステージ制御ユニット１６は、レーザ干渉計システム１０による計測情報に基づいて駆動系１１を最適に制御するレチクル側のコントロール回路と、レーザ干渉計システム１４による計測情報に基づいて駆動系１５を最適に制御するウェハ側のコントロール回路とを含み、走査露光時にレチクルＲとウェハＷとを同期走査するときは、その両方のコントロール回路が各駆動系１１，１５を協調制御する。また、主制御系２０は、ステージ制御ユニット１６内の各コントロール回路と相互にコマンド及びパラメータをやり取りして、オペレータが指定したプログラムに従って最適な露光処理を実行する。そのために、オペレータと主制御系２０とのインターフェイスをなす不図示の操作パネルユニット（入カデバイスと表示デバイスとを含む）が設けられている。
【００２０】
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１８が設けられる。このレーザ制御ユニット１８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１９は、ビームスプリッタ３で分割された一部の照明光ＩＬを受光する光電検出器２１（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１８及び主制御系２０に送る。
【００２１】
また、レチクルＲのパターンをウェハＷ上の各ショット領域に転写するには、露光動作を開始する前に予めレチクルＲとウェハＷとのアライメント（位置合わせ）を行っておく必要がある。そこで、図１の露光装置ＥＸ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）２２と、ウェハ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２３とを備えている。
【００２２】
以上の構成の露光装置ＥＸにおいて露光動作が開始されると、まず上記のアライメント系２２，２３を用いたレチクルＲとウェハＷとのアライメントが行われる。次いで、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を介した像をウェハ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とウェハステージ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、ウェハステージＷＳＴを介してウェハ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・スキャン方式でウェハ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。
【００２３】
次に、例えば半導体デバイスの製造工場内における上記の露光装置ＥＸの設置状態の一例を説明する。図２は、露光装置ＥＸを床上に設置した状態を示す一部切り欠き図である。図２において、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、露光装置ＥＸ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が設置されており、このペデスタル３２上に露光装置ＥＸ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。
【００２４】
ベースプレート３３上に３箇所又は４箇所の能動型の防振台３５を介して第１コラム３６（構造物）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、詳細は後述するが、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圧力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る。この場合、エアダンパによって比較的低周波数域の除振が行われ、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。また、防振台３５は、除振性能を向上させるために低剛性のものが用いられている。尚、防振台３５を低剛性とする構成の詳細については後述する。
【００２５】
上記の加速度センサ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、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することができる。また上記の位置センサ（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することができる。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づける、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。他の位置センサとしては、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、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を使用することができる。尚、加速度センサの代わりに速度センサを用いることも可能である。
【００２６】
また、第１コラム３６の上部にはレチクルベース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ＩＬＳが収納された照明系サブチャンバ３９が固定されている。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上に設置されており、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ＩＬＳに導かれる。また、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴは、レチクルベース３７上に載置されている。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、ベースプレート３３の上面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、及び照明光学系ＩＬＳを保持している。尚、照明光学系ＩＬＳの一部はコラム構造体ＣＬから分離して配置しても良い。
【００２７】
上記の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、及びＺ方向の加速度、並びにＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の周りの回転加速度［ｒａｄ／ｓ２］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、及びＺ方向の位置、並びにＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の周りの回転角が計測される。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、且つコラム構造体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。また、コラム構造体ＣＬを浮上させて所定の高さ位置（目標位置）に支持する時に、エアダンパ内の圧力又は電磁ダンパの推力を制御してエアダンパにＺ方向の剛性を付与している。尚、この制御の詳細については後述する。
【００２８】
また、ペデスタル３２上のベースプレート３３上に設けられた複数の支持部材（不図示）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を介してウェハベース４２が支持されている。ウェハベース４２上にはウェハＷを保持するウェハステージＷＳＴが移動自在に載置されている。防振台４１は、防振台３５と同様の構成の小型のエアダンパ及び電磁ダンパを備えており、防振台４１がベースプレート３３の上面にウェハステージＷＳＴ（基板ステージ）を支持している。防振台４１は、ウェハベース４２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ェハベース４２及びウェハステージＷＳＴの振動を抑制する。
【００２９】
上記の防振台３５，４１及びこれらの制御系（後述）がそれぞれ防振装置をなしている。これらの防振装置は、それぞれ能動型振動分離システムであるＡＶＩＳ（Active Vibration Isolation System）とも呼ぶことかできる。尚、図２に示す構成では、防振台３５がコラム構造体ＣＬを介してレチクルステージＲＳＴ及び投影光学系ＰＬを支持しているのに対し、防振台４１はウェハベース４２を介してウェハステージＷＳＴのみを支持している。また、走査露光時のレチクルステージＲＳＴの走査速度はウェハステージ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。このため、コラム構造体ＣＬの方がウェハベース４２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、例えば、防振台４１よりも防振台３５の剛性を低く設定し、又は防振台４１に設けられたエアダンパについてはウェハベース４２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。
【００３０】
尚、図２に示す構成以外に、例えば投影光学系ＰＬを保持する第１コラム３６の底面にウェハベース４２及びウェハステージＷＳＴを吊り下げる構成にしてもよい。かかる構成の場合には、複数の防振台３５によってレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウェハステージＷＳＴが全て支持される。また、投影光学系ＰＬ及びウェハステージＷＳＴを支持するコラムと、レチクルステージＲＳＴを支持するコラムとを分離して、これらをそれぞれ防振台３５と同様の防振台を介して支持する構成にしてもよい。更に、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウェハステージＷＳＴを互いに独立に防振台３５と同様の防振台を介して支持する構成にしてもよい。
【００３１】
以上説明した通り、図２の能動型の防振台３５，４１は、ほぼ同様の構成にすることができる。以下では代表的に防振台３５及びその制御系の構成について説明する。尚、以下の説明では、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、更にはＸ軸、Ｙ軸、及び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することができる。
【００３２】
図３は、図２中の１箇所の防振台３５及びその制御系を示す一部切り欠き図である。図３において、ペデスタル３２上のベースプレート３３上に、Ｚ軸にほぼ垂直な平板状のマウント部４３ａと、このマウント部４３ａをベースプレート３３上に所定間隔を開けて支持する脚部４３ｂとからなる第１フレーム４３が固定されている。この第１フレーム４３のマウント部４３ａの上面には、底面が閉じたほぼ円筒状の収納部材４４が載置されており、この収納部材４４中に気体ダンパとしてのエアダンパ４５が収納されている。また、エアダンパ４５の上部には、ほぼ円柱状の可動部材４７がＺ方向に変位できるように載置されており、可動部材４７の上部は第１コラム３６（構造物）の底面に固定されている。この構成において、収納部材４４と可動部材４７とが、エアダンパ４５の保持機構に対応している。そして、エアダンパ４５内の気体の圧力により、可動部材４７及び第１コラム３６がマウント部４３ａに対してＺ方向（第１コラム３６を支持する支持方向）に変位できるように支持されている。尚、収納部材４４とエアダンパ４５とを一体的に気体ダンパとみなすことも可能であり、可動部材４７を第１コラム３６と一体化することも可能である。
【００３３】
エアダンパ４５は、ゴム等からなる可撓性を有する中空の袋（又はゴム等からなる中空のダイアフラム）内に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４５には、収納部材４４の側面の開口（不図示）を通して、空気の流量を制御できるサーボバルブ５６が装着された可撓性を有する配管５５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５４が連結されている。空気源５４、配管５５の一部、及びサーボバルブ５６を含んで気体供給装置５２が構成されている。空気源５４には外部からの空気を取り込むための吸気管５３が備えられており、空気源５４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るエアボンベとを組み合わせた装置等が使用できる。また、エアダンパ４５の側面には、収納部材４４の側面の開口（不図示）を通る中空のパイプを介してエアダンパ４５内の空気の圧力を計測するための圧カセンサ２８が設けられており、圧カセンサ２８の計測値（圧力情報に対応する信号）が防振台制御系５１に供給されている。圧カセンサ２８としては、薄い金属のダイアフラムに歪みゲージを固定したセンサ、又は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、可動部材４７をＸ方向に挟むようにＺ方向に伸びた平板状の一対の連結部材４８ａ，４８ｂが固定されており、これら連結部材４８ａ，４８ｂの下端部にＺ軸にほぼ垂直な平板状の連動部材４９が固定されている。以上の可動部材４７、連結部材４８ａ，４８ｂ、及び連動部材４９から第２フレーム４６が構成されている。図４は、図３の可動部材４７側から第１フレーム４３を見た平面図である。図４に示す通り、第１フレーム４３の上部（図３のマウント部４３ａ）に２箇所の開口４３ｃ，４３ｄが形成されており、これらの開口４３ｃ，４３ｄ内にそれぞれ連結部材４８ａ，４８ｂが挿通されている。この構成によって、第２フレーム４６の連動部材４９は、第１フレーム４３とベースプレート３３とで囲まれた空間内に、第１フレーム４３に接触しない状態でＺ方向に変位自在に支持されている。
【００３５】
図３に戻り、第２フレーム４６は第１コラム３６と連動してＺ方向に変位する。そして、第２フレーム４６とベースプレート３３との間に、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、ベースプレート３３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２フレーム４６の連動部材４９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。このように防振台３５は、第１フレーム４３、収納部材４４、エアダンパ４５、第２フレーム４６、及びボイスコイルモータ５０を含んで構成されている。
【００３６】
以上の構成の防振台３５は、エアダンパ４５とボイスコイルモータ５０とがＺ方向（第１コラム３６の変位方向）に直列に配置されているため小型化することができる。また、エアダンパ４５による力（圧力）及びボイスコイルモータ５０による推力は、ほぼＺ軸に平行な同―直線上で作用するため、エアダンパ４５とボイスコイルモータ５０とを同時に作用させても第１コラム３６にモーメント等の不要なカが作用することはない。また、エアダンパ４５（気体ダンパ）及びボイスコイルモータ５０（電磁ダンパ）は、ベースプレート３３から第１コラム３６に対して実質的に並列に力を付与する。従って、第１コラム３６の重量の大部分をエアダンパ４５によって支持し、ボイスコイルモータ５０のＺ方向の推力は、主に第１コラム３６のＺ方向への高周波数域の振動を抑制するために用いることができるため、第１コラム３６（構造物）にかかる重量が大きい場合にも広い周波数域で振動を抑制できる。
【００３７】
また、前述した通り、第１コラム３６には加速度センサ４０が固定されており、この加速度センサ４０によって一例として第１コラム３６のＺ方向への加速度の情報が計測されている。この加速度センサ４０に加えて、第１コラム３６と一体的に変位する連結部材４８ａに位置センサ２９が固定されており、この位置センサ２９によって第１フレーム４３及びベースプレート３３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。尚、図示は省略しているが、１つの防振台３５に対して位置センサ２９は複数箇所に設けられており、これにより第１コラム３６のＺ方向の位置のみならず、Ｘ方向及びＹ方向の位置、並びにＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの回転量を求めることができる。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２９は渦電流変位センサである。
【００３８】
これら加速度センサ４０及び位置センサ２９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５１に供給されている。防振台３５、加速度センサ４０、位置センサ２９、気体供給装置５２、及び防振台制御系５１を含む構成が防振装置をなしている。防振台制御系５１は、圧カセンサ２８、加速度センサ４０、及び位置センサ２９の計測値に基づいて、気体供給装置５２内のサーボバルブ５６内を通過する空気の流量を制御して、エアダンパ４５内の空気の圧力を制御する。この動作と並行して防振台制御系５１は、加速度センサ４０及び位置センサ２９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。
【００３９】
次に、図３の防振台制御系５１によってエアダンパ４５内の圧力を制御する制御方法について説明する。まず、被制御対象であるエアダンパ４５の力学モデルについて説明する。図５は、防振台３５内に設けられたエアダンパ４５の力学モデルを示す図である。図５において、設置面Ｌ１は図３のベースプレート３３の上面に対応しており、構造物ＳＴ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ＳＴ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、照明系サブチヤンバ３９、照明光学系ＩＬＳ、及び投影光学系ＰＬ等も含まれる。
【００４０】
ここで、構造物ＳＴ中でエアダンパ４５によって支持される部分の質量をＭ、エアダンパ４５の粘性摩擦係数をＤ、ばね定数をｋとする。質量Ｍは構造物ＳＴの加速度に応じた抵抗力（慣性）の係数であり、粘性摩擦係数Ｄは構造物ＳＴの速度に応じた低抗力の係数であり、ばね定数ｋは構造物ＳＴの位置（即ち、エアダンパ４５の高さ）に応じた抵抗力の係数であるとみなすことができる。換言すると、ばね定数ｋはエアダンパ４５の剛性にも対応している。本実施形態では、エアダンパ４５のばね定数ｋを小さくすることで防振台３５を低剛性にしている。
【００４１】
エアダンパ４５のばね定数ｋは、主に次の３つの剛性ｋａ，ｋｆ，ｋｍの和で表すことができる。
剛性ｋａ：エアダンパ４５内の気体である空気の圧縮性による剛性
剛性ｋｆ：エアダンパ４５を構成するゴム等の材料の剛性
剛性ｋｍ：エアダンパ４５の保持機構の構造に依存する剛性
以下、これらの剛性ｋａ，ｋｆ、ｋｍの各々について説明する。
【００４２】
（Ａ）エアダンパ４５内の気体である空気の圧縮性による剛性ｋａ
図３の可動部材４７のエアダンパ４５からの有効受圧面積をＡ、エアダンパ４５内の空気の圧力（絶対圧）をＰ、エアダンパ４５の容積をＶ、空気の剛性の係数（ポリトロープ指数）をｎとすると、剛性ｋａは以下の（１）式で表される。
ｋａ＝（ｎ・Ａ２・Ｐ）／Ｖ    ……（１）
ここで、エアダンパ４５の高さ（収納部材４４と可動部材４７との間隔）をＨとすると、（Ｖ＝Ａ・Ｈ）であるため、上記（１）式は以下の（２）式に変形することができる。
ｋａ＝（ｎ・Ａ・Ｐ）／Ｈ    ……（２）
【００４３】
尚、高さＨは構造物の支持方向のエアダンパ４５（気体ダンパ）の位置に対応しており、位置センサ２９で計測される連結部材４８ａ（第１コラム３６）のＺ方向の相対的な位置（変位）に、その計測される相対的な位置が０のときのエアダンパ４５の高さ（目標位置：これは予め計測されて防振台制御系５１内の記憶部に記憶されている）を加算することで求められる。上記（２）式を変形して書き換えるとエアダンパ４５内の空気の圧力Ｐは以下の（３）式で表される。
Ｐ＝（ｋａ・Ｈ）／（ｎ・Ａ）    ……（３）
【００４４】
従って、第１コラム３６を前述した目標位置で支持する場合には、従来よりも小さい剛性ｋａの値、及び位置センサ２９の計測値から求められるエアダンパ４５の高さＨをそれぞれ上記（３）式に代入して圧力Ｐを計算し、この圧力Ｐがエアダンパ４５内の圧力となるように防振台制御系５１がサーボバルブ５６の流量を制御すれば剛性ｋａが小さくなる。その結果として、エアダンパ４５のばね定数ｋも小さくなるため、固有振動数が低下して除振性能が向上する。例えば、エアダンパ４５の高さＨが低くなった場合には、エアダンパ４５内のエアを抜いてエアダンパ４５内の圧力を下げることにより除振性能を向上することができる。
【００４５】
（Ｂ）エアダンパ４５を構成するゴム等の材料の剛性ｋｆ
エアダンパ４５を構成する材料をゴムとすると、その剛性は一例として以下の（４）式で表される。尚、実際には、剛性ｋｆは実際のエアダンパ４５を用いて測定しておいてもよい。
ｋｆ＝約９０［Ｎ／ｍｍ］    ……（４）
そこで、エアダンパ４５の材料として、できるだけ剛性ｋｆの小さいものを使用することでエアダンパ４５のばね定数ｋを小さくでき、その結果として除振性能向上することができる。
【００４６】
（Ｃ）エアダンパ４５の保持機構の構造に依存する剛性ｋｍ
具体的に剛性ｋｍを計算するために、図３に示すエアダンパ４５の保持機構の構造を図６に示す。図６は、防振台３５に設けられるエアダンパ４５の保持機構を示す断面図である。図６に示す通り、可撓性を有するエアダンパ４５は、底が閉じたほぼ円筒状の収納部材４４の内部に収納されており、このエアダンパ４５上にほぼ円柱状の可動部材４７を介して第１コラム３６が載置されている。収納部材４４及び可動部材４７はＺ軸に平行な対称軸ＳＸに関してそれぞれ軸対称であり、収納部材４４の上部の開口４４ａ内に非接触で第１コラム３６の方向に（図３のＺ方向に沿って）変位自在に可動部材４７の下端部４７ａが配置されている。収納部材４４の開口４４ａ（内面）は、第１コラム３６に向かって次第に半径が大きくなる円錐の側面状であり、これに対向する可動部材４７の下端部４７ａの外面は、第１コラム３６に向かって次第に半径が小さくなる円錐の側面状であって下端部４７ａは逆テーパ構造である。収納部材４４に形成された開口４４ａの円筒面に対する外側への傾斜角（テーパ角）、及び可動部材４７の下端部４７ａにおける外面の円筒面に対する内側への傾斜角（テーパ角）をそれぞれθとする。
【００４７】
また、図６中において実線で示す通り、収納部材４４の開口４４ａと可動部材４７の下端部４７ａとが上下（Ｚ方向）にずれることなく対向する状態を基準状態とする。収納部材４４と可動部材４７との位置関係がその基準状態にあるときの図３の第１コラム３６のＺ方向の位置が、第１コラム３６の設計上の目標位置となる。また、その基準状態において、図３の位置センサ２９で計測される第１コラム３６のＺ方向の相対的な位置が０となるように、位置センサ２９のオフセットが調整されている。図６に示す通り、収納部材４４の開口４４ａと可動部材４７の下端部４７ａとの間には隙間があり、エアダンパ４５には可撓性があるため、そのエアダンパ４５の一部（はみ出し部４５ａ）がその隙間にはみ出ている。
【００４８】
更に、可動部材４７の下端部４７ａは逆テーパ構造であるため、エアダンパ４５から可動部材４７に対する有効受圧面積Ａが、エアダンパ４５の高さＨ、即ち可動部材４７（第１コラム３６）のＺ方向の位置によって変化する。本実施形態では、その有効受圧面積Ａは、エアダンパ４５のはみ出し部４５ａの中心を通る円周の内部の面積であるとする。また、収納部材４４と可動部材４７との位置関係が基準状態にある場合の対称軸ＳＸからはみ出し部４５ａの中心Ｃ０までの半径をＲ０とし、図６中において２点鎖線で示す通り、可動部材４７がｚだけ収納部材４４側に変位した場合の対称軸ＳＸからはみ出し部４５ｂの中心Ｃまでの半径をＲとする。このとき、開口４４ａの内面及び下端部４７ａの外面のテーパ角はθであるため、はみ出し部４５ａ，４５ｂの曲率半径を等しいと仮定すると、中心Ｃ０から中心Ｃまでの対称軸ＳＸに平行な方向の間隔δｚは、以下の（５）式で表される。
δｚ＝ｚ／２    ……（５）
【００４９】
上記（５）式を用いると、半径Ｒは以下の（６）式で表される。
Ｒ＝Ｒ０−δｚ・ｔａｎθ＝Ｒ０−（ｚ・２）・ｔａｎθ    ……（６）
このとき、変位ｚが小さいとすると、有効受圧面積Ａは以下の（７）式に近似することができる。
Ａ≒θ（Ｒ０２−Ｒ０・ｔａｎθ）    ……（７）
また、エアダンパ４５内の空気の圧力Ｐを用いると、第１コラム３６に作用するエアダンパ４５の力ＦはＰ・Ａとなり、エアダンパ４５の保持機構の構造に依存する剛性ｋｍは、そのカＦの変位ｚによる微分である。従って、上記（７）式から、その剛性ｋｍは以下の（８）式で表される。
ｋｍ＝ｄＦ／ｄｚ≒−Ｐ・θ・Ｒ０・ｔａｎθ    ……（８）
【００５０】
即ち、図６に示す通り、可動部材４７の変位ｚの符号を収納部材４４の方向に向かって正とすると剛性ｋｍの符号は負になる。これは、図６に示す逆テーバ構造を採用することによって、可動部材４７には収納部材４４側（−Ｚ方向）に引き込まれるカが作用して剛性が小さくなることを意味している。
上記（８）式を書き換えると、圧力Ｐは以下の（９）式で表される。
Ｐ＝−ｋｍ／（θ・Ｒ０・ｔａｎθ）    ……（９）
【００５１】
そこで、第１コラム３６を前述した目標位置で支持する場合には、所望の負の剛性ｋｍの値、基準状態での有効受圧面積Ａを定める半径Ｒ０の値、及び保持機構のテーパ角θをそれぞれ上記（９）式に式に代入して圧力Ｐ（正の値）を計算し、この圧力Ｐがエアダンパ４５内の圧力となるように防振台制御系５１がサーボバルブ５６の流量を制御すればよい。これによって、保持機構の構造に依存する剛性ｋｍが負の値となってエアダンパ４５のばね定数ｋが小さくなるため、固有振動数が低下して除振性能を向上性能することができる。
【００５２】
尚、第１コラム３６を前述した目標位置で支持する場合には、前述した（３）式を用いて説明した制御方法と、上記（９）式を用いて説明した制御方法とを併用することもできる。かかる制御を行う場合には、前述した（３）式の空気の圧縮性による剛性ｋａに基づく圧力Ｐの目標値と、上記（９）式のエアダンパ４５の構造に依存する剛性ｋｍに基づく圧力Ｐの目標値とをほぼ等しくして、エアダンパ４５内の圧力がその目標値（又は両者の平均値）になるように制御すればよい。尚、上記（８）式に示す通り、剛性ｋｍの符号は負になるため、上記（２）式に示した空気の圧縮性による剛性ｋａ、上記（４）式に示したエアダンパ４５の材料の剛性ｋｆ、及び上記（８）式に示した保持機構の構造に依存する剛性ｋｍとの和であるエアダンパ４５のばね定数ｋ（剛性）は０に近い値となり、負の値となる場合も考えられる。
【００５３】
ここで、防振台３５が第１コラム３６を目標位置に支持している定常状態であれば、上記の通りエアダンパ４５内の空気の圧力を制御し、更にはボイスコイルモータ５０によるＺ方向への推力を制御を併用することで、第１コラム３６は低剛性の防振台３５によって安定して支持され、且つ床ＦＬの振動の影響が防振台３５によって効果的に抑制される。しかしながら、露光装置ＥＸの立ち上げ時にはエアダンパ４５への空気の供給を開始して第１コラム３６を浮上させて目標位置に支持するリセット処理が行われる。また、定期又は不定期のメンテナンス時にはエアダンパ４５の空気を一旦抜き取った後で再度エアダンパ４５への空気の供給を開始して第１コラム３６を浮上させて目標位置に支持するリセット処理が行われる。上記のリセット処理を行っている間は防振台３５が低剛性であるために防振台３５に支持されている第１コラム３６に倒れ又は揺れが生じて不安定な状態になる。このため、防振台制御系５１は、リセット処理時にエアダンパ４５内の空気の圧力又はボイスコイルモータ５０によるＺ方向への推力を制御してエアダンパ４５にＺ方向の剛性を付与する制御を行う。
【００５４】
図７は、リセット時においてエアダンパ４５にＺ方向の剛性を付与する制御方法を説明するための図である。低剛性の防振台３５は目標位置からの第１コラム３６（構造物）の変位を戻す方向に作用する力が弱いため、第１コラム３６の変位が維持される傾向がある。つまり、図７（ａ）に示す通り、防振台３５により支持される第１コラム３６（構造物）が目標位置から下方向に（−Ｚ方向）にΔｚだけ変位した場合には第１コラム３６は下方向にほぼΔｚだけ変位したままとなり、逆に目標位置から上方向に（＋Ｚ方向）にΔｚだけ変位した場合には上方向にほぼΔｚだけ変位したままになる。また、エアダンパ４５が負の剛性を有する場合には、第１コラム３６に目標位置からの変位が生じた場合には、その変位が増長される力が作用するという特性がある。
【００５５】
以上の特性を有する防振台３５を用いてリセット処理により第１コラム３６を目標位置に位置決めする場合を考える。エアダンパ４５への空気の供給を開始した時点においては、エアダンパ４５は目標位置から下方（−Ｚ方向）に位置しているが、空気の供給とともに第１コラム３６が浮上して目標位置に近づく。ここで、エアダンパ４５が正の剛性を有するのであれば、仮に第１コラム３６が目標位置よりも上方向（＋Ｚ方向）に行きすぎてしまっても第１コラム３６は目標位置に戻って目標位置に収束する挙動を示す。しかしながら、エアダンパ４５が負の剛性を有している場合には、その変位が増長されてしまって目標位置に位置決めすることができない。
【００５６】
このため、本実施形態では、エアダンパ４５内の空気の圧力又はボイスコイルモータ５０によるＺ方向への推力を制御してエアダンパ４５にＺ方向の剛性を付与している。エアダンパ４５に付与する剛性は、上記の符号が負である剛性ｋｍを正にする剛性である。つまり、付与する剛性をｋａｄｄとすると、以下の（１０）式が満たされる剛性ｋａｄｄを付与する。但し、剛性ｋａｄｄは正の値である。
ｋａｄｄ＋ｋｍ＞０    ……（１０）
【００５７】
具体的には、以下の（１１）式に示す力Ｆを発生させる。但し、以下の（１１）式において、Ｚ０は目標位置のＺ方向の座標であり、ｚは第１コラム３６（構造物）のＺ方向の座標である。
Ｆ＝−ｋａｄｄ（ｚ−Ｚ０）    ……（１１）
上記（１１）式を参照すると、エアダンパ４５内で発生させる空気の圧力、又はボイスコイルモータ５０により発生させるＺ方向への推力は、目標位置Ｚ０と第１コラム３６の位置との差に応じた大きさになる。
【００５８】
具体的には、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場合には、第１コラム３６が目標位置よりも下方（−Ｚ方向）に位置するときには上方向（＋Ｚ方向）の推力を発生させ、目標位置よりも上方（＋Ｚ方向）に位置するときには下方向（−Ｚ方向）の推力を発生させる。この場合には、ボイスコイルモータ５０がエアダンパ４５に対して直接剛性を付与している訳ではないが、図３を用いて説明した通り、エアダンパ４５及びボイスコイルモータ５０は、ベースプレート３３から第１コラム３６に対して並列に力を付与することができるため、実質的にエアダンパ４５にＺ方向の剛性が付与される。
【００５９】
また、エアダンパ４５内の空気の圧力を制御する場合には、第１コラム３６が目標位置よりも下方（−Ｚ方向）に位置するときにはエアダンパ４５内の空気を供給し、目標位置よりも上方（＋Ｚ方向）に位置するときにはエアダンパ４５に空気を抜く。かかる制御の場合には、エアダンパ４５の内部の空気の量を制御しているため、エアダンパ４５に直接剛性を付与することができる。
【００６０】
以上の制御を行うことにより、図７（ｂ）に示す通り、第１コラム３６が目標位置を超えておらず目標位置よりも下方（−Ｚ方向）に位置している場合には目標位置に向かう力Ｆ１が発生して目標位置に向かう剛性が付与される。一方、第１コラム３６が目標位置を超えて目標位置よりも上方（＋Ｚ方向）に位置した場合には目標位置に戻る力Ｆ２が発生して目標位置に戻る剛性が付与される。エアダンパ４５に対して以上の剛性を付加する処理を行うことにより、エアダンパ４５自体は負の剛性を有していても、第１コラム３６は目標位置に収束する挙動を示し、その結果として第１コラム３６を目標位置に位置決めすることができる。
【００６１】
リセット処理により第１コラム３６を目標位置に位置決めした後は、防振台３５を低剛性として除振性能を高める必要がある。このため、エアダンパ４５に付与していた剛性を取り除いて前述した（３）式を用いて説明した制御方法、上記（９）式を用いて説明した制御方法、又はこれらの方法を併用した制御方法を用いてエアダンパ４５内の空気の圧力を制御する。また、このエアダンパ４５内の空気の圧力の制御に加えて、ボイスコイルモータ５０によるサーボ制御を行うようにしても良い。
【００６２】
第１コラム３６を目標位置に位置決めするまでにエアダンパ４５に付与していた剛性は、例えば図７（ｃ）に示す通り目標位置に対して許容値ＡＲを設定し、防振台３５の振動の上限値及び下限値が許容値ＡＲ内に収まった時点で取り除くのが望ましい。また、ボイスコイルモータ５０から発生させる推力が所定値以下になった時点で剛性を取り除くようにしても良い。更に、防振台３５の振動の上限値及び下限値が上記の許容値ＡＲ内に収まった時点で、エアダンパ４５に剛性を付与し、ボイスコイルモータ５０から発生させる推力が所定値以下になった時点で剛性を取り除くようにしても良い。
【００６３】
次に、図３中の防振台制御系５１の構成例について説明する。図８は、防振台制御系５１のボイスコイルモータ５０の制御に係る制御部を示すブロック図である。尚、防振台制御系５１には図８に示す制御部以外に、サーボバルブ５６の制御に係る制御部も設けられているが、この制御部についての説明は省略する。尚、防振台制御系５１は、マイクロコンピュータを含むデジタル回路で構成されているが、アナログ回路で構成してもよい。図８に示す通り、防振台制御系５１のボイスコイルモータ５０の制御に係る制御部は、リセット処理を行うための第１制御部６０ａと、第１コラム３６を目標位置に位置決めした後に防振台３５をボイスコイルモータ５０によりサーボ制御するための第２制御部６０ｂとを含んで構成されている。
【００６４】
第１制御部６０ａは、目標値設定部６１、演算部６２、及び増幅部６３を含んで構成される。目標値設定部６１は、リセット処理時におけるベースプレート３３上の３箇所又は４箇所に設けられた防振台３５（第１コラム３６）のＺ方向の目標位置を示す指令値を出力する。演算部６２は、目標位置設定部６１の指令値から防振台３５に設けられた位置センサ２９の計測値を減算した誤差信号を防振台３５毎に求めて出力する。増幅部６３は、演算部６２から出力される誤差信号を所定の増幅率で増幅した制御信号を出力する。
【００６５】
また、第２制御部６０ｂは、目標値設定部６４、演算部６５、位置コントローラ６６、演算部６７、速度コントローラ６８、ローパスフィルタ６９、ハイパスフィルタ７０、及び積分器７１を含んで構成される。目標値設定部６４は、目標位置又はその近傍に配置されている第１コラム３６の、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の位置、並びにＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの回転量を示す指令値を出力する。演算部６５は、目標位置設定部６４の指令値から防振台３５に設けられた位置センサ２９の計測値を減算した誤差信号を防振台３５毎に求めて出力する。この誤差信号は、防振台３５毎のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の位置誤差を示す誤差信号、並びにＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの回転量誤差を示す誤差信号を含むものである。位置コントローラ６６は、演算部６５から出力される誤差信号に基づいて防振台３５の各々の位置を制御する位置制御信号を生成して出力する。
【００６６】
演算部６７は、位置コントローラ６６の位置制御信号から、加速度センサ４０の計測値（ハイパスフィルタ７０及び積分器７１を介した信号）を減算した誤差信号を出力する。速度コントローラ６８は、演算部６７から出力される誤差信号に基づいて防振台３５の各々を速度制御する速度制御信号を生成して出力する。ローパスフィルタ６９は速度制御信号に含まれる高周波成分を除去して低周波成分のみを通過させ、制御信号として出力する。これにより、速度制御信号に高周波成分が含まれることによる制御上の不安定性が解消される。ハイパスフィルタ７０は、加速度センサ４０から出力される計測値に含まれる低周波成分を除去して高周波成分のみを出力する。積分器７１はハイパスフィルタ７０から出力される信号を積分して、加速度センサ４０から出力される防振台３５の加速度を示す計測値を速度を示す信号に変換する。
【００６７】
また、第１制御部６０ａで生成された制御信号、及び第２制御部６０ｂで生成された制御信号の何れの制御信号によりボイスコイルモータ５０を制御するかを切り換えるためのスイッチＳＷが設けられている。スイッチＳＷが第１制御部６０ａの端子Ｔ１側にある場合には第１制御部６０ａで生成された制御信号によってボイスコイルモータ５０が制御され、第２制御部６０ｂの端子Ｔ２側にある場合には第２制御部６０ｂで生成された制御信号によってボイスコイルモータ５０が制御される。尚、スイッチＳＷは端子Ｔ１，Ｔ２の何れの側にない中立状態をとることもできる。
【００６８】
次に、リセット処理の一例について説明する。リセット処理を行う場合には、まずスイッチＳＷを中立状態に設定する。この状態でサーボバルブ５６の制御に係る不図示の制御部が圧力指令値を出力し、気体供給装置５２内のサーボバルブ５６内を通過する空気の流量を制御して空気源５４から配管５５を介したエアダンパ４５への空気の供給を開始する。ここで、スイッチＳＷは中立状態に設定されているため、ボイスコイルモータ５０の推力は０である。従って、リセット処理の開始時にはエアダンパ４５の力のみが第１コラム３６に作用し、この力によって第１コラム３６の浮上が開始されることになる。第１コラム３６の浮上が開始された時点においては、防振台３５に設けられた位置センサ２９及び加速度センサ４０の計測値に基づいて、サーボバルブ５６の制御に係る不図示の制御部が位置制御及び速度制御を行う。この際に、位置制御はＰＩ（比例、積分）制御により行うことが好ましい。また、速度制御はＰ（比例）制御により行うことが好ましい。
【００６９】
以上の制御を行うと、第１コラム３６は徐々に浮上していき目標位置に近づく。第１コラム３６の振動の上限値及び下限値が、例えば図７（ｃ）に示す許容値ＡＲに収まった時点で、スイッチＳＷを端子Ｔ１側に設定されて第１制御部６０ａによる制御が開始される。この制御が開始されると、目標値設定部６１から出力される指令値から位置センサ２９の計測値を減算した誤差信号を増幅部６３で増幅した制御信号がボイスコイルモータ５０に供給され、ボイスコイルモータ５０から前述した（１１）式で示される推力が発生する。これにより、エアダンパ４５の力に加えてボイスコイルモータ５０の推力が第１コラム３６に作用し、実質的にエアダンパ４５にＺ方向の剛性が付与される。
【００７０】
図７（ｂ）を用いて説明した通り、エアダンパ４５に付与される剛性は、第１コラム３６が目標位置よりも下方（−Ｚ方向）に位置している場合には第１コラム３６を目標位置に向わせ、目標位置よりも上方（＋Ｚ方向）に位置した場合には目標位置に戻すものであるため第１制御部６０ａの制御により、第１コラム３６は目標位置に近づく挙動を示す。そして、例えばボイスコイルモータ５０から発生する推力が所定値以下になった点でスイッチＳＷが端子Ｔ２側に設定される。これにより、エアダンパ４５に付与された剛性が取り除かれてエアダンパ４５は低剛性になる。
【００７１】
ここで、スイッチＳＷの端子Ｔ１側から端子Ｔ２側への切り換えは、第１コラム３６の振動が生じないように滑らかに行うのが望ましい、例えば、所定の時間で設定したゲインになるように２次曲線状にゲインを変化させるのが好ましい。以上の制御によりリセット処理が終了する。リセット処理終了後は、第２制御部６０ｂによるサーボ制御が行われる。
【００７２】
尚、上記の例ではボイスコイルモータ５０を用いてエアダンパ４５に対して剛性を付与する場合を例に挙げて説明したが、エアダンパ４５内の空気の圧力を制御することで剛性を付与しても良い。また、リセット処理後に第２制御部６０ｂによるサーボ制御が行われる場合を例に挙げたが、このサーボ制御は行わずにエアダンパ４５内の空気の圧力を制御のみにしても良い。但し、制御の応答性を考慮すると、エアダンパ４５に対する剛性の付与、及びリセット処理後の制御はボイスコイルモータ５０を用いて行うのが望ましい。また、上記の例では、リセット処理を開始してから第１コラム３６の振動が許容値ＡＲ内に収まるまでエアダンパ４５のみによって第１コラム３６を支持するようにしていたが、リセット処理を開始して第１コラム３６が浮上した後はスイッチＳＷを端子Ｔ１側に設定してエアダンパ４５の力とボイスコイルモータ５０の推力により第１コラム３６を支持するようにしても良い。
【００７３】
図９，図１０は、リセット処理結果の例を示す図であって、（ａ）は第１コラム３６のＺ方向における位置変化を示す図であり、（ｂ）はボイスコイルモータ５０の推力変化を示す図である。尚、図９は比較的長い時間でリセット処理を行った場合の処理結果を示しており、図１０は比較的短い時間でリセット処理を行った場合の処理結果を示している。図９に示す処理結果では、時刻０にエアダンパ４５への空気の供給を開始して第１コラム３６を浮上させ、時刻ｔ１１でボイスコイルモータ５０によりエアダンパ４５に剛性を付与し、時刻ｔ１２で付与した剛性を取り除いている。
【００７４】
図９（ａ）に示す通り、時刻０でエアダンパ４５への空気の供給を開始すると、第１コラム３６は浮上して時間とともに上方（＋Ｚ方向）に移動する。時刻ｔ１１において、ボイスコイルモータ５０によりエアダンパ４５への剛性の付与が開始されると、また、図９（ｂ）に示す通り、第１コラム３６を上方（＋Ｚ方向）へ押し上げる推力が発生する。時刻ｔ１１〜ｔ１２の間においては、第１コラム３６が目標位置に近づくにつれて、ボイスコイルモータ５０の推力は徐々に小さくなる。
【００７５】
図９（ａ）を参照すると、第１コラム３６は一定速度で目標位置に近づいている訳ではなく、第１コラム３６の倒れ又は揺れ等の影響によって上昇速度が変化していることが分かり、この速度変化に応じてボイスコイルモータ５０の推力が変化しているのが分かる。かかる処理によって第１コラム３６を安定して支持することができる。時刻ｔ１２において、エアダンパ４５に付与した剛性が取り除かれると、それ以後は目標位置に対する第１コラム３６の位置ずれに応じて推力を大きく変化させて、第１コラム３６を目標位置に位置決めしている。
【００７６】
また、図１０に示す処理結果では、時刻０にエアダンパ４５への空気の供給を開始して第１コラム３６を浮上させ、時刻ｔ２１でボイスコイルモータ５０によりエアダンパ４５に剛性を付与し、時刻ｔ２２で付与した剛性を取り除いている。図１０（ａ）を参照すると、エアダンパ４５に付与した剛性が取り除かれる時刻ｔ２２の前の時点で第１コラム３６が目標位置を超えていることが分かる。第１コラム３６が目標位置を超えた場合には、図１０（ｂ）に示す通り第１コラム３６を下方（−Ｚ方向）に引き戻す推力が発生し、この推力によって第１コラム３６の位置が目標位置に近づく位置変化をしていることが分かる。
【００７７】
以上から、リセット処理を行う場合であっても第１コラム３６を安定して支持することができ、仮にエアダンパ４５が負の剛性を有していても目標位置に位置決めすることができる。また、リセット処理においては、ベースプレート３３上の３箇所又は４箇所に設けられた防振台３５について同時にリセット処理を行うことができるため、リセット処理に要する時間を短縮することができる。
【００７８】
以上、本発明の実施形態による防振装置の制御方法及び露光方法について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、レチクルのパターンを一括して転写するステップ・アンド・リピート方式の露光装置（所謂、ステッパ）にも本発明を適用することができる。
【００７９】
また、上記の露光装置は、半導体素子の製造に用いられてデバイスパターンを半導体基板上へ転写する露光装置、液晶表示素子の製造に用いられて回路パターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウェハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。更に、上記実施形態においては、露光装置に設けられた防振装置について説明したが、能動型振動分離システムであるＡＶＩＳ一般に本発明を適用することができる。
【００８０】
また、上記実施形態の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合には、この半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウェハＷを形成するステップ、上述した実施形態の露光装置によりレチクルＲのパターンをウェハＷに露光するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。
【００８１】
また、国際公開第９９／４９５０４号公報に開示されているような液浸法を用いる露光装置にも本発明を適用することができる。ここで、本発明は、投影光学系ＰＬとウェハＷとの間を局所的に液体で満たす液浸露光装置、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置の何れの露光装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施形態による防振装置の制御方法及び露光方法が用いられる露光装置を構成する各機能ユニットのブロック図である。
【図２】露光装置ＥＸを床上に設置した状態を示す一部切り欠き図である。
【図３】図２中の１箇所の防振台３５及びその制御系を示す一部切り欠き図である。
【図４】図３の可動部材４７側から第１フレーム４３を見た平面図である。
【図５】防振台３５内に設けられたエアダンパ４５の力学モデルを示す図である。
【図６】防振台３５に設けられるエアダンパ４５の保持機構を示す断面図である。
【図７】リセット時においてエアダンパ４５にＺ方向の剛性を付与する制御方法を説明するための図である。
【図８】防振台制御系５１のボイスコイルモータ５０の制御に係る制御部を示すブロック図である。
【図９】リセット処理結果の一例を示す図である。
【図１０】リセット処理結果の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
２９      位置センサ（防振装置）
３５      防振台（防振装置）
３６      第１コラム（構造物）
４０      加速度センサ（防振装置）
４５      気体ダンパ（エアダンパ）
５１      防振台制御系（防振装置）
５２      気体供給装置（防振装置）
ＰＬ      投影光学系
Ｒ        レチクル（マスク）
ＲＳＴ    レチクルステージ（マスクステージ）
Ｗ        ウェハ（基板）
ＷＳＴ    ウェハクステージ（基板ステージ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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