(57)【要約】【課題】十分な制振を実現し小型で簡易に構成され、種々の装置に後付け可能な汎用性を有する制振システム及び、その制振システムを備える光学装置を提供する。【解決手段】制振システムは、基体に立設される被制振体を中心とする少なくとも三方における被制振体の側面の箇所から基体へ斜方向に延びて、被制振体の側面と基体との間を直線的に繋ぎ、直線の方向に沿って伸縮する圧電体を有するアクチュエータを備え、揺動検出部が検出した揺動幅及び揺動方向に基づき、アクチュエータの圧電体に対して被制振体が離反する揺動時に収縮し、被制振体が接近する揺動時に伸長させて被制振体の揺動を抑止する。【選択図】図１
2019121688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の上面に立設される被制振体に伝搬された振動により発生する前記被制振体の揺動を制振する制振システムであって、
前記被制振体を中心とする少なくとも三方において前記被制振体の側面と前記基体の上面との間を繋ぎ、伸縮する圧電体を有するアクチュエータと、
前記圧電体を伸縮させる駆動電圧を供給する駆動電源と、
前記被制振体の揺動幅及び揺動方向を検出する揺動検出部と、
前記揺動検出部により検出された前記揺動幅及び前記揺動方向に基づき、前記アクチュエータの前記圧電体に対して前記被制振体が離反する揺動時に収縮させて、前記被制振体が接近する揺動時に伸長させて前記被制振体の揺動を抑止させるために前記駆動電源の出力を制御する制御部と、
を具備する制振システム。
【請求項２】
前記アクチュエータは、
弾性変形可能な平板状の基材と、
前記基材の少なくとも一方の主面上の中央に前記圧電体が貼付され、前記基材の両端には支持部材が配置されて構成される圧電素子と、
少なくとも１つの前記圧電素子の両側の前記支持部材に設けられ、前記被制振体の側面と前記基体の上面に固定する固定部材とで構成される、請求項１に記載の制振システム。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記被制振体の側面のそれぞれの箇所から前記基体の上面に斜方向に延びて、前記被制振体の側面と前記基体の上面との間をそれぞれ直線的に繋ぎ、前記圧電体は前記直線の方向に沿って伸縮する、請求項１に記載の制振システム。
【請求項４】
前記アクチュエータは、
弾性変形可能な平板状の基材の少なくとも一方の主面上に、複数の前記圧電体が並設又は連設して貼付され、前記基材の両端には支持部材が配置されて構成される圧電素子と、
少なくとも１つの前記圧電素子の両側の前記支持部材に設けられ、前記被制振体の側面と前記被制振体の上面に固定する固定部材とで構成される、請求項１に記載の制振システム。
【請求項５】
前記アクチュエータは、
両端に設けられた前記固定部材に対して、複数の前記圧電素子が並設又は連設するように配置されている、請求項２に記載の制振システム。
【請求項６】
前記アクチュエータが固定される前記被制振体の側面の位置は、前記被制振体の揺動における揺動幅が最も大きい位置である、請求項１に記載の制振システム。
【請求項７】
内部に移動可能なステージを収容する筐体上に立設される鏡筒を備える光学装置に設けられ、前記ステージの移動に伴い生じた振動により、前記鏡筒に発生する揺動を制振する制振システムを搭載する光学装置であって、
前記制振システムは、
前記鏡筒を中心とする少なくとも三方における前記鏡筒の側面の箇所から前記筐体の上面に延びて、前記鏡筒の側面と前記筐体の上面との間をそれぞれ繋ぎ、伸縮する圧電体を有するアクチュエータと、
前記圧電体を伸縮する駆動電圧を供給する駆動電源と、
前記鏡筒の揺動幅及び揺動方向を含む揺動状態を検出する揺動検出部と、
前記揺動検出部により検出された前記揺動幅が所定値以下となるように、前記アクチュエータに対して前記鏡筒が離反する揺動時に収縮し、前記鏡筒が接近する揺動時に伸長させて、前記鏡筒の揺動を抑止させるために前記駆動電源の出力を制御する制御部と、
を具備する制振システムを搭載する光学装置。
【請求項８】
前記揺動検出部は、前記鏡筒の揺動幅及び揺動方向を含む揺動状態を、互いに直交する２軸方向又は３軸方向のいずれかにおける加速度として検出する加速度検出部であり、
前記アクチュエータが前記加速度検出部により検出された前記加速度が所定値以下となるように伸縮する、請求項７に記載の制振システムを搭載する光学装置。
【請求項９】
前記揺動検出部は、前記鏡筒の揺動幅及び揺動方向を含む揺動状態を歪み量として検出する歪み検出部であり、
前記アクチュエータが前記歪み検出部により検出された前記歪み量が所定値以下となるように伸縮する、請求項７に記載の制振システムを搭載する光学装置。
【請求項１０】
前記揺動検出部は、前記鏡筒の揺動幅及び揺動方向を含む揺動状態を光束によって非接触で距離を計測する光学歪み量として検出する光検出部であり、
前記アクチュエータが前記光検出部により検出された前記距離が所定値以下となるように伸縮する、請求項７に記載の制振システムを搭載する光学装置。
【請求項１１】
前記アクチュエータは、
前記鏡筒を中心とする少なくとも三方における前記鏡筒の側面の箇所から前記筐体の上面に斜方向に延びて、前記鏡筒の側面と前記筐体の上面との間をそれぞれ直線的に繋ぎ、前記圧電体は前記直線の方向に沿って伸縮する、請求項７に記載の制振システムを搭載する光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータにより制振する制振システム及び、その制振システムを備える光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、構造物や装置等に発生する振動又は、揺れを低減するために種々の制振機構や制振システムが構築され、また実施されている。特に、振動又は、揺れにより、複数の物体の間で相対変位が生じることが好ましくない分野がある。
例えば、特許文献１には、相対変位として、鏡筒と試料との間の水平方向の相対変位が課題とされる電子ビーム描画装置の例が記載される。この電子ビーム描画装置では、鏡筒を制振対象として、試料ステージの移動における加減速により励振された鏡筒の振動を減少させるための制振機構が提案されている。電子ビーム描画装置は、鏡筒と試料との間に水平方向の相対変位が生じると、試料上で電子ビームの到達位置にずれが発生する。
【０００３】
この特許文献１の制振機構は、直方体形状の試料室の４隅部に位置する柱部材、各柱部材に固定される４本脚の架台、及び、架台上に固定された断面Ｌ字型のスタンド部を有して構成されている。能動的に鏡筒の振動を制御するため、各スタンド部の上部には、スタンド部を移動可能に貫通し、先端が鏡筒にネジ固定され、後端にナットが嵌め込まれるロッドが設けられている。また、それぞれのスタンド上部には、ロッドに隣接するように、回動可能に取付けられたレバー部と、各レバー部の内壁面に一端が接触し、他端がスタンド部材に固定される直動アクチュエータが設けられている。直動アクチュエータが、揺れにおける変位方向とは、逆の方向に伸び縮みすることで、レバー部を回動させ、鏡筒を中心とする対称方向に、ロッドによる鏡筒への引っ張り力の作用と低減を行い、鏡筒の振動を抑制させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１８０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１により提案される制振機構は、ロッド直動アクチュエータの伸縮により、鏡筒の揺れを押さえ込むように減少させることで制振する。このため、ロッドやレバー部を支持するために、柱部材、架台、および、スタンド部が堅固な構成であり、定盤に対して固定されることが要求される。また、機構が複雑である。さらに、定盤から試料室の４隅部を通る柱部材、架台、及び、スタンド部の構成を必要とするため、制振機構が大規模化し、電子ビーム描画装置を大型化させ、装置重量の増加も招いている。また、鏡筒の側面及び試料室の上面に柱部材、架台及びスタンド部が配置されているため、電子ビーム描画装置を構成するために必要な機器の配置が制限されてしまう。
【０００６】
そこで本発明は、十分な制振を実現し小型で簡易に構成され、種々の構造物や装置に後付け可能な汎用性を有する制振システム及び、その制振システムを備える光学装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に従う一態様の制振システムは、基体の上面に立設される被制振体に伝搬された振動により発生する前記被制振体の揺動を制振する制振システムであって、前記被制振体を中心とする少なくとも三方における前記被制振体の側面のそれぞれの箇所から前記基体の上面に延びて、前記被制振体の側面と前記基体の上面との間を繋ぎ、伸縮する圧電体を有するアクチュエータと、前記圧電体を伸縮させる駆動電圧を供給する駆動電源と、前記被制振体の揺動幅及び揺動方向を検出する揺動検出部と、前記揺動検出部により検出された前記揺動幅及び前記揺動方向に基づき、前記アクチュエータの前記圧電体に対して前記被制振体が離反する揺動時に収縮し、前記被制振体が接近する揺動時に伸長させて前記被制振体の揺動を抑止させるために前記駆動電源の出力を制御する制御部と、を具備する。
【０００８】
さらに、本発明に従う他の態様に係る制振システムを搭載する光学装置は、内部に移動可能なステージを収容する筐体上に立設される鏡筒を備える光学装置に設けられ、前記ステージの移動に伴い生じた振動により、前記鏡筒に発生する揺動を制振する制振システムを搭載する光学装置であって、前記制振システムは、前記鏡筒を中心とする少なくとも三方における前記鏡筒の側面の箇所から前記筐体の上面に延びて、前記鏡筒の側面と前記筐体の上面との間をそれぞれ繋ぎ、伸縮する圧電体を有するアクチュエータと、前記圧電体を伸縮する駆動電圧を供給する駆動電源と、前記鏡筒の揺動幅及び揺動方向を含む揺動状態を検出する揺動検出部と、前記揺動検出部により検出された前記揺動幅が所定値以下となるように、前記アクチュエータに対して前記鏡筒が離反する揺動時に収縮し、前記鏡筒が接近する揺動時に伸長させて、前記鏡筒の揺動を抑止させるために前記駆動電源の出力を制御する制御部と、を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、十分な制振を実現し小型で簡易に構成され、種々の装置に後付け可能な汎用性を有する制振システム及び、その制振システムを備える光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一態様に係る制振システムの概念的な構成例を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、アクチュエータを正面から見た外観構成を示す図、図２（ｂ）は、アクチュエータを上から見た外観構成を示す図である。
【図３】図３は、第１の圧電素子における圧電体の構成例を示す図である。
【図４】図４は、第２の圧電素子における圧電体の積層構成例を示す図である。
【図５】図５は、第３の圧電素子における圧電体の配置構成例を示す図である。
【図６】図６は、第４の圧電素子における圧電体の配置構成例を示す図である。
【図７】図７は、第１の変形例のアクチュエータを上から見た外観構成を示す図である。
【図８】図８は、第２の変形例のアクチュエータを上から見た外観構成を示す図である。
【図９】図９は、制振システムの変形例として、アクチュエータの配置例を概念的に示す図である。
【図１０】図１０は、第３の変形例のアクチュエータを側方から見た外観構成を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係る制振システムを適用した光学装置である電子ビーム描画装置の概念的な構成例を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は、鏡筒の第一次モードＡの揺動状態を示す図、図１２（ｂ）は、鏡筒の第二次モードＢの揺動状態を示す図、図１２（ｃ）は、鏡筒の第三次モードＣの揺動状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る制振システムについて説明する。  
図１は、本発明の一態様に係る制振システム１の概念的な構成例を示す図である。ここでは、制振対象物（以下、被制振体とする）として、基体２の上面に立設される筒形状又は箱状の被制振体３を一例とし、その被制振体３に伝搬された振動により発生する被制振体３の揺れ動き（以下、揺動とする）を制振する制振システムについて説明する。この制振システムにおいて、後述する実施形態では、半導体やフォトマスク原版上に微細パターンを描画する描画装置を一例として説明し、基体２は、試料であるフォトマスクが載せられるステージを収納する試料室であってよく、被制振体は、投影系を収納する鏡筒が適用できる。被制振体３に発生する揺動は、外部から伝搬される振動、及び、図示していないが被制振体自身が搭載する駆動系等による振動に起因する。
【００１２】
制振システム１は、大別して、被制振体３の揺動を減少する制振を行うためのアクチュエータ４と、被制振体３の揺動に関する揺動情報を検出する揺動検出部５と、アクチュエータ４を駆動させる駆動電源８と、揺動検出部５の揺動情報に基づき駆動電源８の出力を制御することで、アクチュエータ４を駆動制御して被制振体３の揺動を制振する制御部７と、で構成される。
【００１３】
揺動検出部５は、被制振体３に発生する揺動を検出する揺動検出センサ６を備える。この例では、揺動検出センサ６として、被制振体３に直接、接触するように配置される第１センサ６ａと、被制振体３とは非接触で離間して配置される第２センサ６ｂとを用いている。
【００１４】
第１センサ６ａは、例えば、加速度センサや歪みセンサ等である。加速度センサは、公知な構造のセンサを利用でき、例えば、半導体にＭＥＭＳ技術を用いた３軸加速度センサが好適する。他にも、ピエゾ抵抗型３軸加速度センサ等を利用することができる。尚、被制振体が円柱や角柱形状であった場合に、その上面の平面方向（ＸＹ方向）に２軸を合わせるように設けると、揺動により平面上で上がった箇所と下がった箇所が垂直方向で同じ変位量とすれば、垂直方向のベクトルが相殺されるため、３軸加速度センサに代わって２軸加速度センサを利用することも可能である。
【００１５】
第２センサ６ｂは、例えば、レーザ光等の光束によって非接触で距離を計測する光学センサを用いて、被制振体３との間の距離の変化を揺動幅（振動における振幅）として検出してもよい。これらの揺動検出センサ６は、後述するように、被制振体３における最も揺動幅が大きくなる位置に配置することが好ましい。
【００１６】
揺動検出部５は、揺動検出センサ６から出力された検出値に基づき、揺動情報（揺動幅及び揺動方向）を生成して、制御部７に出力する。揺動検出センサ６が、例えば、３軸型加速度センサであれば、それぞれの軸方向の加速度に基づく電気信号から揺動情報を生成する。
【００１７】
本制振システムに用いるアクチュエータ４について説明する。図２（ａ）は、アクチュエータ４を正面から見た外観構成を示す図、図２（ｂ）は、アクチュエータ４を上から見た外観構成を示す図である。以下で説明する本態様のアクチュエータ４は、長い板形状を成す例を示し、面積が大きい表裏の面を主面又は主面側とし、長手方向で両端側の面積の小さい側面を端面及びその部分を端部と称している。
【００１８】
アクチュエータ４は、略中央に配置され、制振部材として作用する長方形の圧電素子１０と、圧電素子１０の伸縮方向ｍとなる長手方向の両側に連結される固定部１３，１４と、圧電素子１０と固定部１３，１４とを連結するための連結具１２と、で構成される。この一態様では、圧電素子１０に固定部１３，１４を含めた構成をアクチュエータ４としている。アクチュエータ４は、圧電素子１０の後述する基材１５と固定部１３，１４とを、金属材料等の同一部材により一体的に構成することもできる。また、連結具１２を用いて連結された構成であるが、圧電素子１０の基材１５を固定部１３，１４で挟み込む構造として、必ずしも連結具１２を用いる必要は無い。
【００１９】
さらに、固定部１３，１４の形状は一例であって、固定先となる被制振体３の形状や取り付け位置により適宜変更することができる。このアクチュエータ４においては、圧電素子１０と固定部１３，１４の各々とが、共に端部どうしを突き合わせて連結具１２を橋渡し、それぞれに形成された固定用孔を固定具１６であるボルトを貫通させて、ナットで固定する又は、リベットによって固定される。この固定により、アクチュエータ４は、圧電素子１０と固定部１３，１４が一直線形状に配置されて連結されている。
【００２０】
圧電素子１０は、芯材となる弾性変形可能な平板状の基材１５と、基材１５の両主面上に貼付される薄膜形状の膜型圧電体１１とで構成される。膜型圧電体１１は、駆動電圧を加えることによって伸縮するものであり、駆動電源８からその電圧を供給するための配線（基材１５上に形成された回路パターンを含む）が設けられる。アクチュエータ４は、これらの配線を介して駆動電源８から圧電体１１へ駆動電圧を供給し、圧電体１１を逆圧電効果で伸縮させる。この圧電体１１の伸縮に伴う基材１５の面と交差する方向への反り又は撓み及び、基材１５の面方向（面内方向）の伸縮により、圧電素子１０の長手方向における長さが伸縮変化する。後述する実施形態及び変形例においては、この圧電素子１０を基準として説明する。
【００２１】
基材１５は、撓み変形と元形状への復元が繰り返し可能な弾性変形の特性を有する金属材料を用いた板状部材が好適し、例えば、薄い鋼板等を用いることができる。他にも、撓み変形が可能な弾性変形の特性を有する樹脂部材を適用することも可能である。このように基材１５は、金属材料に限定されるものではなく、樹脂材料を用いることもでき、少なくとも取り付け先で必要とされる伸縮量に応じることができる弾性変形可能な硬質材料であれば、適宜、選択してもよい。
【００２２】
本実施形態に係る基材１５の外形は、伸縮方向を長手方向（ここでは、アクチュエータ４が伸縮する方向とする）とする長方形形状である。この例では、基材１５は、長方形形状の中央部分に圧電体１１の貼付領域となる薄板化された平坦部１５ａと、長手方向の両端で固定部１３，１４と連結するために、テーパー状に厚みを増した支持部となる接続用端部１５ｂを有する。ただし、圧電体１１の貼付領域は、圧電体１１の変位反映するのであれば必ずしも他の部分より薄板化されなくてもよい。本実施形態では、圧電素子１０と固定部１３，１４とを連結具１２で接続するために、テーパー状に厚みを増した接続用端部１５ｂを形成している。尚、基材１５は、平坦部１５ａと接続用端部１５ｂが同一部材で一体的に構成されている必要は無く、接続用端部１５ｂは、平坦部１５ａとは他部材からなり、平坦部１５ａの両端を挟持する構造の別体であってもよい。又は、接続用端部１５ｂは、固定部１３，１４が圧電素子１０の長手方向の両端を挟持する連結構造であれば、平坦部１５ａと同等な薄板化された厚さのままであってもよい。
【００２３】
固定部１３，１４は、共に、一端側が圧電素子１０に連結し、他端側にはそれぞれ被制振体３及び基体２の上面に固定するための接続部１３ａ，１４ａが長手方向に対して斜めに傾きを持つように形成されている。接続部１３ａ，１４ａの接続面の傾きは、アクチュエータ４を被制振体３及び基体２の上面に固定する際の傾斜角度（図１に示す角度ａ）に従って定められる。これらの接続部１３ａ，１４ａは、例えば、図示しないネジ孔が形成され、被制振体３及び基体２に対してボルト等を用いたネジ止めにより固定される。また、メンテナンス等で被制振体３を基体２から取り外すことが必要な構造であった場合、アクチュエータ４に対しても簡易な取り外し構造が求められる。この場合、アクチュエータ４のための取り付け用金具、例えば、Ｃ型レール形状の差し込み固定具を被制振体３及び基体２の上面に設けて、アクチュエータ４の接続部１３ａ，１４ａを差し込み、外れ出ないように固定する構成もあり得る。
【００２４】
圧電体１１は、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛セラミック（ＰＺＴ）等の圧電体材料を繊維状に加工し、エポキシ樹脂で接着して膜状に形成された圧電セラミックスである。また、圧電体１１は、図示していないが圧電セラミックスの主面に、電極が形成されたポリイミドフィルムがエポキシ樹脂を用いて接合されている接合構造であるものとする。
【００２５】
この圧電体１１は、基材１５の貼付領域の平坦部１５ａに接着剤などを用いて貼付される。この電極は、前述した駆動電圧を供給するための配線と電気的に接続される。圧電体１１は、例えば、Micro Fiber Composite（ＭＦＣ）と称される圧電アクチュエータと同等の機能を有する。
【００２６】
図１に示すように、アクチュエータ４は、被制振体３の側面と基体２の上面との間を斜めに直線的に繋ぐように設けられている。この時、アクチュエータ４は、被制振体３の側面と基体２の上面との間を斜めに直線的に繋ぐ際に、アクチュエータ４の主面の面方向が被制振体３の側面と交差する方向となるように固定されている。この例においては、アクチュエータ４の主面の面方向が被制振体３の側面と直交する方向に固定されている。つまり、被制振体３が円筒形状であれば、アクチュエータ４の主面の面方向は、被制振体３の中心からの半径方向となる。
【００２７】
また、この例では、４個のアクチュエータ４が被制振体３を中心として、均等に４分割した四方（９０度間隔）の側面の箇所から基体２の上面へ斜下方向に延びて配置される。従って、この構造は、基体２の上方に伸びるスタンド部材を立てて、そのスタンドにアクチュエータを固定する従来構造とは異なり、アクチュエータを一体に有した支柱自体で直接的に被制振体３と基体２とを連結している。尚、本実施形態では、４個のアクチュエータ４を用いた例であるが、アクチュエータ４の個数は限定されるものではない。少なくとも３個のアクチュエータ４を用いて、被制振体３を中心とする三方（１２０度間隔）に配置することで、同様な制振を実現することができる。また、被制振体３の横断面が例えば、５角形のような多角形であった場合には、被制振体３の中心に向く３面以上の側面にアクチュエータ４を配置すればよい。また、多角形のそれぞれの側面にアクチュエータ４を配置する構成であってもよい。
【００２８】
制御部７は、揺動検出部５から出力された揺動情報（揺動幅及び揺動方向）に基づき、駆動電源８の出力を制御して圧電素子１０を伸縮させ、被制振体３の揺動が減少するように制御する。つまり、圧電体１１は、制御部７によってアクチュエータ４に対して被制振体３が離反するように揺動した時には、制御部７によって、基材１５が曲がるように収縮され、よってアクチュエータ４の全体長が収縮するように働き、反対に、被制振体３が接近するように揺動した時には、制御部７によって、基材１５が伸び拡がり、アクチュエータ４の全体長が伸長されるように働く。
【００２９】
以上説明した制振システムは、十分な制振を実現し小型で簡易に構成され、種々の装置に後付け可能な汎用性を有している。さらに、制振システム１によるアクチュエータ４は、圧電素子のサイズや重ね合わせ、及び異なる圧電体の組み合わせや配置に自由度が有り、必要に応じて伸縮量（伸縮長さ）、及び伸縮力を設定できる。圧電素子に搭載する圧電体の伸縮量及び伸縮力を適切に設定することで、被制振体の生じる種々の揺動を制振するための所望する性能を容易に得ることができる。この制振システム１は、簡易な構成であるため、既存する種々の装置に対して後付けで設けることができ、汎用性を有している。
【００３０】
制振システム１は、アクチュエータ４を揺動が生じる被制振体３と、被制振体３を固定する基体２との間を直接連結する構成であるため、柱部材、架台、スタンドといった特別な構造物を基体２や周辺に設けることが不要であり、簡易な構成となる。また、取り付けの際に支柱等が不要であるため、装置側の取り付けスペースが少なくて済み、且つ取り付け位置範囲の自由度が高く、揺動に対して効果的な箇所に配置することができる。
【００３１】
さらに、上述した態様では、制振システム１は、基体２の上面に立設される被制振体３に対して制振を行う例について説明したが、これに限定されない。また、制振システム１のアクチュエータ４は、被制振体３の制振にのみ機能し、被制振体３自体を支持する構成部位ではないため、被制振体３が基体２の上面以外の面、例えば、下面に設けられている構成であっても、同様に制振システム１を設置すれば、同等の効果を奏することができる。
【００３２】
次に、図３乃至図６を参照して、本実施形態に係るアクチュエータに用いられる圧電素子の変形例について説明する。図３は、第１の圧電素子における圧電体の構成例を示す図、図４は、第２の圧電素子における圧電体の積層構成例を示す図である。図５は、第３の圧電素子における圧電体の配置構成例を示す図、図６は、第４の圧電素子における圧電体の配置構成例を示す図である。
【００３３】
図３を参照して、第１の圧電素子１８について説明する。
前述した圧電素子１０は、基材１５の貼付領域となる平坦部１５ａの両主面にそれぞれ１つの圧電体１１を貼付した構成であった。これに対して、第１の圧電素子１８は、前述した基材１５の貼付領域となる平坦部１５ａの一方の主面のみに１つの圧電体１１を配置している。このようなアクチュエータは、伸縮力が小さくなるため、軽量で振動エネルギーが小さい被制振体に好適する。
【００３４】
図４を参照して、第２の圧電素子１９について説明する。
この第２の圧電素子１９は、基材１５の貼付領域となる平坦部１５ａの両方のそれぞれの主面に、複数の圧電体１１（１１ａ〜１１ｄ）を積層した構造である。図４に示す例では、平坦部１５ａの一方の主面に、圧電体１１ａ，１１ｃを積層配置し、他方の主面には、圧電体１１ｂ，１１ｄを積層配置している。これらの圧電体１１ａ〜１１ｄは、それぞれに前述した電極が形成されたポリイミドフィルムが接合され接合構造であるものとする。尚、圧電体１１ａ〜１１ｄにおいては、それぞれに電源を供給する配線と接続されており、独立して駆動することができる。よって、被制振体３毎の固有な振動や固有な揺れに対して、最適な制振が行われるように、圧電体を選択して駆動させることができる。このような構成により、１つの圧電素子１９を種々のタイプの被制振体３に対して汎用的に利用することが可能である。
【００３５】
これらの圧電体１１ａ〜１１ｄは、（１）両主面に貼付する圧電体の圧電体材料及び伸縮量が同一な圧電体で構成してもよいし、（２）主面毎に圧電体材料及び伸縮量が互いに異なる圧電体で構成してもよい。又は、（３）圧電体材料及び伸縮量のいずれか一方が異なる圧電体で構成してもよいし、異なる圧電体を適宜組み合わせて構成してもよい。
【００３６】
前記（１）圧電体材料及び伸縮量が全て同一の圧電体１１ａ〜１１ｄで構成した場合には、伸縮量は同じであるが、伸縮時に発生する力（圧縮力及び、伸張力）が倍増する。従って、第２の圧電素子１９は、重量が重い又は、剛性が大きい被制振体の揺動を制振する場合に好適する。
【００３７】
前記（２）圧電体材料及び伸縮量が異なる圧電体で構成する場合、例えば、基材１５の主面毎に、異なる圧電体材料及び伸縮量の圧電体を貼付する第１例と、基材１５のそれぞれの主面に、異なる圧電体材料及び伸縮量の圧電体で同じ組み合わせの圧電体を貼付する第２例がある。第１例では、圧電体１１ａ，１１ｂが同じ圧電体材料及び同じ伸縮量で形成され、圧電体１１ａ，１１ｂとは異なるが、圧電体１１ｃ，１１ｄが同じ圧電体材料及び同じ伸縮量で形成される。即ち、第１例では、圧電体１１ａ，１１ｃと、圧電体１１ｂ，１１ｄとによる、主面毎に特性の組み合わせが同じ圧電体が設けられる。
【００３８】
また、第２例では、同じ主面（上面）上の圧電体１１ａ，１１ｃが同じ圧電体材料及び同じ伸縮量で形成され、圧電体１１ａ，１１ｃとは異なるが、同様に同じ主面（下面）上の圧電体１１ｂ，１１ｄが同じ圧電体材料及び同じ伸縮量で形成される。即ち、第２例では、圧電体１１ａ，１１ｃと、圧電体１１ｂ，１１ｄとによる、主面毎に異なる特性の圧電体が設けられる。これらの圧電体１１ａ〜１１ｄは、それぞれに電源を供給する独立した配線と接続されており、選択して個別に駆動することができる。よって、被制振体３毎の固有な振動や固有な揺れに対して、最適な制振が行われるように、圧電体を選択して駆動させることができる。このように圧電体材料及び伸縮量が異なる圧電体で構成すると、駆動させる圧電体を選択することで伸縮量の範囲を選択でき、種々の揺動に対して、効率的に制振を行うことができる。
【００３９】
前記（３）圧電体材料又は伸縮量のいずれか一方が異なる圧電体で構成する。例えば、圧電体１１ａ，１１ｂの圧電体材料及び伸縮量に対して、圧電体１１ｃ，１１ｄは、圧電体材料は、圧電体１１ａ，１１ｂと同じであるが、伸縮量は、圧電体１１ａ，１１ｂとは異なっている。
【００４０】
尚、前述した（１）乃至（３）の第２の圧電素子１９においては、基材１５の平坦部１５ａの両主面に同じ数の圧電体１１を配置した構成例について説明したが、主面どうしで異なった配置であってもよい。具体的には、一方の主面に、２つの圧電体１１を伸縮方向に連設するように配置し、他方の主面には、１つの圧電体１１を配置する。このように、前述した（１）乃至（３）の第２の圧電素子１９に対して、一方の主面と他方の主面では、異なる配置（連設又は並設）や圧電体数（単層又は複数の積層）を組み合わせて適宜、設定することができる。また、これらの圧電体１１は、個別に駆動制御してもよいし、グループ化して組み分け、それぞれのグループ単位で駆動制御してもよい。
【００４１】
このような第２の圧電素子１９は、予め検出した又は想定した被制振体３の揺れの揺動幅や揺動速度に応じて圧電体の伸縮量や伸縮力を圧電体の単層又は積層の構造や基材１５の主面の配置位置等により適宜設定することで、被制振体３の揺動特性に合った制振を実現することができる。
【００４２】
次に、図５を参照して、第３の圧電素子２１について説明する。
ここで説明する圧電素子は、複数の圧電体を基材の貼付領域の主面上に、伸縮方向に連設する配置である。具体的には、図５に示すように第３の圧電素子２１は、２つの圧電体２２，２３を基材２４の貼付領域となる平坦部２４ａの主面に、伸縮方向ｍとなる長手方向に縦列するように配置する。これらの圧電体２２，２３は、それぞれが前述した通常サイズの圧電体１１（図２（ａ）参照）と同等な圧電体である。
【００４３】
これらの圧電体２２，２３は、それぞれに駆動用電極が設けられており、前述した制御部７により圧電体毎に個別制御されて伸縮変化される。但し、システムの仕様によっては、共通させた制御による同時の伸縮変化であってもよい。これらの圧電体２２，２３は、同一の伸縮変化又は伸縮量の圧電体でもよいし、異なる伸縮変化又は伸縮量の圧電体であってもよい。また、圧電体２２，２３は、圧電体材料が同じ材料であっても異なる材料であってもよい。勿論、圧電体は、２個に限定されるものではなく必要に応じて、その個数は適宜、設定可能である。
【００４４】
この第３の圧電素子２１は、圧電体２２，２３を伸縮方向ｍに連設することにより、圧電素子の撓み量を大きくすることで、アクチュエータの伸縮する長さを大きくすることができる。よって、被制振体３における揺動の振幅が大きい場合に好適する。また、これらの圧電体２２，２３のうちのいずれか片方の圧電体のみを伸縮駆動させた場合には、圧電素子の伸縮量が小さくなり、前述した圧電体１１と同等の作用効果が得られる。
【００４５】
また反対に、前述した通常サイズの圧電体１１を２つに分割したハーフサイズの圧電体２２，２３を平坦部２４ａの主面に伸縮方向ｍとなる長手方向に縦列するように配置する構成も考えられる。これらの圧電体２２，２３のうちのいずれか片方の圧電体のみを伸縮駆動させた場合には、前述した圧電体１１（図２（ａ）参照）よりも圧電素子の伸縮量が小さくなる。アクチュエータは、圧電素子の伸縮量が小さく及び、平坦部２４ａにおける圧電変化する長さが短い場合には、振動数（時間当たり揺動回数）が多い揺れに対する制振に好適する。
【００４６】
よって、第３の圧電素子２１は、同一サイズ又は異なるサイズの圧電体を組み合わせて用いることにより、供給される駆動電圧値の可変範囲内で圧電素子の伸縮量の最大値及び最小値の範囲を変えることができる。また、時間当たりの振動数が多い揺れに対しても、圧電体サイズや圧電体材料の異なる圧電体の中から、好適するものを選択することにより、応答性が良好になり、効率的に制振することができる。
【００４７】
以上のように第３の圧電素子２１は、被制振体の揺れに対して、振幅の大きい揺動から振幅の小さい揺動まで広い範囲に対応でき、且つ振動数の大きい揺動から振動数が小さい揺動まで対応して制振することができる。
【００４８】
次に、図６を参照して、第４の圧電素子２５について説明する。
ここで説明する圧電素子は、複数の圧電体を基材の貼付領域の主面上に、伸縮方向に並設する配置である。ここでは、図６に示すように第４の圧電素子２５は、２つの圧電体２６，２７を基材２８の貼付領域となる平坦部２８ａの主面に、伸縮方向ｍとなる長手方向に対して並列するように配置する。
【００４９】
これらの圧電体２６，２７は、前述した第３の圧電素子２１と同様に、圧電体毎の個別制御により伸縮変化させてもよいし、共通する制御により同時に伸縮変化させてもよい。これらの圧電体２６，２７は、同一の伸縮変化又は伸縮量の圧電体でもよいし、異なる伸縮変化又は伸縮量の圧電体であってもよい。また、圧電体２６，２７は、圧電体材料が同じ材料であっても異なる材料であってもよい。勿論、圧電体は、２個に限定されるものではなく必要に応じて、その個数は適宜、設定可能である。
【００５０】
この第４の圧電素子２５は、圧電体２６，２７をいずれか一方、又は両方を駆動させることにより、圧電素子の撓み力を切り替えることができる。よって、第４の圧電素子２５は、揺れに対する制振において、振幅が大きく制振の力（エネルギー）が大きい時の揺動を制振する場合でも、圧電素子の撓み力を高めることができ、振幅の大きい揺動から振幅の小さい揺動まで広い範囲に対応できる。
【００５１】
また、圧電体２６，２７において、異なる伸縮変化又は伸縮量の圧電体を用いた場合には、大小の振幅が混在する揺動に対して、その振幅に好適する側の圧電体を選択的に用いることで、より早く効率的に制振することができる。
【００５２】
次に、図７を参照して、アクチュエータの第１の変形例について説明する。
図７は、第１の変形例のアクチュエータを上から見た外観構成を示す図である。
この第１の変形例のアクチュエータ３１は、２つの圧電素子１０ａ，１０ｂを重ねるように並設して固定部１３，１４と連結する構成である。圧電素子１０ａ，１０ｂは、共に、前述した圧電素子１０と同等である。
【００５３】
アクチュエータ３１は、固定部１３，１４の端部の両主面側に、圧電素子１０ａ，１０ｂのそれぞれの接続用端部１５ｂが配置され、それぞれの固定用孔を合わせて固定具１６を貫通させて固定される。このアクチュエータ３１は、前述した図２（ｂ）に示したアクチュエータ４に対して、２つの圧電素子１０を搭載した構成と同等である。
【００５４】
従って、第１の変形例のアクチュエータ３１は、重ね配置された圧電素子１０ａ，１０ｂを搭載しているため、圧電素子１０ａ，１０ｂを同時に駆動させた場合には、前述したアクチュエータ４の伸縮力に対して、２倍の伸縮力を発生させることができる。勿論、常に、同時に駆動する必要は無く、制御部７の切換により、圧電素子１０ａ，１０ｂのうちのいずれか一方のみを駆動させてもよい。この構成であれば、被制振体３に圧電素子１０ａ，１０ｂの主面に対して交差する、ねじれを発生させる方向の揺動が発生した場合でも、アクチュエータ４に比べて捻れに対して耐性が高く、圧電体１１の伸縮を効率よく制振に用いることができる。例えば、被制振体３が経年変化や熱等でアクチュエータを取り付けた時の当初の形状に歪みが発生して、圧電素子１０にねじれの力が掛かった場合などに対して耐性が高い。
【００５５】
次に、図８を参照して、アクチュエータの第２の変形例について説明する。
図８は、第２の変形例のアクチュエータを上から見た外観構成を示す図である。
この第２の変形例のアクチュエータ３２は、２つの圧電素子１０ａ，１０ｂを伸縮方向に連なるように連設し、その両外側にそれぞれ固定部１３，１４を一直線状に連結する構成である。圧電素子１０ａ，１０ｂは、共に、前述した圧電素子１０と同等である。
【００５６】
アクチュエータ３２においては、圧電素子１０ａと圧電素子１０ｂの一端どうしを連結具３５を用いて連結する。圧電素子１０ａと圧電素子１０ｂのそれぞれに他端に、固定部１３，１４を連結具３５を用いて連結する。連結具３５は、圧電素子１０ａ，１０ｂ及び、固定部１３，１４に対して、固定具１６であるボルト・ナット又はリベットを貫通させて固定する。
【００５７】
以上のように第２の変形例のアクチュエータ３２は、伸縮量を大きくすることで、被制振体の揺動に対して、振幅の大きい揺動から振幅の小さい揺動まで広い範囲に対応でき、且つ振動数の大きい揺動から振動数が小さい揺動まで対応して制振することができる。尚、圧電素子１０ａと圧電素子１０ｂとの間に、さらに他の連結部があってもよい。
【００５８】
次に、図９を参照して、本発明の一態様における制振システムの変形例について説明する。図９は、制振システムの変形例として、アクチュエータの配置例を概念的に示す図である。
前述した制振システムのアクチュエータ４は、図１に示されるように、被制振体３の側面と基体２の上面との間を斜めに直線的に繋ぐ際に、アクチュエータ４の主面（前述した長い板形状の面積が大きい表裏の面）の面方向が被制振体３の側面と直交又は交差する方向となるように固定されている。
【００５９】
これに対して、本変形例では、アクチュエータ３６及び圧電素子１０の主面の面方向が被制振体３の側面の面方向と平行となるように配置されて固定される。また、図９に示すように、被制振体３が円筒形状であれば、アクチュエータ３６の主面の面方向は、被制振体３の中心からの半径方向と直交する方向又は、被制振体３の側面の接線方向になるように配置されて固定される。
【００６０】
次に、図１０を参照して、アクチュエータの第３の変形例について説明する。
図１０は、第３の変形例のアクチュエータ３７を側方から見た外観構成を示す図である。図２等の前述したアクチュエータ４は、圧電素子１０と固定部１３，１４が一直線形状に配置される構造であった。これに対して、第３の変形例のアクチュエータ３７は、全体的には扇状に湾曲した形状を成している。
【００６１】
アクチュエータ３７は、例えば、短冊形状の矩形の圧電素子３８と、くさび形状の固定部３９とが交互に配置されて、ボルト・ナット等の固定具１６により連結させて固定される。この例では、固定部３９のくさびの角度の調整と、使用する数を設定することにより、所望する湾曲状態を形成することができる。圧電素子３８の伸縮方向ｍは、図１０に示すように、アクチュエータ３７の長手方向に伸縮する。
【００６２】
また、前述した図１に示す基体２と被制振体３の接続箇所の近傍にはスペースがあり、直線形状のアクチュエータ４を取り付けることができる、しかし、基体２と被制振体３の接続箇所の近傍に、他のユニットが配置されていた場合には、他のユニットが障害となり、アクチュエータ４が取り付けられない事態又は、他のユニットを避けるためにアクチュエータ４が長尺化することも想定できる。
【００６３】
尚、この第３の変形例では、図１０に示す全体的には扇状に湾曲した形状に連結されたアクチュエータ３７を例として示しているが、これに限定されず、図８に示したような直線形状に連結されたアクチュエータ４とアクチュエータを組み合わせて、直線と湾曲が組み合わされた構成であってもよい。
【００６４】
この第３の変形例のアクチュエータ３７によれば、所望する湾曲状態に形成することができるため、障害となる他のユニットを跨ぐ又は回避するように基体２と被制振体３に取り付けることができる。
【００６５】
［第１の実施形態］
次に、図１１を参照して、本発明の制振システムを光学装置に適用した第１の実施形態について説明する。図１１は、第１の実施形態に係る制振システムを適用した光学装置として、半導体やフォトマスク原版上に微細パターンを描画する電子ビーム描画装置の概念的な構成例を示す図である。本実施形態では、光学装置として電子ビーム描画装置を一例としているが、鏡筒等のチャンバを試料室等の筐体上に立設して構成される装置であれば、同様に制振システムを適用することができる。また、ビームは、電子ビームに限られず、レーザなどの光、Ｘ線などの電磁波であってよい。従って、「光学」とは、いわゆる「光」の他に、「電子線」や「電磁波」といったものも含まれることを理解されたい。尚、本実施形態の電子ビーム描画装置に設けられる制振システムにおいて、前述した制御システムと同等の構成部位には、同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
この電子ビーム描画装置４１は、装置本体として、試料４９を保持する、移動可能な試料ステージ４８を収容する筐体４３と、筐体４３上に立設され、試料ステージ４８上の試料４９に電子ビーム５５を照射する光源である電子銃４６が設けられた鏡筒４２と、で構成される。さらに、筐体４３の底部には、防振部材４４を介在して脚部４５が設けられている。脚部４５は、クリーンルーム等の床面上に固定するように設置される。筐体４３と脚部４５の間に、防振部材４４を設けることで、床面に発生した振動が装置本体側に伝搬されることが防止できる。また、筐体４３の底部と防振部材４４との間に、堅固な定盤を配置してもよい。尚、試料４９は、例えば、ガラス基板を主体とするフォトマスク用基板である。
【００６７】
筐体４３は、例えば、ステンレス合金等の金属部材による中空な箱状を成し、真空維持が可能に構成される。また、図示していないが筐体４３には、試料４９を出し入れする開口部が形成され、開口部を気密に覆うゲート５８が開閉可能に設けられている。試料４９は、ゲート５８が開いた際に、試料搬送機構５９により、外部から搬入されて、試料ステージ４８に載置される。同様に、パターンが描画された試料４９は、試料搬送機構５９により、試料ステージ４８上から外部に搬出される。
【００６８】
また、試料４９に任意のパターンを描画する際に、試料ステージ４８を移動させるために、ステージ内部又は近傍にステージ駆動機構５０を備えている。パターン描画時は、試料ステージ４８を平行移動させることで、載置される試料４９が２次元的（ＸＹ方向）に移動する。パターン描画時における試料４９の移動において、微小な移動については、後述するレンズ駆動部５２により電子ビームを曲げる又は走査させることで行い、粗い移動においては、試料ステージ４８を移動させることで行う。また、ステージ駆動機構５０は、試料ステージ４８を昇降（Ｚ方向：重力方向）させて高さ調整も行う。試料ステージ４８の移動における加減速による慣性力の反力が、振動として筐体４３に伝達され得る。試料ステージ４８の移動が高速化すればするほど、この影響は大きい。
【００６９】
また、電子ビーム描画装置４１は、電子銃４６から電子ビームを出射させるための高電圧を供給する高圧電源５１と、光学系４７を駆動制御するレンズ駆動部５２と、筐体４３内及び鏡筒４２内を真空状態まで排気する排気系５３と、ステージ駆動機構５０を駆動させるステージ駆動部５４と、前述したアクチュエータ４を駆動するアクチュエータ駆動電源５７と、加速度センサ６１及び歪みセンサ６３から後述する揺動情報を取得する揺動検出部５と、各駆動部やシステム全体を制御する制御部５６とを備えている。さらに、鏡筒４２の上面又は電子銃４６の上面に配置される加速度センサ６１と、鏡筒４２の側面に配置される歪みセンサ６３とが設けられている。
【００７０】
排気系５３は、例えば、粗引き排気用のドライポンプと、超高真空排気用のイオンポンプ又はターボモリキュラポンプ等を組み合わせて用いることができる。各ポンプと筐体４３及び鏡筒４２を繋ぐ排気管上に図示しない真空バルブを配置して、切り替えて排気を行う。また、筐体４３及び鏡筒４２には、ゲートを開ける又はメンテナンスを行う際に室内を大気圧に戻すリークバルブがそれぞれ設けられている。本実施形態では、筐体４３を１つの室として記載しているが、排気時間が掛かるため製造効率を上げる点から、予備排気室となるバッファチャンバを増設した構成であってもよい。
また詳細には示していないが、鏡筒４２内には、照明レンズ、アパーチャ、投影レンズ、偏光器及び対物レンズ等で構成される光学系４７が搭載されている。この光学系４７は、レンズ駆動部５２により駆動制御され、電子銃４６から出射された電子ビーム５５を整形及び偏向し、走査するように試料４９に照射し、試料ステージ４８の移動を伴って、試料４９に所望するパターンを描画する。電子ビーム５５が、試料４９の狙った位置に正確に照射されることが重要であり、描画されるパターンが微細化すればするほど、鏡筒４２内の光学系４７と試料との相対変位を抑える必要性が高くなる。
【００７１】
この電子ビーム描画装置４１に設けられる制振システムは、前述した構成と同等であり、アクチュエータ４と、揺動検出部５と、加速度センサ６１と、歪みセンサ６３と、制御部５６とを備えている。
【００７２】
アクチュエータ４は、図２（ａ）に示したように連結具１２を用いて、長方形の圧電素子１０の伸縮方向ｍの両側に固定部１３，１４が直線的に連結される。ここでは、図９に示すように、アクチュエータ４は、鏡筒４２を中心として、鏡筒４２の周囲四方の側面から筐体４３の上面に斜下方向に延びて、直線的に立て掛けられるように配置される。各固定部１３，１４の先端側に設けられた接続部１３ａ，１４ａは、それぞれ鏡筒４２と筐体４３の間で斜めの傾きａを保つように、ネジ止め等により固定される。
【００７３】
本実施形態において、加速度センサ６１は、鏡筒４２上に設けられた電子銃４６の上面に配置される。歪みセンサ６３は、鏡筒４２の側面上方に配置されている。後述するが、いずれのセンサにおいても揺動の振幅が大きくなる箇所が好適する。
【００７４】
加速度センサ６１は、後述するステージ駆動機構５０により駆動する試料ステージ４８の移動による振動が起因として発生する鏡筒４２の揺動の大きさ（揺動幅）と揺動の方向を検出する。また、歪みセンサ６３は、上述の揺動による鏡筒４２の可撓の状態変化を挙動して、揺動の大きさを検出する。特に、加速度センサ６１は、試料ステージ４８が停止状態から起動状態及び、減速状態から停止状態に移行する際の振動と、移動時の速度から変化した際に生じる振動を検出する。加速度センサ６１により検出された検出信号は、揺動検出部５の加速度検出部６２に出力される。加速度検出部６２は、検出信号から揺動の大きさ（揺動の幅）と揺動方向を揺動情報として生成する。
【００７５】
また、歪みセンサ６３は、歪みの検出信号から揺動の大きさによる揺動情報を生成する。揺動検出部５は、加速度センサ６１による揺動情報に対して歪みセンサ６３による揺動情報を補完的に用いて、揺動情報として生成し、制御部５６に出力する。尚、この例では、加速度センサ６１と歪みセンサ６３を組み合わせて検出したが、加速度センサ６１又は歪みセンサ６３のいずれか１つのみを用いた検出であってもよい。さらに、前述したようにレーザ光等の光束によって非接触で距離を計測する光学センサを用いてもよい。
【００７６】
制御部５６は、揺動の幅と揺動方向からなる揺動情報を用いて、アクチュエータ駆動電源５７の出力を制御して、被制振体３の揺動が減少するように、それぞれのアクチュエータ４の伸縮を制御する。即ち、アクチュエータ４は、鏡筒４２の揺動に対して、鏡筒４２が離反するように揺動した時には収縮し、反対に、鏡筒４２が接近するように揺動した時には伸長する。
【００７７】
次に、図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して、鏡筒４２の揺動を減少させるためのアクチュエータ４を取り付ける位置について説明する。
図１２（ａ）は、鏡筒４２の第一次モードＡの揺動状態を示す図である。
前述したように、電子ビーム描画装置４１の鏡筒４２内には、照明レンズ、アパーチャ、投影レンズ、偏光器及び対物レンズ等の複数の構成部位からなる光学系４７が収容されている。こられの構成部位は、それぞれが互いに異なる重量を有しているため、揺動の際の複数の質点（代表の質点とした１０１ｃ）になる。この質点１０１ｃの存在により、鏡筒４２の揺動状態（例えば、揺動幅）によっては、同期して略直線状態１０１ａ−１０１ｂとなる所謂、第一次モードＡの揺動となる。この第一次モードＡの揺動においては、図１２（ａ）に示すように、筐体４３に立設される鏡筒４２の根元側を支点として揺動する。よって、図１１に示したように、鏡筒４２の上部に設けた電子銃４６の上面（頂部）に加速度センサ６１（又は歪みセンサ６３）を配置することで、最も大きい振れとなる揺動幅を検出することができる。最も大きい揺動幅の揺動を検出することにより、揺動を制振した際に減少する状態を適確に把握することができる。
【００７８】
図１２（ｂ）は、鏡筒４２の第二次モードＢの揺動状態を示す図である。
鏡筒４２の揺動状態（例えば、揺動幅）は、前述した複数の質点のうちで、１つの質点１０２ｃで屈曲して１つの交点を持つ状態１０２ａ−１０２ｂとなる所謂、第二次モードＢの揺動となる。
【００７９】
この第二次モードＢの揺動においては、図１１（ｂ）に示すように、筐体４３に立設される鏡筒４２の根元側と鏡筒４２の上方との２つの支点で揺動する。よって、鏡筒４２の上部に加速度センサ６１（又は歪みセンサ６３）を配置することで、最も大きい振れとなる揺動幅を検出することができる。最も大きい揺動幅の揺動を検出することにより、揺動を制振した際に減少する状態を適確に把握することができる。
【００８０】
図１２（ｃ）は、鏡筒４２の第三次モードＣの揺動状態を示す図である。
鏡筒４２の揺動状態（例えば、揺動幅）は、前述した複数の質点のうちで、２つの質点１０３ｃ，１０３ｄでそれぞれ屈曲した状態１０３ａ−１０３ｂとなる所謂、第三次モードＣの揺動となる。
【００８１】
この第三次モードＣの揺動においては、図１２（ｃ）に示すように、筐体４３に立設される鏡筒４２の根元側と鏡筒４２の中間及び上方との３つの支点で揺動する。よって、鏡筒４２の揺動幅の大きい質点１０３ｃとなる鏡筒４２の上部に加速度センサ６１（又は歪みセンサ６３）を配置することで、最も大きい振れとなる揺動幅を検出することができる。最も大きい揺動幅の揺動を検出することにより、揺動を制振した際に減少する状態を適確に把握することができる。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態の制振システムを搭載する電子ビーム描画装置４１は、前述した制振システムと同等に、鏡筒４２と筐体４３との間を、直接的にアクチュエータ４で連結する簡易な構成である。制振システムが従来の構成機器に比べて小型で軽量化されているため、堅固な支持部が不要であり、電子ビーム描画装置４１本体の大型化や重量の増加を防止できる。取り付けの際に支柱等が不要であるため、装置側の取り付けスペースが少なくて済み、且つ取り付け位置範囲の自由度が高く、揺動に対して効果的な箇所に配置することができる。
【００８３】
さらに、電子ビーム描画装置４１は、装置本体の下部に以前から設けられている、床面からの振動を減少させる制震機構や免震機構に対して、制振システムを搭載することで重量増加による負荷の増加が少ない。よって、電子ビーム描画装置４１は、制振システムを搭載しても、設置面積を大きくすることなく、装置の重量増加が低く抑えられ、クリーンルーム等の設置箇所の耐重量に対する床補強を軽減させることができる。
【００８４】
なお、本発明は、前記態様、前記変形例及び前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。
【符号の説明】
【００８５】
１…制振システム、２…基体、３…被制振体、４…アクチュエータ、５…揺動検出部、６…揺動検出センサ、６ａ，６ｂ…センサ、７…制御部、８…駆動電源、１０，１０ａ，１０ｂ，１１，１１ａ−１１ｄ，１８−２３…圧電素子、１２…連結具、１３，１４…固定部、１３ａ，１４ａ…接続部、１５…基材、１５ａ…平坦部、１５ｂ…接続用端部、１６…固定具、２４…基材、２４ａ…平坦部、４１…電子ビーム描画装置、４２…鏡筒、４３…筐体、４４…防振部材、４５…脚部、４６…電子銃、４７…光学系、４８…試料ステージ、４９…試料、５０…ステージ駆動機構、５１…高圧電源、５２…レンズ駆動部、５３…排気系、５４…ステージ駆動部、５５…電子ビーム、５６…制御部、５７…アクチュエータ駆動電源、５８…ゲート、５９…試料搬送機構、６１…加速度センサ、６２…加速度検出部、６３…歪みセンサ、１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ…質点。
【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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【図１１】
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【図１２】
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