説明

除振台装置およびそれを用いた除振システム

【課題】 簡便な機構、かつ安価な装置であって、除振効果に優れ、水平方向への過度の移動を規制することができる除振台装置およびそれを用いた除振システムを提供する。
【解決手段】 除振台本体(10)と、この除振台本体の側面側に実質的に90度均等割りされた位置にそれぞれ配置された4つのレベリングバルブ(100)と、を備え、除振台本体の側面側に配置されたレベリングバルブによって除振台本体の水平方向の変位量を検知するとともに、この検知した変位量データに基づいて水平方向の変位量を修正すべく水平方向流体バネ体の内圧を変化させることによって水平方向への移動を制御するように構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、除振対象物に直接または間接的に敷設され、除振対象物の除振および水平方向への過度の移動を規制するための除振台装置およびそれを用いた除振システムに関する。
【0002】
特に、パターン認識やライン検査に使用される中・低精度流体バネ式除振台の対物台が流体バネの座屈等により生じる水平方向への移動を簡便に防止することができる除振台装置およびそれを用いた除振システムに関する。
【背景技術】
【0003】
従来から、例えば、半導体製造装置においてメモリ、ICを作る場合、ウエハ基板の上に回路を形成するに際し、写真技術を応用した焼き付け装置を備えるステッパーが用いられている。実際のステッパーの使用に際しては、生産効率を上げるためにウエハ基板や焼き付け装置を所定位置に俊敏かつ精度よく動かして位置決めする必要がある。
【0004】
しかしながら、俊敏な移動および停止を行なおうとすればする程、ステッパーには振動の発生という問題が必然的に生じる。特に、ICの高い集積度が求められている今日の仕様では、たとえ微振動であっても、これを完全に除去しないと、回路の線が二重になったりショートしたりする(回路のダブリの発生)という問題が生じる。このような問題を解決するために従来よりステッパーの微振動を除去する除振台装置の提案が種々なされている。
【0005】
例えば、精密機器における床からの微振動を除去し、一定位置を保つために、除振台装置には、除振機能を発揮させるために、従来から種々の流体バネユニット(主に流体バネ)の使用が提案されている。より具体的には、ダイヤフラム型、ローリングダイヤフラム型、ベローズ型の流体バネを使用した除振装置が用いられている(例えば、特開平10−205578号公報)。
【0006】
しかしながらダイヤフラム型流体バネを鉛直方向のバネとして使用した場合、鉛直方向には軟らかいバネとなる反面、水平方向には硬いバネとなるという問題がある。
【0007】
この一方で、ベローズ型の流体バネは、水平方向および鉛直方向に比較的軟らかいバネ特性を有するものの、近年要求されているデリケートな特性(特に水平方向に柔らかいバネ特性)に対しては、このもののみでは十分に満足のいく対応をとることが困難となっている。すなわち、水平方向に格段と軟らかいバネとするために、膜剛性を低くしたり、膜部を大きくした場合には、安定性に欠け位置決めが出来なくなってしまうという不都合が生じている。つまり、ベローズ型の流体バネは、座屈しやすくなってしまいこのような機構を備える除振台の上に載置されている基台(対物台)は、水平方向に移動しやすくなり、最終的にある限度を超えると水平方向での制御範囲を逸脱してしまうおそれがある。
【0008】
このような問題点を解決するために、特開平8−4829号公報には、ステッパーや電子顕微鏡に使用される高精度除振台において、変位センサー、演算装置、減圧弁等を組み込んだ制御装置を用いてフィードバック制御を行なう新たな技術の提案がなされている。
【0009】
しかしながら、この公報で提案されている制御の方法は、極めて複雑であり、しかもコスト的にも極めて高価なものである。
【特許文献1】特開平10−205578号公報
【特許文献2】特開平8−4829号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
このような実情のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、簡便な機構、かつ安価な装置であって、除振効果に優れ、水平方向への過度の移動を規制することができる除振台装置およびそれを用いた除振システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
このような課題を解決するために本発明は、除振対象物に直接または間接的に敷設され、除振対象物の除振および水平方向への移動を規制するための除振台装置であって、該除振台装置は、除振台本体と、この除振台本体の側面側に実質的に90度均等割りされた位置にそれぞれ配置された4つのレベリングバルブと、を備えており、前記除振台本体は、除振対象物に直接または間接的に接する天井板と、その天井板の周縁から垂下する垂下板と、これらの天井板と垂下板に被せられる基台部とを備え、前記天井板の内側面と基台部との間には、鉛直方向流体バネ体が介在されており、前記垂下板の内側面と基台部との間には、前記4つのレベリングバルブの配置位置に合わせて実質的に90度均等割り配置された4つの水平方向流体バネ体が介在されており、前記除振台本体の側面側に配置されたレベリングバルブによって除振台本体の水平方向の変位量を検知するとともに、この検知した変位量データに基づいて水平方向の変位量を修正すべく前記水平方向流体バネ体の内圧を変化させることによって水平方向への移動を制御してなるように構成される。
【0012】
また、本発明の好ましい態様として、前記天井板の内側面と基台部との間に介在される鉛直方向流体バネ体は、主として鉛直方向の荷重を支えるように配置され、前記垂下板の内側面と基台部との間に介在される水平方向流体バネ体は、主として水平方向の荷重を支えるように配置されてなるように構成される。
【0013】
また、本発明の好ましい態様として、前記天井板と前記垂下板は一体化され浮遊部としての機能を有し、前記基台部は固定部としての機能を有してなるように構成される。
【0014】
また、本発明の好ましい態様として、前記天井板の周縁から垂下する垂下板によって、略四角柱体が形成されており、当該略四角柱体を構成する垂下板に対して略垂直方向にレベリングバルブの変位量を検出するための検出部位が当接してなるように構成される。
【0015】
また、本発明の好ましい態様として、前記水平方向流体バネ体の内部空間は、レベリングバルブに連動して所望の作動流体の出入りが可能なように外部圧力源と連通されるとともに、レベリングバルブによって検知された水平方向の変位量に応じて、所定の圧力に制御されてなるように構成される。
【0016】
また、本発明の好ましい態様として、前記鉛直方向流体バネ体は、ベローズ、ローリングダイヤフラム、またはダイヤフラムであり、前記水平方向流体バネ体は、ベローズ、ローリングダイヤフラム、またはダイヤフラムであるように構成される。
【0017】
また、本発明の好ましい態様として、前記鉛直方向流体バネ体は、ベローズまたはローリングダイヤフラムであり、前記水平方向流体バネ体は、ベローズであるように構成される。
【0018】
本発明の除振システムは、上記記載の除振台装置を複数個、平面上に配置し、この上に直接または間接的に基台を載置してなるように構成される。
【0019】
本発明の半導体製造装置は、上記記載の除振台装置を複数個、平面上に配置し、この上に直接または間接的に露光対象となる基板を設置するための基台を載置してなるように構成される。
【0020】
本発明の液晶露光装置は、上記記載の除振台装置を複数個、平面上に配置し、この上に直接または間接的に露光対象となる基板を設置するための基台を載置してなるように構成される。
【0021】
本発明の除振システムは、上記記載の除振台装置を3個、平面観察で三角形配置するとともに、各除振台装置の垂下板の面が平面観察でX軸−Y軸方向に沿って整列するように配置させ、この上に直接または間接的に基台を載置してなるように構成される。
【0022】
本発明の半導体製造装置は、上記記載の除振台装置を3個、平面観察で三角形配置するとともに、各除振台装置の垂下板の面が平面観察でX軸−Y軸方向に沿って整列するように配置させ、この上に直接または間接的に露光対象となる基板を設置するための基台を載置してなるように構成される。
【0023】
本発明の液晶露光装置は、上記記載の除振台装置を3個、平面観察で三角形配置するとともに、各除振台装置の垂下板の面が平面観察でX軸−Y軸方向に沿って整列するように配置させ、この上に直接または間接的に露光対象となる基板を設置するための基台を載置してなるように構成される。
【発明の効果】
【0024】
本発明の除振台装置は、除振台本体と、この除振台本体の側面側に実質的に90度均等割りされた位置にそれぞれ配置された4つのレベリングバルブと、を備え、除振台本体の側面側に配置されたレベリングバルブによって除振台本体の水平方向の変位量を検知するとともに、この検知した変位量データに基づいて水平方向の変位量を修正すべく水平方向流体バネ体の内圧を変化させることによって水平方向への移動を制御するように構成されているので、簡便な機構、かつ安価な装置であって、除振効果に優れ、水平方向への移動を規制することができ、たとえば水平方向への過度の移動による座屈等の不具合の発生を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図1〜図5を参照しつつ詳細に説明する。
【0026】
図1は、除振台本体と4つのレベリングバルブとを備える本発明の除振台装置の正面図であって、右側半片は除振台本体の断面の状態を示した図面であり、左側半片は除振台本体の要部が現われるように必要に応じて外周の部材を切り欠いた図面である。ただし、紙面の手前側および紙面の奥域側のレベリングバルブの記載は省略してある。
【0027】
図2は図1の除振台装置(除振台本体)を3個、三角形状(トラアングル状)に平面上に配置した状態を示す平面図(除振システム図)である。図3は、図2の正面図に相当する図面であり、配置された除振台装置の上には、基台が載置された状態が示されているとともに、除振台装置の下には載置台が記載されている(関連する他の図面には載置台の記載なし)。レベリングバルブの記載は省略されている。図4は、除振台本体と、この除振台本体の側面側に配置されたレベリングバルブがシステムとして組み合わされた状態を示す正面図である(ただし、紙面の手前側および紙面の奥域側のレベリングバルブの記載は省略してある)。図5はレベリングバルブを説明するための正面図である。
【0028】
以下、まず最初に除振台装置1の構成について詳細に説明する。
【0029】
(除振台装置1の説明)
本発明の除振台装置1は、除振対象物に直接または間接的に敷設され、(1)除振対象物へ対する除振作用および(2)水平方向への過度の移動を規制する作用といった、2つの作用を発現させる機能を備えている。
【0030】
特に、除振台装置の除振機能を高めるように流体バネの固有振動数を小さくするような仕様設定とした場合には、水平方向に移動しやすくなるためにいわゆる座屈を起こしやすくなる。後者(2)の機能は、このような座屈を防止し、水平方向の制御範囲を逸脱しないように水平方向の移動を規制させる機能である。
【0031】
本発明における除振台装置1は、図1に示されるように除振台本体10と、この除振台本体10の側面側に実質的に90度均等割りされた位置にそれぞれ配置された4つのレベリングバルブ100とを備えている。ただし、前述したように紙面の手前側および紙面の奥域側のレベリングバルブの記載は省略してある。
【0032】
このような除振台装置1は、例えば、図1や図3に示されるように除振対象物を載置する基台4の下に直接または間接的に敷設される。除振台装置1は、例えば、図2に示されるように、通常、載置の安定性を考慮して3つ以上用いられ、好適な位置に適宜、配置される。
【0033】
4つのレベリングバルブ100は、後述する各バルブごとの制御方法の理解が容易となるように、図2における平面図の左方位置、前方位置、右方位置、後方位置に配置されたレベリングバルブに対して、それぞれL、F、R、およびBの添え字を便宜上付して区別している。また、同様に後述する各バルブごとの制御方法の理解が容易となるように、図2における左方下位置、右方下位置、後方中央位置に配置された除振台本体10を、それぞれCH1、CH2、およびCH3として区別している。
【0034】
除振台本体10は、図1に示されるように除振対象物に直接または間接的に接する、例えば略正方形形状の天井板11と、その天井板11の4隅の周縁から垂下する、例えば略四角形状の垂下板20と、これらの天井板11と垂下板20に被せられる基台部30とを備えている。そして、図1に示されるように天井板11の内側面と基台部30との間には、鉛直方向流体バネ体の好適例である布入りのゴム製ベローズ70が介在されており、この布入りのゴム製ベローズ70は、鉛直方向の荷重を支えるように配置されている。
【0035】
布入りのゴム製ベローズ70は、2〜5段の多段、特に2〜4段、さらには2〜3段のベローズ構造のものが好ましい(図面においては3段のベローズ構造が示されている)。ベローズ構造が2段未満となると横方向(図2のXY方向)のバネ定数が大きくなり、除振台装置の横方向の固有振動数が高くなるという不都合が生じる傾向がある。また、段数が5段を超えて多くなり過ぎると、極めて容易に座屈を生じやすくなるという不都合が生じる傾向がある。
【0036】
本発明で用いる布入りのゴム製ベローズ70は、例えば、半加硫のゴム成形体にポリエステルなどで形成された布(好ましくは所定形状にプレフォーミングされた布)をゴム成形体表面に押圧・埋設し、その後、加硫することによって製造することができる。このような布入りのゴム製ベローズ70の厚さは、0.15〜1.8mm、好ましくは0.4〜1.5mmとされる。この値が1.8mmを超えると、膜の剛性が上りヒステリシスが大きくなる傾向が生じる。そして、繰り返し曲げにより発生する膜の内部応力が大きくなり、耐久性が低下するという不都合が生じる傾向にある。また、この値が0.15mm未満となると、使用する基布(布)が薄くなるため、(1)耐圧性がなくなる、(2)膜厚に占める基布厚の割合が増加するため膜としてのシール性が低下する、(3)突起物に接触した時破損し易くなり耐久性に乏しくなるという問題が生じる傾向がある。
【0037】
このような布入りのゴム製ベローズ70を上記のごとく天井板11の内側面と基台部30との間に介在させることによって、鉛直方向の荷重をうけることができ、主として鉛直方向の除振効果を発現させることができる。このような布入りのゴム製ベローズ70を用いることによって、装置全体の小型化を図ることができる。
【0038】
なお、略円盤形状の布入りのゴム製ベローズ70は、図1に示されるように、第1の固定部材75a,75bおよび第2の固定部材76a,76bを介して、天井板11の内側面と基台部30とにそれぞれ固定される。また、布入りのゴム製ベローズ70の内部の作動空間S1は、基台部30の内部に形成された流体室35と連通されている。このような流体室35を設けることによって、内容積を大きくすることができ、バネ定数および固有振動数を小さくすることができる。流体室35は装置内部の形成に限定されるものではない。別途、装置の外部に連通させた状態で設置することもできる。
【0039】
このような布入りのゴム製ベローズ70に代えて、いわゆるローリングダイヤフラムやダイヤフラムを用いても良い。ローリングダイヤフラムは、作動膜(ローリング作動膜)機能を備えたダイヤフラムであり、例えば、シリンダ部とピストン部との間の転動によりローリング移動できるようになっており、このものによって鉛直方向の実質的な荷重が支えられている。ローリング作動膜は、いわゆる『ダイヤフラム』と呼ばれる有底の略円筒形状のものであって、折り返し装着により、長いストロークと深い折り返し部(convolution)を持ち、作動中にその有効受圧面積が一定不変に保たれる略円筒形のダイアフラムである。すなわち、作動膜は折り返し部を備え、ローリング作動膜面に圧力が働くと膜面の大部分はシリンダ壁とピストン壁に押し付けられ、残りの折り返し底部が圧力による引張り応力により圧力バランスが保たれるようになっている。
【0040】
図1に示されるごとく本発明における垂下板20の内側面と基台部30との間には、水平方向流体バネ体の好適例として布入りのゴム製ベローズ80が介在されている。この布入りのゴム製ベローズ80は前述した布入りのゴム製ベローズ70と同様な構造であり、水平方向の荷重を支えるように配置されている。
【0041】
この布入りのゴム製ベローズ80によって、水平方向の荷重をうけることができ、主として水平方向の除振効果を発現させることができる。また、装置全体の小型化にも寄与できる。このような略円盤形状の布入りのゴム製ベローズ80は、図1に示されるように、第1の固定部材85a,85bおよび第2の固定部材86a,86bを介して、垂下板20の内側面と基台部30とにそれぞれ固定される。また、布入りのゴム製ベローズ80の内部の作動空間S2は、基台部30の内部に開けられた通気孔31を介して、流体室36と連通されている。このような流体室36を設けることによって、内容積を大きくすることができ、バネ定数および固有振動数を小さくすることができる。
【0042】
また、本発明における布入りのゴム製ベローズ80の内部の作動空間S2は、図面では明示していないが、後述するようにレベリングバルブ100に連動して所望の作動流体の出入りが可能なように外部圧力源と連通されている。この構成は特に重要である。そして、レベリングバルブによって検知された水平方向の変位量に応じて、所定の圧力に制御されるようになっている。これについては、後に詳述する。
【0043】
布入りのゴム製ベローズ80の厚さ、段数、製造方法は、上記布入りのゴム製ベローズ70のところで説明したのと同様にすればよい。また、布入りのゴム製ベローズ80に代えて、いわゆるローリングダイヤフラムやダイヤフラムを使用することができる。
【0044】
また、本発明の実施の形態では、垂下板20は、天井板11の周縁から4枚、垂下しており、各々の垂下板20の内側面と基台部30との間に布入りのゴム製ベローズ80がそれぞれ介在されている。1つの除振台装置につき、その側面に4つ配置されている布入りのゴム製ベローズ80は、後述する各バルブごとの制御方法の理解が容易となるように、図2における平面図の左方位置、前方位置、右方位置、後方位置に配置されたレベリングバルブに対して、それぞれL、F、R、およびBの添え字を便宜上付して区別している。
【0045】
本発明における除振台装置1は、上述したように除振台本体10の側面側に実質的に90度均等割りされた位置に4つのレベリングバルブ100が配置されている(図2参照)。すなわち、本発明の実施形態において、天井板11の周縁から垂下する垂下板20は、例えば略四角形状に形成されており、これらの垂下する垂下板20によって、略四角柱体が形成されている。そして、この略四角柱体を構成する垂下板に対して略垂直方向にレベリングバルブの変位量を検出するための検出部位101が当接するように構成されている(図1参照)。本発明で「実質的に90度均等割りされた位置」と表現しているのは、厳密な意味での90度が要求されるのではなく、本発明の作用効果が発現し得る範囲での角度ずれが許容できるという趣旨である。また、垂下板20は、四角形状に限定されることなく、種々の形態を採択することが可能である。また、部分的に切り欠き部等を形成しても良い。
【0046】
次いで、本発明で用いられるレベリングバルブ100の構造および作用について、図5を参照して簡単に説明しておく。
【0047】
本発明におけるレベリングバルブ100は、図5に示されるようにレベリング調整のための圧力制御を行なうとともに実質的な作用点(作用点部位191)となる主軸作動バー112を備えるバルブ本体110と、このバルブ本体110に取り付けられるとともに実質的に主軸作動バー112の軸方向への移動作用を行なわせるように支点部位180および力点部位195を有するアーム190とを有している。符号101は、前述したように垂下板20と当接する検出部位101である。
【0048】
図1と図5との配置関係において、配置バルブ本体110は、図5に示される主軸αの方向が図1における実質的な水平方向(図面の横軸方向)となるように除振台本体10に対して配置されている。ここで実質的に水平と記載しているのは、本発明の作用・効果が発現できる範囲をすべて含む許容範囲のある水平という意味である。さらに、バルブ本体110の構造および作用について図6〜図8を参照しつつ詳述する。
【0049】
(バルブ本体110の構成の説明)
図6〜図8は、それぞれ、レベリングバルブ100のバルブ本体110の内部を示す断面図であるとともに、動作を説明するための図面である。
【0050】
図6に示されるバルブ本体110は、図1に示される左側に位置するレベリングバルブ100を90度右旋回させた状態で描かれており、図6の縦方向が図1の水平方向に対応している。
【0051】
図6に示されるようにバルブ本体110は、その主軸方向に沿って内装配置された主軸作動バー112、排気弁機構部、および主弁機構部を有している。
【0052】
主弁機構部は、弁棒130に形成された主弁部131(図示の例ではOリング)と、これに対向するように主弁部材140に形成された主弁シート部141(弁座)の離接動作によって、弁の開閉が行われるようになっている。すなわち、主弁機構部は、バルブ本体110に形成された一次側配管口121に連通される一次側流体F1と、バルブ本体110に形成された二次側配管口125に連通される二次側流体F2との流通のオンーオフ作用をなしている。なお、主弁部材140を内側から押圧して固定している固定リング145は、弁棒130の外面と僅かな隙間を形成した状態で挿通されている。二次側流体F2は、ベローズ80の内部空間と連通している(図6参照)。
【0053】
排気弁機構部は、弁棒130に形成された先端湾曲状の排気弁部135と、排気弁部材114に形成された排気弁シート部114a(弁座)の離接動作によって、弁の開閉が行われるようになっている。すなわち、排気弁機構部は、バルブ本体110に形成された二次側配管口125に連通される二次側流体F2と、バルブ本体に110形成された排気口129に通じる外部雰囲気F3との流通のオン−オフ作用をなしている。
【0054】
また、バルブ本体110には、一次側配管口121と二次側配管口125を連通させるに際して介在される内部空間エリアPが形成されている。この内部空間エリアPは、二次側配管口125と排気口129を連通するに際して介在される内部空間エリアPでもある。
このような内部空間エリアPと一次側配管口121とを連通させる途中の主軸方向には、前述したように主弁部131および排気弁部135を有する弁棒130と、主弁シート部141を備える主弁部材140とが介在されている。
【0055】
主弁部材140は弁座として機能を有するために、固定された状態にあり、この主弁部材140の内部に弁棒130の一部が挿通された形態が採られている。弁棒130は、その下部フランジ132に係合された主弁バネ133によってシールを可能とする主軸方向(図面の上方方向)に付勢されている。
【0056】
また、内部空間エリアPには、主軸作動バー112の一端(図面の下側端)に固定された排気弁シート部114aを有する排気弁部材114が形成されている。このような排気弁部材114および主軸作動バー112は、図示のごとくその内部に中間内部空間Pと外部雰囲気F3(排気口129)を連通させることができる連通孔が形成されている。また、排気弁部材114と主弁部材140との間には、排気弁部材114を弁棒130から離すように、図面の上方方向に付勢する排気バネ116が介在されている。
【0057】
主軸作動バー112は、主軸方向(図面の上下方向)に摺動可能になっており、この主軸作動バー112の他端部(上方部)の延長線は、実質的に作用点部位191と同じ位置となり、アーム190と当接している。
【0058】
バルブ本体110の一次側配管口121に連通される一次側流体F1は、例えば、図4に示されるように流体圧力源102、減圧弁103を介して供給された流体である(符号104は圧力計)。この一方で、二次側配管口125に連通される二次側流体F2は前述したようにゴム製ベローズ80の内部と連通しており、ゴム製ベローズ80の内圧が制御されるようになっている。除振システムの全体の構成については、後述する。
【0059】
以下、このような構成を備えるバルブ本体110の動作の一例を図6〜図8を参照しつつ説明する。
【0060】
(バルブ本体110の動作説明)
図6に示されるようにアーム190がニュートラル位置にある時には、主弁部131は主弁バネ133より上方に押されて閉じている。そのため、内部空間エリアPを介して一次側流体F1から二次側流体F2への流体の流れはない。
【0061】
この時、排気弁シート部114a(排気弁部材114)は排気バネ116に押されて上方に移動しており、弁棒130の排気弁部135とは接触していない。そのため、二次側流体F2は、排気弁部135と排気弁シート部114aの間を通り、排気口129を経由して、大気である外部雰囲気F3に放出される。このような作用によって、二次側流体F2の圧力は減少する。
【0062】
次いで、図7に示されるようにアーム190が外力により押されて、作用点部位が下方に移動すると主軸作動バー112とともに排気弁シート部114a(排気弁部材114)が下方に押されて移動する。
【0063】
排気弁シート部114aが排気弁部135と接触する位置まで移動すると、二次側流体F2の圧力室と排気口129との間の連通が遮断されるために、二次側流体F2は大気である外部雰囲気F3に放出されなくなる。つまり、二次側流体F2の圧力低下は止まる。この状態を示す図7の状態(アーム190の位置)は、バルブとしてバランス状態にあり、流体の二次側への流入、二次側流体F2の排気口129を介して大気である外部雰囲気F3の放出もない。
【0064】
次いで、図8に示されるようにアーム190がさらに下方に押されると、主軸作動バー112を介して排気弁シート部114a(排気弁部材114)と排気弁部135が一体となったまま、弁棒130を下方に移動させる。
【0065】
すると、いままで密着していた主弁シート部141と主弁部131が分離するために、一次側流体F1の圧力室と二次側流体F2の圧力室が弁棒130の外面と僅かな隙間および内部空間エリアPを介して連通し、一次側流体F1が二次側流体F2に流れ込み二次側の圧力が上昇する。この時、排気弁シート部114aと排気弁部135は一体のままであり排気弁は閉じた状態となっているので、一次側流体F1は排気口129から大気である外部雰囲気F3に放出されることはない。
【0066】
このように二次側に流体が供給され、二次側流体F2の圧力が上昇すると、二次側流体F2と連通するゴム製ベローズ80(図4参照)の内圧が高くなるように作用する。
【0067】
図2や図4に示されるように除振台本体10の4つの側面にそれぞれ配置されたレベリングバルブを介してレベリングバルブに対応する位置に配置された各々のゴム製ベローズ80の内圧を調整制御することによって、除振台本体が水平方向へ過度に移動して座屈を起こすことを防止することができる。
【0068】
レベリングバルブ100は、その検出部位が垂下板20と当接しつつ除振台本体10の水平方向への移動量をセンシングするとともにその移動量に応じて、適宜、ゴム製ベローズ80の内部へ作動圧力流体を供給したり、減じたりするように作用している。除振対象物としては、例えば、液晶露光装置や半導体製造装置などのベース板(基台)が好適例として例示される。液晶露光装置の概略全体図が図9に示される。図9において、水平配置を維持したい基台200(レベリング対象物と同じ)の上には、プレートステージ210、液晶基板211が配置され、この上部に投影レンズ系212、マスクステージ213、マスク214、および光源215が配置される。また、基台200の下部には、本発明の除振台装置が所定位置に複数個、配置される。
【0069】
(本発明の除振台装置を使用する除振システムの構成および動作説明)
本発明の除振台装置を使用する除振システムは、以下の要件が基本となる。
【0070】
すなわち、(1)除振台装置は略四角柱形態をなし、その各側面(垂下板)に対して側面(垂下板)の水平方向の動きを検知することができるレベリングバルブを備えていること、(2)除振台装置の側面内部には、水平方向流体バネ体が配置されており、レベリングバルブを介して除振台本体の水平方向の変位量を検知するとともに、この検知した変位量データに基づいて水平方向の変位量を修正すべく水平方向流体バネ体の内圧を変化させることができるようになっていること、(3)除振台装置を複数個、平面上に配置し、各除振台装置の垂下板の面が平面観察(例えば、上方から下方を見る観察)で、X軸−Y軸方向に沿って整列するように配置させていること、より好ましくは、除振台装置を3個、平面観察で三角形配置するとともに、各除振台装置の垂下板の面が平面観察でX軸−Y軸方向に沿って整列するように配置させ、この上に直接または間接的に基台を載置させる構造とされる。
【0071】
具体的な制御方法の一例を図2に示される除振台装置の配置について説明すると、下記表1のような制御方法となる。なお、図2の平面図においては、表1中の記載の簡便性からいわゆるX−Y軸表示と、東-西-南-北表示の2通りの表示方法を示している。Y軸(+)が北、Y軸(−)が南、X軸(+)が東、X軸(−)が西、にそれぞれ相当する。
【0072】
【表1】

【0073】
表1に示されるように、
(1)+Y方向へ移動し過ぎた場合の修正方法として、CH1〜CH3の全ての除振台本体について、それぞれ、前方位置Fのベローズの内圧を高めて(+)、後方位置Bのベローズの内圧を低くする(−)ように制御する。
【0074】
(2)−Y方向へ移動し過ぎた場合の修正方法として、CH1〜CH3の全ての除振台本体について、それぞれ、後方位置Bのベローズの内圧を高めて(+)、前方位置Fのベローズの内圧を低くする(−)ように制御する。
【0075】
(3)+X方向へ移動し過ぎた場合の修正方法として、CH1〜CH3の全ての除振台本体について、それぞれ、左方位置Lのベローズの内圧を高めて(+)、右方位置Rのベローズの内圧を低くする(−)ように制御する。
【0076】
(4)−X方向へ移動し過ぎた場合の修正方法として、CH1〜CH3の全ての除振台本体について、それぞれ、右方位置Rのベローズの内圧を高めて(+)、左方位置Lのベローズの内圧を低くする(−)ように制御する。
【0077】
(5)北東方向に移動し過ぎた場合の修正方法として、CH1〜CH3の全ての除振台本体について、それぞれ、左方位置Lおよび前方位置Fのベローズの内圧を高めて(+)、右方位置Rおよび後方位置Bのベローズの内圧を低くする(−)ように制御する。
【0078】
(6)北西方向に移動し過ぎた場合の修正方法として、CH1〜CH3の全ての除振台本体について、それぞれ、右方位置Rおよび前方位置Fのベローズの内圧を高めて(+)、左方位置Lおよび後方位置Bのベローズの内圧を低くする(−)ように制御する。
【0079】
(7)南東方向に移動し過ぎた場合の修正方法として、CH1〜CH3の全ての除振台本体について、それぞれ、左方位置Lおよび後方位置Bのベローズの内圧を高めて(+)、右方位置Rおよび前方位置Fのベローズの内圧を低くする(−)ように制御する。
【0080】
(8)南西方向に移動し過ぎた場合の修正方法として、CH1〜CH3の全ての除振台本体について、それぞれ、右方位置Rおよび後方位置Bのベローズの内圧を高めて(+)、左方位置Lおよび前方位置Fのベローズの内圧を低くする(−)ように制御する。
【0081】
(9)時計回り方向へ回転し過ぎた場合の修正方法として、CH1の除振台本体についは、前方位置Fのベローズの内圧を高めて(+)、後方位置Bのベローズの内圧を低くし(−)、CH2の除振台本体についは、後方位置Bのベローズの内圧を高めて(+)、前方位置Fのベローズの内圧を低くし(−)、CH3の除振台本体についは、左方位置Lのベローズの内圧を高めて(+)、右方位置Rのベローズの内圧を低くする(−)ように制御する。
【0082】
(10)反時計回り方向へ回転し過ぎた場合の修正方法として、CH1の除振台本体についは、後方位置Bのベローズの内圧を高めて(+)、前方位置Fのベローズの内圧を低くし(−)、CH2の除振台本体についは、前方位置Fのベローズの内圧を高めて(+)、後方位置Bのベローズの内圧を低くし(−)、CH3の除振台本体についは、右方位置Rのベローズの内圧を高めて(+)、左方位置Lのベローズの内圧を低くする(−)ように制御する。
【0083】
以上、詳述したように、本発明の除振台装置は、除振台本体と、この除振台本体の側面側に実質的に90度均等割りされた位置にそれぞれ配置された4つのレベリングバルブと、を備え、除振台本体の側面側に配置されたレベリングバルブによって除振台本体の水平方向の変位量を検知するとともに、この検知した変位量データに基づいて水平方向の変位量を修正すべく水平方向流体バネ体の内圧を変化させることによって水平方向への移動を制御するように構成されているので、簡便な機構、かつ安価な装置であって、除振効果に優れ、水平方向への移動を規制することができ、たとえば水平方向への過度の移動による座屈等の不具合の発生を未然に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【0084】
本発明の除振台装置は、精密機器等において床からの微振動や装置本体から起こる自励振動を抑制するための除振台装置であり、各種の精密機器駆動装置を使用しつつ除振が必要となる産業に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0085】
【図1】図1は、除振台本体と4つのレベリングバルブとを備える本発明の除振台装置の正面図であって、右側半片は除振台本体の断面の状態を示した図面であり、左側半片は除振台本体の要部が現われるように必要に応じて外周の部材を切り欠いた図面である。
【図2】図2は図1の除振台装置(除振台本体)を3個、三角形状(トラアングル状)に平面上に配置した状態を示す平面図(除振システム図)である。
【図3】図3は、図2の正面図に相当する図面であり、配置された除振台装置の上には、基台が載置された状態が示されているとともに、除振台装置の下には載置台が記載されている。レベリングバルブの記載は省略されている。
【図4】図4は、除振台本体と、この除振台本体の側面側に配置されたレベリングバルブがシステムとして組み合わされた状態を示す正面図である(ただし、紙面の手前側および紙面の奥域側のレベリングバルブの記載は省略してある)。
【図5】図5はレベリングバルブを説明するための正面図である。
【図6】図6は、レベリングバルブのバルブ本体の内部を示す断面図であるとともに、動作を説明するための図面である。
【図7】図7は、レベリングバルブのバルブ本体の内部を示す断面図であるとともに、動作を説明するための図面である。
【図8】図8は、レベリングバルブのバルブ本体の内部を示す断面図であるとともに、動作を説明するための図面である。
【図9】図9は、液晶露光装置の概略全体斜視図である。
【符号の説明】
【0086】
1…除振台装置
10…除振台本体
11…天井板
20…垂下板
30…基台部
70…鉛直方向流体バネ
80…水平方向流体バネ
100…レベリングバルブ
112…主軸作動バー
114…排気弁部材
114a…排気弁シート部
116…排気バネ
121…一次側配管口
125…二次側配管口
129…排気口
130…弁棒
131…主弁部
133…主弁バネ
135…排気弁部
140…主弁部材
141…主弁シート部
180…支点部位(支点)
190…アーム
191…作用点部位(作用点)
195…力点部位(力点)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
除振対象物に直接または間接的に敷設され、除振対象物の除振および水平方向への移動を規制するための除振台装置であって、
該除振台装置は、除振台本体と、この除振台本体の側面側に実質的に90度均等割りされた位置にそれぞれ配置された4つのレベリングバルブと、を備えており、
前記除振台本体は、除振対象物に直接または間接的に接する天井板と、その天井板の周縁から垂下する垂下板と、これらの天井板と垂下板に被せられる基台部とを備え、
前記天井板の内側面と基台部との間には、鉛直方向流体バネ体が介在されており、
前記垂下板の内側面と基台部との間には、前記4つのレベリングバルブの配置位置に合わせて実質的に90度均等割り配置された4つの水平方向流体バネ体が介在されており、
前記除振台本体の側面側に配置されたレベリングバルブによって除振台本体の水平方向の変位量を検知するとともに、この検知した変位量データに基づいて水平方向の変位量を修正すべく前記水平方向流体バネ体の内圧を変化させることによって水平方向への移動を制御してなることを特徴とする除振台装置。
【請求項2】
前記天井板の内側面と基台部との間に介在される鉛直方向流体バネ体は、主として鉛直方向の荷重を支えるように配置され、
前記垂下板の内側面と基台部との間に介在される水平方向流体バネ体は、主として水平方向の荷重を支えるように配置されてなる請求項1記載の除振台装置。
【請求項3】
前記天井板と前記垂下板は一体化され浮遊部としての機能を有し、前記基台部は固定部としての機能を有してなる請求項1または請求項2記載の除振台装置。
【請求項4】
前記天井板の周縁から垂下する垂下板によって、略四角柱体が形成されており、当該略四角柱体を構成する垂下板に対して略垂直方向にレベリングバルブの変位量を検出するための検出部位が当接してなる請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の除振台装置。
【請求項5】
前記水平方向流体バネ体の内部空間は、レベリングバルブに連動して所望の作動流体の出入りが可能なように外部圧力源と連通されるとともに、レベリングバルブによって検知された水平方向の変位量に応じて、所定の圧力に制御されてなる請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の除振台装置。
【請求項6】
前記鉛直方向流体バネ体は、ベローズ、ローリングダイヤフラム、またはダイヤフラムであり、
前記水平方向流体バネ体は、ベローズ、ローリングダイヤフラム、またはダイヤフラムである請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の除振台装置。
【請求項7】
前記鉛直方向流体バネ体は、ベローズまたはローリングダイヤフラムであり、
前記水平方向流体バネ体は、ベローズである請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の除振台装置。
【請求項8】
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の除振台装置を複数個、平面上に配置し、この上に直接または間接的に基台を載置してなる除振システム。
【請求項9】
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の除振台装置を複数個、平面上に配置し、この上に直接または間接的に露光対象となる基板を設置するための基台を載置してなる半導体製造装置。
【請求項10】
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の除振台装置を複数個、平面上に配置し、この上に直接または間接的に露光対象となる基板を設置するための基台を載置してなる液晶露光装置。
【請求項11】
請求項4に記載の除振台装置を3個、平面観察で三角形配置するとともに、各除振台装置の垂下板の面が平面観察でX軸−Y軸方向に沿って整列するように配置させ、この上に直接または間接的に基台を載置してなる除振システム。
【請求項12】
請求項4に記載の除振台装置を3個、平面観察で三角形配置するとともに、各除振台装置の垂下板の面が平面観察でX軸−Y軸方向に沿って整列するように配置させ、この上に直接または間接的に露光対象となる基板を設置するための基台を載置してなる半導体製造装置。
【請求項13】
請求項4に記載の除振台装置を3個、平面観察で三角形配置するとともに、各除振台装置の垂下板の面が平面観察でX軸−Y軸方向に沿って整列するように配置させ、この上に直接または間接的に露光対象となる基板を設置するための基台を載置してなる液晶露光装置。

【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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【公開番号】特開2007−46632(P2007−46632A)
【公開日】平成19年2月22日(2007.2.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−229136(P2005−229136)
【出願日】平成17年8月8日(2005.8.8)
【出願人】(000005175)藤倉ゴム工業株式会社 (120)
【Fターム(参考)】