JP3155207B2 - Vibration device in vacuum - Google Patents
Vibration device in vacuumInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、真空容器内に配置
された振動体を振動させる真空内振動体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-vacuum vibrator device for vibrating a vibrator disposed in a vacuum vessel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図４は、シンクロトロン放射（ＳＲ）光
を用いたＸ線露光装置の概略図を示す。電子蓄積リング
１００からＳＲ光１０１が放射される。ＳＲ光１０１の
光軸に垂直な断面は水平方向に長い直線状形状を有す
る。ＳＲ光１０１は振動反射鏡１０２により反射する。
反射したＳＲ光１０３は、Ｂｅ膜１０４、１０５を透過
し、マスク１０６を介して半導体基板１０７の露光面を
照射する。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a schematic view of an X-ray exposure apparatus using synchrotron radiation (SR) light. SR light 101 is emitted from the electron storage ring 100. The cross section perpendicular to the optical axis of the SR light 101 has a linear shape that is long in the horizontal direction. The SR light 101 is reflected by the vibration reflecting mirror 102.
The reflected SR light 103 transmits through the Be films 104 and 105 and irradiates the exposed surface of the semiconductor substrate 107 via the mask 106.
【０００３】電子蓄積リング１００、振動反射鏡１０２
及びＢｅ膜１０４は、圧力約１×１０-9Ｔｏｒｒ程度の
真空室内に配置される。Ｂｅ膜１０４は、可視光を遮光
しＸ線のみを透過させるフィルタとして作用する。Ｂｅ
膜１０５は、真空室と大気圧室との境界壁を構成する。An electron storage ring 100 and a vibration reflecting mirror 102
The Be film 104 is placed in a vacuum chamber at a pressure of about 1 × 10 −9 Torr. The Be film 104 functions as a filter that blocks visible light and transmits only X-rays. Be
The film 105 forms a boundary wall between the vacuum chamber and the atmospheric pressure chamber.
【０００４】振動反射鏡１０２は、水平な支軸の回りに
揺動運動する。振動反射鏡１０２の揺動運動により反射
ＳＲ光１０３の進行方向が鉛直方向に振られる。反射Ｓ
Ｒ光１０３が鉛直方向に振られ、半導体基板１０７の露
光面を鉛直方向に走査するため、露光面全面にＳＲ光を
照射することができる。[0004] The vibration reflecting mirror 102 swings about a horizontal support shaft. The traveling direction of the reflected SR light 103 is swung in the vertical direction by the swinging motion of the vibration reflecting mirror 102. Reflection S
Since the R light 103 is swung in the vertical direction and scans the exposed surface of the semiconductor substrate 107 in the vertical direction, the entire surface of the exposed surface can be irradiated with SR light.
【０００５】振動反射鏡１０２は、真空室内に配置され
たリニアモータ等の駆動手段により駆動され揺動運動す
る。[0005] The vibration reflecting mirror 102 is driven by driving means such as a linear motor disposed in a vacuum chamber, and swings.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】リニアモータを真空室
内に配置すると、コイルに通電したときのアウトガスに
より真空度が低下する。例えば、真空室内を圧力１×１
０-9Ｔｏｒｒまで真空排気した状態でコイルに通電する
と、圧力１×１０-8Ｔｏｒｒ程度まで真空度が低下して
しまう。また、コイルからの発熱により、約数カ月でコ
イルが溶断してしまう場合がある。When a linear motor is placed in a vacuum chamber, the degree of vacuum is reduced due to outgas when the coil is energized. For example, the pressure in the vacuum chamber is 1 × 1
If the coil is energized in a state of being evacuated to 0 -9 Torr, the degree of vacuum will be reduced to about 1 × 10 -8 Torr. Further, the coil may be blown out in about several months due to heat generated from the coil.
【０００７】本発明の目的は、真空室内の真空度の低下
を抑制することができ、かつ信頼性の高い真空内振動体
装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a highly reliable in-vacuum vibrating device capable of suppressing a decrease in the degree of vacuum in a vacuum chamber.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、真空容器と、前記真空容器内に配置され、揺動運動
もしくは往復運動可能な振動体と、前記振動体の一部分
と前記真空容器の壁の一部分との間を気密に接続し、前
記振動体の運動に伴って伸縮するベローズと、前記振動
体に接続され、前記ベローズの内部空洞及び前記真空容
器の壁を貫通して前記真空容器及び前記ベローズの外ま
で導出された駆動力伝達軸と、前記ベローズの内部空洞
及び前記真空容器の外に配置され、前記駆動力伝達軸を
軸方向に往復駆動する駆動力発生手段と、前記真空容器
の外に配置され、前記駆動力伝達軸に対して、大気圧に
対抗する向きの力を印加する弾性部材とを有する真空内
振動体装置が提供される。According to one aspect of the present invention, a vacuum vessel, a vibrating body disposed in the vacuum vessel and capable of oscillating or reciprocating, a part of the vibrating body, and the vacuum vessel A bellows that is airtightly connected to a part of the wall of the bellows and that expands and contracts with the movement of the vibrating body; A driving force transmitting shaft led out of the container and the bellows, a driving force generating means disposed outside the inner cavity of the bellows and the vacuum container, and driving the driving force transmitting shaft back and forth in the axial direction; There is provided an in-vacuum vibrator device having an elastic member which is disposed outside a vacuum vessel and applies a force opposing atmospheric pressure to the driving force transmission shaft.
【０００９】ベローズにより真空容器内の真空が保持さ
れる。駆動力伝達軸が軸方向に往復駆動され、振動体と
駆動力伝達軸との接続点が振動する。駆動力伝達軸は、
駆動力発生手段に比べて細く形成することが容易であ
る。ベローズ内には、駆動力伝達軸が配置され駆動力発
生手段が配置されないため、ベローズの径を小さくする
ことが可能になる。ベローズの径を小さくすると、ベロ
ーズを伸縮させる大気圧による力を低減することができ
る。このため、振動体の保持が容易になり、小さな推力
で振動させることが可能になる。The bellows maintains the vacuum in the vacuum vessel. The driving force transmission shaft is reciprocated in the axial direction, and the connection point between the vibrating body and the driving force transmission shaft vibrates. The driving force transmission shaft is
It is easy to form thinner than the driving force generating means. Since the driving force transmission shaft is arranged inside the bellows and the driving force generation means is not arranged, the diameter of the bellows can be reduced. When the diameter of the bellows is reduced, the force due to the atmospheric pressure for expanding and contracting the bellows can be reduced. For this reason, it is easy to hold the vibrating body, and it is possible to vibrate with a small thrust.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の実施例による真空内振動
体装置について、Ｘ線露光装置の振動反射鏡を例にとっ
て説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A vibrating body device in a vacuum according to an embodiment of the present invention will be described by taking a vibration reflecting mirror of an X-ray exposure apparatus as an example.
【００１１】図１は、実施例によるＸ線露光装置の真空
室、振動反射鏡及び駆動機構の概略断面図を示す。真空
容器２と上蓋１により真空室４が画定されている。真空
容器２の側壁には、真空室４の中央部を挟んで対向する
位置にそれぞれ貫通孔３が設けられている。FIG. 1 is a schematic sectional view of a vacuum chamber, a vibration reflecting mirror, and a driving mechanism of an X-ray exposure apparatus according to an embodiment. A vacuum chamber 4 is defined by the vacuum container 2 and the upper lid 1. Through holes 3 are provided in the side wall of the vacuum vessel 2 at positions opposing each other across the center of the vacuum chamber 4.
【００１２】真空室４内に、ミラーホルダ５０が配置さ
れている。ミラーホルダ５０は、上蓋１に取り付けられ
た支柱５２の先端に、回転弾性ヒンジ（金属薄板の弾性
力を利用したヒンジ）５１を介して取り付けられてい
る。ミラーホルダ５０は、回転弾性ヒンジ５１の支軸を
中心として揺動運動することができる。ミラーホルダ５
０の下面には、ガラス板に白金を蒸着した反射鏡５４が
取り付けられている。回転弾性ヒンジ５１の支軸は、反
射鏡５４の反射面内に位置する。ミラーホルダ５０の上
面の左端近傍にフランジ５３が取り付けられている。Ｓ
Ｒ光が一方の貫通孔３を通って真空室４内に入射し、反
射鏡５４により反射して他方の貫通孔３を通って出射す
る。In the vacuum chamber 4, a mirror holder 50 is disposed. The mirror holder 50 is attached to the tip of a support post 52 attached to the upper lid 1 via a rotation elastic hinge (a hinge utilizing the elastic force of a thin metal plate) 51. The mirror holder 50 can swing about the pivot of the rotational elastic hinge 51. Mirror holder 5
A reflecting mirror 54 in which platinum is vapor-deposited on a glass plate is attached to the lower surface of 0. The pivot of the rotation elastic hinge 51 is located within the reflection surface of the reflection mirror 54. A flange 53 is attached near the left end of the upper surface of the mirror holder 50. S
The R light enters the vacuum chamber 4 through one through hole 3, is reflected by the reflecting mirror 54, and exits through the other through hole 3.
【００１３】上蓋１を貫通するように駆動機構１０が取
り付けられている。駆動機構１０と上蓋１との接合部
は、気密に保たれている。駆動機構１０の真空室４側の
端部とフランジ５３とが、ベローズ６０により接続され
ている。ベローズ６０の両端はそれぞれ駆動機構１０及
びフランジ５３に溶接されており、気密性が保たれてい
る。A drive mechanism 10 is mounted so as to penetrate the upper lid 1. The joint between the drive mechanism 10 and the upper lid 1 is kept airtight. The end of the drive mechanism 10 on the vacuum chamber 4 side and the flange 53 are connected by a bellows 60. Both ends of the bellows 60 are welded to the drive mechanism 10 and the flange 53, respectively, so that airtightness is maintained.
【００１４】図２は、図１の駆動機構１０の断面図を示
す。上蓋１の貫通孔に、真空室４側から筒状の摺動軸支
持部材２４が挿入され固定されている。上蓋１と摺動軸
支持部材２４との接合面は、メタルＯリングにより気密
に保持されている。摺動軸支持部材２４の真空室４側の
端部とミラーホルダ５０に取り付けられたフランジ５３
とが、ベローズ６０により接続されている。ベローズ６
０の両端は、それぞれ摺動軸支持部材２４及びフランジ
５３に溶接され、気密性が保持されている。FIG. 2 is a sectional view of the driving mechanism 10 shown in FIG. A cylindrical sliding shaft support member 24 is inserted into and fixed to the through hole of the upper lid 1 from the vacuum chamber 4 side. The joint surface between the upper lid 1 and the sliding shaft support member 24 is kept airtight by a metal O-ring. The end of the sliding shaft support member 24 on the vacuum chamber 4 side and the flange 53 attached to the mirror holder 50
And are connected by a bellows 60. Bellows 6
0 are welded to the sliding shaft support member 24 and the flange 53, respectively, to maintain airtightness.
【００１５】摺動軸支持部材２４内に、大気圧側から筒
状の摺動軸１４が挿入されている。摺動軸１４の外周面
と摺動軸支持部材２４の内周面とが接触し、摺動軸１４
は、その径方向に関して拘束される。摺動軸１４の外周
面と摺動軸支持部材２４の内周面に、それぞれ軸方向に
延在する１本の溝が形成されている。この溝同士を対向
させて画定された空洞内に挿入された丸キー２５によ
り、摺動軸１４の中心軸回りの回転が防止される。A cylindrical sliding shaft 14 is inserted into the sliding shaft support member 24 from the atmospheric pressure side. The outer peripheral surface of the sliding shaft 14 comes into contact with the inner peripheral surface of the sliding shaft
Are constrained in the radial direction. One groove extending in the axial direction is formed on each of the outer peripheral surface of the sliding shaft 14 and the inner peripheral surface of the sliding shaft support member 24. The round key 25 inserted into the cavity defined with the grooves facing each other prevents the sliding shaft 14 from rotating around the central axis.
【００１６】上蓋１の大気圧側の面に、摺動軸１４を取
り囲むように円環状の台座１１が取り付けられている。
台座１１の上面には、円環状の回転盤１２が載置されて
いる。回転盤１２の内周面にはネジ山が形成されてい
る。摺動軸１４の大気圧側の端部近傍の外周面にもネジ
山が形成されている。この２つのネジ山が相互に嵌合
し、摺動軸１４が軸方向に関して支持される。回転盤１
２を回転させることにより、摺動軸１４を軸方向に移動
させることができる。所望の位置まで移動させた後、回
転盤押さえ１３で回転盤１２を台座１１へ押さえつける
ことにより、摺動軸１４の軸方向の位置が固定される。An annular pedestal 11 is attached to the surface of the upper lid 1 on the atmospheric pressure side so as to surround the sliding shaft 14.
On the upper surface of the pedestal 11, an annular turntable 12 is placed. A screw thread is formed on the inner peripheral surface of the turntable 12. Threads are also formed on the outer peripheral surface near the end of the sliding shaft 14 on the atmospheric pressure side. The two threads fit each other, and the sliding shaft 14 is supported in the axial direction. Turntable 1
By rotating 2, the sliding shaft 14 can be moved in the axial direction. After being moved to a desired position, the rotary disk 12 is pressed against the pedestal 11 by the rotary disk holder 13, thereby fixing the position of the sliding shaft 14 in the axial direction.
【００１７】摺動軸１４の大気圧側の端部に、円筒状の
アクチュエータ基台１５が取り付けられている。アクチ
ュエータ基台１５の内周面にはネジ山が形成されてい
る。アクチュエータ１７に、アクチュエータ固定リング
１６が固定されている。固定リング１６の外周面にはネ
ジ山が形成されている。固定リング１６の外周面に形成
されたネジ山をアクチュエータ基台１５の内周面に形成
されたネジ山に嵌合させることにより、アクチュエータ
１７がアクチュエータ基台１５に支持される。アクチュ
エータ１７は、その先端に突出した駆動軸１９を軸方向
に往復駆動する。A cylindrical actuator base 15 is attached to an end of the sliding shaft 14 on the atmospheric pressure side. A screw thread is formed on the inner peripheral surface of the actuator base 15. An actuator fixing ring 16 is fixed to the actuator 17. A thread is formed on the outer peripheral surface of the fixing ring 16. The actuator 17 is supported by the actuator base 15 by fitting the threads formed on the outer peripheral surface of the fixing ring 16 with the threads formed on the inner peripheral surface of the actuator base 15. The actuator 17 reciprocates in the axial direction the drive shaft 19 protruding from its tip.
【００１８】外周面にネジ山が形成された円筒状のアク
チュエータ位置決め部材１８を、アクチュエータ基台１
５内に挿入して締めつけることにより、アクチュエータ
１７の軸方向の位置が固定される。アクチュエータ１７
は、真空室４側の端部に駆動軸１９を有し、駆動軸１９
をその軸方向に往復駆動する。A cylindrical actuator positioning member 18 having a thread formed on its outer peripheral surface is attached to the actuator base 1.
By inserting and tightening into the inside 5, the position of the actuator 17 in the axial direction is fixed. Actuator 17
Has a drive shaft 19 at the end on the vacuum chamber 4 side, and the drive shaft 19
Is reciprocated in the axial direction.
【００１９】フランジ５３と駆動軸１９との間に、駆動
力伝達軸が配置されている。駆動力伝達軸は、一軸弾性
ヒンジ（金属薄板の弾性力を利用したヒンジ）２２、主
軸２０、及びバネ押さえ２１により構成される。主軸２
０のフランジ５３側の端部は、一軸弾性ヒンジ２２を介
してフランジ５３に取り付けられている。主軸２０は、
一軸弾性ヒンジ２２を支点として揺動することができ
る。主軸２０のアクチュエータ１７側の端部には、バネ
押さえ２１が取り付けられている。バネ押さえ２１と摺
動軸１４の内周面に設けられた段差との間にコイルバネ
２３が配置されている。A driving force transmitting shaft is arranged between the flange 53 and the driving shaft 19. The driving force transmission shaft includes a uniaxial elastic hinge (a hinge utilizing the elastic force of a thin metal plate) 22, a main shaft 20, and a spring retainer 21. Spindle 2
0 is attached to the flange 53 via the uniaxial elastic hinge 22. The spindle 20
It can swing about the uniaxial elastic hinge 22 as a fulcrum. A spring retainer 21 is attached to an end of the main shaft 20 on the actuator 17 side. A coil spring 23 is disposed between the spring retainer 21 and a step provided on the inner peripheral surface of the slide shaft 14.
【００２０】コイルバネ２３は、バネ押さえ２１をアク
チュエータ１７側へ付勢し、大気圧がフランジ５３を図
の下方に押し下げる力を打ち消す。バネ押さえ２１はコ
イルバネ２３の弾性力により、駆動軸１９に押しつけら
れる。バネ押さえ２１は、駆動軸１９との接合面の摩擦
力により、径方向に関して拘束される。The coil spring 23 urges the spring retainer 21 toward the actuator 17 and cancels the force by which the atmospheric pressure pushes the flange 53 downward in the drawing. The spring retainer 21 is pressed against the drive shaft 19 by the elastic force of the coil spring 23. The spring retainer 21 is restrained in a radial direction by a frictional force of a joint surface with the drive shaft 19.
【００２１】次に、図２に示す駆動機構１０の動作につ
いて説明する。真空室４内を真空排気すると、大気圧に
よりフランジ５３が図の下方に押し下げられる。フラン
ジ５３は、大気圧とコイルバネ２３の弾性力とが釣り合
った位置に静止する。回転盤１２を回して摺動軸１４を
上下に動かし、フランジ５３を所望の位置に静止させ
る。回転盤押さえ１３で回転盤１２を押さえつけて固定
する。Next, the operation of the driving mechanism 10 shown in FIG. 2 will be described. When the inside of the vacuum chamber 4 is evacuated, the flange 53 is pushed downward by the atmospheric pressure. The flange 53 stops at a position where the atmospheric pressure and the elastic force of the coil spring 23 are balanced. The rotary shaft 12 is turned to move the slide shaft 14 up and down, and the flange 53 is stopped at a desired position. The turntable 12 is pressed and fixed by the turntable holder 13.
【００２２】アクチュエータ１７及び固定リング１６を
回してアクチュエータ１７を上下に動かす。駆動軸１９
をバネ押さえ２１に接触させて下方に押さえつけ、大気
圧とコイルバネ２３との釣り合いの位置よりもやや下方
に静止させる。位置決め部材１８を締めつけて、アクチ
ュエータ１７の位置を固定する。駆動軸１９とバネ押さ
え２１とが接触することにより、駆動力伝達軸の位置が
拘束される。なお、駆動軸１９の突出量が最小の状態で
も、駆動力伝達軸の位置を拘束するのに十分な摩擦力が
得られるように、アクチュエータ１７の位置決めを行
う。The actuator 17 and the fixing ring 16 are turned to move the actuator 17 up and down. Drive shaft 19
Is brought into contact with the spring retainer 21 and pressed downward, and is stopped slightly below the position where the atmospheric pressure and the coil spring 23 are balanced. The position of the actuator 17 is fixed by tightening the positioning member 18. The contact between the drive shaft 19 and the spring retainer 21 restricts the position of the drive force transmission shaft. The actuator 17 is positioned so that a sufficient frictional force to restrict the position of the driving force transmission shaft is obtained even when the amount of protrusion of the driving shaft 19 is minimum.
【００２３】また、駆動力伝達軸をより安定に支持する
ために、バネ押さえ２１に円錘状の凹部を設け、駆動軸
１９の先端を球面状にし、球面状の先端をこの凹部の内
面に接触させてもよい。In order to more stably support the driving force transmission shaft, a conical recess is provided in the spring retainer 21, the tip of the drive shaft 19 is made spherical, and the spherical tip is formed on the inner surface of this recess. You may contact.
【００２４】回転盤１２と固定リング１６とを独立に回
転させ、摺動軸１４とアクチュエータ１７を上下に移動
させることにより、ミラーホルダ５０を所望の位置に静
止させることができる。アクチュエータ１７が駆動軸１
９を往復駆動させることにより、ミラーホルダ５０を揺
動運動させることができる。The mirror holder 50 can be stopped at a desired position by rotating the turntable 12 and the fixing ring 16 independently and moving the sliding shaft 14 and the actuator 17 up and down. Actuator 17 is drive shaft 1
The mirror holder 50 can be oscillated by reciprocally driving the mirror holder 9.
【００２５】図２の駆動機構のアクチュエータ１７は、
真空室４の外に配置されている。真空室４内に発熱部及
び摺動部を有しないため、高真空を維持しやすくなる。
また、アクチュエータとして市販のもの、例えば（株）
千葉精密のＭＡＢ−Ｃ２８Ｒ１０等を使用することがで
きる。このアクチュエータはＡＣサーボモータ及びこの
モータによる回転運動を並進運動に変換するボールねじ
を使ったものであり、ブラシレスである。このため、長
寿命であり、メンテナンスも容易である。さらに、小型
かつ安価であるという利点を有する。The actuator 17 of the driving mechanism shown in FIG.
It is arranged outside the vacuum chamber 4. Since there is no heat generating part and sliding part in the vacuum chamber 4, it is easy to maintain a high vacuum.
In addition, commercially available actuators, for example,
MAB-C28R10 or the like of Chiba Seimitsu can be used. This actuator uses an AC servomotor and a ball screw for converting a rotational motion of the motor into a translational motion, and is brushless. Therefore, it has a long life and is easy to maintain. Furthermore, it has the advantage of being small and inexpensive.
【００２６】ベローズ６０の内部空洞には、主軸２０と
一軸弾性ヒンジ２２のみが挿入され、アクチュエータ１
７はベローズ６０の外に配置されている。主軸２０と一
軸弾性ヒンジ２２は、アクチュエータ１７に比べて細い
ため、ベローズ６０の径を小さくすることができる。本
実施例では、ベローズ６０の内径を３２ｍｍ、外径を４
２ｍｍとすることができた。ベローズ６０の径を小さく
すると、フランジ５３に印加される大気圧による力が小
さくなる。大気圧を打ち消すためのコイルバネ２３とし
て、比較的バネ定数の小さなものを用いることができ
る。このため、推力の小さなアクチュエータを用いるこ
とができ、低コスト化を図ることが可能になる。In the internal cavity of the bellows 60, only the main shaft 20 and the uniaxial elastic hinge 22 are inserted.
7 is disposed outside the bellows 60. Since the main shaft 20 and the uniaxial elastic hinge 22 are thinner than the actuator 17, the diameter of the bellows 60 can be reduced. In this embodiment, the inner diameter of the bellows 60 is 32 mm and the outer diameter is 4 mm.
It could be 2 mm. When the diameter of the bellows 60 is reduced, the force due to the atmospheric pressure applied to the flange 53 decreases. As the coil spring 23 for canceling the atmospheric pressure, a coil spring having a relatively small spring constant can be used. Therefore, an actuator having a small thrust can be used, and cost reduction can be achieved.
【００２７】フランジ５３は、図１に示す回転弾性ヒン
ジ５１を中心とした円周に沿って移動する。従って、図
２の駆動力伝達軸の動きは単純な並進運動ではなく、軸
方向に対して直交する向きの運動を伴う。駆動力伝達軸
の一端がヒンジ機構で拘束され、他端が接触による摩擦
力により拘束されているため、駆動力伝達軸は、このよ
うな複雑な運動をスムーズに行うことができる。The flange 53 moves along the circumference around the rotation elastic hinge 51 shown in FIG. Therefore, the movement of the driving force transmission shaft in FIG. 2 is not a simple translational movement, but involves a movement in a direction orthogonal to the axial direction. Since one end of the driving force transmission shaft is restricted by the hinge mechanism and the other end is restricted by frictional force due to contact, the driving force transmission shaft can smoothly perform such a complicated movement.
【００２８】また、主軸２０とフランジ５３とを接続す
るヒンジ機構を、一軸弾性ヒンジ２２で構成したことに
より、機械的なガタを少なくし、かつ小型化することが
可能になった。また、主軸２０とコイルバネ２３とを同
軸状に配置したため、省スペース化を図ることができ
た。Further, since the hinge mechanism connecting the main shaft 20 and the flange 53 is constituted by the uniaxial elastic hinge 22, the mechanical play can be reduced and the size can be reduced. In addition, since the main shaft 20 and the coil spring 23 are coaxially arranged, space can be saved.
【００２９】上記実施例では、図１に示すように、ミラ
ーホルダ５０の一端のみに駆動力が伝達され、他端が自
由端とされているため、ミラーホルダ５０の揺動運動の
支軸には、並進力がほとんど加わらない。このため、支
軸として、摺動部分のない回転弾性ヒンジ５１を用いる
ことができる。これに対し、図２に示す駆動機構を２つ
設け、ミラーホルダ５０の両端を駆動する場合には、大
気圧により支軸に大きな並進力が加わる。このため、回
転弾性ヒンジでミラーホルダ５０を支持することが困難
になる。In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the driving force is transmitted to only one end of the mirror holder 50 and the other end is a free end. Has little translational force. For this reason, the rotation elastic hinge 51 without a sliding part can be used as a support shaft. On the other hand, when the two drive mechanisms shown in FIG. 2 are provided and both ends of the mirror holder 50 are driven, a large translation force is applied to the support shaft by the atmospheric pressure. For this reason, it becomes difficult to support the mirror holder 50 with the rotation elastic hinge.
【００３０】図３は、駆動機構１０の制御系を示す。駆
動信号発生手段７１が駆動信号を発生する。駆動信号
は、増幅器７２により増幅されてアクチュエータ１７に
与えられる。アクチュエータ１７は、入力された駆動信
号に基づき駆動軸１９の往復駆動を行う。FIG. 3 shows a control system of the driving mechanism 10. The drive signal generation means 71 generates a drive signal. The drive signal is amplified by the amplifier 72 and provided to the actuator 17. The actuator 17 reciprocates the drive shaft 19 based on the input drive signal.
【００３１】駆動軸１９の位置に対応する信号が駆動信
号発生手段７１に帰還される。駆動信号発生手段７１か
らの駆動信号の発生開始、停止の指示は、パソコン７０
から行われる。A signal corresponding to the position of the drive shaft 19 is fed back to the drive signal generating means 71. Instructions to start and stop the generation of the drive signal from the drive signal generation means 71
Done from
【００３２】駆動対象物は、図１に示す反射鏡５４であ
るため、反射鏡５４の位置を検出して駆動信号発生手段
７１に帰還するクローズド制御方法が考えられる。ただ
し、反射鏡５４の位置を検出するためには、真空室４内
にセンサを配置する必要がある。本実施例の場合には、
駆動軸１９の位置に対応する信号を帰還させるため、真
空室４内にセンサを配置する必要がない。Since the object to be driven is the reflecting mirror 54 shown in FIG. 1, a closed control method in which the position of the reflecting mirror 54 is detected and returned to the driving signal generating means 71 is considered. However, in order to detect the position of the reflecting mirror 54, it is necessary to arrange a sensor in the vacuum chamber 4. In the case of this embodiment,
Since a signal corresponding to the position of the drive shaft 19 is fed back, there is no need to arrange a sensor in the vacuum chamber 4.
【００３３】駆動軸１９の運動状態と反射鏡５４の運動
状態を検出し、両検出結果を比較したところ、両者の運
動状態はほぼ同等であった。このため、駆動軸１９の位
置に対応する信号を帰還するセミクローズド制御によっ
ても十分安定した制御を行うことができる。When the movement state of the drive shaft 19 and the movement state of the reflecting mirror 54 were detected and the results of the two detections were compared, the movement states of both were almost equal. Therefore, sufficiently stable control can be performed even by semi-closed control in which a signal corresponding to the position of the drive shaft 19 is fed back.
【００３４】なお、上記実施例では、真空室内の反射鏡
を揺動運動させる場合を説明したが、反射鏡に限らずそ
の他の振動体を揺動運動させてもよい。また、上記実施
例は、揺動運動させる場合に限らず、直線的な往復運動
をさせる場合にも適用可能である。この場合には、図２
に示す主軸２０をリニアガイドにより径方向に関して拘
束することが好ましく、また一軸弾性ヒンジ２２は不要
である。In the above embodiment, the case where the reflecting mirror in the vacuum chamber is oscillated has been described. However, the present invention is not limited to the reflecting mirror, and other oscillating bodies may be oscillated. Further, the above-described embodiment is applicable not only to the case of performing the swinging motion but also to the case of performing the linear reciprocating motion. In this case, FIG.
Is preferably constrained in the radial direction by a linear guide, and the uniaxial elastic hinge 22 is not required.
【００３５】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
真空室内に発熱部、摺動部を配置することなく、真空室
内の振動体を振動させることができる。このため、高真
空を維持することが容易になる。また、振動体に取り付
けるベローズの径を小さくし、大気圧による力を低減さ
せることができる。このため、推力の小さい駆動力発生
手段を用いることが可能になり、低コスト化を図ること
ができる。As described above, according to the present invention,
The vibrating body in the vacuum chamber can be vibrated without arranging the heating section and the sliding section in the vacuum chamber. Therefore, it is easy to maintain a high vacuum. Further, the diameter of the bellows attached to the vibrating body can be reduced, and the force due to the atmospheric pressure can be reduced. For this reason, it becomes possible to use a driving force generating means having a small thrust, and cost reduction can be achieved.
【図１】本発明の実施例による真空内振動体装置の概略
を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a vibrating body device in a vacuum according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す真空内振動体装置の駆動機構の断面
図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a drive mechanism of the in-vacuum vibrator device shown in FIG.
【図３】図１に示す真空内振動体装置の駆動機構の制御
系を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control system of a drive mechanism of the in-vacuum vibrator device shown in FIG.
【図４】Ｘ線露光装置の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an X-ray exposure apparatus.
１ 上蓋 ２ 真空容器 ３ 貫通孔 ４ 真空室 １０ 駆動機構 １１ 台座 １２ 回転盤 １３ 回転盤押さえ １４ 摺動軸 １５ アクチュエータ基台 １６ アクチュエータ固定リング １７ アクチュエータ １８ アクチュエータ位置決め部材 １９ 駆動軸 ２０ 主軸 ２１ バネ押さえ ２２ 一軸弾性ヒンジ ２３ コイルばね ２４ 摺動軸支持部材 ２５ 丸キー ５０ ミラーホルダ ５１ 回転弾性ヒンジ ５２ 支柱 ５３ フランジ ５４ 反射鏡 ６０ ベローズ ７０ パソコン ７１ 駆動信号発生手段 ７２ 増幅器 １００ 電子蓄積リング １０１ ＳＲ光 １０２ 振動反射鏡 １０３ 反射ＳＲ光 １０４、１０５ Ｂｅ板 １０６ マスク １０７ 半導体基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Top cover 2 Vacuum container 3 Through-hole 4 Vacuum chamber 10 Drive mechanism 11 Pedestal 12 Rotating board 13 Rotating board holding 14 Sliding axis 15 Actuator base 16 Actuator fixing ring 17 Actuator 18 Actuator positioning member 19 Drive axis 20 Main axis 21 Spring holding 22 Uniaxial elastic hinge 23 Coil spring 24 Sliding shaft support member 25 Round key 50 Mirror holder 51 Rotating elastic hinge 52 Prop 53 Flange 54 Reflector 60 Bellows 70 Personal computer 71 Drive signal generating means 72 Amplifier 100 Electronic storage ring 101 SR light 102 Vibration reflection Mirror 103 Reflected SR light 104, 105 Be plate 106 Mask 107 Semiconductor substrate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21K 1/06 G02B 26/10 H05H 13/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G21K 1/06 G02B 26/10 H05H 13/04
Claims (6)
可能な振動体と、 前記振動体の一部分と前記真空容器の壁の一部分との間
を気密に接続し、前記振動体の運動に伴って伸縮するベ
ローズと、 前記振動体に接続され、前記ベローズの内部空洞及び前
記真空容器の壁を貫通して前記真空容器及び前記ベロー
ズの外まで導出された駆動力伝達軸と、 前記ベローズの内部空洞及び前記真空容器の外に配置さ
れ、前記駆動力伝達軸を軸方向に往復駆動する駆動力発
生手段と、 前記真空容器の外に配置され、前記駆動力伝達軸に対し
て、大気圧に対抗する向きの力を印加する弾性部材とを
有する真空内振動体装置。1. A vacuum vessel, a vibrating body disposed in the vacuum vessel and capable of oscillating or reciprocating, and hermetically connecting a part of the vibrating body and a part of a wall of the vacuum vessel. A bellows that expands and contracts with the movement of the vibrating body, and a driving force that is connected to the vibrating body and penetrates through the internal cavity of the bellows and the wall of the vacuum vessel to the outside of the vacuum vessel and the bellows. A transmission shaft; a driving force generating means arranged outside the inner cavity of the bellows and the vacuum vessel to reciprocally drive the driving force transmission shaft in the axial direction; and a driving force transmission means arranged outside the vacuum vessel. An in-vacuum vibrator device, comprising: an elastic member that applies a force against the axis against the atmospheric pressure.
ンジが配置され、 前記駆動力伝達軸の前記振動体側の端部とは反対側の端
部が、前記駆動力発生手段の駆動部に接触し、その位置
が拘束されている請求項１に記載の真空内振動体装置。2. The vibrating body is capable of oscillating movement, the driving force generating means includes a driving unit that reciprocates, and a uniaxial elastic hinge is provided at an end of the driving force transmission shaft on the vibrating body side. 2. The vacuum according to claim 1, wherein an end of the driving force transmission shaft opposite to the end on the vibrator side is in contact with a driving unit of the driving force generation unit, and the position thereof is restricted. 3. Internal vibrator device.
の駆動部との接触部において、一方に凹部が形成され、
他方が該凹部の内面に接触している請求項２に記載の真
空内振動体装置。3. A contact portion between the driving force transmission shaft and a driving portion of the driving force generating means, wherein a concave portion is formed on one of the contact portions,
3. The vibrating body device in a vacuum according to claim 2, wherein the other is in contact with the inner surface of the concave portion.
するためのボールねじとを有する請求項１〜３までのい
ずれかに記載の真空内振動体装置。4. The vacuum according to claim 1, wherein said driving force generating means includes: an AC servomotor; and a ball screw for converting a rotational motion of said AC servomotor into a translational motion. Internal vibrator device.
動可能であり、該支軸に関して、前記ベローズとの接続
箇所と反対側の端部が自由端である請求項１〜４のいず
れかに記載の真空内振動体装置。5. The vibrating body according to claim 1, wherein said vibrating body is capable of oscillating movement about a support shaft, and an end of said support shaft opposite to a connection point with said bellows is a free end. An in-vacuum vibrator device according to any of the above.
動部を有し、 さらに、前記駆動力発生手段の駆動部の往復運動状態を
帰還し、帰還情報を参照して前記駆動力発生手段に駆動
信号を送出する制御系を有する請求項１〜５までのいず
れかに記載の真空内振動体装置。6. The driving force generating means has a driving unit that reciprocates, and further returns a state of reciprocating movement of the driving unit of the driving force generating means, and refers to feedback information to obtain the driving force generating means. 6. A vibrating body device in a vacuum as claimed in claim 1, further comprising a control system for sending a driving signal to said vibrating device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20493196A JP3155207B2 (en) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | Vibration device in vacuum |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20493196A JP3155207B2 (en) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | Vibration device in vacuum |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048555A JPH1048555A (en) | 1998-02-20 |
| JP3155207B2 true JP3155207B2 (en) | 2001-04-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|
| JP (1) | JP3155207B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1049391C (en) * | 1995-09-18 | 2000-02-16 | 精工爱普生株式会社 | Safety mechanism for electric vehicles |
-
1996
- 1996-08-02 JP JP20493196A patent/JP3155207B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH1048555A (en) | 1998-02-20 |
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