JPH03189807A - 空気ばね式除振台の制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 搭載盤を空気ばねでもって支持した空気ばね式除振台の
制振装置に関し、 搭載盤の振動変位量を検出し、その検出量に応じて該搭
載盤を駆動変位させて該搭載盤を制振させるフィードバ
ック制御を導入した制振装置であって、かかるフィード
バック制御時に搭載盤を駆動変位させるために用いられ
るボイスコイル式モータを床振動の伝播媒体とさせない
ように構成された制振装置を提供すること目的とし、フ
ィードバック制御時に搭載盤を駆動変位させるためにボ
イスコイル式モータを設け、ボイスコイル式モータの可
動出力部の変位運動を非接触状態で案内し得るガイド部
材を搭載盤に弾性体を介して支持させ、ボイスコイル式
モータの磁気回路部と駆動コイル部との間からギャップ
維持用ダイヤフラムを排除したことを特徴とする制振装
置を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は搭載盤を空気ばねでもって支持した空気ばね式
除振台の制振装置に関する。

空気ばね式除振台上には振動を嫌う機器、装置、例えば
縦型Ｘ線露光ステージ等が搭載される。というのは、縦
型Ｘ線露光ステージで適正な露光作業を行うためには、
外部からの振動伝達を排除することが必要であるからで
ある。ところが、この種の空気ばね式除振台では、その
−次固有共振周波数を低周波数領域に設定することによ
り、高周波数領域の外部振動の影響を受けないようにさ
れているが、低周波数領域での振動の影響からは免れる
ことはできない。また、空気ばね式除振台上に縦型Ｘ線
露光ステージのように駆動系を持つ搭載物が搭載された
場合には、該駆動系が駆動される度に空気ばね式除振台
に振動が誘発されることになる。そこで、空気ばね式除
振台には低周波数領域での振動を制振させる制振装置が
必要とされる。

〔従来の技術〕

空気ばね式除振台の制振装置として、搭載盤の振動変位
量を検出し、その検出量に応じて該搭載盤を駆動変位さ
せて該搭載盤を制振させるフィードバック制御を導入し
た制振装置が提案されている。この種の制振装置では、
かかるフィードバック制御時に搭載盤を駆動変位させる
ためにボイスコイル式モータが一般的には用いられる。

というのは、ボイスコイル式モータは作動応答性に優れ
、このため速やかなフィードバック制御すなわち制振制
御が行えるからである。

第３図を参照すると、上述のフィードバック制御を導入
した空気ばね式除振台１０が示されている。空気ばね式
除振台１０は例えば縦型Ｘ線露光ステージ（図示されな
い）を搭載するようになった矩形状搭載盤すなわち定盤
１２と、この定盤１２をその四隅で支える４つの空気ば
ね１４　（第３図では、そのうちの２つが図示されてい
る）とからなる。

第３図では、フィードバック制御装置すなわち制振装置
は定盤１２の垂直面内での振動を制振するように構成さ
れる。制振装置は定盤１２の対向側面側で振動変位を検
出する非接触型変位検出センサ１６ａおよび１６ｂと、
定盤１２の対向側面側を垂直方向に沿って上下方向に駆
動変位させるボイスコイル式モータ１８ａおよび１８ｂ
と、センサ１６ａおよび１６ｂの検出値に応じてモータ
１８ａおよび１８ｂの駆動をそれぞれ制御する制御回路
２０　ａおよび２０ｂとからなる。

各センサ１６ａ、１６ｂはモータ１８ａ、１８ｂの外部
ケーシングに対して固着され、モータ１８ａ、１８ｂの
可動出力部すなわち作動ロッド２２ａ、２２ｂにはセン
サ１６ａ、１６ｂの非検出部材２４ａ、２４ｂが固定さ
れる。作動ロッド２２ａ、２２ｂはユニバーサル継手２
６ａ、２６ｂを介してブラケット部材２７ａ、２７ｂに
連結され、これらブラケット部材２７ａおよび２７ｂは
それぞれ定盤１２の対向側面側に固定される。

ボイスコイル式モータ１８ａ、１８ｂの作動ロッド２２
ａ、２２ｂは上下方向に変位可能であり、このため定盤
１２が垂直面内で振動すると、センサ１６ａ、１６ｂと
非検出部材２４ａ、２４ｂとの垂直方向距離が変動する
ことになる。各センサ１６ａ、１６ｂは非検出部材２４
ａ、２４ｂに渦電流を発生させ、その渦電流で生じた磁
界の強さを検出することによって非検出部材２４ａ、２
４ｂに対する変位量を検出する。なお、モータ１８ａ、
１３ｂに電圧が印加された場合には、作動ロッド２２ａ
、２２ｂはその印加電圧に応じた変位位置を取ることに
なる。

各制御回路２０ａ、２０ｂはＡ／Ｄ変換器２８ａ、２８
ｂおよび３０ａ、３０ｂ、　コントローラ３２ａ、３２
ｂ、Ｄ／Ａ変換器３４ａ、３４ｂ。

駆動回路３６ａ、３’６ｂからなる。制御回路２０ａの
Ａ／Ｄ変換器２８ａおよび３０ａはそれぞれセンサ１６
ａおよび１６ｂからの検出変位値をデジタルデータに変
換し、また制御回路２０ｂのＡ／Ｄ変換器２８ｂおよび
３０ｂはそれぞれセンサ１６ａおよび１６ｂからの検出
変位値をデジタルデータに変換する。マイクロコンピュ
ータ等で構成され得るコントローラ３２ａ、３２ｂでは
、センサ１６ａおよび１６ｂから得られた変位データの
それぞれに基づいてフィードバック量（定盤Ｉ２の振動
を制振させるための）が演算される。

次いで、コントローラ３２ａ、３２ｂはかかる演算結果
に対応した駆動信号がＤ／Ａ変換器３４ａ、３４ｂを介
して駆動回路３６ａ、３６ｂに出力される。このとき駆
動回路３６ａ、３６ｂからはかかる駆動信号に基づいて
所定の電圧がボイスコイル式モータ１８ａ、１８ｂに印
加され、その結果モータ１８ａおよび１８ｂは定盤１２
の対向側面側で該定盤１２を垂直方向に駆動変位させて
その振動を制振させることになる。このようなフィード
バック制御は絶えず（例えば１ｍｓ毎に）に行われ、こ
れにより定盤１２に振動が誘発されても、その振動は直
ちに制振されるので、定盤１２は速やかに平衡状態に復
帰することになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述したような制振装置では、空気ばね式除
振台１０の定盤１２は空気ばね１４によって床振動から
は絶縁された状態になっているが、ボイスコイル式モー
タ１８ａ、１８ｂの使用によりかかる床振動絶縁が破壊
されるという点が問題となる。すなわち、ボイスコイル
式モータ１８ａ１１８ｂ自体が床振動の伝播媒体となる
訳である。

この点について第４図を参照して詳しく述べるとくなお
、第４図は第３図に示した構造を簡略化した原理構成図
である）、各ボイスコイル式モータ１８ａ、１８ｂは床
側に固定される磁気回路部１８、と、この磁気回路部１
８１から所定の隙間いわゆるギャップをもって浮動状態
に配置される駆動コイル部１８２とを具備し、磁気回路
部１８１と駆動コイル部１８２とが磁気吸引力によって
互いに吸着され得ないようにその間には環状ダイヤフラ
ム１８３が設けられ、これにより該ギャップが磁気回路
部１８１　と駆動コイル部１８２との間に維持されるが
、かかるダイヤフラム１８３が床振動の伝播媒体となる
。なお、第４図から明らかなように、ボイスコイル式モ
ータ１８ａ、１８ｂの可動出力部すなわち作動ロッド２
２ａ、２２ｂは駆動コイル部１８２に連結される。

言うまでもなく、床振動によって、ボイスコイル式モー
タ１８ａ、１８ｂの駆動コイル部１８２に変位が生じた
り、定盤１２に振動が誘発されたりすると、センサ１６
ａ、１６ｂが適正な検出を行えなくなり、その結果適正
な制振制御を達成し得なくなるという不都合が起きるこ
とになる。

したがって、本発明の目的は搭載盤の振動変位量を検出
し、その検出量に応じて該搭載盤を駆動変位させて該搭
載盤を制振させるフィードバック制御を導入した制振装
置であって、かかるフィードバック制御時に搭載盤を駆
動変位させるために用いられるボイスコイル式モータを
床振動の伝播媒体とさせないように構成された制振装置
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、搭載盤を空気ばねでもって支持した空
気ばね式除振台の制振装置であって、該搭載盤の振動変
位量を検出し、その検出量に応じて該搭載盤を駆動変位
させて該搭載盤を制振させるフィードバック制御を導入
した制振装置において、かかるフィードバック制御時に
搭載盤を駆動変位させるためにボイスコイル式モータを
設け、このボイスコイル式モータの可動出力部の変位運
動を非接触状態で案内し得るガイ、ド部材を搭載盤に弾
性体を介して支持させ、該ボイスコイル式モータの磁気
回路部と駆動コイル部との間からギャップ維持用ダイヤ
プラムを排除したことを特徴とする割振装置が構成され
る。

〔作　用〕

以上の構成から明らかなように、本発明による制振装置
にあっては、ボイスコイル式モータの可動出力部の変位
運動を非接触状態で案内し得るガイド部材が搭載盤に弾
性体を介して支持され、該ボイスコイル式モータの磁気
回路部と駆動コイル部との間からギャップ維持用ダイヤ
フラムが排除されるので、ボイスコイル式モータが床振
動の伝播媒体となることはない。

〔実施例〕

次に、添付図面の第１図および第２図を参照して、本発
明による制振装置の一実施例について説明する。第１図
は本発明による制振装置を組み込んだ空気ばね式除振台
の概略図であり、第２図は第１図の制振装置の原理構成
図である。なお、第１図および第２図では、第３図右よ
び第４図で示した構成要素と同じものには同じ参照番号
および参照記号が用いられている。

第２図から明らかなように、本発明では、ボイスコイル
式モータ１８ａ、１８ｂからは磁気回路部１８．と駆動
コイル部１８２との間を接続するダイヤスラムが排除さ
れ、その代わりにガイド部材３８ａ、３８ｂがボイスコ
イル式モータ１８ａ１１８ｂの可動出力部すなわち作動
ロッド２２ａ、２２ｂに適用される。本実施例では、ガ
イド部材３８ａ、３８ｂは短尺の環状要素として構成さ
れ、その内径部にボイスコイル式モータ１８ａ、１８ｂ
の作動ロッド２２ａ、２２ｂを挿通させることによって
、作動ロッド２２ａ、２２ｂの上下変位運動が案内され
ることになる。ガイド部材３８ａ１３８ｂの内径は作動
ロッド２２ａ、２２ｂよりも大きく、このため通常の状
態下ではガイド部材３８ａ、３８ｂと作動ロッド２２ａ
、２２ｂとの間は非接触状態に維持され得る。。

ガイド部材３８ａ、３８ｂには側面には水平ロッド要素
４０ａ、４０ｂの一端が連結され、その他端は定盤１２
の中心の下方に配置された板ばねあるいはダイヤフラム
４２に連結され、一方ダイヤフラム４２の中心には定盤
１２の下面中心から吊下された垂直ロッド要素４４の下
端が連結され、これによりガイド部材３８ａ、３８ｂは
定盤１２に対して支持される。なお、定盤１２の垂直面
内の振動を制振するために第１図の紙面に対して直角方
向にも２つのボイスコイル式モータ（図示されない）が
設けられ、このためダイヤフラム４２からは第１図の紙
面に対して直角方向にも２つの水平ロッド要素４０ａ、
４０ｂが連結されることになる。ダイヤフラム４２自体
のばね性は比較的硬く、このため水平ロッド要素４０ａ
、４０ｂを片持ち梁の態様でダイヤフラム４２に対して
支持しても、水平ロッド要素４０ａ、４０ｂは水平位置
に維持され得るが、必要に応じて水平ロッド要素４０ａ
、４０ｂの中間部を適当な弾性体を介して定盤１２から
支持させて、該水平ロッド要素４０ａ、４０ｂを確実に
水平位置に維持するようにしてもよい。

第１図に示したボイスコイル式モータ１８ａ。

１８ｂの駆動については、第３図を参照して説明した場
合と同様なフィードバック制御によって行い得ることは
明らかであろう。なお、第１図の紙面に対して直角方向
に設けられた２つのボイスコイル式モータの駆動制御も
同様に行われることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の記載から明らかなように、本発明にょる制振装置
にあっては、ボイスコイル式モータの可動出力部ならび
に空気ばね式除振台の搭載盤が床振動から絶縁されるの
で、制振制御を常に適正に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制振装置を組み込んだ空気ばね式
除振台を示す概略図、第２図は第１図に示した制振装置
の原理構成図、第３図は従来の制振装置を組み込んだ空
気ばね式除振台を示す概略図、第４図は第３図に示した
制振装置の原理構成図である。 ＩＯ・・・空気ばね式除振台、 １２・・・定盤、　　　　　１４・・・空気ばね、１６
ａ・１６ｂ・・・非接型変位センサ検出センサ、１８ａ
・１８ｂ・・・ボイスコイル式モータ、２０ａ・２０ｂ
・・・制御回路、 ２２ａ・２２ｂ・・・可動出力部（作動ロッド〉、３８
ａ・３８ｂ・・・ガイド部材、 ４０ａ・４０ｂ・・・水平ロッド要素、４２・・・板ば
ねあるいはダイヤフラム、４４・・・垂直ロッド要素。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、搭載盤（１２）を空気ばね（１４）でもって支持し
   た空気ばね式除振台（１０）の制振装置であって、該搭
   載盤（１２）の振動変位量を検出し、その検出量に応じ
   て該搭載盤（１２）を駆動変位させて該搭載盤（１２）
   を制振させるフィードバック制御を導入した制振装置に
   おいて、前記フィードバック制御時に前記搭載盤（１２
   ）を駆動変位させるためにボイスコイル式モータ（１８
   ａ、１８ｂ）を設け、このボイスコイル式モータ（１８
   ａ、１８ｂ）の可動出力部（２２ａ、２２ｂ）の変位運
   動を非接触状態で案内し得るガイド部材（３８ａ、３８
   ｂ）を前記搭載盤（１２）に弾性体（４２）を介して支
   持させ、該ボイスコイル式モータ（１８ａ、１８ｂ）の
   磁気回路部（１８＿１）と駆動コイル部（１８＿２）と
   の間からギャップ維持用ダイヤフラム（１８＿３）を排
   除したことを特徴とする制振装置。