JP5859242B2 - 除振システム - Google Patents
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Description
この課題を解決するため、例えば、ワークの受け渡しを実行する機器類を、2つの除振台にそれぞれ搭載させる方法が提案されている(特許文献1)。
ここに、特許文献1の方法は、相対変位検出装置と位置制御装置がそれぞれ設けられた2つの除振台に、ワークの受け渡しを実行する機器類をそれぞれ設置し、2つの除振台の相対位置を設定範囲内に維持することで、除振手段の大型化を回避している。
前記除振台に設けられ、隣合う前記除振台との相対変位量を検出する相対変位検出手段と、前記除振装置に設けられ、前記除振台の振動を検出したとき前記除振台に設けられた固定板を挟持して前記除振台を拘束し、前記除振台の支持剛性を高くする可変剛性手段と、前記相対変位検出手段で検出された前記相対変位量に基づいて、前記除振手段及び前記可変剛性手段を制御して、隣合う前記除振台との相対変位量を許容範囲内に抑える制御手段と、を有することを特徴としている。
この結果、複数の除振台に設置された機器類の相対位置を、設定範囲内に維持することができる。
これにより、除振台を3次元に制御することが可能となり、複数の除振台に設置された機器類の相対位置を、設定範囲内に維持することができる。
前記除振台の1つを一の除振台、前記一の除振台と隣合う前記除振台を他の除振台とし、前記一の除振台を基準として設定し、前記相対変位検出手段で、前記一の除振台と前記他の除振台との相対変位量を検出し、前記制御手段で、前記相対変位量を前記許容範囲内に抑えるよう、前記他の除振台を制御した後、前記他の除振台を基準として新たな一の除振台とし、前記他の除振台と隣合う他の除振台が、新たな一の除振台との前記相対変位量を前記許容範囲内に抑えるよう、他の前記除振台を制御し、以後同様に、最初の前記一の除振台まで、一方向に順次制御することを特徴としている。
これにより、環状に配置された除振台に設置された機器類の相対位置を、設定範囲内に維持することができる。
一方の最も外側の前記除振台を一の除振台、前記一の除振台と隣合う前記除振台を他の除振台とし、前記一の除振台を基準として設定し、前記相対変位検出手段で、前記一の除振台と前記他の除振台との相対変位量を検出し、前記制御手段で、前記相対変位量を前記許容範囲内に抑えるよう、前記他の除振台を制御した後、前記他の除振台を基準として新たな一の除振台とし、前記他の除振台と隣合う他の除振台が、新たな一の除振台との前記相対変位量を前記許容範囲内に抑えるよう、他の前記除振台を制御し、以後同様に、他方の最も外側の前記除振台まで、一方向に順次制御することを特徴としている。
これにより、直線状に配置された除振台に設置された機器類の相対位置を、設定範囲内に維持することができる。
図1に示すように、第1の実施の形態に係る除振システム10は、床面34上に隣り合って配置された第1除振装置12と第2除振装置22とを有している。
コントローラ40は、上述の入力情報等に基づいて、第1空気バネ18の弾性を制御する空気バネ制御信号68を、第1空気バネ18の圧力調整部(図示せず)へ出力する。また、可変剛性機構20の剛性を制御する可変剛性機構制御信号70を、可変剛性機構20の剛性調整部(図示せず)へ出力する。
第1空気バネ18は、空気バネ制御信号68に基づいて、後述する、第2除振テーブル26との相対位置制御68A、アクティブ除振制御68B及びステージ偏荷重制御68Cを実行する。
即ち、第1空気バネ18は、ターゲットポイント32の位置情報66を基に、第2除振テーブル26との相対位置を設定範囲内に制御する相対位置制御68Aを実行し、第1除振テーブル16の位置を制御する。これにより、第1除振テーブル16と第2除振テーブル26の相対位置のズレを設定範囲内に収めることができる。
更に、第1空気バネ18は、ステージ偏荷重制御68Cを実行し、可動ステージ36の位置や動きに応じて、可動ステージ36の位置や傾きを補正し、第1除振テーブル16へ伝播する振動を抑制する。
即ち、可変剛性機構20は、ガイド光源30で検出されたターゲットポイント32の位置情報66を基に、第1除振テーブル16との相対位置制御70Aを実行し、第1除振テーブル16と第2除振テーブル26の相対位置のズレを設定範囲内に収める。
また、可変剛性機構20は、可変剛性制御70Bを実行し、第1除振テーブル16の支持剛性を変更する。
更に、可変剛性機構20は、ステージ反力制御70Cを実行し、可動ステージ36の位置や動きに応じて、可動ステージ36の位置や傾きを補正し、第1除振テーブル16へ伝播する振動を抑制する。
これらの制御において、第1空気バネ18と可変剛性機構20は並列に設置されているので、発生するストロークをダイレクトに第1除振テーブル16に伝えることができ、第1空気バネ18の柔らかさが位置決めを阻害する問題も生じない。
図2の側面図を示すように、第1除振装置12の土台となる第1架台14は鋼材製とされ、4本の脚部44を有している。4本の脚部44の上面には、空気が充填された空気バネ18がそれぞれ設けられ、第1除振テーブル16を柔らかく支持している。これにより、床面34から脚部44を介して第1除振テーブル16へ伝達される振動が抑制される。
図2、3に示すように、第1除振装置12には、第1除振テーブル16の支持剛性を高くする可変剛性機構20が配置されている。可変剛性機構20は空気ばね18と並列に配置され、第1除振テーブル16の振動を検出して第1除振テーブル16を後述する挟持手段54で拘束する。
可変剛性機構20は、横部材46の上面に設けられ、空気ばね18の間に2個ずつ(合計8個)設けられ、それぞれが独立して制御されている。なお、可変剛性機構20は、第2除振装置22には設けられていない。
更に、膜型圧電素子は、圧電セラミックが折り曲げられ歪が生じると、歪量に比例した電圧を発生する特性を有している。
即ち、アーチ状の上側板ばね50及び下側板ばね52の変形に伴い膜型圧電素子で発生した電圧を、コントローラ40に導けば、コントローラ40で電圧を計測することができる。この電圧を利用すれば、アクチュエータ60を制御することができる。
図1に示すように、相対変位検出装置29は、ガイド光源30とターゲットポイント32とを有している。
ガイド光源30は、第2除振テーブル26の上に設けられ、ガイド光31を照射すると共に、反射されたガイド光33を受光する受光部を備えている。ターゲットポイント32は、第1除振テーブル16の上に設けられ、照射されたガイド光31をガイド光源30へ向けて反射させる。
また、コントローラ40は、算出された相対変位量に基づいて、第1空気バネ18、及び可変剛性機構20に制御信号を出力し、第1除振テーブル16の位置を、相対変位量が許容範囲内となるよう制御する。
以上説明したように、本実施の形態によれば、第1除振テーブル16を調整して第2除振テーブル26との相対位置のずれを設定範囲に収めることができる。この結果、第1除振テーブル16及び第2除振テーブル26に設置された機器類の相対位置を、設定範囲内に維持することができる。
これにより、作業機器が第1除振テーブル16の上を移動しても、第1除振テーブル16に生じる振動を効果的に抑制することができる。
図4に示すように、第2の実施の形態に係る除振システム98は、床面34上に隣り合って配置された第1除振装置12と第2除振装置22とを有し、第1除振装置12と第2除振装置22の相対位置を検出する相対変位検出装置39を備えている。
第2の実施の形態に係る除振システム98は、第1の実施の形態に係る除振システム10と相対変位検出装置39の構成のみが相違している。以下、相対変位検出装置39を中心に説明する。
ガイド光源154は、第2除振テーブル26の上に設けられガイド光31を照射する。ターゲットポイント35は、第1除振テーブル16の上に設けられ、ガイド光31を受光する。
ターゲットポイント35には、ガイド光31を受光する受光部が設けられ、受光部には、ガイド光31の受光位置を検出する図示しない検出部が設けられている。一方、ガイド光源154には、反射されたガイド光を受光する受光部は設けられていない。
検出部で検出されたガイド光31の受光位置データは、通信ケーブル65によりコントローラ43に出力される。
また、コントローラ43は、算出された相対変位量に基づいて、第1空気バネ18、及び可変剛性機構20に制御信号を出力し、第1除振テーブル16の位置を、相対変位量が許容範囲内となるよう制御する。
これにより、第1の実施の形態と同じ作用、効果を得ることができる。他の構成は第1の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
図5に示すように、第3の実施の形態に係る除振システム72は、床面34上に隣り合って配置された第3除振装置13と第4除振装置23とを有している。
除振システム72は、第1の実施の形態で説明した除振システム10と、相対位置制御の方法が相違する。具体的には、第1の実施の形態の除振システム10では、第1除振装置12で相対位置制御を行っていたが、第2の実施の形態に係る除振システム72では、第4除振装置23で相対位置制御を実行する。
第1の実施の形態との相違点を中心に以下説明する。
コントローラ41には、第1架台14の振動情報62、可動ステージ76A、76Bの位置情報64、及びガイド光源30で検出されたターゲットポイント32の位置情報66等が入力される。
これにより、第1空気バネ18は、空気バネ制御信号69に基づいて、上述したアクティブ除振制御69A及びステージ偏荷重制御69Bを実行する。又、可変剛性機構20は、可変剛性機構制御信号71に基づいて、可変剛性制御71A及びステージ反力制御71Bを実行する。更に、第2空気バネ28は、空気バネ制御信号78に基づいて、アクティブ除振制御78A及び第1除振テーブル16との相対位置制御78Bを実行する。
図5に示すように、第4除振装置23の第2除振テーブル26の上には、ガイド光源30に加え、EUV光(極端紫外光)の光源部74が設けられている。光源部74は、EUV光源74Kと、EUV光源74から照射されたEUV光75を反射させ、EUV光の方向を変更する複数のミラー74Mを有している。
なお、相対変位検出装置29に替えて、第2の実施の形態で説明した相対変位検出装置39を使用してもよい。
図6に示すように、第4の実施の形態に係る除振システム80は、第5除振装置124と第2除振装置22を有している。
第5除振装置124は、第1の実施の形態で説明した、第1除振装置12の第1除振テーブル16を、3軸(X軸、Y軸及びZ軸)方向へ制御可能な第5除振テーブル88に置き換えた構成である。相違点を中心に以下説明する。
図7は、第5除振テーブル88を2軸(X軸及びY軸)方向へ制御する制御機構を記載している。Z軸方向への移動は、第1の実施の形態で説明した、第1空気ばね18及び可変剛性機構20で行う。
これにより、作動軸83Aの位置を移動させることで、第5除振テーブル88をX軸方向に移動させることができる。作動軸83Aの移動タイミングや移動量は、コントローラ86で制御される。
これにより、作動軸85Aの位置を移動させることで、第5除振テーブル88をY軸方向に移動させることができる。作動軸85Aの移動タイミングや移動量は、コントローラ86で制御される。
これにより、第1の実施の形態と同じ作用、効果を得ることができる。他の構成は第1の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
なお、相対変位検出装置29に替えて、第2の実施の形態で説明した相対変位検出装置39を使用してもよい。
図8に示すように、第5の実施の形態に係る除振システム90は、第3の実施の形態で説明した第4除振台23に替えて、第6除振台126を採用した構成である。
第6除振台126には、第2空気バネ28と並列に可変剛性機構21が設けられている。可変剛性機構21は、第1の実施の形態の形態で説明した可変剛性機構20と同じ構成である。また、除振システム90には、第3除振台13と第6除振台126を制御するコントローラ96が設けられている。
他の構成は、第3の実施の形態と同じであり、相違点を中心に説明する。
コントローラ96は、入力された上記情報に基づいて、第3除振装置13へ空気バネ制御信号69、可変剛性機構制御信号71を出力する。更に、第6除振装置126へ空気バネ制御信号78、及び可変剛性機構制御信号79を出力する。
また、第2空気バネ28は、空気バネ制御信号78に基づいて、アクティブ除振制御78A及び第1除振テーブル16との相対位置制御78Bを実行する。可変剛性機構21は、可変剛性機構制御信号79に基づいて、可変剛性制御79A及び第1除振テーブル16との相対位置制御79Bを実行する。
なお、相対変位検出装置29に替えて、第2の実施の形態で説明した相対変位検出装置39を使用してもよい。
図9に示すように、第6の実施の形態に係る除振システム100は、第1の実施の形態で説明した相対変位検出装置29に替えて、相対変位検出装置116を採用した構成である。具体的には、第1除振装置12と第2除振装置22に載置された、ガイド光原30とターゲットポイント32の位置を、互いに入れ替えた構成である。
これにより、第1除振装置12のガイド光源30から照射ガイド光31は、第2除振装置22のターゲットポイント104で反射され、反射されたガイド光33は、ガイド光源30の受光部で受光される。
コントローラ118は、検出部の検出結果に基づいて、第1除振テーブル16と第2除振テーブル26との相対的なズレが所定範囲内になるよう、第1除振装置12の可変剛性機構20及び第1空気バネ18を制御する。
この結果、第1除振装置12に設置された図示しない機器類の位置と、第2除振装置22に設置された図示しない機器類の位置との相対位置を、設定範囲内に維持することができる。他の構成は、第1の実施の形態と同じであり説明は省略する。
図10に示すように、第7の実施の形態に係る除振システム110は、第7除振装置112を2台(第7除振装置112A、112B)、隣接して配置させた構成である。
第7除振装置112Aと112Bは、互いに同じ構成である。また、第7除振装置112Aと112Bは、いずれも第1の実施の形態で説明した第1除振装置12と基本的な部分において同じ構成である。第1除振装置12との相違点を中心に説明する。
第7除振装置112A、112Bは、床面34上に設置された架台14A、14Bと、架台14A、14Bの上面に設けられた空気バネ18A、18Bと、空気バネ18A、18Bで支持された除振テーブル16A、16Bをそれぞれ備えている。また、空気バネ18A、18Bと並列に可変剛性機構20A、20Bがそれぞれ配置されている。
ここに、相対変位検出装置29は、第7除振装置112Bに載置されたガイド光源30Bと、第7除振装置112Aに載置され、ガイド光源30Bから照射されたガイド光31を反射させるターゲットポイント32Aを有している。
更に、第7除振装置112Bには、コントローラ138Bが備えられている。コントローラ138Bには、架台14Bで検出された振動情報62、及びガイド光源30Bで検出されたターゲットポイント32Bの位置情報66が入力される。
なお、第7除振装置112Aも、基本的に同じ構成であり説明は省略する。
これにより、空気バネ18Bは、空気バネ制御信号136に基づいて、既述したアクティブ除振制御136Bを実行する。また、可変剛性機構20Bは、可変剛性機構制御信号134に基づいて、除振テーブル16Bとの相対位置制御134Bを実行する。
更に、ターゲットポイント32Bにより、図示しないガイド光源に向けてガイド光31を反射させ、除振テーブル16Bの位置情報を発信することができる。
他の部分の構成は、第1の実施の形態と同じであり説明は省略する。
図11(A)に示すように、第8の実施の形態に係る除振システム150は、第7の実施の形態で説明した第7除振装置112を複数個(112A〜112D)、所定の間隔を設けて直線状に複数個並べた構成である。このとき、図示しない相対変位検出装置29のガイド光源30A〜30Cから照射されるガイド光の反射光33B〜33Dは、第7除振装置112B〜112Dの順に検出され、図示しない除振テーブル16A〜16Dの相対位置が順次調節される。
次に、第7除振装置112Bの除振テーブル16Bの位置を基準に、第7除振装置112Cの除振テーブル16Cの位置を、反射光33Cに基づいて相対位置制御させる。これにより、除振テーブル16Bと除振テーブル16Cの相対位置が、設定範囲内に調整される。
即ち、第8の実施の形態における第7除振装置112A〜112Dを、平面視が矩形状に並べた構成である。相対変位検出装置29のガイド光源30A〜30Dで照射されるガイド光の反射光33A〜33Dは、第7除振装置112A〜112Dの順に、図示しない除振テーブル16A〜16Dの相対位置を制御しながら、順次伝達される。
この手順を順次繰り返すことで、第7除振装置112A〜112Dの除振テーブル16A〜16Dを、設定範囲内に順次調整することができる。即ち、除振テーブル16A〜16Dの上面をつないだ平面は、相対的に設定範囲内に保たれ、矩形状の仮想剛体142と看做すことができる。
即ち、第7の実施の形態における第7除振装置112A〜112Lを平面視が円形に配置した構成である。このとき、相対変位検出装置29のガイド光源30A〜30Lから照射されたガイド光の反射光33A〜33Lは、第7除振台112A〜112Lの順に、順次除振テーブルの相対位置を制御しながら伝達される。
次に、第7除振台112Bの除振テーブル16Bの位置を基準に、第7除振台112Cの除振テーブル16Cの位置を、反射光33Cに基づいて相対位置制御させ、設定範囲内に調整する。
この手順を順次繰り返すことで、第7除振台112A〜112Lの除振テーブル16A〜16Lを、設定範囲内に調整することができる。即ち、除振テーブル16A〜16Lの上面をつないだ平面は、相対的に設定範囲内に保たれ、円形の仮想剛体144と看做すことができる。
この構成とすることにより、上述したように、除振テーブル16A〜16Rを相対位置制御することで、除振テーブル16A〜16Rの上面をつないだ平面を、相対的に設定範囲内の平面に保つことができ、円形の仮想剛体146と看做すことができる。
12 第1除振装置
16 第1除振テーブル(除振台)
18 第1空気バネ(除振手段、移動手段)
20 可変剛性機構(可変剛性手段、移動手段)
29 相対変位検出装置(相対変位検出手段)
30 ガイド光源(相対変位検出装置、相対変位検出手段)
32 ターゲットポイント(相対変位検出装置、相対変位検出手段)
40 コントローラ(制御手段)
82 X軸方向移動装置(移動手段)
84 Y軸方向移動装置(移動手段)
Claims (4)
- 除振台と、前記除振台を支持し、床面からの振動の伝達を抑制する除振手段と、を備えた除振装置を2つ隣り合わせた除振システムであって、
前記除振台に設けられ、隣合う前記除振台との相対変位量を検出する相対変位検出手段と、
前記除振装置に設けられ、前記除振台の振動を検出したとき前記除振台に設けられた固定板を挟持して前記除振台を拘束し、前記除振台の支持剛性を高くする可変剛性手段と、
前記相対変位検出手段で検出された前記相対変位量に基づいて、前記除振手段及び前記可変剛性手段を制御して、隣合う前記除振台との相対変位量を許容範囲内に抑える制御手段と、
を有する除振システム。 - 除振台と、前記除振台を支持し、床面からの振動の伝達を抑制する除振手段と、を備えた除振装置を環状に配置した除振システムであって、
前記除振台に設けられ、隣合う前記除振台との相対変位量を検出する相対変位検出手段と、
前記除振台に設けられ、前記除振台の振動を検出したとき前記除振台に設けられた固定板を挟持して前記除振台を拘束し、前記除振台の支持剛性を高くする可変剛性手段と、
前記相対変位検出手段で検出された前記相対変位量に基づいて、前記除振手段及び前記可変剛性手段を制御して、隣合う前記除振台との相対変位量を許容範囲内に抑える制御手段と、
を有し、
前記除振台の1つを一の除振台、前記一の除振台と隣合う前記除振台を他の除振台とし、前記一の除振台を基準として設定し、
前記相対変位検出手段で、前記一の除振台と前記他の除振台との相対変位量を検出し、前記制御手段で、前記相対変位量を前記許容範囲内に抑えるよう、前記他の除振台を制御した後、前記他の除振台を基準として新たな一の除振台とし、前記他の除振台と隣合う他の除振台が、新たな一の除振台との前記相対変位量を前記許容範囲内に抑えるよう、他の前記除振台を制御し、
以後同様に、最初の前記一の除振台まで、一方向に順次制御する除振システム。 - 除振台と、前記除振台を支持し、床面からの振動の伝達を抑制する除振手段と、を備えた除振装置を直線状に配置した除振システムであって、
前記除振台に設けられ、隣合う前記除振台との相対変位量を検出する相対変位検出手段と、
前記除振台に設けられ、前記除振台の振動を検出したとき前記除振台に設けられた固定板を挟持して前記除振台を拘束し、前記除振台の支持剛性を高くする可変剛性手段と、
前記相対変位検出手段で検出された前記相対変位量に基づいて、前記除振手段及び前記可変剛性手段を制御して、隣合う前記除振台との相対変位量を許容範囲内に抑える制御手段と、
を有し、
一方の最も外側の前記除振台を一の除振台、前記一の除振台と隣合う前記除振台を他の除振台とし、前記一の除振台を基準として設定し、
前記相対変位検出手段で、前記一の除振台と前記他の除振台との相対変位量を検出し、前記制御手段で、前記相対変位量を前記許容範囲内に抑えるよう、前記他の除振台を制御した後、前記他の除振台を基準として新たな一の除振台とし、前記他の除振台と隣合う他の除振台が、新たな一の除振台との前記相対変位量を前記許容範囲内に抑えるよう、他の前記除振台を制御し、
以後同様に、他方の最も外側の前記除振台まで、一方向に順次制御する除振システム。 - 前記相対変位検出手段は、直交する3軸(X軸、Y軸及びZ軸)方向の相対変位量を検出する検出部を有し、
前記除振台には、前記除振台を移動させる移動手段が設けられ、
前記制御手段は、前記相対変位検出手段の検出結果に基づいて前記除振手段、前記可変剛性手段及び前記移動手段を制御して、隣合う前記除振台との相対変位量を許容範囲内に抑える請求項1〜3のいずれか1項に記載の除振システム。
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