CN113904609A - 载置台装置、图案形成装置以及物品的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及载置台装置、图案形成装置以及物品的制造方法。为了提供能够在维持吞吐量的提高的同时抑制定位精度的降低的载置台装置，本发明所涉及的载置台装置具备：载置台；驱动部，驱动载置台；第1及第2放大器，分别将通过利用脉冲宽度调制控制及线性控制来放大输入信号而得到的输出信号输出给驱动部；切换器，将第1及第2放大器与驱动部之间的第1及第2连接设为接通或者设为关断；以及控制部，根据用于驱动载置台的指令值来对输入信号进行运算并输出给第1及第2放大器，其中，控制部根据载置台及驱动部的参数和指令值以使第2放大器的输出电压收敛于最大输出电压的方式决定切换器的切换条件，根据决定的切换条件来控制切换器。

Description

载置台装置、图案形成装置以及物品的制造方法
技术领域
本发明涉及载置台装置、图案形成装置以及物品的制造方法。
背景技术
在图案形成装置中使用的载置台装置中，要求吞吐量以及定位精度这双方的提高。
日本特开2001-128488号公报公开了一种载置台装置，通过在非曝光期间使用来自PWM放大器的大电流施加大的推力来提高吞吐量，通过在曝光期间使用来自线性放大器的高质量的电流施加稳定的推力来提高定位精度。
在日本特开2001-128488号公报公开的载置台装置中，设置有选择器，该选择器在输出电流在预定值以上的情况下选择使用PWM放大器，另一方面，在输出电流小于预定值的情况下选择使用线性放大器。
此时，在将作为感性负载的马达用作载置台的驱动部时，与指令值的频率相应地，负载电流波形的相位和负载电压波形的相位彼此偏离。因此，根据电流指令值不同，即使输出电流小于预定值，也存在超过线性放大器的最大输出电压的情况，有可能定位精度降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够在维持吞吐量的提高的同时抑制定位精度的降低的载置台装置。
本发明所涉及的载置台装置的特征在于，具备：载置台；驱动部，驱动载置台；第1放大器，将通过利用脉冲宽度调制控制来放大输入信号而得到的输出信号输出给驱动部；第2放大器，将通过利用线性控制来放大输入信号而得到的输出信号输出给驱动部；切换器，将第1放大器与驱动部之间的第1连接设为接通(on)或者设为关断(off)，并且将第2放大器与驱动部之间的第2连接设为接通或者设为关断；以及控制部，根据用于驱动载置台的指令值来对输入信号进行运算并输出给第1放大器及第2放大器，其中，控制部根据载置台及驱动部的参数和指令值，以使第2放大器的输出电压收敛于最大输出电压的方式决定切换器的切换条件，根据决定的切换条件来控制切换器。
附图说明
图1A是第一实施方式所涉及的载置台装置具备的位置控制系统的框图。
图1B是第一实施方式所涉及的载置台装置具备的速度控制系统的框图。
图2是示出第一实施方式所涉及的载置台装置中的切换条件决定处理的流程图。
图3A是示出在切换条件决定处理中使用的指令波形的图。
图3B是示出在切换条件决定处理中使用的框图的图。
图3C是示出在切换条件决定处理中使用的负载电流波形及负载电压波形的图。
图4是第二实施方式所涉及的载置台装置具备的位置控制系统的框图。
图5A是某个载置台装置具备的位置控制系统的部分放大框图。
图5B是示出在以往的载置台装置中切换开关的情形的图。
图6A是示出在第二实施方式所涉及的载置台装置具备的位置控制系统中切换开关的情形的图。
图6B是示出在第二实施方式所涉及的载置台装置具备的位置控制系统中切换开关的情形的图。
图6C是示出在第二实施方式所涉及的载置台装置具备的位置控制系统中切换开关的情形的图。
图6D是示出在第二实施方式所涉及的载置台装置具备的位置控制系统中切换开关的情形的图。
图7是第三实施方式所涉及的载置台装置具备的位置控制系统的框图。
图8A是示出第三实施方式所涉及的载置台装置中的切换条件决定处理的流程图。
图8B是示出第三实施方式所涉及的载置台装置中的切换条件决定处理的流程图。
图9A是示出用于在第三实施方式所涉及的载置台装置中决定切换条件的负载电流波形及负载电压波形的图。
图9B是示出用于在第三实施方式所涉及的载置台装置中决定切换条件的负载电流波形及负载电压波形的图。
图9C是示出用于在第三实施方式所涉及的载置台装置中决定切换条件的切换条件表的图。
图10是具备本实施方式所涉及的载置台装置的曝光装置的结构图。
图11A是示出以往的载置台装置具备的控制系统的框图的一个例子的图。
图11B是示出以往的载置台装置具备的控制系统中的位置波形、速度波形以及加速度波形的一个例子的图。
图12A是示出以往的载置台装置具备的马达驱动器的框图的一个例子的图。
图12B是示出以往的载置台装置具备的马达驱动器中的马达电流波形及马达电压波形的一个例子的图。
图12C是示出以往的载置台装置具备的马达驱动器中的马达电流波形及马达电压波形的一个例子的图。
具体实施方式
以下，根据添附的附图详细说明本实施方式所涉及的载置台装置。此外，在以下所示的附图中，为了能够容易地理解本实施方式，以与实际不同的比例尺描绘。
本实施方式所涉及的载置台装置使用组合了能够高效地流过大电流的PWM(PulseWidth Moduration：脉冲宽度调制)放大器和能够流过失真小的高质量的电流的线性放大器的马达驱动器。
在半导体曝光装置中使用的载置台装置中，要求吞吐量及定位精度这双方的提高。
而且，为了使这双方提高，提出一种具备组合了通过脉冲宽度调制控制将输入信号放大并输出的PWM放大器和通过线性控制将输入信号放大并输出的线性放大器的马达驱动器的载置台装置。
图11A示出以往的载置台装置具备的控制系统的框图。
另外，图11B示出在以往的载置台装置中使用的驱动指令值101中包括的位置波形、速度波形以及加速度波形的一个例子。
在图11A所示的以往的载置台装置中，通过将驱动指令值101中包括的位置指令与由未图示的载置台位置检测单元检测到的载置台位置之间的差分输入到位置控制器102，进行位置控制。
然后，从位置控制器102输出马达驱动器的电流指令值，将输出的电流指令值与由未图示的电流检测单元检测到的马达电流值的差分输入到电流控制器103并进行运算处理，从而进行恒定电流控制。
接下来，从电流控制器103输出的电流被输入到PWM放大器104及线性放大器105这双方。
然后，将来自利用作为切换单元106的开关选择的PWM放大器104及线性放大器105中的一方的输出电流输入到马达107，恒定电流控制的马达107驱动载置台108，从而进行位置控制。
在此，PWM放大器104通过对FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)等高速地进行开关控制，能够高效地流过大电流。
然而，已知在PWM放大器104中产生与开关相伴的纹波噪声、非线性失真。
另一方面，线性放大器105由于因在晶体管的输出级中产生的偏置电流产生较大的发热而导致效率低，但能够流过失真小的高质量的电流。
而且，在曝光装置中使用的载置台装置中，例如使用如图11B所示的驱动指令波形来进行载置台的驱动控制。
例如，在一边使载置台从预定的位置A移动至位置B一边在位置C与位置D之间进行曝光时，首先提供变化为梯形形状的正的加速度而使载置台加速，从而在时刻t0至t’的期间使载置台加速移动至位置C。
之后，通过将加速度设为0，在时刻t’至t”的期间使载置台匀速移动至位置D。
然后，提供逆梯形形状的负的加速度而使载置台减速，从而在时刻t”至t1的期间使载置台减速移动至位置B。
在此，为了提高吞吐量，要求通过在时刻t0与t’之间的加速区间以及时刻t”与t1之间的减速区间中在马达107中流过大电流来高加速度地驱动载置台108。
另一方面，为了通过在时刻t’与t”之间的定速区间中高精度地控制载置台108的移动速度来进行高精度的曝光，要求在马达驱动器中流过失真小的高质量的电流。
因此，在曝光装置中使用的载置台装置中，在需要大电流的加减速区间中使用PWM放大器104来进行驱动控制，另一方面，在定速区间、时刻t1以后的停止区间中切换为线性放大器105来进行驱动控制。
由此，能够达成与高加速度化相伴的吞吐量的提高和定位精度的提高。
而且，在图11A所示的以往的载置台装置中，比较器109比较向电流控制器103的电流指令值和预先设定的切换电流设定值110。
由此，控制用于进行PWM放大器104与线性放大器105之间的切换的作为切换单元106的开关。
图12A示出以往的载置台装置具备的马达驱动器的框图。
另外，图12B及图12C示出在以往的载置台装置具备的马达驱动器中进行恒定电流驱动时的马达电流波形I(R)以及马达电压波形V(vtg)的例子。
在图12A所示的马达驱动器中，电流控制器103对电流指令值111与由未图示的电流检测单元检测到的马达电流之间的差分进行运算处理，从而进行恒定电流控制。
另外，在此，将PWM放大器104的最大输出电压设为±200V，将线性放大器105的最大输出电压设为±40V，将切换电流设定值110设为±1A。
另外，由比较器109将电流指令值111与切换电流设定值110进行比较。
假设在电流指令值111是小于作为切换电流设定值110的±1A的小电流的情况下通过切换作为切换单元106的开关来选择线性放大器105。
另一方面，在电流指令值111是作为切换电流设定值110的±1A以上的大电流的情况下通过切换作为切换单元106的开关来选择PWM放大器104。
在此，马达107是基于绕线线圈的感性负载，马达107能够利用由电阻值R及电感值L构成的RL电路等价地表示，在此作为一个例子设为R＝13Ω以及L＝28mH。
图12B及图12C示出使用这样的马达107进行恒定电流驱动时的马达电流波形I(R)以及马达电压波形V(vtg)的例子。
在此，图12B示出输入了频率30Hz以及振幅±5A的电流指令值111的情况，图12C示出输入了频率50Hz以及振幅±5A的电流指令值111的情况。
如上所述马达107是感性负载，所以与电流指令值111的频率相应地，马达电流波形I(R)的相位和马达电压波形V(vtg)的相位彼此偏离。
在图12B所示的例子中，在电流指令值111是±1A时，即使从PWM放大器104切换到线性放大器105，如白圈所示，马达电压也收敛于线性放大器105的最大输出电压±40V。
因此，能够良好地进行PWM放大器104与线性放大器105之间的切换。
然而，在图12C所示的例子中，当在电流指令值111是±1A时从PWM放大器104切换到线性放大器105时，如黑圈所示，马达电压有时超过线性放大器105的最大输出电压±40V。
因此，无法适当地进行PWM放大器104与线性放大器105之间的切换。
这样，在通过比较向马达驱动器的电流指令值和预先设定的切换电流设定值来进行放大器的切换的以往的方式中，存在当利用切换电流设定值切换放大器时超过线性放大器的最大输出电压的可能性。
在该情况下，由于在马达驱动器中发生电流变动，有可能载置台的控制精度降低。
因此，为了解决上述课题，本实施方式所涉及的载置台装置采用如以下所示的结构。
具体而言，在本实施方式所涉及的载置台装置中，设置有通过参照马达参数和驱动指令值来预先决定PWM放大器与线性放大器之间的切换条件的运算部。
在此，作为马达参数，包括马达的电阻值、电感值、推力常数以及有效载荷。
而且，在运算部中，例如通过对驱动指令值中包括的位置指令值进行微分运算，生成速度波形及加速度波形。
接下来，通过参照马达的有效载荷及推力常数的值，生成负载电流波形，进而，通过将生成的负载电流波形输入到根据马达的电阻值及电感值求出的负载模型，运算负载电压波形。
然后，通过参照速度波形及马达的推力常数求出反电动势，校正负载电压波形。
最后，参照负载电流波形和校正后的负载电压波形，决定如在PWM放大器与线性放大器之间进行切换时马达电压收敛于线性放大器的最大输出电压这样的切换条件设定值。
然后，根据决定的切换条件设定值，控制在PWM放大器与线性放大器之间进行切换的切换单元。
这样，在本实施方式所涉及的载置台装置中，根据驱动指令值，运算PWM放大器与线性放大器之间的最佳切换条件。
由此，能够减小在进行PWM放大器与线性放大器之间的切换时发生的电流变动，得到抑制载置台装置的振动并且提高控制精度的效果。
[第一实施方式]
图1A及图1B分别示出在第一实施方式所涉及的载置台装置中使用的位置控制系统及速度控制系统的框图。
此外，在本实施方式所涉及的载置台装置中，使用位置控制系统及速度控制系统中的一方进行载置台的驱动控制。
如图1A所示，在本实施方式所涉及的载置台装置具备的位置控制系统中，将驱动指令值1(指令值)中包括的位置指令值与表示由未图示的载置台位置检测单元检测到的载置台位置的值之间的差分输入到位置控制器2。由此，进行位置控制。
在此，作为载置台位置检测单元，能够使用根据必要的精度而选择的编码器、激光干涉仪等。
然后，从位置控制器2(控制部)输出马达驱动器的电流指令值，将输出的电流指令值与由未图示的电流检测单元检测到的马达电流值之间的差分输入到电流控制器3(控制部)并进行运算处理，从而进行恒定电流控制。
此外，作为电流检测单元，一般使用电流探针、分流电阻等。
接下来，从电流控制器3输出的电流(输入电流)被输入到PWM放大器4(第1放大器)及线性放大器5(第2放大器)这双方。
然后，将来自利用作为切换单元6的开关S(切换器)选择的PWM放大器4及线性放大器5中的一方的输出电流(输出信号)输入到马达7(驱动部)，恒定电流控制的马达7驱动载置台8，从而进行位置控制。
换言之，作为切换单元6的开关S将PWM放大器4与马达7之间的第1连接设为接通或者设为关断，并且将线性放大器5与马达7之间的第2连接设为接通或者设为关断。
另一方面，如图1B所示，在本实施方式所涉及的载置台装置具备的速度控制系统中，将驱动指令值1中包括的速度指令值与表示由未图示的载置台速度检测单元检测到的载置台速度的值之间的差分输入到速度控制器12(控制部)。由此，进行速度控制。
在此，在载置台速度检测单元中，能够使用对来自编码器、激光干涉仪的位置输出进行微分运算的方法等。
然后，从速度控制器12输出马达驱动器的电流指令值，将输出的电流指令值与由未图示的电流检测单元检测到的马达电流值之间的差分输入到电流控制器3并进行运算处理，从而进行恒定电流控制。
此外，作为电流检测单元，一般使用电流探针、分流电阻等。
接下来，从电流控制器3输出的电流被输入到PWM放大器4及线性放大器5这双方。
然后，将来自利用作为切换单元6的开关S选择的PWM放大器4及线性放大器5中的一方的输出电流输入到马达7，恒定电流控制的马达7驱动载置台8，从而进行速度控制。
然后，在本实施方式所涉及的载置台装置中，设置有通过参照马达参数11和驱动指令值1中包括的位置指令值、速度指令值等来预先决定PWM放大器4及线性放大器5的切换条件的运算部10(控制部)。
换言之，在本实施方式所涉及的载置台装置中，运算部10在基于位置指令值、速度指令值等的载置台8的驱动开始之前，决定PWM放大器4及线性放大器5的切换条件。
然后，比较器9(控制部)对来自运算部10的输出和来自位置控制器2或速度控制器12的输出进行相互比较，从而进行开关S的切换控制。
在此，作为马达参数11(参数)，包括马达7的电阻值、电感值、推力常数以及有效载荷。
图2是示出本实施方式所涉及的载置台装置具备的运算部10中的切换条件决定处理的流程图。
另外，图3A、图3B以及图3C分别示出在切换条件决定处理中使用的指令波形、示出切换条件决定处理的框图、以及在切换条件决定处理中使用的负载电流波形及负载电压波形。
如图2所示，在切换条件决定处理中，首先取得速度指令波形vel(t)及加速度指令波形acc(t)(步骤S11)。
具体而言，在如图1A所示作为驱动指令值1提供位置指令波形pos(t)的情况下，通过对位置指令波形pos(t)进行一次微分运算，能够生成速度指令波形vel(t)。另外，通过对位置指令波形pos(t)进行二次微分运算，能够生成加速度指令波形acc(t)。
另一方面，在如图1B所示作为驱动指令值1提供速度指令波形vel(t)的情况下，通过进行一次微分运算，能够生成加速度指令波形acc(t)。
图3A示出如上述所示取得的位置指令波形pos(t)、速度指令波形vel(t)以及加速度指令波形acc(t)的一个例子。
接下来，生成马达7中的负载电流波形i(t)(步骤S12)。
具体而言，关于驱动马达7所需的推力F(t)，在将马达7的有效载荷设为M时，使用加速度指令波形acc(t)如以下的式(1)那样表示。
F(t)＝M×acc(t)…(1)
此外，在本实施方式所涉及的载置台装置中，作为马达7的有效载荷M，使用载置台8的质量即可。
接下来，关于马达7中的负载电流波形i(t)，在将马达7的推力常数设为Kf时，使用推力F(t)如以下的式(2)那样表示。
i(t)＝F(t)/Kf…(2)
因此，马达7中的负载电流波形i(t)能够根据式(1)及(2)如以下的式(3)那样生成。
i(t)＝M×acc(t)/Kf…(3)
接下来，生成用于根据负载电流波形i(t)生成负载电压波形v(t)的负载模型(步骤S13)。
具体而言，在本实施方式所涉及的载置台装置中使用的马达7是基于绕线线圈的感性负载，所以如图3B所示，将由马达7的线圈的电阻值R及电感值L构成的RL电路用作负载模型。
接下来，通过将在步骤S12中生成的负载电流波形i(t)输入到在步骤S13中生成的负载模型，生成负载电压波形v(t)(步骤S14)。
具体而言，在步骤S13中生成的负载模型如上所述与RL电路等价，所以生成的负载电压波形v(t)能够如以下的式(4)那样表示。
v(t)＝i(t)×(R+jωL)…(4)
接下来，马达7如上所述用RL电路表示，所以在妨碍线圈电流的方向上产生反电动势。因此，通过据此校正负载电压波形v(t)，生成校正后的负载电压波形vc(t)(步骤S15)。
具体而言，反电动势波形vb(t)能够根据反电动势系数和速度指令波形vel(t)如以下的式(5)那样表示。
vb(t)＝Kf×vel(t)…(5)
此外，在此，已知反电动势系数成为与马达7的推力常数Kf相同的值，所以在式(5)中代入马达7的推力常数Kf。
然后，如以下的式(6)所示，能够根据在步骤S14中生成的负载电压波形v(t)与反电动势波形vb(t)的差，得到校正后的负载电压波形vc(t)。
vc(t)＝v(t)-vb(t)…(6)
此外，图3B示出表示在此说明的步骤S13至步骤S15的处理的框图。
接下来，通过参照在步骤S12中生成的负载电流波形i(t)和在步骤S15中生成的校正后的负载电压波形vc(t)，决定如线性放大器5的输出电压收敛于最大输出电压±40V以内这样的切换条件(步骤S16)。
例如，在如图3C所示的负载电流波形i(t)及负载电压波形vc(t)中，在负载电流成为±0.5A时从线性放大器5切换到PWM放大器4。由此，如白圈所示，能够使线性放大器5中的输出电压收敛于最大输出电压±40V以内。
即，比较器9比较作为在步骤S16中由运算部10决定的切换条件的±0.5A和从位置控制器2或速度控制器12输出的电流指令值。然后，根据利用比较器9的比较，在负载电流小于±0.5A的情况下，以选择线性放大器5的方式控制开关S。
这样，在本实施方式所涉及的载置台装置中，能够良好地进行线性放大器5与PWM放大器4之间的切换。
如以上所述，在本实施方式所涉及的载置台装置中，设置有通过参照马达参数11和驱动指令值1来预先决定利用切换单元6的PWM放大器4与线性放大器5之间的切换条件的运算部10。
由此，能够良好地切换PWM放大器4和线性放大器5，能够提供在维持吞吐量的提高的同时通过抑制定位精度的降低进一步提高定位精度的载置台装置。
[第二实施方式]
图4示出第二实施方式所涉及的载置台装置具备的位置控制系统的框图。
如图4所示，在本实施方式所涉及的载置台装置中，通过将驱动指令值1中包括的位置指令值与由未图示的载置台位置检测单元检测到的载置台位置之间的位置差分输入到位置控制器2，进行位置控制。
此外，作为载置台位置检测单元，能够使用根据必要的精度而选择的编码器、激光干涉仪等。
接下来，从位置控制器2输出马达驱动器的电流指令值，利用电流控制器3对输出的电流指令值与由未图示的电流检测单元检测到的马达电流值之间的差分进行运算处理，从而进行恒定电流控制。
此外，作为电流检测单元，一般使用电流探针、分流电阻等。
接下来，从电流控制器3输出的电流被输入到PWM放大器4及线性放大器5这双方。
然后，利用作为切换单元6的开关S1(第1切换器)及S2(第2切换器)选择来自PWM放大器4及线性放大器5中的一方的电流的输出，恒定电流控制的马达7驱动载置台8，从而进行位置控制。
换言之，作为切换单元6的开关S1将PWM放大器4与马达7之间的第1连接设为接通或者设为关断。另一方面，作为切换单元6的开关S2将线性放大器5与马达7之间的第2连接设为接通或者设为关断。
此外，本实施方式所涉及的载置台装置也可以与第一实施方式所涉及的载置台装置同样地使用基于驱动指令值1中包括的速度指令值的速度控制系统。
而且，本实施方式所涉及的载置台装置具备的速度控制系统中的处理也与第一实施方式所涉及的载置台装置相同，所以在此省略说明。
另外，在本实施方式所涉及的载置台装置中，设置有通过参照马达参数11和包括位置指令值、速度指令值等的驱动指令值1来预先决定PWM放大器4与线性放大器5之间的切换条件的运算部10。
在此，作为马达参数11，包括马达7的电阻值、电感值、推力常数以及有效载荷等。
如图4所示，在本实施方式所涉及的载置台装置中，在PWM放大器4及线性放大器5的输出级中，分别独立地设置有作为切换单元6的开关S1及S2。
另外，与在上述中示出的第一实施方式所涉及的载置台装置同样地，利用运算部10决定切换条件。
然后，比较器9比较基于决定的切换条件的阈值和电流指令值，独立地控制开关S1和S2，从而切换PWM放大器4的输出和线性放大器5的输出。
图5A及图5B分别示出某个载置台装置具备的位置控制系统的部分放大框图以及切换开关S时的情形。
此外，此处所示的载置台装置除了代替开关S1及S2而设置单独的开关S作为切换单元6以外，其结构与本实施方式所涉及的载置台装置相同。
考虑如图5A所示通过在时刻T1开关S进行动作以从PWM放大器4被选择的状态(接点C1)迁移到线性放大器5被选择的状态(接点C2)的情况。
此时，在开关S的动作中产生延迟等时，在时刻T2成为线性放大器5被选择的状态以前，产生接点C1及C2都成为关断的区间。
在该情况下，马达7是基于绕线线圈的感性负载，所以在电流已通电的状态下释放马达7的线圈端时，如图5B所示，在马达7的线圈的两端产生大的浪涌电压。
图6A、图6B、图6C以及图6D示出在本实施方式所涉及的载置台装置具备的位置控制系统中切换开关S1及S2时的情形。
如图6A所示，在本实施方式所涉及的载置台装置中，在时刻T1之前的预定的时间，开关S1成为接通，另一方面，开关S2成为关断，从而PWM放大器4被选择(状态1，图6B)。
接下来，在时刻T1与T2之间的时间，开关S1及开关S2这双方都成为接通，从而PWM放大器4及线性放大器5被选择(状态2，图6C)。
然后，在时刻T2之后的预定的时间，开关S1成为关断，另一方面，开关S2成为接通，从而线性放大器5被选择(状态3，图6D)。
在本实施方式所涉及的载置台装置中，如上所述在PWM放大器4及线性放大器5的输出级中，分别独立地设置有作为切换单元6的开关S1及S2。
然后，在PWM放大器4与线性放大器5之间进行切换时，以不释放线圈端的方式设置开关S1及S2这双方成为接通的时间。
由此，能够防止在马达7的线圈的两端产生浪涌电压，能够提高载置台8的定位中的可靠性。
如以上所述，在本实施方式所涉及的载置台装置中，设置有通过参照马达参数11和驱动指令值1来预先决定利用切换单元6的PWM放大器4与线性放大器5之间的切换条件的运算部10。
而且，在本实施方式所涉及的载置台装置中，通过由两个开关S1及S2构成切换单元6，能够防止伴随PWM放大器4与线性放大器5之间的切换而在马达7的线圈的两端产生浪涌电压。
由此，能够更良好地切换PWM放大器4和线性放大器5，能够提供在维持吞吐量的提高的同时通过抑制定位精度的降低进一步提高定位精度的载置台装置。
[第三实施方式]
图7示出在第三实施方式所涉及的载置台装置中使用的位置控制系统的框图。
在第一实施方式所涉及的载置台装置中，在载置台8的驱动开始之前，将驱动指令值1中包括的位置指令值或速度指令值输入到运算部10。然后，运算部10通过参照马达参数11和输入的位置指令值或速度指令值来运算切换单元6的切换条件从而进行决定。
此时，如上所述每当驱动载置台8时需要运算负载电流波形i(t)及负载电压波形vc(t)，所以存在在开始进行载置台8的驱动之前产生延迟的可能性。
因此，在本实施方式所涉及的载置台装置中，通过采用以下的结构，能够抑制这样的载置台8的驱动中的延迟的产生。
如图7所示，在本实施方式所涉及的载置台装置具备的位置控制系统中，将驱动指令值1中包括的速度指令值或加速度指令值输入到运算部15(控制部)。
然后，运算部15在通过对输入的速度指令值或加速度指令值进行积分而取得位置指令值之后，输出给位置控制器2。
接下来，将输出的位置指令值与表示由未图示的载置台位置检测单元检测到的载置台位置的值的差分输入到位置控制器2。由此，进行位置控制。
在此，作为载置台位置检测单元，能够使用根据必要的精度而选择的编码器、激光干涉仪等。
然后，从位置控制器2输出马达驱动器的电流指令值，将输出的电流指令值与由未图示的电流检测单元检测到的马达电流值的差分输入到电流控制器3并进行运算处理，从而进行恒定电流控制。
此外，作为电流检测单元，一般使用电流探针、分流电阻等。
接下来，从电流控制器3输出的电流被输入到PWM放大器4及线性放大器5这双方。
然后，将来自利用作为切换单元6的开关S选择的PWM放大器4及线性放大器5中的一方的输出电流输入到马达7，恒定电流控制的马达7驱动载置台8，从而进行位置控制。
换言之，作为切换单元6的开关S将PWM放大器4与马达7之间的第1连接设为接通或者设为关断，并且将线性放大器5与马达7之间的第2连接设为接通或者设为关断。
此外，在本实施方式所涉及的载置台装置中，使用如图7所示的位置控制系统，但不限于此，也可以使用如图1B所示的速度控制系统。
在该情况下，将驱动指令值1中包括的速度指令值输出给速度控制器12即可，所以能够省略运算部15。
而且，在本实施方式所涉及的载置台装置中，设置有通过参照切换条件表14和驱动指令值1中包括的速度指令值及加速度指令值来预先决定PWM放大器4及线性放大器5的切换条件的切换条件决定部13(控制部)。
换言之，在本实施方式所涉及的载置台装置中，切换条件决定部13在基于位置指令值的载置台8的驱动开始之前，决定PWM放大器4及线性放大器5的切换条件。
即，在本实施方式所涉及的载置台装置中，预先制作切换条件表14。然后，在驱动载置台8时，仅通过参照切换条件表14和驱动指令值1中包括的速度指令值及加速度指令值，就能够决定PWM放大器4及线性放大器5的切换条件。
然后，比较器9对来自切换条件决定部13的输出和来自位置控制器2的输出进行相互比较，从而进行开关S的切换控制。
图8A是示出本实施方式所涉及的载置台装置中的切换条件表14的制作处理的流程图。
此外，该处理既可以在运算部15中进行，也可以在未图示的其他运算部中进行。
如图8A所示，在切换条件表制作处理中，首先取得驱动载置台8时设想的速度指令波形vel(t)及加速度指令波形acc(t)的振幅vel及acc(速度及加速度的数据)(步骤S21)。
此外，在此设想的振幅vel及acc也可以例如由用户输入。
另外，图9A及图9B示出设想的振幅vel及acc的例子。
接下来，根据输入的振幅vel及acc，生成速度指令波形vel(t)及加速度指令波形acc(t)(步骤S22)。
在此，设为在本实施方式所涉及的载置台装置中，速度指令波形vel(t)及加速度指令波形acc(t)各自的频率、波形不发生变化。
即，在图9A及图9B所示的例子中，在速度指令波形vel(t)及加速度指令波形acc(t)中的每一个中，一个周期是24ms并且具有梯形波形状而不发生变化。
接下来，生成马达7中的负载电流波形i(t)(步骤S23)。具体而言，关于驱动马达7所需的推力F(t)，在将马达7的有效载荷设为M时，使用加速度指令波形acc(t)如以下的式(7)那样表示。
F(t)＝M×acc(t)…(7)
此外，在本实施方式所涉及的载置台装置中，作为马达7的有效载荷M，使用载置台8的质量即可。
接下来，关于马达7中的负载电流波形i(t)，在将马达7的推力常数设为Kf时，使用推力F(t)如以下的式(8)那样表示。
i(t)＝F(t)/Kf…(8)
因此，马达7中的负载电流波形i(t)能够根据式(7)及(8)如以下的式(9)那样生成。
i(t)＝M×acc(t)/Kf…(9)
接下来，生成用于根据负载电流波形i(t)生成负载电压波形v(t)的负载模型(步骤S24)。
具体而言，在本实施方式所涉及的载置台装置中使用的马达7是基于绕线线圈的感性负载，所以如图3B所示，将由马达7的线圈的电阻值R及电感值L构成的RL电路用作负载模型。
接下来，通过将在步骤S23中生成的负载电流波形i(t)输入到在步骤S24中生成的负载模型，生成负载电压波形v(t)(步骤S25)。
具体而言，在步骤S24中生成的负载模型如上所述与RL电路等价，所以生成的负载电压波形v(t)能够如以下的式(10)那样表示。
v(t)＝i(t)×(R+jωL)…(10)
接下来，马达7如上所述用RL电路表示，所以在妨碍线圈电流的方向上产生反电动势。因此，通过据此校正负载电压波形v(t)，生成校正后的负载电压波形vc(t)(步骤S26)。
具体而言，反电动势波形vb(t)能够根据反电动势系数和速度指令波形vel(t)如以下的式(11)那样表示。
vb(t)＝Kf×vel(t)…(11)
此外，在此，已知反电动势系数成为与马达7的推力常数Kf相同的值，所以在式(11)中代入马达7的推力常数Kf。
然后，如以下的式(12)所示，能够根据在步骤S25中生成的负载电压波形v(t)与反电动势波形vb(t)的差，得到校正后的负载电压波形vc(t)。
vc(t)＝v(t)-vb(t)…(12)
接下来，通过参照在步骤S23中生成的负载电流波形i(t)和在步骤S26中生成的校正后的负载电压波形vc(t)，决定如线性放大器5的输出电压收敛于最大输出电压±40V以内这样的切换条件(步骤S27)。
例如，考虑如图9A所示速度指令波形vel(t)的振幅vel是vel1、加速度指令波形acc(t)的振幅acc是acc1(负载电流波形i(t)的振幅是±3A)的情况。
此时，通过参照在步骤S23中生成的负载电流波形i(t)和在步骤S26中生成的校正后的负载电压波形vc(t)，决定如线性放大器5的输出电压收敛于最大输出电压±40V以内这样的切换条件±i11(A)。
另外，考虑如图9B所示速度指令波形vel(t)的振幅vel是vel2、加速度指令波形acc(t)的振幅acc是acc2(负载电流波形i(t)的振幅是±5A)的情况。
此时，通过参照在步骤S23中生成的负载电流波形i(t)和在步骤S26中生成的校正后的负载电压波形vc(t)，决定如线性放大器5的输出电压收敛于最大输出电压±40V以内这样的切换条件±i22(A)。
然后，判定是否已在振幅vel及acc的设想的所有组合下进行了如以上所示的切换条件的决定(步骤S28)。
在判定为未在所有组合下进行的情况下(步骤S28的“否”)，返回到步骤S21，继续执行切换条件的决定处理。
另一方面，在判定为已在所有组合下进行的情况下(步骤S28的“是”)，根据得到的结果制作切换条件表14(步骤S29)，结束切换条件表制作处理。
图9C示出在步骤S29中制作的切换条件表14的一个例子。
图8B是示出本实施方式所涉及的载置台装置具备的切换条件决定部13中的切换条件决定处理的流程图。
如图8B所示，在切换条件决定处理中，首先取得驱动指令值1中包括的速度指令波形vel(t)及加速度指令波形acc(t)的振幅vel及acc(步骤S31)。
然后，切换条件决定部13根据输入的振幅vel及acc，使用切换条件表14决定与PWM放大器4及线性放大器5的切换条件对应的电流值(步骤S32)。
如以上所述，在本实施方式所涉及的载置台装置中，在驱动载置台8时，通过参照驱动指令值1中包括的振幅vel及acc和切换条件表14，能够立即求出切换条件。
此外，通过以使振幅vel及acc满足以下的式(13)及式(14)的关系的方式制作切换条件表14，即使在假设没有与输入的振幅vel及acc对应的值的情况下，也能够通过参照附近的值来决定切换条件。
vel1<vel2<vel3<vel4<vel5…(13)
acc1<acc2<acc3<acc4<acc5…(14)
例如，在针对振幅vel输入vel2与vel3之间的值、针对振幅acc输入acc2与acc3之间的值的情况下，分别决定与大的一方的值、即vel3及acc3对应的切换条件即可。
由此，切换条件变得更严苛，即与切换条件对应的电流值变得更小，所以能够安全地切换PWM放大器4及线性放大器5。
如以上所述，在本实施方式所涉及的载置台装置中，设置有通过参照切换条件表14和驱动指令值1中包括的振幅vel及acc来预先决定PWM放大器4及线性放大器5的切换条件的切换条件决定部13。
即，在本实施方式所涉及的载置台装置中，通过在预先设想的振幅vel及acc的组合下运算负载电流波形i(t)及负载电压波形vc(t)并决定切换条件，制作切换条件表14。
然后，在驱动载置台8时，仅通过参照切换条件表14和驱动指令值1中包括的振幅vel及acc，就能够决定PWM放大器4及线性放大器5的切换条件。
由此，能够良好地切换PWM放大器4和线性放大器5，能够提供在抑制定位精度的降低的同时进一步提高吞吐量的载置台装置。
以上说明了优选的实施方式，但不限定于这些实施方式，能够在其要旨的范围内进行各种变形及变更。
根据本发明，能够提供能够在维持吞吐量的提高的同时抑制定位精度的降低的载置台装置。
[曝光装置]
图10示出具备本实施方式所涉及的载置台装置的曝光装置900的结构图。
曝光装置900具备灯点亮装置401(光源)、照明光学系统402、狭缝403、成像光学系统404、原版载置台405、投影光学系统406以及基板载置台407。
此外，本实施方式所涉及的载置台装置例如被用于控制原版载置台405、基板载置台407的驱动。
灯点亮装置401是高压汞灯等发出紫外线光的光源。
照明光学系统402具有第1弯曲镜501、第1聚光透镜502、蝇眼透镜503、第2聚光透镜504以及第2弯曲镜505。
原版载置台405是保持原版O的掩模载置台，能够在图10中所示的Y轴方向上驱动。
投影光学系统406是用于将在原版O上描绘的图案投影转印到涂敷有感光剂的基板P上的投影光学系统。
此外，在曝光装置900中，使用基于奥夫纳(Offner)型光学系统的投影光学系统406。
在奥夫纳型光学系统的情况下，为了确保良好的像区域，以圆弧形状照射原版O。另外，到达基板P的曝光的光的照射形状也成为圆弧形状。
透过原版O的光在按照梯形镜601、凹面镜602、凸面镜603、凹面镜602、梯形镜601的顺序反射之后到达基板P，原版O上的图案被转印到基板P上。
基板载置台407是保持基板P的晶片载置台，通过与原版载置台405同步地在Y方向上驱动，进行基板P的曝光。基板载置台407除了Y方向以外在X方向上也能够驱动，在基板P上曝光多个面板的情况下，在X及Y方向上驱动基板载置台407来进行曝光。
从灯点亮装置401射出的曝光的光在通过照明光学系统402、狭缝403以及成像光学系统404之后，照射载置于原版载置台405上的原版O。
然后，透过原版O的曝光的光通过投影光学系统406，照射载置于基板载置台407的基板P，对基板P上的曝光区域进行曝光。
此外，在上述中示出了将本实施方式所涉及的载置台装置设置于曝光装置的实施方式，但不限于此，本实施方式所涉及的载置台装置还能够应用于压印(imprint)装置、描绘装置等图案形成装置。
此处所称的压印装置是指通过在使供给到基板上的压印材料和模型材料相互接触之后对压印材料施加固化用的能量来形成转印有模型的图案的固化物的图案的装置。
另外，描绘装置是指通过利用带电粒子线(电子线)、激光束在基板上进行描绘来在基板上形成图案(潜像图案)的装置。
[物品的制造方法]
本实施方式所涉及的物品的制造方法例如适合于制造半导体设备等微型设备、具有微细构造的元件等物品。
本实施方式所涉及的物品的制造方法包括使用上述所示的曝光装置900在涂敷于基板的感光剂上形成潜像图案的步骤(对基板进行曝光的曝光步骤)。
另外，本实施方式所涉及的物品的制造方法包括对在该曝光步骤中形成了潜像图案的基板进行显影的显影步骤(加工步骤)。
而且，本实施方式所涉及的物品的制造方法包括对在该显影步骤中显影后的基板进行的其他公知的制造步骤(氧化、成膜、蒸镀、掺杂、平坦化、蚀刻、感光剂剥离、切割、粘合、封装等)。
本实施方式所涉及的物品的制造方法与以往的方法相比在物品的性能、品质、生产率、生产成本中的至少1个方面更有利。
另外，本实施方式所涉及的物品的制造方法不限于使用上述曝光装置900进行，也可以使用具备本实施方式所涉及的载置台装置的压印装置、描绘装置等图案形成装置进行。

Claims (18)

1.一种载置台装置，其特征在于，具备：
载置台；
驱动部，驱动该载置台；
第1放大器，将通过利用脉冲宽度调制控制来放大输入信号而得到的输出信号输出给所述驱动部；
第2放大器，将通过利用线性控制来放大所述输入信号而得到的输出信号输出给所述驱动部；
切换器，将所述第1放大器与所述驱动部之间的第1连接设为接通或者设为关断，并且将所述第2放大器与所述驱动部之间的第2连接设为接通或者设为关断；以及
控制部，根据用于驱动所述载置台的指令值来对所述输入信号进行运算并输出给所述第1放大器及所述第2放大器，
其中，所述控制部根据所述载置台及所述驱动部的参数和所述指令值，以使所述第2放大器的输出电压收敛于最大输出电压的方式决定所述切换器的切换条件，根据决定的该切换条件来控制所述切换器。
2.根据权利要求1所述的载置台装置，其特征在于，
所述控制部在基于所述指令值的所述载置台的驱动开始之前，决定所述切换条件。
3.根据权利要求1所述的载置台装置，其特征在于，
所述驱动部是马达，
所述参数包括该马达的电阻值、电感值和推力常数以及所述载置台的质量。
4.根据权利要求3所述的载置台装置，其特征在于，
所述控制部根据所述马达中的负载电流波形及负载电压波形，决定所述切换条件。
5.根据权利要求4所述的载置台装置，其特征在于，
所述控制部根据所述指令值生成速度指令波形及加速度指令波形，根据该加速度指令波形、所述载置台的质量以及所述马达的推力常数生成所述负载电流波形，根据所述马达的电阻值及电感值生成负载模型，通过将所述负载电流波形输入到该负载模型来生成所述负载电压波形，使用根据所述速度指令波形及所述马达的推力常数求出的反电动势波形来校正所述负载电压波形，从而求出所述负载电流波形及所述负载电压波形。
6.根据权利要求4所述的载置台装置，其特征在于，
所述控制部根据基于所述参数制作的切换条件表和所述指令值，决定所述切换条件。
7.根据权利要求6所述的载置台装置，其特征在于，
所述控制部针对输入的多个速度及加速度的数据中的每一个生成速度指令波形及加速度指令波形，根据该加速度指令波形、所述载置台的质量以及所述马达的推力常数生成所述负载电流波形，根据所述马达的电阻值及电感值生成负载模型，通过将所述负载电流波形输入到该负载模型来生成所述负载电压波形，使用根据所述速度指令波形及所述马达的推力常数求出的反电动势波形来校正所述负载电压波形，从而求出所述负载电流波形及所述负载电压波形，根据求出的该负载电流波形及负载电压波形决定所述切换条件，从而制作所述切换条件表。
8.根据权利要求1所述的载置台装置，其特征在于，
所述切换器由将所述第1连接设为接通或者设为关断的第1切换器和将所述第2连接设为接通或者设为关断的第2切换器构成，
所述控制部控制该第1切换器及该第2切换器，使得从将所述第1连接及所述第2连接中的一方设为接通且将另一方设为关断的状态将所述第1连接及所述第2连接这双方设为接通之后，迁移到将所述一方设为关断且将所述另一方设为接通的状态。
9.一种在基板上形成图案的图案形成装置，其特征在于，
具备权利要求1至8中的任意一项所述的载置台装置，所述载置台装置控制载置所述基板的所述载置台的驱动。
10.一种物品的制造方法，其特征在于，具有：
使用权利要求9所述的图案形成装置在所述基板上形成图案的工序；以及
对形成有图案的所述基板进行加工而得到物品的工序。
11.一种控制载置台的驱动的方法，其特征在于，使用载置台装置控制所述载置台的驱动，所述载置台装置具备：载置台；驱动部，驱动该载置台；第1放大器，将通过利用脉冲宽度调制控制来放大输入信号而得到的输出信号输出给所述驱动部；第2放大器，将通过利用线性控制来放大所述输入信号而得到的输出信号输出给所述驱动部；切换器，将所述第1放大器与所述驱动部之间的第1连接设为接通或者设为关断，并且将所述第2放大器与所述驱动部之间的第2连接设为接通或者设为关断；以及控制部，根据用于驱动所述载置台的指令值来对所述输入信号进行运算并输出给所述第1放大器及所述第2放大器，
所述方法包括：
根据所述载置台及所述驱动部的参数和所述指令值以使所述第2放大器的输出电压收敛于最大输出电压的方式决定所述切换器的切换条件的步骤；以及
根据决定的该切换器的切换条件控制所述切换器的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
进行所述决定的步骤包括在基于所述指令值的所述载置台的驱动开始之前决定所述切换条件的步骤。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
所述驱动部是马达，
所述参数包括该马达的电阻值、电感值和推力常数以及所述载置台的质量。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
进行所述决定的步骤包括根据所述马达中的负载电流波形及负载电压波形决定所述切换条件的步骤。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，
进行所述决定的步骤包括：
根据所述指令值生成速度指令波形及加速度指令波形的步骤；
根据该加速度指令波形、所述载置台的质量以及所述马达的推力常数生成所述负载电流波形的步骤；
根据所述马达的电阻值及电感值生成负载模型的步骤；
通过将所述负载电流波形输入到该负载模型来生成所述负载电压波形的步骤；以及
使用根据所述速度指令波形及所述马达的推力常数求出的反电动势波形来校正所述负载电压波形的步骤。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，
进行所述决定的步骤包括根据基于所述参数制作的切换条件表和所述指令值来决定所述切换条件的步骤。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
针对输入的多个速度及加速度的数据中的每一个生成速度指令波形及加速度指令波形，根据该加速度指令波形、所述载置台的质量以及所述马达的推力常数生成所述负载电流波形，根据所述马达的电阻值及电感值生成负载模型，通过将所述负载电流波形输入到该负载模型来生成所述负载电压波形，使用根据所述速度指令波形及所述马达的推力常数求出的反电动势波形来校正所述负载电压波形，从而求出所述负载电流波形及所述负载电压波形，根据求出的该负载电流波形及负载电压波形决定所述切换条件，从而制作所述切换条件表。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
所述切换器由将所述第1连接设为接通或者设为关断的第1切换器和将所述第2连接设为接通或者设为关断的第2切换器构成，
进行所述控制的步骤包括以下步骤：控制该第1切换器及该第2切换器，使得从将所述第1连接及所述第2连接中的一方设为接通且将另一方设为关断的状态将所述第1连接及所述第2连接这双方设为接通之后，迁移到将所述一方设为关断且将所述另一方设为接通的状态。
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