JP2000092889A

JP2000092889A - テーブル位置決め装置および該テーブル位置決め装置を用いた半導体露光装置

Info

Publication number: JP2000092889A
Application number: JP10276632A
Authority: JP
Inventors: Keiji Emoto; 圭司江本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2000-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体露光装置等に用いられるテーブル位置
決め装置において、駆動系が制御不能になった場合に駆
動装置の駆動部を滑らかに減速させることにより、駆動
部の各取り付け部への悪影響を解消できかつ信頼性の高
いテーブル位置決め装置を提供する。【解決手段】テーブル８の位置に応じて通電する各コ
イル１７Ｃを選択的に切り替えることによりテーブル８
を直線的に駆動し位置決めする多相型のリニアモータ１
７において、各コイル１７Ｃへの通電回路にコイル駆動
スイッチ３６を配置し、テーブル８の駆動制御になんら
かの異常が検知された際に、コイルコントローラ３５を
介してコイル駆動スイッチ３６を切り替え制御して、各
コイル１７Ｃの端子両端を短絡させて電気的に閉じ、移
動するテーブル８をコイル１７Ｃの誘導起電力の作用に
より滑らかに減速させ停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体露光装置や
形状計測装置のＸＹテーブルあるいは高精度加工機の精
密位置決め装置等に使用されるテーブル位置決め装置、
特に、リニアモータ駆動方式を利用したテーブル位置決
め装置、およびこのテーブル位置決め装置を用いた半導
体露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のテーブル位置決め装置は、図７に
概略的に図示する構成を備えており、この種のテーブル
位置決め装置においては、コイル支持台１１上に多相の
コイルを一直線上に並べたコイル１７Ｃが支持され、こ
れらのコイルの並ぶ方向と平行に一対のガイド１３が設
けられている。このガイド１３には、位置決めテーブル
８が静圧軸受１０を介して取り付けられ、位置決めテー
ブル８は、ガイド１３に沿って前記コイルの並ぶ方向に
移動自在に案内される。静圧軸受１０を使用した位置決
めテーブルでは、静圧軸受の隙間を所定の値（数μｍ）
に保つために与圧磁石２１を配置し、ガイド（磁性材）
を吸収して与圧を与えている。位置決めテーブル８には
可動磁石１７Ｍが取り付けられ、可動磁石１７Ｍは前記
コイルの並ぶ方向に永久磁石を極性を交互にして４対並
べて構成されている。これらの可動磁石１７Ｍとコイル
１７Ｃは、多相型リニアモータ（１７）を構成し、可動
磁石型として位置決めテーブル８をコイルの並ぶ方向に
駆動する。

【０００３】また、駆動部の位置を検出するため、リニ
アスケールなどの位置検出器を有するが、特に、高精度
な位置決め精度が必要な半導体露光装置などでは、位置
検出器としてレーザ干渉計１５が使用される。位置決め
テーブル８にはレーザ干渉計１５に対向するようにミラ
ー１６が設けられており、レーザ干渉計１５で位置検出
できるように構成されている。レーザ干渉計１５からは
テーブルの移動方向に応じて、アップ、ダウン（インク
リメンタル）信号が出力され、これを演算器３７内でカ
ウントすることによってテーブルの位置情報が得られ
る。

【０００４】可動磁石１７Ｍとコイル１７Ｃからなる多
相型リニアモータは、位置決めテーブル８の位置に応じ
て通電すべきコイル相を選択的に切り替えていくことに
より位置決めテーブルを駆動する形式であり、相切り替
えコントローラ３２は、演算器３７を介して、レーザ干
渉計１５から得られる位置決めテーブル８の位置情報に
応じて相切り替えスイッチ３３を切り替え制御するよう
に構成されており、相切り替えスイッチ３３は、相切り
替えコントローラ３２から出力されるコイル選択信号に
より切り替え制御され、各相切り替えスイッチ３３ごと
にコイル相が電流アンプ３４を介して接続されている。
また、サーボコントローラ３８は、テーブルの目標位置
と演算器３７から得られる現在位置との差分を例えばＰ
ＩＤ演算して制御出力を得、これをＤ／Ａコンバータ３
１へ指令値として出力し位置決め制御を行なう。Ｄ／Ａ
コンバータ３１の出力は、相切り替えコントローラ３２
により切り替え制御される相切り替えスイッチ３３を介
して所望の電流アンプ３４からコイル１７Ｃへ供給さ
れ、通電が行なわれる。

【０００５】この種の多相型リニアモータを備えたテー
ブル位置決め装置におけるコイル１７Ｃへの通電パター
ンを図８に示す。なお、図８において、記号ＡおよびＢ
は各コイルに流れる電流の向きを示し、記号Ｂは図面正
面から見て手前向きの電流を示し、記号Ａはその逆向き
に流れる電流の向きを示している。図８のケース０〜ケ
ース９に示すように、コイル１７Ｃと可動磁石１７Ｍと
の位置関係によって通電するコイルおよびそのコイルに
流れる電流の向きを切り替え、同一方向に推力を発生さ
せることで、可動磁石１７Ｍを所定の方向に移動させる
とともにテーブルを移動させている。すなわち、可動磁
石を移動させる際にレーザ干渉計から得られた位置情報
を基に、図８に示すような可動磁石とコイルの位置関係
に応じて、相切り替えコントローラ３２から出力される
コイル選択信号により、相切り替えスイッチ３３を適切
に切り替え制御し、各相切り替えスイッチ３３ごとに電
流アンプ３４を介して接続されているコイル相の各コイ
ルへの通電が行なわれる。また、電流アンプ３４では、
可動磁石１７Ｍとコイル１７Ｃとの相対速度によってコ
イル端子両端に生じる誘導起電圧の影響を受けて電流が
変化しないようにフィードバック制御されており、誘導
起電力による駆動負荷がかからないような構成にしてあ
る。

【０００６】また、位置決めを行なっている際になんら
かの原因で駆動制御が不能となり暴走が生じた場合、す
なわち、位置決め対象の位置偏差やＤ／Ａコンバータ３
１の出力あるいはレーザ干渉計１５のエラー検出等によ
りＣＰＵ内で暴走を判断した場合には、リニアモータの
駆動を停止するように構成されているが、前述した静圧
軸受１０の効果により駆動部の摩擦はほとんど存在しな
いために駆動部全体はガイド１３の端まで減速すること
なく移動し、ガイド１３の両端に設置されているショッ
クアブソーバ５１にぶつかり一気に減速し停止するよう
に構成されている。このような暴走は、例えば制御系の
ゲイン調整等を行なう際に頻繁に起こりうることであ
り、ショックアブソーバへの突き当たりによる急激な減
速によりミラー１６の取り付けのずれ等が心配されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術にお
いては、制御不能となった場合、ガイド１３の両端に設
置されているショックアブソーバ５１を介して駆動部を
減速させ停止させているものの、質量が２０〜４０ｋｇ
で３００〜５００ｍｍ／ｓの速度をもって移動している
駆動部が、１０ｍｍ程度のストロークで一気に減速する
ため、最大１０ｇ（ｇ：重力加速度９．８ｍ／ｓ² ）以
上の慣性力が働くことになる。これにより、減速時には
駆動部全体の取り付け部分に非常に大きな力が働き、各
取り付け部分への悪影響が心配されている。特に、ミラ
ー１６の取り付けに際しては、ミラーの変形による測長
精度の低下を抑えるためにその取り付け力を極力小さく
しているため、外力によって取り付けがずれやすい構成
になっている。また、精密位置決め装置等においては、
構造体の変形や取り付けずれは致命的であり、特に光測
長器を用いて位置検出する際はミラーの取り付けがずれ
ると全く位置計測ができなくなり、駆動制御が不可能に
なる。そこで、以上のような問題点を解決すべく、駆動
部を緩やかに減速するようにショックアブソーバのスト
ロークを長くし粘性係数を小さくしようとする試みもあ
るが、これでは駆動部の使用可能なストロークが小さく
なるなどの新たな問題が生じる。

【０００８】また、駆動部とショックアブソーバとの接
触面積が小さいため、暴走により互いに当接する際に、
駆動部に応力集中を招くこととなり、構造体の変形も心
配されている。さらに、駆動部が制御不能となった場合
は、一般に駆動部の位置や速度等の情報を得ることが難
しいことから、ショックアブソーバに突き当たる前に減
速させるために適切な力を駆動部に与えることは困難で
ある。

【０００９】そこで、本発明は、上記の従来技術の有す
る未解決の課題に鑑みてなされたものであって、テーブ
ル位置決め装置において、駆動系が制御不能になった場
合に駆動装置の駆動部を滑らかに減速させることによ
り、駆動部にかかる大きな慣性力による各取り付け部へ
の影響を解消できかつ信頼性の高いテーブル位置決め装
置、および該テーブル位置決め装置を用いる半導体露光
装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のテーブル位置決め装置は、極性が交互に異
なる複数の磁界を生じさせる磁極とこの磁極に対向させ
て配置した複数のコイルとを有し、前記磁極とコイルと
の位置関係に応じて通電するコイルを選択的に切り替え
ることにより直線的に駆動する多相型のリニアモータ、
および該リニアモータにより駆動され位置決めされるテ
ーブルを備えたテーブル位置決め装置において、前記テ
ーブルの駆動および位置決めになんらかの異常を検知し
た際に前記コイルの端子両端を短絡させ電気的に閉じる
ことにより前記テーブルを減速させ停止させる制御手段
を有することを特徴とする。

【００１１】本発明のテーブル位置決め装置において
は、制御手段によるテーブルの駆動および位置決めの異
常の検知は、目標位置と現在位置との偏差、Ｄ／Ａコン
バータの出力、または位置測定手段のエラーを基に判断
することが好ましい。

【００１２】本発明のテーブル位置決め装置において
は、制御手段は、テーブルの駆動および位置決めになん
らかの異常を検知した際に、コイルへの通電回路に配置
したコイル駆動スイッチをコイルの端子両端を短絡させ
るように切り替えるコイルコントローラを有することが
好ましい。

【００１３】また、本発明の半導体露光装置は、請求項
１ないし３のいずれか１項記載のテーブル位置決め装置
を用いることを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明のテーブル位置決め装置によれば、位置
決めテーブルの駆動および位置決めになんらかの異常が
検知された際にコイルの端子両端を短絡させ電気的に閉
じることによりテーブルを減速させ停止させる制御手段
を付加することにより、暴走時におけるテーブルの急激
な減速によってミラーなどの精密取り付け部分に与える
悪影響を解消し、また、減速させる際に駆動部に加わる
局所的な力による駆動部の変形も軽減する。しかも、従
来の構成を大幅に変えることなく実現できるためコスト
的にも非常に優れている。これにより、暴走時の減速時
の衝撃による駆動装置への悪影響が緩和され、従来例と
比べて装置全体の信頼性向上を図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１６】（実施例１）図１は、本発明に係るテーブ
ル位置決め装置の一実施例の概略構成図であり、図示す
るテーブル位置決め装置において、従来技術として説明
した図７および図８に図示する装置を構成する部材と同
一部材には同一符号を付して説明する。

【００１７】コイル支持台１１上に多相のコイルを一直
線上に並べたコイル１７Ｃが支持され、これらのコイル
の並ぶ方向と平行に一対のガイド１３が設けられてい
る。このガイド１３には、位置決めテーブル８が静圧軸
受１０を介して取り付けられており、位置決めテーブル
８は、ガイド１３に沿って前記コイルの並ぶ方向に移動
自在に案内される。静圧軸受１０を使用した位置決めテ
ーブルでは、静圧軸受の隙間を所定の値（数μｍ）に保
つために与圧磁石２１を配置してある。位置決めテーブ
ル８には可動磁石１７Ｍが取り付けられ、可動磁石１７
Ｍは前記コイルの並ぶ方向に永久磁石を極性を交互にし
て４対並べて構成され、これらの可動磁石１７Ｍとコイ
ル１７Ｃは、リニアモータ１７を構成し、可動磁石型と
して位置決めテーブル８をコイルの並ぶ方向に駆動す
る。

【００１８】また、駆動部の位置を検出するために、特
に、高精度な位置決め精度が必要な半導体露光装置など
では、レーザ干渉計１５が使用される。位置決めテーブ
ル８にはミラー１６が設けられており、レーザ干渉計１
５により位置検出できるように構成されている。レーザ
干渉計１５からはテーブルの移動方向に応じて、アッ
プ、ダウン信号が出力され、これを演算器３７に取り込
んでカウントすることによってテーブルの位置情報が得
られる。この位置情報に基づいて相切り替えコントロー
ラ３２は図８に図示する通電パターンのようにコイル１
７Ｃへ通電する。

【００１９】可動磁石１７Ｍとコイル１７Ｃからなる多
相型リニアモータは、位置決めテーブル８の位置に応じ
て通電すべきコイル相を選択的に切り替えていくことに
より位置決めテーブルを駆動する形式であり、相切り替
えコントローラ３２は、演算器３７を介して、レーザ干
渉計１５からの位置決めテーブル８の位置情報に応じて
相切り替えスイッチ３３を切り替え制御し、相切り替え
スイッチ３３は、相切り替えコントローラ３２から出力
されるコイル選択信号により切り替え制御され、各相切
り替えスイッチ３３ごとにコイル相が電流アンプ３４を
介して接続されている。また、サーボコントローラ３８
は、テーブルの目標位置と演算器３７から得られる現在
位置との差分を例えばＰＩＤ演算して制御出力を得、こ
れをＤ／Ａコンバータ３１へ指令値として出力し位置決
め制御を行なう。Ｄ／Ａコンバータ３１の出力は、相切
り替えコントローラ３２により切り替え制御される相切
り替えスイッチ３３、電流アンプ３４および後述するコ
イル駆動スイッチ３６を介してコイル１７Ｃへ供給さ
れ、各コイルへの通電が行なわれる。

【００２０】多相型リニアモータを備えたテーブル位置
決め装置におけるコイル１７Ｃへの通電パターンは、レ
ーザ干渉計１５により得られる位置情報に基づいて相切
り替えコントローラ３２から出力されるコイル選択信号
により、相切り替えスイッチ３３を適切に切り替え制御
することにより、図８に図示するように行なわれる。す
なわち、可動磁石１７Ｍを移動させる際にレーザ干渉計
１５から得られた位置情報を基に、図８に示すような可
動磁石１７Ｍとコイル１７Ｃの位置関係に応じて、相切
り替えコントローラ３２から出力されるコイル選択信号
により、相切り替えスイッチ３３を適切に切り替え制御
し、各相切り替えスイッチ３３ごとに電流アンプ３４を
介して接続されているコイル相の各コイルへの通電が行
なわれる。また、電流アンプ３４では、可動磁石１７Ｍ
とコイル１７Ｃとの相対速度によってコイル端子両端に
生じる誘導起電圧の影響を受けて電流が変化しないよう
にフィードバック制御されており、誘導起電力による駆
動負荷がかからないような構成にしてある。

【００２１】駆動部が制御不能となったときに駆動部を
停止させるために各ガイド１３の両端部にはショックア
ブソーバ５１が設置されており、駆動部の持つ運動エネ
ルギーを吸収して駆動部を停止させるようになってい
る。

【００２２】そして、本実施例においては、目標位置と
現在位置との偏差が過度に大きくなっていないか、Ｄ／
Ａコンバータ３１の出力がある一定時間以上過度の大き
さになっていないか、さらに、レーザ干渉計１５からの
測定エラーが出ていないか等をＣＰＵ内で常に監視し、
目標位置と現在位置との偏差やＤ／Ａコンバータの出力
が過度の大きくなっていることが検出された場合、ある
いは位置測定手段の測定エラーが検出された場合には、
駆動部の制御が不能となり暴走と判断して、駆動部を減
速させ停止させるように制御する制御手段を備えてお
り、この制御手段はコイルコントローラ３５を作動させ
るように構成されている。ＣＰＵ内のコイルコントロー
ラ３５は、全ての電流アンプ３４とコイル１７Ｃとの間
に挿入配置されるコイル駆動スイッチ３６を切り替える
ように構成されており、各コイル駆動スイッチ３６は、
図２の（ａ）に図示するように、コイル１７Ｃの端子を
アース３９に接続する端子（１）とコイル１７Ｃを電流
アンプ３４に接続する端子（２）とを備え、駆動部の暴
走が検知された際にコイルコントローラ３５からの信号
により、端子（２）から端子（１）へ切り替えられる。
すなわち、コイル１７Ｃの一方の端子はコイル駆動スイ
ッチ３６に接続され、他方の端子はアース３９側に接続
されており、通常時には、コイルコントローラ３５は、
コイル駆動スイッチ３６に電流アンプ３４側の端子
（２）を選択するよう指令信号を送っており、コイル１
７Ｃの一方の端子はコイル駆動スイッチ３６の端子
（２）を介して電流アンプ３４に接続されている。そし
て、駆動系等に異常が検出された際に、コイルコントロ
ーラ３５は、コイル駆動スイッチ３６を端子（２）から
アース３９側に接続されている端子（１）に切り替える
指令信号を出す。その結果、コイル１７Ｃの一方の端子
はコイル駆動スイッチ３６の端子（１）を介してアース
３９側に切り替えられ、コイル１７Ｃの両端子を短絡さ
せる。

【００２３】なお、コイルの抵抗が小さいなどで過度の
電流が流れる可能性があるときは図２の（ｂ）のように
適当な値の抵抗器４０を通してアース３９につながるよ
う構成するとよい。

【００２４】次に、前記制御手段の処理フローを、図３
に図示する駆動部が制御不能（暴走）となったときの処
理フローチャートに沿って、説明する。

【００２５】ステップＳ１：ＣＰＵ内で常に目標位置と
現在位置との偏差が過度に大きくなっていないか、Ｄ／
Ａコンバータ３１の出力がある一定時間以上過度の大き
さになっていないか、あるいはレーザ干渉計１５からの
測定エラーが出ていないか等を監視し、目標位置と現在
位置との偏差やＤ／Ａコンバータの出力が過度の大きく
なっていることが検出された場合、あるいは位置測定手
段の測定エラーが検出された場合に、暴走したとみな
す。

【００２６】ステップＳ２：暴走が検知されると、コイ
ルコントローラ３５を作動させ、全てのコイル駆動スイ
ッチ３６を切り替え、コイル１７Ｃの一方の端子を電流
アンプ３４からアース３９側に切り替える。すなわち、
前記のような異常が検知されたときに、コイル駆動スイ
ッチ３６は、コイルコントローラ３５の切り替え指令信
号により、図２の（ａ）または（ｂ）に示すように、通
常時の端子（２）からアース３９側に接続する端子
（１）に切り替えられる。これにより、各コイル１７Ｃ
は両端子が短絡して電気的に閉じた状態となる。

【００２７】ステップＳ３：各コイル１７Ｃが電気的に
閉じた状態のリニアモータにおいて、駆動部が移動して
いるときは、常にいずれかのコイル１７Ｃ近傍の磁界を
変化させるため、誘導起電力の働きにより移動方向逆向
きで速度に比例した力が働く。このとき、比例定数つま
り駆動部に働く粘性力は、コイルの巻き数、抵抗などに
よって決まる値である。

【００２８】ステップＳ４：駆動部は、コイルの誘導起
電力の作用により、減速され滑らかに停止される。

【００２９】図４の（ａ）および（ｂ）は、従来例およ
び本発明を適用した場合における速度および加速度の絶
対値をそれぞれ模式的に示したものであり、横軸は、い
ずれも異常が発生した時点つまり制御が不能となった時
点を基準とした時間を示しており、縦軸は、それぞれ速
度と加速度の絶対値を表している。

【００３０】従来例においては、制御が不能となってか
らガイド端のショックアブソーバ５１に突き当たるまで
力はいっさい働かず、しかも摩擦がほとんどないので、
駆動部は、図４の（ａ）に破線で示すように、減速せず
一定速でショックアブソーバ５１に突き当たる（当接す
る）まで移動し、ショックアブソーバ５１に当接した後
に速度は急激に減少していく。このとき駆動部に働く加
速度は、図４の（ｂ）に破線で示すように、ショックア
ブソーバ５１に当接した瞬間に非常に大きな加速度が働
き、その後も加速度が急激に減少していくが全体的に大
きな値となっている。

【００３１】一方、本発明を適用した場合においては、
制御不能となるとＣＰＵの制御手段が異常を検知し各コ
イル１７Ｃの両端を短絡させ、その瞬間からコイル１７
Ｃの誘導起電力によって、速度に比例して緩やかな力が
働き、速度は、図４の（ａ）に実線で示すように、従来
例に比べて緩やかに減少させることが可能となる。異常
が発生した地点から進行方向側ガイド１３の端までのス
トロークが十分長いときにはショックアブソーバ５１に
突き当たる前にほぼ停止するし、また、ストロークがあ
る程度短いときにもかなり減速した状態で突き当たり、
その後ショックアブソーバ５１の働きでガイド端までに
停止する。そのときの加速度については、図４の（ｂ）
に実線で示すように、コイル１７Ｃを短絡させた瞬間に
最も大きな加速度が生じるが、従来例に比べると非常に
小さなものにすることができる。そのため、駆動部に働
く慣性力は従来例に比べて非常に小さなものにすること
ができ、ミラー１６などの取り付け部への悪影響を防ぐ
ことが可能となる。

【００３２】また、ショックアブソーバ５１と駆動部と
の接触面積は小さいため駆動部の速度が大きいまま当接
すると、その接触点は非常に大きな力が働くので、駆動
部に働く応力集中による影響で構造体の変形が心配され
る。しかし、本発明によればほとんどの場合に駆動部は
ショックアブソーバ５１に当接する前に十分減速されて
いるので、これらの悪影響はほとんどなくなる。特にス
トロークの長い多相型のリニアモータにおいては、ガイ
ド１３両端のショックアブソーバ５１に当接する前に十
分減速されている可能性が高いため、本発明は非常に有
効である。

【００３３】（実施例２）次に、本発明に係るテーブル
位置決め装置を適用した半導体露光装置の実施例につい
て説明する。

【００３４】図５は、本発明のテーブル位置決め装置を
適用した半導体露光装置を示し、同図（ａ）は、基板と
して例えば半導体ウエハを載置するステージと投影レン
ズを保持する構造体を有する半導体露光装置の正面図で
あり、同図（ｂ）は、基板を載置するステージの平面図
である。

【００３５】図５において、１は転写すべきパターンを
有するレチクル２を照明する照明部、３はレチクル２の
パターンをウエハ７上に投影する投影レンズ、４は投影
レンズ３を保持する鏡筒支持体、５は鏡筒支持体４を支
持するエアマウント、６はエアマウント５とステージ用
マウント１４との相対位置関係を位置決めして、これら
のマウントを載置する位置決め定盤である。なお、ステ
ージ用マウント１４としてアクティブマウントを用いて
いる。

【００３６】８はＸ方向（図５の（ａ）紙面左右方向）
に移動可能でウエハ７を載置するＸステージであり、ま
た、９はＹ方向（図５の（ａ）紙面垂直方向）に移動可
能なＹステージである。Ｘステージ８の底面は静圧パッ
ド１０ａによってステージベース１２を基準に、側面は
静圧パッド（不図示）によってＹステージ９を基準に非
接触に案内される。また、Ｙステージ９の底面も同様に
静圧パッドによってステージベース１２を基準に、側面
は静圧パッド１０ｂによってヨークガイド１３を基準に
非接触に案内される。これらのＸステージ８とＹステー
ジ９によりＸＹステージを構成しており、ウエハ７をＸ
Ｙ方向に任意に移動させることができる。

【００３７】１７ＭはＸ磁石であり、Ｘ方向可動体であ
るＸステージ８に支持されており、１７ＣはＸコイルで
あり、Ｙステージ９に支持されている。これらのＸ磁石
１７ＭとＸコイル１７Ｃは、Ｘリニアモータ１７を構成
しており、可動磁石型としてＸステージ８をＸ方向に駆
動する。同様に１８Ｍ、１９ＭはＹ磁石であって、Ｙ方
向可動体であるＹステージ９によって連結板２０ａ、２
０ｂを介して支持される。また、１８Ｃ、１９ＣはＹコ
イルであり、コイル支持台１１を介してステージベース
１２に支持されている。Ｙ磁石１８Ｍ、１９Ｍと、Ｙコ
イル１８Ｃ、１９Ｃは、Ｙリニアモータ１８、１９をそ
れぞれ構成しており、同じく可動磁石型としてＹステー
ジ９を介してＸステージ８をＹ方向に駆動する。

【００３８】１５ｘは、投影レンズとＸＹステージとの
相対位置を計測するためのＸレーザ干渉計であり、１６
ｘはＸ反射ミラーである。同様にＹレーザ干渉計（１５
ｙ）、Ｙ反射ミラー（１６ｙ）も設けられているが、図
５には図示されていない。

【００３９】５１（５１ｘ、５１ｙ）は、レーザ干渉計
１５（１５ｘ、１５ｙ）の計測光路が遮られたり、駆動
制御の調整がうまくいっていない等の理由により制御不
能となり駆動部が暴走したときに駆動部を停止させるた
めに、駆動部の移動範囲の両端部に設けられたショック
アブソーバであって、５１ｘはＸステージ８のＸ方向の
移動範囲の両端部（例えば、Ｙステージ９の連結板２０
ａ、２０ｂ）に設けられたショックアブソーバであり、
５１ｙはＹステージ９のＹ方向の移動範囲の両端部（例
えば、ステージベース１２の両端部）に設けられたショ
ックアブソーバである。

【００４０】次に、リニアモータ１７、１８、１９の駆
動制御部の構成を図６に示す。Ｘリニアモータ１７は、
例えば４相のコイル１７ＣをＸ方向に一直線上に並べた
構成を有し、Ｘステージの位置に応じて通電すべきコイ
ル相を選択的に切り替えていくことにより駆動する。Ｘ
レーザ干渉計１５ｘには、演算器３７ｘを介して、サー
ボコントローラ３８ｘが接続されており、Ｘステージの
目標位置とＸレーザ干渉計１５ｘから得られる現在位置
との差分を例えばＰＩＤ演算し、Ｄ／Ａコンバータ３１
ｘへ出力する。３２ｘは相切り替えコントローラであ
り、Ｘレーザ干渉計１５ｘからのＸＹステージの位置信
号に応じて、相切り替えスイッチ３３ｘを切り替え制御
するものであり、各相切り替えスイッチ３３ｘごとには
コイル１７Ｃが電流アンプ３４ｘおよびコイル駆動スイ
ッチ３６ｘを介して接続されており、相切り替えコント
ローラ３２ｘから出力されるコイル選択信号により、相
切り替えスイッチ３３ｘが切り替え制御されて各コイル
への通電が行なわれる。

【００４１】また、Ｙリニアモータ１８および１９も同
様に、例えば４相のコイル１８Ｃ、１９ＣをＹ方向に一
直線上に並べた構成を有し、Ｙステージの位置に応じて
通電すべきコイル相を選択的に切り替えていくことによ
り駆動する。Ｙレーザ干渉計１５ｙには、演算器３７ｙ
を介して、サーボコントローラ３８ｙが接続されてお
り、ＸＹステージの目標位置とＹレーザ干渉計１５ｙか
ら得られる現在位置との差分を例えばＰＩＤ演算し、Ｄ
／Ａコンバータ３１ｙ、３１ｙへ出力する。相切り替え
コントローラ３２ｙは、Ｙレーザ干渉計１５ｙからのＹ
ステージの位置信号に応じて、相切り替えスイッチ３３
ｙ、３３ｙを切り替え制御するものであり、各相切り替
えスイッチ３３ｙごとにはコイル１８Ｃ、１９Ｃが電流
アンプ３４ｙおよびコイル駆動スイッチ３６ｙを介して
接続されており、相切り替えコントローラ３２ｙから出
力されるコイル選択信号により、相切り替えスイッチ３
３ｙ、３３ｙが切り替え制御されて各コイルへの通電が
行なわれる。

【００４２】そして、コイル駆動スイッチ３６（３６ｘ
および３６ｙ）は、暴走が検知される際にコイルコント
ローラ３５からの信号により、コイル１７Ｃ、１８Ｃ、
１９Ｃの端子を電流アンプ３４ｘ、３４ｙ側からコイル
のアース３９側に切り替えるように構成されている。コ
イルコントローラ３５は、通常はコイル駆動スイッチ３
６（３６ｘ、３６ｙ）に電流アンプ３４（３４ｘ、３４
ｙ）を選択するよう指令信号を送っているが、駆動系に
異常を検出した際には、コイル駆動スイッチ３６（３６
ｘ、３６ｙ）をアース３９側に切り替えるよう指令信号
を出す。

【００４３】以上のような構成により、実施例１と同様
に、駆動系の暴走時に、制御手段によりこれを検知し、
コイルコントローラ３５を作動させ、全てのコイル駆動
スイッチ３６（３６ｘ、３６ｙ）を切り替え、各コイル
１７Ｃ、１８Ｃ、１９Ｃの両端子を短絡させる。これに
より、実施例１において説明したように、誘導起電力に
より駆動部に負荷を発生させて駆動部を滑らかに停止さ
せることができ、従来例に比べて非常に小さな加速度を
もって減速することができ、ミラー１６（１６ｘ、１６
ｙ）等の取り付け部に慣性力による悪影響を取り除くこ
とができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
暴走時における急激な減速によってミラーなどの精密取
り付け部分に与える悪影響を解消することができ、ま
た、減速させる際に駆動部に加わる局所的な力による駆
動部の変形も軽減される。しかも、従来の構成を大幅に
変えることなく実現できるためコスト的にも非常に優れ
ている。これにより、暴走時の減速時の衝撃による駆動
装置への悪影響が緩和され、従来例と比べて装置全体の
信頼性向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るテーブル位置決め装置の一実施例
の概略構成図である。

【図２】（ａ）は本発明に係るテーブル位置決め装置の
一実施例におけるコイルコントローラにより切り替え制
御されるコイル駆動スイッチの構成を示す概略構成図で
あり、（ｂ）はコイル駆動スイッチの他の構成を示す概
略構成図である。

【図３】本発明に係るテーブル位置決め装置の一実施例
における制御手段による駆動部の制御不能時の処理フロ
ーチャートである。

【図４】（ａ）および（ｂ）は、従来例および本発明を
適用した場合における速度および加速度の絶対値をそれ
ぞれ模式的に図示する図表である。

【図５】本発明に係るテーブル位置決め装置を適用した
半導体露光装置を示し、（ａ）は、基板を載置するステ
ージと投影レンズを保持する構造体を有する半導体露光
装置の正面図であり、（ｂ）は、基板を載置するステー
ジの平面図である。

【図６】図５に図示する半導体露光装置におけるリニア
モータの駆動制御部の概略構成図である。

【図７】従来のテーブル位置決め装置の概略構成図であ
る。

【図８】テーブル位置決め装置における多相型リニアモ
ータのコイルへの通電パターンの一例を図示する概略図
である。

【符号の説明】

１照明部２レチクル３投影レンズ７基板（ウエハ）８位置決めテーブル（Ｘステージ）９Ｙステージ１０静圧軸受（静圧パッド）１１コイル支持台１２ステージベース１３ガイド１５（１５ｘ、１５ｙ）レーザ干渉計１６（１６ｘ、１６ｙ）反射ミラー１７（１８、１９）リニアモータ１７Ｃ（１８Ｃ、１９Ｃ）コイル１７Ｍ（１８Ｍ、１９Ｍ）可動磁石３１（３１ｘ、３１ｙ）Ｄ／Ａコンバータ３２（３２ｘ、３２ｙ）相切り替えコントローラ３３（３３ｘ、３３ｙ）相切り替えスイッチ３４（３４ｘ、３４ｙ）電流アンプ３５コイルコントローラ３６（３６ｘ、３６ｙ）コイル駆動スイッチ３７（３７ｘ、３７ｙ）演算器３８（３８ｘ、３８ｙ）サーボコントローラ５１（５１ｘ、５１ｙ）ショックアブソーバ

フロントページの続きＦターム(参考） 5F031 KA08 LA08 MA27 5F046 BA03 CC02 CC03 CC16 CC18 DA07 5H303 AA06 BB01 BB06 BB11 CC06 DD04 JJ02 KK01 LL03 5H540 AA10 BA10 BB01 BB09 DD03 EE02 GG04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】極性が交互に異なる複数の磁界を生じさ
せる磁極とこの磁極に対向させて配置した複数のコイル
とを有し、前記磁極とコイルとの位置関係に応じて通電
するコイルを選択的に切り替えることにより直線的に駆
動する多相型のリニアモータおよび該リニアモータによ
り駆動され位置決めされるテーブルを備えたテーブル位
置決め装置において、前記テーブルの駆動および位置決
めになんらかの異常を検知した際に前記コイルの端子両
端を短絡させ電気的に閉じることにより前記テーブルを
減速させ停止させる制御手段を有することを特徴とする
テーブル位置決め装置。
【請求項２】制御手段によるテーブルの駆動および位
置決めの異常の検知は、目標位置と現在位置との偏差、
Ｄ／Ａコンバータの出力、または位置測定手段のエラー
を基に判断することを特徴とする請求項１記載のテーブ
ル位置決め装置。
【請求項３】制御手段は、テーブルの駆動および位置
決めになんらかの異常を検知した際に、コイルへの通電
回路に配置したコイル駆動スイッチをコイルの端子両端
を短絡させるように切り替えるコイルコントローラを有
することを特徴とする請求項１または２記載のテーブル
位置決め装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項記載の
テーブル位置決め装置を用いることを特徴とする半導体
露光装置。