JP2003037994A

JP2003037994A - モータ駆動装置、ステージ装置、及び露光装置

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Publication number: JP2003037994A
Application number: JP2001225039A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Shimomura; 英明下村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2003-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】モータ駆動回路間のキャリア信号の周波数差
に起因するビート、及びビートに起因する低周波ノイズ
をなくし、モータの制御を高精度化する。【解決手段】キャリア信号発生回路を１つだけ設け
て、各モータ駆動回路に同一周波数のキャリア信号を提
供する。これによって、モータ駆動回路間のキャリア信
号の周波数差に起因するビート、及びビートに起因する
低周波ノイズをなくし、モータの制御を高精度化する。
また、ビートをなくしたモータ駆動装置をステージ装置
に搭載して、位置制御の高精度化を図る。さらに、前記
ステージ装置を露光装置に搭載して、正確な露光を可能
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数のＰＷＭ（パル
ス幅変調）駆動回路を有するモータ駆動装置に関するも
のであり、特に各ＰＷＭ駆動回路においてパルス幅変調
を行う際に用いられる各キャリア信号の周波数差に起因
して、ビート周波数が発生すことを防止し、前記ビート
周波数に起因して生じる低周波ノイズをなくし、モータ
の制御を高精度化するのに好適なモータ駆動装置、前記
モータ駆動装置を搭載したステージ装置、前記ステージ
装置を搭載した露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータの一種であるリニアモータの駆動
には、低消費電力、高効率化のため、ＰＷＭ方式で駆動
するリニアモータ駆動装置が用いられている。リニアモ
ータ駆動装置は、複数のＰＷＭ駆動回路から構成され、
各ＰＷＭ駆動回路は、各々の専用のキャリア信号発生回
路からキャリア信号を受け、通常次のように動作する。

【０００３】すなわち、ＰＷＭ駆動回路は、リニアモー
タを駆動する駆動電流の大きさを指示する電流指令信号
と、実際にＰＷＭ駆動回路から出力されている駆動電流
とを比較し、誤差信号を形成する。誤差信号は、具体的
には、駆動電流の大きさを示す信号を検出してフィード
バックし、電流指令信号との差を取ることによって求め
る。

【０００４】誤差信号は、あらかじめ定められた周波数
を持つキャリア信号としての三角波又は鋸歯状波と比較
され、ＰＷＭ方式によってディジタル信号に変換された
後、ＰＷＭ制御回路に入力される。ＰＷＭ制御回路は、
前記ディジタル信号を受けて、ＦＥＴやＩＧＢＴ（絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタ Insulated Gate Bip
olar Transistor）等のスイッチング素子のゲート信号
を形成して電流を出力する。これによって、電源の出力
が前記スイッチング素子によってオン／オフ制御され、
前記オン／オフ制御された電流出力をフィルタ回路で平
滑した後、リニアモータに駆動電流として出力される。

【０００５】ここで、ＰＷＭ方式におけるキャリア周波
数は、スイッチング素子の効率や駆動電流に生じる歪み
などの特性に応じて決定される。一般に周波数が低い程
効率が高く、周波数が高い程歪みが低い。また、３相の
リニアモータの駆動装置では、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相にそれ
ぞれの位相に応じて電流を流す必要があるため、３チャ
ンネルのＰＷＭ駆動回路を搭載する必要がある。また、
装置の小型化のために、多数のＰＷＭ駆動回路を１つの
筺体に組み込んでいるリニアモータ駆動装置も存在す
る。

【０００６】図９は、複数のＰＷＭ駆動回路を組み込ん
だ装置の従来例であり、３相リニアモータ駆動装置のブ
ロック図である。図９において、ＰＷＭ駆動回路１０、
２０、３０はそれぞれＵ相用、Ｖ相用、Ｗ相用の各ＰＷ
Ｍ駆動回路を示す。各相のＰＷＭ駆動回路は、同一の回
路構成を有している。次に、Ｕ相ＰＷＭ駆動回路１０を
例にしてその動作を説明する。

【０００７】Ｕ相への電流指令信号１１は誤差増幅回路
１９に入力され、モニタ回路１８の出力と比較される。
モニタ回路１８は、Ｕ相ＰＷＭ駆動回路１０から出力さ
れる駆動電流を電流検出用の抵抗Ｒで検出して、誤差増
幅回路１９に出力している。

【０００８】誤差増幅回路１９の出力である誤差信号
は、比較器１３の第１の端子に入力される。Ｕ相キャリ
ア信号発生回路１２の出力は、比較器１３の第２の端子
に入力される。比較器１３は、誤差信号をアナログ信号
からパルス幅変調されたディジタル信号に変換する。比
較器１３から出力されるディジタル信号は、ＰＷＭ制御
回路１４に入力され、スイッチング素子１５、１６用の
ゲート信号を出力する。スイッチング素子１５、１６は
各々前記ゲート信号を受けて、一方がオンのときは他方
がオフとなるように、交互にオン／オフ制御され、駆動
電源＋Ｖ，一Ｖをスイッチングする。

【０００９】スイッチング素子１５、１６の出力電流は
フィルタ回路１７に入力される。フィルタ回路１７はＬ
Ｃ回路で構成され、前記出力電流を平滑して、キャリア
周波数成分を除去し、電流検出用の抵抗Ｒを介して、Ｕ
相モータＵＭを駆動する。この時、キャリア信号発生回
路１２で作られる三角波又は鋸歯状波の周波数は、駆動
するリニアモータの仕様、スイッチング素子１５、１６
の特性等に合わせて設定される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ここで、リニアモータ
駆動装置は、大電力をスイッチングする。そのため、リ
ニアモータ駆動装置に搭載されている複数チャンネルの
ＰＷＭ駆動回路間に、キャリア周波数の差に起因するビ
ートが生じる。前記ビートは、ＰＷＭ駆動回路間の線間
浮遊容量に起因するカップリング、電磁誘導、発生する
電磁波等に起因するクロストークにより生じる。

【００１１】また、図９において、キャリア信号発生回
路１２、２２、３２が出力する各キャリア信号に周波数
差が存在するため、それが各ＰＷＭ駆動回路１０、２
０、３０の駆動電流に重畳されノイズとなる。すなわ
ち、フィルタ回路１７が完全にキャリア信号成分を除去
できないことも、ノイズ発生の原因となる。

【００１２】特に、各ＰＷＭ駆動回路間のキャリア周波
数の差が小さい場合には（すなわち、キャリア信号発生
回路１２、２２、３２の出力する各キャリア信号の周波
数差が小さい場合）、前記ビートが低周波のノイズとな
り、リニアモニタの制御に悪影響を与える。そこで、ビ
ートによる低周波のノイズを防ぐために、キャリア信号
の周波数の差を充分に大きくする方法が考えられるが、
この方法は以下の理由により好ましくない。

【００１３】キャリア信号の周波数には、スイッチング
素子やリニアモータの仕様等により、最適な値がある。
したがって、ビート周波数を高い周波数に持っていくた
めに、複数のＰＷＭ駆動回路間でキャリア周波数を大き
く変えることは、リニアモータの性能に大きな影響を与
えて好ましくない。また、各ＰＷＭ駆動回路におけるキ
ャリア周波数を同一にするよう精密な制御を試みても、
各キャリア信号発生回路１２、２２、３２を構成する抵
抗、コンデンサ等の温度特性や経時変化のため、完全に
同一にすることは不可能である。仮に実質的に同一のレ
ベルにまで制御できたとしても、キャリア信号発生回路
１２、２２、３２は極めて高価なものになるだろう。さ
らに、キャリア周波数の基本周波数間だけではなく、高
次の周波数成分間のビートも存在し、このビートノイズ
を完全に押さえることは難しい。

【００１４】本発明は、前記した従来技術の問題点に鑑
み為されたもので、前記ビートを低減し、前記ビートに
起因して生じる低周波ノイズをなくし、モータの制御を
高精度化するのに好適なモータ駆動装置、前記モータ駆
動装置を搭載したステージ装置、前記ステージ装置を搭
載した露光装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のモータ駆
動装置は、一つの発振回路と、前記発振回路から生成さ
れた一つの出力を共通のキャリア信号として用いると共
に、モータを構成する複数のコイルの各々に駆動電流を
流す複数のＰＷＭ駆動回路とを備えたことを特徴とす
る。

【００１６】請求項２記載のモータ駆動装置は、一つの
発振回路と、前記発振回路の一つの出力から複数のキャ
リア信号を生成するキャリア信号生成回路と、前記複数
のキャリア信号を各々用いて、モータを構成する複数の
コイルの各々に駆動電流を流す複数のＰＷＭ駆動回路と
を備えたことを特徴とする。請求項３記載のモータ駆動
装置は、一つの発振回路と、前記発振回路から生成され
た一つの出力を共通のキャリア信号として用いると共
に、モータを構成する複数のコイルの各々に単一電源を
用いて駆動電流を流す複数のＰＷＭ駆動回路とを備えた
ことを特徴とする。

【００１７】請求項４記載のモータ駆動装置は、一つの
発振回路と、前記発振回路の一つの出力から複数のキャ
リア信号を生成するキャリア信号生成回路と、前記複数
のキャリア信号を用いて、モータを構成する複数のコイ
ルの各々に単一電源を用いて駆動電流を流す複数のＰＷ
Ｍ駆動回路とを備えたことを特徴とする。請求項５記載
のモータ駆動装置は、請求項１、２、３、４のいづれか
一つに記載のモータ駆動装置において、前記キャリア信
号は三角波または鋸歯状波であることを特徴とする。

【００１８】請求項６記載のモータ駆動装置は、請求項
２又は４記載のモータ駆動装置において、前記キャリア
信号生成回路は、互いに１２０度の位相差を有するキャ
リア信号を出力することを特徴とする。請求項７記載の
モータ駆動装置は、請求項２又は４記載のモータ駆動装
置において、前記キャリア信号生成回路は、１８０度の
位相差を有するキャリア信号を出力することを特徴とす
る。

【００１９】請求項８記載のモータ駆動装置は、請求項
２又は４記載のモータ駆動装置において、前記ＰＷＭ駆
動回路がｎ台（ｎは正の整数）設けられ、前記キャリア
信号生成回路は位相差が各々（３６０／ｎ）度あるｎ個
のキャリア信号を生成することを特徴とする。

【００２０】請求項９記載のステージ装置は、請求項
１、２、３、４、５、６、７又は８のいづれか一つに記
載のモータ駆動装置を搭載したことを特徴とする。請求
項１０記載の露光装置は、請求項９記載のステージ装置
を搭載したことを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００２２】図１は本発明の第１の実施の形態を示すブ
ロック図（回路図を一部含む）である。図１において、
図９に示す従来技術と同一部分には、同一符号を付して
その説明を省略する。図１に示す第１の実施の形態が図
９に示す従来技術と異なるのは、キャリア信号発生回路
１２が、Ｕ相ＰＷＭ駆動回路１０、Ｖ相ＰＷＭ駆動回路
２０、Ｗ相ＰＷＭ駆動回路３０に対して、同一のキャリ
ア信号（三角波）を供給している点である。

【００２３】これにより、各相のキャリア信号の周波数
は完全に同一となり、ビートノイズは発生しない。した
がって、ビートに起因して生じる低周波ノイズがなくな
り、リニアモータの制御を高精度化することができる。
図２は、第１の実施の形態における比較器１３の比較動
作及び前記比較動作に基づくＵ，Ｖ，Ｗ各相のＰＷＭ制
御回路１４等の出力波形を示す図である。

【００２４】例えば、Ｕ相において、信号Ａ１がＨレベ
ルの区間では、駆動電源の＋Ｖ側からスイッチング素子
１５とフィルタ回路１７を介して駆動電流がＵ相モータ
ＵＭに流れ込む。また、信号Ａ２がＨレベルの区間で
は、Ｕ相モータＵＭからフィルタ回路１７とスイッチン
グ素子１６を介して駆動電源の一Ｖ側に駆動電流が流れ
込む。この動作は、公知であるので、詳しい説明を省略
する。なお、スイッチング素子１５、１６としては、Ｍ
ＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトラン
ジスタ Insulated Gate Bipolar Transistor）が用い
られる。

【００２５】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態では、３相の各キャリア周波数が同期しており、位
相も同じである。したがって、図２の区間ｔ１では、全
相とも駆動電源の＋Ｖ側から電流がＵ相モータＵＭに流
れ出し、区間ｔ２では全相とも駆Ｕ相モータＵＭから駆
動電源の一Ｖ側に電流が流れ込む。このため、本実施の
形態は、瞬時の電源容量が大きい電源を必要とする。

【００２６】ただし、これは一つの電源だけを用いた場
合であり、各ＰＷＭ駆動回路ごとに電源を設ける場合に
は問題にならない。前記第１の実施の形態は、請求項
１、３、５に記載の発明に対応する。図３は本発明の第
２の実施の形態を示すブロック図である。第２の実施の
形態は、図１に示す第１の実施の形態に示すキャリア信
号発生回路１２が図３に示すような異なる位相の複数の
キャリア信号を発生するキャリア信号発生回路に置き換
えられた場合を示すものである。図３に示すキャリア信
号発生回路１２は、発振回路４１と、分周回路４２と、
シフトレジスタ４３と、Ｗ相積分回路４４と、Ｖ相積分
回路４５と、Ｕ相積分回路４６とから構成されている。
１／６分周回路４２は、発振回路４１から出力されるク
ロックパルスＣＬを１／６に分周する。

【００２７】図４は、図３に示すキャリア信号発生回路
１２の動作を示す波形図である。図示するように、発振
回路４１は、キャリア信号発生回路１２が出力するキャ
リア信号の６倍の周波数で発振する基準クロックＣＬを
出力する。基準クロックＣＬは、シフトレジスタ４３の
クロック入力端子と分周回路４２とに入力される。分周
回路４２は、基準クロックＣＬを１／６に分周したクロ
ックＣＵを形成し、シフトレジスタ４３の入力端子とＵ
相積分回路４６に出力する。

【００２８】シフトレジスタ４３は、図４に示すよう
に、基準クロックＣＬを基準として、クロックＣＵを２
クロック分シフトさせたクロックＣＶと、同じく基準ク
ロックＣＬを基準として、クロックＣＵを４クロック分
シフトさせたクロックＣＷと形成する。ここで、クロッ
クＣＵ，ＣＶ，ＣＷは、それぞれ位相が１２０度ずれた
ものになる。

【００２９】次に、クロックＣＷはＷ相積分回路４４に
入力され、Ｗ相積分回路４４は、図４に示すように、Ｗ
相キャリア信号を形成して出力する。同様に、クロック
ＣＶはＶ相積分回路４５に入力され、Ｖ相積分回路４５
は、図４に示すように、Ｖ相キャリア信号（三角波）を
形成して出力する。同様に、クロックＣＵはＵ相積分回
路４６に入力され、Ｕ相積分回路４６は、図４に示すよ
うに、Ｕ相キャリア信号（三角波）を形成して出力す
る。

【００３０】前記したように、クロックＣＵ，ＣＶ，Ｃ
Ｗは位相がそれぞれ１２０度ずれているので、キャリア
信号として形成される各三角波の位相はそれぞれ１２０
度ずれたものになる。図５は、図１に示す比較器１３の
比較動作及び前記比較動作に基づくＵ，Ｖ，Ｗ各相のＰ
ＷＭ制御回路の出力波形（Ａ１）を示す図である。

【００３１】ＰＷＭ制御回路の出力波形（Ａ１）がＨレ
ベルの区間は、駆動電源の＋Ｖ側からスイッチング素子
１５を介してフィルタ回路１７に駆動電流が出力され、
Ｌレベルの区間は駆動電源−Ｖ側にフィルタ回路１７と
スイッチング素子１６を介して電流が流れ込む。第２の
実施の形態によれば、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相のキャリア信号の
位相がそれぞれ１２０度ずれているため、駆動電源の＋
Ｖ側から全相同時に電流が流出する確率が少ない。同様
に、駆動電源の−Ｖ側に全相同時に電流が流入する確率
が少ない。このため、本実施の形態によれば、電源に対
して一度に多くの負荷かかる確率が非常に少なくなると
いう効果がある。

【００３２】前記第２の実施の形態は請求項２、４、
５、６に記載の発明に対応する。なお、前記第２の実施
の形態においては、１２０度の位相差を有するキャリア
信号を例にして説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、ｎ個のＰＷＭ駆動回路を備え（ｎは正の
整数）、キャリア信号発生回路１２が３６０／ｎの位相
差を有するキャリア信号をｎ個出力する場合にも適用す
ることができる。これは、請求項８に記載の発明に対応
する。

【００３３】図６は本発明の第３の実施の形態を示すブ
ロック図である。第３の実施の形態は、ＰＷＭ駆動回路
が偶数存在する場合に適用することができる。すなわ
ち、キャリア信号発生回路１２の出力は反転増幅器５０
に入力され、反転増幅器の出力は奇数番号が付されたＰ
ＷＭ駆動回路にキャリア信号として入力されている。ま
た、偶数番号が付されたＰＷＭ駆動回路信号には、発生
回路１２の出力が、そのままキャリア信号として入力さ
れている。したがって、奇数番号が付されたＰＷＭ駆動
回路と偶数番号が付されたＰＷＭ駆動回路とは、位相が
１８０度ずれたキャリア信号が入力されている。本実施
形態では、キャリア信号発生回路１２と反転増幅器５０
との両方が合わさって、請求項でいうキャリア信号発生
回路に対応する。

【００３４】これにより、第３の実施の形態によれば、
多チャンネルの場合でも、電源に負担をかけることな
く、ビートノイズを低減することができる。前記第３の
実施の形態は請求項７に記載の発明に対応する。図７は
本発明の第４の実施の形態を示すブロック図であり、第
１から第３の実施の形態に示すリニアモータ駆動装置を
ステージ装置に適用したものである。この実施の形態は
請求項９に記載の発明に対応する。

【００３５】図７において、干渉計システム５５は、リ
ニアモータ５４により移動されるステージ５６の位置情
報を検出して、ホストコンピュータ５１とステージコン
トローラ５２に伝える。干渉計システム５５が位置情報
を検出する動作は公知であるので、その説明は省略す
る。ここで、図７に示すリニアモータ駆動装置５３は、
第１〜第３の実施の形態のリニアモータ駆動装置に相当
する。

【００３６】図７において、ホストコンピュータ５１
は、ステージ５６の位置情報に基づいて、ステージ５６
を所定の位置まで移動させる命令をステージコントロー
ラ５２に出力する。ステージコントローラ５２は、前記
命令と干渉計システム５５からのステージ５６の位置情
報を受けて、リニアモータ５４を駆動するための目標駆
動電流を定める電流指令値をリニアモータ駆動装置５３
に出力する。

【００３７】リニアモータ駆動装置５３は、リニアモー
タ５４に前記電流指令値に応じた駆動電流を出力する。
その結果、リニアモータ５４が駆動され、ステージ５６
が前記目標位置まで移動する。第４の実施の形態によれ
ば、リニアモータ駆動装置を構成する各相のキャリア信
号の周波数が完全に同一となり、ビートノイズが発生し
ない。そのため、ビートに起因して生じる低周波ノイズ
がなくなり、リニアモータ５４及びステージ５６の位置
制御を高精度化することができる。

【００３８】図８は、本発明の第５の実施の形態を示す
図である。第５の実施の形態は、本発明のリニアモータ
駆動回路によリ、ステージが駆動される露光装置の一例
を示すものである。これは、請求項１０に記載の発明に
対応する。図８は、露光装置の概略構成を示す図であ
る。この露光装置は、レチクルのパターンの縮小像をウ
エハの各ショット領域に露光するステッパー型（ステッ
プ・アンド・リピート型）の露光装置である。なお、第
５の実施の形態の説明ではレチクルという用語を使用す
るが、本明細書では、レチクルとマスクはウエハ上に投
影すべきパターンが形成されたものとして同義のものと
して扱う。

【００３９】図８において、照明光学系２１０からの露
光光ＩＬが、ダイクロイックミラー２２０により反射さ
れてレチクルＲのパターン領域を照明する。ダイクロイ
ックミラー２２０により反射された後の露光光ＩＬの光
軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な２次元平面内で、
図８の紙面に平行な方向にＸ軸、図８の紙面に垂直な方
向にＹ軸を取る（図８に示すＸ，Ｙ，Ｚ参照）。

【００４０】レチクルＲは、レチクル側Ｙステージ２３
０Ｙ及びレチクル側Ｘステージ２３０Ｘを介して、レチ
クルベース２４０上に搭載される。レチクル側Ｘステー
ジ２３０Ｘは、レチクルベース２４０に対して、固定子
２５０Ａ及び可動子２５０Ｂからなるリニアモータ（以
下、「リニアモータ２５０」と呼ぶ）によりＸ方向に駆
動される。レチクル側Ｙステージ２３０Ｙは、レチクル
側Ｘステージ２３０Ｘに対して、図示しないリニアモー
タによりＹ方向に駆動される。

【００４１】また、レチクル側Ｙステージ２３０Ｙ上
に、Ｘ軸用の移動鏡２６０Ｘ及び不図示のＹ軸用の移動
鏡が固定されている。移動鏡２６０Ｘ、及び外部に設置
されたＸ軸用のレチクル側のレーザ干渉計（以下、「レ
チクル干渉計」という）２７０Ｘにより、レチクル側Ｘ
ステージ２３０ＸのＸ座標ＸＲが計測される。不図示の
Ｙ軸用の移動鏡、及びＹ軸用のレチクル干渉計２７０Ｙ
により、レチクル側Ｙステージ２３０ＹのＹ座標ＹＲが
計測される。計測されたＸ座標ＸＲ及びＹ座標ＹＲは、
装置全体の動作を統轄制御する中央制御系２８０に、コ
ネクタ３７０，３８０を介して供給される。レチクル側
Ｙステージ２３０Ｙ、レチクル側Ｘステージ２３０Ｘ、
レチクルベース２４０、Ｘ軸用のリニアモータ２５０、
及びＹ軸用のリニアモータからなるステージ系を、レチ
クルステージ装置２３０と呼ぶ。

【００４２】露光光ＩＬのもとで、レチクルＲのパター
ンの像は、投影倍率β（βは例えば１／５）の投影光学
系ＰＬを介して縮小されて、ウエハＷの各ショット領域
に投影露光される。ウエハＷは、ウエハ側Ｙステージ３
００Ｙ及びウエハ側Ｘステージ３００Ｘを介して、ウエ
ハベース３１０上に搭載されている。ウエハ側Ｘステー
ジ３００Ｘは、ウエハベース３１０に対して、固定子３
２０Ａ及び可動子３２０Ｂからなるリニアモータ（以
下、「リニアモータ３２０」と呼ぶ）を介してＸ方向に
駆動される。ウエハ側Ｙステージ３００Ｙは、ウエハ側
Ｘステージ３００Ｘに対して、不図示のリニアモータに
よりＹ方向に駆動される。

【００４３】また、ウエハ側Ｙステージ３００Ｙ上に、
Ｘ軸用の移動鏡３３０Ｘ及び不図示のＹ軸用の移動境が
固定されている。移動鏡３３０Ｘ、及び外部に設置され
たＸ軸用のウエハ側のレーザ干渉計（以下、「ウエハ干
渉計」という）３４０Ｘにより、ウエハ側Ｘステージ３
００ＸのＸ座標ＸＷが計測される。不図示のＹ軸用の移
動鏡、及びＹ軸用のウエハ干渉計３４０Ｙにより、レチ
クル側Ｙステージ３００ＹのＹ座標ＹＷが計測される。
計測されたＸ座標ＸＷ及びＹ座標ＹＷは、中央制御系２
８０にコネクタ３９０，４００を介して供給される。

【００４４】ウエハ側Ｙステージ３００Ｙ、ウエハ側Ｘ
ステージ３００Ｘ、ウエハベース３１０、Ｘ軸用のリニ
アモータ３２０、及びＹ軸用のリニアモータ、並びにウ
エハＷのＺ方向への位置及び傾斜角を制御するＺレベリ
ングステージ（図示せず）からなるステージ系を、ウエ
ハステージ装置３００と呼ぶ。第５の実施の形態では、
リニアモータとして３相リニアモータを使用する。例え
ばリニアモータ３２０を例に説明する。リニアモータ３
２０は、固定子３２０Ａと可動子３２０Ｂとで構成さ
れ、固定子３２０Ａは３相の電機子巻線（図示せず）か
らなり、可動子３２０Ｂはウエハ側Ｘステージ３００Ｘ
の側面に極性が順次反転してＸ方向に並べて固定された
４固の永久磁石（図示せず）からなる。すなわち、リニ
アモータ３２０は、ムービング・マグネット型のリニア
同期モータである。なお、可動子側の電機子巻線を収納
したムーヒング・コイル型のリニアモータを使用しても
よい。

【００４５】中央制御系２８０は、レチクルステージ駆
動系３５０を介してレチクル側のＸ軸用のリニアモータ
２５０及びＹ軸用のリニアモータの動作を制御して、レ
チクルＲの位置決めを行うとともに、ウエハステージ駆
動系３６０を介してウエハ側のＸ軸用のリニアモータ３
２０及びＹ軸用のリニアモータの動作を制御して、ウエ
ハＷの位置決めを行う。このような制御により、レチク
ルＲのパターンは、ウエハＷの各ショット領域に縮小さ
れて露光される。

【００４６】レチクルステージ駆動系３５０及びウエハ
ステージ駆動系３６０は、単電源を駆動電源として各リ
ニアモータをそれぞれ駆動するリニアモータ駆動装置を
搭載する。そこで、ウエハステージ駆動系３６０のリニ
アモータ駆動装置として、第１から第３の実施の形態の
リニアモータ駆動装置を用いることにより、リニアモー
タ駆動装置を構成する各相のキャリア信号の周波数が完
全に同一となり、ビートノイズが発生しない。そのた
め、ビートに起因して生じる低周波ノイズがなくなり、
リニアモータ及びウエハステージの位置制御を高精度化
することができる。したがって、露光装置のウエハステ
ージは露光時において正確に位置制御され、高精度にウ
エハの各ショット領域を露光することが可能になる。そ
の結果、半導体デバイスの歩留りが向上し、また製造品
質が向上する。

【００４７】以上本発明を本発明をリニアモータにて説
明したが、本発明はリニアモータ以外の回転モータ等に
も適用可能であることは言うまでもない。

【００４８】

【発明の効果】本発明のモータ駆動装置によれば、複数
のＰＷＭ駆動回路の使用に伴うビートの発生を低減する
ことができ、前記ビートに起因して生じる低周波ノイズ
を低減し、モータの駆動制御を高精度化することができ
る。

【００４９】また、本発明のモータ駆動装置を搭載した
ステージ装置は、位置制御を高精度化することができ
る。さらに、本発明のステージ装置を搭載した露光装置
は、露光時において正確に位置制御され、ウエハを高精
度に露光することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図
（回路図を一部含む）である。

【図２】第１の実施の形態の動作を説明するための波形
図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図４】図３に示すキャリア信号発生回路１２の動作を
示す波形図である。

【図５】図１に示す比較器１３の比較動作及び前記比較
動作に基づくＵ，Ｖ，Ｗ各相のＰＷＭ制御回路の出力波
形を示す図である。

【図６】図６は本発明の第３の実施の形態を示すブロッ
ク図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図８】本発明の第５の実施の形態を示す図である。

【図９】従来の３相リニアモータ駆動装置のブロック図
である。

【符号の説明】

１０Ｕ相ＰＷＭ駆動回路２０Ｖ相ＰＷＭ駆動回路３０Ｗ相ＰＷＭ駆動回路１１、２１、３１電流指令信号１２キャリア信号発生回路１３比較器１４ＰＷＭ制御回路１５、１６スイッチング素子１７フィルタ回路１８モニタ回路１９誤差増幅回路４１発振回路４２１／６分周回路４３シフトレジスタ４４Ｗ相積分回路４５Ｖ相積分回路４６Ｕ相積分回路５０反転増幅器５１ホストコンピュータ５２ステージコントローラ５３リニアモータ駆動装置５４リニアモータ５５干渉計システム５６ステージ２１０照明光学系２２０ダイクロイックミラー２３０レチクルステージ装置２４０レチクルベース２５０、３２０リニアモータ２７０Ｘ，２７０Ｙレチクル干渉計２８０中央制御系３００ウエハステージ装置３１０ウエハベース３４０Ｘ，３４０Ｙウエハ干渉計３５０レチクルステージ駆動系３６０ウエハステージ駆動系ＩＬ露光光ＰＬ投影光学系ＲレチクルＵＭＵ相モータＶＭＶ相モータＷＭＷ相モータＷウエハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一つの発振回路と、前記発振回路から生成された一つの出力を共通のキャリ
ア信号として用いると共に、モータを構成する複数のコ
イルの各々に駆動電流を流す複数のＰＷＭ駆動回路とを
備えたことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】一つの発振回路と、前記発振回路の一つの出力から複数のキャリア信号を生
成するキャリア信号生成回路と、前記複数のキャリア信号を各々用いて、モータを構成す
る複数のコイルの各々に駆動電流を流す複数のＰＷＭ駆
動回路とを備えたことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】一つの発振回路と、前記発振回路から生成された一つの出力を共通のキャリ
ア信号として用いると共に、モータを構成する複数のコ
イルの各々に単一電源を用いて駆動電流を流す複数のＰ
ＷＭ駆動回路とを備えたことを特徴とするモータ駆動装
置。
【請求項４】一つの発振回路と、前記発振回路の一つの出力から複数のキャリア信号を生
成するキャリア信号生成回路と、前記複数のキャリア信号を各々用いて、モータを構成す
る複数のコイルの各々に単一電源を用いて駆動電流を流
す複数のＰＷＭ駆動回路とを備えたことを特徴とするモ
ータ駆動装置。
【請求項５】請求項１、２、３、４のいづれか一つに
記載のモータ駆動装置において、前記キャリア信号は三角波または鋸歯状波であることを
特徴とするモータ駆動装置。
【請求項６】請求項２又は４記載のモータ駆動装置に
おいて、前記キャリア信号生成回路は、１２０度の位相差を有す
るキャリア信号を出力することを特徴とするモータ駆動
装置。
【請求項７】請求項２又は４記載のモータ駆動装置に
おいて、前記キャリア信号生成回路は、互いに１８０度の位相差
を有するキャリア信号を出力することを特徴とするモー
タ駆動装置。
【請求項８】請求項２又は４記載のモータ駆動装置に
おいて、前記ＰＷＭ駆動回路がｎ台（ｎは正の整数）設けられ、前記キャリア信号生成回路は位相差が各々（３６０／
ｎ）度あるｎ個のキャリア信号を生成することを特徴と
するモータ駆動装置。
【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６、７又は
８のいづれか一つに記載のモータ駆動装置を搭載したス
テージ装置。
【請求項１０】請求項９記載のステージ装置を搭載し
た露光装置。