JP2003164195A

JP2003164195A - モータ駆動装置

Info

Publication number: JP2003164195A
Application number: JP2001364236A
Authority: JP
Inventors: Masaya Nagasawa; 昌弥長沢
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】スイッチング素子に直流電力を供給する電源
として簡単な構成の非絶縁電源を用いた場合でも、確実
に非絶縁電源を保護できるモータ駆動装置を提供する。【解決手段】非絶縁電源３３は、変換後の直流電力の
電圧値に関わる駆動可能信号を出力する第１センサ部３
ａと、非絶縁電源の温度に関わる電源異常信号を出力す
る第２センサ部３ｂとを有する。異常検出手段３８は、
駆動可能信号に対して電源異常信号を遅延させる信号遅
延部を有し、信号遅延部を介して取り込んだ駆動可能信
号の真偽に基づいて当該モータ駆動装置が駆動可能状態
であるか否かを判断し、判断の結果が「真」であるとき
に、信号遅延部から取り込んだ電源異常信号の真偽に基
づいて非絶縁電源が異常であるか否かを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータを駆動する
モータ駆動装置に関し、特に、半導体製造技術のように
位置決め精度の厳しい条件下での使用に好適なモータ駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、パルス幅変調(ＰＷＭ)方式の
モータ駆動装置が知られている。このモータ駆動装置
は、例えば、半導体素子や液晶デバイスなどの製造工程
で使用される露光装置に搭載され、ウエハ(露光対象)や
レチクル(マスク)などを移動させるステージのモータ駆
動に用いられる。

【０００３】周知のように、ＰＷＭ方式のモータ駆動装
置は、ＰＷＭ信号に応じてスイッチング素子をオンオフ
することにより電流信号を生成し、得られた電流信号を
モータに出力して、このモータを駆動する装置である。
また、ＰＷＭ方式のモータ駆動装置では、上記スイッチ
ング素子に直流電力を供給する電源として、一般に、ス
イッチングレギュレータ方式などの絶縁電源が用いられ
ている。この絶縁電源は、入出力が絶縁された安定化電
源であり、入力側の交流電力を所望の直流電力に変換し
て、変換後の直流電力を出力側に接続された上記のスイ
ッチング素子に供給する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
絶縁電源をスイッチング素子の電源として用いたモータ
駆動装置では、駆動対象のモータの大出力化や高精度化
に伴い、モータに出力するべき電流信号が増大すると、
スイッチング素子に供給する直流電力も増大させなけれ
ばならず、これに対応するために、絶縁電源が大型化す
ると共に価格も上昇していた。さらに、モータ駆動装置
において絶縁電源が占める容積や価格の割合は高く、絶
縁電源が大型化,高価格化した分だけ、モータ駆動装置
も大型化し、価格も上昇してしまう。

【０００５】そこで近年、上記の絶縁電源に代えて、整
流ダイオードと出力コンデンサとで構成された簡単な構
成の非絶縁電源を用い、モータ駆動装置の小型化や低価
格化を図ることが検討されている。しかし、非絶縁電源
を用いた場合には、これに内蔵されている温度センサの
出力のみに基づいて、非絶縁電源の異常（例えば空冷フ
ァンの停止や過負荷、使用環境が異常高温になるなどの
過熱による異常）を検出しようとすると、判断を誤るこ
とがあった。そして、異常が発生しているにも関わらず
正常と判断した場合には、非絶縁電源が破壊に至ってし
まう。

【０００６】本発明の目的は、スイッチング素子に直流
電力を供給する電源として簡単な構成の非絶縁電源を用
いた場合でも、確実に非絶縁電源を保護できるモータ駆
動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、パルス幅変調信号に応じてスイッチング素子をオン
オフすることにより電流信号を生成し、該電流信号を駆
動対象のモータに出力するモータ駆動装置において、整
流ダイオードおよび出力コンデンサを有し、交流電力を
直流電力に変換すると共に該直流電力を前記スイッチン
グ素子に供給する非絶縁電源と、前記非絶縁電源に対す
る前記交流電力の供給路を断続する電磁リレーと、前記
非絶縁電源が異常であるか否かを検出する異常検出手段
と、前記異常検出手段によって前記非絶縁電源の異常が
検出されたときに、前記電磁リレーを制御して前記供給
路を遮断する制御手段とを備えている。そして、前記非
絶縁電源は、該非絶縁電源による変換後の前記直流電力
の電圧値に関わる駆動可能信号を出力する第１センサ部
と、該非絶縁電源の温度に関わる電源異常信号を出力す
る第２センサ部とを有している。さらに、前記異常検出
手段は、前記駆動可能信号に対して前記電源異常信号を
遅延させる信号遅延部を有し、該信号遅延部を介して取
り込んだ前記駆動可能信号の真偽に基づいて当該モータ
駆動装置が駆動可能状態であるか否かを判断し、判断の
結果が「真」であるときに、前記信号遅延部から取り込
んだ前記電源異常信号の真偽に基づいて前記非絶縁電源
が異常であるか否かを検出する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のモータ駆動装置において、前記非絶縁電源の前記第１
センサ部から出力される前記駆動可能信号の真偽が切り
替わる第１タイミングは、前記電磁リレーが前記供給路
を断続する第２タイミングより遅く、前記異常検出手段
の前記信号遅延部は、前記第２タイミングに対する前記
第１タイミングの遅れ分を考慮して、前記電源異常信号
を遅延させるものである。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のモータ駆動装置において、前記駆動可能信号が「偽」
から「真」に切り替わるタイミングの遅れ分をＴ１、
「真」から「偽」に切り替わるタイミングの遅れ分をＴ
２とし、かつ、前記遅れ分Ｔ１と前記遅れ分Ｔ２との間
にＴ１＞Ｔ２が成り立つとき、前記異常検出手段の前記
信号遅延部は、前記遅れ分Ｔ１より短くかつ前記遅れ分
Ｔ２より長い時間だけ、前記電源異常信号を遅延させる
ものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を詳細に説明する。本発明の実施形態は、請求項１
〜請求項３に対応する。本実施形態のモータ駆動装置に
ついて詳細に説明する前に、このモータ駆動装置を組み
込んだステージ装置および露光装置について、その全体
構成を簡単に説明しておく。

【００１１】露光装置１０には、図１に示すように、露
光対象となる半導体ウエハ１２を載置するステージ１１
と、このステージ１１を制御するステージ制御部１５と
が設けられる。また、ステージ１１の上方には投影光学
系１３が設けられ、投影光学系１３の上方にはレチクル
ステージ１３ｂが設けられる。レチクルステージ１３ｂ
は、レチクル１３ａを載置するものである。

【００１２】さらに、露光装置１０には、レチクルステ
ージ１３ｂを制御するステージ制御部１６と、ＴＴＲ
(スルー・ザ・レチクル)タイプの位置測定部１４ａ,１
４ｂと、ＴＴＬ(スルー・ザ・レンズ)タイプの位置測定
部１４ｃ,１４ｄと、オフ・アクシスタイプの位置測定
部１４ｅ,１４ｆとが設けられている。位置測定部１４
ａ,１４ｂは、レチクル１３ａと投影光学系１３とを介
して、レチクル１３ａ上のマークとステージ１１側のア
ライメントマークとを重ねて観察するものである。位置
測定部１４ｃ,１４ｄは、投影光学系１３を介して、ス
テージ１１側のアライメントマークを観察するものであ
る。位置測定部１４ｅ,１４ｆは、投影光学系１３など
を介さずに、ステージ１１側のアライメントマークを直
接観察するものである。

【００１３】また、露光装置１０には、ステージ制御部
１５,１６を独立に制御する位置制御部２１と、位置制
御部２１に対してステージ１１,レチクルステージ１３
ｂの目標位置情報を出力する上位の制御部(不図示)とが
設けられる。位置制御部２１は、位置測定部１４ａ〜１
４ｆからの現在位置情報と、上位の制御部(不図示)から
の目標位置情報とに基づいて、ステージ１１を目標位置
に移動する際の速度や位置精度を決定し、これを実現す
るために必要なモータ推力（後述するモータ２３への要
求推力）を決定する。

【００１４】そして、位置制御部２１は、上記のように
決定したモータ推力（モータ２３への要求推力）に基づ
いて、ウエハ位置制御用の入力電圧信号を生成し、これ
をステージ制御部１５に出力する。なお、位置制御部２
１からステージ制御部１５には、ウエハ位置制御用の入
力電圧信号の他、イネーブル信号（ＥＮＡ）も出力され
る。

【００１５】さらに、位置制御部２１は、上記した現在
位置情報と目標位置情報とに基づいて、レチクルステー
ジ１３ｂを目標位置に移動する際の速度および位置精度
を決定し、これを実現するために必要なモータ推力（後
述するモータ２６への要求推力）を決定する。そして、
位置制御部２１は、上記のように決定したモータ推力
（モータ２６への要求推力）に基づいて、レチクル位置
制御用の入力電圧信号を生成し、これをステージ制御部
１６に出力する。なお、位置制御部２１からステージ制
御部１６には、レチクル位置制御用の入力電圧信号の
他、イネーブル信号（ＥＮＡ）も出力される。

【００１６】また、ステージ制御部１５は、ステージ１
１用のモータ駆動装置２２と、モータ２３と、位置決め
機構２４とで構成されている。ステージ１１用のモータ
駆動装置２２は、上記した位置制御部２１からの入力電
圧信号(モータ２３への要求推力を表す信号)に略比例し
た出力電流信号を生成するＰＷＭ方式のモータ駆動装置
であり(詳細は後述する)、生成した出力電流信号に基づ
いてモータ２３を駆動する。そして、位置決め機構２４
は、このモータ２３を動力源としてステージ１１を２次
元方向に駆動し、半導体ウエハ１２の位置決めを行う。

【００１７】一方、ステージ制御部１６は、レチクルス
テージ１３ｂ用のモータ駆動装置２５と、モータ２６
と、位置決め機構２７とで構成されている。レチクルス
テージ１３ｂ用のモータ駆動装置２５は、上記した位置
制御部２１からの入力電圧信号(モータ２６への要求推
力を表す信号)に略比例した出力電流信号を生成するＰ
ＷＭ方式のモータ駆動装置であり(詳細は後述する)、生
成した出力電流信号に基づいてモータ２６を駆動する。
そして、位置決め機構２７は、このモータ２６を動力源
としてレチクルステージ１３ｂを２次元方向に駆動し、
レチクル１３ａの位置決めを行う。

【００１８】なお、位置制御部２１からステージ制御部
１５,１６に各々出力されるイネーブル信号（ＥＮＡ）
は、モータ駆動装置２２,２５を駆動可能状態にするた
めの指令信号である。また、このイネーブル信号がディ
セーブルになったときは、モータ駆動装置２２,２５を
準備状態にするための指令となる。上記のように構成さ
れた露光装置１０は、半導体ウエハ１２用のステージ１
１とレチクル１３ａ用のレチクルステージ１３ｂとが独
立に移動可能なため、走査型にも固定型にも用いること
ができる。

【００１９】さて次に、上記したステージ１１用のモー
タ駆動装置２２、およびレチクルステージ１３ｂ用のモ
ータ駆動装置２５について、図２,図３を用いて詳細に
説明する。図２は、モータ駆動装置２２,２５の内部構
成を示すブロック図である。図３は、モータ駆動装置２
２,２５のタイミングチャートである。モータ駆動装置
２２,２５は、図２に示すように、各々、サーキットブ
レーカー３１と、コンタクタ３２と、大出力の非絶縁電
源３３と、スイッチング回路３５と、平滑回路３６と、
検出用抵抗３７と、制御回路３８と、小出力の制御回路
用電源３９とで構成されている。

【００２０】まず初めに、サーキットブレーカー３１,
小出力の制御回路用電源３９について説明し、その後
で、制御回路３８の説明を行いながら、コンタクタ３
２,大出力の非絶縁電源３３,スイッチング回路３５,平
滑回路３６,検出用抵抗３７について順に説明し、最後
に、制御回路３８による非絶縁電源３３の異常検出につ
いて説明する。

【００２１】サーキットブレーカー３１は、モータ駆動
装置２２,２５のメインスイッチであり、外部の主電源
（３相２００Ｖの交流電源）からモータ駆動装置２２,
２５に対して交流電力を供給するときに、手動操作で閉
状態(オン)となる。小出力の制御回路用電源３９は、ス
イッチングレギュレータ方式などの絶縁電源であり、サ
ーキットブレーカー３１が閉状態になると、主電源の交
流電力（AC２００Ｖ）を所望の直流電力（DC２４Ｖ）に
変換して、変換後の直流電力を制御回路３８に供給す
る。この制御回路用電源３９は、スイッチングレギュレ
ータ方式などの絶縁電源であるが、小出力（DC２４Ｖ）
であるため、小型で低価格なものを用いることができ
る。

【００２２】制御回路３８は、制御回路用電源３９から
供給される直流電力が一定の電圧値（例えば１５Ｖ）以
上のとき、正常に動作可能である。この制御回路３８に
は、上記した位置制御部２１からイネーブル信号（ＥＮ
Ａ）が入力される。既に説明したように、イネーブル信
号は、モータ駆動装置２２,２５を駆動可能状態にする
ための指令信号である。イネーブル信号が入力される
と、制御回路３８は、コンタクタ３２を制御する。

【００２３】コンタクタ３２は、メーク(make)接点２ａ
とリレーコイル２ｂとで構成された電磁リレーであり、
リレーコイル２ｂに制御回路３８が接続されている。上
記の制御回路３８は、イネーブル信号が入力されると、
モータ駆動装置２２,２５を駆動可能状態とするため
に、コンタクタ３２のリレーコイル２ｂに対して電流を
供給する。その結果、コンタクタ３２のメーク接点２ａ
は閉状態となる（図３(ａ)の時刻ｔ１）。この状態をコ
ンタクタ３２の準安定状態とする。

【００２４】コンタクタ３２が準安定状態のとき、コン
タクタ３２の後段（図２）に接続された非絶縁電源３３
（後述する）には、メーク接点２ａ,サーキットブレー
カー３１（何れも閉状態）を介して、外部の主電源（３
相２００Ｖの交流電源）から交流電力が実際に供給され
る。一方、制御回路３８は、位置制御部２１からのイネ
ーブル信号がディセーブルになったとき（図３(ａ)の時
刻ｔ３）、または、非絶縁電源３３にて何らかの異常が
発生したとき（時刻ｔ５,後述する）に、モータ駆動装
置２２,２５を準備状態とするため、リレーコイル２ｂ
に対する電流の供給を停止する。その結果、コンタクタ
３２のメーク接点２ａは開状態となる。この状態をコン
タクタ３２の安定状態とする。

【００２５】コンタクタ３２が安定状態のとき、メーク
接点２ａの開状態によって、非絶縁電源３３に対する主
電源（３相２００Ｖの交流電源）からの交流電力の供給
路が遮断されたことになる。さて、大出力の非絶縁電源
３３（図２）は、図示省略したが、主に、整流ダイオー
ドと力率改善チョークコイルと出力コンデンサとで構成
され、その入力側と出力側とが絶縁されていない簡単な
周知の構成の３相整流電源である。出力コンデンサは、
リップルの低減を主な目的として設けられる。

【００２６】この非絶縁電源３３は、コンタクタ３２が
準安定状態となり、メーク接点２ａが閉状態になると、
主電源の交流電力（AC２００Ｖ）を所望の直流電力（高
電圧ＨＶのDC２８０Ｖ）に変換して、変換後の直流電力
をスイッチング回路３５（後述する）に供給する。ま
た、非絶縁電源３３には、電圧センサ３ａと温度センサ
３ｂとが設けられている。電圧センサ３ａは請求項の
「第１センサ部」に対応し、温度センサ３ｂは「第２セ
ンサ部」に対応する。

【００２７】電圧センサ３ａは、非絶縁電源３３による
変換後の直流電力（スイッチング回路３５に供給される
直流電力）の電圧値に関わる駆動可能信号を出力するセ
ンサである。電圧センサ３ａから出力される駆動可能信
号は２値信号である。駆動可能信号の真偽は、モータ駆
動装置２２,２５が駆動可能状態であるか否かを表して
いる。

【００２８】具体的には、駆動可能信号が「真」であれ
ば、モータ駆動装置２２,２５が駆動可能状態であるこ
とを意味する。駆動可能信号が「偽」であれば、モータ
駆動装置２２,２５が駆動可能状態でないこと、つま
り、準備状態にあることを意味する。また、電圧センサ
３ａからの駆動可能信号は、非絶縁電源３３に対する交
流電力（AC２００Ｖ）の供給が開始されたタイミング
（図３(ａ)の時刻ｔ１）から一定時間Ｔ１だけ遅れて
（時刻ｔ２）、「偽」から「真」に切り替わる。ここで
は、「偽」がＨレベル、「真」がＬレベルに対応してい
る。

【００２９】すなわち、モータ駆動装置２２,２５で
は、非絶縁電源３３に対して交流電力（AC２００Ｖ）の
供給を開始して直ぐに駆動可能状態となるのではなく、
非絶縁電源３３に対する交流電力の供給開始から一定時
間Ｔ１が経過した後に駆動可能状態となる。これは、電
源投入時の突入電流を防止するためである。一定時間Ｔ
１は、４００ｍｓｅｃ程度である。

【００３０】なお、非絶縁電源３３に対する交流電力の
供給開始（時刻ｔ１）から一定時間Ｔ１が経過して、モ
ータ駆動装置２２,２５が駆動可能状態となった後に
は、非絶縁電源３３からスイッチング回路３５に対し、
安定した直流電力（高電圧ＨＶのDC２８０Ｖ）が供給さ
れることになる。さらに、電圧センサ３ａからの駆動可
能信号は、非絶縁電源３３に対する交流電力（AC２００
Ｖ）の供給が遮断されたタイミング（時刻ｔ３）から一
定時間Ｔ２だけ遅れて（時刻ｔ４）、「真」から「偽」
に切り替わる。

【００３１】すなわち、モータ駆動装置２２,２５で
は、非絶縁電源３３に対する交流電力（AC２００Ｖ）の
供給を遮断して直ぐに準備状態となるのではなく、非絶
縁電源３３に対する交流電力の遮断から一定時間Ｔ２が
経過した後に準備状態となる。これは、非絶縁電源３３
の出力コンデンサに蓄積された電荷の影響であり、電圧
値が低下するまでに時間を要するためである。なお、一
定時間Ｔ２は、４ｍｓｅｃ程度である。

【００３２】一方、非絶縁電源３３内の温度センサ３ｂ
（図２）は、非絶縁電源３３の温度に関わる電源異常信
号を出力するセンサである。温度センサ３ｂから出力さ
れる電源異常信号は２値信号である。電源異常信号の真
偽は、非絶縁電源３３が異常（例えば過熱による異常）
であるか否かを表している。具体的には、電源異常信号
が「真」であれば、非絶縁電源３３に異常が発生してい
ることを意味する。電源異常信号が「偽」であれば、非
絶縁電源３３が異常でないこと、つまり、正常であるこ
とを意味する。ただし、電源異常信号の場合、非絶縁電
源３３に対する電源未投入時の真偽は、非絶縁電源３３
が異常のときと同様、「真」である。

【００３３】また、温度センサ３ｂからの電源異常信号
は、非絶縁電源３３が正常であれば、非絶縁電源３３に
対する交流電力（AC２００Ｖ）の供給が開始されたタイ
ミング（図３(ａ)の時刻ｔ１）で、速やかに「真」から
「偽」に切り替わる。ここでも、「偽」がＨレベル、
「真」がＬレベルに対応する。さらに、温度センサ３ｂ
からの電源異常信号は、非絶縁電源３３が正常であれ
ば、非絶縁電源３３に対する交流電力（AC２００Ｖ）の
供給が遮断されたタイミング（時刻ｔ３）で、速やかに
「偽」から「真」に切り替わる。

【００３４】上記した電圧センサ３ａからの駆動可能信
号と温度センサ３ｂからの電源異常信号（図３(ａ)）と
は、各々、制御回路３８に出力され、非絶縁電源３３の
異常検出に用いられる（後述する）。また、制御回路３
８（図２）には、上記の位置制御部２１から入力電圧信
号が入力される。既に説明したように、入力電圧信号
は、モータ２３,２６への要求推力を表す信号である。
さらに、制御回路３８には、検出用抵抗３７（後述す
る）における電圧降下に応じた電流検出信号が入力され
る。この電流検出信号は、モータ２３,２６が実際に発
生させる推力を表す信号である。

【００３５】制御回路３８は、上記した電圧センサ３ａ
からの駆動可能信号が「真」に切り替わったこと、つま
り、モータ駆動装置２２,２５が駆動可能状態となった
ことを確認する（図３(ａ)の時刻ｔ２）と、入力電圧信
号と電流検出信号とを用いて次の動作を行う。すなわ
ち、入力電圧信号の振幅(要求推力の大きさ)と電流検出
信号の振幅(実際の推力の大きさ)との差分に基づいて誤
差信号を生成し、この誤差信号と基準信号(三角波信号
または鋸波信号)との比較によりＰＷＭ信号を生成す
る。ＰＷＭ信号は、デューティ比(ＨレベルとＬレベル
との割合)が誤差信号の振幅に応じて変調されたもので
ある。そして、制御回路３８は、ＰＷＭ信号に応じて、
スイッチング回路３５を制御する。

【００３６】スイッチング回路３５は、スイッチング素
子５ａ,５ｂにて構成される。スイッチング素子５ａ,５
ｂは、ＭＯＳＦＥＴスイッチング素子またはＩＧＢＴス
イッチング素子である。スイッチング素子５ａ,５ｂの
ゲートは、各々、制御回路３８に接続されている。制御
回路３８は、上述したＰＷＭ信号に応じて、スイッチン
グ回路３５のスイッチング素子５ａ,５ｂを交互に導通
制御する。このため、ＰＷＭ信号がＨレベルのときに
は、一方のスイッチング素子５ａが導通状態(オン),他
方のスイッチング素子５ｂが非導通状態(オフ)となり、
逆に、ＰＷＭ信号がＬレベルのときには、一方のスイッ
チング素子５ａが非導通状態,他方のスイッチング素子
５ｂが導通状態となる。

【００３７】そして、スイッチング素子５ａが導通状態
のときに、このスイッチング素子５ａから平滑回路３６
に向けて電流が流れ、逆に、スイッチング素子５ｂが導
通状態のときは、平滑回路３６からスイッチング素子５
ｂに向けて電流が流れる。その結果、制御回路３８にて
生成されたＰＷＭ信号は、スイッチング回路３５に供給
される直流電力（高電圧ＨＶのDC２８０Ｖ）によって電
力増幅される。

【００３８】平滑回路３６は、コイル６ａとコンデンサ
６ｂとで構成されたローパスフィルタ（ＬＰＦ）であ
る。平滑回路３６は、上記の電力増幅されたＰＷＭ信号
を平滑化すると共に、ＰＷＭ信号の基本周波数成分およ
び高調波成分を除去し、出力電流信号を生成する回路で
ある。平滑回路３６からの出力電流信号は、微小な検出
用抵抗３７を介して、モータ２３,２６に供給される。
そして、モータ２３,２６では、モータ駆動装置２２,２
５から得られる出力電流信号に応じて、実際に推力を発
生させる。なお、モータ２３,２６に供給される出力電
流信号は、検出用抵抗３７を介して制御回路３８にフィ
ードバックされ、上記した誤差信号の生成に用いられ
る。

【００３９】このように、モータ駆動装置２２,２５が
駆動可能状態のときには、非絶縁電源３３からスイッチ
ング回路３５に対し、安定した直流電力（高電圧ＨＶの
DC２８０Ｖ）が供給され、制御回路３８からのＰＷＭ信
号に応じてスイッチング素子５ａ,５ｂが交互に導通制
御される。その結果、制御回路３８からのＰＷＭ信号が
電力増幅されて、モータ２３,２６に対する出力電流信
号が生成される。この出力電流信号は、位置制御部２１
から制御回路３８への入力電圧信号(モータ２３,２６へ
の要求推力)に略比例した信号である。

【００４０】このため、モータ２３,２６が出力電流信
号に応じて実際に発生させる推力は、位置制御部２１か
らのモータ２３,２６への要求推力に略一致した大きさ
となる。その結果、モータ２３,２６を動力源として駆
動されるステージ１１,レチクルステージ１３ｂの速度
も、位置制御部２１が現在位置情報と目標位置情報とに
基づいて決定した速度と略一致することになる。

【００４１】最後に、制御回路３８による非絶縁電源３
３の異常検出について説明する。制御回路３８は、請求
項の「異常検出手段」,「制御手段」に対応する。非絶
縁電源３３の異常検出は、非絶縁電源３３内の電圧セン
サ３ａから出力される駆動可能信号と、温度センサ３ｂ
から出力される電源異常信号とを用いて行われる。駆動
可能信号および電源異常信号の真偽が切り替わるタイミ
ング（図３(ａ)）については、既に説明した通りであ
る。

【００４２】さて、制御回路３８には、非絶縁電源３３
の異常検出のため、図４に示すように、信号遅延回路４
１と、シュミットトリガのインバータ回路４２と、バッ
ファ回路４３と、ＡＮＤ回路４４とが設けられている。
信号遅延回路４１は、請求項の「信号遅延部」に対応す
る。また、信号遅延回路４１は、例えば、時定数の異な
るローパスフィルタ４５,４６によって構成されてい
る。そして、時定数が小さい方のローパスフィルタ４５
には、電圧センサ３ａからの駆動可能信号が入力され、
時定数が大きい方のローパスフィルタ４６には、温度セ
ンサ３ｂからの電源異常信号が入力される。

【００４３】このため、信号遅延回路４１を通過させる
ことによって、ローパスフィルタ４５（時定数が小）を
通過した後の駆動可能信号に対して、ローパスフィルタ
４６（時定数が大）を通過した後の電源異常信号が、時
間Ｔ３だけ遅延されることになる（図３(ｂ)）。駆動可
能信号に対する電源異常信号の遅延時間Ｔ３は、ローパ
スフィルタ４５,４６の時定数の差に応じて決まる。な
お、図３(ｂ)では、駆動可能信号自体の遅延時間を０と
して図示した。

【００４４】また、図３(ｂ)には、インバータ回路４
２,バッファ回路４３を各々通過した後の駆動可能信号,
電源異常信号を示した。このため、インバータ回路４２
を通過した後の駆動可能信号の「偽」はＬレベル、
「真」はＨレベルに対応する。インバータ回路４２,バ
ッファ回路４３を通過しても、遅延時間Ｔ３は同じであ
る。以下の説明では、ローパスフィルタ４５とインバー
タ回路４２とを通過する前後の駆動可能信号を区別する
ため、通過前の信号に(Ａ)を付し、通過後の信号に(Ｂ)
を付すことにする。同様に、ローパスフィルタ４６とバ
ッファ回路４３とを通過する前後の電源異常信号を区別
するため、通過前の信号に(Ａ)を付し、通過後の信号に
(Ｂ)を付す。

【００４５】信号遅延回路４１を通過した後の駆動可能
信号(Ｂ)に対する電源異常信号(Ｂ)の遅延時間Ｔ３は、
次のように決定される。つまり、図３(ａ)に示す駆動可
能信号(Ａ)の真偽が「偽」から「真」に切り替わるタイ
ミングの遅れ分（時間Ｔ１）と、「真」から「偽」に切
り替わるタイミングの遅れ分（時間Ｔ２(＜Ｔ１)）とを
考慮して、時間Ｔ１より短くかつ時間Ｔ２より長くなる
ように、遅延時間Ｔ３が決定される（Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ
１）。

【００４６】したがって、非絶縁電源３３に対する電源
投入時は、駆動可能信号(Ｂ)が「真(駆動可能状態の
意)」となるより前に、電源異常信号(Ｂ)を「偽(正常の
意)」とすることができ、かつ、非絶縁電源３３に対す
る電源遮断時は、駆動可能信号(Ｂ)が「偽(準備状態の
意)」となった後で、電源異常信号(Ｂ)を「真(異常の
意)」とすることができる。

【００４７】そして、本実施形態では、ローパスフィル
タ４５,４６を通過した後の駆動可能信号(Ｂ),電源異常
信号(Ｂ)を、各々、インバータ回路４２,バッファ回路
４３を介してＡＮＤ回路４４に入力させ、論理積をと
る。なお、ＡＮＤ回路４４に入力するときの駆動可能信
号(Ｂ)は、「偽(準備状態の意)」がＬレベル、「真(駆
動可能状態の意)」がＨレベルに対応している。また、
電源異常信号(Ｂ)は、「偽(正常の意)」がＨレベル、
「真(異常の意)」がＬレベルに対応している。

【００４８】このため、ＡＮＤ回路４４から出力される
信号（電源異常信号(Ｃ)）は、駆動可能信号(Ｂ)がＨレ
ベルの「真(駆動可能状態の意)」であって、かつ、電源
異常信号(Ｂ)がＨレベルの「偽(正常の意)」である限り
は、Ｈレベルの「偽(正常の意)」を保持し続けることに
なる。そして、駆動可能信号(Ｂ)がＨレベルの「真(駆
動可能状態の意)」のときに、電源異常信号(Ｂ)がＬレ
ベルの「真(異常の意)」になる（図３(ｂ)の時刻ｔ
５）、つまり、非絶縁電源３３に何らかの異常が発生す
ると、電源異常信号(Ｃ)は、初めて、Ｌレベルの「真
(異常の意)」になる。

【００４９】したがって、駆動可能信号(Ｂ)がＨレベル
の「真(駆動可能状態の意)」のときに限定して、電源異
常信号(Ｃ)がＨレベルの「偽(正常の意)」であるかＬレ
ベルの「真(異常の意)」であるかを判断することで、非
絶縁電源３３の異常を誤りなく検出することができる。
また、ローパスフィルタ４５,４６を通過した後の駆動
可能信号(Ｂ)と電源異常信号(Ｂ)とを用いて上記の電源
異常信号(Ｃ)を生成するため、パルス性のノイズによる
誤検出を防止することもできる。

【００５０】そして、電源異常信号(Ｃ)に基づいて非絶
縁電源３３の異常を検出したとき（図３(ｂ)の時刻ｔ
５）、制御回路３８は、コンタクタ３２を制御してリレ
ーコイル２ｂに対する電流の供給を停止し、メーク接点
２ａを開状態,コンタクタ３２を安定状態とする。その
結果、モータ駆動装置２２,２５は準備状態となる。こ
れにより、非絶縁電源３３に対する交流電力（AC２００
Ｖ）の供給が遮断され、非絶縁電源３３の破壊を防止で
きる。

【００５１】このように、本実施形態のモータ駆動装置
２２,２５によれば、非絶縁電源３３の異常を誤りなく
検出できるため、非絶縁電源３３を確実に保護すること
ができ、結果として、モータ駆動装置２２,２５も確実
に保護できる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のモータ駆
動装置によれば、スイッチング素子の電源として簡単な
構成の非絶縁電源を用いた場合でも、確実に非絶縁電源
を保護できるため、装置の小型化や低価格化と共に信頼
性の向上も図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】露光装置１０の全体構成を示す図である。

【図２】モータ駆動装置２２,２５の全体構成を示す図
である。

【図３】モータ駆動装置２２,２５における各種信号の
タイミングチャートである。

【図４】非絶縁電源３３の異常検出を行う回路の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１０露光装置１１ステージ１２半導体ウエハ１３ａレチクル１３ｂレチクルステージ１４ａ〜１４ｆ位置測定部１５，１６ステージ制御部２１位置制御部２２，２５モータ駆動装置２３，２６モータ２４，２７位置決め機構３１サーキットブレーカー３２コンタクタ３３非絶縁電源３ａ電圧センサ３ｂ温度センサ３５スイッチング回路３６平滑回路３７検出用抵抗３８制御回路３９制御回路用電源４１信号遅延回路４２インバータ回路４３バッファ回路４４ＡＮＤ回路４５,４６ローパスフィルタ

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルス幅変調信号に応じてスイッチング
素子をオンオフすることにより電流信号を生成し、該電
流信号を駆動対象のモータに出力するモータ駆動装置に
おいて、整流ダイオードおよび出力コンデンサを有し、交流電力
を直流電力に変換すると共に該直流電力を前記スイッチ
ング素子に供給する非絶縁電源と、前記非絶縁電源に対する前記交流電力の供給路を断続す
る電磁リレーと、前記非絶縁電源が異常であるか否かを検出する異常検出
手段と、前記異常検出手段によって前記非絶縁電源の異常が検出
されたときに、前記電磁リレーを制御して前記供給路を
遮断する制御手段とを備え、前記非絶縁電源は、該非絶縁電源による変換後の前記直
流電力の電圧値に関わる駆動可能信号を出力する第１セ
ンサ部と、該非絶縁電源の温度に関わる電源異常信号を
出力する第２センサ部とを有し、前記異常検出手段は、前記駆動可能信号に対して前記電
源異常信号を遅延させる信号遅延部を有し、該信号遅延
部を介して取り込んだ前記駆動可能信号の真偽に基づい
て当該モータ駆動装置が駆動可能状態であるか否かを判
断し、判断の結果が「真」であるときに、前記信号遅延
部から取り込んだ前記電源異常信号の真偽に基づいて前
記非絶縁電源が異常であるか否かを検出することを特徴
とするモータ駆動装置。
【請求項２】請求項１に記載のモータ駆動装置におい
て、前記非絶縁電源の前記第１センサ部から出力される前記
駆動可能信号の真偽が切り替わる第１タイミングは、前
記電磁リレーが前記供給路を断続する第２タイミングよ
り遅く、前記異常検出手段の前記信号遅延部は、前記第２タイミ
ングに対する前記第１タイミングの遅れ分を考慮して、
前記電源異常信号を遅延させることを特徴とするモータ
駆動装置。
【請求項３】請求項２に記載のモータ駆動装置におい
て、前記駆動可能信号が「偽」から「真」に切り替わるタイ
ミングの遅れ分をＴ１、「真」から「偽」に切り替わる
タイミングの遅れ分をＴ２とし、かつ、前記遅れ分Ｔ１
と前記遅れ分Ｔ２との間にＴ１＞Ｔ２が成り立つとき、前記異常検出手段の前記信号遅延部は、前記遅れ分Ｔ１
より短くかつ前記遅れ分Ｔ２より長い時間だけ、前記電
源異常信号を遅延させることを特徴とするモータ駆動装
置。