JP2006087200A - Power supply device, stage device, and aligner - Google Patents

Power supply device, stage device, and aligner Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device that is small, lightweight, inexpensive, and capable of generating high power, a stage device, and an aligner. <P>SOLUTION: A driver 22 alternately turns on and off FET1 and FET2 at a high frequency, and thereby transfers electric charge stored in a capacitor C3 to a capacitor C2. Thus, the output voltage of the power supply device becomes equal to twice (560 V) 280 V obtained by rectifying three-phase alternating-current 200 V. In addition, since the FET1 and the FET2 are turned on and off at a high frequency, the capacity of the capacitor C2 can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は高電力を出力する電源装置、ステージ装置、及び露光装置に関する。   The present invention relates to a power supply device that outputs high power, a stage device, and an exposure apparatus.

近年、電源装置として、高電力を出力可能な電源装置が求められている。例えば、露光装置では、ステージを移動させるためのモータ駆動用電源として、モータの移動速度の上昇、及びトルクの上昇に伴い、高電力(例えば、500V以上の高電圧、20A以上の高電流)を出力可能なものが求められている。以下、露光装置を例にして、従来技術について説明する。   In recent years, a power supply device capable of outputting high power has been demanded as a power supply device. For example, in an exposure apparatus, high power (for example, a high voltage of 500 V or more, a high current of 20 A or more) is used as a motor driving power source for moving the stage as the motor moving speed increases and torque increases. What can be output is required. Hereinafter, the prior art will be described using an exposure apparatus as an example.

従来の露光装置におけるステージ駆動用モータの電源装置では、スイッチングレギュレータを用いた電源装置が用いられている。しかし、スイッチングレギュレータをステージ駆動用モータの電源装置に用いて、高電力を発生可能にするためには、電源装置の形状と重量がともに増大し、高価格化する。例えば、スイッチングレギュレータを用いた電源装置としては、電源装置の出力が1.5KW程度であっても、質量(重量に相当)が6Kgと記載されている(非特許文献1参照)。
ティーディーケイ株式会社ホームページ(http://www.tdk.co.jp/tjfx01/ja111_rkw.pdfの33、34頁:平成16年 8月9日)
In a power supply device for a stage driving motor in a conventional exposure apparatus, a power supply device using a switching regulator is used. However, in order to use a switching regulator in a power supply device for a stage drive motor to enable generation of high power, both the shape and weight of the power supply device increase and the cost increases. For example, as a power supply device using a switching regulator, even if the output of the power supply device is about 1.5 kW, the mass (corresponding to the weight) is described as 6 kg (see Non-Patent Document 1).
TDK Corporation homepage (http://www.tdk.co.jp/tjfx01/ja111_rkw.pdf, pages 33 and 34: August 9, 2004)

前記したように、スイッチングレギュレータを用いた電源装置は、駆動対象であるモータの大出力化や高精度化に伴い、モータに出力すべき電力(電流・電圧)が増大し、電源が大型化し、重量も大きくなっていった。さらに、露光装置やステージ装置において、モータ駆動用電源が占める容積や価格の割合が大きくなり、モータ駆動用電源が大型化し、重さが大きくなった分だけ、ステージ装置や露光装置が大型化し、重量も増大化している。   As described above, the power supply device using the switching regulator increases the power (current / voltage) to be output to the motor with the increase in output and accuracy of the motor to be driven, and the power supply becomes larger. The weight increased. Furthermore, in the exposure apparatus and stage apparatus, the ratio of the volume and price occupied by the motor drive power supply is increased, the motor drive power supply is increased in size, and the stage apparatus and exposure apparatus are increased in size by the weight. The weight is also increasing.

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、小型、軽量、安価で、高電力を発生することが可能な電源装置、ステージ装置、露光装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and aims to provide a power supply device, a stage device, and an exposure device that are small, lightweight, inexpensive, and capable of generating high power. To do.

請求項1に記載の発明は、交流入力を直流に変換する整流手段と、10KHzから100KHzに亘る高周波のクロック信号を出力するクロック発生手段と、前記クロック発生手段から出力される高周波のクロック信号を受けて、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を10KHzから100KHzの範囲で交互にオン/オフさせるドライバと、第1スイッチング素子がオン状態で、第2スイッチング素子がオフ状態のとき、前記整流手段の高圧側から電荷を蓄積する第1蓄積手段と、第1スイッチングがオフ状態で、第2スイッチング素子がオン状態のとき、前記第1蓄積手段に蓄積された電荷を転送し蓄積する第2蓄積手段と、前記整流手段のプラス側の電圧と第2蓄積手段の両端の電圧とを加算して、出力電圧とすることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, a rectifying means for converting an AC input into a direct current, a clock generating means for outputting a high-frequency clock signal ranging from 10 KHz to 100 KHz, and a high-frequency clock signal output from the clock generating means. In response, when the first switching element and the second switching element are alternately turned on / off in the range of 10 KHz to 100 KHz, the rectifying means when the first switching element is in the on state and the second switching element is in the off state First storage means for storing charges from the high voltage side, and second storage for transferring and storing charges stored in the first storage means when the first switching is in the off state and the second switching element is in the on state. And the voltage on the plus side of the rectifying means and the voltage across the second storage means are added to obtain an output voltage. To.

請求項2に記載の発明は、請求項1記載の電源装置において、モータ駆動用の電源装置であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の電源装置において、前記出力電圧は、前記整流手段の出力電圧の2倍の電圧であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、ステージ装置であって、請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の電源装置をステージ移動のためのモータ駆動用電源として備えたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the power supply device according to the first aspect, the power supply device is for driving a motor.
According to a third aspect of the present invention, in the power supply device according to the first or second aspect, the output voltage is twice the output voltage of the rectifying means.
A fourth aspect of the present invention is a stage apparatus, wherein the power source apparatus according to any one of the first to third aspects is provided as a power source for driving a motor for moving the stage. .

請求項5に記載の発明は、露光装置であって、請求項4に記載のステージ装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を10KHzから100KHzの範囲で交互にオン/オフさせるため、第1蓄積手段と第2蓄積手段として容量の小さいものを用いることができる。しかも、出力電圧は、整流手段のプラス側の電圧と第2蓄積手段の両端の電圧を加算したものになるため、高電力を出力することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising the stage device according to the fourth aspect.
According to the present invention, since the first switching element and the second switching element are alternately turned on / off in the range of 10 KHz to 100 KHz, the first storage means and the second storage means having a small capacity can be used. In addition, since the output voltage is the sum of the voltage on the plus side of the rectifying means and the voltage across the second storage means, high power can be output.

本発明によれば、小型、軽量でありながら、高電力を発生することが可能な電源装置を提供することができる。
また、電源装置が、小型、軽量に提供できるので、ステージ装置や露光装置の大型化と高価格化を抑止することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a power supply device capable of generating high power while being small and light.
In addition, since the power supply device can be provided in a small size and light weight, it is possible to suppress an increase in size and cost of the stage device and the exposure device.

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態では、電源装置として、モータ駆動用電源を例にして説明する。なお、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関し、その全体構成について初めに説明する。
図1は、本発明のモータ駆動用電源によって動作するモータを複数備えたステージ装置、及び露光装置であり、図2は、モータ駆動用電源の回路図である。以下の説明では、モータの例として三相モータを挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、この実施形態は、特許請求の範囲に記載する全ての請求項に対応する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a motor driving power source will be described as an example of the power source device. The overall configuration of a stage apparatus and an exposure apparatus incorporating a motor driving device will be described first.
FIG. 1 shows a stage apparatus and an exposure apparatus provided with a plurality of motors operated by the motor driving power source of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of the motor driving power source. In the following description, a three-phase motor will be described as an example of the motor, but the present invention is not limited to this. This embodiment corresponds to all the claims recited in the claims.

まず、複数のモータによりステージが駆動される露光装置について、図1を用いて説明する。
図1は、この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。
First, an exposure apparatus in which a stage is driven by a plurality of motors will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a view showing the schematic arrangement of this exposure apparatus. This exposure apparatus is a stepper type (step-and-repeat type) exposure apparatus that exposes a reduced image of a reticle pattern to each shot area of a wafer.

なお、こ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、レチクルもマスクも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。
図1において、照明光学系1からの露光光ILが、ダイクロイックミラー2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2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1の紙面に平行な方向にX軸、図1の紙面に垂直な方向にY軸を取る。
In the description of this embodiment, the term “reticle” is used. However, in this specification, both the reticle and the mask are treated as having the same pattern as the pattern to be projected on the wafer.
In FIG. 1, the exposure light IL from the illumination optical system 1 is reflected by the dichroic mirror 2 to illuminate the pattern area of the reticle R. The Z-axis is taken in parallel to the optical axis of the exposure light IL after being reflected by the dichroic mirror 2, and the X-axis is taken in a direction parallel to the paper surface of FIG. 1 in a two-dimensional plane perpendicular to the Z-axis. Take the Y axis in the direction perpendicular to

レチクルRは、レチクル側Yステージ3Y及びレチクル側Xステージ3Xを介して、レチクルベース4上に搭載される。レチクル側Xステージ3Xは、レチクルベース4に対して、固定子5A及び可動子5Bからなるリニアモータ(以下、「リニアモータ5」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3Yは、レチクル側Xステージ3X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。   The reticle R is mounted on the reticle base 4 via the reticle side Y stage 3Y and the reticle side X stage 3X. The reticle side X stage 3X is driven in the X direction with respect to the reticle base 4 by a linear motor (hereinafter referred to as “linear motor 5”) including a stator 5A and a mover 5B. The reticle side Y stage 3Y is driven in the Y direction by a linear motor (not shown) with respect to the reticle side X stage 3X.

また、レチクル側Yステージ3Y上に、X軸用の移動鏡6X及び不図示のY軸用の移動鏡が固定されている。移動鏡6X、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)7Xにより、レチクル側Xステージ3X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7Yにより、レチクル側Yステージ3Y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括制御する中央制御系8に、コネクタ17,18を介して供給される。レチクル側Yステージ3Y、レチクル側Xステージ3X、レチクルベース4、X軸用のリニアモータ5、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3と呼ぶ。   An X-axis moving mirror 6X and a Y-axis moving mirror (not shown) are fixed on the reticle-side Y stage 3Y. The X coordinate XR of the reticle side X stage 3X is measured by the movable mirror 6X and an X axis reticle side laser interferometer (hereinafter referred to as "reticle interferometer") 7X installed outside. The Y coordinate YR of the reticle side Y stage 3Y is measured by a Y-axis movable mirror (not shown) and a Y-axis reticle interferometer 7Y. The measured X-coordinate XR and Y-coordinate YR are supplied via connectors 17 and 18 to the central control system 8 that controls the overall operation of the apparatus. A stage system including a reticle side Y stage 3Y, a reticle side X stage 3X, a reticle base 4, an X axis linear motor 5, and a Y axis linear motor is referred to as a reticle stage device 3.

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10Y及びウエハ側Xステージ10Xを介して、ウエハベース11上に搭載されている。ウエハ側Xステージ10Xは、ウエハベース11に対して、固定子12A及び可動子12Bからなるリニアモータ(以下、「リニアモータ12」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10Yは、ウエハ側Xステージ10X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。   Under the exposure light IL, the pattern image of the reticle R is reduced through the projection optical system PL with a projection magnification β (β is, for example, 1/5), and is projected and exposed to each shot area of the wafer W. . The wafer W is mounted on the wafer base 11 via the wafer side Y stage 10Y and the wafer side X stage 10X. The wafer-side X stage 10X is driven in the X direction with respect to the wafer base 11 via a linear motor (hereinafter referred to as “linear motor 12”) including a stator 12A and a mover 12B. The wafer side Y stage 10Y is driven in the Y direction by a linear motor (not shown) with respect to the wafer side X stage 10X.

また、ウエハ側Yステージ10Y上に、X軸用の移動鏡13X及び不図示のY軸用の移動鏡が固定されている。移動鏡13X、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)14Xにより、ウエハ側Xステージ10X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14Yにより、ウエハ側Yステージ10Y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8にコネクタ19,20を介して供給される。ウエハ側Yステージ10Y、ウエハ側Xステージ10X、ウエハベース11、X軸用のリニアモータ12、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10と呼ぶ。   An X-axis moving mirror 13X and a Y-axis moving mirror (not shown) are fixed on the wafer-side Y stage 10Y. The X-coordinate XW of the wafer-side X stage 10X is measured by the movable mirror 13X and an X-axis wafer-side laser interferometer (hereinafter referred to as “wafer interferometer”) 14X installed outside. The Y coordinate YW of the wafer-side Y stage 10Y is measured by a Y-axis movable mirror (not shown) and a Y-axis wafer interferometer 14Y. The measured X coordinate XW and Y coordinate YW are supplied to the central control system 8 via connectors 19 and 20. Wafer-side Y stage 10Y, wafer-side X stage 10X, wafer base 11, X-axis linear motor 12, Y-axis linear motor, and Z-leveling stage for controlling the position and tilt angle of wafer W in the Z direction A stage system (not shown) is referred to as a wafer stage apparatus 10.

この実施の形態では、リニアモータとして三相リニアモータを使用する。例えばリニアモータ12を例に説明する。リニアモータ12は、固定子12Aと可動子12Bとで構成され、固定子12Aは三相の電機子巻線(図示せず)からなり、可動子12Bはウエハ側Xステージ10X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個の永久磁石(図示せず)からなる。すなわち、リニアモータ12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ビング・コイル型のリニアモータを使用してもよい。   In this embodiment, a three-phase linear motor is used as the linear motor. For example, the linear motor 12 will be described as an example. The linear motor 12 includes a stator 12A and a mover 12B. The stator 12A includes three-phase armature windings (not shown), and the mover 12B has a polarity on the side surface of the wafer side X stage 10X. It consists of four permanent magnets (not shown) that are sequentially inverted and fixed in the X direction. That is, the linear motor 12 is a moving magnet type linear synchronous motor. A moving coil type linear motor that houses the armature winding on the mover side may be used.

中央制御系8は、レチクルステージ駆動系15を介してレチクル側のX軸用のリニアモータ5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16を介してウエハ側のX軸用のリニアモータ12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。   The central control system 8 controls the operations of the X-axis linear motor 5 and the Y-axis linear motor 5 on the reticle side via the reticle stage drive system 15 to position the reticle R, and at the same time, the wafer stage drive system The wafer W is positioned by controlling the operations of the X-axis linear motor 12 and the Y-axis linear motor 12 on the wafer side via 16. By such control, the pattern of the reticle R is reduced and exposed to each shot area of the wafer W.

これらリニアモータには処理速度向上のため、より高電圧な電力を供給することが求められている。
そこで、レチクルステージ駆動系15及びウエハステージ駆動系16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高電圧な電力が供給可能なモータ駆動用電源を搭載する。次に、そのモータ駆動用電源について説明する。
These linear motors are required to supply higher voltage power in order to improve processing speed.
Therefore, the reticle stage drive system 15 and the wafer stage drive system 16 are equipped with a motor drive power supply capable of supplying high voltage power for driving each linear motor using a single power supply as a drive power supply. Next, the motor driving power source will be described.

図2は、モータ駆動用電源の一実施形態を示す回路図である。
図2に示すように、モータ駆動用電源は、ヒューズFU1〜FU3と、ダイオードD1〜D6から成る三相全波整流回路と、力率改善用のコイルL1と、平滑用のコンデンサC1と、サイリスタS1と抵抗R1からなる突入電流防止回路と、クロック発生器21と、電界効果型トランジスタFET1、FET2(以下、単にFET1とFET2と称する)を交互にオン/オフさせるドライバ22と、コンデンサC2、C3とダイオードD7、D8とから構成されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a motor driving power source.
As shown in FIG. 2, the motor drive power supply includes fuses FU1 to FU3, a three-phase full-wave rectifier circuit including diodes D1 to D6, a power factor improving coil L1, a smoothing capacitor C1, and a thyristor. Inrush current prevention circuit composed of S1 and resistor R1, clock generator 21, driver 22 for alternately turning on / off field effect transistors FET1 and FET2 (hereinafter simply referred to as FET1 and FET2), and capacitors C2 and C3 And diodes D7 and D8.

図2に示すモータ駆動用電源の動作を図3に示す波形図を用いて説明する。
ヒューズFU1〜FU3を介して入力された商用200Vの三相交流は、ダイオードD1〜D6から成る三相全波整流回路によって整流され、その後、コイルL1によって力率が改善され、コンデンサC1において平滑化される。
突入電流防止回路は、図2に示すモータ駆動用電源が始動するとき、コンデンサC1〜C3に充電するための突入電源が流れ、各素子が破壊されるのを防止するものである。すなわち、始動後の所定時間はサイリスタS1が非導通状態になり、抵抗R1に電流が流れて、始動時の突入電流を制限する。前記所定期間が経過した後は、サイリスタS1に図示しない制御回路からトリガ信号が入力され、サイリスタS1が導通状態になる。これによって、抵抗R1に電流が流れなくなり、モータ駆動用電源は通常の動作に移行する。
The operation of the motor driving power source shown in FIG. 2 will be described with reference to the waveform diagram shown in FIG.
The commercial 200V three-phase alternating current input through the fuses FU1 to FU3 is rectified by a three-phase full-wave rectifier circuit composed of diodes D1 to D6, and then the power factor is improved by the coil L1 and smoothed by the capacitor C1. Is done.
The inrush current prevention circuit prevents an inrush power source for charging the capacitors C1 to C3 from flowing when the motor driving power source shown in FIG. That is, the thyristor S1 is in a non-conductive state for a predetermined time after the start, and a current flows through the resistor R1, thereby limiting the inrush current at the start. After the predetermined period has elapsed, a trigger signal is input to the thyristor S1 from a control circuit (not shown), and the thyristor S1 becomes conductive. As a result, no current flows through the resistor R1, and the motor drive power supply shifts to a normal operation.

図2に示すモータ駆動用電源が始動されると、コンデンサC1の両端に直流280Vの電圧が発生し、図2に示す点Aの電圧が約280Vになる。
クロック発生器21は、10KHz〜100KHzの高周波のクロック信号を出力し、ドライバ22に出力する。図3(a)は、クロック発生器21から出力されるクロック信号の一例を示す図である。
When the motor driving power source shown in FIG. 2 is started, a DC voltage of 280V is generated across the capacitor C1, and the voltage at the point A shown in FIG.
The clock generator 21 outputs a high-frequency clock signal of 10 KHz to 100 KHz and outputs it to the driver 22. FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a clock signal output from the clock generator 21.

図2に示すドライバ22は、クロック発生器21から出力される前記クロック信号を受けて、FET1、FET2を交互にオン/オフさせる。図3(b)は、FET1、FET2の出力(点B:図2参照)の電位変化を示す図である。点Bの電位は、FET2がオン(FET1がオフ)のときほぼ0Vになり、FET1がオン(FET2がオフ)のとき約280Vになる。   The driver 22 shown in FIG. 2 receives the clock signal output from the clock generator 21 and turns on / off the FET 1 and FET 2 alternately. FIG. 3B is a diagram showing potential changes in the outputs of FET1 and FET2 (point B: see FIG. 2). The potential at point B is approximately 0V when FET2 is on (FET1 is off), and is approximately 280V when FET1 is on (FET2 is off).

すなわち、FET2がオン(FET1がオフ)されたタイミングでは、B点の電圧(コンデンサC1の280Vの電圧)に基づいて、ダイオードD7→コンデンサC3→FET2の経路で電流が流れ、コンデンサC3に電荷が蓄積される。
逆に、FET1がオン(FET2がオフ)されたタイミングでは、コンデンサC3に蓄積された電荷がコンデンサC3→ダイオードD8→コンデンサC2の経路でコンデンサC2に蓄積される。したがって、FET1とFET2がオン/オフを繰り返す毎に、コンデンサC2の両端の電圧は上昇する。
That is, at the timing when FET2 is turned on (FET1 is turned off), a current flows through the path of diode D7 → capacitor C3 → FET2 based on the voltage at point B (voltage of 280V of capacitor C1), and the electric charge flows to capacitor C3. Accumulated.
On the contrary, at the timing when FET1 is turned on (FET2 is turned off), the electric charge accumulated in the capacitor C3 is accumulated in the capacitor C2 through the path of the capacitor C3 → the diode D8 → the capacitor C2. Therefore, each time the FET1 and FET2 are repeatedly turned on / off, the voltage across the capacitor C2 increases.

図3(c)は、コンデンサC3に電荷が蓄積され、蓄積された電荷がコンデンサC2に転送されることによって、モータ駆動用電源の出力電圧が上昇して行く過程を示す図である。
図示するように、図2の点Aの電圧は約280Vであり、この約280VにコンデンサC2の両端の電圧が加わるため、モータ駆動用電源の出力電圧は最終的には約280Vの2倍、すなわち約560Vまで上昇する。したがって、高電圧・高電流の電源を得ることができる。
FIG. 3C is a diagram showing a process in which the output voltage of the motor driving power source is increased by accumulating charges in the capacitor C3 and transferring the accumulated charges to the capacitor C2.
As shown in the figure, the voltage at the point A in FIG. 2 is about 280V, and the voltage across the capacitor C2 is added to about 280V, so that the output voltage of the motor driving power supply is finally twice as high as about 280V. That is, it rises to about 560V. Therefore, a high voltage / high current power source can be obtained.

ここで、前記したように、クロック発生器21は、高周波(10KHz〜100KHz)のクロック信号を出力するため、図3(c)に示す出力電圧の上昇は短時間で生じる。
同様に、クロック発生器21が高周波(10KHz〜100KHz)のクロック信号を出力するため、コンデンサC2、C3は容量の小さいもので足りる。例えば、コンデンサC2、C3としては、理論的には10μF程度のものを用いることが可能である。しかし、実際には、コンデンサC2、C3の発熱及び寿命の問題から、1000μF程度のものを用いるのが好ましい。もちろん、要求される出力電力によって、この数値は適宜変化するものである。
Here, as described above, since the clock generator 21 outputs a high-frequency (10 KHz to 100 KHz) clock signal, the output voltage rise shown in FIG. 3C occurs in a short time.
Similarly, since the clock generator 21 outputs a high-frequency (10 KHz to 100 KHz) clock signal, it is sufficient that the capacitors C2 and C3 have a small capacity. For example, as the capacitors C2 and C3, those having a theoretical value of about 10 μF can be used. However, in practice, it is preferable to use a capacitor having a capacity of about 1000 μF because of heat generation and lifetime problems of the capacitors C2 and C3. Of course, this numerical value changes appropriately depending on the required output power.

本実施形態によれば、FET1とFET2を高い周波数でオン/オフするので、コンデンサC2、C3の容量が小さくて済み、高電力なモータ駆動用電源であっても、小型で安価なものを提供できる。
なお、モータ駆動用電源の出力電圧は図3(c)に示すように、クロック信号の1サイクルにおいて、前半部分では傾きを持って上昇し、後半部分では傾きを持って下降する。前半部分において傾きを持って上昇するのは、FET1の抵抗成分等の影響によるものである。また、後半部分において傾きを持って下降するのは、モータ駆動用電源に接続された負荷の影響等によるものである。
According to the present embodiment, FET1 and FET2 are turned on / off at a high frequency, so that the capacity of capacitors C2 and C3 can be small, and even a high-power motor drive power supply is small and inexpensive. it can.
As shown in FIG. 3C, the output voltage of the motor driving power source rises with a slope in the first half portion and falls with a slope in the second half portion in one cycle of the clock signal. The rise in the first half with an inclination is due to the influence of the resistance component of the FET 1 and the like. Further, the lowering in the latter half portion is due to the influence of the load connected to the motor driving power source.

なお、図2において、力率改善用のコイルL1は、力率を改善する上で設けることが好ましいが、必ずしも設ける必要はない。
また、図2に示す実施形態では、商用の三相交流電源を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、単相の交流電源を用いることも可能である。
以上の説明から明らかなように、図2に示すモータ駆動用電源によれば、全波整流回路により三相200Vの交流電源が全波整流され、コイルL1を介して力率が改善され、平滑コンデンサC1により平滑され、出力端子間に高電圧・高電流を出力することが可能な電源装置を提供することができる。
In FIG. 2, the power factor improving coil L1 is preferably provided to improve the power factor, but it is not always necessary.
In the embodiment shown in FIG. 2, a commercial three-phase AC power supply is used. However, the present invention is not limited to this, and a single-phase AC power supply can also be used.
As is clear from the above description, according to the motor driving power source shown in FIG. 2, the full-wave rectifier circuit full-wave rectifies the three-phase 200V AC power source, improves the power factor through the coil L1, and smoothes it. It is possible to provide a power supply device that is smoothed by the capacitor C1 and that can output a high voltage and a high current between the output terminals.

本発明は、電源装置、モータ駆動用電源、ステージ装置、露光装置等の各分野で、産業上大いに利用することができる。   The present invention can be used industrially in various fields such as a power supply device, a motor drive power supply, a stage device, and an exposure device.

ステージ装置、露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a stage apparatus and exposure apparatus. モータ駆動用電源を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the motor drive power supply. 図2に示すモータ駆動用電源の動作を説明するための波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the motor driving power source shown in FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 照明光学系
2 ダイクロイックミラー
3 レチクルステージ装置
3X レチクル側Xステージ
3Y レチクル側Yステージ
4 レチクルベース
5 リニアモータ(X軸用)
5A 固定子
5B 可動子
6X 移動鏡
7X、7Y レチクル干渉計
8 中央制御系
10 ウエハステージ装置
10X ウエハ側Xステージ
10Y ウエハ側Yステージ
11 ウエハベース
12 リニアモータ(X軸用)
12A 固定子
12B 可動子
13X 移動鏡
14X ウエハ干渉計
14Y ウエハ干渉計
15 レチクルステージ駆動系
16 ウエハステージ駆動系
17〜20
21 クロック発生器
22 ドライバ
C1、C2、C3 コンデンサ
D1〜D6、D7、D8 ダイオード
FET1、FET2 電界効果型トランジスタ
FU1〜FU3 ヒューズ
L1 コイル
S1 サイリスタ
R レチクル
R1 抵抗
W ウエハ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illumination optical system 2 Dichroic mirror 3 Reticle stage apparatus 3X Reticle side X stage 3Y Reticle side Y stage 4 Reticle base 5 Linear motor (for X axis)
5A Stator 5B Movable element 6X Moving mirror 7X, 7Y Reticle interferometer 8 Central control system 10 Wafer stage device 10X Wafer side X stage 10Y Wafer side Y stage 11 Wafer base 12 Linear motor (for X axis)
12A Stator 12B Mover 13X Moving mirror 14X Wafer interferometer 14Y Wafer interferometer 15 Reticle stage drive system 16 Wafer stage drive system 17-20
21 Clock generator 22 Driver C1, C2, C3 Capacitors D1-D6, D7, D8 Diode FET1, FET2 Field effect transistor FU1-FU3 Fuse L1 Coil S1 Thyristor R Reticle R1 Resistance W Wafer

Claims (5)

交流入力を直流に変換する整流手段と、
10KHzから100KHzに亘る高周波のクロック信号を出力するクロック発生手段と、
前記クロック発生手段から出力される高周波のクロック信号を受けて、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を10KHzから100KHzの範囲で交互にオン/オフさせるドライバと、
第1スイッチング素子がオン状態で、第2スイッチング素子がオフ状態のとき、前記整流手段の高圧側から電荷を蓄積する第1蓄積手段と、
第1スイッチングがオフ状態で、第2スイッチング素子がオン状態のとき、前記第1蓄積手段に蓄積された電荷を転送して蓄積する第2蓄積手段と、
前記整流手段のプラス側の電圧と第2蓄積手段の両端の電圧とを加算して、出力電圧とすることを特徴とする電源装置。
Rectifying means for converting alternating current input into direct current;
Clock generating means for outputting a high-frequency clock signal ranging from 10 KHz to 100 KHz;
A driver that receives a high-frequency clock signal output from the clock generating means and alternately turns on and off the first switching element and the second switching element in a range of 10 KHz to 100 KHz;
A first accumulating means for accumulating charges from the high voltage side of the rectifying means when the first switching element is in an on state and the second switching element is in an off state;
Second storage means for transferring and storing charges stored in the first storage means when the first switching is in an off state and the second switching element is in an on state;
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the positive voltage of the rectifying means and the voltage across the second storage means are added to obtain an output voltage.
請求項1記載の電源装置において、
前記電源装置はモータ駆動に用いられることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 1, wherein
The power supply apparatus is used for driving a motor.
請求項1又は請求項2に記載の電源装置において、
前記出力電圧は、前記整流手段の出力電圧の2倍の電圧であることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 1 or 2,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the output voltage is twice the output voltage of the rectifying means.
モータでステージを駆動するステージ装置において、
請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の電源装置をステージ移動のためのモータ駆動用電源として備えたことを特徴とするステージ装置。
In a stage device that drives a stage with a motor,
A stage apparatus comprising the power supply apparatus according to any one of claims 1 to 3 as a motor driving power supply for moving a stage.
請求項4に記載のステージ装置を備えたことを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus comprising the stage apparatus according to claim 4.
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