JP2011055659A

JP2011055659A - 電源接続方法

Info

Publication number: JP2011055659A
Application number: JP2009203232A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Shimamura; 尚孝島村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-03-17

Abstract

【課題】ステージを移動させる複数のモータのそれぞれに電力を供給する複数の下流電源に接続する上流電源の数を減少させることができる電源供給方法を提供する。
【解決手段】ベースに対してステージを移動させる複数のモータ１２ａ〜１２ｈのそれぞれに接続される複数の下流電源１０ａ〜１０ｈの電源接続方法であって、少なくとも２つの上流電源４，６の中の１の上流電源４の下流電源１０ａ〜１０ｄに対して供給する最大電力が、上流電源４に接続される下流電源１０ａ〜１０ｄのモータ１２ａ〜１２ｄに対して供給する最大電力の和より小さく、かつ下流電源１０ａ〜１０ｄの各時間におけるモータ１２ａ〜１２ｄに対して供給する電力の和が、上流電源４の下流電源１０ａ〜１０ｄに対して供給する最大電力を超えないように、上流電源４に接続する下流電源１０ａ〜１０ｄを選択し、選択された下流電源１０ａ〜１０ｄを上流電源４に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータに電力を供給する電源の電源接続方法に関するものである。

複数のモータを用いてステージをベースに対して様々な方向に移動させるステージ装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２８４３８８号公報

従来のステージ装置では、複数のモータのそれぞれに接続され、各モータに電力を供給する複数の下流電源、及び各下流電源に電力を供給する複数の上流電源を備えており、例えば一方の下流電源が一方のモータに電力を供給するタイミングや期間が、他方の下流電源が他方のモータに電力を供給するタイミングや期間と異なる場合においても、すべての下流電源がすべてのモータに対して最大電力を同時に供給可能な上流電源が設けられていた。

本発明の目的は、ステージを移動させる複数のモータのそれぞれに電力を供給する複数の下流電源に接続する上流電源の数を減少させることができる電源接続方法を提供することである。

本発明の電源接続方法は、ベースに対してステージを移動させる複数のモータのそれぞれに接続される複数の下流電源の電源接続方法であって、少なくとも２つの上流電源の中の１の上流電源の前記下流電源に対して供給する最大電力が、前記１の上流電源に接続される少なくとも２つ以上の下流電源の前記モータに対して供給する最大電力の和より小さく、かつ前記少なくとも２つ以上の下流電源の各時間における前記モータに対して供給する電力の和が、前記１の上流電源の前記下流電源に対して供給する最大電力を超えないように、前記１の上流電源に接続する前記少なくとも２つ以上の下流電源を選択し、選択された前記少なくとも２つ以上の下流電源を前記１の上流電源に接続することを特徴とする。

本発明の電源接続方法によれば、ステージを移動させる複数のモータのそれぞれに電力を供給する複数の下流電源に接続する上流電源の数を減少させることができる。

電源装置の構成を示すブロック図である。各ＤＣ／ＤＣ電源が各モータに対して電力を供給するタイミング及び期間を示すタイムチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電源接続方法について説明する。図１は、ステージをベースに対して移動させるモータに電力を供給する電源装置２の構成を示すブロック図であり、この電源装置２は、この実施の形態に係る電源接続方法を用いて接続されたＡＣ／ＤＣ電源４，６及びＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｈを備えている。ここで、ステージ（図示せず）とは、感光基板等を載置するものであり、露光装置等に設けられ、例えば感光基板が載置されたステージを移動させつつ感光基板上にマスクのパターン像を順次転写する。ステージには、感光基板面に対して水平方向、垂直方向、水平方向を軸とする回転方向、垂直方向を軸とする回転方向等に移動させるためのモータや、コース（ｃｏａｒｓｅ：粗調整）用及びファイン（ｆｉｎｅ：微調整）用のモータ等、複数のモータ１２ａ〜１２ｈが取り付けられており、予め設定されているタイミングや期間等の駆動条件に従って個々のモータが駆動することによりステージは様々な方向に様々な速度で移動する。

電源装置２は、ＡＣ／ＤＣ電源４，６を備えている。なお、図１においては、２個のＡＣ／ＤＣ電源４，６を図示しているが、３個以上のＡＣ／ＤＣ電源を備えることもできる。ＡＣ／ＤＣ電源４，６は、例えば２００Ｖの３相交流電源を２７０Ｖの直流電源に変換する。

ＡＣ／ＤＣ電源４には、スイッチ（ＳＷ）８ａを介してＤＣ／ＤＣ電源１０ａが、スイッチ（ＳＷ）８ｂを介してＤＣ／ＤＣ電源１０ｂが、スイッチ（ＳＷ）８ｃを介してＤＣ／ＤＣ電源１０ｃが、スイッチ（ＳＷ）８ｄを介してＤＣ／ＤＣ電源１０ｄが接続されている。また、ＡＣ／ＤＣ電源６には、スイッチ（ＳＷ）８ｅを介してＤＣ／ＤＣ電源１０ｅが、スイッチ（ＳＷ）８ｆを介してＤＣ／ＤＣ電源１０ｆが、スイッチ（ＳＷ）８ｇを介してＤＣ／ＤＣ電源１０ｇが、スイッチ（ＳＷ）８ｈを介してＤＣ／ＤＣ電源１０ｈが接続されている。

ＳＷ８ａは、ＡＣ／ＤＣ電源４とＤＣ／ＤＣ電源１０ａとの間の回線を開閉可能に構成されており、図示しない制御部によりその開閉を制御されている。即ち、ＳＷ８ａを閉じると、ＡＣ／ＤＣ電源４とＤＣ／ＤＣ電源１０ａとの間の回線がつながり、ＡＣ／ＤＣ電源４からＤＣ／ＤＣ電源１０ａへ電流が流れる。一方、ＳＷ８ａを開くと、ＡＣ／ＤＣ電源４とＤＣ／ＤＣ電源１０ａとの間の回線が切断され、ＡＣ／ＤＣ電源４からＤＣ／ＤＣ電源１０ａへ電流が流れない。同様に、ＳＷ８ｂ〜８ｈは、ＡＣ／ＤＣ電源４または６とＤＣ／ＤＣ電源１０ｂ〜１０ｈとの間の回線を開閉可能に構成されており、図示しない制御部によりその開閉を制御されている。

ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｈは、ＡＣ／ＤＣ電源４，６から出力された例えば２７０Ｖの直流電源を、各ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｈに接続される図示しないモータドライバに必要な電圧を有する直流電源に変換する。

ＤＣ／ＤＣ電源１０ａには、図示しないモータドライバを介してモータ１２ａが接続されており、モータ１２ａは、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａから電力の供給を受けて駆動し、図示しないステージを所定方向に移動させる。同様に、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｂ〜１０ｈには、図示しないモータドライバを介してモータ１２ｂ〜１２ｈは接続されており、モータ１２ｂ〜１２ｈのそれぞれは、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｂ〜１０ｈのそれぞれから電力の供給を受けて駆動し、図示しないステージを様々な方向に移動させる。なお、図１においては、８個のＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｈ及びそれに対応する８個のモータ１２ａ〜１２ｈを図示しているが、９個以上のＤＣ／ＤＣ電源及びそれに対応する９個以上のモータを備えることもできる。

電源装置２は、この実施の形態に係る電源接続方法により、ＡＣ／ＤＣ電源４とＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄと、及びＡＣ／ＤＣ電源６とＤＣ／ＤＣ電源１０ｅ〜１０ｈとが接続されている。以下、この実施の形態に係る電源接続方法について説明する。

まず、ＡＣ／ＤＣ電源４がＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄに対して供給する最大電力が、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄのモータ１２ａ〜１２ｄに対して供給する最大電力の和より小さく、かつＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄの各時間におけるモータ１２ａ〜１２ｄに対して供給する電力の和が、ＡＣ／ＤＣ電源４のＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄに対して供給する最大電力を超えないように、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄを選択する。

図２は、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄがモータ１２ａ〜１２ｄに対して電力を供給するタイミング及び期間を示すタイムチャートである。図２に示すタイムチャートＡは、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａがモータ１２ａに対して電力を供給するタイミング及び期間を示している。同様に、タイムチャートＢはＤＣ／ＤＣ電源１０ｂがモータ１２ｂに対して電力を供給するタイミング及び期間、タイムチャートＣはＤＣ／ＤＣ電源１０ｃがモータ１２ｃに対して電力を供給するタイミング及び期間、タイムチャートＤはＤＣ／ＤＣ電源１０ｄがモータ１２ｄに対して電力を供給するタイミング及び期間を示している。

図２に示すように、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄは、定期的にモータ１２ａ〜１２ｄに対する電力の供給を行い、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ，１０ｂがモータ１２ａ，１２ｂに対して電力を供給するタイミング及び期間は、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｃ，１０ｄがモータ１２ｃ，１２ｄに対して電力を供給するタイミング及び期間と異なる。即ち、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ，１０ｂは、時間ｔ_１にモータ１２ａ，１２ｂに対して電力の供給を開始し、時間ｔ_４にモータ１２ａ，１２ｂに対する電力の供給を終了し、時間ｔ_５に再びモータ１２ａ，１２ｂに対して電力の供給を開始する。このように、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ，１０ｂは、同一の期間（ｔ_４−ｔ_１）における電力の供給、及び同一の期間（ｔ_５−ｔ_４）における電力の供給の停止を繰り返す。

また、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｃは、時間ｔ_１にモータ１２ｃに対して電力の供給を開始し、時間ｔ_２にモータ１２ｃに対する電力の供給を終了し、時間ｔ_３に電力の供給を開始し、時間ｔ_４に電力の供給を終了し、時間ｔ_５に再び電力の供給を開始する。このように、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｃは、期間（ｔ_２−ｔ_１）における電力の供給、期間（ｔ_３−ｔ_２）における電力の供給の停止、期間（ｔ_４−ｔ_３）における電力の供給、期間（ｔ_５−ｔ_４）における電力の供給の停止を繰り返す。

また、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｄは、時間ｔ_２より後であって時間ｔ_３より前にモータ１２ｄに対して電力の供給を開始し、時間ｔ_３より前にモータ１２ｄに対する電力の供給を終了し、時間ｔ_５より後であってＤＣ／ＤＣ電源１０ｃの電力供給が終了した後に、電力の供給を再び開始する。このように、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｄは、設定されているタイミング及び期間で、電力の供給及び電力の供給の停止を繰り返す。

したがって、例えばＡＣ／ＤＣ電源４が出力する最大電力を６ｋＷ、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａが出力する最大電力を３ｋＷ、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｂが出力する最大電力を２ｋＷ、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｃが出力する最大電力を１ｋＷ、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｄが出力する最大電力を１ｋＷとしたとき、ＡＣ／ＤＣ電源４の最大電力６ｋＷは、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄの最大電力の和３＋２＋１＋１＝７ｋＷより小さい。しかしながら、図２に示すように、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｃがモータ１２ｃに対して電力を供給している間、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｄは、モータ１２ｄに対して電力を供給していない。即ち、例えば時間ｔ_１〜ｔ_２及びｔ_３〜ｔ_４の間は、ＡＣ／ＤＣ電源４は、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｃに対してのみ電力を供給すればよく、時間ｔ_１〜ｔ_２及びｔ_３〜ｔ_４の間にＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｃが出力する最大電力３＋２＋１＝６ｋＷは、ＡＣ／ＤＣ電源４が出力可能な最大電力６ｋＷを超えない。一方、例えば時間ｔ_２〜ｔ_３の間は、ＡＣ／ＤＣ電源４は、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ，１０ｂ，１０ｄに対してのみ電力を供給すればよく、時間ｔ_２〜ｔ_３の間にＤＣ／ＤＣ電源１０ａ，１０ｂ，１０ｄが出力する最大電力３＋２＋１＝６ｋＷは、ＡＣ／ＤＣ電源４が出力可能な最大電力６ｋＷを超えない。

このように、ＡＣ／ＤＣ電源４において出力可能な最大電力が、選択されたＤＣ／ＤＣ電源において出力可能な最大電力の和よりより小さく、かつ選択されたＤＣ／ＤＣ電源の各時間において出力する最大電力の和が、ＡＣ／ＤＣ電源４において出力可能な最大電力を超えないように、電力を出力するタイミングや期間が異なるＤＣ／ＤＣ電源を選択する。なお、この実施の形態では、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄを選択しているが、２個、３個、または５個以上のＤＣ／ＤＣ電源を選択してもよい。また、この実施の形態では、同一のタイミング及び期間で電力を出力するＤＣ／ＤＣ電源１０ａ，１０ｂを選択しているが、選択されるすべてのＤＣ／ＤＣ電源の電力を出力するタイミング及び期間が異なっていてもよい。また、すべてのＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄが電力を出力しない期間（例えば時間ｔ_４〜ｔ_５の間）に、６ｋＷ以下の電力を出力するＤＣ／ＤＣ電源が存在するのであれば、そのＤＣ／ＤＣ電源を追加して選択することもできる。

次に、選択されたＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄをＡＣ／ＤＣ電源４に接続する。具体的には、図１に示すように、ＳＷ８ａ〜８ｄを介して接続し、例えば時間ｔ_１〜ｔ_２、ｔ_３〜ｔ_４の間は、ＳＷ８ａ〜８ｃを閉じ、ＳＷ８ｄを開くことによりＡＣ／ＤＣ電源４とＤＣ／ＤＣ電源１０ｄとの間の回線を切断し、ＡＣ／ＤＣ電源４がＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｃに対してのみ電力を供給できるよう設定する。一方、例えば時間ｔ_２〜ｔ_３の間は、ＳＷ８ａ，８ｂ，８ｄを閉じ、ＳＷ８ｃを開くことによりＡＣ／ＤＣ電源４とＤＣ／ＤＣ電源１０ｃとの間の回線を切断し、ＡＣ／ＤＣ電源４がＤＣ／ＤＣ電源１０ａ，１０ｂ，１０ｄに対してのみ電力を供給できるよう設定する。なお、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｅ〜１０ｈも、同様の方法により選択され、ＡＣ／ＤＣ電源６に接続される。

この実施の形態に係る電源接続方法によれば、ＡＣ／ＤＣ電源４，６の出力可能な最大電力が、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄ，１０ｅ〜１０ｈの出力可能な最大電力の和より小さく、かつＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄ，１０ｅ〜１０ｈの各時間において出力する電力の和が、ＡＣ／ＤＣ電源４，６の出力可能な最大電力を超えないように、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｄ，１０ｅ〜１０ｈを選択し、ＡＣ／ＤＣ電源４，６に接続するため、電源装置が備えるＡＣ／ＤＣ電源の数を減少させることができる。

即ち、従来においては、ＤＣ／ＤＣ電源の出力可能な最大電力の和がＡＣ／ＤＣ電源の出力可能な最大電力を超えないように、ＤＣ／ＤＣ電源を選択し、ＡＣ／ＤＣ電源に接続していた。例えば、６ｋＷの電力を出力可能なＡＣ／ＤＣ電源４には、３ｋＷの電力を出力可能なＤＣ／ＤＣ電源１０ａ、２ｋＷの電力を出力可能なＤＣ／ＤＣ電源１０ｂ、１ｋＷの電力を出力可能なＤＣ／ＤＣ電源１０ｃが接続されており、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｄに電力を供給するＡＣ／ＤＣ電源を追加して設ける必要があった。しかしながら、この実施の形態では、各ＤＣ／ＤＣ電源の電力を出力するタイミングや期間を考慮して、組み合わせて、ＡＣ／ＤＣ電源４，６に接続するため、ＡＣ／ＤＣ電源の数を最小限に抑えることができ、ＡＣ／ＤＣ電源の数を最小限に抑えることによる低コスト化及び省スペース化を図ることができる。

また、従来においては、ステージの動作系統に基づいてＤＣ／ＤＣ電源を組み合わせ、ＡＣ／ＤＣ電源に接続し、電力を出力する間のみＡＣ／ＤＣ電源をオンにする等の制御を行い、ＡＣ／ＤＣ電源をオフすることにより回線に接続されている部品の交換等を行っていた。それに対し、この実施の形態においては、電力を出力するタイミングや期間に基づいてＤＣ／ＤＣ電源を組み合わせ、ＡＣ／ＤＣ電源に接続しているが、ＳＷ８ａ〜８ｈの開閉を制御することにより、個々のＤＣ／ＤＣ電源への電力の供給のタイミングや期間を制御することができ、かつ例えばＳＷ８ａ〜８ｃを閉じてＳＷ８ｄを開くことにより、ＤＣ／ＤＣ電源１０ａ〜１０ｃ及びモータ１２ａ〜１２ｃの稼動を妨げることなく、ＤＣ／ＤＣ電源１０ｄやモータ１２ｄの交換等を行うことができる。

２…電源装置、４，６…ＡＣ／ＤＣ電源、８ａ〜８ｈ…スイッチ（ＳＷ）、１０ａ〜１０ｈ…ＤＣ／ＤＣ電源、１２ａ〜１２ｈ…モータ。

Claims

ベースに対してステージを移動させる複数のモータのそれぞれに接続される複数の下流電源の電源接続方法であって、
少なくとも２つの上流電源の中の１の上流電源の前記下流電源に対して供給する最大電力が、前記１の上流電源に接続される少なくとも２つ以上の下流電源の前記モータに対して供給する最大電力の和より小さく、かつ前記少なくとも２つ以上の下流電源の各時間における前記モータに対して供給する電力の和が、前記１の上流電源の前記下流電源に対して供給する最大電力を超えないように、前記１の上流電源に接続する前記少なくとも２つ以上の下流電源を選択し、
選択された前記少なくとも２つ以上の下流電源を前記１の上流電源に接続することを特徴とする電源接続方法。