JP3176766B2 - 位置決めテーブル装置 - Google Patents
位置決めテーブル装置Info
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- coils
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械、半導体露光
装置などに使用する位置決めテーブル装置に係り、特に
テーブルの位置を検出する位置検出器と、テーブルの位
置に応じて選択的にコイルに通電される多相型のモータ
を備えた位置決めテーブル装置に関する。
装置などに使用する位置決めテーブル装置に係り、特に
テーブルの位置を検出する位置検出器と、テーブルの位
置に応じて選択的にコイルに通電される多相型のモータ
を備えた位置決めテーブル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の位置決めテーブル装置の
概略構成図である。この図に示すような従来の位置決め
テーブル装置は、４相のコイルを一直線上に並べたリニ
アモータコイル１０４を備えている。リニアモータコイ
ル１０４はコイル支持部材１０３に支持されており、リ
ニアモータコイル１０４を構成するコイルの並ぶ方向と
平行に、一対のガイド１０２が設けられている。ガイド
１０２には上下一対のテーブル天板１０１が案内部１１
２を介してリニアモータコイル１０４を挟持するように
取り付けられており、上下一対のテーブル天板１０１は
ガイド１０２によって前記コイルの並ぶ方向に摺動自在
に案内される。案内部１１２としては、位置決め精度や
メンテナンス性を考慮し、転がり、摺動、静圧案内など
が適宜用いられる。上下一対のテーブル天板１０１の各
々には可動磁石１０５が取り付けられ、可動磁石１０５
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つ並べて構成されている。そして各可動磁石１０５は
リニアモータコイル１０４を介して互いに異なる極性ど
うし向い合うようにしてテーブル天板１０１に取り付け
られている。
概略構成図である。この図に示すような従来の位置決め
テーブル装置は、４相のコイルを一直線上に並べたリニ
アモータコイル１０４を備えている。リニアモータコイ
ル１０４はコイル支持部材１０３に支持されており、リ
ニアモータコイル１０４を構成するコイルの並ぶ方向と
平行に、一対のガイド１０２が設けられている。ガイド
１０２には上下一対のテーブル天板１０１が案内部１１
２を介してリニアモータコイル１０４を挟持するように
取り付けられており、上下一対のテーブル天板１０１は
ガイド１０２によって前記コイルの並ぶ方向に摺動自在
に案内される。案内部１１２としては、位置決め精度や
メンテナンス性を考慮し、転がり、摺動、静圧案内など
が適宜用いられる。上下一対のテーブル天板１０１の各
々には可動磁石１０５が取り付けられ、可動磁石１０５
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つ並べて構成されている。そして各可動磁石１０５は
リニアモータコイル１０４を介して互いに異なる極性ど
うし向い合うようにしてテーブル天板１０１に取り付け
られている。
【０００３】また、ガイド１０２の側方にはテーブル天
板１０１の位置を検出するリニアスケールなどの位置検
出器１０６が設けられている。位置検出器１０６にはテ
ーブルの位置信号を得るカウンタユニット１０７が接続
され、カウンタユニット１０７には各コイル相を切り替
えるための相切り替えコントローラ１０９が接続されて
いる。相切り替えコントローラ１０９は、カウンタユニ
ット１０７からのテーブルの位置信号に応じて、スイッ
チ１１０を切り替え制御するものである。各スイッチ１
１０ごとにはコイル相が電流アンプ１１１を介して接続
されており、相切り替えコントローラ１０９から出力さ
れるコイル選択信号によりスイッチ１１０が切り替え制
御されて各コイルへの通電が切り替えられる。また、カ
ウンタユニット１０７にはテーブルの目標位置とカウン
タユニット１０７から得られる現在位置との差分を演算
し、各スイッチ１１０へ指令値として出力するサーボコ
ントローラ１０８が接続されている。
板１０１の位置を検出するリニアスケールなどの位置検
出器１０６が設けられている。位置検出器１０６にはテ
ーブルの位置信号を得るカウンタユニット１０７が接続
され、カウンタユニット１０７には各コイル相を切り替
えるための相切り替えコントローラ１０９が接続されて
いる。相切り替えコントローラ１０９は、カウンタユニ
ット１０７からのテーブルの位置信号に応じて、スイッ
チ１１０を切り替え制御するものである。各スイッチ１
１０ごとにはコイル相が電流アンプ１１１を介して接続
されており、相切り替えコントローラ１０９から出力さ
れるコイル選択信号によりスイッチ１１０が切り替え制
御されて各コイルへの通電が切り替えられる。また、カ
ウンタユニット１０７にはテーブルの目標位置とカウン
タユニット１０７から得られる現在位置との差分を演算
し、各スイッチ１１０へ指令値として出力するサーボコ
ントローラ１０８が接続されている。
【０００４】ここで、従来の位置決めテーブル装置にお
けるリニアモータコイルの通電パターンを示す。図７は
従来の位置決めテーブル装置に備えられたリニアモータ
コイルの通電パターンを示した図である。図中におい
て、リニアモータコイルを構成する４つのコイルを図中
左から便宜上コイル１乃至コイル４とする。また記号Ａ
およびＢはコイルに流れる電流の向きを示し、記号Ａは
図面正面から見て奥向きの電流の向きを示し、記号Ｂは
図面正面から見て手前向きの電流を示している。
けるリニアモータコイルの通電パターンを示す。図７は
従来の位置決めテーブル装置に備えられたリニアモータ
コイルの通電パターンを示した図である。図中におい
て、リニアモータコイルを構成する４つのコイルを図中
左から便宜上コイル１乃至コイル４とする。また記号Ａ
およびＢはコイルに流れる電流の向きを示し、記号Ａは
図面正面から見て奥向きの電流の向きを示し、記号Ｂは
図面正面から見て手前向きの電流を示している。
【０００５】図７の（ａ）〜（ｈ）に示すように可動磁
石１０５の位置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１０５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。
石１０５の位置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１０５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。
【０００６】
【発明が解決しようしている課題】しかしながら、上記
従来例では予め定められた位置でオン・オフのデジタル
信号により切り替えられるスイッチにより、コイルを一
相ずつ切り替えていく制御構成のため、切り替え時にモ
ータ電流が大きく低下してしまうという問題点があっ
た。
従来例では予め定められた位置でオン・オフのデジタル
信号により切り替えられるスイッチにより、コイルを一
相ずつ切り替えていく制御構成のため、切り替え時にモ
ータ電流が大きく低下してしまうという問題点があっ
た。
【０００７】図８は従来例の電流フィードバック（以下
ＦＢと記す）部の詳細図である。簡単に動作を説明する
ためコイル１，２のみを記す。１２０は、モータに電流
を供給するゲイン１０００倍のパワーオペアンプ、１２
１はモータコイルの電位差より電流値を検出するオペア
ンプ、１２２は各出力の飽和を表わす。この例では、パ
ワーオペアンプの出力は±２８Ｖで飽和し、オペアンプ
１２１は±１２Ｖで飽和するものとする。
ＦＢと記す）部の詳細図である。簡単に動作を説明する
ためコイル１，２のみを記す。１２０は、モータに電流
を供給するゲイン１０００倍のパワーオペアンプ、１２
１はモータコイルの電位差より電流値を検出するオペア
ンプ、１２２は各出力の飽和を表わす。この例では、パ
ワーオペアンプの出力は±２８Ｖで飽和し、オペアンプ
１２１は±１２Ｖで飽和するものとする。
【０００８】図９（ａ）〜（ｄ）は、時刻１０ｍｓｅｃ
に通電すべきコイルをコイル１からコイル２へ切り替え
た場合の各部の波形を示す。サーボコントローラ１０８
からは３Ａの電流を流すように指令が出ているものとす
る。相切り替えコントローラ１０９からはスイッチ１１
０を切り替えるオン・オフのデジタル信号が出力され、
その結果各コイルには図９（ａ）（ｂ）に示すようにス
テップ的な指令が与えられる。しかし、電流ループ中に
は飽和要素１２２が存在するため、図９（ｃ）に示すよ
うに、パワーオペアンプの出力に飽和が見られる。その
ため、電流１，２はステップ指令には追従できず、図９
（ａ）（ｂ）のような応答を示す。
に通電すべきコイルをコイル１からコイル２へ切り替え
た場合の各部の波形を示す。サーボコントローラ１０８
からは３Ａの電流を流すように指令が出ているものとす
る。相切り替えコントローラ１０９からはスイッチ１１
０を切り替えるオン・オフのデジタル信号が出力され、
その結果各コイルには図９（ａ）（ｂ）に示すようにス
テップ的な指令が与えられる。しかし、電流ループ中に
は飽和要素１２２が存在するため、図９（ｃ）に示すよ
うに、パワーオペアンプの出力に飽和が見られる。その
ため、電流１，２はステップ指令には追従できず、図９
（ａ）（ｂ）のような応答を示す。
【０００９】この両者の和がモータ電流となるため、図
９（ｄ）のように切り替え時に大きく電流が低下する。
モータトルク（推力）は、この電流値に比例するため、
切り替え時にトルクの低下が発生する。
９（ｄ）のように切り替え時に大きく電流が低下する。
モータトルク（推力）は、この電流値に比例するため、
切り替え時にトルクの低下が発生する。
【００１０】こうしたトルクの低下（相の切り替え）
が、定速移動時および目標値付近で発生した場合の問題
点を以下に示す。図１０は、テーブルが移動中にトルク
の低下がない場合を示したグラフであり、図１１はトル
クの低下（相の切り替え）がある場合のグラフである。
が、定速移動時および目標値付近で発生した場合の問題
点を以下に示す。図１０は、テーブルが移動中にトルク
の低下がない場合を示したグラフであり、図１１はトル
クの低下（相の切り替え）がある場合のグラフである。
【００１１】図１０に示したトルクの低下のない場合の
グラフと比較して、図１１に示したグラフでは、トルク
の低下があるとサーボ特性（追従性）が悪くなってテー
ブルの位置が振動的になっていることがわかる。
グラフと比較して、図１１に示したグラフでは、トルク
の低下があるとサーボ特性（追従性）が悪くなってテー
ブルの位置が振動的になっていることがわかる。
【００１２】半導体露光装置にて、定速移動中に露光
（スキャン）動作を行なう場合、こうした速度ムラは回
路パターンの焼付け精度を悪化させるため好ましくな
い。また、目標位置付近でトルクムラがあると位置決め
精度の低下、位置決め時間の延長等制御系へ悪影響を及
ぼし好ましくなかった。
（スキャン）動作を行なう場合、こうした速度ムラは回
路パターンの焼付け精度を悪化させるため好ましくな
い。また、目標位置付近でトルクムラがあると位置決め
精度の低下、位置決め時間の延長等制御系へ悪影響を及
ぼし好ましくなかった。
【００１３】本発明は上記従来技術にかかる問題点に鑑
みてなされたものであって、多相型のモータにおける相
切り替え時のトルクの低下を極力小さく抑えることがで
き、このため位置決め精度が高く、位置決め時間の短い
位置決めテーブル装置を提供することを目的としてい
る。
みてなされたものであって、多相型のモータにおける相
切り替え時のトルクの低下を極力小さく抑えることがで
き、このため位置決め精度が高く、位置決め時間の短い
位置決めテーブル装置を提供することを目的としてい
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明では、テーブルの位置を検出する位置検出器
と、前記テーブルを移動させるための推力を発生する多
相型モータと、前記多相型モータの各コイルに対する電
流値を指令するサーボコントローラと、前記多相型モー
タの各コイルの中から電流が供給されるコイルを前記位
置検出器によって検出されている前記テーブルの位置に
応じて選択する相切り替えコントローラと、前記相切り
替えコントローラによって選択されたコイルに通電され
る電流を前記サーボコントローラからの電流指令値に一
致させるように制御するサーボ回路とを有する位置決め
テーブル装置において、前記相切り替えコントローラか
らのコイル選択指令値の変化を緩やかにするフィルタ回
路と、前記フィルタ回路からの緩やかに変化するコイル
選択指令値を前記サーボコントローラからの電流指令値
に乗算する乗算器とを有し、コイル切り替え時に前記サ
ーボ回路は前記乗算器の乗算結果に基づいて切り替え対
象となる２つのコイルへの通電を両コイルの合成電流値
が実質的に変化しないように制御することを特徴とす
る。
の本発明では、テーブルの位置を検出する位置検出器
と、前記テーブルを移動させるための推力を発生する多
相型モータと、前記多相型モータの各コイルに対する電
流値を指令するサーボコントローラと、前記多相型モー
タの各コイルの中から電流が供給されるコイルを前記位
置検出器によって検出されている前記テーブルの位置に
応じて選択する相切り替えコントローラと、前記相切り
替えコントローラによって選択されたコイルに通電され
る電流を前記サーボコントローラからの電流指令値に一
致させるように制御するサーボ回路とを有する位置決め
テーブル装置において、前記相切り替えコントローラか
らのコイル選択指令値の変化を緩やかにするフィルタ回
路と、前記フィルタ回路からの緩やかに変化するコイル
選択指令値を前記サーボコントローラからの電流指令値
に乗算する乗算器とを有し、コイル切り替え時に前記サ
ーボ回路は前記乗算器の乗算結果に基づいて切り替え対
象となる２つのコイルへの通電を両コイルの合成電流値
が実質的に変化しないように制御することを特徴とす
る。
【００１５】本発明の好ましい実施例では、前記コイル
選択指令値はデジタル値であり、前記フィルタ回路は前
記コイル選択指令値に対して遅延処理を行う。
選択指令値はデジタル値であり、前記フィルタ回路は前
記コイル選択指令値に対して遅延処理を行う。
【００１６】また、前記フィルタ回路の遅延処理による
遅延時間は前記サーボ回路内のパワーオペアンプが飽和
しないように決定される。さらに、前記乗算器は前記多
相型モータの各コイルごとに設けられる。
遅延時間は前記サーボ回路内のパワーオペアンプが飽和
しないように決定される。さらに、前記乗算器は前記多
相型モータの各コイルごとに設けられる。
【００１７】
【作用および効果】上記構成によれば、予め定められた
通電パターンに基づいてコイルを順次切り替えながらテ
ーブルを移動させる際、コイルを駆動するサーボ回路へ
の電流指令値を緩やかに変化させ、切り替え前後の各コ
イルの合成電流値が実質的に一定となるようにしたた
め、従来のような切り替え時のトルクの低下を極力小さ
く抑えることが可能となった。
通電パターンに基づいてコイルを順次切り替えながらテ
ーブルを移動させる際、コイルを駆動するサーボ回路へ
の電流指令値を緩やかに変化させ、切り替え前後の各コ
イルの合成電流値が実質的に一定となるようにしたた
め、従来のような切り替え時のトルクの低下を極力小さ
く抑えることが可能となった。
【００１８】本発明の好ましい実施例においては、各コ
イルの電流指令値とコイル選択信号とを乗算する手段を
設け、コイル切り替え直後に電流ループが飽和しないよ
うにコイル選択信号を遅延させることにより、特に良好
な結果が得られた。
イルの電流指令値とコイル選択信号とを乗算する手段を
設け、コイル切り替え直後に電流ループが飽和しないよ
うにコイル選択信号を遅延させることにより、特に良好
な結果が得られた。
【００１９】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。 （第１の実施例）図１は本発明の位置決めテーブル装置
の第１実施例の概略構成図である。この図に示すような
本発明の位置決めテーブル装置は、従来技術と同様に４
相のコイルを一直線上に並べたリニアモータコイル４を
備えている。リニアモータコイル４はコイル支持部材３
に支持されており、リニアモータコイル４を構成するコ
イルの並ぶ方向と平行に、一対のガイド２が設けられて
いる。ガイド２には上下一対のテーブル天板１が案内部
１２を介してリニアモータコイル４を挟持するように取
り付けられており、上下一対のテーブル天板１はガイド
２によって前記コイルの並ぶ方向に摺動自在に案内され
る。案内部１２としては、位置決め精度やメンテナンス
性を考慮し、転がり、摺動、静圧案内などが用いられ
る。上下一対のテーブル天板１の各々には可動磁石５が
取り付けられ、可動磁石５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つ並べて構成されている。
そして各可動磁石５はリニアモータコイル４を介して互
いに異なる極性どうし向き合うようにしてテーブル天板
１に取り付けられている。
説明する。 （第１の実施例）図１は本発明の位置決めテーブル装置
の第１実施例の概略構成図である。この図に示すような
本発明の位置決めテーブル装置は、従来技術と同様に４
相のコイルを一直線上に並べたリニアモータコイル４を
備えている。リニアモータコイル４はコイル支持部材３
に支持されており、リニアモータコイル４を構成するコ
イルの並ぶ方向と平行に、一対のガイド２が設けられて
いる。ガイド２には上下一対のテーブル天板１が案内部
１２を介してリニアモータコイル４を挟持するように取
り付けられており、上下一対のテーブル天板１はガイド
２によって前記コイルの並ぶ方向に摺動自在に案内され
る。案内部１２としては、位置決め精度やメンテナンス
性を考慮し、転がり、摺動、静圧案内などが用いられ
る。上下一対のテーブル天板１の各々には可動磁石５が
取り付けられ、可動磁石５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つ並べて構成されている。
そして各可動磁石５はリニアモータコイル４を介して互
いに異なる極性どうし向き合うようにしてテーブル天板
１に取り付けられている。
【００２０】また、ガイド２の側方にはテーブル天板１
の位置を検出するリニアスケールなどの位置検出器６が
設けられている。位置検出器６にはテーブルの位置信号
を得るカウンタユニット７が接続され、カウンタユニッ
ト７には各コイル相を切り替えるための相切り替えコン
トローラ９が接続されている。相切り替えコントローラ
９は、カウンタユニット７からのテーブルの位置信号に
応じて通電すべきコイルを切り替えるための各コイルご
とのコイル選択信号（オン・オフ信号）を出力するもの
である。各コイルごとのコイル選択信号は各コイルごと
に設けられた各乗算器１９の一方の入力端に入力され
る。乗算器１９にはコイル相が電流アンプ１１を介して
接続されており、相切り替えコントローラ９からのコイ
ル選択信号（オン・オフ信号）により乗算器１９の出力
がオン・オフされて各コイル相への通電が切り替えられ
る。また、カウンタユニット７にはテーブルの目標位置
とカウンタユニット７から得られる現在位置との差分を
演算し、各電流アンプ１１へ指令値として出力するサー
ボコントローラ８が接続されている。
の位置を検出するリニアスケールなどの位置検出器６が
設けられている。位置検出器６にはテーブルの位置信号
を得るカウンタユニット７が接続され、カウンタユニッ
ト７には各コイル相を切り替えるための相切り替えコン
トローラ９が接続されている。相切り替えコントローラ
９は、カウンタユニット７からのテーブルの位置信号に
応じて通電すべきコイルを切り替えるための各コイルご
とのコイル選択信号（オン・オフ信号）を出力するもの
である。各コイルごとのコイル選択信号は各コイルごと
に設けられた各乗算器１９の一方の入力端に入力され
る。乗算器１９にはコイル相が電流アンプ１１を介して
接続されており、相切り替えコントローラ９からのコイ
ル選択信号（オン・オフ信号）により乗算器１９の出力
がオン・オフされて各コイル相への通電が切り替えられ
る。また、カウンタユニット７にはテーブルの目標位置
とカウンタユニット７から得られる現在位置との差分を
演算し、各電流アンプ１１へ指令値として出力するサー
ボコントローラ８が接続されている。
【００２１】そして、相切り替えコントローラ９の、各
コイルをオン・オフするデジタル出力のコイル選択信号
出力端子には、フィルタ回路１３が接続されている。こ
のフィルタ回路１３によりフィルタ処理（遅延処理）を
施したコイル選択信号とサーボコントローラ８からの各
コイルの電流指令値とは、乗算器１９により乗算され、
電流アンプ１１への電流指令値信号となる。図１の装置
においては、このフィルタ回路１３により、上記電流指
令値信号、すなわち各コイルの相切り替え時のスイッチ
ング特性を制御できるようになる。なお、各コイルの通
電パターンは、従来例における図７のものと同じでよ
い。
コイルをオン・オフするデジタル出力のコイル選択信号
出力端子には、フィルタ回路１３が接続されている。こ
のフィルタ回路１３によりフィルタ処理（遅延処理）を
施したコイル選択信号とサーボコントローラ８からの各
コイルの電流指令値とは、乗算器１９により乗算され、
電流アンプ１１への電流指令値信号となる。図１の装置
においては、このフィルタ回路１３により、上記電流指
令値信号、すなわち各コイルの相切り替え時のスイッチ
ング特性を制御できるようになる。なお、各コイルの通
電パターンは、従来例における図７のものと同じでよ
い。
【００２２】図２は本発明の電流フィードバック部の詳
細図である。簡単に動作を説明するためにコイル１，２
のみを記す。
細図である。簡単に動作を説明するためにコイル１，２
のみを記す。
【００２３】ここでは、ローコストで実用的なフィルタ
回路として、抵抗ＲとコンデンサＣによるローパスフィ
ルタを用いた。オン・オフのデジタル信号が、このＲＣ
のローパスフィルタを通ってサーボコントローラ８から
の電流指令値と乗算されるため、電流アンプに入力され
る電流指令値信号は図３（ａ）（ｂ）のように遅延時間
（時定数）ｔの緩やかな充放電曲線となる。こうした緩
やかな指令値に対しては、図３（ｃ）のようにパワーオ
ペアンプの出力が飽和することもなく、電流値は指令値
に追従する。この切り替え時の両コイルの電流曲線を加
算すると、図３（ｄ）に示すように電流値はリップルが
除去された平坦な特性となるため、その結果モータトル
クの低下を抑えることができる。
回路として、抵抗ＲとコンデンサＣによるローパスフィ
ルタを用いた。オン・オフのデジタル信号が、このＲＣ
のローパスフィルタを通ってサーボコントローラ８から
の電流指令値と乗算されるため、電流アンプに入力され
る電流指令値信号は図３（ａ）（ｂ）のように遅延時間
（時定数）ｔの緩やかな充放電曲線となる。こうした緩
やかな指令値に対しては、図３（ｃ）のようにパワーオ
ペアンプの出力が飽和することもなく、電流値は指令値
に追従する。この切り替え時の両コイルの電流曲線を加
算すると、図３（ｄ）に示すように電流値はリップルが
除去された平坦な特性となるため、その結果モータトル
クの低下を抑えることができる。
【００２４】ここでは、コイル１と２の合成電流が実質
的に変化しないように各電流指令値信号波形を設定する
必要がある。そのためには、遅延時間ｔは電流ループが
飽和しないように設定するのが好ましい。
的に変化しないように各電流指令値信号波形を設定する
必要がある。そのためには、遅延時間ｔは電流ループが
飽和しないように設定するのが好ましい。
【００２５】
（第２の実施例）図４は本発明の位置決めテーブル装置
の第２の実施例の概略構成図である。本実施例の装置は
第１の実施例に示す装置構成とほとんど同様であるの
で、本実施例では第１の実施例と異なる構成について説
明する。
の第２の実施例の概略構成図である。本実施例の装置は
第１の実施例に示す装置構成とほとんど同様であるの
で、本実施例では第１の実施例と異なる構成について説
明する。
【００２６】本発明の位置決めテーブル装置は、相切り
替えのために位置検出器６とは別に磁気式や光学式の位
置検出素子１４を配置する場合が考えられる。
替えのために位置検出器６とは別に磁気式や光学式の位
置検出素子１４を配置する場合が考えられる。
【００２７】例えば図４に示すように、本発明の装置に
備えられたリニアモータコイル４を構成する各コイルの
中心部には、磁界を検出できるホール素子１４がそれぞ
れ配置されている。各ホール素子１４は相切り替えコン
トローラ９と接続されており、ホール素子１４に対する
磁界が可動磁石５によって加えられると、ホール素子１
４は忠実に可動磁石５の磁極の位置を検出して電気信号
に変換し、この電気信号を相切り替えコントローラ９に
出力する。これにより相切り替えコントローラ９は、第
１実施例と同様にテーブルの位置に応じてコイル相を順
次通電オンすることが可能となる。
備えられたリニアモータコイル４を構成する各コイルの
中心部には、磁界を検出できるホール素子１４がそれぞ
れ配置されている。各ホール素子１４は相切り替えコン
トローラ９と接続されており、ホール素子１４に対する
磁界が可動磁石５によって加えられると、ホール素子１
４は忠実に可動磁石５の磁極の位置を検出して電気信号
に変換し、この電気信号を相切り替えコントローラ９に
出力する。これにより相切り替えコントローラ９は、第
１実施例と同様にテーブルの位置に応じてコイル相を順
次通電オンすることが可能となる。
【００２８】そして、相切り替えコントローラから出力
される、各コイルをオン・オフするデジタル出力のコイ
ル選択信号には、フィルタ回路１３が接続されている。
このフィルタ回路を施したコイル選択信号と各コイルの
電流指令は、乗算器１９により乗算される。このフィル
タ回路により、各コイルのスイッチング特性を制御でき
るようになる。
される、各コイルをオン・オフするデジタル出力のコイ
ル選択信号には、フィルタ回路１３が接続されている。
このフィルタ回路を施したコイル選択信号と各コイルの
電流指令は、乗算器１９により乗算される。このフィル
タ回路により、各コイルのスイッチング特性を制御でき
るようになる。
【００２９】このため、本実施例においてもトルクの低
下を従来と比べて極力小さく抑えることができる。
下を従来と比べて極力小さく抑えることができる。
【００３０】以上説明した第１および第２の実施例にお
いては、位置検出器６として光学式または磁気式のリニ
アスケールを使用したが、半導体露光装置などの高精度
な位置決めテーブル装置においては高分解能なレーザ測
長器を使用したほうがより好ましい。
いては、位置検出器６として光学式または磁気式のリニ
アスケールを使用したが、半導体露光装置などの高精度
な位置決めテーブル装置においては高分解能なレーザ測
長器を使用したほうがより好ましい。
【００３１】更に本発明は図５に示す円上に多相のモー
タコイルを備えた回転型のステージ装置においても適用
可能である。図５は回転型ステージ装置の斜視図であ
る。この図に示すような回転テーブル天板１５下部に可
動磁石１６を配置し、位置検出器１８により得られる位
置信号に応じて、分割されたモータコイル１７上を回転
するステージにおいても、本発明の手段が同様に適用で
きる。
タコイルを備えた回転型のステージ装置においても適用
可能である。図５は回転型ステージ装置の斜視図であ
る。この図に示すような回転テーブル天板１５下部に可
動磁石１６を配置し、位置検出器１８により得られる位
置信号に応じて、分割されたモータコイル１７上を回転
するステージにおいても、本発明の手段が同様に適用で
きる。
【００３２】以上説明したように本実施例では、各コイ
ルの電流指令値とコイル選択信号とを乗算する手段を設
け、これにより切り替え時のトルク（推力）の低下を小
さく抑えることで、定速移動時の速度ムラを小さくで
き、また位置決め精度、位置決め時間等制御系に悪影響
を及ぼすことがなくなる。
ルの電流指令値とコイル選択信号とを乗算する手段を設
け、これにより切り替え時のトルク（推力）の低下を小
さく抑えることで、定速移動時の速度ムラを小さくで
き、また位置決め精度、位置決め時間等制御系に悪影響
を及ぼすことがなくなる。
【図１】 本発明の位置決めテーブル装置の第一実施例
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図２】 本発明の位置決めテーブル装置の電流フィー
ドバック部詳細図および各部の信号波形である。
ドバック部詳細図および各部の信号波形である。
【図３】 本発明の位置決めテーブル装置の電流フィー
ドバック部詳細図および各部の信号波形である。
ドバック部詳細図および各部の信号波形である。
【図４】 本発明の位置決めテーブル装置の第２の実施
例の概略構成図である。
例の概略構成図である。
【図５】 回転型ステージ装置の斜視図である。
【図６】 従来の位置決めテーブル装置の概略構成図で
ある。
ある。
【図７】 従来の位置決めテーブル装置に備えられたリ
ニアモータコイルの通電パターンを示した図である。
ニアモータコイルの通電パターンを示した図である。
【図８】 従来の位置決めテーブル装置の電流フィード
バック部詳細図および各部の信号波形である。
バック部詳細図および各部の信号波形である。
【図９】 従来の位置決めテーブル装置の電流フィード
バック部詳細図および各部の信号波形である。
バック部詳細図および各部の信号波形である。
【図１０】 テーブル移動時にトルクの低下がない場合
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図１１】 テーブル移動時にトルクの低下（相の切り
替え）がある場合のグラフである。
替え）がある場合のグラフである。
１：テーブル天板、２：ガイド、３：コイル支持部材、
４：リニアモータコイル、５，１６：可動磁石、６：位
置検出器（リニアスケール）、７：カウンタ・ユニッ
ト、８：サーボコントローラ、９：相切り替えコントロ
ーラ、１０：スイッチ、１１：電流アンプ、１２：案内
部、１３：フィルタ回路、１４：ホール素子、１５：回
転テーブル天板、１７：モータコイル、１８：位置検出
器（ロータリエンコーダ）、１９：乗算器、２０：パワ
ーオペアンプ、２１：オペアンプ、２２：飽和要素。
４：リニアモータコイル、５，１６：可動磁石、６：位
置検出器（リニアスケール）、７：カウンタ・ユニッ
ト、８：サーボコントローラ、９：相切り替えコントロ
ーラ、１０：スイッチ、１１：電流アンプ、１２：案内
部、１３：フィルタ回路、１４：ホール素子、１５：回
転テーブル天板、１７：モータコイル、１８：位置検出
器（ロータリエンコーダ）、１９：乗算器、２０：パワ
ーオペアンプ、２１：オペアンプ、２２：飽和要素。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−290347（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−22924（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−237854（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−213258（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−164487（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−290347（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−22412（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−55782（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 3/00 B23Q 15/24
Claims (4)
- 【請求項１】 テーブルの位置を検出する位置検出器
と、前記テーブルを移動させるための推力を発生する多
相型モータと、前記多相型モータの各コイルに対する電
流値を指令するサーボコントローラと、前記多相型モー
タの各コイルの中から電流が供給されるコイルを前記位
置検出器によって検出されている前記テーブルの位置に
応じて選択する相切り替えコントローラと、前記相切り
替えコントローラによって選択されたコイルに通電され
る電流を前記サーボコントローラからの電流指令値に一
致させるように制御するサーボ回路とを有する位置決め
テーブル装置において、前記相切り替えコントローラか
らのコイル選択指令値の変化を緩やかにするフィルタ回
路と、前記フィルタ回路からの緩やかに変化するコイル
選択指令値を前記サーボコントローラからの電流指令値
に乗算する乗算器とを有し、コイル切り替え時に前記サ
ーボ回路は前記乗算器の乗算結果に基づいて切り替え対
象となる２つのコイルへの通電を両コイルの合成電流値
が実質的に変化しないように制御することを特徴とする
位置決めテーブル装置。 - 【請求項２】 前記コイル選択指令値はデジタル値であ
り、前記フィルタ回路は前記コイル選択指令値に対して
遅延処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の位置
決めテーブル装置。 - 【請求項３】 前記フィルタ回路の遅延処理による遅延
時間は前記サーボ回路内のパワーオペアンプが飽和しな
いように決定されることを特徴とする請求項２に記載の
位置決めテーブル装置。 - 【請求項４】 前記乗算器は前記多相型モータの各コイ
ルごとに設けられることを特徴とする請求項１に記載の
位置決めテーブル装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17595993A JP3176766B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 位置決めテーブル装置 |
| EP94304288A EP0632568B1 (en) | 1993-06-24 | 1994-06-14 | Controller for a multiphase motor |
| DE69412719T DE69412719T2 (de) | 1993-06-24 | 1994-06-14 | Steuerung für einen mehrphasigen Motor |
| US08/263,000 US5666038A (en) | 1993-06-24 | 1994-06-21 | Positioning table device including correction of energization electric current to selected coils of a permanent magnet of a drive device |
| KR1019940014509A KR0164620B1 (ko) | 1993-06-24 | 1994-06-24 | 테이블 위치 결정장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17595993A JP3176766B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 位置決めテーブル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07134618A JPH07134618A (ja) | 1995-05-23 |
| JP3176766B2 true JP3176766B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=16005255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17595993A Expired - Fee Related JP3176766B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 位置決めテーブル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3176766B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7276866B2 (en) | 2005-01-31 | 2007-10-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Moving control apparatus and moving control method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4626744B2 (ja) * | 2004-04-22 | 2011-02-09 | 株式会社安川電機 | リニアモータ制御装置および制御方法 |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP17595993A patent/JP3176766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7276866B2 (en) | 2005-01-31 | 2007-10-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Moving control apparatus and moving control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07134618A (ja) | 1995-05-23 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |