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JP2002199782A - Linear motor device, stage device and exposure device using the same, device manufactured using the same, linear motor driving method, stage device driving method, exposure method, and device manufacturing method. - Google Patents

Linear motor device, stage device and exposure device using the same, device manufactured using the same, linear motor driving method, stage device driving method, exposure method, and device manufacturing method.

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Publication number
JP2002199782A
JP2002199782A JP2000399168A JP2000399168A JP2002199782A JP 2002199782 A JP2002199782 A JP 2002199782A JP 2000399168 A JP2000399168 A JP 2000399168A JP 2000399168 A JP2000399168 A JP 2000399168A JP 2002199782 A JP2002199782 A JP 2002199782A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
linear motor
stage
coils
current
exposure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000399168A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shige Morimoto
樹 森本
Toshihisa Tanaka
稔久 田中
Takeyuki Hashimoto
豪之 橋本
Masaya Nagasawa
昌弥 長沢
Hiroshi Meguro
洋 目黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2000399168A priority Critical patent/JP2002199782A/en
Publication of JP2002199782A publication Critical patent/JP2002199782A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70758Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 余分な電力の消費、発熱を抑えつつ位置制御
の残差を最小にできるリニアモータ装置を提供する。 【解決手段】 ステージ装置20のリニアモータ100
には、固定子110側に複数のコイル111…が配列さ
れている。コイル111…とコントローラ26制御部2
00との間には複数のスイッチS01〜S39を具えたコイ
ル切換スイッチ部28U,28V,28Wが設けられて
いる。コントローラ26は、コイル切換スイッチ部28
U,28V,28WによるスイッチS01〜S39のオン/
オフ制御を、ウェハステージ30(可動子110)の駆
動状態(例えば、駆動制御の経過時間t、ステージ位置
X、電流値I、加速度α)に応じて制御する。
(57) [Problem] To provide a linear motor device capable of minimizing a residual of position control while suppressing excessive power consumption and heat generation. A linear motor of a stage device is provided.
Are arranged on the stator 110 side. Coil 111 and controller 26 control unit 2
Between 00 and 00, there are provided coil changeover switches 28U, 28V, 28W having a plurality of switches S01 to S39. The controller 26 includes a coil changeover switch unit 28
ON / OFF of switches S01-S39 by U, 28V, 28W
The off control is controlled according to the driving state of the wafer stage 30 (movable element 110) (for example, the elapsed time t of the driving control, the stage position X, the current value I, and the acceleration α).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータ装
置、これを用いたステージ装置、露光装置、これを用い
て製造されたデバイス、リニアモータの駆動方法、ステ
ージ装置の駆動方法、露光方法、及び、デバイスの製造
方法に関し、特に固定子側に複数のコイルが配置された
ムービングマグネット型のリニアモータ装置及びこれを
用いたステージ装置等に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear motor device, a stage device using the same, an exposure device, a device manufactured using the same, a method for driving a linear motor, a method for driving a stage device, an exposure method, and More particularly, the present invention relates to a moving magnet type linear motor device having a plurality of coils arranged on a stator side, a stage device using the same, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、固定子側に複数のコイルが配
置され、可動子側に複数の磁石が配置されたリニアモー
タ(ムービングマグネット型リニアモータ)が提案され
ている。かかるムービングマグネット型リニアモータ
は、廉価なコイルが移動方向に長い固定子側に配置さ
れ、高価な永久磁石が短い可動子側に配置されて、全体
としてコストを低くできること、及び、電流を供給する
ための配線を可動子側に接続する必要がない等、ムービ
ングコイル型のリニアモータに対して利点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a linear motor (moving magnet type linear motor) in which a plurality of coils are arranged on a stator side and a plurality of magnets are arranged on a mover side. In such a moving magnet type linear motor, an inexpensive coil is disposed on the stator side that is long in the moving direction, and an expensive permanent magnet is disposed on the short mover side, so that the cost can be reduced as a whole, and current is supplied. There is no need to connect wiring for the mover to the mover side, and there is an advantage over a moving coil type linear motor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ムービングマグネット型リニアモータにあっては、固定
子側に配置された全てのコイルに、可動子の移動位置と
は無関係に電流を流す構成となっていたため、可動子の
移動に関与しないコイルにも電流が流れ、電力が余分に
消費されるという不具合があった。
However, the conventional moving magnet type linear motor has a structure in which a current flows through all coils arranged on the stator side irrespective of the moving position of the mover. As a result, a current also flows through a coil that is not involved in the movement of the mover, and there is a problem that power is consumed extra.

【0004】そこで、本件の出願人は、先に、可動子の
移動に関与している固定子側のコイルに、選択的に電流
を流すようにしたリニアモータ装置を提案している(特
願平11−290254号)。このリニアモータ装置で
は、固定子側のコイルのうち、可動子と対向するコイル
に電流を選択的に供給しているため余分な電力の消費、
コイルの発熱を抑えることができる。
Therefore, the applicant of the present application has previously proposed a linear motor device in which a current is selectively supplied to a coil of a stator which is involved in the movement of a mover (Japanese Patent Application No. 2002-214,197). Hei 11-290254). In this linear motor device, among the coils on the stator side, current is selectively supplied to the coil facing the mover, so that extra power is consumed,
Heat generation of the coil can be suppressed.

【0005】このリニアモータ装置は、発熱量が抑えら
れるため、特に、高い精度の温度管理が要求される半導
体素子、液晶表示素子等を製造するための露光装置のス
テージ装置に有用である。ところで、露光装置には、ス
テッパ等の静止露光型の投影露光装置、スキャニング・
ステッパ等の走査露光型の投影露光装置がある。
The linear motor device is useful for a stage device of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, and the like, which require high-precision temperature control, since the amount of heat generation is suppressed. Incidentally, the exposure apparatus includes a stationary exposure type projection exposure apparatus such as a stepper, and a scanning / exposure apparatus.
There is a scanning exposure type projection exposure apparatus such as a stepper.

【0006】このうち走査型の投影露光装置では、露光
時(スキャン時)にウェハステージとレチクルステージ
とを同期させながら共に高速で移動させ、かつ、その同
期精度を向上させなければならない。これは、スループ
ットを向上させつつ、ステージ駆動制御時の制御残差を
できるだけ減少させてアライメント誤差をなくすためで
ある。この場合でも、ウェハステージとレチクルステー
ジの駆動制御時の発熱量を可及的に抑える必要がある。
[0006] Among these, in the scanning type projection exposure apparatus, it is necessary to move the wafer stage and the reticle stage at high speed while synchronizing at the time of exposure (at the time of scanning), and to improve the synchronization accuracy. This is to reduce the control error during the stage drive control and eliminate the alignment error while improving the throughput. Even in this case, it is necessary to minimize the amount of heat generated during drive control of the wafer stage and the reticle stage.

【0007】このように、半導体素子、液晶表示装置の
製造用の露光装置のステージ装置に用いられるリニアモ
ータ装置においては、ステージの高速移動、発熱量の低
減、更には、ステージ駆動制御時の制御残差の低減が求
められる。本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたもの
で、ウェハステージ、レチクルステージの駆動部等とし
て用いられるリニアモータ装置において、その可動子の
動作状態に応じて、高速移動を行いながら、発熱量、制
御残差を可及的に減少できるリニアモータ装置及びこれ
を用いたステージ装置等を提供することを目的とする。
As described above, in a linear motor device used for a stage device of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element and a liquid crystal display device, a high-speed movement of a stage, a reduction in heat generation, and a control during stage drive control. Reduction of the residual is required. The present invention has been made in view of such circumstances, and in a linear motor device used as a drive unit of a wafer stage, a reticle stage, or the like, the amount of heat generated while performing high-speed movement in accordance with the operation state of the movable element. It is an object of the present invention to provide a linear motor device capable of reducing a control residual as much as possible and a stage device using the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1のリニアモータ装置は、複数のコイルを有
する第1の部材と、複数の磁石を有する第2の部材と、
前記第1の部材の前記複数のコイルに電流を選択的に供
給して前記第2の部材を前記第1の部材に対して相対的
に移動させる制御手段とを備え、前記制御手段が、前記
第2の部材の駆動状態に応じて電流を供給するコイルの
数を決定するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a linear motor device according to claim 1 includes a first member having a plurality of coils, a second member having a plurality of magnets,
Control means for selectively supplying current to the plurality of coils of the first member to move the second member relatively to the first member, wherein the control means comprises: The number of coils for supplying current is determined according to the driving state of the second member.

【0009】又、請求項2のリニアモータ装置は、請求
項1に記載のリニアモータ装置において、前記駆動状態
を、少なくとも、前記第2の部材を加減速させる加減速
状態と、前記第2の部材を一定速度で移動させる定速状
態としたものである。又、請求項3のリニアモータ装置
は、請求項2に記載のリニアモータ装置において、前記
制御手段が、前記加減速状態では一定推力を得るための
コイル発熱量が最小となるように前記電流を供給するコ
イルの数を決定し、前記定速状態では前記第2の部材の
移動位置と目標移動位置との制御残差が最小となるよう
に前記電流を供給するコイルの数を決定するものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the linear motor device according to the first aspect, the driving state includes at least an acceleration / deceleration state in which the second member is accelerated / decelerated, and the second state. This is a constant speed state in which the member is moved at a constant speed. In the linear motor device according to a third aspect of the present invention, in the linear motor device according to the second aspect, the control means controls the electric current so that a heating value of a coil for obtaining a constant thrust is minimized in the acceleration / deceleration state. The number of coils to be supplied is determined, and in the constant speed state, the number of coils to supply the current is determined so that the control residual between the movement position of the second member and the target movement position is minimized. is there.

【0010】又、請求項4のリニアモータ装置は、請求
項1から請求項3の何れか1項に記載のリニアモータ装
置において、前記制御手段が、前記第2の部材の駆動状
態を経過時間に応じて予め決定すると共に、前記経過時
間に応じて前記電流が供給されるコイルの数を決定する
ものである。又、請求項5のリニアモータ装置は、請求
項1から請求項3の何れか1項に記載のリニアモータ装
置において、前記制御手段が、前記コイルに供給される
電流の値に応じて前記電流が供給されるコイルの数を決
定するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the linear motor device according to any one of the first to third aspects, the control means controls the driving state of the second member to be an elapsed time. And the number of coils to which the current is supplied is determined according to the elapsed time. In a linear motor device according to a fifth aspect of the present invention, in the linear motor device according to any one of the first to third aspects, the control means may control the electric current in accordance with a value of an electric current supplied to the coil. Determines the number of coils to be supplied.

【0011】又、請求項6のリニアモータ装置は、請求
項1から請求項3の何れか1項に記載のリニアモータ装
置において、前記制御手段が、前記第2の部材の位置情
報を得ると共に、前記位置情報に応じて前記電流が供給
されるコイルの数を決定するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the linear motor device according to any one of the first to third aspects, the control means obtains the position information of the second member. And the number of coils to which the current is supplied according to the position information.

【0012】又、請求項7のリニアモータ装置は、請求
項1から請求項3の何れか1項に記載のリニアモータ装
置において、前記制御手段が、前記第2の部材の加速度
情報を得ると共に、前記加速度情報に応じて前記電流が
供給されるコイルの数を決定するものである。又、請求
項8のステージ装置は、請求項1から請求項7の何れか
1項に記載のリニアモータ装置が、ステージ部のXステ
ージ、Yステージの駆動手段として用いられたものであ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the linear motor device according to any one of the first to third aspects, the control means obtains acceleration information of the second member. The number of coils to which the current is supplied is determined according to the acceleration information. According to an eighth aspect of the present invention, the linear motor device according to any one of the first to seventh aspects is used as a drive unit for an X stage and a Y stage of a stage unit.

【0013】又、請求項9の露光装置は、露光用光学系
を用いて基板上に所定のパターンを形成するもので、請
求項8に記載のステージ装置を備えたものである。又、
請求項10のデバイスは、所定のパターンが、請求項9
に記載の露光装置を用いて形成されたものである。又、
請求項11のリニアモータの駆動方法は、複数のコイル
を有する第1の部材と、複数の磁石を有する第2の部材
とを有し、前記第2の部材を前記第1の部材に対して相
対的に移動させるに当たり、前記第2の部材の駆動状態
に応じて電流を供給するコイルの数を決定するものであ
る。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for forming a predetermined pattern on a substrate by using an optical system for exposure, comprising the stage device according to the eighth aspect. or,
In the device according to claim 10, the predetermined pattern is defined by claim 9.
Formed by using the exposure apparatus described in (1). or,
The method for driving a linear motor according to claim 11, further comprising a first member having a plurality of coils, and a second member having a plurality of magnets, wherein the second member is moved with respect to the first member. In relative movement, the number of coils for supplying current is determined according to the driving state of the second member.

【0014】又、請求項12のステージ装置の駆動方法
は、請求項11に記載のリニアモータの駆動方法を用い
て駆動手段としての前記リニアモータを駆動するもので
ある。又、請求項13の露光方法は、ステージ装置に載
置された基板上に所定のパターンを形成するに当たっ
て、前記ステージ装置を駆動する際に、請求項12に記
載のステージ装置の駆動方法を用いるものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a driving method of a stage device, wherein the linear motor as a driving means is driven by using the linear motor driving method of the eleventh aspect. In the exposure method according to a thirteenth aspect, when the stage device is driven in forming a predetermined pattern on a substrate placed on the stage device, the driving method of the stage device according to the twelfth aspect is used. Things.

【0015】又、請求項14のデバイスの製造方法は、
所定のパターンを、請求項13に記載の露光方法を用い
て形成するものである。
[0015] A method of manufacturing a device according to claim 14 is as follows.
A predetermined pattern is formed by using the exposure method according to claim 13.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明の第1の実施の形態について、図1〜図8を用いて説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0017】この第1の実施の形態では、リニアモータ
100,200が、図1に示すように、ステージ装置2
0のXステージ20X、2つのYステージ20Yの駆動
手段として用いられている。尚、この実施の形態では、
リニアモータ100,200,200とコントローラ2
6とによって、リニアモータ装置が構成されている。
又、ステージ装置20は、リニアモータ100、20
0、200により駆動される2軸のステージを構成して
いる。
In the first embodiment, the linear motors 100 and 200 are, as shown in FIG.
0 X stage 20X and two Y stages 20Y are used as driving means. In this embodiment,
Linear motors 100, 200, 200 and controller 2
6 constitute a linear motor device.
The stage device 20 includes linear motors 100, 20
A two-axis stage driven by 0 and 200 is formed.

【0018】Xステージ20Xは、ベース部23上をX
軸方向に移動し、Yステージ20Yはベース部23上を
Y軸方向に移動する。すなわち、Xステージ20X、Y
ステージ20Yの移動位置を制御することで、Xステー
ジ20X上のウェハステージ30のX軸方向、Y軸方向
の2軸の位置制御が行われる。このステージ装置20で
は、リニアモータ100の固定子(第1の部材)110
は、Yステージ20Y,20Yに固定され、可動子(第
2の部材)120はXステージ20Xに固定されてい
る。
The X stage 20X moves the X
Moving in the axial direction, the Y stage 20Y moves on the base portion 23 in the Y-axis direction. That is, X stage 20X, Y
By controlling the movement position of the stage 20Y, the position of the wafer stage 30 on the X stage 20X is controlled in two axes in the X-axis direction and the Y-axis direction. In this stage device 20, the stator (first member) 110 of the linear motor 100
Is fixed to the Y stages 20Y, 20Y, and the mover (second member) 120 is fixed to the X stage 20X.

【0019】又、リニアモータ200,200の固定子
(第1の部材)210,210は、ベース23上の取付
部216,216に固定され、可動子(第2の部材)2
20,220は、Yステージ20Y,20Yに固定され
ている。ウェハステージ30の上方には、図示省略の照
射部が配置されており、照射部からマスク(共に図示省
略)を介して照射された露光光によって、ウェハステー
ジ30上のウェハW上に予め塗布されたレジスト(図示
省略)に、マスク上の回路パターンが転写される。
The stators (first members) 210, 210 of the linear motors 200, 200 are fixed to mounting portions 216, 216 on the base 23, and the movable elements (second members) 2
Reference numerals 20 and 220 are fixed to Y stages 20Y and 20Y. An irradiation unit (not shown) is arranged above the wafer stage 30, and is applied to the wafer W on the wafer stage 30 in advance by exposure light irradiated from the irradiation unit via a mask (both not shown). The circuit pattern on the mask is transferred to the resist (not shown).

【0020】各固定子110,210,210は、その
内部に流路(図示省略)が形成され、この流路に流され
る温度調整用の流体によって冷却される。この流体は、
固定子110,210,210に吐出配管、配管(図示
省略)等によって図外の温度調節機に接続されて、その
温度調節が行われる。
Each of the stators 110, 210, 210 has a flow path (not shown) formed therein, and is cooled by a temperature adjusting fluid flowing through the flow path. This fluid is
The stators 110, 210, and 210 are connected to a temperature controller (not shown) through discharge pipes, pipes (not shown), and the like to control the temperature.

【0021】ステージ装置20におけるXステージ20
X及びYステージ20Yの移動位置は、ウェハステージ
30の端部に固定されたX軸移動鏡、Y軸移動鏡(共に
図示省略)と、これに対向するように、ベース部23に
固定されたレーザ干渉計22X,22Yとによって計測
される。レーザ干渉計22X,22Yからの出力は、X
軸方向カウンタユニット25X、Y軸方向カウンタユニ
ット25Yを介して、コントローラ(制御手段)26に
送られる。
X stage 20 in stage device 20
The moving positions of the X and Y stages 20Y are fixed to the base 23 so as to face the X-axis moving mirror and the Y-axis moving mirror (both not shown) fixed to the end of the wafer stage 30 and to face the mirrors. It is measured by the laser interferometers 22X and 22Y. The output from the laser interferometers 22X and 22Y is X
The data is sent to the controller (control means) 26 via the axial counter unit 25X and the Y-axis counter unit 25Y.

【0022】コントローラ26は、レーザ干渉計22
X,22Yからの出力に基づいてウェハステージ30の
移動位置を認識すると共に、外部入力装置(例えば、ホ
ストコンピュータ)40からの指令信号に基づいて、ウ
ェハステージ30を所望の位置に所望の駆動状態(加減
速・定速等)で移動させるべく、リニアモータ100,
200,200の駆動制御を行う。
The controller 26 controls the laser interferometer 22
The movement position of the wafer stage 30 is recognized based on the outputs from X and 22Y, and the wafer stage 30 is moved to a desired position based on a command signal from an external input device (for example, a host computer) 40. (Acceleration / deceleration, constant speed, etc.)
The drive control of 200 and 200 is performed.

【0023】すなわち、コントローラ26は、詳細は後
述するように、可動子120,220,220の駆動状
態(例えば、移動位置)に応じて、固定子110,21
0,210内に配置された複数のコイル111…,21
1…に選択的に(可動子120,220,220内の永
久磁石123,223と略対向するコイルに)電流を供
給する。これによって、可動子120,220,220
は、固定子110,210,210に対して相対的に移
動する。又、コントローラ26は、詳細は後述するよう
に、リニアモータ100,200,200の駆動状態に
応じて、電流を供給するコイルの数を切り換える。
That is, as will be described in detail later, the controller 26 controls the stators 110, 21 according to the driving state (for example, the moving position) of the movers 120, 220, 220.
A plurality of coils 111...
.. Are supplied selectively (to the coils substantially facing the permanent magnets 123, 223 in the movers 120, 220, 220). Thereby, the movers 120, 220, 220
Move relative to the stators 110, 210, 210. In addition, the controller 26 switches the number of coils for supplying the current according to the driving state of the linear motors 100, 200, 200, as will be described in detail later.

【0024】この制御を行うため、本実施の形態では、
コントローラ26は、外部入力装置40からの指令信号
と、ウェハステージ30の実際の移動位置に基づいて、
ウェハステージ30を移動させるための制御信号(k=
イニシャライズシーケンスによって決定されるスイッチ
切換指令,m=ウェハステージ30の位置に応じた切換
指令,n=ウェハステージ30の駆動状態に応じた切換
指令)を生成し、これら制御信号(k,m,n)をコイ
ル切換スイッチ部28U,28V,28Wに送る。
In order to perform this control, in the present embodiment,
The controller 26 receives a command signal from the external input device 40 and an actual moving position of the wafer stage 30 based on the command signal.
A control signal for moving the wafer stage 30 (k =
A switch switching command determined by the initialization sequence, m = a switching command according to the position of the wafer stage 30, and n = a switching command according to the driving state of the wafer stage 30 are generated, and these control signals (k, m, n) are generated. ) Are sent to the coil changeover switches 28U, 28V, 28W.

【0025】コイル切換スイッチ部28U,28V,2
8Wは、これら制御信号(k,m,n)に基づいて、コ
イル切換スイッチ部28U,28V,28Wの各スイッ
チ(図2のS01〜S39)のオン/オフの切換を行
う。一方で、コントローラ26は、電流パワーアンプ2
7U,27V,27Wに、互いに位相が120度ずれた
3相の電流(Iu、Iv、Iw)を発生させるべく、U
指令電圧、V指令電圧、W指令電圧を供給する(図
2)。
Coil switch unit 28U, 28V, 2
The 8W switches on / off the switches (S01 to S39 in FIG. 2) of the coil switching switches 28U, 28V, 28W based on these control signals (k, m, n). On the other hand, the controller 26
In order to generate three-phase currents (Iu, Iv, Iw) having phases shifted from each other by 7U, 27V, and 27W, U
A command voltage, a V command voltage, and a W command voltage are supplied (FIG. 2).

【0026】この電流パワーアンプ27U,27V,2
7Wからの3相の電流(Iu、Iv、Iw)は、スイッ
チS01〜S39を介して、W相のコイル群111(W)
…、V相のコイル群111(V)…、U相のコイル群1
11(U)…に、各々、供給される。次に、リニアモー
タの動作原理について、リニアモータ100の場合を例
にあげて説明する。
This current power amplifier 27U, 27V, 2
The three-phase currents (Iu, Iv, Iw) from 7 W are supplied to the W-phase coil group 111 (W) via the switches S01 to S39.
, V-phase coil group 111 (V) ..., U-phase coil group 1
11 (U)... Respectively. Next, the operation principle of the linear motor will be described using the case of the linear motor 100 as an example.

【0027】図3には、合計13組の永久磁石123,
…が配置されたリニアモータ100の可動子120を示
す。可動子120では、13組の永久磁石123,12
3…によって、6つの磁極が形成されており、可動子1
20の磁極数は「6」となる。この可動子120に対向
する固定子110側では、コントローラ26の働きによ
って、上記した磁極数「6」に応じた数のコイル11
1,111…が通電される。
FIG. 3 shows a total of 13 permanent magnets 123,
Indicate the mover 120 of the linear motor 100 on which... Are arranged. In the mover 120, 13 sets of permanent magnets 123, 12
.. Form six magnetic poles.
The number of magnetic poles of 20 is “6”. On the stator 110 side facing the mover 120, the controller 26 operates to control the number of coils 11 corresponding to the number of magnetic poles “6”.
Are energized.

【0028】この実施の形態では、電流が供給される各
相あたりのコイルの数(以下「通電コイル数」という)
は、モータ定数を高める駆動状態(加減速状態)では
「6」、制御残差を最小にする駆動状態(定速状態)で
は「4」とする。
In this embodiment, the number of coils for each phase to which a current is supplied (hereinafter referred to as the "number of energized coils")
Is set to "6" in a driving state where the motor constant is increased (acceleration / deceleration state), and is set to "4" in a driving state where the control residual is minimized (constant speed state).

【0029】ここでマグネット(永久磁石)の極数とコ
イル111の励磁極数(通電コイル数)との関係につい
て説明する。図3(a)において、永久磁石によって形
成される磁場パターンのピーク数をピークの大小の区別
なくカウントし、その数をNとする。従って、図3
(a)では、N=13となる。そして、モータ定数が最
適な励磁極数をK又はLとすると、 K:Nから1を引いた値を2で割った解の小数点を切り
下げた整数解の値 L:Nから1を引いた値を2で割った解の小数点を切り
上げた整数解の値 と定義する。更に、制御残差が最適な励磁極数の値を
(K−2)と定義する。つまり、図3(a)では、N=
13なので、モータ定数が最適になる励磁極数は6(=
K=L)であり、制御残差が最適な励磁極数は4(=6
−2)となる。
Here, the relationship between the number of poles of the magnet (permanent magnet) and the number of exciting poles of the coil 111 (the number of energized coils) will be described. In FIG. 3A, the number of peaks of the magnetic field pattern formed by the permanent magnets is counted regardless of the magnitude of the peaks, and the number is set to N. Therefore, FIG.
In (a), N = 13. Then, assuming that the optimum number of excitation poles for the motor constant is K or L, K: the value obtained by subtracting 1 from N, the value obtained by dividing the value obtained by dividing 2 by 2 and the decimal point rounded down L: The value obtained by subtracting 1 from N Is defined as the value of the integer solution obtained by dividing by 2 and rounding up the decimal point. Further, the value of the number of excitation poles whose control residual is optimal is defined as (K-2). That is, in FIG. 3A, N =
13, the number of excitation poles at which the motor constant is optimal is 6 (=
K = L), and the number of excitation poles at which the control residual is optimal is 4 (= 6).
-2).

【0030】図3(b)に、可動子120と固定子11
0側のコイル111との相対的な位置に応じて、通電コ
イルを切り換える様子を示す。ここでは、説明を簡単に
するために、U相の電流が流されるコイル111U,1
11U…にのみ着目して説明する。又、図3(b)で
は、説明の便宜上、下に進むにつれて(P1,P2
…)、可動子120に対して固定子110が相対的に右
に移動するように図示しているが、実際のステージ装置
20では、固定子110に対して可動子120が左に進
む。
FIG. 3 (b) shows the mover 120 and the stator 11
A state in which the energizing coil is switched according to a relative position with respect to the 0-side coil 111 is shown. Here, for simplicity of description, coils 111U, 1 through which a U-phase current flows are used.
The description will focus on only 11U. In FIG. 3B, for the sake of convenience of explanation, (P1, P2
..), The stator 110 is illustrated as moving to the right relative to the mover 120, but in the actual stage device 20, the mover 120 advances to the left with respect to the stator 110.

【0031】図中◎が付されているコイル111,11
1…(U3〜U8)は、通電コイル数が「4」のときに
通電されるコイルを、○は、通電コイル数を「6」とす
るときに付加的に通電されるコイルを示す。図示例で
は、P1で右回りに最大の電流Iuが流れる(図中、コ
イル内に矢印で、その大きさと方向を示す)。その後、
固定子110が可動子120に対して移動するにつれ
(P1→P2→P3…)、P2で右回りの電流Iuの大
きさが小さくなり、P3では反転して左回りになり、P
4で左回りに最大の電流が流れる。
The coils 111 and 11 marked with て い る in the figure
1 (U3 to U8) indicate coils energized when the number of energized coils is “4”, and ○ indicates coils energized additionally when the number of energized coils is “6”. In the illustrated example, the maximum current Iu flows clockwise at P1 (the magnitude and direction are indicated by arrows in the coil in the figure). afterwards,
As the stator 110 moves relative to the mover 120 (P1 → P2 → P3...), The magnitude of the clockwise current Iu decreases at P2, and at P3, the current Iu reverses and turns counterclockwise.
At 4, the maximum current flows counterclockwise.

【0032】実際に固定子110側のコイル111,1
11…に電流Iuが供給されると可動子120は、固定
子110に対して、P1からP2、P2からP3…とい
う具合に変化する毎にコイル幅(例えば、12mm)だ
け、左に移動する。そして、P1〜P6までの1サイク
ルの動作が終了すると(固定子110に対する可動子1
20の相対的な移動幅が72mm)、スイッチS01〜S
39のオン/オフ状態が変化して、U4〜U9のコイルが
通電される。以下同様に、1サイクルの移動毎(移動幅
72mm)に、通電コイルが切り換わる。
The coils 111, 1 on the stator 110 side are actually
11 are supplied with current Iu, the mover 120 moves to the left by a coil width (for example, 12 mm) with respect to the stator 110 each time it changes from P1 to P2, from P2 to P3, and so on. . When the operation of one cycle from P1 to P6 is completed (the mover 1 with respect to the stator 110).
20, the relative movement width of which is 72 mm), and the switches S01 to S
The on / off state of 39 changes, and the coils U4 to U9 are energized. Similarly, the energizing coil is switched every time one cycle of movement (movement width 72 mm).

【0033】図4は、可動子120の駆動状態(移動距
離、速度プロフィール)、コイル111,111…に供
給する電流値I(例えば、Iu)のプロフィールを示す
グラフである。図4では、説明を簡単にするために、可
動子120がX軸方向にのみ直線移動する場合が示され
ている。
FIG. 4 is a graph showing a driving state (moving distance, speed profile) of the mover 120 and a profile of a current value I (for example, Iu) supplied to the coils 111, 111. FIG. 4 shows a case where the mover 120 linearly moves only in the X-axis direction for the sake of simplicity.

【0034】この図示例では、可動子120は、停止し
た状態(t1)から一定速度v1となるまで加速される
(t1〜t5)。その後、一定期間(t5〜t7)一定速度
v1で移動され、その後、減速されて停止する(t7〜t
10)。図示例のように固定子110を駆動する場合、固
定子110では電流が供給されるコイル111,111
…の数(励磁極数=通電コイル数)は、加速領域では
「6」、定速領域では「4」、減速領域では「6」とす
る。
In the illustrated example, the mover 120 is accelerated from the stopped state (t1) to a constant speed v1 (t1 to t5). After that, it is moved at a constant speed v1 for a certain period (t5 to t7), and then decelerated and stopped (t7 to t7).
Ten). When the stator 110 is driven as in the illustrated example, the coils to which current is supplied are supplied to the stator 110.
(The number of exciting poles = the number of energized coils) is "6" in the acceleration region, "4" in the constant speed region, and "6" in the deceleration region.

【0035】このように加速・減速領域(加減速状態に
制御)で通電されるコイル数を「6」、定速領域(定速
状態に制御)で通電されるコイル数を「4」にするの
は、以下の理由による。すなわち、可動子120の磁極
数が「6」のリニアモータ100では、図5に示すよう
に、温度上昇(■印)が最小になる励磁極数(=通電コ
イル数)は「6」である。従って、リニアモータ100
の一定の推進力を得る際の発熱量を最小に抑えたいので
あれば、励磁極数(通電コイル数)を「6」とするのが
好ましい。尚、図中●印は、励磁極数とモータ定数との
関係を示す。
As described above, the number of coils energized in the acceleration / deceleration region (controlled in the acceleration / deceleration state) is set to "6", and the number of coils energized in the constant speed region (controlled in the constant speed state) is set to "4". This is for the following reason. That is, in the linear motor 100 in which the number of magnetic poles of the mover 120 is “6”, as shown in FIG. 5, the number of exciting poles (= the number of energized coils) that minimizes the temperature rise (■) is “6”. . Therefore, the linear motor 100
In order to minimize the amount of heat generated when obtaining a constant propulsion force, it is preferable to set the number of exciting poles (the number of energizing coils) to “6”. In the drawing, the symbol ● indicates the relationship between the number of excitation poles and the motor constant.

【0036】しかし、励磁極数「6」の場合は推力に有
効に関与しないコイル(無効コイル)が存在し得る。こ
の無効コイルは、可動子120側の永久磁石123,1
23…が、コイル111,111…上を移動する際に、
逆起電力を発生させること、更には、固定子110の両
端の磁場パターンがなだらかになる(図3(a)参照)
ことに起因する。
However, when the number of excitation poles is "6", there may be a coil (ineffective coil) which does not effectively contribute to the thrust. This invalid coil is provided by the permanent magnets 123, 1 on the mover 120 side.
23 move over the coils 111, 111,
The generation of the back electromotive force, and furthermore, the magnetic field pattern at both ends of the stator 110 becomes gentle (see FIG. 3A).
Due to that.

【0037】特に、上記した逆起電圧は、コイル11
1,111…において、U相、V相、W相毎のコイルの
並列回路(図2)で電圧の差を生じさせる。この電圧の
差が生じると、並列回路を流れる電流は、これを等価に
する方向に作用し合い、電流アンバランスを引き起こ
す。このように無効コイルが生じた場合には、無効コイ
ルが無い場合(励磁極数「4」以下)と比べ制御残差が
大きくなると考えられる。このことは、シミュレーショ
ンによっても確認できる(図5の×印)。
In particular, the back electromotive voltage described above
1, 111..., A voltage difference is generated in a parallel circuit (FIG. 2) of coils for each of the U, V, and W phases. When this voltage difference occurs, the currents flowing through the parallel circuits act in a direction to make them equal, causing a current imbalance. When an invalid coil is generated in this way, it is considered that the control residual becomes larger than when no invalid coil is present (the number of excitation poles is “4” or less). This can be confirmed by a simulation (x in FIG. 5).

【0038】このため本実施の形態のステージ装置20
では、ウェハステージ30(可動子120)が一定速度
v1となるまでは、コイル111,111…での発熱が
最小となるように通電コイル数を決定し、一定速度v1
となった後は、ウェハステージ30とレチクルステージ
(図示省略)とが一定の関係で互いに精度よく移動する
ように(制御残差が小さくなるように)通電コイル数を
決定している。
For this reason, the stage device 20 of the present embodiment
.. Until the wafer stage 30 (movable element 120) reaches the constant speed v1, the number of current-carrying coils is determined so that heat generation in the coils 111, 111...
After that, the number of energizing coils is determined so that the wafer stage 30 and the reticle stage (not shown) move with high accuracy in a fixed relationship (to reduce the control residual).

【0039】次に、ウェハステージ30(可動子12
0)の駆動状態に応じて、実際に通電されるコイル、通
電コイル数、電流値Iを決定して、ウェハステージ30
(可動子120)を駆動する制御手順について、図6、
図7を用いて説明する。図6は、コントローラ26で実
行される「ステージ位置制御プログラム」を示すフロー
チャートである。
Next, the wafer stage 30 (movable element 12)
0), the coils to be actually energized, the number of energized coils, and the current value I are determined, and the wafer stage 30
Regarding the control procedure for driving the (movable element 120), FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the “stage position control program” executed by the controller 26.

【0040】このステージ位置制御プログラムを実行す
ることで、各コイル群(V相、U相、W相)の各スイッ
チS01〜S39が、可動子120の駆動状態(この実施の
形態では、経過時間t)に応じてオン/オフ制御され
て、可動子120を加減速すべき期間(図4の加速領域
t1〜t5、減速領域t7〜t10)では発熱量が少なくな
るように、可動子120を一定速度で移動させる期間
(定速領域t5〜t7)では目標移動位置への制御残差が
少なくなるように、リニアモータ100の駆動制御が行
われる。
By executing this stage position control program, each of the switches S01 to S39 of each coil group (V phase, U phase, W phase) sets the driving state of the mover 120 (in this embodiment, the elapsed time). The movable element 120 is controlled to be turned on / off in accordance with the time t), and the movable element 120 is controlled so as to reduce the amount of heat generated during the period in which the movable element 120 is to be accelerated or decelerated (acceleration regions t1 to t5 and deceleration regions t7 to t10 in FIG. During the period of moving at a constant speed (constant speed region t5 to t7), the drive control of the linear motor 100 is performed so that the control residual to the target moving position is reduced.

【0041】このステージ位置制御プログラムが開始さ
れると、ステップS1で、外部入力装置40からの指令
信号に基づいて、可動子120の駆動状態と経過時間t
との関係(タイムテーブル)が決定される(時間制
御)。このステップS1では、更に、コイル数切換時間
の算出が行われる。図4の例では、t1,t5,t7,t1
0である。
When the stage position control program is started, in step S1, the driving state of the mover 120 and the elapsed time t are determined based on a command signal from the external input device 40.
(Time table) is determined (time control). In this step S1, the calculation of the coil number switching time is further performed. In the example of FIG. 4, t1, t5, t7, t1
It is 0.

【0042】続くステップS2以降の処理では、実際の
経過時間tに従った可動子120の駆動が行われる。先
ず、ステップS2では、可動子120を上記タイムテー
ブルに従って駆動するためのソフトウェアタイマが起動
され(タイマスタート)、ステップS3で、タイマーの
クロックに基づいて、制御開始(図4のt1)からの時
間経過tが演算される(駆動実時間の算出)。
In the subsequent steps after step S2, the mover 120 is driven in accordance with the actual elapsed time t. First, in step S2, a software timer for driving the mover 120 according to the time table is started (timer start), and in step S3, the time from the start of control (t1 in FIG. 4) based on the clock of the timer. The elapsed time t is calculated (calculation of the actual driving time).

【0043】次のステップS4では、上記経過時間t
が、以下の条件式(a)、(b)、(c)の何れかを今
回ループで満たしたか否かが判別される。 t>t1 …(a) t>t5 …(b) t>t7 …(c) このステップS4の判別結果が“No”のときは、続く
ステップS6をスキップしてステップS6に進む。
In the next step S4, the elapsed time t
It is determined whether any of the following conditional expressions (a), (b), and (c) is satisfied in the current loop. t> t1 (a) t> t5 (b) t> t7 (c) If the determination result of step S4 is "No", the process skips the subsequent step S6 and proceeds to step S6.

【0044】一方、今回ループで上記何れかの条件式
(a)〜(c)が満たされたと判断されたときには、満
たした条件式に応じて通電コイル数の増加/減少指令が
行われる(ステップS5)。
On the other hand, when it is determined that any one of the conditional expressions (a) to (c) is satisfied in the current loop, a command to increase / decrease the number of energized coils is issued according to the satisfied conditional expression (step). S5).

【0045】図4に示す例では、今回ループで条件式
(a)を満たしたときには、通電コイル数を、基準値
(ここでは初期値が「4」)に2加えて「6」とする
(例えば、図3の◎印の4つのコイルの両端にあるコイ
ル(○印)を増やす)。又、条件式(b)を今回ループ
で満たしたときには、通電コイル数を、基準値(ここで
は初期値が「4」)に戻すべく2個減らして「4」とす
る。例えば、図3の○印のコイルを減らす。更に、条件
式(c)を満たしたときには、基準値(ここでは初期値
が「4」)に2加えて通電コイル数を「6」とする。こ
れら指令内容を示す信号が出力される。
In the example shown in FIG. 4, when the conditional expression (a) is satisfied in the current loop, the number of energized coils is added to the reference value (here, the initial value is "4") by 2 to "6" ( For example, the number of coils (marked with ○) at both ends of the four coils marked with ◎ in FIG. 3 is increased). Further, when the conditional expression (b) is satisfied in the current loop, the number of energized coils is reduced by two to return to the reference value (here, the initial value is “4”) and is set to “4”. For example, the number of coils marked with a circle in FIG. 3 is reduced. Further, when the conditional expression (c) is satisfied, the number of energized coils is set to "6" in addition to the reference value (here, the initial value is "4"). Signals indicating the contents of these commands are output.

【0046】ステップS6では、上記経過時間tに基づ
いて、予め設定された移動距離プロフィール(図4)に
基づいて、次の瞬間に移動すべき目標移動位置Xmが設
定される。次のステップS7では、上記決定したコイル
数(「6」又は「4」)にて固定子110を移動させる
際の各種制御量(例えば、加速度)がサーボ演算され
る。
In step S6, based on the elapsed time t, a target movement position Xm to be moved at the next instant is set based on a predetermined movement distance profile (FIG. 4). In the next step S7, various control amounts (for example, acceleration) for moving the stator 110 with the determined number of coils ("6" or "4") are servo-calculated.

【0047】ステップS8では、上記経過時間tに基づ
いて、コイル111,111…に流す電流Iが、予め設
定された駆動電流プロフィール(図4)に基づいて設定
され、この電流値Iに基づく駆動電流指令が決定される
(ステップS9)。次のステップS10では、固定子1
10の現在位置Xj(ステージ現在位置情報)が取り込
まれ、この値Xjが、図7に示す励磁切換マップと比較
される(ステップS11)。この比較結果に基づいて、
現在位置Xjに対応してオンすべきスイッチSW01〜39
が、各相毎に決定され、その旨を示す指令信号が出力さ
れる(ステップS12)。尚、図7中、“1”がスイッ
チオン、“0”がスイッチオフを示す。
In step S8, a current I flowing through the coils 111, 111... Is set based on the drive current profile (FIG. 4) set in advance based on the elapsed time t. A current command is determined (Step S9). In the next step S10, the stator 1
Ten current positions Xj (stage current position information) are fetched, and this value Xj is compared with the excitation switching map shown in FIG. 7 (step S11). Based on this comparison,
Switches SW01 to 39 to be turned on corresponding to the current position Xj
Is determined for each phase, and a command signal indicating this is output (step S12). In FIG. 7, "1" indicates switch-on, and "0" indicates switch-off.

【0048】次のステップS13では、通電コイル数が
変化したときのコントローラの制御ゲインの変動を補正
するためのゲイン切換が行われ、ステップS14で、上
記決定された通電コイル数の増加/減少指令、駆動電流
指令、スイッチ切換指令、コントローラゲインに基づい
て、可動子120を実際に移動させる処理(駆動体移動
処理)が行われる。
In the next step S13, gain switching for correcting a change in the control gain of the controller when the number of energized coils is changed is performed. In step S14, a command to increase / decrease the determined number of energized coils is made. Based on the drive current command, the switch switching command, and the controller gain, a process of actually moving the mover 120 (drive body moving process) is performed.

【0049】そして、ステップS15で、可動子120
の移動を終了させるべきか否かの判別が行われ(例え
ば、経過時間tがt10を超えたとき)、この判別結果が
“No”であるうちは、ステップS3に戻って処理を繰
り返し、判別結果が“Yes”に転じたときに、本プロ
グラムを終了する。尚、上記した実施の形態では、電流
が供給されるコイル数「4」の通電マップ(図7)を用
意しておき、経過時間tが所定の条件式(a)〜(c)
を満たしたときに通電コイル数の増加/減少指令に基づ
いて「4」から「6」、又はその逆にコイル数を切り換
えているが、図8に示す通電コイル数が「6」の通電切
換マップを用意しておき、上記条件式(a)〜(c)が
満たされた時点で、これらのマップ(図7、図8)を適
宜切り換えてもよい。
Then, in step S15, the mover 120
(E.g., when the elapsed time t exceeds t10), and while the determination result is "No", the process returns to step S3 to repeat the process. When the result turns to “Yes”, this program ends. In the above-described embodiment, an energization map (FIG. 7) of the number of coils “4” to which the current is supplied is prepared, and the elapsed time t is determined by the predetermined conditional expressions (a) to (c).
Is satisfied, the number of coils is switched from "4" to "6" or vice versa based on the command to increase / decrease the number of current-carrying coils. Maps may be prepared, and these maps (FIGS. 7 and 8) may be appropriately switched when the conditional expressions (a) to (c) are satisfied.

【0050】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態について、図9、図10を用いて説明す
る。この第2の実施の形態でも、固定子110が一定速
度v1となるまでコイル111,111…での発熱が最
小となるように通電コイル数を決定し、一定速度v1と
なった後は、ウェハステージ30とレチクルステージ
(図示省略)とを一定の関係で互いに精度よく移動させ
るために(制御残差が小さくなるように)通電コイル数
を決定している。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. Also in the second embodiment, the number of current-carrying coils is determined so that heat generation in the coils 111, 111... Is minimized until the stator 110 reaches a constant speed v1. In order to move the stage 30 and the reticle stage (not shown) in a certain relationship with high accuracy (to reduce the control residual), the number of energizing coils is determined.

【0051】この第2の実施の形態では、各コイル群
(V相、U相、W相)の各スイッチS01〜S39が、可動
子120の駆動状態(電流値Iの値)に応じてオン/オ
フ制御されて、可動子120を加減速すべき期間(図9
の期間t12〜t13、期間t16〜t17)では発熱量が少な
くなるように、可動子120を一定速度で移動させる期
間(期間t13〜t16)では目標移動位置への制御残差が
少なくなるように、リニアモータ100の駆動制御が行
われる。尚、この第2の実施の形態で制御されるステー
ジ装置(可動子)は、第1の実施の形態と同じ構成であ
り、その詳細な説明は省略する。
In the second embodiment, the switches S01 to S39 of each coil group (V phase, U phase, W phase) are turned on according to the driving state of the mover 120 (current value I). The period during which the mover 120 is to be accelerated /
In the periods t12 to t13 and the periods t16 to t17), the amount of heat generation is reduced, and in the period in which the mover 120 is moved at a constant speed (the period t13 to t16), the control residual to the target movement position is reduced. The drive control of the linear motor 100 is performed. The stage device (movable element) controlled in the second embodiment has the same configuration as in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

【0052】この第2の実施の形態のステージ位置制御
プログラムが開始されると、ステップS21で、外部入
力装置40からの指令信号に基づいて、通電コイル数を
切り換えるタイミングを決定するためのコイル数切換駆
動電流値(図9のI1,I2)の算出が行われる。電流値
Iがこの「I1」より大きいとき(加速)、通電コイル
数が「6」に設定され、電流値Iが「I1」〜「I2」間
の値のとき(定速)、通電コイル数が「4」、電流値I
が「I2」より小さいとき(減速)、通電コイル数が
「6」に、各々、設定される。
When the stage position control program according to the second embodiment is started, the number of coils for determining the timing for switching the number of energized coils is determined in step S21 based on a command signal from the external input device 40. The switching drive current value (I1, I2 in FIG. 9) is calculated. When the current value I is larger than "I1" (acceleration), the number of energized coils is set to "6". When the current value I is a value between "I1" and "I2" (constant speed), the number of energized coils is set. Is “4”, the current value I
Is smaller than "I2" (deceleration), the number of energized coils is set to "6".

【0053】このようにコイル数切換電流値(I1,I
2)が求められると、その後、ステップS22以降の処
理で、実際に供給された駆動電流値Iに従った可動子1
20の駆動が行われる。先ず、ステップS22で、ソフ
トウェアタイマが起動され(タイマスタート)、ステッ
プS23で、制御開始(図9のt11)からの時間経過t
が演算される(駆動実時間の算出)。
As described above, the coil number switching current value (I1, I
After 2) is obtained, the mover 1 according to the actually supplied drive current value I is then processed in step S22 and subsequent steps.
20 are performed. First, in step S22, a software timer is started (timer start), and in step S23, the time lapse t from the start of control (t11 in FIG. 9).
Is calculated (calculation of actual driving time).

【0054】ステップS24では、経過時間tに基づい
て、予め設定された移動距離プロフィール(図4参照)
に基づいて、次の瞬間に移動すべき目標移動位置Xmが
設定され、ステップS25で各種制御量(例えば、加速
度)のサーボ演算が行われる。次のステップS26で
は、上記経過時間tに基づいて、コイル111,111
…に流す電流の目標値Iが実際に駆動電流プロフィール
(図9)に基づいて設定され、ステップS27でこの目
標値Iに基づく駆動電流指令が決定される。
In step S24, a moving distance profile set in advance based on the elapsed time t (see FIG. 4)
, A target movement position Xm to be moved at the next moment is set, and in step S25, servo calculation of various control amounts (for example, acceleration) is performed. In the next step S26, based on the elapsed time t, the coils 111, 111
Are actually set based on the drive current profile (FIG. 9), and a drive current command based on the target value I is determined in step S27.

【0055】ステップS28では、上記決定された電流
値Iが、今回ループで以下の条件式(d)、(e)の何
れかを満たしたか否かが判別される。 I1<I<I2 …(d) I>I1 又は I<I2 …(e) このステップS28の判別結果が“No”のときは、続
くステップS29をスキップしてステップS30に進
む。
In step S28, it is determined whether or not the determined current value I satisfies one of the following conditional expressions (d) and (e) in the current loop. I1 <I <I2 ... (d) I> I1 or I <I2 ... (e) If the determination result of step S28 is "No", the process skips the subsequent step S29 and proceeds to step S30.

【0056】一方、今回ループで上記何れかの条件式が
満たされたと判断されたときには、ステップS29で、
条件式に応じて通電コイル数の増加/減少指令が行われ
る。例えば、条件式(e)が今回ループで満たされたと
判断されたときには(図9のt12,t16)、ステップS
29で通電コイル数を、基準値(初期値「4」)に2加
えて「6」とする。又、今回ループで条件式(d)を満
たしたときには(図9のt13、t20)、通電コイル数
を、基準値(ここでは初期値が「4」)に戻すべく2個
減らして「4」とする。この内容は、通電コイル数の増
加/減少指令として出力される。
On the other hand, when it is determined that any of the above conditional expressions is satisfied in the current loop, in step S29,
A command to increase / decrease the number of energized coils is issued according to the conditional expression. For example, when it is determined that the conditional expression (e) is satisfied in the current loop (t12 and t16 in FIG. 9), step S
At 29, the number of energized coils is set to "6" by adding 2 to the reference value (initial value "4"). When conditional expression (d) is satisfied in the current loop (t13 and t20 in FIG. 9), the number of energized coils is reduced by two to return to the reference value (here, the initial value is "4"), and "4" And This content is output as a command to increase / decrease the number of energized coils.

【0057】次のステップS30では、ウェハステージ
30(固定子110)の現在位置Xjが取り込まれ、こ
の値Xjが、図7に示す励磁切換マップと比較され(ス
テップS31)、次のステップS32でこの比較結果に
基づいてオンすべきスイッチSW01〜39が決定される。
次のステップS33ではゲイン切換が行われ、ステップ
S34で、上記した駆動電流指令、通電コイル数の増加
/減少指令、スイッチ切換指令、コントローラゲインに
基づいて、駆動体移動処理が行われる。
In the next step S30, the current position Xj of the wafer stage 30 (stator 110) is fetched, and this value Xj is compared with the excitation switching map shown in FIG. 7 (step S31), and in the next step S32 The switches SW01 to SW39 to be turned on are determined based on the comparison result.
In the next step S33, gain switching is performed. In step S34, a driving body moving process is performed based on the driving current command, the command to increase / decrease the number of energized coils, the switch switching command, and the controller gain.

【0058】そして、ステップS35で、可動子120
の移動を終了させるべきか否かの判別が行われ、判別結
果が“Yes”に転じたときに、本プログラムを終了す
る。尚、上記した実施の形態でも、第1の実施の形態と
同様に、2つの通電マップ(図7、図8)を用意して、
上記条件式(d)、(e)が満たされた時点で、これら
のマップ(図7、図8)を適宜切り換えるようにしても
よい。
Then, in step S35, the mover 120
It is determined whether or not the movement should be terminated. When the result of the determination turns to “Yes”, the present program is terminated. In the above-described embodiment, two energization maps (FIGS. 7 and 8) are prepared similarly to the first embodiment.
When the conditional expressions (d) and (e) are satisfied, these maps (FIGS. 7 and 8) may be appropriately switched.

【0059】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施の形態について、図11、図12を用いて説明す
る。この第3の実施の形態では、固定子110が一定速
度v1となるまでの間(図11の目標位置X0〜X1に対
応するt31〜t32)コイル111,111…での発熱が
最小となるように通電コイル数を決定し、一定速度v1
となった後(目標位置X1〜X2に対応するt32〜t33)
はウェハステージ30とレチクルステージ(図示省略)
とを一定の関係で互いに精度よく移動させるために(制
御残差が小さくなるように)通電コイル数を決定してい
る。又、一定速度v1から停止するまでの間(目標位置
X2〜X3に対応するt33〜t34)は再びコイル111,
111…での発熱が最小となるように通電コイル数が決
定されている。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, heat generation in the coils 111, 111... Is minimized until the stator 110 reaches the constant speed v1 (t31 to t32 corresponding to the target positions X0 to X1 in FIG. 11). The number of current-carrying coils is determined at a constant speed v1
(T32 to t33 corresponding to the target positions X1 to X2)
Denotes a wafer stage 30 and a reticle stage (not shown)
The number of energized coils is determined in order to accurately move (a) and (b) in a certain relationship (to reduce the control residual). During the period from the constant speed v1 to the stop (t33 to t34 corresponding to the target positions X2 to X3), the coils 111 and
The number of energizing coils is determined so that heat generation at 111... Is minimized.

【0060】このように第3の実施の形態では、ウェハ
ステージ30(固定子110)の現在位置Xjに応じて
通電コイル数を決定(切換)している。尚、この第3の
実施の形態は、図1に示すステージ装置20のウェハス
テージ30(可動子)の駆動制御を行うためのものであ
る。このステージ位置制御プログラムが開始されると、
ステップS41で、外部入力装置40からの指令信号に
基づいて、コイル数切換位置(X0,X1,X2,X3)の
算出が行われる。現在位置Xjがこの「X0」より大き
いとき(加速)、通電コイル数が「6」に、現在位置X
jが「X1」〜「X2」間の値のとき(定速)、通電コイ
ル数が「4」に、現在位置Xjが「X2」より大きいと
き(減速)、通電コイル数が「6」に、各々、設定され
る。
As described above, in the third embodiment, the number of energized coils is determined (switched) according to the current position Xj of the wafer stage 30 (stator 110). In the third embodiment, the drive control of the wafer stage 30 (movable element) of the stage device 20 shown in FIG. 1 is performed. When this stage position control program is started,
In step S41, a coil number switching position (X0, X1, X2, X3) is calculated based on a command signal from the external input device 40. When the current position Xj is larger than “X0” (acceleration), the number of energized coils is set to “6” and the current position Xj is increased.
When j is a value between “X1” and “X2” (constant speed), the number of energized coils becomes “4”, and when the current position Xj is larger than “X2” (deceleration), the number of energized coils becomes “6”. , Respectively.

【0061】このようにコイル数切換ステージ位置が求
められると、その後、ステップS42以降の処理で、実
際にステージ位置Xに従った可動子120の駆動が行わ
れる。先ず、ステップS42で、ソフトウェアタイマが
起動され(タイマスタート)、ステップS43で、制御
開始(図11のt31)からの時間経過tが演算される
(駆動実時間の算出)。
After the coil number switching stage position is obtained in this way, the mover 120 is actually driven in accordance with the stage position X in the processing after step S42. First, in step S42, a software timer is started (timer start), and in step S43, the elapsed time t from the start of control (t31 in FIG. 11) is calculated (calculation of actual driving time).

【0062】ステップS44では、経過時間tに基づい
て、予め設定された移動距離プロフィール(図11)に
従って次の瞬間に移動すべき目標移動位置Xmが設定さ
れ、次のステップS45で、各種制御量(例えば、加速
度)のサーボ演算が行われる。
In step S44, based on the elapsed time t, a target movement position Xm to be moved at the next moment is set according to a predetermined movement distance profile (FIG. 11). In the next step S45, various control amounts are set. Servo calculation (for example, acceleration) is performed.

【0063】ステップS46では、上記経過時間tに基
づいて、コイル111,111…に流す電流値Iが、予
め設定された駆動電流プロフィール(図4参照)に基づ
いて設定され、この電流値Iに基づく駆動電流指令が決
定される(ステップS47)。ステップS48では、ウ
ェハステージ30(可動子120)の現在位置情報(X
j)が取り込まれる。
In step S46, based on the elapsed time t, a current value I flowing through the coils 111, 111... Is set based on a preset drive current profile (see FIG. 4). A drive current command based on the command is determined (step S47). In step S48, the current position information (X
j) is captured.

【0064】次のステップS49では、上記現在位置X
jが、以下の条件式(f)、(g)、(h)の何れかを
今回ループで満たしたかが判別される。 Xj>X0 …(f) Xj>X1 …(g) Xj>X2 …(h) このステップS49の判別結果が“No”のときは、続
くステップS50をスキップしてステップS51に進
む。
In the next step S49, the current position X
It is determined whether j satisfies any of the following conditional expressions (f), (g), and (h) in the current loop. Xj> X0 (f) Xj> X1 (g) Xj> X2 (h) When the result of the determination in step S49 is "No", the process skips the subsequent step S50 and proceeds to step S51.

【0065】一方、今回ループで上記何れかの条件式が
満たされたと判断されたときには、ステップS50で、
満たした条件式に応じて、通電コイル数の増加/減少指
令が行われる。図11に示す例では、条件式(f)を満
たしたときには、通電コイル数を基準値(例えば、
「4」)に2加えて「6」とする。又、条件式(g)を
満たしたときには、通電コイル数を、2個減らして
「4」とする。更に、条件式(h)を満たしたときに
は、通電コイル数を、再び2を加えて「6」とする。
On the other hand, when it is determined that any of the above conditional expressions is satisfied in the current loop, in step S50,
An instruction to increase / decrease the number of energized coils is issued according to the satisfied conditional expression. In the example shown in FIG. 11, when the conditional expression (f) is satisfied, the number of energized coils is set to a reference value (for example,
“4”) plus 2 plus “6”. When conditional expression (g) is satisfied, the number of energized coils is reduced by two to “4”. Further, when the conditional expression (h) is satisfied, the number of energized coils is again increased by 2 to “6”.

【0066】次のステップS51では、現在位置Xjが
励磁切換マップと比較され、ステップS52で、この比
較結果に基づいてオンすべきスイッチSW01〜39が決定
される(スイッチ切換指令)。次のステップS53では
ゲイン切換が行われ、ステップS54で、駆動電流指
令、通電コイル数の増加/減少指令、スイッチ切換指
令、コントローラゲインに基づいて、駆動体移動処理が
行われる。
In the next step S51, the current position Xj is compared with the excitation switching map, and in step S52, the switches SW01 to SW39 to be turned on are determined based on the comparison result (switch switching command). In the next step S53, gain switching is performed, and in step S54, a driving body moving process is performed based on a driving current command, a command to increase / decrease the number of energized coils, a switch switching command, and a controller gain.

【0067】ステップS55では、可動子120の移動
を終了させるべきか否かの判別が行われ、判別結果が
“Yes”に転じたときに、本プログラムを終了する。
尚、上記した実施の形態でも、第1の実施の形態と同様
に、2つの通電マップ(図7、図8)を用意して、上記
条件式(f)、(g)、(h)が満たされた時点で、こ
れらのマップ(図7、図8)を適宜切り換えるようにし
てもよい。
In step S55, it is determined whether or not the movement of the mover 120 should be terminated. When the result of the determination turns to "Yes", the present program is terminated.
In the above embodiment, as in the first embodiment, two energization maps (FIGS. 7 and 8) are prepared, and the conditional expressions (f), (g), and (h) are satisfied. These maps (FIGS. 7 and 8) may be appropriately switched at the time of being satisfied.

【0068】(第4の実施の形態)次に、本発明の第4
の実施の形態について、図13を用いて説明する。この
第4の実施の形態では、各コイル群(V相、U相、W
相)の各スイッチS01〜S39が、可動子120の駆動状
態(加速度α)に応じてオン/オフ制御されて、加速度
αが第1所定値α1以下のときには、発熱量が少なくな
るように、加速度αが第1所定値α1以上でかつ第2所
定値α2以下のときに目標移動位置への制御残差が少な
くなるように、リニアモータ100の動作制御が行われ
る。又、加速度αが第2所定値α2以上のときには、再
び、発熱量が少なくなるように、コイル数が決定され
る。尚、この第4の実施の形態の制御もステージ装置2
0で行われる。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, each coil group (V phase, U phase, W phase)
Each of the switches S01 to S39 of the (phase) is on / off controlled in accordance with the driving state (acceleration α) of the mover 120, and when the acceleration α is equal to or less than the first predetermined value α1, the heat generation amount is reduced. When the acceleration α is equal to or more than the first predetermined value α1 and equal to or less than the second predetermined value α2, the operation control of the linear motor 100 is performed so that the control residual to the target movement position is reduced. Further, when the acceleration α is equal to or more than the second predetermined value α2, the number of coils is determined so that the heat generation amount is reduced again. Note that the control of the fourth embodiment is also performed by the stage device 2.
0 is performed.

【0069】第4の実施の形態のステージ位置制御プロ
グラムが開始されると、ステップS61で、外部入力装
置40からの指令信号に基づいて、コイル数切換加速度
の算出が行われる(第1所定値α1、第2所定値α2)。
加速度αがこの「第1所定値α1」より大きいとき(加
速)当該電流が供給されるコイル数が「6」に設定さ
れ、加速度αが「第1所定値α1」〜「第2所定値α2」
間の値のとき(定速)コイル数が「4」、加速度αが
「第2所定値α2」より小さいとき(減速)コイル数が
「6」に、各々、設定される。
When the stage position control program according to the fourth embodiment is started, in step S61, the coil number switching acceleration is calculated based on a command signal from the external input device 40 (first predetermined value). α1, a second predetermined value α2).
When the acceleration α is larger than the “first predetermined value α1” (acceleration), the number of coils to which the current is supplied is set to “6”, and the acceleration α is changed from “first predetermined value α1” to “second predetermined value α2”. "
When the value is in between (constant speed), the number of coils is set to “4”, and when the acceleration α is smaller than “the second predetermined value α2” (deceleration), the number of coils is set to “6”.

【0070】このようにコイル数切換加速度が求められ
ると、その後、ステップS22以降の処理で、実際に加
速度αに従った可動子120の駆動が行われる。先ず、
ステップS62で、ソフトウェアタイマが起動され(タ
イマスタート)、ステップS63で、制御開始からの時
間経過tが演算される(駆動実時間の算出)。
After the number-of-coils switching acceleration is obtained in this manner, the mover 120 is actually driven in accordance with the acceleration α in the processing after step S22. First,
In step S62, a software timer is started (timer start), and in step S63, the elapsed time t from the start of control is calculated (calculation of actual driving time).

【0071】ステップS64では、目標移動位置Xmが
設定され、次のステップS65では、各種制御量(加速
度α)がサーボ演算される。次のステップS66では、
上記サーボ演算で求められた加速度αが、今回ループで
以下の条件式(j)、(k)の何れかを満たしたかが判
別される。 α1<α<α2 …(j) α>α1 又は α<α2 …(k) このステップS66の判別結果が“No”のときは、続
くステップS67をスキップしてステップS68に進
む。
In step S64, the target movement position Xm is set, and in the next step S65, various control amounts (acceleration α) are servo-calculated. In the next step S66,
It is determined whether the acceleration α obtained by the servo calculation satisfies any of the following conditional expressions (j) and (k) in the current loop. α1 <α <α2 (j) α> α1 or α <α2 (k) If the determination result in step S66 is “No”, the process skips the subsequent step S67 and proceeds to step S68.

【0072】一方、今回ループで上記何れかの条件式が
満たされたと判断されたときには、ステップS67で、
満たした条件式に応じて、通電コイル数の増加/減少指
令が行われる。例えば、条件式(j)が今回ループで満
たされたと判断されたときには、ステップS67で通電
コイル数を「6」とする。又、今回ループで条件式
(k)を満たしたときには、通電コイル数を「4」とす
る。
On the other hand, when it is determined that any of the above conditional expressions is satisfied in the current loop, in step S67,
An instruction to increase / decrease the number of energized coils is issued according to the satisfied conditional expression. For example, when it is determined that the conditional expression (j) is satisfied in the current loop, the number of energized coils is set to “6” in step S67. When conditional expression (k) is satisfied in the current loop, the number of energized coils is set to “4”.

【0073】ステップS68では、上記経過時間tに基
づいて、コイル111,111…に流す電流の目標値I
が実際に駆動電流プロフィール(図4参照)に基づいて
設定され、この目標値Iに基づく駆動電流指令が決定さ
れる(ステップS69)。次のステップS70では、ウ
ェハステージ30の現在位置Xjが取り込まれて、図7
に示す励磁切換マップと比較され(ステップS71)、
次のステップS72でこの比較結果に基づいてオンすべ
きスイッチSW01〜39が決定される。
In step S68, based on the elapsed time t, the target value I of the current flowing through the coils 111, 111.
Are actually set based on the drive current profile (see FIG. 4), and a drive current command based on the target value I is determined (step S69). In the next step S70, the current position Xj of the wafer stage 30 is fetched, and FIG.
(Step S71).
In the next step S72, the switches SW01 to SW39 to be turned on are determined based on the comparison result.

【0074】次のステップS73ではゲイン切換が行わ
れ、ステップS74で駆動電流指令、通電コイル数の増
加/減少指令、スイッチ切換指令、コントローラゲイン
に基づいて、駆動体移動処理が行われる。そして、ステ
ップS75で、可動子120の移動を終了させるべきか
否かの判別が行われ、判別結果が“Yes”に転じたと
きに、本プログラムを終了する。
In the next step S73, gain switching is performed. In step S74, a driving body moving process is performed based on a driving current command, a command to increase / decrease the number of energized coils, a switch switching command, and a controller gain. Then, in step S75, it is determined whether or not the movement of the mover 120 should be terminated. When the result of the determination turns to "Yes", the present program is terminated.

【0075】尚、上記した実施の形態でも、第1の実施
の形態と同様に、2つの通電マップ(図7、図8)を用
意して、上記条件式(j)、(k)が満たされた時点
で、これらのマップ(図7、図8)を適宜切り換えるよ
うにしてもよい。尚、上記した第1〜第4の実施の形態
では、可動子120の磁極数が「6」の場合について説
明したが、可動子120の磁極数は、これに限定されな
い。例えば、図14に示すタイプの可動子320を用い
た場合、前述のマグネット(永久磁石)の極数とコイル
111の励磁極数(通電コイル数)との関係に基づく
と、磁場のピークの数Nが12となる。従って、モータ
定数が最適となる通電コイル数(励磁極数)K及びL
は、K=5、L=6となり、制御残差が最適となる通電
コイル数は3(=5−2)となる(図15)。従って、
通電コイルを、ウェハステージ30(可動子)の駆動状
態に応じて、「5」と「3」又は「6」と「3」との間
で切り換えればよい。このとき、コイルスイッチS01〜
S39によって、制御残差が最適となる状態で通電されて
いるコイルの両端のコイルと隣り合う関係にあるコイル
をオン又はオフして通電コイル数を切り換えるように設
定される場合は、「5」と「3」との間で切換を行えば
よい。これに対して、通電コイル数を「6」と「3」と
の間で切り換える場合は、前述のように通電切換マップ
を用意しておき、それらのマップを切り換える方法が望
ましい。
In the above-described embodiment, as in the first embodiment, two energization maps (FIGS. 7 and 8) are prepared to satisfy the conditional expressions (j) and (k). At this point, these maps (FIGS. 7 and 8) may be appropriately switched. In the first to fourth embodiments, the case where the number of magnetic poles of the mover 120 is “6” has been described, but the number of magnetic poles of the mover 120 is not limited to this. For example, when a mover 320 of the type shown in FIG. 14 is used, the number of magnetic field peaks is determined based on the relationship between the number of poles of the magnet (permanent magnet) and the number of excitation poles of the coil 111 (number of energized coils). N becomes 12. Therefore, the number of energizing coils (the number of exciting poles) K and L at which the motor constant is optimal
Is K = 5, L = 6, and the number of energized coils at which the control residual becomes optimal is 3 (= 5-2) (FIG. 15). Therefore,
The energizing coil may be switched between “5” and “3” or “6” and “3” according to the driving state of the wafer stage 30 (movable element). At this time, the coil switches S01-
If S39 is set so that the number of energized coils is switched by turning on or off the coils adjacent to the coils at both ends of the energized coils in a state where the control residual becomes optimal, "5" What is necessary is just to switch between "3" and "3". On the other hand, when the number of energized coils is switched between "6" and "3", it is preferable to prepare an energization switching map as described above and switch between these maps.

【0076】又、上記した第1〜第4の実施の形態で
は、説明を簡単にするために、ウェハステージ30(可
動子120)がX軸方向に制御される例をあげて説明し
たが、実際のステージ装置20では、X軸方向、Y軸方
向の各々に関して、当該ステージ制御が行われる。又、
第1〜第4の実施の形態のステージ装置20は、ウェハ
W上にマスク(図示省略)に形成されたパターンを転写
する露光装置における、ウェハWの移動手段として用い
られるが、その用途は限定されない。
In the above-described first to fourth embodiments, an example in which the wafer stage 30 (movable element 120) is controlled in the X-axis direction has been described for the sake of simplicity. In the actual stage device 20, the stage control is performed in each of the X-axis direction and the Y-axis direction. or,
The stage apparatus 20 according to the first to fourth embodiments is used as a moving means of the wafer W in an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask (not shown) onto the wafer W, but its use is limited. Not done.

【0077】(第5の実施の形態)次に、本発明の第5
の実施の形態について、図16を用いて説明する。この
第5の実施の形態は、上記した第1〜第4の実施の形態
のステージ装置20と略同一のステージ装置を露光装置
700のレチクル(マスク)ステージ750、ステージ
装置800としたものである。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment, a stage device that is substantially the same as the stage device 20 of the above-described first to fourth embodiments is replaced with a reticle (mask) stage 750 and a stage device 800 of an exposure apparatus 700. .

【0078】ここで露光装置700は、いわゆるステッ
プ・アンド・スキャン露光方式の走査型露光装置であ
る。この露光装置700は、図16に示すように、照明
系710と、レチクル(フォトマスク)Rを保持するス
テージ可動部751と、投影光学系PLと、ウェハWを
X−Y平面内でX軸方向−Y軸方向の2次元方向に駆動
するステージ装置800と、これらを制御する主制御装
置720等を備えている。
The exposure apparatus 700 is a so-called step-and-scan exposure type scanning exposure apparatus. As shown in FIG. 16, the exposure apparatus 700 moves an illumination system 710, a stage movable unit 751 for holding a reticle (photomask) R, a projection optical system PL, and a wafer W on an X-axis in an XY plane. A stage device 800 for driving in a two-dimensional direction of the direction-Y-axis direction, and a main control device 720 for controlling these are provided.

【0079】前記照明系710は、光源ユニットから照
射された露光光を、レチクルR上の矩形(あるいは円弧
状)の照明領域IARに均一な照度で照射するものであ
る。又、レチクルステージ750では、ステージ可動部
751がレチクルベース(図示省略)上を所定の走査速
度でガイドレール(図示省略)に沿って移動される。
又、ステージ可動部751の上面にはレチクルRが、例
えば真空吸着により固定される。又、ステージ可動部7
51のレチクルRの下方には、露光光通過穴(図示省
略)が形成されている。
The illumination system 710 irradiates exposure light emitted from the light source unit to a rectangular (or arc-shaped) illumination area IAR on the reticle R with uniform illuminance. In the reticle stage 750, the stage movable portion 751 is moved on a reticle base (not shown) at a predetermined scanning speed along a guide rail (not shown).
A reticle R is fixed on the upper surface of the stage movable section 751, for example, by vacuum suction. Also, the stage movable part 7
An exposure light passage hole (not shown) is formed below the reticle R of 51.

【0080】このステージ可動部751の移動位置は、
反射鏡715、レチクルレーザ干渉計716によって検
出され、ステージ制御系719は、この検出されたステ
ージ可動部751の移動位置に基づく主制御装置720
からの指示に応じて、ステージ可動部751を駆動す
る。又、投影光学系PLは縮小光学系であり、レチクル
ステージ750の下方に配置され、その光軸AX(照明
光学系の光軸IXに一致)の方向がZ軸方向とされる。
ここではテレセントリックな光学配置となるように光軸
AX軸方向に沿って所定間隔で配置された複数枚のレン
ズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。従
って、上記照明系710によりレチクルRの照明領域I
ARが照明されると、レチクルRの照明領域IAR内の
回路パターンの縮小像(部分倒立像)が、ウェハW上の
照明領域IARに共役な露光領域IAに形成される。
The moving position of the stage movable portion 751 is
The stage control system 719 is detected by the reflecting mirror 715 and the reticle laser interferometer 716, and the main controller 720 based on the detected moving position of the stage movable portion 751 is used.
The stage movable section 751 is driven in accordance with the instruction from. The projection optical system PL is a reduction optical system, and is disposed below the reticle stage 750, and the direction of its optical axis AX (coincident with the optical axis IX of the illumination optical system) is defined as the Z-axis direction.
Here, a refraction optical system including a plurality of lens elements arranged at predetermined intervals along the optical axis AX axis direction so as to have a telecentric optical arrangement is used. Therefore, the illumination area I of the reticle R is
When the AR is illuminated, a reduced image (partially inverted image) of the circuit pattern in the illumination area IAR of the reticle R is formed in the exposure area IA conjugate to the illumination area IAR on the wafer W.

【0081】尚、ステージ装置800は、コイルを電機
子として用いた平面モータ870を駆動手段として、テ
ーブル818をX−Y面内で2次元方向に駆動するもの
である。すなわち、ステージ装置800は、ベース部8
21と、このベース部821の上面の上方に数μm程度
のクリアランスを介して浮上されるテーブル818と、
このテーブル818を移動させる平面モータ870とを
具えている。ここでテーブル818には、露光処理時、
その上面にウェハWが、例えば真空吸着によって固定さ
れる。
The stage device 800 drives the table 818 in a two-dimensional direction in the XY plane by using a plane motor 870 using a coil as an armature as a driving means. That is, the stage device 800 includes the base unit 8
21, a table 818 that floats above the upper surface of the base portion 821 through a clearance of about several μm,
A flat motor 870 for moving the table 818 is provided. Here, the table 818 stores the values at the time of the exposure processing.
The wafer W is fixed on the upper surface by, for example, vacuum suction.

【0082】又、テーブル818には移動鏡827が固
定され、ウェハ干渉計831からレーザビームが照射さ
れて、当該テーブル818のX−Y面内での移動位置が
検出されるようになっている。このとき得られた移動位
置の情報は、ステージ制御系719を介して主制御装置
720に送られる。そして、ステージ制御系719は、
この情報に基づく主制御装置720からの指示に従っ
て、平面モータ870を作動させ、テーブル818をX
−Y面内の所望の位置に移動させる。
A movable mirror 827 is fixed to the table 818, and a laser beam is emitted from the wafer interferometer 831 to detect the moving position of the table 818 in the XY plane. . Information on the movement position obtained at this time is sent to main controller 720 via stage control system 719. Then, the stage control system 719
In accordance with an instruction from main controller 720 based on this information, planar motor 870 is operated, and table 818 is set to X
-Move to a desired position in the Y plane.

【0083】テーブル818は、平面モータ870を構
成する可動子(図示省略)の上面に、支持機構(図示省
略)によって異なる3点で支持されており、平面モータ
870によって、X軸方向、Y軸方向に駆動するのみな
らずX−Y面に対して傾斜させたり、Z軸方向(上方)
に駆動させることができるようになっている。尚、平面
モータ870は、公知の構成であり、平面モータ870
のその他の説明は省略する。
The table 818 is supported at three different points by a support mechanism (not shown) on the upper surface of a mover (not shown) constituting the flat motor 870. Not only drive in the direction, but also tilt with respect to the XY plane, Z-axis direction (upward)
Can be driven. The flat motor 870 has a known configuration.
Other descriptions of are omitted.

【0084】ステージ装置800を、第1から第4の実
施の形態で説明したステージ装置と略同一のステージ装
置としてもよい。この場合、レチクルステージ及びウェ
ハ用の各ステージが、本発明のリニアモータを備えてい
るので、露光時におけるウェハステージとレチクルステ
ージの同期精度をより向上させつつ、リニアモータから
の発熱量を抑えることができる。
The stage device 800 may be substantially the same as the stage device described in the first to fourth embodiments. In this case, since each stage for the reticle stage and the wafer is provided with the linear motor of the present invention, it is possible to further improve the synchronization accuracy between the wafer stage and the reticle stage at the time of exposure while suppressing the amount of heat generated from the linear motor. Can be.

【0085】尚、図中、符号821はベース部であり、
その内部から生じる熱による温度上昇を防ぐための流体
が、供給管792、排出管793、温度調節装置779
の作用によって、循環されるようになっている。斯かる
構成のレチクルステージ750を含む露光装置700に
おいては、概ね、以下の手順で露光処理が行われる。
In the figure, reference numeral 821 is a base portion,
A fluid for preventing a temperature rise due to heat generated from the inside thereof includes a supply pipe 792, a discharge pipe 793, and a temperature control device 779.
It is circulated by the action of. In exposure apparatus 700 including reticle stage 750 having such a configuration, exposure processing is generally performed in the following procedure.

【0086】先ず、レチクルR、ウェハWがロードさ
れ、次いで、レチクルアラインメント、ベースライン計
測、アラインメント計測等が実行される。アライメント
計測の終了後には、ステップ・アンド・スキャン方式の
露光動作が行われる。露光動作にあたっては、レチクル
干渉計716によるレチクルRの位置情報、ウェハ干渉
計831によるウェハWの位置情報に基づき、主制御装
置720がステージ制御系719に指令を出し、レチク
ルステージ750のリニアモータ100,100及び平
面モータ870によって、レチクルRとウェハWとが同
期して移動し、もって、所望の走査露光が行われる。
First, reticle R and wafer W are loaded, and then reticle alignment, baseline measurement, alignment measurement, and the like are performed. After the completion of the alignment measurement, an exposure operation of a step-and-scan method is performed. In the exposure operation, main controller 720 issues a command to stage control system 719 based on position information of reticle R by reticle interferometer 716 and position information of wafer W by wafer interferometer 831, and controls linear motor 100 of reticle stage 750. , 100 and the plane motor 870, the reticle R and the wafer W are moved synchronously, thereby performing a desired scanning exposure.

【0087】又、レチクル干渉計716は、第1〜第4
の実施の形態におけるレーザ干渉計22X、22Yの機
能を有するものであり、レチクル干渉計716からの出
力は、図1に示すコントローラ26を介して各スイッチ
S01〜S39のオン/オフの切換え制御に用いられる。こ
のようにして、1つのショット領域に対するレチクルパ
ターンの転写が終了すると、テーブル818が1ショッ
ト領域分だけステッピングされて、次のショット領域に
対する走査露光が行われる。このステッピングと走査露
光とが順次繰り返され、ウェハW上に必要なショット数
のパターンが転写される。
The reticle interferometer 716 has first to fourth
The output from the reticle interferometer 716 is used for controlling the on / off switching of each of the switches S01 to S39 via the controller 26 shown in FIG. Used. When the transfer of the reticle pattern to one shot area is completed in this way, the table 818 is stepped by one shot area, and scanning exposure is performed for the next shot area. The stepping and the scanning exposure are sequentially repeated, and the required number of shot patterns are transferred onto the wafer W.

【0088】ここで、上記のレチクルステージ750に
おいては、リニアモータ100,100の固定子11
0,110を構成する各コイル111,111…に、3
相の電流が適宜供給され、その移動位置が制御される。
尚、本実施の形態のステージ装置20と略同一構成のレ
チクルステージ750、ステージ装置800を用いた半
導体デバイスの製造は、概ね、図17、図18に示す手
順で行われる。
Here, in reticle stage 750, stators 11 of linear motors 100 and 100 are used.
Each of the coils 111, 111,.
The phase currents are supplied as appropriate and their movement positions are controlled.
Note that the manufacture of a semiconductor device using the reticle stage 750 and the stage device 800 having substantially the same configuration as the stage device 20 of the present embodiment is generally performed according to the procedures shown in FIGS.

【0089】すなわち、半導体デバイスは、デバイスの
機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基
づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料から
ウェハを製作するステップ、前述した実施の形態の露光
装置によりレチクルのパターンをウェハに転写するステ
ップ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボ
ンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステッ
プ等を経て製造される。
That is, for a semiconductor device, a step of designing the function and performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on this design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and a reticle by the exposure apparatus of the above-described embodiment. Is manufactured through a step of transferring the pattern to a wafer, a step of assembling a device (including a dicing step, a bonding step, and a package step), an inspection step, and the like.

【0090】以下、デバイス製造方法について、更に詳
細に説明する。図17には、デバイス(ICやLSI等
の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッ
ド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートが示
されている。 この図に示されるように、まず、ステッ
プ1001(設計ステップ)において、デバイスの機能
・性能設計(例えば、半導体テバイスの回路設計等)を
行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。
引き続き、ステップ1002(マスク製作ステップ)に
おいて、設計した回路パターンを形成したマスク(レチ
クル)を製作する。一方、ステップ1003(ウェハ製
造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウェ
ハを製造する。
Hereinafter, the device manufacturing method will be described in more detail. FIG. 17 shows a flowchart of an example of manufacturing a device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin-film magnetic head, a micromachine, or the like). As shown in this figure, first, in step 1001 (design step), a function / performance design of a device (for example, a circuit design of a semiconductor device) is performed, and a pattern design for realizing the function is performed.
Subsequently, in step 1002 (mask manufacturing step), a mask (reticle) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step 1003 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.

【0091】次に、ステップ1004(ウェハ処理ステ
ップ)において、ステップ1001〜ステップ1003
で用意したマスク(レチクル)とウェハを使用して、後
述するように、リソグラフィ技術等によってウェハ上に
実際の回路等を形成する。次いで、ステップ1005
(テバイス組立ステップ)において、ステップ1004
で処理されたウェハを用いてテバイス組立を行う。この
ステップ1005には、ダイシング工程、ボンディング
工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程
が必要に応じて含まれる。
Next, in step 1004 (wafer processing step), steps 1001 to 1003
Using the mask (reticle) and the wafer prepared in the above, an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography technology or the like as described later. Next, step 1005
In (Tevaise assembly step), step 1004
Is assembled using the wafer processed in the step (1). Step 1005 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary.

【0092】最後に、ステップ1006(検査ステッ
プ)において、ステップ1005で作製されたテバイス
の動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こう
した工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷され
る。図18には、半導体テバイスの場合における、上記
ステップ1004の詳細なフロー例が示されている。図
18において、ステップ1011(酸化ステップ)にお
いてはウェハの表面を酸化させる。ステップ1012
(CVDステップ)においてはウェハ表面に酸化絶縁膜
を形成する。ステップ1013(電極形成ステップ)に
おいてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステ
ップ1014(イオン打込みステップ)においてはウェ
ハにイオンを打ち込む。
Finally, in step 1006 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the device manufactured in step 1005 are performed. After these steps, the device is completed and shipped. FIG. 18 shows a detailed flow example of step 1004 in the case of a semiconductor device. In FIG. 18, in step 1011 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. Step 1012
In the (CVD step), an oxide insulating film is formed on the wafer surface. In step 1013 (electrode forming step), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 1014 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer.

【0093】以上のステップ1011〜ステップ101
4それぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成
しており、各段階において必要な処理に応じて選択され
て実行される。ウェハプロセスの各段階において、上述
の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工
程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ
1015(レジスト形成ステップ)において、ウェハに
感光剤を塗布する。引き続き、ステップ1016(露光
ステップ)において、上で説明した露光装置を用いてマ
スクの回路パターンをウェハに転写する。次に、ステッ
プ1017(現像ステップ)においては露光されたウェ
ハを現像し、ステップ1018(エッチングステップ)
において、レジストが残存している部分以外の部分の露
出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ
1019(レジスト除去ステップ)においてエッチング
が済んで不要となったレジストを取り除く。
The above steps 1011 to 101
Each of the components 4 constitutes a pre-processing step in each stage of the wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process in each stage. In each stage of the wafer process, when the above-mentioned pre-processing step is completed, the post-processing step is executed as follows. In this post-processing step, first, in step 1015 (resist forming step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step 1016 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer by using the above-described exposure apparatus. Next, in step 1017 (development step), the exposed wafer is developed, and in step 1018 (etching step)
In, the exposed member other than the portion where the resist remains is removed by etching. Then, in step 1019 (resist removing step), unnecessary resist after etching is removed.

【0094】これらの前処理工程と後処理工程とを繰り
返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パターン
が形成される。尚、本発明のリニアモータ100、20
0は、実施の形態で示した露光装置以外の、マスクと基
板とを同期移動してマスクのパターンを露光する走査型
の露光装置(例えば、米国特許第5,473,410
号)の駆動手段としても適用することができる。
By repeating these pre-processing and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. Note that the linear motors 100, 20 of the present invention
Reference numeral 0 denotes a scanning type exposure apparatus (for example, US Pat. No. 5,473,410) other than the exposure apparatus shown in the embodiment, which synchronously moves the mask and the substrate to expose the pattern of the mask.
) Can also be applied as driving means.

【0095】又、本発明のリニアモータが適用された装
置は、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパター
ンを露光し、基板を順次ステップ移動させるステップ・
アンド・リピート型の露光装置にも適用することができ
る。又、本発明のリニアモータが適用された装置は、投
影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接させて
マスクのパターンを露光するプロキシミディ露光装置に
も適用することができる。
Further, in the apparatus to which the linear motor of the present invention is applied, the pattern of the mask is exposed while the mask and the substrate are stationary, and the substrate is sequentially moved step by step.
The present invention can also be applied to an AND-repeat type exposure apparatus. The apparatus to which the linear motor of the present invention is applied can also be applied to a proxy midi exposure apparatus that exposes a mask pattern by bringing a mask and a substrate into close contact without using a projection optical system.

【0096】又、本発明のリニアモータが適用された露
光装置は、半導体製造用の露光装置に限定されることな
く、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パタ
ーンを露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを
製造するための露光装置にも、本発明は広く適用でき
る。又、第5の実施の形態の露光装置の光源は、g線
(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマ
レーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193
nm)、F2レーザ(157nm)のみならず、X線や
電子線などの荷電粒子線を用いることができる。例え
ば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射
型のランタンヘキサホライド(LaB6)、タンタル
(Ta)を用いることができる。さらに、電子線を用い
る場合は、マスクを用いる構成としてもよいし、マスク
を用いずに直接基板上にパターンを形成する構成として
もよい。
The exposure apparatus to which the linear motor of the present invention is applied is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor. For example, an exposure apparatus for a liquid crystal for exposing a liquid crystal display element pattern on a square glass plate is used. The present invention can be widely applied to an apparatus and an exposure apparatus for manufacturing a thin-film magnetic head. The light source of the exposure apparatus according to the fifth embodiment includes g-line (436 nm), i-line (365 nm), KrF excimer laser (248 nm), and ArF excimer laser (193).
nm) and F2 laser (157 nm), as well as charged particle beams such as X-rays and electron beams. For example, when an electron beam is used, a thermionic emission type lanthanum hexafluoride (LaB6) or tantalum (Ta) can be used as an electron gun. Further, when an electron beam is used, a structure using a mask may be used, or a pattern may be formed directly on a substrate without using a mask.

【0097】この場合には、投影光学系として、エキシ
マレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英
や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、F2レー
ザやX線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学
系にし(レチクルも反射型タイプのものを用いる)、ま
た、電子線を用いる場合には光学系として電子レンズお
よび偏向器からなる電子光学系を用いればよい。なお、
電子線が通過する光路は真空状態にすることはいうまで
もない。
In this case, when far ultraviolet rays such as an excimer laser are used as the projection optical system, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as a glass material, and when a F2 laser or X-ray is used, a reflection is used. An optical system of a refraction system or a refraction system (a reticle of a reflection type is used). When an electron beam is used, an electron optical system including an electron lens and a deflector may be used as the optical system. In addition,
It goes without saying that the optical path through which the electron beam passes is in a vacuum state.

【0098】又、本発明のリニアモータが駆動手段とし
て適用される露光装置の投影光学系の倍率は、縮小系の
みならず等倍および拡大系であってもよい。又、ウェハ
ステージやレチクルステージに、本発明のリニアモータ
を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型お
よびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮
上型のどちらを用いてもよい。
The magnification of the projection optical system of the exposure apparatus to which the linear motor of the present invention is applied as a driving means may be not only a reduction system but also an equal magnification and an enlargement system. When the linear motor of the present invention is used for a wafer stage or a reticle stage, either an air floating type using an air bearing or a magnetic floating type using Lorentz force or reactance force may be used.

【0099】又、本発明のリニアモータが適用されるス
テージとしては、ガイドに沿って移動するタイプに限ら
ず、ガイドを必要としないガイドレスタイプであっても
よい。尚、ウェハステージの移動により発生する反力に
関しては、特開平8−166475号公報にて提案され
ている発明を利用して、フレーム部材を用いて、機械的
に床側(大地)に逃がすようにしてもよい。
The stage to which the linear motor of the present invention is applied is not limited to a type that moves along a guide, but may be a guideless type that does not require a guide. The reaction force generated by the movement of the wafer stage is mechanically released to the floor side (ground) using a frame member by using the invention proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-166475. It may be.

【0100】又、レチクルステージの移動により発生す
る反力に関しては、特開平8−330224号公報にて
提案されている発明を利用して、フレーム部材を用い
て、機械的に床側(大地)に逃がすようにしてもよい。
以上に説明した本発明のリニアモータが適用される露光
装置は、特許請求の範囲に挙げた各構成要素を含む各種
サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学
的精度を保つように、組み立てることで製造される。
Regarding the reaction force generated by the movement of the reticle stage, utilizing the invention proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-330224, a frame member is used to mechanically move the floor side (ground). You may make it escape to.
The above-described exposure apparatus to which the linear motor of the present invention is applied applies various subsystems including the components described in the claims so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. And manufactured by assembling.

【0101】これら各種精度を確保するために、この組
み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を
達成するための調整、各種機械系については機械的精度
を達成するための調整、各種電気系については電気的精
度を達成するための調整が行われる。又、各種サブシス
テムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステ
ム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路
の配管接続等が含まれる。
In order to ensure these various precisions, before and after this assembly, adjustments to achieve optical precision for various optical systems, adjustments to achieve mechanical precision for various mechanical systems, various The electrical system is adjusted to achieve electrical accuracy. Also, the process of assembling the exposure apparatus from the various subsystems includes mechanical connections, wiring connections of electric circuits, and piping connections of the atmospheric pressure circuits between the various subsystems.

【0102】この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。又、各種サブシステムの
露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行
われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。
It goes without saying that there is an assembling process for each subsystem before the assembling process from these various subsystems to the exposure apparatus. Further, when the process of assembling the various subsystems into the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed, and various precisions of the entire exposure apparatus are secured. It is desirable that the exposure apparatus be manufactured in a clean room in which the temperature, the degree of cleanliness, and the like are controlled.

【0103】[0103]

【発明の効果】以上説明した請求項1から請求項7のリ
ニアモータ装置によれば、リニアモータ装置の複数のコ
イルが、第2の部材の駆動状態に応じて、電流を供給す
るコイル数が決定されるので、駆動状態に応じて、発熱
量を最小限に抑えてモータ定数を高めつつ、ステージ駆
動制御時の制御残差を最小にすることができる。
According to the linear motor device of the first to seventh aspects described above, the plurality of coils of the linear motor device have a number of coils for supplying current according to the driving state of the second member. Since it is determined, it is possible to minimize the control residual during stage drive control while minimizing the amount of heat generation and increasing the motor constant according to the driving state.

【0104】又、請求項8のステージ装置によれば、請
求項1から請求項7に記載のリニアモータ装置がステー
ジ部の駆動手段として用いられているので、駆動状態に
応じた制御によって、発熱量を最小限に抑えてモータ定
数を高めつつ、目標位置への制御残差を可及的に小さく
することができる。又、請求項9の露光装置によれば、
露光用光学系を用いて基板上に所定のパターンを形成す
るに当たり、請求項8に記載のステージ装置が用いられ
るので、当該リニアモータ装置のモータ定数が高まって
いる分、露光装置全体として高機能化が図られる。
According to the stage device of the present invention, since the linear motor device according to any one of the first to seventh aspects is used as a driving means of the stage portion, the linear motor device generates heat by controlling according to the driving state. The control residual to the target position can be minimized while minimizing the amount and increasing the motor constant. According to the exposure apparatus of the ninth aspect,
In forming a predetermined pattern on a substrate by using the exposure optical system, the stage device according to claim 8 is used, so that the motor constant of the linear motor device is increased, so that the entire exposure device is highly functional. Is achieved.

【0105】又、請求項10のデバイスは、請求項9に
記載の露光装置を用いて、所定のパターンが形成される
ので、効率のよいデバイスの製造が可能になる。又、請
求項11のリニアモータの駆動方法によれば、複数のコ
イルに対して、第2の部材の駆動状態に応じて電流を供
給するコイル数が切り換えるので、発熱量を抑えつつ制
御残差を小さくできる。
Further, in the device according to the tenth aspect, a predetermined pattern is formed by using the exposure apparatus according to the ninth aspect, so that the device can be manufactured efficiently. According to the driving method of the linear motor of the eleventh aspect, the number of coils for supplying current to the plurality of coils is switched according to the driving state of the second member. Can be reduced.

【0106】又、請求項12のステージ装置の駆動方法
によれば、請求項11記載のリニアモータの駆動方法を
用いて、当該リニアモータが駆動されるので、リニアモ
ータのモータ定数が高まる分、ステージ装置全体として
高機能化が図られる。又、請求項13の露光方法によれ
ば、ステージ装置に載置された基板上に所定のパターン
を形成する露光方法において、前記ステージ装置を駆動
する際に、請求項12に記載のステージ装置の駆動方法
が用いられるので、駆動される露光装置は、リニアモー
タのモータ定数が高まり、かつ、制御残差も小さくなる
分、露光装置全体として高機能化が図られる。
According to the driving method of the stage device of the twelfth aspect, the linear motor is driven by using the driving method of the linear motor according to the eleventh aspect. The overall function of the stage device is enhanced. Further, according to the exposure method of the thirteenth aspect, in the exposure method for forming a predetermined pattern on a substrate mounted on the stage device, when driving the stage device, the stage device according to the twelfth aspect is preferably used. Since the driving method is used, the exposure apparatus to be driven is enhanced in function as a whole because the motor constant of the linear motor is increased and the control residual is reduced.

【0107】又、請求項14のデバイスの製造方法によ
れば、請求項13に記載の露光方法を用いて、所定のパ
ターンが形成されたデバイスの製造が行われるので、デ
バイスを製造するにあたり、当該リニアモータのモータ
定数が高まり、かつ、制御残差が小さくなる分、効率の
よいデバイスの製造が実現できる。
According to the device manufacturing method of the present invention, a device having a predetermined pattern is manufactured by using the exposure method of the present invention. Since the motor constant of the linear motor is increased and the control residual is reduced, an efficient device can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態のステージ装置20
の全体構成図である。
FIG. 1 shows a stage device 20 according to a first embodiment of the present invention.
FIG.

【図2】ステージ装置20の電流パワーアンプ27U〜
Wとこれに接続されたコイル111U〜Wを示す回路図
である。
FIG. 2 shows a current power amplifier 27U of the stage device 20;
It is a circuit diagram showing W and coils 111U-W connected thereto.

【図3】リニアモータ100の可動子120の磁場パタ
ーンと、固定子110のコイル111の通電パターンと
の関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a magnetic field pattern of a mover 120 of the linear motor 100 and an energization pattern of a coil 111 of a stator 110.

【図4】ステージ装置20のリニアモータ100のモー
タ定数と、コイル111,111…の励磁個数との関係
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a motor constant of the linear motor 100 of the stage device 20 and the number of excited coils 111, 111.

【図5】第1の実施の形態における可動子120の移動
距離、移動速度、駆動電流の関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship among a moving distance, a moving speed, and a driving current of the mover 120 according to the first embodiment.

【図6】第1の実施の形態のステージ位置制御プログラ
ムを示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a stage position control program according to the first embodiment.

【図7】第1の実施の形態で用いられる励磁切換マップ
(4個励磁)を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an excitation switching map (four excitations) used in the first embodiment.

【図8】第1の実施の形態で用いられる他の励磁切換マ
ップ(6個励磁)を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing another excitation switching map (six excitation) used in the first embodiment.

【図9】第2の実施の形態における可動子120の移動
距離、移動速度、駆動電流の関係を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph illustrating a relationship among a moving distance, a moving speed, and a driving current of a mover 120 according to the second embodiment.

【図10】第2の実施の形態のステージ位置制御プログ
ラムを示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a stage position control program according to the second embodiment.

【図11】第3の実施の形態における可動子120の移
動距離、移動速度、駆動電流の関係を示すグラフであ
る。
FIG. 11 is a graph showing a relationship among a moving distance, a moving speed, and a driving current of a mover 120 according to the third embodiment.

【図12】第3の実施の形態のステージ位置制御プログ
ラムを示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a stage position control program according to a third embodiment.

【図13】第4の実施の形態のステージ位置制御プログ
ラムを示すフローチャートである。
FIG. 13 is a flowchart illustrating a stage position control program according to a fourth embodiment.

【図14】変形例に係る可動子320の磁石配列と磁場
パターンとの関係を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a magnet arrangement and a magnetic field pattern of a mover 320 according to a modification.

【図15】変形例に係るリニアモータのモータ定数と、
コイルの励磁個数との関係を示すグラフである。
FIG. 15 shows motor constants of a linear motor according to a modification,
It is a graph which shows the relationship with the excitation number of a coil.

【図16】レチクルステージ750にリニアモータ10
0が用いられた露光装置700の全体構成を示す図であ
る。
FIG. 16 shows a linear motor 10 mounted on a reticle stage 750.
FIG. 11 is a diagram illustrating the overall configuration of an exposure apparatus 700 in which 0 is used.

【図17】本発明にかかる露光装置を用いた半導体デバ
イスの製造プロセスを示す図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a semiconductor device manufacturing process using the exposure apparatus according to the present invention.

【図18】本発明にかかる露光装置を用いた半導体デバ
イスのより具体的な製造プロセスを示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a more specific manufacturing process of a semiconductor device using the exposure apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 ステージ装置 26 コントローラ 27U,27V,27W 電流パワーアンプ 100,200 リニアモータ 110,210 固定子(第1の部材) 111 コイル 120,220 可動子(第2の部材) 700 露光装置 800 ステージ装置 Reference Signs List 20 stage device 26 controller 27U, 27V, 27W current power amplifier 100, 200 linear motor 110, 210 stator (first member) 111 coil 120, 220 mover (second member) 700 exposure device 800 stage device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 豪之 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 長沢 昌弥 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 目黒 洋 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 Fターム(参考) 5F031 CA02 CA05 HA13 HA38 HA53 JA02 JA06 JA14 JA17 JA27 JA32 KA06 LA03 LA04 LA08 MA27 5F046 CC01 CC02 CC03 CC13 CC18 5H540 AA01 BA03 BB01 BB07 BB08 BB09 EE05 FA02 FA12 FB01 FC07 FC10 5H641 BB06 BB11 BB16 BB18 BB19 GG02 GG03 GG26 HH02 HH03 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takayuki Hashimoto 3-2-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nikon Corporation (72) Inventor Masaya Nagasawa 3-2-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nikon Corporation (72) Inventor Hiroshi Meguro 3-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Nikon Corporation (reference) 5F031 CA02 CA05 HA13 HA38 HA53 JA02 JA06 JA14 JA17 JA27 JA32 KA06 LA03 LA04 LA08 MA27 5F046 CC01 CC02 CC03 CC13 CC18 5H540 AA01 BA03 BB01 BB07 BB08 BB09 EE05 FA02 FA12 FB01 FC07 FC10 5H641 BB06 BB11 BB16 BB18 BB19 GG02 GG03 GG26 HH02 HH03

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のコイルを有する第1の部材と、 複数の磁石を有する第2の部材と、 前記第1の部材の前記複数のコイルに電流を選択的に供
給して、前記第2の部材を前記第1の部材に対して相対
的に移動させる制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記第2の部材の駆動状態に応じて電
流を供給するコイルの数を決定することを特徴とするリ
ニアモータ装置。
A first member having a plurality of coils; a second member having a plurality of magnets; and selectively supplying a current to the plurality of coils of the first member to form a second member. Control means for moving the member relative to the first member, wherein the control means determines the number of coils for supplying current according to the driving state of the second member. Characteristic linear motor device.
【請求項2】 請求項1に記載のリニアモータ装置にお
いて、 前記駆動状態は、少なくとも、前記第2の部材を加減速
させる加減速状態と、前記第2の部材を一定速度で移動
させる定速状態とであることを特徴とするリニアモータ
装置。
2. The linear motor device according to claim 1, wherein the driving state is at least an acceleration / deceleration state in which the second member is accelerated / decelerated, and a constant speed in which the second member is moved at a constant speed. A linear motor device characterized by being in a state.
【請求項3】 請求項2に記載のリニアモータ装置にお
いて、 前記制御手段は、前記加減速状態では一定推力を得るた
めのコイル発熱量が最小となるように前記電流を供給す
るコイルの数を決定し、前記定速状態では前記第2の部
材の移動位置と目標移動位置との制御残差が最小となる
ように前記電流を供給するコイルの数を決定することを
特徴とするリニアモータ装置。
3. The linear motor device according to claim 2, wherein the control unit determines the number of coils that supply the current such that the amount of heat generated by the coil for obtaining a constant thrust is minimized in the acceleration / deceleration state. And determining the number of coils for supplying the current so that the control residual between the moving position of the second member and the target moving position is minimized in the constant speed state. .
【請求項4】 請求項1から請求項3の何れか1項に記
載のリニアモータ装置において、 前記制御手段は、前記第2の部材の駆動状態を経過時間
に応じて予め決定すると共に、前記経過時間に応じて前
記電流が供給されるコイルの数を決定することを特徴と
するリニアモータ装置。
4. The linear motor device according to claim 1, wherein the control unit determines a driving state of the second member in advance according to an elapsed time, and A linear motor device, wherein the number of coils to which the current is supplied is determined according to an elapsed time.
【請求項5】 請求項1から請求項3の何れか1項に記
載のリニアモータ装置において、 前記制御手段は、前記コイルに供給される電流の値に応
じて前記電流が供給されるコイルの数を決定することを
特徴とするリニアモータ装置。
5. The linear motor device according to claim 1, wherein the control unit controls a value of a current supplied to the coil according to a value of the current supplied to the coil. A linear motor device characterized in that the number is determined.
【請求項6】 請求項1から請求項3の何れか1項に記
載のリニアモータ装置において、 前記制御手段は、前記第2の部材の位置情報を得ると共
に、前記位置情報に応じて前記電流が供給されるコイル
の数を決定することを特徴とするリニアモータ装置。
6. The linear motor device according to claim 1, wherein the control unit obtains position information of the second member, and obtains the current based on the position information. A linear motor device, wherein the number of coils to be supplied is determined.
【請求項7】 請求項1から請求項3の何れか1項に記
載のリニアモータ装置において、 前記制御手段は、前記第2の部材の加速度情報を得ると
共に、前記加速度情報に応じて前記電流が供給されるコ
イルの数を決定することを特徴とするリニアモータ装
置。 【請求項】 請求項1から請求項7の何れか1項に記
載のリニアモータ装置が、ステージ部のXステージ、Y
ステージの駆動手段として用いられることを特徴とする
ステージ装置。 【請求項】 露光用光学系を用いて基板上に所定のパ
ターンを形成する露光装置であって、 請求項に記載のステージ装置を備えていることを特徴
とする露光装置。 【請求項10】 所定のパターンが形成されたデバイス
であって、 請求項に記載の露光装置を用いて製造されたことを特
徴とするデバイス。 【請求項11】 複数のコイルを有する第1の部材と、
複数の磁石を有する第2の部材とを有し、前記第2の部
材を前記第1の部材に対して相対的に移動させるリニア
モータの駆動方法において、 前記第2の部材の駆動状態に応じて、電流を供給するコ
イルの数を決定することを特徴とするリニアモータの駆
動方法。 【請求項12】 駆動手段としてリニアモータを有する
ステージ装置の駆動方法において、 請求項11に記載のリニアモータの駆動方法を用いて前
記リニアモータを駆動することを特徴とするステージ装
置の駆動方法。 【請求項13】 ステージ装置に載置された基板上に所
定のパターンを形成する露光方法において、 前記ステージ装置を駆動する際に、請求項12に記載の
ステージ装置の駆動方法を用いることを特徴とする露光
方法。 【請求項14】 所定のパターンが形成されたデバイス
の製造方法であって、 請求項13に記載の露光方法を用いることを特徴とする
デバイスの製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein:
In the above-described linear motor device, the control unit may obtain acceleration information of the second member.
In both cases, the coil to which the current is supplied according to the acceleration information is
Linear motor device characterized by determining the number of files
Place. 8. The linear motor device according to claim 1, wherein the linear motor device comprises an X stage, a Y stage and a Y stage.
A stage device used as a stage driving means. 9. An exposure apparatus which forms a predetermined pattern on a substrate using an exposure optical system, an exposure apparatus characterized by comprising a stage apparatus according to claim 8. 10. A device on which a predetermined pattern is formed, wherein the device is manufactured by using the exposure apparatus according to claim 9 . 11. A first member having a plurality of coils,
A second member having a plurality of magnets, wherein the second member is relatively moved with respect to the first member. And determining the number of coils for supplying current. 12. A method of driving a stage device having a linear motor as a driving means, wherein the linear motor is driven using the method of driving a linear motor according to claim 11 . 13. An exposure method for forming a predetermined pattern on a substrate placed on the stage device, when driving the stage device, characterized by using the method of driving the stage device according to claim 12 Exposure method. 14. A method for manufacturing a device on which a predetermined pattern is formed, wherein the exposure method according to claim 13 is used.
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