JP2008161019A - リニアモ−タ装置及びこれを用いた露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一つのストロ−クを構成する固定子上には一つの可動子が備えられ、その固定子に電流を供給するための電流ドライバも一つの構成では、二以上の可動子に対応することはできない。また、そのまま可動子を複数個搭載し、ストロ−ク上の一連の配設固定子コイルに電流を供給した場合には、供給電力ロスが大きくなったり、あるいは、選択的に固定子に電流供給する場合には、電流供給の可否を制御するスイッチや配線が多数必要になったりする問題が懸念される。
【解決手段】複数の可動子と、複数のコイルからなる励磁切り替え型固定子と、コイルに励磁電流を供給する通電手段を備えるリニアモ−タ装置であって、通電手段が、複数の可動子のうち少なくとも二以上の可動子が移動可能な共用コイル部へ、複数の可動子の位置に応じて、複数の励磁電流を選択的に供給するリニアモ−タ装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、リニアモ−タ装置やこれを用いた駆動装置、露光装置等に関し、特に複数の可動子を駆動する駆動回路にかかる、ム−ビングマグネット型リニアモ−タ装置に関する。

可動子側をマグネット、固定子側をコイルとするム−ビングマグネット型リニアモ−タ装置は、固定子側のコイルに可動子の移動に整合させて、順次リニアモ−タ駆動の為の電流を供給することで、それに対応する可動子に駆動力を与える構成をとる。したがって、可動子側には電流供給の必要はなく、また配線や結線のわずらわしさもない。一方、主として固定子側にてコイルの励磁電流に伴う発熱が生じるが、固定子側の冷却は冷却配管等にて行えることから、高精度かつ高信頼性が要求される半導体露光装置等の高機能複合型装置において採用されている。

このム−ビングマグネット型（ＭＭタイプ）のリニアモ−タでは、通常、可動子の長さより十分長いストロ−ク上を可動するように、複数のコイルをストロ−クに応じて配設して固定子とする。そして、可動子への推力付与と直接関係しない箇所の固定子コイルには電流を流さず、可動子の位置を検出しそれに対応するコイルのみに電流を流すことで、不要な発熱や電力ロスを低減することが、例えば、特開２００１−１１９９１６に提案されている。

一方、最近の高機能複合型装置においては、さらなる高機能、高精度が求められており、一つの固定子上を駆動するム−ビングマグネット型リニアモ−タの可動子は、一つではなく複数個の可動子の同時駆動が要求されてきている。
特開２００１−１１９９１６

しかし、従来のように一つのストロ−クを構成する固定子上には一つの可動子が備えられ、その固定子に電流を供給するための電流ドライバも一つの構成では、二以上の可動子に対応することはできない。
また、従来の構成にてそのまま可動子を複数個搭載し、ストロ−ク上の一連の配設固定子コイルに電流を供給した場合には、供給電力ロスが大きくなったり、あるいは、選択的に固定子に電流供給する場合には、電流供給の可否を制御するスイッチや配線が多数必要になったりする問題が懸念される。

この発明にかかるリニアモ−タ装置は、複数の可動子と、複数のコイルからなる励磁切り替え型固定子と、コイルに励磁電流を供給する通電手段を備えるリニアモ−タ装置であって、通電手段が、複数の可動子のうち少なくとも二以上の可動子が移動可能な共用コイル部へ該複数の可動子の位置に応じて複数の励磁電流を選択的に供給することを特徴とする。

また、この発明にかかるリニアモ−タ装置は、好ましくは通電手段が、二以上の電流アンプ及び／又は二以上のドライバにより二以上の励磁電流を供給し、共用コイルに二以上の励磁電流を選択的に切り替えて供給する励磁電流切り替え手段を備え、共用コイル部の可動子移動軸方向の長さは可動子の間隔よりも短いことを特徴とする。
また、この発明にかかるリニアモ−タ装置は、好ましくは複数のコイルが三相交流により励磁され、複数のコイルの中性点は、一の励磁電流のみが供給されるコイル間で短絡された二以上の第一の短絡部と、二以上の励磁電流が供給される共用コイル間で短絡された第二の短絡部とを備え、二以上のうち一の第一の短絡部と、第二の短絡部とを選択的に切り替え接続可能な短絡部切り替え手段を設けたことを特徴とする。

また、この発明にかかる露光装置は、複数の可動子と、複数のコイルからなる励磁切り替え型固定子と、コイルに励磁電流を供給する通電手段を備えるリニアモ−タ装置であって、通電手段が、前記複数の可動子のうち少なくとも二以上の可動子が移動可能な共用コイル部へ複数の可動子の位置に応じて複数の励磁電流を選択的に供給するリニアモ−タ駆動装置を備える。

また、この発明にかかる露光装置は、好ましくは通電手段が、二以上の電流アンプ及び／又は二以上のドライバにより二以上の励磁電流を供給し、共用コイルに二以上の励磁電流を選択的に切り替えて供給する励磁電流切り替え手段を備え、共用コイル部の可動子移動軸方向の長さは可動子の間隔よりも短いリニアモ−タ駆動装置を備える。
また、この発明にかかる露光装置は、好ましくは複数のコイルは三相交流により励磁され、複数のコイルの中性点は、一の励磁電流のみが供給されるコイル間で短絡された二以上の第一の短絡部と、二以上の励磁電流が供給される共用コイル間で短絡された第二の短絡部と、を備え、二以上のうち一の第一の短絡部と、第二の短絡部と、を選択的に切り替え接続可能な短絡部切り替え手段を設けたリニアモ−タ駆動装置を備える。

また、この発明にかかる別のリニアモ−タ駆動装置は、複数のコイルからなる固定子と、コイルに対して相対的に移動するマグネットからなる複数の可動子と、コイルへの電流指令値を与える複数のドライバと、複数の可動子のそれぞれの位置を検出する位置検出装置と、位置検出装置により検出した位置情報に基づいて、複数の可動子のマグネットの磁界の範囲内にある各駆動コイルのみを選択し通電する通電手段と、を備えるム−ビングマグネット型リニアモータ駆動装置であって、固定子は、複数の可動子のうちの単一の可動子のみが利用するコイル部と、二以上の複数の可動子が利用する共用コイル部からなり、複数のドライバから選択的に電力供給可能とするスイッチ部を有することを特徴とする。

また、好ましくは各コイルの両端に、複数ドライバのそれぞれと接続するための通電手段を備え、位置測定装置により検出した位置情報に基づいて、可動子の位置に対応する各コイルの両端の通電手段を同時にオン／オフさせることを特徴とする。
また、好ましくはドライバとコイル両端の通電手段との間に、コイル両端の配線間の短絡をする線間短絡スイッチを有することを特徴とする。

スイッチや配線を低減した省スペ−スで簡便な、複数個の可動子を同時に同一固定子上で駆動することが可能な、ム−ビングマグネット型リニアモ−タ装置を実現できる。

（第一の実施形態）
この実施形態では、二つの可動子が使用する固定子コイルの中性点を接続した端子と、それぞれ一方の可動子のみが使用するコイルの中性点とを、それぞれ分離した回路とする。さらに、各可動子の位置に応じて、両方の可動子が使用するコイルの中性点を、固定子切り替えコイルと同様に切り替え可能な構成とすることで、可動子が存在する側のリニアモ−タの固定子中性点へと切り替え接続する。

これにより、複数の可動子が、各々複数の独立なモ−タ駆動回路にて駆動されることになり、可動子を概ね一定の間隔を保持して駆動することができる。また、両方の可動子が同時に共通のコイルを使用する位置に来ることはないので、これらの共通に使用されるコイルの中性点だけを分離して、一方の固定子のみが使用する固定子コイルの中性点と切り替え接続する。従って、新たに必要となる追加配線及びスイッチは、可動子が二個の場合は二セットのみとなる。また、モ−タ駆動回路は、それぞれ中性点が独立となるので、お互いに干渉することはなく、独立に動作させることが可能となることから、高い信頼性を確保できる。

ここで、図１に示す本発明の実施形態にかかる固定子コイル概念図をもとに以下詳細に説明する。図１においては、図示しない可動子が２個の場合を典型例として説明し、固定子コイル１に各単体コイルを２１個配置している。固定子コイル１は、順に１−１、１−２、１−３・・１−６、１−７の７つの組から構成され、各組にＵ、Ｖ、Ｗの三相に対応する三個の単体コイルが備えられる。たとえば、固定子コイル１−１には、順にＵ１、Ｖ１、Ｗ１の三つのコイルが備えられる。

また、図示しない二個の可動子は、それぞれ可動子Ｒ、可動子Ｌとすると、各可動子は、それぞれ固定子１の各端から一定間隔を保ったまま中心部付近まで可動となる。この場合、固定子コイル１−４は、可動子Ｒ、可動子Ｌの両可動子の可動領域として重複する。すなわち、固定子コイル１−４は、可動子Ｒを駆動する場合にも、可動子Ｌを駆動する場合にもそれぞれ用いられる。

この実施形態においては、可動子Ｒ、可動子Ｌごとに、可動子の位置に対応する各Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の固定子コイル１が一個ずつ通電されることで、励磁される。固定子コイル１へは、モ−タ駆動回路２により電流が供給される。モ−タ駆動回路２は、可動子Ｌ、可動子Ｒをそれぞれ駆動するためのモ−タ駆動回路２−１、モ−タ駆動回路２−２を備えることで、各可動子は別個独立に駆動する構成とする。なお、コイルの総個数や駆動時に通電励磁する固定子コイルの個数、可動子が共通に利用する固定子コイルの個数は、任意に設計してもよい。

各モ−タ駆動回路２−１、２−２は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相電流を供給するための電流アンプ２−１Ｕ、２−１Ｖ、２−１Ｗ、２−２Ｕ、２−２Ｖ、２−２Ｗを備える。モ−タ駆動回路２には、図示しない本体のホストコンピュ−タ側から、固定子コイル１への通電励磁を制御して可動子を駆動するための電流駆動指令信号４が入力される。
これにより、各Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流アンプ２−１Ｕ、２−１Ｖ、２−１Ｗ、２−２Ｕ、２−２Ｖ、２−２Ｗから、電流駆動指令信号４に基づく指定の電流を固定子コイル１へ供給する。また、可動子ごとに別個独立して電流供給し制御することで、可動子ごとに正確で高精度な駆動制御をすることが可能となる。すなわち、両可動子Ｌ、Ｒが同一か否かに関係なく、各々の可動子の駆動に必要な電流値を別個独立に供給できることになる。

また、スイッチボックス３は、モ−タ駆動回路２と固定子コイル１との間に設けられ、モ−タ駆動回路２から供給される電流を、固定子コイル１のどのコイルに供給するかを、スイッチ切り替えにより決定する。このスイッチは、ＭＯＳ−ＦＥＴ−ＳＷなどからなり、例えば固定子コイル１−１に対してはＵ相、Ｖ相、Ｗ相に応じて、各々、ＳＷ−Ｕ１、ＳＷ−Ｖ１、ＳＷ−Ｗ１というように、各固定子コイル１−２、１−３・・には、各相分設けられる。

また、両可動子Ｌ、Ｒが共用する固定子コイル１−４については、各可動子の駆動時に各可動子用のモ−タ駆動回路２−１とモ−タ駆動回路２−２の両方から、それぞれ通電可能に構成する必要がある。すなわち、可動子Ｌが固定子１−４に位置する時には、モ−タ駆動回路２−１からの供給電流にて、固定子１−４が通電励磁される。また、可動子Ｒが固定子１−４に位置する時には、モ−タ駆動回路２−２からの供給電流にて、固定子１−４が通電励磁される構成とする。

なお、各可動子ＬとＲは、別個独立に駆動制御することから、通常固定子コイル１組分又はそれ以上の距離を保って可動とする。このため、両可動子ＬとＲが同時に固定子コイル１−４に位置することはなく、固定子コイル１−４にモ−タ駆動回路２−１、２−２の両方から同時に通電されることはない。したがって、固定子コイル１−４への通電を決定するスイッチは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応したＳＷ−Ｕ４、ＳＷ−Ｖ４、ＳＷ−Ｗ４として、各相ごとに二個ずつ設けることで、モ−タ駆動回路２−１、２−２からの電流を選択的に、供給できるように構成する。

また、スイッチボックス３には、本体のホストコンピュ−タ側から、可動子Ｌ、Ｒの現在の位置と次に駆動する方向とから、それぞれどの固定子コイル１−１〜１−７の各相に通電すべきかのコイル選択のための励磁切り替え信号５が、入力される。
この励磁切り替え信号５に基づいて、スイッチボックス３の各スイッチＳＷ−Ｕ１、ＳＷ−Ｖ１、ＳＷ−Ｗ１・・ＳＷ−Ｎの切り替えを行う。

ここで、固定子コイル１では、固定子コイル１の中性点ＮＬ、ＮＢ、ＮＲ側において、モ−タ駆動回路２−１のみにより駆動される固定子コイル１−１、１−２、１−３と、モ−タ駆動回路２−２のみにより駆動される固定子コイル１−５、１−６、１−７と、両方から駆動される固定子コイル１−４の中性点ＮＬ、ＮＲ、ＮＢがＳＷ−Ｎにおいて各々短絡可能に配線される。

すなわち、スイッチボックス３には、固定子コイル１−４の短絡された中性点ＮＢを、可動子Ｌ側、可動子Ｒ側の短絡された中性点ＮＬ、ＮＲに切り替え接続することができるスイッチＳＷ−Ｎを備える。
例えば、可動子Ｌが固定子コイル１−１のＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相の位置にある場合には、スイッチボックス３のスイッチＳＷ−Ｕ１、ＳＷ−Ｖ１、ＳＷ−Ｗ１がオンとなる。また、このとき可動子Ｒは固定子コイル１−４のＵ４相、Ｖ４相、Ｗ４相に位置するので、スイッチボックス３のスイッチＳＷ−Ｕ４、ＳＷ−Ｖ４、ＳＷ−Ｗ４は、モ−タ駆動回路２−２からの通電がされるよう、接点がモ−タ駆動回路２−２側に切り替わる。

さらに、スイッチボックス３のスイッチＳＷ−Ｎは、固定子１−４の中性点ＮＢが可動子Ｌ側の中性点ＮＬから開放されるようスイッチオフすることで、モ−タ駆動回路２−２から励磁電流を、固定子１−４に通電することが可能となる。
一方、可動子Ｒが固定子コイル１−７の位置にある場合には、可動子Ｌが固定子コイル１−４上に位置する。従って、固定子コイル１−４の各相コイルの中性点ＮＢは、中性点ＮＬに接続する。従って、固定子Ｌが固定子コイル１−４上に位置しても、モ−タ駆動回路２−１から励磁電流を受け、さらに励磁された磁界を受けることができる。この様に、固定子コイル１−４上にどちらの可動子が位置していても、各々の可動子に対応した励磁電流が供給される。これをＳＷ−Ｎによって切り替えることができる。

上記により、固定子コイル１−４を利用している可動子に対応する側の中性点ＮＬ又はＮＲと、固定子コイル１−４の中性点ＮＢと、を接続することで固定子コイル１−４がその接続されている間においては、接続された側と一体一連の回路を構築することができる。
この実施形態において、例えば可動子Ｌが固定子コイル１−３のＷ相、固定子コイル１−４のＵ相、Ｖ相に位置する場合、スイッチボックス３のスイッチＳＷ−Ｗ３がオンされ、スイッチＳＷ−Ｕ４、ＳＷ−Ｖ４が共にモ−タ駆動回路２−１のＵ相の電流アンプ２−１Ｕ、Ｖ相の電流アンプ２−１Ｖの電流を通電するよう、モ−タ駆動回路２−１側にスイッチが選択される。さらに、この場合に固定子コイル１−４は、可動子Ｌの駆動に利用され、モ−タ駆動回路２−１の電流が供給されていることから、中性点ＮＢは中性点ＮＬと接続するよう、ＳＷ−Ｎが選択される。

この一連のＳＷ−Ｎの動作により、共用される固定子コイル１−４は、その時点で利用される側（Ｌ側かＲ側か）と一体の固定子コイルとして作動することが可能となる。また、上述の場合、可動子Ｒは、概ね固定子コイル１−６のＷ６、固定子コイル１−７のＵ７、Ｖ７の位置にあり、従って、対応するスイッチＳＷ−Ｗ６、ＳＷ−Ｕ７、ＳＷ−Ｖ７はオンすることで、可動子Ｒを駆動する励磁電流がモ−タ駆動回路２−２から供給されることとなる。

次に、図２に示す本発明の実施形態にかかる可動子と固定子との関係概念図を用いて、可動子の駆動について説明する。この図は、可動子Ｌと可動子Ｒの二つの可動子が備えられたリニアモ−タ２３の概念図である。可動子ＬはＬ移動範囲２５を、可動子ＲはＲ移動範囲２６の範囲内にて自由に往復駆動等可能となっている。
ここで、可動子ＬのＬ移動範囲２５に対応する固定子２４の固定子コイルは、Ｕ１〜Ｕ５、Ｖ１〜Ｖ５、Ｗ１〜Ｗ４となり、可動子ＲのＲ移動範囲２６に対応する固定子２４の固定子コイルは、Ｕ４〜Ｕ７、Ｖ３〜Ｖ７、Ｗ３〜Ｗ７となる。従って、この部分の固定子コイルがそれぞれ、Ｌ励磁コイル、Ｒ励磁コイルとして機能することになる。

ここで、Ｌ移動範囲２５とＲ移動範囲２６は、固定子２４の両端のダミ−コイルを除いた各端より固定子中央付近にかけてであり、中央付近に両可動子Ｌ、Ｒがともに移動可能な共用範囲２７が形成される。
従って、この共用範囲２７においては、可動子Ｌ、Ｒのいずれの駆動にも対応できるよう、可動子Ｌ、Ｒのいずれの駆動電流も選択的に共用範囲２７部分のコイルに励磁通電可能なように、スイッチと配線を構成する。このスイッチと配線の構成については、前述の説明と重複するのでここでは省略する。この共用範囲２７は、両可動子間の間隔が一定で同期した動作をするリニアモ−タにおいては、可動子Ｌと可動子Ｒの間隔を広げ、両可動子間の間隔よりも小さくすることが好ましい。これが小さければ、この共用範囲２７に同時に、両可動子が位置することはないので、別個独立の励磁電流の制御上、安定した駆動制御とすることができる。

なお、この説明において、可動子Ｌ、Ｒは一定間隔を保持して可動する例を示したが、各可動子を駆動する励磁電流は、各々モ−タ駆動回路に備える各相のアンプから供給され、スイッチ駆動されるため、別個独立の駆動となる。従って、別個独立に動作することも可能であり、例えば、一方の可動子のみ駆動したり、可動子間の間隔を一定とせず可変として駆動したりしてもよい。

ただし、この場合においても可動子同士の衝突を避けたり、駆動制御の安定性を確保したりする意味から、両可動子間は連続するＵＶＷコイル（順不同）間隔以上の間隔は保ち、また共用範囲２７へ両可動子が同時に位置することはないことが好ましい。
なお、この実施形態においては、可動子ごとに対応する固定子コイルの励磁は連続するＵＶＷ相である三つの固定子コイルとして説明したが、これは可動子の長さや大きさに応じて適宜設計することができる。この場合、二つ以上の可動子について別個独立の任意の大きさ、長さとし、また励磁する固定子コイルの数も、それぞれ独立に設計してもよい。
（第二の実施形態）
次に、図３に示す本発明にかかる第二の実施形態について説明する。この実施形態では、リニアモ−タ駆動回路において、別々に動く可動子を二つ備える場合について示す。

この図において、固定子３１は、Ｎ個のコイル列から構成され、コイル３１（１）からコイル３１（ｂ）は、可動子３２の移動範囲３４に設定し、コイル３１（ａ）からコイル３１（Ｎ）は可動子３３の移動範囲３６に設定する。可動子３２と可動子３３は、永久磁石からなり、これらと固定子３１によりム−ビングマグネット型のリニアモ−タが構成される。

従って、コイル３１（ａ）からコイル３１（ｂ）は、可動子３２と可動子３３のいずれもが移動する共用範囲３５となる。この共用範囲３５は、図３においては固定子３１のコイル列ほぼ中央付近に図示しているが、任意の場所に設定してもよい。
可動子３２の位置は、位置検出装置３７によって、可動子３３の位置は、位置検出装置３８によって、それぞれの位置が検出される。また、可動子３２を駆動するための励磁電流を与えるドライバ３ｃ、可動子３３を駆動するための励磁電流を与えるドライバ３ｄからの電流出力は、スイッチボックス３ｅに供給されるように接続配線されている。

スイッチボックス３ｅには、ＭＯＳ−ＦＥＴなどからなり励磁電流をオン／オフできるスイッチが固定子３１の各コイルに接続して設けられる。そして、可動子３２と可動子３３の共用範囲３５に位置する固定子３１のコイルには、ドライバ３ｃとドライバ３ｄのいずれからも選択的に励磁電流を供給できるよう、選択切り替えスイッチ３ｅ（ａ）〜３ｅ（ｂ）を設ける。

また、制御装置３ｆは、位置検出装置３７や位置検出装置３８の位置検出情報に基づき、ドライバ３ｃやドライバ３ｄの駆動電流値を演算し、また、可動子３２、可動子３３の位置に応じて、スイッチボックス３ｅの各スイッチの切り替えを行うことで、可動子３２、可動子３３の駆動に適した磁界を供給する構成とする。この際、固定子３１の位置も検出することで、可動子３２，３３と固定子３１の相対位置関係から駆動する固定子コイルを決定してもよい。

なお、共用範囲３５にいずれか一方の可動子３２、可動子３３が進入してきた際は、進入してきた可動子に対応するいずれか一方のドライバ３ｃ、３ｄの励磁電流が、コイル３１（ａ）〜コイル３１（ｂ）に供給される様に、スイッチ３ｅ（ａ）〜スイッチ３（ｂ）を切り替える。
また、可動子３２と可動子３３が等間隔で順次移動すれば、それに併せて各可動子の磁界の及ぶ範囲にかかる固定子３１のコイルのスイッチを順次オンし、磁界が及ばなくなった範囲のコイルのスイッチは順次オフすることで、各可動子の駆動制御を行うことが可能となる。また、あらかじめ可動子の移動する方向を予測して、又は、予定された移動方向にかかるコイルのみを選択的に励磁通電してもよい。

また、共用範囲３５についてはドライバ３ｃとドライバ３ｄのいずれの励磁電流も供給可能となるので、各可動子の移動範囲に限っては可動子３２も可動子３３も共にスム−ズに可動することができる。この構成においては、可動子３２と可動子３３の共通移動範囲にのみ、選択切り替えスイッチ３ｅ（ａ）〜３ｅ（ｂ）を設けるので、配線の引き回しとスイッチの設置を最小限にして低減することができ、省スペ−ス、省コストに寄与できることとなる。

また、例えば環形の固定子３１において、両端部がなくコイル列が円環状に配設される場合等では、選択切り替えスイッチ３ｅ（ａ）〜３ｅ（ｂ）を全てのコイルのスイッチに適用してもよい。
また、直線状や曲線状の固定子３１によるコイル列の場合では、通常、両端部が存在するので、少なくとも両端部から各可動子の長さ分については、選択切り替えスイッチ３ｅ（ａ）〜３ｅ（ｂ）を設ける必要はない。すなわち、一方の可動子３２が端にあれば他方の可動子３３は、同じ端位置には重複して位置できず、可動子３２の長さと両可動子間に設けられた設定間隔とを加えた距離だけ、その端から離れた位置までしか可動子３３は位置することはない。

このため、この可動子３２の長さと両可動子間に設けられた設定間隔とを加えた距離に相当する固定子３１のコイル３１（１）等には、選択切り替えスイッチ３ｅ（ａ）〜３ｅ（ｂ）を設ける必要はなく、通常のオン／オフスイッチをＭＯＳ−ＦＥＴなどで構成すればよいので、スイッチや配線の無駄な配設を避けることができる。
また、一方の可動子３３が端にあれば他方の可動子３２は、同じ端位置には重複して位置できず、可動子３３の長さと両可動子間に設けられた設定間隔とを加えた距離だけ、その端から離れた位置までしか可動子３２は位置することはない。

このため、この可動子３３の長さと両可動子間に設けられた設定間隔とを加えた距離に相当する固定子３１のコイル３１（Ｎ）等には、選択切り替えスイッチ３ｅ（ａ）〜３ｅ（ｂ）を設ける必要はなく、通常のオン／オフスイッチをＭＯＳ−ＦＥＴなどで構成すればよいので、スイッチや配線の無駄な配設を避けることができる。
また、図３に示す実施態様においては、いわゆるダイナミックブレ−キとして作用する、別異のブレ−キスイッチ３ｇを設ける。ブレ−キスイッチ３ｇのオンにより、接続される固定子３１のコイル３１（１）等の両端が短絡されることで、可動子の移動による磁束の変動を抑制するようにコイル起電力が発生し、結果として可動子のブレ−キとすることができる。なお、ブレ−キスイッチ３ｇは、ドライバ３ｃとドライバ３ｄに各々独立して設けるので、それぞれに対応する可動子３２と可動子３３に対し、各々別個独立にブレ−キングすることが可能となる。

この実施形態により、ム−ビングマグネット型リニアモ−タにおいて、二つの可動子の独立した駆動が、低コスト、低消費電力、省スペ−スで実現できる。また、この実施形態では、可動子が二つの場合を例示したが、可動子が三つ以上の場合であっても適宜、この技術思想を適用してもよい。
また、電流ドライバは、可動子の数と同じであってもよいし、固定子３１のコイルごとにドライバを設け、可動子の数と同じアンプ数にて電流ドライバへ接続する構成としてもよい。

すなわち、この実施形態の場合では、モ−タコイルの出力端子とモ−タ駆動回路の出力間すべてに、各モ−タコイルをつなぎ替える複数の切り替えスイッチ（あるいはスイッチボックス）を設ける必要はない。可動子が重複して移動する可能性のある必要箇所のみ、複数のスイッチを設けることで、可動子の位置に応じたホスト側の指令信号にしたがったモ−タコイルの切り替えを行うことが可能となる。

また、一定間隔を保った複数の可動子を単一のリニアモ−タの固定子上にて駆動する場合、各々の可動子に対応したモ−タ駆動回路を複数個設けることで、スイッチを多数設けることもできるが、この場合には、一つの固定子上の例えば中央付近であって、二個の固定子が共に使用する、いわば共用固定子コイル部分以外については、各々対応する単一の可動子の電流供給回路とスイッチのみで対応可能となる。

このような場合に単一の固定子上の中央付近に位置するコイルについては、一定間隔を保った二個の可動子が、共に使用する場合が生じる。したがって、切り替えを行うモ−タコイル端子の逆側端子の中性点についても、全て同様にスイッチを設けて切り替えることで接続変更を行うか、又は、逆側の端子は全て接続しておき、二個のリニアモ−タ駆動回路の中性点を同電位に接続（短絡）して使用するか、のどちらかでの対応が望ましい。

前者の逆側端子を全て切り替える方式にした場合には、リニアモ−タの固定子コイルの２倍の本数の配線が必要となるだけでなく、それに伴う配線スペ−スや配線の手間もかかり、さらには切り替え用スイッチの数も二倍に増大するため省スペ−スやコスト面、消費電力の面からも好ましくない。
また、後者のように逆側の端子の中性点を全て接続する方式においては、二台の三相リニアモ−タ駆動回路の中性点を同電位にして駆動することになる。このため、各々の中性点を介して、一方の駆動回路から他方の駆動回路へ、誤差分の電流が流れ込む現象が懸念される。また、一方のみを動作停止した場合等には、中性点の電位バランスが崩れることで、電流駆動が暴走し電流制御不能になったり、駆動素子の破壊が生じたりという好ましからぬ事態が懸念される。

この点において、本実施形態では、配線やスイッチの個数等のスペ−スを不必要に増やさず、また、動作上の信頼性も高い複数の可動子を有するム−ビングマグネット型励磁切り替え方式のリニアモ−タ駆動回路を提供できる。
また、単一の固定子で励磁切り替え方式の複数の可動子を備えたリニアモ−タを、簡便なモ−タ駆動回路を利用して、かつ、全体の部品点数を削減した省スペ−ス、低コストにて実現可能となる。また、装置のシンプル化によりハイコストパフォ−マンスで高信頼性のモ−タ駆動装置とできる。

また、この実施形態は、ボイスコイルモ−タ（ＶＣＭ）等のストロ−クが比較的短いリニアモ−タ駆動にも適用することができる。さらに半導体露光装置の、ウェハステ−ジ駆動装置やレチクル駆動装置、さらに露光用光を制限するスリットのブラインドモ−タ等に特に好適に用いることができる。この実施形態を適用した、露光装置等においては、装置全体の小型化、省スペ−ス化と低コスト化を実現し、また部品点数の削減により高信頼性で、高精度制御かつ軽量な装置とすることができる。

リニアモ−タ装置やリニアモ−タ駆動装置や、これを用いた露光装置のステ−ジ駆動装置、スリット駆動装置、半導体露光装置等の各種装置に利用できる。

本発明の実施形態にかかる固定子コイル概念図 本発明の実施形態にかかる可動子と固定子との関係概念図 本発明にかかる第二の実施形態

符号の説明

１・・固定子コイル、２・・モ−タ駆動回路、３・・スイッチボックス、４・・電流駆動指令信号、５・・励磁切り替え信号、２１・・可動子Ｌ、２２・・可動子Ｒ、２３・・リニアモ−タ、２４・・固定子、２５・・Ｌ移動範囲、２６・・Ｒ移動範囲、２７・・共用範囲

Claims (8)

1. 複数の可動子と、
   複数のコイルからなる励磁切り替え型固定子と、
   該コイルに励磁電流を供給する通電手段と、を備えるリニアモ−タ装置であって、
   該通電手段が、該複数の可動子のうち少なくとも二以上の可動子が移動可能な共用コイル部へ、該複数の可動子の位置に応じて、複数の該励磁電流を選択的に供給する、
   ことを特徴とするリニアモ−タ装置。
2. 前記通電手段は、
   二以上の電流アンプ及び／又は二以上のドライバにより二以上の前記励磁電流を供給し、
   前記共用コイル部に該二以上の励磁電流を選択的に切り替えて供給する励磁電流切り替え手段を備え、
   該共用コイル部の可動子移動軸方向の長さは該可動子の間隔よりも短い、
   ことを特徴とする請求項１に記載のリニアモ−タ装置。
3. 前記複数のコイルは三相交流により励磁され、
   前記複数のコイルの中性点は、一の前記励磁電流のみが供給される前記コイル間で短絡された二以上の第一の短絡部と、
   二以上の前記励磁電流が供給される前記共用コイル間で短絡された第二の短絡部と、を備え、
   二以上のうち一の該第一の短絡部と、該第二の短絡部と、を選択的に切り替え接続可能な短絡部切り替え手段を設けた、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載のリニアモ−タ装置。
4. 複数の可動子と、
   複数のコイルからなる励磁切り替え型固定子と、
   該コイルに励磁電流を供給する通電手段と、を備えるリニアモ−タ装置であって、
   該通電手段が、該複数の可動子のうち少なくとも二以上の可動子が移動可能な共用コイル部へ該複数の可動子の位置に応じて複数の該励磁電流を選択的に供給するリニアモ−タ駆動装置
   を備える露光装置。
5. 前記通電手段は、
   二以上の電流アンプ及び／又は二以上のドライバにより二以上の励磁電流を供給し、
   前記共用コイルに前記二以上の励磁電流を選択的に切り替えて供給する励磁電流切り替え手段を備え、
   前記共用コイル部の可動子移動軸方向の長さは可動子の間隔よりも短いリニアモ−タ駆動装置
   を備える露光装置。
6. 前記複数のコイルは三相交流により励磁され、
   該複数のコイルの中性点は、一の前記励磁電流のみが供給される該コイル間で短絡された二以上の第一の短絡部と、
   二以上の該励磁電流が供給される前記共用コイル間で短絡された第二の短絡部と、を備え、
   二以上のうち一の該第一の短絡部と、該第二の短絡部と、を選択的に切り替え接続可能な短絡部切り替え手段を設けたリニアモ−タ駆動装置
   を備える露光装置。
7. 複数のコイルからなる固定子と、
   該コイルに対して相対的に移動するマグネットからなる複数の可動子と、
   該コイルへの電流指令値を与える複数のドライバと、
   該複数の可動子のそれぞれの位置を検出する位置検出装置と、
   該位置検出装置により検出した位置情報に基づいて、該複数の可動子のマグネットの磁界の範囲内にある各駆動コイルのみを選択し通電する通電手段と、
   を備えるム−ビングマグネット型リニアモータ駆動装置であって、
   該固定子は、該複数の可動子のうちの単一の可動子のみが利用するコイル部と、
   二以上の該複数の可動子が利用する共用コイル部からなり、
   該複数のドライバから選択的に電力供給可能とするスイッチ部を有した
   ことを特徴とするリニアモ−タ駆動装置。
8. 前記各コイルの両端に、前記複数ドライバのそれぞれと接続するための通電手段を備え、前記位置検出装置により検出した位置情報に基づいて、前記可動子の位置に対応する前記各コイルの両端の通電手段を同時にオン／オフさせる、
   ことを特徴とする請求項７に記載のリニアモータ駆動装置。

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