JPH10328954A - 位置決めテーブル装置および初期位置推定方法 - Google Patents

位置決めテーブル装置および初期位置推定方法

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JPH10328954A
JPH10328954A JP9148461A JP14846197A JPH10328954A JP H10328954 A JPH10328954 A JP H10328954A JP 9148461 A JP9148461 A JP 9148461A JP 14846197 A JP14846197 A JP 14846197A JP H10328954 A JPH10328954 A JP H10328954A
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JP
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coil
coils
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positioning
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JP9148461A
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English (en)
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Shinji Oishi
伸司 大石
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置決め制御用とは別の相切り替え用のセン
サを一切使わずに、テーブルのイニシャライズ動作を可
能にし、装置のコストダウンと信頼性の向上を図る。 【解決手段】 極性が交互に異なる複数の磁界を生じさ
せる磁極と、この磁界に対向させて配置した複数のコイ
ルとを有し、磁界とコイルとの位置関係に応じて通電す
るコイルを選択的に切り替えることにより、直線的に駆
動する多相型のモータ、このモータによって移動され位
置決めされるテーブル、および、このテーブルの位置を
検出する位置検出手段を備えた位置決めテーブル装置に
おいて、一個または複数のコイルに所定の順序で定電流
を順次通電し、その通電によりテーブルが磁界の釣り合
う位置で停止したかどうかを判定し、通電したコイルと
その判定結果とに基づいて多相型モータのコイルと磁石
の位置関係として前記テーブルの初期位置を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体露光装置や工
作機械等に使用する位置決めテーブル装置および初期位
置推定方法に係り、特に工具または被加工物を搭載する
テーブルの位置を検出する位置検出器と、テーブルの位
置に応じて通電すべきコイルを選択的に切り替える多相
型のモータを備えた位置決めテーブル装置およびそのよ
うな装置の初期位置推定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０および図１１は従来の位置決めテ
ーブル装置の概略構成を示す。図１０は図１１のものに
対し、予圧磁石１７を付加した例を示す。これらの図に
示すような従来の位置決めテーブル装置は、４相のコイ
ル４１〜４４を一直線上に並べたリニアモータコイル４
を備えている。リニアモータコイル４はコイル支持部材
３に支持されており、リニアモータコイル４を構成する
コイルの並ぶ方向と平行に一対のガイド２が設けられて
いる。ガイド２にはテーブル天板１が静圧軸受け６を介
して取り付けられており、テーブル天板１はガイド２に
よって前記コイル４の並ぶ方向に自在に案内される。図
１０に示す予圧磁石１７は、テーブル天板１に取り付け
られ、静圧軸受け６の隙間を所定の値（数μｍ）に保つ
ために、ガイド（磁性材）を吸引し予圧を与える。テー
ブル天板１には可動磁石５が取り付けられ、可動磁石５
は、図９に示されるように、前記コイル４の並ぶ方向に
永久磁石を極性を交互にして４対並べて構成されてい
る。
【０００３】また、ガイド２の側方にはテーブル天板１
の位置を検出するリニアスケールなどの位置検出器７が
設けられている。特に高精度な位置決め精度が必要な半
導体露光装置などでは、位置検出器としてレーザ測長器
が使用される。位置検出器７からはテーブルの移動方向
に応じてアップ、ダウン（インクリメンタル）信号が出
力され、これをカウンタユニット１１でカウントするこ
とによってテーブルの位置情報が得られる。しかし、テ
ーブルの絶対位置を得るには、テーブルに取り付けた遮
光板８が原点フォトスイッチ９を通過するまでテーブル
を駆動し、カウンタユニット１１を初期化させる必要が
ある（この動作をテーブルのイニシャライズ動作と呼
ぶ）。
【０００４】このような多相型リニアモータを備えた位
置決めテーブル装置におけるリニアモータコイル４への
通電パターンを図９に示す。図中において記号Ａおよび
Ｂは各コイルに流れる電流の向きを示し、記号Ｂは図面
正面から見て手前向きの電流を示し、記号Ａはその逆向
きに流れる電流の向きを示している。図９の（ケース
０）〜（ケース９）に示すように、可動磁石５との位置
関係によって通電するコイルおよびそのコイルに流れる
電流の向きを切り替え、同一方向に推力を発生させるこ
とで、可動磁石５を所定の方向に移動させるとともにテ
ーブルを移動させている。
【０００５】例えば特開平０６−１６５４７１号公報な
どでは、可動磁石５の極性（Ｎ極、Ｓ極）は、コイル支
持部材３に配置された界磁検出器（ホール素子等）１０
で検出され、相切り替えコントローラ１３はこの界磁検
出器１０からの信号に応じて、図９で示すような可動磁
石とコイルの位置関係に応じて、スイッチ１５を適切に
切り替え制御するものである。各スイッチ１５ごとにコ
イル相が電流アンプ１６を介して接続されており、相切
り替えコントローラ１３から出力されるコイル選択信号
によりスイッチ１５が切り替え制御されて各コイルへの
通電が行なわれる。
【０００６】カウンタユニット１１にはサーボコントロ
ーラ１２が接続されており、サーボコントローラ１２は
テーブル１の目標位置とカウンタユニット１１から得ら
れる現在位置との差分を、例えばＰＩＤ演算して制御出
力を得、これをＤ／Ａコンバータ１４へ指令値として出
力し位置決め制御を行なう。Ｄ／Ａコンバータ１４の出
力は、スイッチ１５および電流アンプ１６を介して各コ
イル４ヘ供給され、各コイル４への通電が行なわれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では界磁検出器を使用して可動磁石の位置を検出し
多相型モータの相の切り替えを行なっているため、次の
ような問題点がある。 （１）界磁検出器を組み込んだ高価なコイルユニットを
製作する必要がある。 （２）界磁検出器からの多数の配線を引き回すのは面倒
で煩わしく、断線等の恐れもあり信頼性に欠ける。 （３）界磁検出器が１個でも破損するとテーブルが正常
に動作しない。
【０００８】そこで、界磁検出器を排除し位置決め制御
用の位置検出器（リニアスケール）のみを使用して多相
型モータの相切り替えを行なうことが考えられる。しか
し安易に相切り替え用のセンサ（界磁検出器）を排除し
てしまうと、位置決め装置の立ち上げ直後などはコイル
と可動磁石の位置関係が不明となり、どのコイルにどち
ら向きに通電したら良いのかわからなくなり、原点スイ
ッチまでのイニシャライズ動作が行なえないという事態
に陥る。上述のインクリメンタル型の位置検出器では、
原点スイッチをテーブルが通過するまでは、絶対位置が
分からないためである。
【０００９】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなさ
れたものであって、テーブルの位置を検出する位置検出
器と、多相型のモータと、静圧軸受けとを備えた位置決
めテーブル装置において、位置決め制御用とは別の相切
り替え用のセンサ（界磁検出器）を一切排除しても、テ
ーブルのイニシャライズ動作が可能な安価で信頼性の高
い位置決め装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の第１の態様では、極性が交互に異なる複数の磁
界を生じさせる磁極と、この磁界に対向させて配置した
複数のコイルとを有し、磁界とコイルとの位置関係に応
じて通電するコイルを選択的に切り替えることにより、
直線的に駆動する多相型のモータ、このモータによって
移動され位置決めされるテーブル、および、このテーブ
ルの位置を検出する位置検出手段を備えた位置決めテー
ブル装置において、一個または複数のコイルに所定の順
序で定電流を順次通電し、その通電によりテーブルが磁
界の釣り合う位置で停止したかどうかを判定し、通電し
たコイルとその判定結果とに基づいて多相型モータのコ
イルと磁石の位置関係として前記テーブルの絶対位置を
推定することを特徴とする。
【００１１】また、本発明の第２の態様では、極性が交
互に異なる複数の磁界を生じさせる磁極と、この磁界に
対向させて配置した複数のコイルとを有し、磁界とコイ
ルとの位置関係に応じて通電するコイルを選択的に切り
替えることにより、直線的に駆動する多相型のモータ、
このモータによって移動され位置決めされるテーブル、
および、このテーブルの位置を検出する位置検出手段を
備えた位置決めテーブル装置において、前記各コイルに
所定の交番電流を順次通電してテーブルを加振し、各コ
イルに通電した際のテーブルの変位を前記位置検出手段
の出力に基づいて計測し、その計測結果に基づいて多相
型モータのコイルと磁石の位置関係として前記テーブル
の絶対位置を推定することを特徴とする。
【００１２】これらの絶対位置推定の手法は、特に、位
置検出手段がテーブルの移動量を検出する相対位置検出
手段である場合、装置立ち上げ時に位置検出手段では検
出できないテーブルの初期位置を推定するために好適に
用いることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の一形態で
は、極性が交互に異なる複数の磁界を生じさせる磁極
と、この磁界に対向させて配置した複数のコイルとを有
し、磁界とコイルとの位置関係に応じて通電するコイル
を選択的に切り替えることにより、直線的に駆動する多
相型のモータ、このモータによって移動され位置決めさ
れるテーブル、および、このテーブルの位置を検出する
位置検出手段を備えた位置決めテーブル装置において、
一個のコイルに定電流を通電してテーブルが磁界の釣り
合う位置で停止したかどうかを判定する手段を設け、も
し停止しなければ次のコイルに順次通電してステージが
停止する位置を求め、これらの結果より多相型モータの
コイルと磁石の位置関係を得る手段を有する。
【００１４】ここで、前記位置検出手段は、通常、所定
の原点位置にテーブルが位置していることを検出する原
点検出手段、および、この検出が行なわれた位置を基準
としてテーブルの移動量を測定する移動量測定手段を有
する。また、前記得られた位置関係に基づいて、前記原
点検出手段が原点を検出できるようにテーブルを原点方
向に駆動し、イニシャライズ動作を行なう手段を備え
る。
【００１５】本発明の好ましい実施の他の形態では、極
性が交互に異なる複数の磁界を生じさせる磁極と、この
磁界に対向させて配置した複数のコイルとを有し、磁界
とコイルとの位置関係に応じて通電するコイルを選択的
に切り替えることにより、直線的に駆動する多相型のモ
ータ、このモータによって移動され位置決めされるテー
ブル、このテーブルの位置を検出する位置検出手段、お
よび、このテーブルを前記モータの駆動方向に、静圧軸
受けを介して案内するガイド手段を備えた位置決めテー
ブル装置において、各コイルに所定の正弦波電流を通電
してテーブルを加振し、テーブル変位の振幅量および変
位方向と通電電流との位相関係を順次計測し、これらの
計測結果により前記多相型モータのコイルと磁極との位
置関係を得る、初期位置推定手段を有する。
【００１６】ここで、前記位置検出手段は、通常、所定
の原点位置にテーブルが位置していることを検出する原
点検出手段、および、この検出が行なわれた位置を基準
としてテーブルの移動量を測定する移動量測定手段を有
する。また、前記得られた位置関係に基づいて、前記原
点検出手段が原点を検出できるようにテーブルを原点方
向に駆動し、イニシャライズ動作を行なう手段を備え
る。
【００１７】
【作用】上記構成によれば、コイルに定電流を通電して
テーブルが磁界の釣り合う位置で停止したかどうかを判
定でき、これらの計測結果により多相型モータのコイル
と磁極との位置関係が得られる。あるいは、各コイルに
所定の正弦波電流を通電してテーブルを加振し、テーブ
ル変位の振幅量を前記位置検出手段により順次計測し、
これらの計測結果により多相型モータのコイルと磁極と
の位置関係が得られる。そのため、位置決め制御用とは
別の相切り替え用のセンサを一切削除しても、得られた
位置関係に基づいて原点スイッチまでのイニシャライズ
駆動が行なわれる。したがって、安価で信頼性の高い位
置決め装置が提供される。
【００１８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。実施例１ 図１は本発明の一実施例に係る位置決めテーブル装置の
概略構成図である。この位置決めテーブル装置は、４相
のコイル４１〜４４を一直線上に並べたリニアモータコ
イル４を備えている。リニアモータコイル４はコイル支
持部材３に支持されており、リニアモータコイル４を構
成するコイルの並ぶ方向と平行に、一対のガイド２が設
けられている。ガイド２には、テーブル天板１が静圧軸
受け６を介して取り付けられており、テーブル天板１は
ガイド２によって前記コイルの並ぶ方向に自在に案内さ
れる。このように静圧軸受けを使用した位置決めテーブ
ルでは、静圧軸受けの隙間を所定の値（数μｍ）に保つ
ために予圧磁石１７を配置し、ガイド（磁性材）を吸収
し予圧を与える。テーブル天板１には可動磁石５が取り
付けられ、可動磁石５は前記コイルの並ぶ方向に永久磁
石を極性を交互にして４対（図９参照）並べて構成され
ている。
【００１９】また、ガイド２の側方にはテーブル天板１
の位置を検出するリニアスケールなどの位置検出器７が
設けられている。特に高精度な位置決め精度が必要な半
導体露光装置などでは、位置検出器としてレーザ測長器
が使用される。位置検出器７からはテーブルの移動方向
に応じてアップ、ダウン信号が出力され、これをカウン
タユニット１１に取り込んでカウントすることによりテ
ーブルの位置情報が得られる。しかし、テーブルの絶対
位置を得るには、テーブルに取り付けた遮光板８を原点
フォトスイッチ９が検出するまでテーブルを駆動し、そ
の検出出力によりカウンタユニット１１を初期化させる
必要がある。リニアモータコイル４のコイル４１〜４４
への通電パターンは図９と同様である。
【００２０】図２は、多相型モータのある一つのコイル
（例えばコイル４３）に一定の電流を通電した場合を示
す。図２（ａ）、（ｂ）のように磁界（発生推力）の釣
り合う位置関係にある場合、発生推力が釣り合い、テー
ブルはその場所に停止する。
【００２１】図３は、図９のコイルと磁石の各位置関係
（ケース０〜９）において、コイル４１〜４４のそれぞ
れに一定電流を通電した際に発生する推力を示してい
る。ここでは説明のため、相の切り替えピッチが１０ｍ
ｍで発生推力が１０Ｎ程度であるとしている。
【００２２】次に、可動磁石５とコイル４（４１〜４
４）の位置関係すなわちテーブルの絶対位置を推定する
手順を図４を参照しながら具体的に説明する。まず、コ
イル４１に一定電流を通電しつつ、テーブルの位置を観
測しテーブルが停止したかどうかを判断する。テーブル
が０〜３５ｍｍ付近にある時は、発生する推力は、ａの
位置にテーブルが移動するように働くために、やがてａ
付近に停止する。ａは絶対座標が１５ｍｍであることが
事前に分かっている。
【００２３】テーブルが３５〜１００ｍｍ付近にある時
は、コイル４１に通電してもテーブルを一定の位置に停
止させることはできない。これらはコイル４１に一定電
流を通電しつつ、テーブルの位置を観測することで判断
可能であり、この場合は次にコイル４３に通電する。 今
度はコイル４１に通電した場合と異なり、テーブルはｂ
（図２（ａ）のパターン）とｃ（図２（ｂ）のパター
ン）の２点で停止することが考えられる。ｂとｃの位置
を判別するには、さらに次のコイル４４に微少な電流を
通電してみる。ｂ（ｄ）では推力が発生しないためテー
ブルの位置が変動しないのに対し、ｃ（ｅ）では推力が
大きいため、テーブルの位置は大きく変位することが観
測できる。従ってコイル４３に通電しテーブルが２カ所
で停止した場合でも、テーブルがｄは３３ｍｍ、ｅは７
５ｍｍ付近に停止していることが判別できる。テーブル
初期位置推定部１８は、一定電流を流すための指令をＤ
／Ａコンバータ１４に、また計測時に相を切り替えるた
めの相選択信号を相切り替えコントローラ１３に出力
し、テーブルが停止したかどうかを判定すると共に、絶
対位置を推定する。
【００２４】しかし、ここで推定されるテーブルの絶対
座標は、多相型モータの相を切り替えるのに支障をきた
さない程度の誤差（±数ｍｍ）を含んだおおよその値で
あり、実際にはこの後テーブルを原点スイッチまで駆動
してカウンタユニットを初期化する必要がある。テーブ
ルのおおよその初期位置が推定できれば、リニアスケー
ル７からの信号を推定された座標に加減算していくこと
で、相の切り替え位置にてスイッチ１５を適切に切り替
えることができ、その結果原点スイッチ９までのイニシ
ャライズ動作を行なうことが可能となる。
【００２５】各スイッチ１５にはコイル相が電流アンプ
１６を介して接続されており、相切り替えコントローラ
１３から出力されるコイル選択信号によりスイッチ１５
が切り替え制御されて各コイルへの通電が行なわれる。
カウンタユニット１１にはサーボコントローラ１２が接
続されており、テーブルの目標位置とカウンタユニット
１１から得られる現在位置との差分を、例えばＰＩＤ演
算し制御出力としてＤ／Ａコンバータ１４へ指令値とし
て出力し位置決め制御を行なう。
【００２６】以上説明したように本実施例によれば、一
個のコイルに定電流を通電してテーブルが磁界の釣り合
う位置で停止したかどうかを判定する手段を設け、もし
停止しなければ次のコイルに順次通電してステージが停
止する位置を求め、これらの結果より多相型モータのコ
イルと磁石の位置関係が得られるため、位置決め制御用
とは別の相切り替え用のセンサ（界磁検出器）を一切排
除しても、テーブルのイニシャライズ動作を行なうこと
が可能となる。したがって、安価で信頼性の高い位置決
め装置を提供することができる。
【００２７】実施例２ 図５は本発明の第２の実施例に係る位置決めテーブル装
置の概略構成図である。この位置決めテーブル装置は、
４相のコイル４１〜４４を一直線上に並べたリニアモー
タコイル４を備えている。リニアモータコイル４はコイ
ル支持部材３に支持されており、リニアモータコイル４
を構成するコイルの並ぶ方向と平行に、一対のガイド２
が設けられている。ガイド２には、テーブル天板１が静
圧軸受け６を介して取り付けられており、テーブル天板
１はガイド２によって前記コイルの並ぶ方向に自在に案
内される。テーブル天板１には可動磁石５が取り付けら
れ、可動磁石５は前記コイルの並ぶ方向に永久磁石を極
性を交互にして４対並べて構成されている。
【００２８】また、ガイド２の側方にはテーブル天板１
の位置を検出するリニアスケールなどの位置検出器７が
設けられている。特に高精度な位置決め精度が必要な半
導体露光装置などでは、位置検出器としてレーザ測長器
が使用される。位置検出器７からはテーブルの移動方向
に応じてアップ、ダウン信号が出力され、これをカウン
タユニット１１に取り込んでカウントすることによりテ
ーブルの位置情報が得られる。しかし、テーブルの絶対
位置を得るには、テーブルに取り付けた遮光板８を原点
フォトスイッチ９が検出するまでテーブルを駆動し、そ
の検出出力によりカウンタユニット１１を初期化させる
必要がある。リニアモータコイル４のコイル４１〜４４
への通電パターンは図９と同様である。
【００２９】図６は、この静圧軸受け６を使用した位置
決めテーブル装置において、多相型モータのある一つの
コイル４１〜４４に所定の正弦波電流を通電しテーブル
を加振することにより、その位置でのモータの発生推力
に比例した振幅が計測されることを示す。電流の大きさ
Ｖｒおよび周期Ｆｒは、計測中の発熱量があまり大きく
ならないような値に決めておく必要がある。
【００３０】この図では、指令電流は１周期のみ示して
いるが、実際には何周期かの指令電流を流して、計測さ
れる変位を平均化処理したほうが推定精度はアップす
る。また磁石５とコイル４１〜４４の位置関係によっ
て、指令電流に対する振動波形の位相が変わるため、こ
れらの符号も併せて観測しながら振幅量（ｍａｘ ｐ）
を求める。
【００３１】図７は、図９のコイルと磁石の各位置関係
（ケース０〜９）において、コイル４１〜４４のそれぞ
れに一定正弦波電流を通電した際に計測される振幅量を
示す。ここでは説明のため、相の切り替えピッチが１０
ｍｍで、指令電流に対してテーブル位置が最大約１００
μｍ程度変位するものとする。次に可動磁石とコイルの
位置関係すなわちテーブルの絶対位置を推定する手順を
図７および８を参照しながら具体的な数値例をもとに説
明する。
【００３２】まず、図８に示すように、コイル４１〜４
４のそれぞれに所定の正弦波電流を順次通電し、通電前
後の変位を順次計測する。振幅と位相を計測すれば、例
えば次のような計測値が得られる。
【００３３】
【数１】 静圧軸受けを使ったテーブル装置では摩擦がないことか
ら、計測中に何らかの理由で計測開始点からテーブルが
動いてしまうことが考えられる。しかし、初期位置推定
を開始した際のテーブルの位置と、各コイルに通電し加
振した際のテーブル変位の振幅の中心値とのずれ量Δｘ
をもとに、計測結果の補正を行なうことができる。
【００３４】次に、４個の計測データの最大値および符
号より図７のどのケースに該当するかを判定する。上述
の計測値の場合、コイル４２のデータが最も大きいが、
これに該当するケースとして、図７から、ケース１とケ
ース５の２通りの場合（図７の▼部分）があることが分
かる。さらにコイル４の変位量（▽）を比較することに
よって、上記２通りのケースのうちケース１に該当する
ことが分かる。
【００３５】次に該当するケース番号において、座標演
算に使用するコイル、すなわちそのケースにおける変位
の勾配を利用してそのケース内での詳細な座標ｐ ｆｉ
ｎｅを求めるのに適したコイルが一意に決まる。各ケー
スにおいて適した勾配の部分は★で示してある。図３か
らわかるように勾配部分ａ★、ｂ★、ｃ★、ｄ★におけ
るｐ ｆｉｎｅはそれぞれ次の（ａ）〜（ｄ）の４つの
演算式で表わすことができる。
【００３６】
【数２】 ここで相切り替えピッチｐｉｔｃｈ＝１０ｍｍ、相切り
替え時の変位ｍａｘ ｐ＝１００μｍ、ｄ［ｎ］は座標演
算用参照コイル（★）について計測された変位の値であ
る。
【００３７】上述のケース１の場合では、コイル４１が
座標演算コイル（★）となり、ｄ［ｎ］＝ｄ［１］＝５
０μｍ、演算式は（式ａ）となる。具体的に数値を代入
すれば
【００３８】
【数３】 となる。
【００３９】最終的な座標は、座標＝ｐｉｔｃｈ×ケー
ス番号＋ｐ ｆｉｎｅにより求められる。上述のケース
１の場合では、座標＝１０×１＋７．５＝１７．５（ｍ
ｍ）となり、テーブルの絶対座標が求められる。
【００４０】以上の制御および演算はテーブル初期位置
推定部１８により行ない、テーブル初期位置推定部１８
は、所定の正弦波電流を流すための指令をＤ／Ａコンバ
ータ１４に、また計測時に相を順次切り替えるための相
選択信号を相切り替えコントローラ１３に出力する。
【００４１】しかしここで推定されるテーブルの絶対座
標は、多相型モータの相を切り替えるのに支障をきたさ
ない程度の誤差（±数ｍｍ）を含んだおおよその値であ
り、実際にはこの後テーブルを原点スイッチまで駆動し
てカウンタユニットを初期化する必要がある。テーブル
のおおよその初期位置が推定できれば、リニアスケール
７からの信号を推定された座標に加減算していくこと
で、相の切り替え位置にてスイッチ１５を適切に切り替
えることができ、その結果原点スイッチ９までのイニシ
ャライズ動作を行なうことが可能となる。
【００４２】各スイッチ１５にはコイル相が電流アンプ
１６を介して接続されており、相切り替えコントローラ
１３から出力されるコイル選択信号によりスイッチ１５
が切り替え制御されて各コイルへの通電が行なわれる。
カウンタユニッ卜１１にはサーボコントローラ１２が接
続されており、テーブルの目標位置とカウンタユニット
１１から得られる現在位置との差分を、例えばＰＩＤ演
算し制御出力としてＤ／Ａコンバータ１４へ指令値とし
て出力し位置決め制御を行なう。
【００４３】以上説明したように本実施例によれば、各
コイルに所定の正弦波電流を順次通電してテーブルを加
振し、テーブル変位の振幅量を前記位置検出手段により
順次計測し、これらの計測結果から多相型モータのコイ
ルと磁極との位置関係を得るようにしたため、位置決め
制御用とは別の相切り替え用のセンサ（界磁検出器）を
一切排除しても、テーブルのイニシャライズ動作を行な
うことが可能となる。したがって、安価で信頼性の高い
位置決め装置を提供することができる。
【００４４】
【デバイス生産方法の実施例】次に上記説明した位置決
めテーブル装置または初期位置推定方法を用いた露光装
置または露光方法を利用したデバイスの生産方法の実施
例を説明する。図１２は微小デバイス（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）の製造のフローを示す。ステッ
プ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行な
う。ステップ２（マスク製作）では設計したパターンを
形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ
製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを
製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼
ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラ
フィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次
のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ
４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化す
る工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンデ
ィング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程
を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製され
た半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の
検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完
成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００４５】図１３は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明したアライメント装置
を有する露光装置によってマスクの回路パターンをウエ
ハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光した
ウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現
像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９
（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となった
レジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行な
うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成
される。
【００４６】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造す
ることができる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
置決め制御用とは別の相切り替え用のセンサ（界磁検出
器）を一切排除しても、テーブルのイニシャライズ動作
を行なうことが可能となる。したがって、安価で信頼性
の高い位置決め装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る位置決めテーブル装
置の概略構成図である。
【図２】 図１の位置決めテーブル装置の動作説明図で
ある。
【図３】 図１の装置の多相型リニアモータコイルに通
電した際の発生推力を示す図である。
【図４】 図１の装置における位置推定の動作説明図で
ある。
【図５】 本発明の他の実施例に係る位置決めテーブル
装置の概略構成図である。
【図６】 図５の位置決めテーブル装置の動作説明図で
ある。
【図７】 図５の装置の多相型リニアモータコイルの各
相に通電した際の変位量を示す図である。
【図８】 図５の装置における変位計測のシーケンス図
である。
【図９】 多相型リニアモータコイルの通電パターンを
示した図である。
【図１０】 従来の位置決めテーブル装置の概略構成図
である。
【図１１】 従来の他の位置決めテーブル装置の概略構
成図である。
【図１２】 微小デバイスの製造の流れを示す図であ
る。
【図１３】 図１２におけるウエハプロセスの詳細な流
れを示す図である。
【符号の説明】
１：テーブル天板、２：ガイド、３：コイル支持部材、
４：リニアモータコイル、５：可動磁石、６：静圧軸受
け、７：位置検出器（リニアスケール）、８：遮光板、
９：原点フォトスイッチ、１１：カウンタユニット、１
２：サーボコントローラ、１３：相切り替えコントロー
ラ、１４：Ｄ／Ａコンバータ、１５：スイッチ、１６：
電流アンプ、１７：予圧磁石、１８：テーブル初期位置
推定部。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｑ 1/28

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 極性が交互に異なる複数の磁界を生じさ
    せる磁極と、この磁界に対向させて配置した複数のコイ
    ルとを有し、磁界とコイルとの位置関係に応じて通電す
    るコイルを選択的に切り替えることにより、直線的に駆
    動する多相型のモータ、このモータによって移動され位
    置決めされるテーブル、および、このテーブルの位置を
    検出する位置検出手段を備えた位置決めテーブル装置に
    おいて、一個または複数のコイルに所定の順序で定電流
    を順次通電し、その通電によりテーブルが磁界の釣り合
    う位置で停止したかどうかを判定し、通電したコイルと
    その判定結果とに基づいて多相型モータのコイルと磁石
    の位置関係として前記テーブルの絶対位置を推定する絶
    対位置推定手段を設けたことを特徴とする位置決めテー
    ブル装置。
  2. 【請求項２】 前記位置検出手段は、所定の原点位置に
    テーブルが位置していることを検出する原点検出手段、
    および、この原点検出が行なわれた位置を基準としてテ
    ーブルの移動量を測定する移動量測定手段を有すること
    を特徴とする請求項１記載の位置決めテーブル装置。
  3. 【請求項３】 前記位置検出手段は、前記絶対位置推定
    手段により得られた位置関係に基づいて、前記原点検出
    手段が原点を検出できるようにテーブルを原点方向に駆
    動し、イニシャライズ動作を行なう手段を備えることを
    特徴とする請求項２記載の位置決めテーブル装置。
  4. 【請求項４】 前記絶対位置推定手段は、前記位置検出
    手段の出力に基づいて前記定電流通電時にテーブルが停
    止したかどうかを判定することを特徴とする請求項１〜
    ３のいずれか１項に記載の位置決めテーブル装置。
  5. 【請求項５】 前記テーブルは、ガイド手段により静圧
    軸受けを介して前記モータの駆動方向に案内されること
    を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置
    決めテーブル装置。
  6. 【請求項６】 前記テーブルは、ガイド手段を吸引して
    静圧軸受けに予圧を与える手段を有することを特徴とす
    る請求項５記載の位置決めテーブル装置。
  7. 【請求項７】 極性が交互に異なる複数の磁界を生じさ
    せる磁極と、この磁界に対向させて配置した複数のコイ
    ルとを有し、磁界とコイルとの位置関係に応じて通電す
    るコイルを選択的に切り替えることにより、直線的に駆
    動する多相型のモータ、このモータによって移動され位
    置決めされるテーブル、および、このテーブルの位置を
    検出する位置検出手段を備えた位置決めテーブル装置に
    おいて、前記各コイルに所定の交番電流を順次通電して
    テーブルを加振し、各コイルに通電した際のテーブルの
    変位を前記位置検出手段の出力に基づいて計測し、その
    計測結果に基づいて多相型モータのコイルと磁石の位置
    関係として前記テーブルの絶対位置を推定する絶対位置
    推定手段を設けたことを特徴とする位置決めテーブル装
    置。
  8. 【請求項８】 前記テーブルは、ガイド手段により静圧
    軸受けを介して前記モータの駆動方向に案内されること
    を特徴とする請求項７記載の位置決めテーブル装置。
  9. 【請求項９】 前記交番電流が、正弦波電流であること
    を特徴とする請求項８記載の位置決めテーブル装置。
  10. 【請求項１０】 前記絶対位置推定手段は、絶対位置推
    定を開始した際のテーブルの位置と、各コイルに通電し
    加振した際のテーブル変位の振幅の中心値とのずれ量を
    もとに、計測結果の補正を行なうことを特徴とする請求
    項９記載の位置決めテーブル装置。
  11. 【請求項１１】 前記位置検出手段は、所定の原点位置
    にテーブルが位置していることを検出する原点検出手
    段、および、この原点検出が行なわれた位置を基準とし
    てテーブルの移動量を測定する移動量測定手段を有する
    ことを特徴とする請求項１０記載の位置決めテーブル装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記位置検出手段は、当該位置決めテ
    ーブル装置の立ち上げ時、前記絶対位置推定手段により
    得られた位置関係に基づいて、前記原点検出手段が原点
    を検出できるようにテーブルを原点方向に駆動し、イニ
    シャライズ動作を行なう手段を備えることを特徴とする
    請求項１１記載の位置決めテーブル装置。
  13. 【請求項１３】 極性が交互に異なる複数の磁界を生じ
    させる磁極と、この磁界に対向させて配置した複数のコ
    イルとを有し、磁界とコイルとの位置関係に応じて通電
    するコイルを選択的に切り替えることにより、直線的に
    駆動する多相型のモータ、このモータによって移動され
    位置決めされるテーブル、および、このテーブルの位置
    を検出する位置検出手段を備えた位置決めテーブル装置
    において前記テーブルの初期位置を推定する方法であっ
    て、一個または複数のコイルに所定の順序で定電流を順
    次通電し、その通電によりテーブルが磁界の釣り合う位
    置で停止したかどうかを判定し、通電したコイルとその
    判定結果とに基づいて多相型モータのコイルと磁石の位
    置関係として前記テーブルの初期位置を推定することを
    特徴とする初期位置推定方法。
  14. 【請求項１４】 極性が交互に異なる複数の磁界を生じ
    させる磁極と、この磁界に対向させて配置した複数のコ
    イルとを有し、磁界とコイルとの位置関係に応じて通電
    するコイルを選択的に切り替えることにより、直線的に
    駆動する多相型のモータ、このモータによって移動され
    位置決めされるテーブル、および、このテーブルの位置
    を検出する位置検出手段を備えた位置決めテーブル装置
    において前記テーブルの初期位置を推定する方法であっ
    て、前記各コイルに所定の交番電流を順次通電してテー
    ブルを加振し、各コイルに通電した際のテーブルの変位
    を前記位置検出手段の出力に基づいて計測し、その計測
    結果に基づいて多相型モータのコイルと磁石の位置関係
    として前記テーブルの初期位置を推定することを特徴と
    する初期位置推定方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１〜１２のいずれかに記載の位
    置決めテーブル装置または請求項１３〜１４のいずれか
    に記載の初期位置推定方法を適用した半導体露光装置を
    用いて製造したことを特徴とする半導体デバイス。
JP9148461A 1997-05-23 1997-05-23 位置決めテーブル装置および初期位置推定方法 Pending JPH10328954A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005527392A (ja) * 2002-05-24 2005-09-15 コルモーゲン コーポレイション 反力移動システム
JP2007049831A (ja) * 2005-08-10 2007-02-22 Yaskawa Electric Corp 巻線切替リニアモータの駆動装置および駆動方法
JP2007050511A (ja) * 2006-10-13 2007-03-01 Jtekt Corp 工作機械における摺動体の案内機構

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JP2007049831A (ja) * 2005-08-10 2007-02-22 Yaskawa Electric Corp 巻線切替リニアモータの駆動装置および駆動方法
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