(57)【要約】【課題】  露光装置に使用した場合に、ＰＷＭ制御に伴うノイズの影響を受けにくい状態でセンサからの信号を取り込むことが可能な駆動装置を提供する。【解決手段】  ＰＷＭ方式電流制御回路１は、ＰＬＬ回路２と、ＰＬＬ回路２から発生するパルスを積分することにより三角波を発生する三角波発生回路３と、三角波の電圧値と指令電圧値を比較して、その大小関係に対応したデューティ比のパルスを発生する回路（コンパレータ６とゲートドライバ回路７）を有し、ＰＷＭ方式電流制御回路１におけるＰＬＬ回路２から発生するパルスが、露光装置において少なくとも一つのセンサの出力を取り込むための指令パルスと同期するようにされている。これにより、ＰＷＭのスイッチングノイズが発生するタイミングを避けてセンサ信号を読み取ることができる。【選択図】  図１
2006271046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置に使用され、ＰＷＭ方式電流制御回路により制御される駆動装置であって、前記ＰＷＭ方式電流制御回路は、パルス発生回路と、当該パルス発生回路から発生するパルスを積分することにより三角波を発生する三角波発生回路と、前記三角波の電圧値と指令電圧値を比較して、その大小関係に対応したデューティ比のパルスを発生する回路を有し、前記ＰＷＭ方式電流制御回路における前記パルス発生回路から発生するパルスが、前記露光装置において少なくとも一つのセンサの出力を取り込むための指令パルスと同期するようにされていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記パルス発生回路がＰＬＬ回路であり、当該ＰＬＬ回路の発信周波数と位相が、前記センサの出力を取り込むための指令パルスに同期するように制御されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の駆動装置を有することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に使用され、レチクルステージやウエハステージ等を駆動する駆動装置、及びこの駆動装置を有する露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体露光装置は、レチクル（あるいはマスク）を搭載するレチクルステージ、ウェハを搭載するウェハステージ、レチクルに形成されたパターンをウェハに投影露光する投影光学系などから構成される。各ステージはモータおよびモータを駆動するモータ駆動装置により適宜駆動され、レチクルに形成されたパターンがウェハの所定の位置に正確に投影露光される。
【０００３】
各ステージを駆動するモータにはリニアモータ又はボイスコイルモータが使用され、そのリニアモータ又はボイスコイルモータを駆動する回路には高効率なＰＷＭ（パルス幅変調）増幅回路が使用される。露光装置のステージは、高精度に駆動する必要があるため、このＰＷＭ増幅回路には高精度かつ高Ｓ／Ｎ比の性能が求められる。
【０００４】
このような露光装置、及びステージ駆動制御系の詳細については、例えば特開２００１−１９７７７３号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００５】
このようなＰＷＭ増幅回路とそれを使用したモータの制御回路の概要を図３に示す。ＰＷＭ増幅回路２１には、パルス発振器２２が組み込まれており、所定の周波数で矩形波を発振している。この矩形波は、積分回路２３により積分され三角波が出力される。一方、インターフェース回路２４には、外部からの電流指令信号が入力され、演算増幅器２５を通してコンパレータ２６に入力される。
【０００６】
コンパレータ２６には、積分回路２３から出力された三角波が入力されており、コンパレータ２６は、この三角波の波高値と演算増幅器２５の出力の大きさを比較し、演算増幅器２５の出力の方が大きいときプラスとなり、演算増幅器２５の出力の方が小さいときアースレベルとなるパルスを出力する。
【０００７】
このパルスは、ゲートドライバ回路２７を介して、パワートランジスタ等からなるスイッチング回路（ＰＷＭ電流ドライバ）２８を駆動し、コンパレータ２６の出力がプラスのときに正方向の電流を、コンパレータ２６の出力が接地電位のときに負方向の電流を、リニアモータ２９に流すように働く。
【０００８】
演算増幅器２５の出力が０（接地電位）のときは、コンパレータ２６の出力は、プラスである時間と接地電位である時間が同じとなるので、結局リニアモータ２９には電流は流れない。演算増幅器２５の出力がプラスとなると、コンパレータ２６の出力は、プラスである時間の方が接地電位である時間より長くなるので、リニアモータ２９には正方向の電流が流れ、電流値は演算増幅器２５の出力の大きさに比例する。演算増幅器２５の出力がマイナスとなると、コンパレータ２６の出力は、プラスである時間の方が接地電位である時間より短くなるので、リニアモータ２９には負方向の電流が流れ、電流値は演算増幅器２５の出力の大きさに比例する。
【０００９】
リニアモータ２９に流れる電流は、電流検出器（ＣＴ）により検出され、演算増幅器２５に入力される。演算増幅器２５は、電流指令値と検出された電流値との差を求め、これにＰＩ演算、又はＰＩＤ演算を行って、その結果を出力する。これにより、リニアモータ２９に流れる電流は、電流指令値に一致するように制御される。なお、スイッチング回路２８とリニアモータ２９の間にはパルス電流を平滑するための平滑回路が設けられているが、これらについては図示を省略している。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１９７７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このようなＰＷＭ制御回路は、一つの露光装置に複数設けられている。ＰＷＭ制御回路を使用する場合の問題点の一つにスイッチングノイズの発生の問題がある。すなわち、ＰＷＭに伴うスイッチングの際にノイズが発生し、このノイズが、干渉計を用いたステージ位置センサ等の出力に影響を及ぼす可能性がある。
【００１２】
このようなノイズの影響を避けるための対策として、従来は、リニアモータ、ボイスコイルモータの駆動回路の、複数の出力が同一基板上にある場合、隣り合う出力では、ＰＷＭキャリア信号（パルス発振器２２の出力）の位相を反転させて出力信号(定電流出力)のノイズ成分を減らす方法や、ＰＷＭキャリア信号の周波数を干渉(ビート)を起こさないようにある程度ずらす手法が採用されている。
【００１３】
しかしながら、リニアモータ、ボイスコイルモータに要求される最大推力が増大するにつれ、駆動装置が出力する電圧、電流を大きくする必要があり、それにつれてＰＷＭのスイッチング時に発生するノイズエネルギーが大きくなって、従来とられた対策では不十分であることが多くなった。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、露光装置に使用した場合に、ＰＷＭ制御に伴うノイズの影響を受けにくい状態でセンサからの信号を取り込むことが可能な駆動装置、及びこの駆動装置を使用した露光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するための第１の手段は、露光装置に使用され、ＰＷＭ方式電流制御回路により制御される駆動装置であって、前記ＰＷＭ方式電流制御回路は、パルス発生回路と、当該パルス発生回路から発生するパルスを積分することにより三角波を発生する三角波発生回路と、前記三角波の電圧値と指令電圧値を比較して、その大小関係に対応したデューティ比のパルスを発生する回路を有し、前記ＰＷＭ方式電流制御回路における前記パルス発生回路から発生するパルスが、前記露光装置において少なくとも一つのセンサの出力を取り込むための指令パルスと同期するようにされていることを特徴とする駆動装置である。
【００１６】
本手段においては、ＰＷＭ方式電流制御回路におけるパルス発生回路から発生するパルス（キャリアパルス）が、露光装置において少なくとも一つのセンサの出力を取り込むための指令パルスと同期するようにされている。よって、ＰＷＭのスイッチングのタイミングを避けてセンサからの信号を取り込むことが可能となり、ＰＷＭのスイッチングノイズの影響を受けにくい状態で、センサからの信号を取り込むことができる。
【００１７】
全センサの出力を同一タイミングで取り込み、このタイミングに全ＰＷＭのスイッチングのタイミングを同期させてもよいが、センサの種類や位置に応じて、所定のセンサに影響を与えやすいＰＷＭ電流制御回路のキャリアパルスをそのセンサ出力を入力するタイミングに同期させるようにし、センサ毎に取り込みのタイミングや周期を変えるようにしてもよい。
【００１８】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記パルス発生回路がＰＬＬ回路であり、当該ＰＬＬ回路の発信周波数と、その出力の位相が、前記センサの出力を取り込むための指令パルスに同期するように制御されていることを特徴とするものである。
【００１９】
ＰＷＭ制御のキャリアパルス発生装置としてＰＬＬ回路を使用することにより、容易に、キャリアパルスをセンサの出力を取り込むための指令パルスに同期させることができる。
【００２０】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は前記第２の手段である駆動装置を有することを特徴とする露光装置である。
【００２１】
本手段においては、ＰＷＭ制御のスイッチングノイズの影響を受けにくい状態で、センサからの信号を取り込むことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、露光装置に使用した場合に、ＰＷＭ制御に伴うノイズの影響を受けにくい状態でセンサからの信号を取り込むことが可能な駆動装置、及びこの駆動装置を使用した露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例であるモータ駆動装置の制御回路の概要を示す図である。ＰＷＭ増幅回路１には、ＰＬＬ回路２が組み込まれており、所定の周波数で矩形波を発振している。この矩形波は、積分回路３により積分され三角波が出力される。一方、インターフェース回路４には、外部からの電流指令信号が入力され、演算増幅器５を通してコンパレータ６に入力される。
【００２４】
コンパレータ６には、積分回路３から出力された三角波が入力されており、コンパレータ６は、この三角波の波高値と演算増幅器５の出力の大きさを比較し、演算増幅器５の出力の方が大きいときプラスとなり、演算増幅器５の出力の方が小さいときアースレベルとなるパルスを出力する。
【００２５】
このパルスは、ゲートドライバ回路７を介して、パワートランジスタ等からなるスイッチング回路（ＰＷＭ電流ドライバ）８を駆動し、コンパレータ６の出力がプラスのときに正方向の電流を、コンパレータ６の出力が接地電位のときに負方向の電流を、モータ９に流すように働く。
【００２６】
演算増幅器５の出力が０（接地電位）のときは、コンパレータ６の出力は、プラスである時間と接地電位である時間が同じとなるので、結局モータ９には電流は流れない。演算増幅器５の出力がプラスとなると、コンパレータ６の出力は、プラスである時間の方が接地電位である時間より長くなるので、モータ９には正方向の電流が流れ、電流値は演算増幅器５の出力の大きさに比例する。演算増幅器５の出力がマイナスとなると、コンパレータ６の出力は、プラスである時間の方が接地電位である時間より短くなるので、モータ９には負方向の電流が流れ、電流値は演算増幅器５の出力の大きさに比例する。
【００２７】
モータ９に流れる電流は、電流検出器（ＣＴ）により検出され、演算増幅器５に入力される。演算増幅器５は、電流指令値と検出された電流値との差を求め、これにＰＩ演算、又はＰＩＤ演算を行って、その結果を出力する。これにより、モータ９に流れる電流は、電流指令値に一致するように制御される。なお、スイッチング回路８とモータ９の間にはパルス電流を平滑するための平滑回路が設けられているが、これらについては図示を省略している。
【００２８】
このように、図１に示した回路は、図３に示した回路と殆ど同じであるが、図３に示した回路では、ＰＷＭのキャリアパルスを発生するためにパルス発振器２２を使用していたのに対し、図１に示す回路ではＰＬＬ回路２が使用されているところが異なっている。そして、このＰＬＬ回路２の同期信号として、外部から、インターフェース回路４を介して、センサ読み取り指令パルスがＰＬＬ回路２に与えられている。ＰＬＬ回路２は、センサ読み取り指令パルスのＮ倍（Ｎ≧２の自然数）の周波数で発振しており、かつ、その位相はセンサ読み取り信号の位相に合った位相とされている。
【００２９】
ＰＬＬ回路の構成そのものは周知のものであるが、図２にその概要を説明し、併せて「センサ読み取り信号との位相が合っている」ことの意味を説明する。ＰＬＬ回路２は、図２（ａ）に示すように、電圧制御型発振器１１を中心にして構成されている。電圧制御型発振器１１は、入力される制御電圧に応じた周波数で、矩形パルスを発振する。
【００３０】
この矩形パルスは、１／Ｎ分周器１２に入力され、１／Ｎの周波数を有する矩形波に変換される。この矩形波が位相比較器１３に入力され、外部から入力されるセンサ読み取り指令パルスとの位相を比較される。位相に差があれば、位相比較器１３の出力がループフィルタ１４で平滑されて、制御電圧として電圧制御型発振器１１に与えられる。これにより、電圧制御型発振器１１の発信周波数が変化し、結局、このＰＬＬ回路２においては、電圧制御型発振器１１の発振周波数がセンサ読み取り指令パルスのＮ倍の周波数であり、かつ、その出力を１／Ｎに逓減したパルスの位相とセンサ読み取り指令パルスの位相が一致するようにフィードバック制御される。すなわち、センサ読み取り指令パルスが立ち上がるタイミングでは、必ず電圧制御型発振器１１の出力が立ち上がるようにされている。
【００３１】
図２（ｂ）にＮ＝５とした場合の電圧制御型発振器１１の出力とセンサ読み取り指令パルス、及び積分回路３から出力される三角波の波形、およびＰＷＭ信号の関係の例を示す。図に示すように、ＰＷＭ信号の立ち上がり、立ち下がりは、電流指令値に応じて、三角波の上昇、下降中に起こり、この部分でスイッチングノイズが発生するが、三角波の頂点では、ＰＷＭ信号の立ち上がり、立ち下がりが起こることはない。よって、三角波の頂点ではスイッチングノイズが発生しないので、実際のセンサ信号の読み取りを、このタイミング、すなわち、電圧制御型発振器１１の出力の周期をＴとすると、センサ読み取り指令パルスが出されてからＴ／２だけ遅れたタイミングで行えば、ＰＷＭ増幅回路１からスイッチングノイズの影響を受けにくい状態で、センサの信号の読み取りを行うことができる。
【００３２】
以上、駆動回路について説明したが、この駆動回路は、露光装置のレチクルステージ、ウエハステージの駆動に使用することができる。その方法については、特許文献１に記載される方法と変わるところがないので、説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態の１例であるモータ駆動装置の制御回路の概要を示す図である。
【図２】ＰＬＬ回路の概要と、各回路の波形を示す図である。
【図３】ＰＷＭ増幅回路とそれを使用したモータの制御回路の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…ＰＷＭ増幅回路、２…ＰＬＬ回路、３…積分回路、４…インターフェース回路、５…演算増幅器、６…コンパレータ、７…ゲートドライバ回路、８…スイッチング回路、９…モータ、１１…電圧制御型発振器、１２…１／Ｎ分周器、１３…位相比較器、１４…ループフィルタ
【図１】
2006271046.tif 000003
【図２】
2006271046.tif 000004
【図３】
2006271046.tif 000005