(57)【要約】【課題】リニアモータのコイルに故障が発生した場合においても稼働率の点で有利なステージ装置を提供する。【解決手段】ステージを駆動するステージ装置であって、極性が異なる磁石を前記ステージの駆動方向に沿って交互に配置して構成された磁石部と、前記磁石部に対向可能に配置された複数のコイルと、を含み、前記ステージに推力を与えるリニアモータと、前記複数のコイルのそれぞれに互いに位相をずらした電流が流れるように電流供給制御を行う制御部と、前記複数のコイルに故障が発生したことを検知する検知部と、を有し、前記制御部は、前記検知部が前記複数のコイルのうちの少なくとも１つのコイルに故障が発生したことを検知した場合に、前記ステージが前記駆動方向に駆動されるように、前記電流供給制御を、前記複数のコイルに対する第１電流供給制御から前記複数のコイルのうちの前記少なくとも１つのコイルを除くコイルに対する第２電流供給制御に変更することを特徴とするステージ装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージを駆動するステージ装置であって、
極性が異なる磁石を前記ステージの駆動方向に沿って交互に配置して構成された磁石部と、前記磁石部に対向可能に配置された複数のコイルと、を含み、前記ステージに推力を与えるリニアモータと、
前記複数のコイルのそれぞれに互いに位相をずらした電流が流れるように電流供給制御を行う制御部と、
前記複数のコイルに故障が発生したことを検知する検知部と、を有し、
前記制御部は、前記検知部が前記複数のコイルのうちの少なくとも１つのコイルに故障が発生したことを検知した場合に、前記ステージが前記駆動方向に駆動されるように、前記電流供給制御を、前記複数のコイルに対する第１電流供給制御から前記複数のコイルのうちの前記少なくとも１つのコイルを除くコイルに対する第２電流供給制御に変更することを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２電流供給制御において、前記少なくとも１つのコイルには電流を流さず、且つ、前記少なくとも１つのコイルを除くコイルに流れる電流の位相差を変更することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ステージを駆動するための駆動プロファイルを、前記第１電流供給制御から前記第２電流供給制御への変更に応じて変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２電流供給制御において、前記少なくとも１つのコイルを除くコイルからの出力の変動量が低減されるように、前記少なくとも１つのコイルを除くコイルに流れる電流の位相差を変更することを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２電流供給制御において、前記少なくとも１つのコイルを除くコイルからの出力が一定となるように、前記少なくとも１つのコイルを除くコイルに流れる電流の位相差を変更することを特徴とする請求項２又は４に記載のステージ装置。
【請求項６】
前記複数のコイルは、前記制御部による前記電流供給制御の制御単位である少なくとも２つ以上のコイルを複数組含み、
前記制御部は、前記制御単位ごとに、前記電流供給制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項７】
前記複数のコイルのそれぞれと、前記複数のコイルのそれぞれが接続するアンプとの間に配置されたスイッチを更に有し、
前記制御部は、前記スイッチを介して、前記複数のコイルのうち故障が発生したコイルを前記アンプから切り離すことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項８】
前記ステージを駆動する期間は、前記ステージを加速移動させる加速期間と、前記加速期間に続いて前記ステージを等速移動させる等速期間とを含み、
前記制御部は、前記電流供給制御を前記第１電流供給制御から前記第２電流供給制御に変更することに応じて、前記ステージが駆動範囲に収まるように、前記加速期間における前記ステージの加速を開始する位置を変更することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記電流供給制御を前記第１電流供給制御から前記第２電流供給制御に変更することに応じて、前記等速期間における前記ステージの速度を変更することを特徴とする請求項８に記載のステージ装置。
【請求項１０】
前記複数のコイルは、前記制御部による前記電流供給制御の制御単位である３つのコイルを含み、
前記制御部は、前記検知部が前記３つのコイルのうちの１つのコイル又は２つのコイルに故障が発生したことを検知した場合に、前記電流供給制御を前記第１電流供給制御から前記第２電流供給制御に変更することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項１１】
前記３つのコイルは、１つのアンプに接続された３相コイル、又は、３つのアンプのそれぞれに接続された単相コイルを含むことを特徴とする請求項１０に記載のステージ装置。
【請求項１２】
前記複数のコイルは、前記制御部による前記電流供給制御の制御単位である２つのコイルを含み、
前記制御部は、前記検知部が前記２つのコイルのうちの１つのコイルに故障が発生したことを検知した場合に、前記電流供給制御を前記第１電流供給制御から前記第２電流供給制御に変更することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項１３】
前記２つのコイルは、１つのアンプに接続された２相コイル、又は、２つのアンプのそれぞれに接続された単相コイルを含むことを特徴とする請求項１２に記載のステージ装置。
【請求項１４】
前記複数のコイルは、前記ステージに設けられていることを特徴とする請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項１５】
パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、
前記基板を保持するステージと、
前記ステージを駆動するステージ装置と、
制御部と、を有し、
前記ステージ装置は、
極性が異なる磁石を前記ステージの駆動方向に沿って交互に配置して構成された磁石部と、前記磁石部に対向可能に配置された複数のコイルと、を含み、前記ステージに推力を与えるリニアモータと、
前記複数のコイルに故障が発生したことを検知する検知部と、を有し、
前記制御部は、
前記複数のコイルのそれぞれに互いに位相をずらした電流が流れるように電流供給制御を行い、
前記検知部が前記複数のコイルのうちの少なくとも１つのコイルに故障が発生したことを検知した場合に、前記ステージが前記駆動方向に駆動されるように、前記電流供給制御を、前記複数のコイルに対する第１電流供給制御から前記複数のコイルのうちの前記少なくとも１つのコイルを除くコイルに対する第２電流供給制御に変更することを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項１６】
マスクのパターンを前記基板に投影する投影光学系を更に有し、
前記基板と前記マスクとを走査しながら前記投影光学系を介して前記基板を露光して前記パターンを前記基板に形成することを特徴とする請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１７】
前記制御部は、前記電流供給制御を前記第１電流供給制御から前記第２電流供給制御に変更することに応じて、前記基板に照射する露光光の照度、前記基板に前記露光光を照射するタイミング、前記基板に照射される前記露光光を遮光するシャッタの速度及び加速度の少なくとも１つを変更することを特徴とする請求項１５又は１６のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
処理された前記基板から物品を製造する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ装置、リソグラフィ装置及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子などのデバイスを製造するリソグラフィ工程では、投影光学系に対して、マスクと基板とを同期して走査しながら基板を露光するステップ・アンド・スキャン方式（走査型）の露光装置が用いられている。近年、液晶表示素子の大型化に伴い、基板の大型化が進んでいるため、基板を保持する駆動ステージの大型化とともに、スループット（生産性）の向上が必要になっている。
【０００３】
露光装置における駆動ステージには、例えば、多相型リニアモータが用いられている。多相型リニアモータは、固定子と、可動子とを含み、固定子は磁石からなり、可動子はコイルからなる。可動子は、一般的には、駆動ステージに取り付けられ、各コイルに流す電流値（電流指令値）を変更することで駆動ステージを駆動する。
【０００４】
可動子、或いは、可動子に含まれる素子の故障は、駆動ステージの駆動精度の低下や装置自体の故障を引き起こし、装置の稼働率の低下に大きな影響を与える可能性がある。例えば、可動子に含まれる位置検出素子が故障すると、各コイルに流す電流値を正しく求めることができないため、駆動ステージの駆動精度が低下することになる。また、駆動ステージの進行方向に沿って左右にリニアモータを配置する場合、左右のどちらかの可動子が１つでも故障すると、故障した可動子を含むリニアモータの推力が小さくなる。従って、左右のリニアモータでの推力のバランスが崩れるため、駆動ステージが回転し、装置が故障する可能性がある。更に、可動子が故障した場合には、故障した可動子を含む可動子ユニット全体を交換する必要があるため、その交換作業時間が稼働率を低下させる要因となっている。特に、近年では、駆動ステージの大型化に伴い、駆動ステージに取り付ける可動子が増加しているため、可動子の交換作業時間が増加する傾向にある。
【０００５】
そこで、リニアモータに関して、位置検出素子の故障の対策が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、位置検出素子の出力信号から、位相が１２０度遅れた信号と、位相が１２０度進んだ信号とを生成し、これら３つの信号に基づいてコイルを通断電制御して正常動作を継続する技術が開示されている。また、可動子、或いは、可動子に含まれる素子の故障によって駆動ステージ（の駆動）に異常が生じた場合、可動子のコイルの端子両端を短絡させて電気的に閉じることで駆動ステージを減速及び停止させる技術も開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−９２８８９号公報
【特許文献２】特開平５−１４６１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、故障対象が固定子に設けられた位置検出素子に限られているため、可動子やコイル自体が故障した場合には、装置の稼働を継続することができない。
【０００８】
また、特許文献２は、駆動ステージを停止する際に、駆動ステージに加わる局所的な力による駆動ステージの変形やその他の部材への影響を低減することができるが、その後の復旧を開示するものではない。従って、駆動ステージの異常の原因がコイルの故障である場合には、故障した個コイルを含む可動子を交換するしかなく、その交換作業時間による稼働率の低下を解決するものではない。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、リニアモータのコイルに故障が発生した場合においても稼働率の点で有利なステージ装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのステージ装置は、ステージを駆動するステージ装置であって、極性が異なる磁石を前記ステージの駆動方向に沿って交互に配置して構成された磁石部と、前記磁石部に対向可能に配置された複数のコイルと、を含み、前記ステージに推力を与えるリニアモータと、前記複数のコイルのそれぞれに互いに位相をずらした電流が流れるように電流供給制御を行う制御部と、前記複数のコイルに故障が発生したことを検知する検知部と、を有し、前記制御部は、前記検知部が前記複数のコイルのうちの少なくとも１つのコイルに故障が発生したことを検知した場合に、前記ステージが前記駆動方向に駆動されるように、前記電流供給制御を、前記複数のコイルに対する第１電流供給制御から前記複数のコイルのうちの前記少なくとも１つのコイルを除くコイルに対する第２電流供給制御に変更することを特徴とする。
【００１１】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、例えば、リニアモータのコイルに故障が発生した場合においても稼働率の点で有利なステージ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略図である。
【図２】リニアモータの構成を示す概略図である。
【図３】本実施形態におけるステージ装置に関する制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】基板ステージの駆動状態の一例を示す図である。
【図５】故障コイルを電気的に切り離すための構成の一例を示す図である。
【図６】コイルのそれぞれに流す電流値とモータ出力値との関係を示す図である。
【図７】コイルのそれぞれに流す電流値とモータ出力値との関係を示す図である。
【図８】本実施形態においてコイルのそれぞれに流す電流値とモータ出力値との関係を示す図である。
【図９】基板ステージの駆動プロファイルの一例を示す図である。
【図１０】基板ステージの駆動プロファイルの一例を示す図である。
【図１１】基板ステージの駆動プロファイルの一例を示す図である。
【図１２】故障コイルを電気的に切り離すための構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明の一側面としての露光装置１００の構成を示す概略図である。露光装置１００は、パターンを基板に形成するリソグラフィ装置として、例えば、半導体・液晶表示素子や有機ＥＬデバイスなどのフラットパネルの製造工程に使用される。露光装置１００は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式で、マスク１０３のパターンを、例えば、ガラスプレートなどの基板１０６に転写する走査型の露光装置（スキャナー）である。露光装置１００は、マスク１０３と基板１０６とを走査しながら投影光学系１０５を介して基板１０６を露光してパターンを基板１０６に形成する。
【００１６】
露光装置１００は、照明光学系１０１と、マスクステージ１０４と、投影光学系１０５と、基板ステージ１０７と、定盤１０８と、基板ステージ用のリニアモータ１１０と、制御部１１１と、シャッタ１１２と、マスクステージ用のリニアモータ１１３とを有する。ここで、リニアモータ１１０及び制御部１１１は、基板ステージ１０７を駆動するステージ装置１７０を構成する。
【００１７】
露光装置１００において、マスクステージ１０４に保持されたマスク１０３を通過した光（露光光）は、基板ステージ１０７に保持された基板１０６に照射される。これにより、マスク上での露光光の照射範囲に存在するパターンの像が投影光学系１０５を介して基板上に結像する。投影光学系１０５は、マスク１０３と基板１０６とを光学的に共役な関係に維持し、マスク１０３のパターンの像を基板１０６に投影する。
【００１８】
制御部１１１は、ＣＰＵやメモリなどを含むコンピュータで構成され、メモリに格納されたプログラムに従って露光装置１００の全体（各部）を制御する。制御部１１１は、リニアモータ１１３を用いて、マスク１０３を保持するマスクステージ１０４の駆動を制御し、リニアモータ１１０を用いて、基板１０６を保持する基板ステージ１０７の駆動を制御する。制御部１１１は、マスクステージ１０４と基板ステージ１０７とを同期走査させることで、マスク１０３のパターンを基板１０６に転写する。
【００１９】
基板ステージ用のリニアモータ１１０及びマスクステージ用のリニアモータ１１３について説明する。基板ステージ用のリニアモータ１１０とマスクステージ用のリニアモータ１１３とは、同様な構成を有するため、本実施形態では、基板ステージ用のリニアモータ１１０を例に説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、基板ステージ用のリニアモータ１１０の構成を示す概略図である。
【００２０】
リニアモータ１１０は、定盤１０８に設けられた固定子２００と、固定子２００に対向するように基板ステージ１０７に設けられた可動子２０５とを含む多相型のモータである。リニアモータ１１０は、基板ステージ１０７に推力を与えて、基板ステージ１０７を駆動方向（Ｙ方向）に直線的に駆動する。固定子２００は、極性が異なる磁石２００ａ及び２００ｂを基板ステージ１０７の駆動方向に沿って交互に配置して構成された磁石部ＭＵを含み、極性が交互に異なる複数の磁界を生じさせる。可動子２０５は、磁石部ＭＵに対向可能に配置された複数のコイルＣＬを含む。複数のコイルＣＬは、本実施形態では、Ｕ相のコイル２０１と、Ｖ相のコイル２０２と、Ｗ相のコイル２０３とを含む。Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３の１組（３相コイル）は、１つの可動子２０５を構成し、本実施形態では、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３（の組）を複数組含む。具体的には、基板ステージ１０７に対して−Ｘ方向側及び＋Ｘ方向側にそれぞれ２組ずつ配置している。ホールセンサ２０４は、リニアモータ１１０の磁極を検出するセンサであって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のどこにいるかを検出する。但し、ホールセンサ２０４は、必ずしも必要ではなく、磁極検出動作によってソフトウェア的に磁極を検出してもよい。磁石２００ａ及び２００ｂとコイル２０１乃至２０３との位置関係に基づいて、コイル２０１乃至２０３のそれぞれに流す電流（電流値）をリアルタイムに変更することで、基板ステージ１０７を直線的に駆動することが可能となる。従って、制御部１１１は、複数のコイルＣＬ、即ち、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３のそれぞれに互いに位相をずらした電流が流れるように電流供給制御を行う。
【００２１】
リニアモータ１１０は、動力ケーブルやコイルＣＬの焼損や断線などによって、１つ以上の可動子２０５が使用不可能な状態になる（所謂、故障又は異常の発生）ことがある。このような場合、基板ステージ１０７の駆動精度が低下するため、ステージ装置１７０の稼働を停止しなければならず、可動子２０５の交換作業時間に伴う稼働率の低下を引き起こしてしまう。
【００２２】
そこで、本実施形態では、可動子２０５（コイルＣＬ）に故障が発生した場合であっても、基板ステージ１０７を継続的に駆動させて、稼働率の低下を抑制する（特に、稼働率がゼロになることを回避する）。図３は、本実施形態におけるステージ装置１７０に関する制御を説明するためのフローチャートである。かかる制御は、制御部１１１が露光装置１００、特に、ステージ装置１７０の各部を統括的に制御することで行われる。
【００２３】
Ｓ３０２において、制御部１１１は、基板ステージ１０７の駆動の異常を検知する。ここで、基板ステージ１０７を駆動する期間は、図４に示すように、加速期間４０２と、等速期間４０３と、減速期間４０４とを含むものとする。加速期間４０２は、基板ステージ１０７を加速移動させる期間であり、等速期間４０３は、加速期間４０２に続いて基板ステージ１０７を等速移動させる期間であり、減速期間４０４は、等速期間４０３に続いて基板ステージ１０７を減速移動させる期間である。例えば、制御部１１１は、図４に示すように、基板ステージ１０７の駆動状態４００から求まる加速度指令値４０１に基づいて、加速期間４０２及び減速期間４０４を特定する。そして、加速期間４０２及び減速期間４０４に対して、制御部１１１は、基板ステージ１０７の位置を計測する干渉計などの計測器の計測結果（制御出力情報）に基づいて、基板ステージ１０７の駆動の異常を検知する。なお、加速期間４０２及び減速期間４０４に対して基板ステージ１０７の駆動の異常を検知する理由は、等速期間４０３と比較して、基板ステージ１０７の駆動の異常が顕著となるからである。
【００２４】
Ｓ３０４において、制御部１１１は、リニアモータ１１０の可動子２０５を構成する複数のコイルＣＬから、故障が発生したコイル（故障コイル）を特定する。例えば、制御部１１１は、後述するようなアンプを介して、リニアモータ１１０の可動子２０５のそれぞれに個別に微小電流を流し、その際の基板ステージ１０７の応答（駆動状態）から故障が発生した可動子（故障可動子）を特定する。そして、制御部１１１は、特定した故障可動子に含まれるコイルのそれぞれに個別に微少電流を流し、その際の基板ステージ１０７の応答から故障が発生したコイル（故障コイル）を特定する。このように、制御部１１１は、複数のコイルＣＬに故障が発生したことを検知する検知部として機能する。但し、制御部１１１とは別に、複数のコイルＣＬに故障が発生したことを検知する検知部を露光装置１００に設けてもよい。
【００２５】
Ｓ３０６において、制御部１１１は、Ｓ３０４で特定した故障コイルを電気的に切り離す。本実施形態では、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３のそれぞれは、図５に示すように、１つのアンプ５００に接続されている。また、コイル２０１乃至２０３のそれぞれとアンプ５００との間には、スイッチ５０４ａ、５０４ｂ及び５０４ｃ及び５０４ｄが配置されている。制御部１１１は、スイッチ５０４ａ乃至５０４ｄを介して、コイル２０１乃至２０３のうち故障コイルをアンプ５００から切り離す。換言すれば、制御部１１１は、故障コイルをスイッチング処理によって電気的に切り離す。これにより、基板ステージ１０７を駆動した際の逆起電圧の発生を抑制することができる。
【００２６】
Ｓ３０８において、制御部１１１は、Ｓ３０４で特定した故障コイルの数を判定する。故障コイルの数が１つである場合には、Ｓ３１０に移行する。また、故障コイルの数が２つ以上（２つ又は３つ）である場合には、Ｓ３１２に移行する。
【００２７】
Ｓ３１０において、制御部１１１は、Ｓ３０４で特定した故障コイルに加えて、かかる故障コイルを含む可動子、即ち、故障可動子に含まれる残りのコイルを電気的に切り離す。制御部１１１は、Ｓ３０６と同様に、スイッチ５０４ａ乃至５０４ｄを介して、残りのコイルをアンプ５００から切り離す。
【００２８】
Ｓ３１２において、制御部１１１は、コイル２０１乃至２０３に対する電流供給制御を変更する。本実施形態では、制御部１１１は、電流供給制御を、複数のコイル２０１乃至２０３に対する第１電流供給制御（３相コイルの制御）から、複数のコイル２０１乃至２０３のうち故障コイルを除くコイルに対する第２電流供給制御（２相コイルの制御）に変更する。換言すれば、本実施形態では、３相コイルを、２相コイルに切り替えて、即ち、２相コイルとして使用する。この際、制御部１１１は、電流供給制御を変更したこと、例えば、３相コイルを２相コイルとして使用することを、露光装置１００が有する表示部を介して、ユーザに通知する。
【００２９】
Ｓ３１２における電流供給制御の変更について詳細に説明する。図６は、リニアモータ１１０が正常である場合、即ち、コイル２０１乃至２０３に故障が発生していない場合におけるコイル２０１乃至２０３のそれぞれに流す電流値（電流指令値）と、モータ出力値との関係を示す図である。図６において、縦軸は、モータ出力値を示し、横軸は、磁気ピッチを示す。
【００３０】
図６を参照するに、リニアモータ１１０が正常である場合、Ｖ相のコイル２０２に対する電流指令値７０１は、Ｕ相のコイル２０１に対する電流指令値７００に対して、位相が１２０度遅れている。また、Ｗ相のコイル２０３に対する電流指令値７０２は、Ｕ相のコイル２０１に対する電流指令値７００に対して、位相が１２０度進んでいる。このような３つの電流指令値７００乃至７０２に対して、出力が約１．５で一定のモータ出力値７０３が出力される。
【００３１】
図７は、Ｗ相のコイル２０３に故障が発生した場合におけるコイル２０１乃至２０３のそれぞれに流す電流値（電流指令値）と、モータ出力値との関係を示す図である。図７において、縦軸は、モータ出力値を示し、横軸は、磁気ピッチを示す。
【００３２】
図７を参照するに、故障コイルであるＷ相のコイル２０３に対する電流指令値６０２は、ゼロとなる（即ち、コイル２０３には電流を流さない）。一方、Ｕ相のコイル２０１に対する電流指令値６００及びＶ相のコイル２０２に対する電流指令値６０１のそれぞれを変更しないでいると、図７に示すような、出力が約０．５〜約１．５の間で時間変動する、モータ出力値６０３が出力される。但し、モータ出力値６０３は、一定ではないため、モータとして使用できず、基板ステージ１０７を正常に、即ち、駆動方向に沿って駆動することができない。
【００３３】
図８は、Ｗ相のコイル２０３に故障が発生した場合に、本実施形態においてコイル２０１乃至２０３のそれぞれに流す電流値（電流指令値）と、モータ出力値との関係を示す図である。図８において、縦軸は、モータ出力値を示し、横軸は、磁気ピッチを示す。
【００３４】
図８を参照するに、本実施形態においても、故障コイルであるＷ相のコイル２０３に対する電流指令値８０２は、ゼロとなる（即ち、コイル２０３には電流を流さない）。一方、Ｕ相のコイル２０１に対する電流指令値８００及びＶ相のコイル２０２に対する電流指令値８０１のそれぞれについては、２相コイルとして使用するために、その位相差を補正（変更）する。このとき、電流指令値８００及び８０１の和で表される出力の変動量が、補正前よりも小さくなるように電流指令値８００と電流指令値８０１との位相差を補正する。より好ましくは、モータ出力値８０３が一定、つまり出力の変動量がゼロとなるように、電流指令値８００及び８０１の位相差を補正することで、３相コイルを２相コイルとして使用することが可能となる。また、Ｕ相のコイル２０１に対する電流指令値８００に対するＶ相のコイル２０２に対する電流指令値８０１の位相のずれ量を、正常時の位相遅れ（１２０度）に対して＋１／６π（３０度）、即ち、＋１５０度に変更する。これにより、モータ出力値８０３を最大にすることができる（２相モータでの最大出力を得ることができる）。
【００３５】
図８では、Ｗ相のコイル２０３に故障が発生した場合を例に説明した。但し、Ｕ相のコイル２０１又はＶ相のコイル２０２に故障が発生した場合でも、故障が発生していない残りのコイルの位相差を同様に補正することで、３相コイルを２相コイルとして使用することが可能となる。このように、３相コイルを２相コイルとして使用するためには、故障が発生していないコイルに対する電流指令値の位相を補正すればよい。
【００３６】
本実施形態におけるＵ相のコイル２０１及びＶ相のコイル２０２に対する電流指令値の位相の補正について具体的に説明する。ここでは、Ｕ相のコイル２０１に対する電流指令値に対して、Ｖ相のコイル２０２に対する電流指令値の位相ずれを＋１２０度（２／３π）とし、Ｗ相のコイル２０３に対する電流指令値の位相ずれを−１２０度（２／３π）とする。この場合、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３のそれぞれに対する電流指令値は、以下のように振幅が周期的に時間変化する指令値（三角関数）を用いて定義される。
【００３７】
【数１】
2018189729.tif 000003
【００３８】
また、３相コイル（Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３）からのモータ出力値Ｆは、以下の式で求められる。
【００３９】
【数２】
2018189729.tif 000004
【００４０】
ここで、Ｗ相のコイル２０３に故障が発生したとすると、Ｗ相のコイル２０３からの出力はゼロとなるため、モータ出力値Ｆは、以下の式（１）で表すことができる。
【００４１】
【数３】
2018189729.tif 000005
【００４２】
式（１）に対応する電流指令値とモータ出力値との関係を示す図が図７である。図７にモータ出力値６０３で示すように、Ｗ相のコイル２０３に故障が発生した場合、Ｕ相のコイル２０１及びＶ相のコイル２０２のみでは、位相の関係から、モータ出力値Ｆを一定に維持することができない。このため、制御対象である基板ステージ１０７を安定して駆動することができない。従って、Ｗ相のコイル２０３に故障が発生した場合には、Ｕ相のコイル２０１及びＶ相のコイル２０２のそれぞれに対する電流指令値の位相を補正して、モータ出力値Ｆを一定にする必要がある。
【００４３】
Ｕ相のコイル２０１に対する電流指令値の位相のずらし量（位相補正量）をαとし、Ｖ相のコイル２０２に対する電流指令値の位相のずらし量（位相補正量）をβとする。これらを式（１）に代入すると、以下の式（２）が得られる。
【００４４】
【数４】
2018189729.tif 000006
【００４５】
式（２）の各項から、モータ出力値Ｆが一定となる条件は、以下の式（３）及び式（４）となる。
【００４６】
【数５】
2018189729.tif 000007
【００４７】
【数６】
2018189729.tif 000008
【００４８】
式（３）をｓｉｎαについて解くと、以下の式（３’）が得られ、式（４）をｃｏｓαについて解くと、以下の式（４’）が得られる。
【００４９】
【数７】
2018189729.tif 000009
【００５０】
【数８】
2018189729.tif 000010
【００５１】
式（３’）及び式（４）からαを求めると、以下の式（５）が得られる。式（５）は、Ｕ相のコイル２０１及びＶ相のコイル２０２のみを使用する場合にモータ出力値Ｆが一定になる条件である。ここでは、Ｗ相のコイル２０３に故障が発生した場合を例に説明したが、Ｕ相のコイル２０１又はＶ相のコイル２０２に故障が発生した場合であっても、残存するコイルに対する電流指令値の位相の関係は、式（５）と同様な式で求めることができる。
【００５２】
【数９】
2018189729.tif 000011
【００５３】
モータ出力値Ｆを一定にするための位相補正量α及びβは、上述したように、式（５）で表される。また、モータ出力値Ｆ（出力効率）は、位相補正量βに依存する。そこで、モータ出力値Ｆが最大となる位相補正量βを求める方法を以下に説明する。
【００５４】
モータ出力値Ｆが最大となる条件は、式（３）が最大となる場合であるため、式（３）を三角関数の合成公式を用いて解くと、以下の式（６）が得られる。
【００５５】
【数１０】
2018189729.tif 000012
【００５６】
式（６）から、ｓｉｎγを求めると、以下の式（７）が得られ、ｃｏｓγを求めると、以下の式（８）が得られる。
【００５７】
【数１１】
2018189729.tif 000013
【００５８】
【数１２】
2018189729.tif 000014
【００５９】
式（７）及び式（８）から、γは、以下の式（９）で求まる。
【００６０】
【数１３】
2018189729.tif 000015
【００６１】
式（９）を式（６）に代入すると、以下の式（１０）が得られる。
【００６２】
【数１４】
2018189729.tif 000016
【００６３】
式（１０）が最大となる場合の位相補正量βを求めると、以下の式（１１）が得られる。
【００６４】
【数１５】
2018189729.tif 000017
【００６５】
式（１１）を式（１０）に代入して、モータ出力値Ｆの最大を求めると、以下の式（１２）が得られる。
【００６６】
【数１６】
2018189729.tif 000018
【００６７】
式（５）から、位相補正量αは、以下となる。
【００６８】
【数１７】
2018189729.tif 000019
【００６９】
従って、位相補正量α及びβが以下の式（１３）を満たす場合に、式（１２）で示す最大のモータ出力値Ｆが得られる。
【００７０】
【数１８】
2018189729.tif 000020
【００７１】
このように、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３を含む３相コイルを２相コイルとして使用する場合、その最大出力は、３相コイルでの最大出力に対して√３／２倍となる。上述したように、Ｕ相のコイル２０１及びＶ相のコイル２０２の一方に対する電流指令値の位相をπ／６又は−π／６だけ変更することで、モータ出力値Ｆを最大にすることができる。従って、基板ステージ１０７の加速度の低下に起因する稼働率の低下を最小限に抑えることができる。
【００７２】
また、上述したように、３相コイルを２相コイルとして使用する場合には、３相コイルでのモータ出力値に対して、最大で√３／２倍のモータ出力値しか得ることができない。従って、基板ステージ１０７の加速度を比例的に下げざるをえないため、３相コイルで使用する場合と比較して、稼働率が低下することになる。そこで、３相コイルを２相コイルとして使用する場合においても、基板ステージ１０７の加速度を最大にすることができるように、モータ出力値に余裕を有するリニアモータ１１０を構成してもよい。
【００７３】
図３に戻って、Ｓ３１４において、制御部１１１は、複数のコイル２０１乃至２０３のうち故障コイルを除くコイルの数に基づいて、又は故障コイルの数に基づいて、基板ステージ１０７の駆動プロファイルを変更する。駆動プロファイルは、時間に対する基板ステージ１０７の駆動指令を示す情報である。例えば、時間に対する基板ステージ１０７の速度、又は時間に対する基板ステージ１０７の加速度の少なくともいずれかの情報を含みうる。図９は、基板ステージ１０７の駆動プロファイルの例を示す図である。図９において、縦軸は、基板ステージ１０７の速度（速度指令値）及び加速度（加速度指令値）を示し、横軸は、基板ステージ１０７の位置を示す。図９には、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３に故障が発生していない場合、及び、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３のいずれかに故障が発生した場合のそれぞれの駆動プロファイルが示されている。図９を参照するに、速度指令値９０５及び加速度指令値９０７のそれぞれは、コイル２０１乃至２０３に故障が発生していない場合における速度指令値及び加速度指令値を示している。速度指令値９０６及び加速度指令値９０８のそれぞれは、コイル２０１乃至２０３のいずれかに故障が発生した場合における速度指令値及び加速度指令値を示している。
【００７４】
例えば、コイル２０１乃至２０３のいずれかに故障が発生した場合、故障が発生していないコイルだけでは、上述したように、正常時（コイル２０１乃至２０３に故障が発生していない場合）の推力（モータ出力値）を得ることができない。従って、制御部１１１は、上述したように、故障が発生していないコイルで推力が一定、最大となるように、故障が発生していないコイルに対する電流指令値の位相（位相補正量α及びβ）を求めている。このような電流指令値の位相に基づいて、制御部１１１は、正常時の速度指令値９０５、加速度指令値９０７、加速期間９０３及び減速期間９０２を変更する。例えば、制御部１１１は、正常時の速度指令値９０５よりも速度の絶対値を下げた速度指令値９０６や正常時の加速度指令値９０７よりも加速度の絶対値を下げた加速度指令値９０８を求める。同様に、制御部１１１は、正常時の加速期間９０１よりも期間を延ばした加速期間９０３、正常時の減速期間９０２よりも期間を延ばした減速期間９０４を求める。そして、制御部１１１は、駆動プロファイルとして、速度指令値９０５を速度指令値９０６に変更し、加速度指令値９０７を加速度指令値９０８に変更し、加速期間９０１を加速期間９０３に変更し、減速期間９０２を減速期間９０４に変更する。これにより、コイル２０１乃至２０３のいずれかに故障が発生した場合であっても、正常時と同じ等速期間９００を確保して、正常時と同じタイミングで基板への露光を行うことができる。
【００７５】
図３に戻って、Ｓ３１６において、制御部１１１は、Ｓ３１４における駆動プロファイルの変更に基づいて、基板ステージ１０７の加速を開始する位置（加速開始位置）が基板ステージ１０７の駆動範囲に収まっているかどうかを判定する。加速開始位置が基板ステージ１０７の駆動範囲に収まっている場合には、処理を終了する。一方、加速開始位置が基板ステージ１０７の駆動範囲に収まっていない場合には、Ｓ３１８に移行する。
【００７６】
Ｓ３１８において、制御部１１１は、Ｓ３１４における駆動プロファイルの変更に応じて、基板ステージ１０７の加速を開始する位置（加速開始位置）を変更する。図１０は、基板ステージ１０７の駆動プロファイルを示す図である。図１０において、縦軸は、基板ステージ１０７の速度（速度指令値）及び加速度（加速度指令値）を示し、横軸は、基板ステージ１０７の位置を示す。図１０には、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３に故障が発生していない場合、及び、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３のいずれかに故障が発生した場合のそれぞれの駆動プロファイルが示されている。
【００７７】
例えば、駆動プロファイルの変更（Ｓ３１４）において、正常時の速度指令値９０５、加速度指令値９０７及び加速期間９０１のそれぞれを、速度指令値１００８、加速度指令値１００９及び加速期間１０１０に変更した場合を考える。この場合、基板ステージ１０７の加速開始位置が基板ステージ１０７の駆動範囲に収まらなくなってしまうため、制御部１１１は、基板ステージ１０７の駆動範囲に収まるように、基板ステージ１０７の加速開始位置を変更する。制御部１１１は、基板ステージ１０７の加速開始位置を変更するために、図１０に示すように、速度指令値１００８、加速度指令値１００９及び加速期間１０１０のそれぞれを、速度指令値１００６、加速度指令値１００４及び加速期間１００３に変更する。また、制御部１１１は、等速期間９００における基板ステージ１０７の速度を変更してもよい。これにより、加速期間１００３が加速期間１０１０よりも短くなるが、加速度指令値１００９や加速期間１０１０も速度指令値１００６や加速度指令値１００４に変更することで、正常時と同じ等速期間９００を確保することができる。
【００７８】
図３に戻って、Ｓ３２０において、制御部１１１は、Ｓ３１４における駆動プロファイルの変更やＳ３１８における加速開始位置の変更に応じて、基板１０６に照射する露光光の照度を変更する。例えば、加速開始位置を変更するために速度指令値を下げると、等速区間での基板ステージ１０７の速度が下がるため、制御部１１１は、適正な露光量を得るための照度を求めて、基板１０６に照射する露光光の照度を変更する。これにより、基板１０６に照射される露光光の照度の過不足による露光量の過不足を低減し、パターンの形成不良を低減することができる。
【００７９】
Ｓ３２２において、制御部１１１は、制御部１１１は、Ｓ３１４における駆動プロファイルの変更やＳ３１８における加速開始位置の変更に応じて、基板１０６に露光光を照射するタイミングを変更する。本実施形態では、制御部１１１は、基板１０６に照射される露光光を遮光するシャッタ１１２の速度及び加速度の少なくとも一方を変更することで、基板１０６に露光光を照射するタイミングを変更する。図１１は、基板ステージ１０７の駆動プロファイルを示す図である。図１１において、縦軸は、基板ステージ１０７の速度（速度指令値）及び加速度（加速度指令値）を示し、横軸は、基板ステージ１０７の位置を示す。図１１には、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３に故障が発生していない場合、及び、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３のいずれかに故障が発生した場合のそれぞれの駆動プロファイルが示されている。
【００８０】
露光装置１００では、基板上のパターンを形成すべき領域である必要範囲外に露光光が照射され、その回折光の発生に起因する露光むらを低減する必要がある。そこで、基板上の必要範囲外が投影光学系の下に位置する間はシャッタ１１２で露光光を遮光し、当該必要範囲が投影光学系の下に位置したときに露光開始位置にあわせてシャッタ１１２をオープンさせている。上述したように、基板ステージ１０７の加速開始位置が変更されると、それに応じて、シャッタ１１２をオープンさせるタイミングも変更する必要がある。
【００８１】
例えば、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３に故障が発生していない場合では、基板ステージ１０７が位置９１２に到達するタイミングでシャッタ１１２のオープンを開始する。但し、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３のいずれかに故障が発生した場合には、加速期間１００３が正常時の加速期間９０１よりも延びる。従って、正常時と同様にシャッタ１１２のオープンを開始するためには、シャッタ１１２の速度及び加速度の少なくとも一方を変更して、基板ステージ１０７が位置９１１に到達するタイミングでシャッタ１１２のオープンを開始する必要がある。なお、シャッタ１１２の速度や加速度を変更することができない場合には、基板ステージ１０７が位置９１２を通過したタイミングでシャッタ１１２のオープンを開始することで、露光開始位置にあわせてシャッタ１１２をオープンさせることができる。これにより、基板上の必要範囲外に露光光が照射され、その回折光の発生に起因する露光むらを低減することができる。
【００８２】
このように、本実施形態では、コイル２０１乃至２０３のうちの少なくとも１つのコイルに故障が発生した場合に、基板ステージ１０７が駆動方向に駆動されるように、コイル２０１乃至２０３に対する電流供給制御を変更する。従って、リニアモータ１１０のコイルに故障が発生した場合においても稼働率の点で有利となる。また、本実施形態では、故障コイルの数が１つである場合に、コイル２０１乃至２０３に対する電流供給制御を変更している。但し、故障コイルの数が２つである場合においても、コイル２０１乃至２０３に対する電流供給制御を変更し、３相コイルを、単相コイルに切り替えて、即ち、単相コイルとして使用してもよい。
【００８３】
また、本実施形態では、制御部１１１による電流供給制御の制御単位を３つのコイル（３相コイル）としているが、これに限定されるものではない。例えば、制御部１１１による電流供給制御の制御単位を２つのコイル（２相コイル）としてもよいし、４つ以上のコイルとしてもよい。なお、制御部１１１による電流供給制御の制御単位を２つのコイルとする場合には、故障コイルの数が１つであれば、２相コイルを、単相コイルに切り替えて、即ち、単相コイルとして使用することが可能である。
【００８４】
また、制御部１１１は、可動子２０５ごとに（即ち、制御単位ごとに）、コイルに対する電流供給制御を行う。例えば、故障コイルを含まない可動子２０５については、３相コイルのまま使用し、１つの故障コイルを含む可動子２０５については、２相コイルとして使用し、２つの故障コイルを含む可動子２０５については、１相コイルとして使用する。なお、本実施形態では、基板ステージ１０７を挟むようにして固定子２００及び可動子２０５が配置されている。従って、一方の可動子２０５のコイルに対して電流供給制御の変更を行った場合には、それと対称的な位置に配置された他方の可動子２０５のコイルに対しても同様に電流供給制御の変更を行うとよい。これにより、基板ステージ１０７に与えられる推力のバランスを維持することができる。
【００８５】
また、本実施形態では、Ｕ相のコイル２０１、Ｖ相のコイル２０２及びＷ相のコイル２０３のそれぞれが１つのアンプ５００に接続されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、３つのアンプ１２０１、１２０２及び１２０３のそれぞれに接続された単相コイル（３つの単相コイル）１２１１、１２１２及び１２１３で１つの可動子２０５を構成してもよい。また、単相コイル１２１１乃至１２１３のそれぞれとアンプ１２０１乃至１２０３のそれぞれとの間には、各コイルを電気的に切り離すためのスイッチ１２２１、１２２２及び１２２３が配置されている。同様に、１つのアンプに接続された２相コイルで１つの可動子２０５を構成してもよいし、２つのアンプのそれぞれに接続された単相コイルで１つの可動子２０５を構成してもよい。
【００８６】
また、本実施形態では、磁石２００ａ及び２００ｂを定盤１０８に設け、複数のコイルＣＬを基板ステージ１０７に設けているが、これに限定されるものではない。磁石２００ａ及び２００ｂを基板ステージ１０７に設け、複数のコイルＣＬを定盤１０８に設けてもよい。
【００８７】
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、デバイス（半導体素子、磁気記憶媒体、液晶表示素子など）などの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、露光装置１００を用いて、感光剤が塗布された基板を露光する（パターンを基板に形成する）工程と、露光された基板を現像する（基板を処理する）工程を含む。また、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００８８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、リソグラフィ装置を露光装置に限定するものではなく、インプリント装置や描画装置などのリソグラフィ装置にも適用することができる。ここで、インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材とモールドとを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、モールドのパターンが転写された硬化物のパターンを形成する。また、描画装置は、荷電粒子線（電子線）やレーザビームで基板に描画を行うことにより基板上にパターン（潜像パターン）を形成する。上述した物品の製造方法は、これらのリソグラフィ装置を用いて行ってもよい。また、本発明は、基板ステージを駆動するステージ装置だけでなく、マスクやその他の物品を載せたステージを駆動するステージ装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１００：露光装置    １０６：基板    １０７：基板ステージ    １１０：リニアモータ    １７０：ステージ装置
【図１】
2018189729.tif 000021
【図２】
2018189729.tif 000022
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018189729.tif 000029
【図１０】
2018189729.tif 000030
【図１１】
2018189729.tif 000031
【図１２】
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