(57)【要約】【課題】  外部クロックの周波数変化に対処したＰＷＭ駆動回路を提供する。【解決手段】  本発明のＰＷＭ駆動回路は、パルス生成部、変調回路、周波数判別回路、および制御部を備える。パルス生成部は、外部クロックを取り込み、外部クロックに同期した基準パルスを生成する。変調回路は、制御入力を取り込み、制御入力に応じて基準パルスのデューティ比を変調して、ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動信号を生成する。周波数判別回路は、外部から入力される外部クロックの周波数が、予め定められた設定範囲か否かを判定する。制御部は、外部クロックの周波数が設定範囲外の場合、外部クロックに基づくＰＷＭ駆動信号の出力を停止させる。【選択図】      図２
2008252980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部クロックを取り込み、前記外部クロックに同期した基準パルスを生成するパルス生成部と、
制御入力を取り込み、前記制御入力に応じて前記基準パルスのデューティ比を変調して、ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動信号を生成し出力する変調回路と、
外部から入力される外部クロックの周波数が、予め定められた設定範囲か否かを判定する周波数判別回路と、
前記外部クロックの周波数が前記設定範囲外の場合、前記外部クロックに基づく前記ＰＷＭ駆動信号の出力を停止させる制御部と
を備えたことを特徴とするＰＷＭ駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載のＰＷＭ駆動回路において、
内部クロックを発生させる内部発振回路を備え、
前記制御部は、前記外部クロックの周波数が前記設定範囲外の場合、前記内部クロックに基づくＰＷＭ駆動信号を代わりに出力させる
ことを特徴とするＰＷＭ駆動回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＰＷＭ駆動回路において、
出力された前記ＰＷＭ駆動信号は、駆動対象のモータに供給される
ことを特徴とするＰＷＭ駆動回路。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のＰＷＭ駆動回路と、
レチクルの像を露光対象に投影する投影部と、
前記レチクルおよび前記露光対象の少なくとも一方を移動するステージ機構と、
を備えた露光装置であって、
前記ＰＷＭ駆動回路から出力されるＰＷＭ駆動信号によって、前記ステージ機構のステージ駆動用または反力抑制用のモータを駆動する
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、ＰＷＭ駆動回路、および露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子や液晶素子などの露光装置には、ステージモータや反力抑制モータなどの駆動機構が設けられる。これらの駆動機構は、露光装置のスループットを上げるため、高速かつ高トルクの駆動が要求される。これらの駆動条件に伴う電力消費や発熱の増大を抑えるため、ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動方式による高効率の駆動制御を行うことが多い。
この種のＰＷＭ駆動方式では、高圧または大電流の信号をスイッチングしてＰＷＭ駆動信号を生成する。そのため、スイッチング時に電源変動や干渉電波などの瞬間的なノイズ発生が懸念される。特に、露光装置内の微弱なセンサ出力にＰＷＭ駆動信号のノイズが重畳すると、センサ出力を誤検出してしまうなど影響が大きい。
そこで、センサ出力のＡＤ変換用クロックからタイミングずらして、ＰＷＭ駆動信号を生成する技術が知られている（例えば、特許文献１）。この技術により、ＰＷＭ駆動信号のノイズを受けずに、微弱なセンサ出力などを高精度にＡＤ変換することが可能になる。
【特許文献１】特開２００６−２７１０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の従来技術では、センサ出力のＡＤ変換用クロックを露光装置の中央制御系などから外部クロックとして取得し、この外部クロックに基づいてＡＤ変換タイミングを外したＰＷＭ駆動信号を生成する。この場合の外部クロックの周波数は、設計仕様などで予め定められる。その外部クロックの周波数に対して、適正なＰＷＭ駆動信号を生成するように、ＰＷＭ駆動回路の回路が設計される。
しかし、不測の事態において外部クロックの周波数が設計仕様値から外れると、ＰＷＭ駆動回路の回路損失の増大や、ＰＷＭ駆動信号のゲイン変動や発振などの弊害を引き起こす可能性がある。また、ＰＷＭ駆動信号の周波数変化によって、駆動対象のモータなどに弊害を起こす可能性もある。
そこで、本発明では、外部クロックの周波数変化に柔軟に対処するＰＷＭ駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
《１》  本発明のＰＷＭ駆動回路は、パルス生成部、変調回路、周波数判別回路、および制御部を備える。
パルス生成部は、外部クロックを取り込み、外部クロックに同期した基準パルスを生成する。
変調回路は、制御入力を取り込み、制御入力に応じて基準パルスのデューティ比を変調して、ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動信号を生成し出力する。
周波数判別回路は、外部から入力される外部クロックの周波数が、予め定められた設定範囲か否かを判定する。
制御部は、外部クロックの周波数が設定範囲外の場合、外部クロックに基づくＰＷＭ駆動信号の出力を停止させる。
《２》  なお好ましくは、内部クロックを発生させる内部発振回路を備える。制御部は、外部クロックの周波数が設定範囲外の場合、内部クロックに基づくＰＷＭ駆動信号を代わりに出力させる。
《３》  また好ましくは、出力したＰＷＭ駆動信号は、駆動対象のモータに供給される。《４》  本発明の露光装置は、上記いずれかのＰＷＭ駆動回路を備える。さらに、露光装置は、投影部、およびステージ機構を備える。
投影部は、レチクルの像を露光対象に投影する。
ステージ機構は、レチクルおよび露光対象の少なくとも一方を移動する。
この露光装置では、ＰＷＭ駆動回路から出力されるＰＷＭ駆動信号によって、ステージ機構のステージを駆動するためのモータ、またはステージ駆動で生じる反力を打ち消すためのモータを駆動する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、外部クロックの周波数が設定範囲か否かを判定する。このとき、設定範囲外と判定されると、外部クロックに基づくＰＷＭ駆動信号の出力を停止する。その結果、外部クロックの周波数変化に起因する弊害を未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
《露光装置の全体構成》
図１は、ＰＷＭ駆動回路を各所に備える露光装置１００を示す図である。
まず、ＰＷＭ駆動回路の説明に先立って、露光装置１００の全体構成について説明する。
この露光装置１００は、レチクルＲの像を、投影光学系ＰＬを介して、ウェハＷに投影する装置である。照明光学系１からＸ軸方向（図１参照）に照射された露光光ＩＬは、ダイクロイックミラー２によってＺ軸方向（図１参照）に反射された後、レチクルＲのパターン領域を照明する。
このレチクルＲは、レチクルステージ機構３に装着される。このレチクルステージ機構３は、Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸ステージ３Ｘと、Ｙ軸方向（図１参照）に移動可能なＹ軸ステージ３Ｙとから構成される。Ｘ軸ステージ３Ｘは、ステージ駆動用のモータ５Ｘと、駆動時の反力を抑制するモータ６Ｘとを備える。Ｙ軸ステージ３Ｙはステージ駆動用のモータ５Ｙと、駆動時の反力を抑制するモータ６Ｙとを備える。これらのモータ５Ｘ，６Ｘ，５Ｙ，６Ｙには、レチクルＰＷＭ駆動部１５（４系統のＰＷＭ駆動回路を含む）からＰＷＭ駆動信号がそれぞれ供給される。レチクルＲのステージ位置は、レチクル干渉計７Ｘ，７Ｙによって計測され、中央制御系８に伝達される。中央制御系８は、このステージ位置の情報からレチクルステージの駆動量を演算し、制御入力としてレチクルＰＷＭ駆動部１５に与える。
一方、ウェハＷは、ウェハステージ機構１０に装着される。このウェハステージ機構１０は、Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸ステージ１０Ｘと、Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸ステージ１０Ｙとから構成される。Ｘ軸ステージ１０Ｘは、ステージ駆動用のモータ１１Ｘと、駆動時の反力を抑制するモータ１２Ｘとを備える。Ｙ軸ステージ１０Ｙはステージ駆動用のモータ１１Ｙと、駆動時の反力を抑制するモータ１２Ｙとを備える。さらに、ウェハステージ機構１０は、ウェハＷのＺ軸方向の位置および傾斜角度を制御するＺレベリング用のモータ１３も備える。これらのモータ１１Ｘ，１２Ｘ，１１Ｙ，１２Ｙ，１３には、ウェハＰＷＭ駆動部１６（５系統のＰＷＭ駆動回路を含む）からＰＷＭ駆動信号が供給される。ウェハＷのステージ位置は、ウェハ干渉計１４Ｘ，１４Ｙによって計測され、中央制御系８に伝達される。中央制御系８は、このステージ位置の情報からウェハステージの駆動量を演算し、制御入力としてウェハＰＷＭ駆動部１６に与える。
【０００７】
《ＰＷＭ駆動回路の説明》
続いて、上述したＰＷＭ駆動回路（レチクルＰＷＭ駆動部１５，ウェハＰＷＭ駆動部１６などに搭載される）について説明する。
図２は、このＰＷＭ駆動回路５１の構成を示すブロック図である。
中央制御系８（図１）は、上述した干渉計７Ｘ，７Ｙ，１４Ｘ，１４Ｙのセンサ出力のＡＤ変換タイミングを、外部クロックＶECとしてＰＷＭ駆動回路５１へ供給する。位相差設定回路５２は、この外部クロックＶECを所定の位相差だけずらし、ＡＤ変換タイミングからずれた外部クロックＶEC′を生成する。例えば、この位相差設定回路５２には、単安定マルチバイブレータなどが使用される。
この外部クロックＶEC′は、セレクタ５３に入力される。本実施形態では、このセレクタ５３が請求項記載の制御部として機能する。一方、内部発振回路５４は、外部クロックＶECと同程度の設定周波数で発振し、内部クロックＶｉｃを発生する。この内部クロックＶｉｃも、セレクタ５３に入力される。例えば、このセレクタ５３は、ＮＡＮＤ回路などの論理ゲートによって構成される。
【０００８】
また、外部クロックＶECは、周波数判別回路５５にも入力される。この周波数判別回路５５は、外部クロックＶECの周波数が、予め定められた設定範囲（例えば１０ＫＨｚ付近）か否かを判定する。
この周波数判別回路５５の出力信号Ｖｆは、セレクタ５３の制御端子に入力される。セレクタ５３は、出力信号Ｖｆがハイレベルの場合（すなわち、外部クロックＶECの周波数が設定範囲内の場合）、外部クロックＶEC′を選択出力Ｖｓとして出力する。一方、出力信号Ｖｆがローレベルの場合（すなわち、外部クロックＶECの周波数が設定範囲外の場合）、内部クロックＶｉｃを選択出力Ｖｓとして出力する。
【０００９】
セレクタ５３の選択出力Ｖｓは、ＰＬＬ（phase-locked loop)回路５６に入力される。例えば、ＰＬＬ回路５６は、ＰＬＬ用ＩＣ（4046など）と外付け部品（ラグリードフィルタ、プログラマブルカウンタなど）とから構成される。このＰＬＬ回路５６は、選択出力Ｖｓに位相同期し、かつ分周された基準パルスＶｐを出力する。
三角波生成回路５７は、基準パルスＶｐに同期して三角波Ｖｔを出力する。例えば、正負両極性でディーティ比５０％の基準パルスＶｐを積分回路に通すことによって、三角波Ｖｔを生成することができる。
【００１０】
コンパレータ５８は、この三角波Ｖｔと、中央制御系８（図１）からの制御入力によって決まるＰＷＭ駆動回路の電流制御比例積分の結果（誤差検出出力）とをレベル比較する。このレベル比較により、パルス幅変調（ＰＷＭ）を施したＰＷＭ信号が生成される。このＰＷＭ信号が、フルブリッジまたはハーフブリッジ（不図示）の増幅段を経て電力増幅されることによって、ＰＷＭ駆動信号が生成される。このＰＷＭ駆動信号が、駆動対象のモータに供給されることにより、中央制御系８からの指示に応じたモータ駆動制御が実現する。
【００１１】
《周波数判別回路５５の回路例》
図３は、この周波数判別回路５５の回路例を示す図である。
この回路例では、外部クロックＶECが、分周器７１にクロック入力される。この分周器７１は、Ｄフリップフロップの反転出力をＤ入力に接続することによって構成される。Ｆ−Ｖ変換回路７２は、分周器７１の分周出力の周波数に応じた変換電圧Ｖ０を出力する。この変換電圧Ｖ０は、コンパレータ７３の負側端子、およびコンパレータ７４の正側端子に入力される。なお、コンパレータ７３の正側端子には、抵抗（Ｒ１＋Ｒ２）と抵抗Ｒ３との分圧電圧Ｖ１が入力される。また、コンパレータ７４の負側端子には、抵抗Ｒ１と抵抗（Ｒ２＋Ｒ３）との分圧電圧Ｖ２が入力される。これら２つのコンパレータ７３，７４の出力はプルアップ抵抗Ｒ４に接続されて、出力信号Ｖｆを出力する。この周波数判別回路５５は、外部クロックＶECの周波数が設定範囲（ＰＷＭ駆動回路５１や駆動対象の動作許容範囲）にある場合、変換電圧Ｖ０が、電圧Ｖ２＜変換電圧Ｖ０＜電圧Ｖ１の電圧範囲に収まる。このとき、コンパレータ７３，７４の出力は、いずれもハイインピーダンス状態となり、抵抗Ｒ４にプルアップされた出力信号Ｖｆはハイレベルとなる。一方、外部クロックＶECの周波数が設定範囲外にある場合、変換電圧Ｖ０は、上記の電圧範囲から外れる。このとき、コンパレータ７３，７４のいずれか一方がローレベル出力となり、出力信号Ｖｆはローレベルとなる。
【００１２】
《本実施形態の効果など》
本実施形態では、干渉計７Ｘ，７Ｙ，１４Ｘ，１４Ｙのセンサ出力のＡＤ変換タイミングを示す外部クロックＶECが、ＰＷＭ駆動回路５１に入力される。この外部クロックＶECの周波数が設定範囲内にある場合、この外部クロックＶECに基づいて、センサ出力のＡＤ変換タイミングを外したスイッチングのタイミングで、ＰＷＭ駆動信号を生成する。そのため、ＰＷＭ駆動信号の立上がり／立下がりに発生する電源ノイズや干渉ノイズなどが、微弱なセンサ出力のＡＤ変換に影響を及ぼすことがない。そのため、ステージ位置を高精度に検出することが可能になる。
【００１３】
一方、外部クロックＶECの周波数が設定範囲外になった場合、外部クロックＶECに基づくＰＷＭ駆動信号の出力を停止する。その結果、外部クロックＶECの周波数異常に起因してＰＷＭ駆動回路５１や駆動モータに生じる弊害を未然に防ぐことができる。したがって、ＰＷＭ駆動回路５１の動作信頼性を高めることが可能になる。
【００１４】
さらに、本実施形態では、外部クロックＶECの周波数が設定範囲外になった場合、代わりに内部クロックＶｉｃに基づくＰＷＭ駆動信号を出力する。そのため、外部クロックＶECが周波数異常であっても、駆動対象へのＰＷＭ駆動信号の供給を遮断することがなく、モータ駆動を継続することが可能になる。
【００１５】
また、本実施形態では、外部クロックＶECの周波数が設定範囲内に戻ると、外部クロックＶECに基づくＰＷＭ駆動信号の出力動作に自己復帰する。
【００１６】
さらに、本実施形態では、駆動対象のデバッグや動作テストに際して、外部クロックの入力を遮断することによって、ＰＷＭ駆動回路５１内の内部発振回路５４を用いて適正なＰＷＭ駆動信号を自発的に発生させることが可能になる。
【００１７】
《実施形態の補足事項》
本実施形態では、セレクタ５３を用いて外部クロックＶEC′と内部クロックＶｉｃとを切り換えている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
例えば、ＰＬＬ回路５６内の電圧制御発振回路（ＶＣＯ）を内部発振回路として使用してもよい。すなわち、周波数判別回路５５において、外部クロックＶECの周波数異常を検出すると、ＰＬＬの帰還動作を遮断して、電圧制御発振回路に一定電圧を与える。その結果、ＰＬＬ回路５６は、外部クロックとは無関係に、所定周波数の内部クロックを出力するようになる。この場合、三角波生成回路５７およびコンパレータ５８によって、この内部クロックに基づくＰＷＭ駆動信号が生成される。
【００１９】
なお、本実施形態では、外部クロックの周波数異常に対応して、内部クロックに基づくＰＷＭ駆動信号を出力する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、外部クロックの周波数異常に対応して、ＰＷＭ駆動信号を出力停止させてもよい。
【００２０】
また、本実施形態では、露光装置１００に搭載するＰＷＭ駆動回路５１の例について説明した。しかしながら、ＰＷＭ駆動回路の用途は露光装置に限定されるものではない。本発明は、外部クロックに基づいてＰＷＭ駆動信号を生成する用途に採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
以上説明したように、本発明は、ＰＷＭ駆動回路などに利用可能な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】露光装置１００を示す図である。
【図２】ＰＷＭ駆動回路５１の構成を示すブロック図である。
【図３】周波数判別回路５５の回路例を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
３…レチクルステージ機構，８…中央制御系，１０…ウェハステージ機構，１５…レチクルＰＷＭ駆動部，１６…ウェハＰＷＭ駆動部，５１…ＰＷＭ駆動回路，５２…位相差設定回路，５３…セレクタ，５４…内部発振回路，５５…周波数判別回路，５６…ＰＬＬ回路，５７…三角波生成回路，５８…コンパレータ
【図１】
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【図２】
2008252980.tif 000004
【図３】
2008252980.tif 000005