(57)【要約】【課題】スループットの向上を維持しながら、位置決め精度の低下を抑制することができるステージ装置を提供する。【解決手段】本発明に係るステージ装置は、ステージと、ステージを駆動する駆動部と、入力信号をそれぞれがパルス幅変調制御及びリニア制御することによって増幅することで得られる出力信号を駆動部に出力する第１及び第２の増幅器と、第１及び第２の増幅器と駆動部との間の第１及び第２の接続をオンにするか又はオフにする切替器と、ステージを駆動するための指令値から入力信号を演算して第１及び第２の増幅器に出力する制御部とを備えるステージ装置であって、制御部は、ステージ及び駆動部のパラメータと指令値とに基づいて、第２の増幅器の出力電圧が最大出力電圧に収まるように切替器の切り替え条件を決定し、決定された切り替え条件に基づいて切替器を制御することを特徴とする。【選択図】  図１
2022002292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージと、
該ステージを駆動する駆動部と、
入力信号をパルス幅変調制御することによって増幅することで得られる出力信号を前記駆動部に出力する第１の増幅器と、
前記入力信号をリニア制御することによって増幅することで得られる出力信号を前記駆動部に出力する第２の増幅器と、
前記第１の増幅器と前記駆動部との間の第１の接続をオンにするか又はオフにすると共に、前記第２の増幅器と前記駆動部との間の第２の接続をオンにするか又はオフにする切替器と、
前記ステージを駆動するための指令値から前記入力信号を演算して前記第１の増幅器及び前記第２の増幅器に出力する制御部と、
を備えるステージ装置であって、
前記制御部は、前記ステージ及び前記駆動部のパラメータと前記指令値とに基づいて、前記第２の増幅器の出力電圧が最大出力電圧に収まるように前記切替器の切り替え条件を決定し、該決定された切り替え条件に基づいて前記切替器を制御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、前記指令値に基づいた前記ステージの駆動が開始される前に、前記切り替え条件を決定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】
前記駆動部は、モータであり、
前記パラメータは、該モータの抵抗値、インダクタンス値及び推力定数と、前記ステージの質量とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記モータにおける負荷電流波形及び負荷電圧波形に基づいて前記切り替え条件を決定することを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記指令値から速度指令波形及び加速度指令波形を生成し、該加速度指令波形、前記ステージの質量及び前記モータの推力定数から前記負荷電流波形を生成し、前記モータの抵抗値及びインダクタンス値から負荷モデルを生成し、該負荷モデルに前記負荷電流波形を入力することによって前記負荷電圧波形を生成し、前記速度指令波形及び前記モータの推力定数から求められる逆起電圧波形を用いて前記負荷電圧波形を補正することによって、前記負荷電流波形及び前記負荷電圧波形を求めることを特徴とする請求項４に記載のステージ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記パラメータに基づいて作成された切り替え条件テーブルと前記指令値とに基づいて前記切り替え条件を決定することを特徴とする請求項４に記載のステージ装置。
【請求項７】
前記制御部は、入力される複数の速度及び加速度のデータそれぞれについて、速度指令波形及び加速度指令波形を生成し、該加速度指令波形、前記ステージの質量及び前記モータの推力定数から前記負荷電流波形を生成し、前記モータの抵抗値及びインダクタンス値から負荷モデルを生成し、該負荷モデルに前記負荷電流波形を入力することによって前記負荷電圧波形を生成し、前記速度指令波形及び前記モータの推力定数から求められる逆起電圧波形を用いて前記負荷電圧波形を補正することによって、前記負荷電流波形及び前記負荷電圧波形を求め、該求められた負荷電流波形及び負荷電圧波形に基づいて前記切り替え条件を決定することで、前記切り替え条件テーブルを作成することを特徴とする請求項６に記載のステージ装置。
【請求項８】
前記切替器は、前記第１の接続をオンにするか又はオフにする第１の切替器と、前記第２の接続をオンにするか又はオフにする第２の切替器とから構成され、
前記制御部は、前記第１の接続及び前記第２の接続の一方をオンにし他方をオフにした状態から前記第１の接続及び前記第２の接続の双方をオンにした後、前記一方をオフにし前記他方をオンにした状態に遷移するように該第１の切替器及び該第２の切替器を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項９】
基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記基板が載置される前記ステージの駆動を制御する請求項１乃至８のいずれか一項に記載のステージ装置を備えることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のパターン形成装置を用いて前記基板上にパターンを形成する工程と、
パターンが形成された前記基板を加工して物品を得る工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
【請求項１１】
ステージと、該ステージを駆動する駆動部と、入力信号をパルス幅変調制御することによって増幅することで得られる出力信号を前記駆動部に出力する第１の増幅器と、前記入力信号をリニア制御することによって増幅することで得られる出力信号を前記駆動部に出力する第２の増幅器と、前記第１の増幅器と前記駆動部との間の第１の接続をオンにするか又はオフにすると共に、前記第２の増幅器と前記駆動部との間の第２の接続をオンにするか又はオフにする切替器と、前記ステージを駆動するための指令値から前記入力信号を演算して前記第１の増幅器及び前記第２の増幅器に出力する制御部とを備えるステージ装置を用いて前記ステージの駆動を制御する方法であって、
前記ステージ及び前記駆動部のパラメータと前記指令値とに基づいて、前記第２の増幅器の出力電圧が最大出力電圧に収まるように前記切替器の切り替え条件を決定するステップと、
該決定された切替器の切り替え条件に基づいて前記切替器を制御するステップと、
を含むことを特徴とする、ステージの駆動を制御する方法。
【請求項１２】
前記決定するステップは、前記指令値に基づいた前記ステージの駆動が開始される前に前記切り替え条件を決定するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記駆動部は、モータであり、
前記パラメータは、該モータの抵抗値、インダクタンス値及び推力定数と、前記ステージの質量とを含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記決定するステップは、前記モータにおける負荷電流波形及び負荷電圧波形に基づいて前記切り替え条件を決定するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記決定するステップは、
前記指令値から速度指令波形及び加速度指令波形を生成するステップと、
該加速度指令波形、前記ステージの質量及び前記モータの推力定数から前記負荷電流波形を生成するステップと、
前記モータの抵抗値及びインダクタンス値から負荷モデルを生成するステップと、
該負荷モデルに前記負荷電流波形を入力することによって前記負荷電圧波形を生成するステップと、
前記速度指令波形及び前記モータの推力定数から求められる逆起電圧波形を用いて前記負荷電圧波形を補正するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記決定するステップは、前記パラメータに基づいて作成された切り替え条件テーブルと前記指令値とに基づいて前記切り替え条件を決定するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
入力される複数の速度及び加速度のデータそれぞれについて、速度指令波形及び加速度指令波形を生成し、該加速度指令波形、前記ステージの質量及び前記モータの推力定数から前記負荷電流波形を生成し、前記モータの抵抗値及びインダクタンス値から負荷モデルを生成し、該負荷モデルに前記負荷電流波形を入力することによって前記負荷電圧波形を生成し、前記速度指令波形及び前記モータの推力定数から求められる逆起電圧波形を用いて前記負荷電圧波形を補正することによって、前記負荷電流波形及び前記負荷電圧波形を求め、該求められた負荷電流波形及び負荷電圧波形に基づいて前記切り替え条件を決定することで、前記切り替え条件テーブルを作成するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記切替器は、前記第１の接続をオンにするか又はオフにする第１の切替器と、前記第２の接続をオンにするか又はオフにする第２の切替器とから構成され、
前記制御するステップは、前記第１の接続及び前記第２の接続の一方をオンにし他方をオフにした状態から前記第１の接続及び前記第２の接続の双方をオンにした後、前記一方をオフにし前記他方をオンにした状態に遷移するように該第１の切替器及び該第２の切替器を制御するステップを含むことを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ装置、パターン形成装置、及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パターン形成装置で用いられるステージ装置では、スループット及び位置決め精度双方の向上が求められている。
特許文献１は、非露光期間ではＰＷＭ増幅器からの大電流を用いて大きな推力を印加することでスループットを向上させ、露光期間ではリニア増幅器からの高品位な電流を用いて安定した推力を印加することで位置決め精度を向上させたステージ装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２８４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているステージ装置では、出力電流が所定の値以上である場合にはＰＷＭ増幅器を使用するように選択を行う一方で、出力電流が所定の値未満である場合にはリニア増幅器を使用するように選択を行う選択器を設けている。
このとき、ステージの駆動部として誘導性負荷であるモータを用いていると、指令値の周波数に応じて負荷電流波形の位相と負荷電圧波形の位相とが互いにずれてくる。そのため、電流指令値によっては出力電流が所定の値未満であってもリニア増幅器の最大出力電圧を超えてしまう場合があり、位置決め精度が低下する虞がある。
そこで本発明は、スループットの向上を維持しながら、位置決め精度の低下を抑制することができるステージ装置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】
【０００５】
本発明に係るステージ装置は、ステージと、ステージを駆動する駆動部と、入力信号をパルス幅変調制御することによって増幅することで得られる出力信号を駆動部に出力する第１の増幅器と、入力信号をリニア制御することによって増幅することで得られる出力信号を駆動部に出力する第２の増幅器と、第１の増幅器と駆動部との間の第１の接続をオンにするか又はオフにすると共に、第２の増幅器と駆動部との間の第２の接続をオンにするか又はオフにする切替器と、ステージを駆動するための指令値から入力信号を演算して第１の増幅器及び第２の増幅器に出力する制御部とを備えるステージ装置であって、制御部は、ステージ及び駆動部のパラメータと指令値とに基づいて、第２の増幅器の出力電圧が最大出力電圧に収まるように切替器の切り替え条件を決定し、決定された切り替え条件に基づいて切替器を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、スループットの向上を維持しながら、位置決め精度の低下を抑制することができる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】
【０００７】
【図１】第一実施形態に係るステージ装置が備える位置制御系及び速度制御系のブロック図。
【図２】第一実施形態に係るステージ装置における切り替え条件決定処理を示すフローチャート。
【図３】切り替え条件決定処理に用いられる指令波形、ブロック図、負荷電流波形及び負荷電圧波形を示した図。
【図４】第二実施形態に係るステージ装置が備える位置制御系のブロック図。
【図５】ステージ装置が備える位置制御系の一部拡大ブロック図及びスイッチを切り替える様子を示した図。
【図６】第二実施形態に係るステージ装置が備える位置制御系においてスイッチを切り替える様子を示した図。
【図７】第三実施形態に係るステージ装置が備える位置制御系のブロック図。
【図８】第三実施形態に係るステージ装置における切り替え条件決定処理を示すフローチャート。
【図９】第三実施形態に係るステージ装置において切り替え条件を決定するための負荷電流波形、負荷電圧波形及び切り替え条件テーブルを示した図。
【図１０】本実施形態に係るステージ装置を備える露光装置の構成図。
【図１１】従来のステージ装置が備える制御系のブロック図並びに位置波形、速度波形及び加速度波形の一例を示した図。
【図１２】従来のステージ装置が備えるモータドライバのブロック図並びにモータ電流波形及びモータ電圧波形の一例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本実施形態に係るステージ装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている。
【０００９】
本実施形態に係るステージ装置は、効率よく大電流を流すことができるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ：パルス幅変調）増幅器と、歪が小さい高品位な電流を流すことができるリニア増幅器とを組み合わせたモータドライバを用いている。
【００１０】
半導体露光装置で用いられるステージ装置では、スループット及び位置決め精度双方の向上が求められている。
そして、その双方を向上させるために、入力信号をパルス幅変調制御によって増幅して出力するＰＷＭ増幅器と、入力信号をリニア制御によって増幅して出力するリニア増幅器とを組み合わせたモータドライバを備えたステージ装置が提案されている。
【００１１】
図１１（ａ）は、従来のステージ装置が備える制御系のブロック図を示している。
また図１１（ｂ）は、従来のステージ装置において用いられる駆動指令値１０１に含まれる位置波形、速度波形及び加速度波形の一例を示している。
【００１２】
図１１（ａ）に示されている従来のステージ装置では、駆動指令値１０１に含まれる位置指令と不図示のステージ位置検出手段によって検出されるステージ位置との間の差分が位置制御器１０２に入力されることで、位置制御が行われる。
そして、位置制御器１０２からはモータドライバの電流指令値が出力され、出力された電流指令値と不図示の電流検出手段によって検出されるモータ電流値との差分が電流制御器１０３に入力され演算処理されることで、定電流制御が行われる。
【００１３】
次に、電流制御器１０３から出力される電流は、ＰＷＭ増幅器１０４及びリニア増幅器１０５の双方に入力される。
そして、切り替え手段１０６としてのスイッチによって選択されたＰＷＭ増幅器１０４及びリニア増幅器１０５の一方からの出力電流は、モータ１０７に入力され、定電流制御されたモータ１０７がステージ１０８を駆動することで位置制御を行う。
【００１４】
ここでＰＷＭ増幅器１０４は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）等を高速にスイッチング制御することで高効率に大電流を流すことができる。
しかしながら、ＰＷＭ増幅器１０４ではスイッチングに伴うリップルノイズや非線形歪が発生することが知られている。
【００１５】
一方、リニア増幅器１０５は、トランジスタの出力段において発生するバイアス電流によって大きい発熱が生じるため効率は低いが、歪が小さい高品位な電流を流すことができる。
【００１６】
そして、露光装置で用いられるステージ装置では、例えば図１１（ｂ）に示されるような駆動指令波形を用いて、ステージの駆動制御を行う。
例えば、ステージを所定の位置Ａから位置Ｂまで移動させながら位置Ｃと位置Ｄとの間で露光を行うとき、まず台形状に変化する正の加速度を与えて加速させることで、時刻ｔ０からｔ’までの間にステージを位置Ｃまで加速移動させる。
【００１７】
その後、加速度を０にすることで、時刻ｔ’からｔ’’までの間にステージを位置Ｄまで等速移動させる。
そして、逆台形状の負の加速度を与えて減速させることで、時刻ｔ’’からｔ１までの間にステージを位置Ｂまで減速移動させる。
【００１８】
ここで、スループット向上を達成するためには、時刻ｔ０とｔ’との間の加速区間及び時刻ｔ’’とｔ１との間の減速区間においてモータ１０７に大電流を流すことで、ステージ１０８を高加速度で駆動することが求められる。
一方、時刻ｔ’とｔ’’との間の定速区間ではステージ１０８の移動速度を高精度に制御することで高精度な露光を行うためには、モータドライバに歪が小さい高品位な電流を流すことが要求される。
【００１９】
そこで露光装置で用いられるステージ装置では、大電流が必要な加減速区間ではＰＷＭ増幅器１０４を用いて駆動制御を行う一方で、定速区間や時刻ｔ１以降の停止区間ではリニア増幅器１０５に切り替えて駆動制御を行う。
これにより、高加速度化に伴うスループットの向上と位置決め精度の向上とを達成することができる。
【００２０】
そして、図１１（ａ）に示されている従来のステージ装置では、電流制御器１０３への電流指令値と予め設定されている切り替え電流設定値１１０とをコンパレータ１０９が比較する。
これにより、ＰＷＭ増幅器１０４とリニア増幅器１０５との間の切り替えを行うための切り替え手段１０６としてのスイッチが制御される。
【００２１】
図１２（ａ）は、従来のステージ装置が備えるモータドライバのブロック図を示している。
また図１２（ｂ）及び（ｃ）は、従来のステージ装置が備えるモータドライバにおいて定電流駆動を行った際のモータ電流波形Ｉ（Ｒ）及びモータ電圧波形Ｖ（ｖｔｇ）の例を示している。
【００２２】
図１２（ａ）に示されているモータドライバでは、電流指令値１１１と不図示の電流検出手段によって検出されるモータ電流との間の差分を電流制御器１０３が演算処理することで、定電流制御が行われる。
またここで、ＰＷＭ増幅器１０４の最大出力電圧を±２００Ｖ、リニア増幅器１０５の最大出力電圧を±４０Ｖ、切り替え電流設定値１１０を±１Ａとする。
【００２３】
また電流指令値１１１は、コンパレータ１０９によって切り替え電流設定値１１０と比較される。
もし、電流指令値１１１が切り替え電流設定値１１０である±１Ａ未満の小電流であった場合には、切り替え手段１０６としてのスイッチを切り替えることによってリニア増幅器１０５が選択される。
一方、電流指令値１１１が切り替え電流設定値１１０である±１Ａ以上の大電流であった場合には、切り替え手段１０６としてのスイッチを切り替えることによって、ＰＷＭ増幅器１０４が選択される。
【００２４】
ここで、モータ１０７は巻き線コイルによる誘導性負荷であり、モータ１０７は抵抗値Ｒ及びインダクタンス値ＬからなるＲＬ回路によって等価的に表すことができ、ここでは一例としてＲ＝１３Ω及びＬ＝２８ｍＨとする。
【００２５】
そのようなモータ１０７を用いて定電流駆動を行った際のモータ電流波形Ｉ（Ｒ）及びモータ電圧波形Ｖ（ｖｔｇ）の例が図１２（ｂ）及び（ｃ）に示されている。
ここで、図１２（ｂ）は、周波数３０Ｈｚ及び振幅±５Ａの電流指令値１１１が入力された場合を示しており、図１２（ｃ）は、周波数５０Ｈｚ及び振幅±５Ａの電流指令値１１１が入力された場合を示している。
上記のようにモータ１０７は誘導性負荷であるため、電流指令値１１１の周波数に応じてモータ電流波形Ｉ（Ｒ）の位相とモータ電圧波形Ｖ（ｖｔｇ）の位相とが互いにずれてくる。
【００２６】
図１２（ｂ）に示されている例では、電流指令値１１１が±１ＡのときにＰＷＭ増幅器１０４からリニア増幅器１０５に切り替えても、白丸で示されているように、モータ電圧はリニア増幅器１０５の最大出力電圧±４０Ｖに収まる。
そのため、ＰＷＭ増幅器１０４とリニア増幅器１０５との間の切り替えを良好に行うことができる。
【００２７】
しかしながら図１２（ｃ）に示されている例では、電流指令値１１１が±１ＡのときにＰＷＭ増幅器１０４からリニア増幅器１０５に切り替えを行うと、黒丸で示されているようにモータ電圧がリニア増幅器１０５の最大出力電圧±４０Ｖを超えてしまう場合がある。
そのため、ＰＷＭ増幅器１０４とリニア増幅器１０５との間の切り替えを適切に行うことができない。
【００２８】
このように、モータドライバへの電流指令値と予め設定された切り替え電流設定値とを比較することで増幅器の切り替えを行う従来の方式では、切り替え電流設定値によっては増幅器を切り替える際にリニア増幅器の最大出力電圧を超えてしまう可能性がある。
その場合、モータドライバにおいて電流変動が発生することで、ステージの制御精度が低下する虞がある。
【００２９】
そこで本実施形態に係るステージ装置は、上記の課題を解決するために、以下に示すような構成を採っている。
具体的には、本実施形態に係るステージ装置では、モータパラメータと駆動指令値とを参照することで、ＰＷＭ増幅器とリニア増幅器との間の切り替え条件を予め決定する演算部を設けている。
ここでモータパラメータとしては、モータの抵抗値、インダクタンス値、推力定数及び可搬質量が含まれる。
【００３０】
そして演算部では、例えば駆動指令値に含まれる位置指令値を微分演算することで、速度波形及び加速度波形が生成される。
次に、モータの可搬質量及び推力定数の値を参照することで、負荷電流波形が生成され、さらに、生成された負荷電流波形をモータの抵抗値及びインダクタンス値から求めた負荷モデルに入力することで、負荷電圧波形が演算される。
【００３１】
そして、速度波形及びモータの推力定数を参照して逆起電圧を求めることで、負荷電圧波形が補正される。
最後に、負荷電流波形と補正後の負荷電圧波形とを参照して、ＰＷＭ増幅器とリニア増幅器との間で切り替えを行う際にモータ電圧がリニア増幅器の最大出力電圧に収まるような切り替え条件設定値が決定される。
そして、決定された切り替え条件設定値に基づいて、ＰＷＭ増幅器とリニア増幅器との間で切り替えを行う切り替え手段が制御される。
【００３２】
このように、本実施形態に係るステージ装置では、駆動指令値に応じて、ＰＷＭ増幅器とリニア増幅器との間における最適な切り替え条件が演算される。
それにより、ＰＷＭ増幅器とリニア増幅器との間の切り替えを行った際に発生する電流変動を小さくすることができ、ステージ装置の振動を抑制すると共に制御精度を向上させる効果が得られる。
【００３３】
［第一実施形態］
図１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、第一実施形態に係るステージ装置で用いられる位置制御系及び速度制御系のブロック図を示している。
なお、本実施形態に係るステージ装置では、位置制御系及び速度制御系の一方を用いてステージの駆動制御が行われる。
【００３４】
図１（ａ）に示されているように、本実施形態に係るステージ装置が備える位置制御系では、駆動指令値１（指令値）に含まれる位置指令値と不図示のステージ位置検出手段によって検出されるステージ位置を示す値との間の差分が位置制御器２に入力される。これにより、位置制御が行われる。
ここで、ステージ位置検出手段としては、必要な精度に応じて選択されるエンコーダやレーザ干渉計等を用いることができる。
【００３５】
そして、位置制御器２（制御部）からはモータドライバの電流指令値が出力され、出力された電流指令値と不図示の電流検出手段によって検出されるモータ電流値との間の差分が電流制御器３（制御部）に入力され演算処理されることで、定電流制御が行われる。
なお、電流検出手段としては、電流プローブやシャント抵抗等が一般的に用いられる。
【００３６】
次に、電流制御器３から出力される電流（入力電流）は、ＰＷＭ増幅器４（第１の増幅器）及びリニア増幅器５（第２の増幅器）の双方に入力される。
そして、切り替え手段６としてのスイッチＳ（切替器）によって選択されたＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の一方からの出力電流（出力信号）は、モータ７（駆動部）に入力され、定電流制御されたモータ７がステージ８を駆動することで位置制御を行う。
換言すると、切り替え手段６としてのスイッチＳは、ＰＷＭ増幅器４とモータ７との間の第１の接続をオンにするか又はオフにすると共に、リニア増幅器５とモータ７との間の第２の接続をオンにするか又はオフにする。
【００３７】
一方、図１（ｂ）に示されるように、本実施形態に係るステージ装置が備える速度制御系では、駆動指令値１に含まれる速度指令値と不図示のステージ速度検出手段によって検出されるステージ速度を示す値との間の差分が速度制御器１２（制御部）に入力される。これにより、速度制御が行われる。
ここで、ステージ速度検出手段においては、エンコーダやレーザ干渉計からの位置出力を微分演算する方法等を用いることができる。
【００３８】
そして、速度制御器１２からはモータドライバの電流指令値が出力され、出力された電流指令値と不図示の電流検出手段によって検出されるモータ電流値との差分が電流制御器３に入力され演算処理されることで、定電流制御が行われる。
なお、電流検出手段としては、電流プローブやシャント抵抗等が一般的に用いられる。
【００３９】
次に、電流制御器３から出力される電流は、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の双方に入力される。
そして、切り替え手段６としてのスイッチＳによって選択されたＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の一方からの出力電流は、モータ７に入力され、定電流制御されたモータ７がステージ８を駆動することで速度制御を行う。
【００４０】
そして、本実施形態に係るステージ装置では、モータパラメータ１１と駆動指令値１に含まれる位置指令値や速度指令値等とを参照することで、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の切り替え条件を予め決定する演算部１０（制御部）を設けている。
換言すると、本実施形態に係るステージ装置では、演算部１０は、位置指令値や速度指令値等に基づいたステージ８の駆動が開始される前に、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の切り替え条件を決定する。
そして、コンパレータ９（制御部）が演算部１０からの出力と位置制御器２または速度制御器１２からの出力とを互いに比較することで、スイッチＳの切り替え制御が行われる。
ここで、モータパラメータ１１（パラメータ）としては、モータ７の抵抗値、インダクタンス値、推力定数及び可搬質量が含まれる。
【００４１】
図２は、本実施形態に係るステージ装置が備える演算部１０における切り替え条件決定処理を示すフローチャートである。
また、図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、切り替え条件決定処理に用いられる指令波形、切り替え条件決定処理を示すブロック図、及び切り替え条件決定処理で用いられる負荷電流波形並びに負荷電圧波形を示している。
【００４２】
図２に示されているように、切り替え条件決定処理では、まず速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）及び加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）が取得される（ステップＳ１１）。
具体的には、図１（ａ）に示されているように駆動指令値１として位置指令波形ｐｏｓ（ｔ）が与えられる場合には、位置指令波形ｐｏｓ（ｔ）を一回微分演算することで速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）を生成することができる。また、位置指令波形ｐｏｓ（ｔ）を二回微分演算することで加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）を生成することができる。
一方、図１（ｂ）に示されているように駆動指令値１として速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）が与えられる場合には、一回微分演算することで加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）を生成することができる。
【００４３】
上記に示されるように取得された位置指令波形ｐｏｓ（ｔ）、速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）及び加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）の一例が図３（ａ）に示されている。
【００４４】
次に、モータ７における負荷電流波形ｉ（ｔ）が生成される（ステップＳ１２）。
具体的には、モータ７を駆動するために必要な推力Ｆ（ｔ）は、モータ７の可搬質量をＭとしたとき、加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）を用いて以下の式（１）のように表される。
Ｆ（ｔ）＝Ｍ×ａｃｃ（ｔ）  ・・・（１）
なお、本実施形態に係るステージ装置では、モータ７の可搬質量Ｍとしては、ステージ８の質量を用いればよい。
【００４５】
次に、モータ７における負荷電流波形ｉ（ｔ）は、モータ７の推力定数をＫｆとしたとき、推力Ｆ（ｔ）を用いて以下の式（２）のように表される。
ｉ（ｔ）＝Ｆ（ｔ）／Ｋｆ  ・・・（２）
【００４６】
従って、モータ７における負荷電流波形ｉ（ｔ）は、式（１）及び（２）から、以下の式（３）のように生成することができる。
ｉ（ｔ）＝Ｍ×ａｃｃ（ｔ）／Ｋｆ  ・・・（３）
【００４７】
次に、負荷電流波形ｉ（ｔ）から負荷電圧波形ｖ（ｔ）を生成するための負荷モデルが生成される（ステップＳ１３）。
具体的には、本実施形態に係るステージ装置で用いられるモータ７は巻き線コイルによる誘導性負荷であるため、図３（ｂ）に示されているように、モータ７のコイルの抵抗値Ｒ及びインダクタンス値ＬからなるＲＬ回路を負荷モデルとして用いる。
【００４８】
次に、ステップＳ１２で生成された負荷電流波形ｉ（ｔ）をステップＳ１３で生成された負荷モデルに入力することによって、負荷電圧波形ｖ（ｔ）が生成される（ステップＳ１４）。
具体的には、ステップＳ１３で生成された負荷モデルは、上記のようにＲＬ回路と等価であるため、生成される負荷電圧波形ｖ（ｔ）は、以下の式（４）のように表すことができる。
ｖ（ｔ）＝ｉ（ｔ）×（Ｒ＋ｊωＬ）  ・・・（４）
【００４９】
次に、モータ７は上記のようにＲＬ回路で表されるため、コイル電流を妨げる方向に逆起電圧が発生する。そのため、それに基づき負荷電圧波形ｖ（ｔ）を補正することによって補正後の負荷電圧波形ｖｃ（ｔ）が生成される（ステップＳ１５）。
具体的には、逆起電圧波形ｖｂ（ｔ）は、逆起電圧係数と速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）とから以下の式（５）のように表すことができる。
ｖｂ（ｔ）＝Ｋｆ×ｖｅｌ（ｔ）  ・・・（５）
なおここで、逆起電圧係数は、モータ７の推力定数Ｋｆと同じ値になることが知られているため、式（５）ではモータ７の推力定数Ｋｆを代入している。
【００５０】
そして、以下の式（６）に示されるように、ステップＳ１４で生成された負荷電圧波形ｖ（ｔ）と逆起電圧波形ｖｂ（ｔ）との差から、補正後の負荷電圧波形ｖｃ（ｔ）を得ることができる。
ｖｃ（ｔ）＝ｖ（ｔ）−ｖｂ（ｔ）  ・・・（６）
【００５１】
なお、ここで説明したステップＳ１３からステップＳ１５までの処理を示したブロック図が、図３（ｂ）に示されている。
【００５２】
次に、ステップＳ１２で生成された負荷電流波形ｉ（ｔ）とステップＳ１５で生成された補正後の負荷電圧波形ｖｃ（ｔ）とを参照することで、リニア増幅器５の出力電圧が最大出力電圧±４０Ｖ以内に収まるような切り替え条件が決定される（ステップＳ１６）。
例えば、図３（ｃ）に示されているような負荷電流波形ｉ（ｔ）及び負荷電圧波形ｖｃ（ｔ）では、負荷電流が±０．５Ａになったときにリニア増幅器５からＰＷＭ増幅器４に切り替える。これにより、白丸で示されているようにリニア増幅器５における出力電圧を最大出力電圧±４０Ｖ以内に収めることができる。
【００５３】
すなわち、ステップＳ１６において演算部１０によって決定された切り替え条件である±０．５Ａと位置制御器２または速度制御器１２から出力された電流指令値とをコンパレータ９が比較する。そしてコンパレータ９による比較に基づいて、負荷電流が±０．５Ａ未満の場合にはリニア増幅器５が選択されるようにスイッチＳを制御する。
このようにして、本実施形態に係るステージ装置では、リニア増幅器５とＰＷＭ増幅器４との間の切り替えを良好に行うことができる。
【００５４】
以上のように、本実施形態に係るステージ装置では、モータパラメータ１１と駆動指令値１とを参照することで、切り替え手段６によるＰＷＭ増幅器４とリニア増幅器５との間の切り替え条件を予め決定する演算部１０を設けている。
これにより、ＰＷＭ増幅器４とリニア増幅器５とを良好に切り替えることができ、スループットの向上を維持しながら、位置決め精度の低下を抑制することで位置決め精度のさらなる向上を図ったステージ装置を提供することができる。
【００５５】
［第二実施形態］
図４は、第二実施形態に係るステージ装置が備える位置制御系のブロック図を示している。
【００５６】
図４に示されているように、本実施形態に係るステージ装置では、駆動指令値１に含まれる位置指令値と不図示のステージ位置検出手段によって検出されるステージ位置との間の位置差分が位置制御器２に入力されることで、位置制御が行われる。
なお、ステージ位置検出手段としては、必要な精度に応じて選択されるエンコーダやレーザ干渉計等を用いることができる。
【００５７】
次に、位置制御器２からはモータドライバの電流指令値が出力され、出力された電流指令値と不図示の電流検出手段によって検出されるモータ電流値との間の差分が電流制御器３によって演算処理されることで定電流制御が行われる。
なお、電流検出手段としては、電流プローブやシャント抵抗等が一般的に用いられる。
【００５８】
次に、電流制御器３から出力される電流は、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の双方に入力される。
そして、切り替え手段６としてのスイッチＳ１（第１の切替器）及びＳ２（第２の切替器）によって、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の一方からの電流の出力が選択され、定電流制御されたモータ７がステージ８を駆動することで位置制御が行われる。
換言すると、切り替え手段６としてのスイッチＳ１は、ＰＷＭ増幅器４とモータ７との間の第１の接続をオンにするか又はオフにする。一方、切り替え手段６としてのスイッチＳ２は、リニア増幅器５とモータ７との間の第２の接続をオンにするか又はオフにする。
【００５９】
なお、本実施形態に係るステージ装置は、第一実施形態に係るステージ装置と同様に、駆動指令値１に含まれる速度指令値に基づいた速度制御系を用いてもよい。
そして、本実施形態に係るステージ装置が備える速度制御系における処理も第一実施形態に係るステージ装置と同様であるため、説明はここでは省略する。
【００６０】
また、本実施形態に係るステージ装置では、モータパラメータ１１と位置指令値や速度指令値等を含む駆動指令値１とを参照することによって、ＰＷＭ増幅器４とリニア増幅器５との間の切り替え条件を予め決定する演算部１０が設けられている。
ここで、モータパラメータ１１としては、モータ７の抵抗値、インダクタンス値、推力定数及び可搬質量等が含まれる。
【００６１】
図４に示されているように、本実施形態に係るステージ装置では、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の出力段にそれぞれ、切り替え手段６としてのスイッチＳ１及びＳ２を独立に設けている。
また、上記で示した第一実施形態に係るステージ装置と同様に、演算部１０によって切り替え条件が決定される。
そして、決定された切り替え条件に基づいた閾値と電流指令値とをコンパレータ９が比較し、スイッチＳ１とＳ２とを独立に制御することによって、ＰＷＭ増幅器４の出力とリニア増幅器５の出力とを切り替えている。
【００６２】
図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、ステージ装置が備える位置制御系の一部拡大ブロック図及びスイッチＳを切り替える際の様子を示している。
なお、ここで示すステージ装置は、切り替え手段６としてスイッチＳ１及びＳ２の代わりに単独のスイッチＳを設けていること以外は、本実施形態に係るステージ装置と同一の構成である。
【００６３】
図５（ａ）に示されているように、時刻Ｔ１においてスイッチＳが動作することによって、ＰＷＭ増幅器４が選択された状態（接点Ｃ１）からリニア増幅器５が選択される状態（接点Ｃ２）に遷移する場合を考える。
このとき、スイッチＳの動作に遅れ等が生じると、時刻Ｔ２においてリニア増幅器５が選択される状態になるまでに、接点Ｃ１及びＣ２がいずれもオフになっている区間が生じてしまう。
その場合、モータ７は巻き線コイルによる誘導性負荷であるため、電流が通電された状態でモータ７のコイル端が解放されると、図５（ｂ）に示されているように、モータ７のコイルの両端に大きなサージ電圧が発生してしまう。
【００６４】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、本実施形態に係るステージ装置が備える位置制御系においてスイッチＳ１及びＳ２を切り替える際の様子を示している。
【００６５】
図６（ａ）に示されているように、本実施形態に係るステージ装置では、時刻Ｔ１より前の所定の時間においてはスイッチＳ１がオンになっている一方でスイッチＳ２がオフになっていることで、ＰＷＭ増幅器４が選択される（状態１、図６（ｂ））。
次に、時刻Ｔ１とＴ２との間の時間では、スイッチＳ１及びスイッチＳ２が双方ともオンになっていることで、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５が選択される（状態２、図６（ｃ））。
そして、時刻Ｔ２より後の所定の時間においては、スイッチＳ１がオフになっている一方でスイッチＳ２がオンになっていることで、リニア増幅器５が選択される（状態３、図６（ｄ））。
【００６６】
本実施形態に係るステージ装置では、上記のようにＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の出力段にそれぞれ、切り替え手段６としてのスイッチＳ１及びＳ２を独立に設けている。
そして、ＰＷＭ増幅器４とリニア増幅器５との間で切り替えを行う際に、コイル端が解放されないようにスイッチＳ１及びＳ２双方がオンになる時間を設けている。
これにより、モータ７のコイルの両端におけるサージ電圧の発生を防止することができ、ステージ８の位置決めにおける信頼性を向上させることができる。
【００６７】
以上のように、本実施形態に係るステージ装置では、モータパラメータ１１と駆動指令値１とを参照することで、切り替え手段６によるＰＷＭ増幅器４とリニア増幅器５との間の切り替え条件を予め決定する演算部１０を設けている。
さらに、本実施形態に係るステージ装置では、切り替え手段６を二つのスイッチＳ１及びＳ２によって構成することで、ＰＷＭ増幅器４とリニア増幅器５との間の切り替えに伴うモータ７のコイルの両端におけるサージ電圧の発生を防止することができる。
これにより、ＰＷＭ増幅器４とリニア増幅器５とをさらに良好に切り替えることができ、スループットの向上を維持しながら、位置決め精度の低下を抑制することで位置決め精度のさらなる向上を図ったステージ装置を提供することができる。
【００６８】
［第三実施形態］
図７は、第三実施形態に係るステージ装置で用いられる位置制御系のブロック図を示している。
【００６９】
第一実施形態に係るステージ装置では、ステージ８の駆動が開始される前に、駆動指令値１に含まれる位置指令値若しくは速度指令値が演算部１０に入力される。そして、演算部１０がモータパラメータ１１と入力された位置指令値若しくは速度指令値とを参照することで、切り替え手段６の切り替え条件を演算することで決定していた。
その際、上記のようにステージ８を駆動する毎に負荷電流波形ｉ（ｔ）及び負荷電圧波形ｖｃ（ｔ）を演算する必要があったため、ステージ８の駆動を開始するまでに遅延が生じる可能性がある。
【００７０】
そこで本実施形態に係るステージ装置では、以下の構成を採ることで、そのようなステージ８の駆動における遅延の発生を抑制することができる。
【００７１】
図７に示されているように、本実施形態に係るステージ装置が備える位置制御系では、駆動指令値１に含まれる速度指令値若しくは加速度指令値が演算部１５（制御部）に入力される。
そして、演算部１５が入力された速度指令値若しくは加速度指令値を積分することによって位置指令値を取得した後、位置制御器２に出力する。
【００７２】
次に、出力された位置指令値と不図示のステージ位置検出手段によって検出されるステージ位置を示す値との差分が位置制御器２に入力される。これにより、位置制御が行われる。
ここで、ステージ位置検出手段としては、必要な精度に応じて選択されるエンコーダやレーザ干渉計等を用いることができる。
【００７３】
そして、位置制御器２からはモータドライバの電流指令値が出力され、出力された電流指令値と不図示の電流検出手段によって検出されるモータ電流値との差分が電流制御器３に入力され演算処理されることで、定電流制御が行われる。
なお、電流検出手段としては、電流プローブやシャント抵抗等が一般的に用いられる。
【００７４】
次に、電流制御器３から出力される電流は、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の双方に入力される。
そして、切り替え手段６としてのスイッチＳによって選択されたＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の一方からの出力電流は、モータ７に入力され、定電流制御されたモータ７がステージ８を駆動することで位置制御を行う。
換言すると、切り替え手段６としてのスイッチＳは、ＰＷＭ増幅器４とモータ７との間の第１の接続をオンにするか又はオフにすると共に、リニア増幅器５とモータ７との間の第２の接続をオンにするか又はオフにする。
【００７５】
なお、本実施形態に係るステージ装置では、図７に示されているような位置制御系を用いているが、これに限らず、図１（ｂ）に示されるような速度制御系を用いてもよい。
この場合、駆動指令値１に含まれる速度指令値を速度制御器１２に出力すればよいため、演算部１５を省略することができる。
【００７６】
そして本実施形態に係るステージ装置では、切り替え条件テーブル１４と駆動指令値１に含まれる速度指令値及び加速度指令値とを参照することで、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の切り替え条件を予め決定する切り替え条件決定部１３（制御部）を設けている。
換言すると、本実施形態に係るステージ装置では、切り替え条件決定部１３は、位置指令値に基づいたステージ８の駆動が開始される前に、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の切り替え条件を決定する。
【００７７】
すなわち、本実施形態に係るステージ装置では、切り替え条件テーブル１４を予め作成しておく。そして、ステージ８を駆動する際に、切り替え条件テーブル１４と駆動指令値１に含まれる速度指令値及び加速度指令値とを参照するだけで、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の切り替え条件を決定することができる。
【００７８】
そして、コンパレータ９が切り替え条件決定部１３からの出力と位置制御器２からの出力とを互いに比較することで、スイッチＳの切り替え制御が行われる。
【００７９】
図８（ａ）は、本実施形態に係るステージ装置における切り替え条件テーブル１４の作成処理を示すフローチャートである。
なお、当該処理は演算部１５において行ってもよく、不図示の他の演算部において行ってもよい。
【００８０】
図８（ａ）に示されているように、切り替え条件テーブル作成処理では、まずステージ８を駆動する上で想定される速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）及び加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）の振幅ｖｅｌ及びａｃｃ（速度及び加速度のデータ）を取得する（ステップＳ２１）。
なお、ここで想定される振幅ｖｅｌ及びａｃｃは、例えばユーザが入力してもよい。
【００８１】
また、想定される振幅ｖｅｌ及びａｃｃの例が図９（ａ）及び（ｂ）に示されている。
次に、入力された振幅ｖｅｌ及びａｃｃに基づいて速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）及び加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）が生成される（ステップＳ２２）。
ここで、本実施形態に係るステージ装置では、速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）及び加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）それぞれの周波数や波形は変化しないものとする。
すなわち、図９（ａ）及び（ｂ）に示されている例では、速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）及び加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）それぞれにおいて、一周期は２４ｍｓであると共に台形波形状を有していることは変化しないものとする。
【００８２】
次に、モータ７における負荷電流波形ｉ（ｔ）が生成される（ステップＳ２３）。具体的には、モータ７を駆動するために必要な推力Ｆ（ｔ）は、モータ７の可搬質量をＭとしたとき、加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）を用いて以下の式（７）のように表される。
Ｆ（ｔ）＝Ｍ×ａｃｃ（ｔ）  ・・・（７）
なお、本実施形態に係るステージ装置では、モータ７の可搬質量Ｍとしては、ステージ８の質量を用いればよい。
【００８３】
次に、モータ７における負荷電流波形ｉ（ｔ）は、モータ７の推力定数をＫｆとしたとき、推力Ｆ（ｔ）を用いて以下の式（８）のように表される。
ｉ（ｔ）＝Ｆ（ｔ）／Ｋｆ  ・・・（８）
従って、モータ７における負荷電流波形ｉ（ｔ）は、式（７）及び（８）から、以下の式（９）のように生成することができる。
ｉ（ｔ）＝Ｍ×ａｃｃ（ｔ）／Ｋｆ  ・・・（９）
【００８４】
次に、負荷電流波形ｉ（ｔ）から負荷電圧波形ｖ（ｔ）を生成するための負荷モデルが生成される（ステップＳ２４）。
具体的には、本実施形態に係るステージ装置で用いられるモータ７は、巻き線コイルによる誘導性負荷であるため、図３（ｂ）に示されているように、モータ７のコイルの抵抗値Ｒ及びインダクタンス値ＬからなるＲＬ回路を負荷モデルとして用いる。
【００８５】
次に、ステップＳ２３で生成された負荷電流波形ｉ（ｔ）をステップＳ２４で生成された負荷モデルに入力することによって、負荷電圧波形ｖ（ｔ）が生成される（ステップＳ２５）。           
具体的には、ステップＳ２４で生成された負荷モデルは、上記のようにＲＬ回路と等価であるため、生成される負荷電圧波形ｖ（ｔ）は、以下の式（１０）のように表すことができる。
ｖ（ｔ）＝ｉ（ｔ）×（Ｒ＋ｊωＬ）  ・・・（１０）
【００８６】
次に、モータ７は上記のようにＲＬ回路で表されるため、コイル電流を妨げる方向に逆 起電圧が発生する。そのため、それに基づき負荷電圧波形ｖ（ｔ）を補正することによって補正後の負荷電圧波形ｖｃ（ｔ）が生成される（ステップＳ２６）。
具体的には、逆起電圧波形ｖｂ（ｔ）は、逆起電圧係数と速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）とから以下の式（１１）のように表すことができる。
ｖｂ（ｔ）＝Ｋｆ×ｖｅｌ（ｔ）  ・・・（１１）
なおここで、逆起電圧係数は、モータ７の推力定数Ｋｆと同じ値になることが知られて いるため、式（１１）ではモータ７の推力定数Ｋｆを代入している。
【００８７】
そして、以下の式（１２）に示されるように、ステップＳ２５で生成された負荷電圧波形ｖ（ｔ）と逆起電圧波形ｖｂ（ｔ）との差から、補正後の負荷電圧波形ｖｃ（ｔ）を得ることができる。
ｖｃ（ｔ）＝ｖ（ｔ）−ｖｂ（ｔ）  ・・・（１２）
【００８８】
次に、ステップＳ２３で生成された負荷電流波形ｉ（ｔ）とステップＳ２６で生成された補正後の負荷電圧波形ｖｃ（ｔ）とを参照することで、リニア増幅器５の出力電圧が最大出力電圧±４０Ｖ以内に収まるような切り替え条件が決定される（ステップＳ２７）。
【００８９】
例えば、図９（ａ）に示されているように、速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）の振幅ｖｅｌがｖｅｌ１、加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）の振幅ａｃｃがａｃｃ１（負荷電流波形ｉ（ｔ）の振幅が±３Ａ）である場合を考える。
このとき、ステップＳ２３で生成された負荷電流波形ｉ（ｔ）とステップＳ２６で生成された補正後の負荷電圧波形ｖｃ（ｔ）とを参照することで、リニア増幅器５の出力電圧が最大出力電圧±４０Ｖ以内に収まるような切り替え条件±ｉ１１（Ａ）が決定される。
【００９０】
また、図９（ｂ）に示されているように、速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）の振幅ｖｅｌがｖｅｌ２、加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）の振幅ａｃｃがａｃｃ２（負荷電流波形ｉ（ｔ）の振幅が±５Ａ）である場合を考える。
このとき、ステップＳ２３で生成された負荷電流波形ｉ（ｔ）とステップＳ２６で生成された補正後の負荷電圧波形ｖｃ（ｔ）とを参照することで、リニア増幅器５の出力電圧が最大出力電圧±４０Ｖ以内に収まるような切り替え条件±ｉ２２（Ａ）が決定される。
【００９１】
そして、以上に示したような切り替え条件の決定が振幅ｖｅｌ及びａｃｃの想定される全ての組み合わせにおいて行われたか判定する（ステップＳ２８）。
もし、全ての組み合わせで行われていないと判定した場合には（ステップＳ２８のＮｏ）、ステップＳ２１に戻り、切り替え条件の決定処理を続行する。
【００９２】
一方、全ての組み合わせで行われたと判定した場合には（ステップＳ２８のＹｅｓ）、得られた結果に基づいて切り替え条件テーブル１４を作成し（ステップＳ２９）、切り替え条件テーブル作成処理を終了する。
図９（ｃ）は、ステップＳ２９において作成される切り替え条件テーブル１４の一例を示している。
【００９３】
図８（ｂ）は、本実施形態に係るステージ装置が備える切り替え条件決定部１３における切り替え条件決定処理を示すフローチャートである。
【００９４】
図８（ｂ）に示されているように、切り替え条件決定処理では、まず駆動指令値１に含まれる速度指令波形ｖｅｌ（ｔ）及び加速度指令波形ａｃｃ（ｔ）の振幅ｖｅｌ及びａｃｃを取得する（ステップＳ３１）。
そして、切り替え条件決定部１３は、入力された振幅ｖｅｌ及びａｃｃに基づいて、切り替え条件テーブル１４を用いてＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の切り替え条件に対応する電流値を決定する（ステップＳ３２）。
【００９５】
以上のように、本実施形態に係るステージ装置では、ステージ８を駆動する際に、駆動指令値１に含まれる振幅ｖｅｌ及びａｃｃと切り替え条件テーブル１４とを参照することで、切り替え条件を即座に求めることができる。
【００９６】
なお、振幅ｖｅｌ及びａｃｃが以下の式（１３）及び式（１４）の関係を満たすように切り替え条件テーブル１４を作成することで、仮に入力された振幅ｖｅｌ及びａｃｃに対応する値がない場合でも、近傍の値を参照することで切り替え条件を決定できる。
ｖｅｌ１＜ｖｅｌ２＜ｖｅｌ３＜ｖｅｌ４＜ｖｅｌ５  ・・・（１３）
ａｃｃ１＜ａｃｃ２＜ａｃｃ３＜ａｃｃ４＜ａｃｃ５  ・・・（１４）
【００９７】
例えば、振幅ｖｅｌにおいてはｖｅｌ２とｖｅｌ３との間の値、振幅ａｃｃにおいてはａｃｃ２とａｃｃ３との間の値が入力された場合には、それぞれ大きい方の値、すなわちｖｅｌ３及びａｃｃ３に対応する切り替え条件を決定すればよい。
これにより、切り替え条件はより厳しく、すなわち切り替え条件に対応する電流値はより小さくなるため、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５を安全に切り替えることができる。
【００９８】
以上のように、本実施形態に係るステージ装置では、切り替え条件テーブル１４と駆動指令値１に含まれる振幅ｖｅｌ及びａｃｃとを参照することで、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の切り替え条件を予め決定する切り替え条件決定部１３を設けている。
すなわち、本実施形態に係るステージ装置では、予め想定される振幅ｖｅｌ及びａｃｃの組み合わせにおいて負荷電流波形ｉ（ｔ）及び負荷電圧波形ｖｃ（ｔ）を演算し、切り替え条件を決定することで、切り替え条件テーブル１４を作成する。
【００９９】
そして、ステージ８を駆動する際に、切り替え条件テーブル１４と駆動指令値１に含まれる振幅ｖｅｌ及びａｃｃとを参照するだけで、ＰＷＭ増幅器４及びリニア増幅器５の切り替え条件を決定することができる。
これにより、ＰＷＭ増幅器４とリニア増幅器５とを良好に切り替えることができ、位置決め精度の低下を抑制しながらスループットのさらなる向上を図ったステージ装置を提供することができる。
【０１００】
以上、好ましい実施形態について説明したが、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【０１０１】
［露光装置］
図１０は、本実施形態に係るステージ装置を備える露光装置９００の構成図を示している。
【０１０２】
露光装置９００は、ランプ点灯装置４０１（光源）、照明光学系４０２、スリット４０３、結像光学系４０４、原版ステージ４０５、投影光学系４０６及び基板ステージ４０７を備えている。
なお本実施形態に係るステージ装置は、例えば原版ステージ４０５や基板ステージ４０７の駆動を制御するために用いられる。
【０１０３】
ランプ点灯装置４０１は、高圧水銀ランプ等の紫外線光を発する光源である。
照明光学系４０２は、第１折り曲げミラー５０１、第１コンデンサレンズ５０２、ハエノ目レンズ５０３、第２コンデンサレンズ５０４及び第２折り曲げミラー５０５を有している。
原版ステージ４０５は、原版Ｏを保持するマスクステージであり、図１０中に示したＹ軸方向に駆動することができる。
【０１０４】
投影光学系４０６は、原版Ｏ上に描画されたパターンを感光剤が塗布された基板Ｐ上に投影転写するための投影光学系である。
なお、露光装置９００では、オフナー（Ｏｆｆｎｅｒ）型光学系による投影光学系４０６を用いている。
オフナー型光学系の場合、良好な像領域を確保するために原版Ｏは円弧形状で照射される。また、基板Ｐへ到達する露光光の照射形状も円弧形状となっている。
原版Ｏを透過した光は、台形ミラー６０１、凹面ミラー６０２、凸面ミラー６０３、凹面ミラー６０２、台形ミラー６０１の順に反射した後に、基板Ｐに到達し、原版Ｏ上のパターンが基板Ｐ上に転写される。
【０１０５】
基板ステージ４０７は、基板Ｐを保持するウェハステージであり、原版ステージ４０５と同期させてＹ方向に駆動することにより基板Ｐの露光が行われる。基板ステージ４０７は、Ｙ方向に加えてＸ方向にも駆動することが可能であり、基板Ｐ上に複数のパネルを露光する場合にはＸ及びＹ方向に基板ステージ４０７を駆動させて露光を行う。
【０１０６】
ランプ点灯装置４０１から出射した露光光は、照明光学系４０２、スリット４０３及び結像光学系４０４を通過した後、原版ステージ４０５上に載置された原版Ｏを照射する。
そして、原版Ｏを透過した露光光は、投影光学系４０６を通過して、基板ステージ４０７に載置された基板Ｐを照射し、基板Ｐ上の露光領域に対して露光が行われる。
【０１０７】
なお上記では、本実施形態に係るステージ装置を露光装置に設けた実施形態を示しているが、これに限らず本実施形態に係るステージ装置は、インプリント装置や描画装置等のパターン形成装置にも適用することができる。
【０１０８】
ここでいうインプリント装置とは、基板上に供給されたインプリント材とモールド材とを互いに接触させた後、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って、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装置である。
また描画装置とは、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って基板上にパターン（潜像パターン）を形成する装置である。
【０１０９】
［物品の製造方法］
本実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。
本実施形態に係る物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記に示した露光装置９００を用いて潜像パターンを形成するステップ（基板を露光する露光ステップ）を含む。
また、本実施形態に係る物品の製造方法は、該露光ステップで潜像パターンが形成された基板を現像する現像ステップ（加工ステップ）を含む。
更に、本実施形態に係る物品の製造方法は、該現像ステップで現像された基板に対して行う他の周知の製造ステップ（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、パッケージング等）を含む。
【０１１０】
本実施形態に係る物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
また、本実施形態に係る物品の製造方法は、上記の露光装置９００に限らず、本実施形態に係るステージ装置を備えるインプリント装置や描画装置等のパターン形成装置を用いて行ってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１  駆動指令値（指令値）
２  位置制御器（制御部）
３  電流制御器（制御部）
４  ＰＷＭ増幅器（第１の増幅器）
５  リニア増幅器（第２の増幅器）
６  切り替え手段（切替器）
７  モータ（駆動部）
８  ステージ
９  コンパレータ（制御部）
１１  モータパラメータ（パラメータ）
１２  速度制御器（制御部）
１３  切り替え条件決定部（制御部）
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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