(57)【要約】【課題】  小型・軽量化を図ることで駆動効率を向上させることができるとともに、高速制御及び位置決め精度の向上を実現することができる電磁駆動装置等を提供する。【解決手段】  電磁駆動装置に設けられる固定子は磁石列Ｍ１，Ｍ２を備えており、固定子に対して相対移動する可動子は磁石列２３を備えている。磁石列Ｍ１，Ｍ２は固定子の移動方向に沿って同一の極が並ぶように配列された複数の永久磁石１４，１７をそれぞれ備える。永久磁石１４，１７は対面する極が互いに異極となるよう磁極が設定されており、磁石列２３は永久磁石１４，１７の各々に対して異なる極が対面するように磁極が設定されている。永久磁石１４の各々には反磁界を発生させるコイル１３が巻回されており、永久磁石１７の各々には反磁界を発生させるコイル１６が巻回されており、コイル１３，１６に供給を電流を制御して可動子をｙ方向に移動させる。【選択図】  図３
2006050873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と可動子とを備え、前記固定子と前記可動子とが相対移動する電磁駆動装置において、
前記固定子は、前記相対移動する方向に沿って同一の極が並ぶように複数の磁石を配列してなる磁石列と、当該磁石列をなす前記複数の磁石の磁力を個々に制御する磁力制御部とを備え、
前記可動子は、前記磁石列の前記同一の極とは異なる極を、前記磁石列の前記同一の極と対向させて配置した少なくとも１つの磁石を備える
ことを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項２】
前記磁力制御部は、前記磁石列をなす前記磁石の各々に対して設けられたコイルと、
前記コイルの各々に流れる電流を個別に制御する電流制御部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動装置。
【請求項３】
前記コイルは、超伝導体により形成されていることを特徴とする請求項２記載の電磁駆動装置。
【請求項４】
前記磁力制御部は、前記磁石列をなす前記磁石の各々に対して設けられた発熱体と、
前記発熱体の発熱を個別に制御する発熱制御部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動装置。
【請求項５】
固定子と可動子とを備え、前記固定子と前記可動子とが相対移動する電磁駆動装置において、
前記固定子は、前記相対移動する方向に沿って同一の一の極が並ぶように配列された複数の磁石と、前記複数の磁石の各々に設けられたコイルとを有する第１磁石列と、
前記第１磁石列の前記一の極とは異なる他の極が前記相対移動する方向に沿って前記第１磁石列の前記一の極と対向して並ぶように配列された複数の磁石と、前記複数の磁石の各々に設けられたコイルとを有する第２磁石列とを備え、
前記可動子は、前記第１磁石列と前記第２磁石列との間に配置され、前記第１磁石列に対して前記他の極を向けるとともに前記第２磁石列に対して前記一の極を向けるように配置された少なくとも１つの磁石を備えることを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項６】
前記第１磁石列と前記第２磁石列とは、前記相対移動する方向に沿って所定量だけずらして配置されていることを特徴とする請求項５記載の電磁駆動装置。
【請求項７】
所定の方向に移動可能なステージを備えるステージ装置であって、
前記ステージの駆動手段として請求項１から請求項６の何れか一項に記載の電磁駆動装置を備えることを特徴とするステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石から発せられる磁力を制御することにより固定子に対して可動子を相対的に移動させる電磁駆動装置、及び当該電磁駆動装置を備えるステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステージ上に載置された物体を所定位置に移動させるステージ装置においては、駆動源としてリニアモータ装置が設けられることが多い。例えば、半導体素子、液晶表示素子、その他のマイクロデバイスの製造に用いられる露光装置は、上記のステージ装置としてフォトマスクやレチクル（以下、これらを総称する場合には、マスクという）を載置するマスクステージと、半導体ウェハやガラスプレート等（以下、これらを総称する場合には、基板という）を載置する基板ステージとを備えているが、これらのステージの何れにも駆動源としてリニアモータ装置が設けられている。
【０００３】
リニアモータ装置は、直線方向の駆動力（推力）を発生するモータであり、構造が簡易で部品点数が少なく、また、駆動における摩擦抵抗が少ないために動作精度が高く、更に直接的に直線駆動するので移動動作を迅速に行うことができるという多くの利点を有する。上記の露光装置に設けられるマスクステージ及び基板ステージは、極めて高速且つ精確な位置決め動作が要求されるため、リニアモータ装置は極めて好適な駆動源である。
【０００４】
リニアモータ装置の基本構成は、コイルを直線状に配列したコイル列と、コイルの配列方向と同方向に極性が交互に変化するように磁石を配列した磁石列とを有する構成であって、一方を固定子とし、他方を可動子としたものである。かかる構成のリニアモータ装置は、コイル列に正弦波状の三相交流を供給することでコイルから発生する磁界と磁石列が形成する交番磁界との間で反発力及び吸引力を発生させ。コイルの配列方向に推力を生じさせる。
【０００５】
ここで、コイル列と磁石列との相対位置に応じて三相交流を印加するコイルを切り替えることにより、コイルの配列方向に沿ってコイル列と磁石列との相対位置を連続的に変化させることができる。上記の磁石列によって形成される磁界がコイルの配列方向に沿ってコイルの配列周期で正弦波状に変化するものであれば、コイル列に三相交流を印加するとコイルの配列方向に一定の推力が発生する。尚、従来のリニアモータ装置の詳細については、例えば以下の特許文献１，２を参照されたい。
【特許文献１】特開２００４−０１４９８３号公報
【特許文献２】特開２００４−０４８９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のリニアモータ装置は、可動子の移動方向に交番磁界を発生させるために可動子の移動方向に極性が交互に変化するように磁石を配列した磁石列を備えており、また、磁石列の配列ピッチに応じたピッチで可動子の移動方向にコイルを配列したコイル列を備える構成であるため小型化が難しく、また小型化を図れないことから軽量化も難しかった。可動子の重量が大きいと可動子の移動開始時の応答性が鈍るとともに、可動子を高速移動させたときの慣性力が大きくなるため可動子を所定位置に位置決めするときの応答性が鈍り、リニアモータ装置の高速制御及び精密な位置決め制御が困難になる。また、可動子が大きいと必要となるストロークを確保するためには可動子の大きさの分だけ固定子も大型化する必要があるため、結果としてリニアモータ装置の大型化・大重量化を招いてしまう。更に、可動子の重量が大きいと、高速制御を行うためにはコイルに大電流を流して大きな推力を発生させる必要があり効率が悪い。
【０００７】
近年において、上述した露光装置ではスループット（単位時間に露光処理することができる基板の枚数）を向上させるために、リニアモータ装置の高速応答が求められている。また、基板に転写するパターンの微細化に伴って位置決め精度の向上が求められている。更に、近年は基板が大型化しているため、可動子の重量を極力低減して効率よくステージ装置を駆動する必要もある。尚、これらの要請は露光装置に設けられるマスクステージ及び基板ステージを駆動する場合に限られるものではなく、ステージ装置一般について要求される事項である。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、小型・軽量化を図ることで駆動効率を向上させることができるとともに、高速制御及び位置決め精度の向上を実現することができる電磁駆動装置、及び当該電磁駆動装置を備え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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の電磁駆動装置は、固定子（１１）と可動子（１２）とを備え、前記固定子と前記可動子とが相対移動する電磁駆動装置（１０）において、前記固定子は、前記相対移動する方向に沿って同一の極が並ぶように複数の磁石（１４、１７、３４、３７、４４、４７）を配列してなる磁石列（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２）と、当該磁石列をなす前記複数の磁石の磁力を個々に制御する磁力制御部（１３、１６、３３、３６、４３、４６、Ｈ１、Ｈ２、ＨＴ１、ＨＴ２、ＩＣ）とを備え、前記可動子は、前記磁石列の前記同一の極とは異なる極を、前記磁石列の前記同一の極と対向させて配置した少なくとも１つの磁石（２３ａ、２３ｂ）を備えることを特徴としている。
この発明によると、可動子の移動方向に沿って同一の極が並ぶように複数の磁石を配列した磁石列を固定子に設けるとともに、固定子に設けられた磁石列の上記同一の極とは異なる極を磁石列に対向させて配置した磁石を可動子に設け、固定子に設けられた磁石列をなす磁石の磁力を個々に制御して固定子と可動子との間に働く吸引力を変化させることにより可動子が移動する。
また、上記課題を解決するために、本発明の電磁駆動装置は、固定子（１１）と可動子（１２）とを備え、前記固定子と前記可動子とが相対移動する電磁駆動装置（１０）において、前記固定子は、前記相対移動する方向に沿って同一の一の極が並ぶように配列された複数の磁石（１４）と、前記複数の磁石の各々に設けられたコイル（１３）とを有する第１磁石列（Ｍ１）と、前記第１磁石列の前記一の極とは異なる他の極が前記相対移動する方向に沿って前記第１磁石列の前記一の極と対向して並ぶように配列された複数の磁石（１７）と、前記複数の磁石の各々に設けられたコイル（１６）とを有する第２磁石列（Ｍ２）とを備え、前記可動子は、前記第１磁石列と前記第２磁石列との間に配置され、前記第１磁石列に対して前記他の極を向けるとともに前記第２磁石列に対して前記一の極を向けるように配置された少なくとも１つの磁石（２３ａ、２３ｂ）を備えることを特徴としている。
この発明によると、可動子の移動方向に沿って同一の一の極が並ぶよう磁石を配列するとともに磁石の各々にコイルを設けた第１磁石列と、第１磁石列の一の極とは異なる他の極が可動子の移動方向に沿って第１磁石列と対向して並ぶように配列するとともに磁石の各々にコイルを設けた第２磁石列とを固定子に設け、且つ第１磁石列と第２磁石列との間に配置され第１磁石列と第２磁石列の各々と異なる極を向けた磁石を可動子に設け、コイルに供給する電流を制御して固定子と可動子との間に働く吸引力を変化させることにより可動子が移動する。
本発明のステージ装置は、所定の方向に移動可能なステージ（５６）を備えるステージ装置（５５）であって、前記ステージの駆動手段として上記の電磁駆動装置を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、固定子には可動子の移動方向に沿って同一の極が並ぶように複数の磁石を配列した磁石列を設け、可動子には固定子に設けられた磁石列の上記同一の極とは異なる極を磁石列に対向させて配置された磁石を設けた構成であるため、従来のリニアモータ装置のように可動子の移動方向に沿って交番磁界を形成する必要がない。また、可動子に設けられる磁石は少なくとも１つで良いため、可動子を大幅に小型化することができるとともに軽量化することができる。これにより、可動子の応答速度を向上させることができるとともに、位置決め精度を向上させることができるという効果がある。また、可動子を軽量化することができるため、効率よい駆動が可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による電磁駆動装置及びステージ装置について詳細に説明する。
【００１２】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による電磁駆動装置の外観構成を示す斜視図である。尚、以下の説明においては、必要であれば図中にｘｙｚ直交座標系を設定し、このｘｙｚ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１中のｘｙｚ直交座標系は、ｙ軸が固定子１１に対する可動子１２の相対移動方向に設定され、ｚ軸が鉛直上方向に設定されている。
【００１３】
図１に示す電磁駆動装置１０は、位置が固定された固定子１１と、ｙ方向に移動可能に構成された可動子１２を含んで構成されている。固定子１１は長手方向がｙ方向に設定されておりコイル１３が周囲に巻かれた複数の永久磁石１４が張り合わされた平板状の上ヨーク１５と、長手方向がｙ方向に設定されておりコイル１６が周囲に巻かれた複数の永久磁石１７が張り合わされた平板状の下ヨーク１８と、上ヨーク１５及び下ヨーク１８をｘ方向における一端部で支持するスペーサＳＰとを備えている。
【００１４】
永久磁石１４は隣接する永久磁石１４の極性が等しくなるように、つまり同一の極がｙ方向に沿って並ぶように上ヨーク１５に張り合わされており、これにより磁石列Ｍ１が構成されている。同様に、永久磁石１７は隣接する永久磁石１７の極性が等しくなるようにｙ方向に沿って下ヨーク１８に張り合わされており、これにより磁石列Ｍ２が構成されている。磁石列Ｍ１をなす永久磁石１４と磁石列Ｍ２をなす永久磁石１７とはｙ方向に同一ピッチで配列されており、且つ対向する永久磁石１４と永久磁石１７とが対をなすよう（各々のｙ方向における位置が一致するように）配置されている。更に、対をなす永久磁石１４と永久磁石１７とは互いに異なる磁極が対面するよう設定される。
【００１５】
永久磁石１４，１７は例えばネオジウム・鉄・コバルト磁石で形成され、上ヨーク１５及び下ヨーク１８は例えばＳＳ４００相当の低炭素鋼により形成され、スペーサＳＰは、例えば軽量化のために例えばアルミ合金で形成されている。尚、永久磁石１４，１７は、上記のネオジウム・鉄・コバルト磁石以外に、アルミニウム・ニッケル・コバルト（アルニコ）磁石、フェライト磁石、サマリウム・コバルト磁石、又はネオジム・鉄・ボロン磁石等の希土類磁石を用いることも可能である。
【００１６】
永久磁石１４の各々の周囲に巻かれたコイル１３は、永久磁石１４の各々が発生する磁界を打ち消す磁界（反磁界）を発生させるために設けられる。コイル１３の各々は超伝導体により形成されており、永久磁石１４から発せられる強力な磁界を打ち消す反磁界を発生し得る構成になっている。同様に、永久磁石１７の各々の周囲に巻かれたコイル１６は、永久磁石１７の各々が発生する磁界をうち消す反磁界を発生させるために設けられており、各々のコイル１６は超伝導体により形成され、永久磁石１４から発せられる強力な磁界を打ち消す反磁界を発生し得る構成になっている。
【００１７】
次に、可動子１２について説明する。図１に示す通り、可動子１２はその一部が固定子１１を構成する磁石列Ｍ１と磁石列Ｍ２との間の空隙部に配置される。図２は、可動子１２の分解斜視図である。図２に示す通り、可動子１２の磁石列Ｍ１と磁石列Ｍ２との間の空隙部に配置される部分は、磁石ユニット２１と、磁石ユニット２１を内包して保持するジャケット２２とから構成されている。磁石ユニット２１は、永久磁石２３ａ，２３ｂからなる磁石列２３と、磁石列２３を保持する磁石保持体２４とから構成されている。磁石列２３は、永久磁石２３ａ，２３ｂをその極性が等しくなるようにｙ方向に沿って並べた構成であり、図１に示した磁石列Ｍ１，Ｍ２の各々と異なる極が対面するようにその磁極が設定されている。この磁石列２３は、接着剤等により磁石保持体２４に固定されている。尚、磁石列２３を磁石保持体２４内に配置した後に、隙間にプラスチックを充填することにより、磁石列２３と磁石保持体２４とを一体化してもよい。
【００１８】
ジャケット２２は、枠体２５と、枠体２５の上下両側にそれぞれ接合して磁石ユニット２１を収納する閉空間を形成する薄板状の蓋体２６，２７とから構成されている。枠体２５には、磁石保持体２４をネジで取り付ける際に用いられる複数の取付用孔２８が設けられており、磁石ユニット２１はネジ止めで枠体２５に固定される。磁石保持体２４、ジャケット２２の枠体２５、及び蓋体２６，２７はそれぞれ金属マトリックス複合材で形成されている。この金属マトリックス複合材は、金属を母材としてセラミックス粒子を分散配合したものである。セラミックスとしては、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＣ等の金属酸化物や金属窒化物を用いることができ、金属母材としてはオーステナイトステンレス、ニッケル合金、チタン合金等を用いることができる。本実施形態では、セラミックス粒子としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用い、金属母材としてステンレス合金を用いている。尚、この金属マトリックス複合材の製造方法としては、例えばセラミックスをプリフォームした後に金属を浸透させる、いわゆる非加圧金属浸透法や、溶融金属にセラミックス粒子を浸透・希釈した後に鋳型を用いて成形する、いわゆる鋳造法等を採用可能である。
【００１９】
次に、磁石保持体２４、ジャケット２２の枠体２５、及び蓋体２６，２７を構成する金属マトリックス複合材の作用について説明する。強度に関しては、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の３点曲げ強度は約３４０ＭＰａ、引張強度は約２４５ＭＰａ程度であるが、Ａｌ−Ｍｇ系金属基に上記アルミナを６０体積％分散配合した場合には、３点曲げ強度が約５７０ＭＰａ、引張強度が約４５０ＭＰａ程度に上昇し、更に靱性も３倍以上向上させることができる。以上、Ａｌ−Ｍｇ系金属基の場合を説明したが、金属母材として他の金属基、例えばステンレス、ニッケル合金、チタン合金を用いた場合にも、同様に各金属基の機械的特性に応じた強度向上が得られる。従って、磁石列２３をなす各磁石２３ａ，２３ｂに発生する推力による圧縮力や引張力を常時受けるジャケット２２や磁石保持体２４（さらに枠体２５、蓋体２６，２７）に金属マトリックス複合材を用いても支障を来さない。また、強度を上げるために磁石保持体２４、ジャケット２２の枠体２５、蓋体２６，２７を不必要に厚くする必要がなくなり、小型・軽量化を実現することができる。
【００２０】
また、金属マトリックス複合材には、金属が混入しているため、成形後の機械加工がセラミックス単体に比較して容易となり、加工時間の短縮、工具の長寿命化に寄与することでコストを下げることも可能である。さらに、取付ネジを用いる場合には、セラミックスやプラスチック単体では強度不足のため金属ブッシュ等の別部材を設ける必要があるが、金属マトリックス複合材ではネジ穴を直接設けることができるので、ネジ穴近傍の寸法を小さくすることができ設計上の自由度を増すことができる。
【００２１】
一方、渦電流に関しては、金属材料の電気抵抗率は１００μΩ・ｃｍ程度であるが、例えば上記の金属基（オーステナイトステンレス、ニッケル合金、チタン合金）に５０体積％のセラミックスを含有させることにより、複合材として電気抵抗率を２００μΩ・ｃｍ程度に上げることができる。従って、複合材に発生する渦電量を大幅に減らして粘性抵抗を低減させることが可能になる。このように、電気抵抗率を数倍程度あげることで渦電流の発生による粘性抵抗がほぼ問題とならなくなることと、上記強度（曲げ強度、引張強度、靱性）を考慮して、本実施の形態では金属基とセラミックスとの混合比（複合比）を５０体積％に設定している。
【００２２】
以上、電磁駆動装置１０に設けられる固定子１１及び可動子１２の概略構成について説明したが、次にこれらの詳細について説明する。図３は、図１に示したＡ−Ａ線断面矢視図である。尚、図３においては、図１及び図２に示した部材には同一の符号を付してある。また、可動体１２については、図２中の磁石列２３のみを図示しており、磁石保持体２４、枠体２５、蓋体２６，２７の図示は省略している。
【００２３】
図３に示す通り、磁石列Ｍ１をなす永久磁石１４はｙ方向に沿って同一の極が並ぶように上ヨーク１５に張り合わされており、同様に磁石列Ｍ２をなす永久磁石１７もｙ方向に沿って同一の極が並ぶように下ヨーク１８に張り合わされている。また、磁石列２３をなす永久磁石２３ａ，２３ｂは、ｙ方向に沿って同一の極が並ぶように磁石列Ｍ１，Ｍ２間に配置されている。更に、磁石列２３は磁石列Ｍ１，Ｍ２の各々と異なる極が対面するようにその磁極が設定されている。図３に示す例では、磁石列Ｍ１の磁石列Ｍ２に対面する極はＮ極に設定されており、磁石列Ｍ２の磁石列Ｍ１に対面する極はＳ極に設定されている。また、磁石列２３の磁石列Ｍ１に対面する極はＳ極に設定されており、磁石列Ｍ２に対面する極はＮ極に設定されている。尚、磁石列２３は、磁石列Ｍ１，Ｍ２の各々との間隔が等しくなるように配置されている。
【００２４】
磁石列Ｍ１，Ｍ２をなす永久磁石１４，１７の各々に巻回されたコイル１３，１６は、超伝導体からなる丸線又は平角線をほぼ矩形形状に所定回数（例えば、数十〜数百回）巻回させたものである。コイル１３，１６の各々は、巻線をＺ軸の回りに巻回して巻回面がｘｙ平面とほぼ平行となるように永久磁石１４，１７の回りに巻回されている。つまり、コイル１３，１６に電流を流したときにコイル１３，１６の中心において発生する磁界の方向がｚ軸とほぼ平行となるように配置されている。尚、コイル１３，１６が発生する磁界の方向は、コイル１３，１６各々の中心に配置された永久磁石１４，１７によって形成される磁界を打ち消す方向である。
【００２５】
磁石列Ｍ１をなす永久磁石１４のｙ方向の配列ピッチと磁石列Ｍ２をなす永久磁石１７のｙ方向の配列ピッチとは等しくなるよう設定されている。また、磁石列２３をなす永久磁石２３ａ，２３ｂのｙ方向の長さは、永久磁石１４，１７のｙ方向の配列ピッチとほぼ等しい長さに設定されており、磁石２３ａ，２３ｂのｙ方向の配列ピッチは、永久磁石１４，１７のｙ方向の配列ピッチとほぼ等しいピッチに設定されている。
【００２６】
図４は、永久磁石１４，１７の磁極における磁束密度と、コイル１３，１６に電流を流したときに形成される磁界の大きさとの関係を示す図である。尚、図３においては永久磁石１４，１７の磁極における磁束密度を縦軸にとり、コイル１３，１６によって形成される磁界の大きさを横軸にとっている。尚、図４においては、コイル１３，１６に電流を流していないときに永久磁石１４，１７の磁極における磁束密度をＢ１としており、また永久磁石１４，１７によって形成される磁界の方向を＋方向に設定している。
【００２７】
図４に示す通り、コイル１３，１６に電流を供給しないとき（横軸の値が「０」の時）は、コイル１３，１６により磁界が形成されないため、永久磁石１４，１７の磁極における磁束密度はＢ１である。コイル１３，１５に電流を流すと永久磁石１４，１７によって形成される磁界とは逆向きの磁界（値が負の磁界）が形成され、この磁界によって永久磁石１４，１７による磁界が打ち消されるため、その分だけ永久磁石１４，１７による磁界の磁束密度が低下する。
【００２８】
コイル１３，１６にある大きさの電流を流すとコイル１３，１６によって形成される磁界の大きさが−Ｈ１となり、永久磁石１４，１７の磁極における磁束密度は「０」となる。このように、コイル１３，１６に電流を流すことにより、その中心に配置された永久磁石１４，１７の磁力を弱め又は「０」にする制御を行うことができる。尚、コイル１３，１６への電流供給を停止すれば、永久磁石１４，１７の磁極における磁束密度はＢ１になる筈であるが、電流供給を停止させても永久磁石１４，１７の磁極における磁束密度がＢ１に戻らず低下する場合には再度コイル１３，１６に電流を流して着磁してやればよい。
【００２９】
前述した通り、磁石列２３は、異なる極が対面するように且つ磁石列Ｍ１，Ｍ２の各々との間隔が等しくなるように磁石列Ｍ１と磁石列Ｍ２との間に配置されている。このため、コイル１３，１６の何れにも電流を流さない状態では、磁石列２３と磁石列Ｍ１をなす永久磁石１４の各々との間に働く吸引力（ｘ、ｙ、ｚ方向の吸引力）の総和と、磁石列２３と磁石列Ｍ２をなす永久磁石１７の各々との間に働く吸引力（ｘ、ｙ、ｚ方向の吸引力）の総和は等しくなる。
【００３０】
しかしながら、コイル１３，１６に電流を流して磁石列Ｍ１をなす永久磁石１４の何れか又は複数の磁力と磁石列Ｍ２をなす永久磁石１７の何れか又は複数の磁力とを制御すると、磁石列２３に働く吸引力を変えることができる。特に、可動子１２を移動させたい方向（例えば、可動子１２からみて＋ｙ方向）とは逆方向（例えば、可動子１２からみて−ｙ方向）に配置されている永久磁石１４，１７の磁力を弱める制御を行うと、磁石列２３を移動させたい方向とは逆方向に吸引する力（例えば、−ｙ方向への吸引力）を弱めることができるため、可動子１２を移動させたい方向へ移動させることができる。
【００３１】
より好ましくは、例えば可動子１２を＋ｙ方向へ移動させる場合に、可動子１２に設けられた磁石列２３の＋ｙ方向における端部よりも−ｙ方向に位置する永久磁石１４，１７の磁力を「０」にする制御を行うと、−ｙ方向の吸引力がほぼ「０」になって＋ｙ方向への吸引力のみが磁石列２３に働くことになる。これにより、より大きな推力を得ることができるため、可動子１２を効率よく駆動することができるとともに応答性を向上させることができる。
【００３２】
図５は、永久磁石１４，１７の磁力を制御する磁力制御部の構成の一例を示すブロック図である。図５に示す通り、磁石列Ｍ１をなす永久磁石１４の各々に巻回されたコイル１３は、一端が電流制御回路ＩＣに接続されており、他端がコイル１６の一端に接続されている。またコイル１６の他端は接地されている。つまり、ｙ方向の位置が等しい位置に配置された永久磁石１４，１７に巻回されたコイル１３，１６同士が直列接続されている。電流制御回路ＩＣは、直列接続された対をなすコイル１３，１６の各々に流す電流を個別に制御する。具体的には、対をなすコイル１３，１６の各々に電流を供給するタイミングを制御するとともに、各々に供給する電流の大きさを制御する。
【００３３】
尚、本実施形態では、磁石列Ｍ１，Ｍ２をなす永久磁石１４，１７が対をなすよう（各々のｙ方向における位置が一致するように）配置されており、対をなす永久磁石１４，１７の各々の磁極における磁束密度が等しいとしているため、コイル１３，１６を直列接続した構成を例に挙げたが、必ずしもコイル１３，１６を直列接続する必要はない。コイル１３，１６が直列接続された構成ではない場合には、コイル１３及びコイル１６の一端の全てが電流制御回路ＩＣに接続された構成とし、電流制御回路ＩＣがコイル１３及びコイル１６の各々に電流を供給するタイミング及び供給する電流の大きさを制御する。
【００３４】
本実施形態では、磁石列２３のｙ方向における位置に応じて、前述した方法により磁石列Ｍ１をなす永久磁石１４に設けられたコイル１３及び磁石列Ｍ２をなす永久磁石１７に設けられたコイル１６の各々に供給する電流を制御することにより、可動子１２をｙ方向の所望の向きに連続して移動させるとともに所望の位置に移動させている。尚、図５に示す磁力制御部を用いた電流制御方法の基本は、可動子１２の位置に応じて、可動子１２を移動させたい方向に配置された永久磁石１４，１７の磁力は弱めずに、移動させたい方向とは逆方向に配置された永久磁石１４，１７の磁力を弱めるようコイル１３，１６の各々に電流を流すというものである。このとき、コイル１３，１６の各々に流す電流の波形は、正弦波形、三角波形、及びディジタル波形（電流を流すか流さないか）の何れであっても良い。
【００３５】
特に、可動子１２に一定の推力を発生させるためには、可動子１２の位置に応じてコイル１３，１６に供給する電流の大きさを変化させる必要がある。図６は、可動子１２に一定推力を発生させるためにコイル１３，１４に供給する電流の例を示す図であって、（ａ）は固定子１１に設けられた磁石列Ｍ１に対する可動子１２の永久磁石の相対位置を示す図であり、（ｂ）はコイルに流す電流の一例を示す図である。尚、図６においては、簡単のため磁石列Ｍ２の図示を省略するとともに、可動子１２には図２，図３に示した磁石列２３に代えて永久磁石ｍが１つのみ設けられているとしている。また、説明の便宜のため、磁石列Ｍ１をなす永久磁石１４に巻回されたコイル１３の各々を符号ＣＬ１〜ＣＬ５を付して区別する。
【００３６】
いま、図６（ａ）に示す通り、可動子１２に設けられた永久磁石ｍのｙ方向の中心位置とコイルＣＬ３が巻回された永久磁石１４のｙ方向の中心位置とが同位置に設定されている場合の永久磁石ｍのｙ方向の位置を「０」とし、この位置に配置された永久磁石ｍを推力一定で＋ｙ方向に移動させる場合を考える。尚、ここでは、簡単のためにコイルＣＬ２，ＣＬ３に供給する電流のみ制御し、他のコイルＣＬ１，ＣＬ４，ＣＬ５には電流を供給しないとする。
【００３７】
まず、永久磁石ｍに最近接するコイルＣＬ３と永久磁石ｍの移動方向（＋ｙ方向）とは逆方向に配置されたコイルＣＬ２とに電流を供給してコイルＣＬ２，ＣＬ３が巻回された永久磁石１４に対して反磁界を発生させる。図６（ｂ）に示す通り、このときコイルＣＬ２，ＣＬ３に供給される電流の大きさを「１．０」とする。コイルＣＬ２，ＣＬ３に電流が供給されると、コイルＣＬ２，ＣＬ３が巻回された永久磁石１４の磁力が弱められ、ｙ＝０の位置に配置された永久磁石ｍを＋ｙ方向に移動させるための推力が発生する。
【００３８】
次に、永久磁石ｍが＋ｙ方向に移動して、ｙ＝０の位置から永久磁石ｍのｙ方向の長さの１／４（永久磁石１４及びコイルＣＬ３のｙ方向の長さの１／４）だけ離れた位置（この位置をｙ＝１とする）に配置された場合を考える。この場合に、上記の推力と同一の推力を得るためには、例えばコイルＣＬ２に供給する電流の大きさを変えないとすると、図６（ｂ）に示す通り、コイルＣＬ３に供給する電流の大きさを「０．４５」程度に減ずる必要がある。更に、ｙ＝１の位置から同じ距離（永久磁石ｍのｙ方向の長さの１／４）だけ＋ｙ方向に離れた位置（この位置をｙ＝２とする）に永久磁石ｍが配置されると、今度は逆に図６（ｂ）に示す通り、コイルＣＬ３に供給する電流の大きさを「１．１」程度に増加させる必要がある。
【００３９】
また更に、ｙ＝２の位置から同じ距離（永久磁石ｍのｙ方向の長さの１／４）だけ＋ｙ方向に離れた位置（この位置をｙ＝３とする）に永久磁石ｍが配置されると、今度は電流の大きさを僅かに減じて「０．９５」程度に設定する必要がある。このように、推力を一定にして可動子１２を移動させるためには、電流を供給するコイル１３を可動子１２の位置に応じて切り換えるとともに、コイル１３に供給する電流の大きさを可動子１２の位置に応じて可変させる必要がある。尚、図６（ｂ）に示す永久磁石ｍの位置に応じた電流制御は、コイルＣＬ１，ＣＬ４，ＣＬ５に電流を供給せず、且つコイルＣＬ２に一定の電流を常時供給することを前提としたものであった。電流の供給方法を変えれば永久磁石ｍの位置に応じて電流の大きさを制御する方法も変わるため、電流の供給方法に応じて永久磁石ｍの推力が一定になるように永久磁石ｍの各位置に応じてコイル１３の各々に供給する電流の大きさを設定すればよい。
【００４０】
図７は、磁石列をなす永久磁石に巻回されたコイルに供給する電流の大きさと各位置で発生する推力との関係を示す図である。図中の黒丸は永久磁石ｍが図６（ａ）に示すｙ＝０の位置に配置されている場合のコイルＣＬ３に供給する電流と発生する推力との関係を示し、図中の黒四角は永久磁石ｍが図６（ａ）に示すｙ＝１の位置に配置されている場合のコイルＣＬ３に供給する電流と発生する推力との関係を示している。また、図中の白抜き三角は永久磁石ｍが図６（ａ）に示すｙ＝２の位置に配置されている場合のコイルＣＬ３に供給する電流と発生する推力との関係を示し、図中の×印は永久磁石ｍが図６（ａ）に示すｙ＝３の位置に配置されている場合のコイルＣＬ３に供給する電流と発生する推力との関係を示している。
【００４１】
図７に示す通り、コイルＣＬ３に供給する電流の大きさと発生する推力との関係は、基本的には正比例関係になっており、電流の大きさが大きくなると発生する推力も大きくなる。しかしながら、その傾きは永久磁石ｍの位置に応じて異なっている。これは、永久磁石ｍと磁石列Ｍ１，Ｍ２をなす永久磁石１３，１４との間に生ずる反発力・吸引力が永久磁石ｍの位置に応じて異なることに起因する。このことから、図７に示す例のような場合には、永久磁石ｍの位置毎に供給される電流に対する推力、つまり推力定数が変化するということができる。
【００４２】
以上説明した通り、本実施形態においては、固定子１１が永久磁石１４，１７の同一の極をｙ方向に沿って並べて構成した磁石列Ｍ１，Ｍ２を備えており、可動子１１が同一の極をｙ方向に沿って並べて構成した磁石列２３備えている構成である。このため、従来のリニアモータ装置のように可動子の移動方向に沿って交番磁界を形成する必要がない。また、可動子１２に設けられる磁石列２３のｙ方向の長さは、磁石列Ｍ１，Ｍ２に設けられる永久磁石１４，１７のｙ方向の配列ピッチの２倍程度にすることができ、更には図６に示す通り、磁石列２３に代えて１つの永久磁石ｍを設けることで永久磁石１４，１７のｙ方向の配列ピッチ程度にすることができるため、可動子１２を大幅に小型化することができるとともに軽量化することができる。これにより可動子１２の応答速度を向上させることができるとともに、位置決め精度を向上させることができる。更に、可動子１２を軽量化することができるため、効率良い駆動が可能になる。
【００４３】
図８は、本発明の第１実施形態による電磁駆動装置の変形例を示す断面図である。図３に示す電磁駆動装置と図８に示す電磁駆動装置は、固定子１１に磁石列Ｍ１，Ｍ２を備えており、可動子１２に磁石列２３を備えている点において同様の構成を有する。しかしながら、固定子１１に設けられる磁石列Ｍ１，Ｍ２の配置が異なる。図３に示す電磁駆動装置は、磁石列Ｍ１をなす永久磁石１４と磁石列Ｍ２をなす永久磁石１７とはｙ方向に同一ピッチで配列されており、且つ対向する永久磁石１４と永久磁石１７とが対をなすよう（各々のｙ方向における位置が一致するように）配置されていた。
【００４４】
しかしながら、図８に示す電磁駆動装置は、対向する永久磁石１４と永久磁石１７とのｙ方向の位置が一致することがないよう磁石列Ｍ１と磁石列Ｍ２とがｙ方向にずらして配置されている。かかる配置とすることで、コイル１３，１６によって形成される磁界の影響を極力少なくすることができるとともに、可動子１２をより高い精度で制御することができる。図８に示す電磁駆動装置は、永久磁石１４，１７が対にされていないため、コイル１３とコイル１６とが直列接続された図５に示す磁力制御部を用いることができない。図８に示す構成の場合には、コイル１３の各々に流す電流とコイル１６の各々に流す電流とを個別に制御することができる磁力制御部を用いる必要がある。
【００４５】
尚、以上説明した本発明の第１実施形態及びその変形例の説明においては、主にコイル１３，１６に電流を流して磁石列Ｍ１，Ｍ２をなす永久磁石１４，１７が形成する磁界を打ち消す反磁界を発生させることにより、永久磁石１４，１７の磁力を制御する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、コイル１３，１６に電流を流して永久磁石１４，１７が形成する磁界の方向と同一方向の磁界を発生させて、磁界をより強くする制御を行っても良い。かかる制御を行うことにより、磁石列Ｍ１，Ｍ２と磁石列２３との吸引力を増大させて推力を高めることができる。
【００４６】
〔第２実施形態〕
図９は、本発明の第２実施形態による電磁駆動装置の断面図である。本実施形態の電磁駆動装置は、磁石列Ｍ１１，Ｍ１２を備える固定子と磁石列２３を備える可動子とを含んで構成される。固定子に設けられる磁石列Ｍ１１は、同一の極がｙ方向に沿って並ぶように配列された磁石３４と、磁石３４各々の周囲に設けられた熱発生器３３とを含んで構成されている。同様に、固定子に設けられる磁石列Ｍ１２は、同一の極がｙ方向に沿って並ぶように配列された磁石３７と、磁石３７各々の周囲に設けられた熱発生器３３とを含んで構成されている。
【００４７】
磁石列Ｍ１１をなす永久磁石３４と磁石列Ｍ１２をなす永久磁石３７とは、第１実施形態と同様に、ｙ方向に同一ピッチで配列されており、且つ対向する永久磁石３４と永久磁石３７とが対をなすよう（各々のｙ方向における位置が一致するように）配置されている。また、対をなす永久磁石３４と永久磁石３７とは互いに異なる磁極が対面するよう設定される。尚、図９においては、磁石列Ｍ１１，Ｍ１２を支持する上ヨーク、下ヨーク、及びこれらを支持するスペーサの図示は省略している。永久磁石３４，３７は、第１実施形態に設けられる永久磁石１３，１７と同様に、例えばネオジウム・鉄・コバルト磁石、アルミニウム・ニッケル・コバルト（アルニコ）磁石、フェライト磁石、サマリウム・コバルト磁石、又はネオジム・鉄・ボロン磁石等の希土類磁石から形成されている。
【００４８】
永久磁石３４の各々の周囲に設けられた熱発生器３３は、永久磁石３４の各々を加熱して永久磁石３４を減磁するために設けられる。同様に、永久磁石３７の各々の周囲に設けられた熱発生器３６は、永久磁石３７の各々を加熱して永久磁石３６を減磁するために設けられる。これらの熱発生器３３は、例えばセラミックスヒータ等の高電気抵抗材で構成される。尚、図示は省略しているが、永久磁石３４，３７を加熱する熱発生器３３，３７に併せて永久磁石３４，３７を冷却する冷却器を永久磁石３４，３７の周囲に設けることで、可動子の応答速度の向上を図ることが望ましい。
【００４９】
本実施形態の電磁駆動装置に設けられる可動子は、第１実施形態で説明した可動子１２が備える磁石列２３と同一構成の磁石列を備える。この磁石列２３をなす永久磁石２３ａ，２３ｂのｙ方向の長さは、永久磁石３４，３７のｙ方向の配列ピッチとほぼ等しい長さに設定されており、磁石２３ａ，２３ｂのｙ方向の配列ピッチは、永久磁石３４，３７のｙ方向の配列ピッチとほぼ等しいピッチに設定されている。
【００５０】
以上の構成の電磁駆動装置において、可動子を駆動させる場合には、可動子を移動させたい方向（例えば、可動子からみて＋ｙ方向）とは逆方向（例えば、可動子からみて−ｙ方向）に配置されている永久磁石３４，３７に設けられた熱発生器３３，３７から熱を発生させてそれらの永久磁石３４，３７の磁力を弱める制御を行うと、磁石列２３を移動させたい方向とは逆方向に吸引する力（例えば、−ｙ方向への吸引力）を弱めることができるため、可動子を移動させたい方向へ移動させることができる。より好ましくは、第１実施形態と同様に、例えば可動子を＋ｙ方向へ移動させる場合に、可動子に設けられた磁石列２３の＋ｙ方向における端部よりも−ｙ方向に位置する永久磁石３４，３７の磁力を「０」にする制御を行う。
【００５１】
以上の制御は、図５に示す磁力制御部と同様の構成を有する磁力制御部を用いて行う。但し、本実施形態においては、図５に示すコイル１３，１６に代えて熱発生器３３，３６が設けられる。この構成の磁力制御部を用い、磁石列２３のｙ方向における位置に応じて、前述した方法により磁石列Ｍ１１をなす永久磁石３４に設けられた熱発生器３３及び磁石列Ｍ１２をなす永久磁石３７に設けられた熱発生器３６の各々に供給する熱量を制御することにより、可動子をｙ方向の所望の向きに連続して移動させるとともに所望の位置に移動させることができる。尚、本実施形態においても、可動子に一定推力を発生させるためには、磁石列Ｍ１１，Ｍ１２に対する磁石列２３の相対位置に応じて熱発生器３３，３６から発生する熱量を変化させる必要がある。
【００５２】
図１０は、本発明の第２実施形態による電磁駆動装置の変形例を示す断面図である。図１０に示す電磁駆動装置は、磁石列Ｍ２１，Ｍ２２を備える固定子と磁石列２３を備える可動子とを含んで構成される。固定子に設けられる磁石列Ｍ２１は、同一の極がｙ方向に沿って並ぶように配列された磁石４４と、磁石４４各々の周囲に設けられた熱輸送器４３とを含んで構成されている。同様に、固定子に設けられる磁石列Ｍ２２は、同一の極がｙ方向に沿って並ぶように配列された磁石４７と、磁石４７各々の周囲に設けられた熱輸送器４６とを含んで構成されている。
【００５３】
磁石列Ｍ２１をなす永久磁石４４と磁石列Ｍ２２をなす永久磁石４７とは、図９に示す第２実施形態による電磁駆動装置と同様に、ｙ方向に同一ピッチで配列されており、且つ対向する永久磁石４４と永久磁石４７とが対をなすよう（各々のｙ方向における位置が一致するように）配置されている。また、対をなす永久磁石４４と永久磁石４７とは互いに異なる磁極が対面するよう設定される。尚、図１０においては、磁石列Ｍ２１，Ｍ２２を支持する上ヨーク、下ヨーク、及びこれらを支持するスペーサの図示は省略している。永久磁石４４，４７は、第２実施形態に設けられる永久磁石３３，３７と同様に、例えばネオジウム・鉄・コバルト磁石、アルミニウム・ニッケル・コバルト（アルニコ）磁石、フェライト磁石、サマリウム・コバルト磁石、又はネオジム・鉄・ボロン磁石等の希土類磁石から形成されている。
【００５４】
永久磁石４４の各々の周囲に設けられた熱輸送器４３は、熱源Ｈ１から熱輸送器ＨＴ１を介して輸送される熱を永久磁石４４に供給して永久磁石４４を減磁するために設けられる。同様に、永久磁石４７の各々の周囲に設けられた熱輸送器４６は、熱源Ｈ２から熱輸送器ＨＴ２を介して輸送される熱を永久磁石４６に供給して永久磁石４６を減磁するために設けられる。熱輸送機４３，４６，ＨＴ１，ＨＴ２は、例えば銅等の高熱伝導性を有する材質により構成され、又はヒートパイプ等により構成されている。尚、熱源Ｈ１，Ｈ２として温冷の両方が可能なものを用いることで、可動子の応答速度の向上を図ることができる。
【００５５】
図９に示す第２実施形態による電磁駆動装置においては、永久磁石３４，３７の周囲に設けられた熱発生器３３，３６の各々から発生させる熱量を制御することによって、可動子を所望の方向に移動させるとともに所望の位置に位置決めしていた。図１０に示す変形例においては、熱源Ｈ１，Ｈ２の各々から発生させる熱量を制御することにより可動子の移動を制御する。可動子を駆動させる場合には、可動子を移動させたい方向（例えば、可動子からみて＋ｙ方向）とは逆方向（例えば、可動子からみて−ｙ方向）に配置されている永久磁石４４，４７に設けられた熱輸送器４３，４６に接続された熱源Ｈ１，Ｈ２から熱を発生させてそれらの永久磁石４４，４７の磁力を弱める制御を行うと、磁石列２３を移動させたい方向とは逆方向に吸引する力（例えば、−ｙ方向への吸引力）を弱めることができるため、可動子を移動させたい方向へ移動させることができる。より好ましくは、第２実施形態と同様に、例えば可動子を＋ｙ方向へ移動させる場合に、可動子に設けられた磁石列２３の＋ｙ方向における端部よりも−ｙ方向に位置する永久磁石４４，４７の磁力を「０」にする制御を行う。
【００５６】
〔ステージ装置〕
以上、本発明の実施形態による電磁駆動装置について説明したが、次に以上説明した実施形態による電磁駆動装置を備えるステージ装置について説明する。図１１は、本発明の実施形態による電磁駆動装置を備える本発明の一実施形態によるステージ装置及びその制御装置を示す図である。尚、ここでは、ウェハ（半導体ウェハ）Ｗを水平面内で移動させるステージ装置について説明する。また、ウェハＷが移動する水平面内に互いに直交するＸ軸及びＹ軸を設定して説明を進める。
【００５７】
図１１に示す通り、ステージ制御装置は、上位コントローラ５１、制御コントローラ５２、電流増幅部５３ａ〜５３ｄ、及び位置検出部５４ａ，５４ｂを含み、被制御対象としてのステージ装置５５を制御する。上位コントローラ５１は、制御コントローラ５２に対してＸＹ面内におけるウェハＷの位置を指示する制御信号を出力する。制御コントローラ５２は、上位コントローラ５１から出力される制御信号と後述する位置検出部５４ａ，５４ｂから出力される検出信号とに基づいて、ステージ装置５５が備えるリニアモータ６０〜６３を駆動するための駆動信号を生成し、ウェハＷを載置するステージとしてのウェハステージ５６の動作を制御する。尚、制御コントローラ５２内部には、図５に示す電流制御回路ＩＣが設けられる。電流増幅部５３ａ〜５３ｄは、制御コントローラ５２から出力される駆動信号の電流を所定の増幅率で増幅してステージ装置５５に設けられるリニアモータ６０〜６３にそれぞれ供給する。位置検出部５４ａ，５４ｂは、ウェハステージ５６のＸ方向の位置及びＹ方向の位置（ステージ位置）を検出する。
【００５８】
次に、ステージ装置５５について詳細に説明する。図１２は、ステージ装置５５の構成例を示す斜視図である。図１１及び図１２に示す通り、ステージ装置５５は、ウェハ定盤ＷＢ上に配置された一対のリニアモータ６０，６１及びエアガイド６４，６５と、エアガイド６４，６５上に配置されてウェハ定盤ＷＢに対してＹ方向に相対移動自在なサブベース６６と、サブベース６６上に配置された一対のリニアモータ６２，６３及びエアガイド６７，６８と、エアガイド６７，６８上に配置されてサブベース６６に対してＸ方向に相対移動自在なウェハステージ５６から概略構成されている。
【００５９】
ウェハ定盤ＷＢは、例えば不図示のベースプレートの上方に、不図示の防振ユニットを介してほぼ水平に支持されている。ここで、防振ユニットは、例えばウェハ定盤ＷＢの各コーナーに配置され、内圧が調整可能なエアマウントとボイスコイルモータとがベースプレート上に並列に配置された構成になっている。これらの防振ユニットによって、ベースプレートを介してウェハ定盤ＷＢに伝わる微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている。
【００６０】
サブベース６６のＸ方向における両端にはリニアモータ６０，６１の可動子６０ａ，６１ａがそれぞれ取り付けられている。一方、リニアモータ６０，６１の固定子６０ｂ，６１ｂはウェハ定盤ＷＢ上に固定されている。また、ウェハステージ５６のＹ方向における両端にはリニアモータ６２，６３の可動子６２ａ，６３ａがそれぞれ取り付けられている。一方、リニアモータ６２，６３の固定子６２ｂ，６３ｂはサブベース６６上に固定されている。
【００６１】
可動子６０ａが固定子６０ｂとの間の電磁気的相互作用により駆動され、なおかつ可動子６１ａが固定子６１ｂとの間の電磁気的相互作用により駆動されることでサブベース６６がＹ方向に移動し、リニアモータ６０とリニアモータ６１との駆動量を調整することで、ウェハステージ５６はＸ軸及びＹ軸に直交するＺ軸周りに回転する。即ち、リニアモータ６０，６１によってサブベース６６とほぼ一体的にウェハステージ５６がＹ方向及びＺ軸周りに駆動されるようになっている。また、可動子６２ａが固定子６２ｂとの間の電磁気的相互作用により駆動され、なおかつ可動子６３ａが固定子６３ｂとの間の電磁気的相互作用により駆動されることでウェハステージ５６がＸ方向に移動する。ウェハステージ５６の上面には、不図示のウェハホルダを介してウェハＷが真空吸着等によって固定される。
【００６２】
上記のリニアモータ６０〜６３として、前述した実施形態の電磁駆動装置を用いることができる。また、ウェハステージ５６の端部にはＸ方向に延びる移動鏡６９とＹ方向に延びる移動鏡７０が取り付けられている。これらの移動鏡６９，７０の鏡面に対面する位置にレーザ干渉計７１，７２（図１１参照）がそれぞれ取り付けられており、ウェハステージ５６のＸ方向の位置及びＹ方向の位置が所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに計測される。尚、レーザ干渉計７１，７２の少なくとも一方は、測長軸を２軸以上有する多軸干渉計であり、これらレーザ干渉計の計測値に基づいてウェハステージ５６（ひいてはウェハＷ）のＸ方向の位置及びＹ方向の位置のみならず、Ｚ軸周りの回転量及びレベリング量をも求めることができるようになっている。
【００６３】
以上の構成のステージ装置は、例えばマスクとしてのレチクルＲと基板としてのウェハＷとを相対的に移動させつつ、レチクルＲに形成されたパターンをウェハＷに転写して半導体素子を製造する露光装置のウェハステージ５６として用いられる。尚、本発明のステージ装置は、テーブル上の対象物をＸＹ面内に移動させるステージ装置のみならず、テーブルをＺ方向に移動させ、又はテーブルの姿勢（Ｘ軸，Ｙ軸回りの回転）を調整するステージ装置にも応用することができる。この場合には、電磁駆動装置に設けられる可動子の移動方向をＺ方向に設定し、テーブルの底面の複数箇所（例えば、３箇所）に電磁駆動装置を設ける必要がある。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した第１実施形態による電磁駆動装置においては、可動子１２に設けられる磁石列２３を蓋体２６，２７で覆う構成を例に挙げたが、蓋体２６，２７を省略して磁石列２３が外部に露出した状態の構成であっても良い。また、第１実施形態では固定子に設けられた磁石列Ｍ１，Ｍ２が外部に露出した構成を例に挙げて説明したが、磁石列Ｍ１をなす永久磁石１４に巻回されたコイル１３を冷却するため、及び磁石列Ｍ２をなす永久磁石１７に巻回されたコイル１６を冷却するために磁石列Ｍ１，Ｍ２の各々をジャケット等で覆う構成とするのが望ましい。かかる構成にすることで、例えば電磁駆動装置を図１１に示すテーブル装置に適用した場合に、コイル１３，１６から発せられる熱によりレーザ干渉計７１，７２の計測誤差が生ずるのを防止することができる。尚、コイル１３，１６の材料として常温超伝導体を用いた場合には、ジャケットを省略した構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態による電磁駆動装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】可動子１２の分解斜視図である。
【図３】図１に示したＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図４】永久磁石１４，１７の磁極における磁束密度と、コイル１３，１６に電流を流したときに形成される磁界の大きさとの関係を示す図である。
【図５】永久磁石１４，１７の磁力を制御する磁力制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】可動子１２に一定推力を発生させるためにコイル１３，１４に供給する電流の例を示す図である。
【図７】磁石列をなす永久磁石に巻回されたコイルに供給する電流の大きさと各位置で発生する推力との関係を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態による電磁駆動装置の変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による電磁駆動装置の断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による電磁駆動装置の変形例を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態による電磁駆動装置を備える本発明の一実施形態によるステージ装置及びその制御装置を示す図である。
【図１２】ステージ装置５５の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０              電磁駆動装置
１１              固定子
１２              可動子
１３，１６        コイル（磁力制御部）
１４，１７        永久磁石（磁石）
２３ａ，２３ｂ    永久磁石（磁石）
３３，３６        熱発生器（磁力制御部）
３４，３７        永久磁石（磁石）
４３，４６        熱輸送器（磁力制御部）
４４，４７        永久磁石（磁石）
５５              ステージ装置
５６              ステージ（ウェハステージ）
Ｈ１，Ｈ２        熱源（磁力制御部）
ＨＴ１，ＨＴ２    熱輸送器（磁力制御部）
ＩＣ              電流制御回路（磁力制御部）
Ｍ１              磁石列（第１磁石列）
Ｍ２              磁石列（第２磁石列）
Ｍ１１，Ｍ１２    磁石列
Ｍ２１，Ｍ２２    磁石列
【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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