(57)【要約】【課題】推力低下を引き起こさずにコイルの冷却能力を向上させることができるリニアモータ装置、当該リニアモータ装置を備えることにより、温度上昇が抑制されて装置性能の向上を図ることができるステージ装置及び露光装置を提供する。【解決手段】固定子１１と可動子１２とを備え、固定子１１と可動子１２とが相対移動するリニアモータ装置１０であって、固定子１１と可動子１２との何れか一方は、相対移動する方向（ｙ方向）に沿ってコイル１３ａ，…、１４ａ，…を配列した複数のコイル列１４ａ，１４ｂと、複数のコイル列１４ａ，１４ｂを個別に収容する収容部材としての冷却管１５ａ，１５ｂとを備える。【選択図】　図１
2004031673.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リニアモータ装置において、
前記固定子と前記可動子との何れか一方は、前記相対移動する方向に沿ってコイルを配列した複数のコイル列と、
前記複数のコイル列を個別に収容する収容部材と
を備えることを特徴とするリニアモータ装置。
【請求項２】
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リニアモータ装置において、
前記固定子と前記可動子との何れか一方は、前記相対移動する方向に沿って複数のコイルを配列してなるコイル列を、前記相対移動方向と交差する方向に隔てて複数備え、
前記複数のコイル列は、前記相対移動方向における位置が互いに所定量ずらされて配置されていることを特徴とするリニアモータ装置。
【請求項３】
前記所定量は、前記コイル列をなす前記複数のコイルの配列間隔の約半分であることを特徴とする請求項２記載のリニアモータ装置。
【請求項４】
前記固定子と前記可動子との何れか他方は、複数の磁石を極性が交互に変化するように前記相対移動方向に配列した磁石列を備え、
前記磁石列は、前記複数のコイル列各々に対応して複数設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のリニアモータ装置。
【請求項５】
前記磁石列は、前記磁石列をなす各々の磁石の間に設けられた第１補助磁石を備えることを特徴とする請求項２から請求項４の何れか一項に記載のリニアモータ装置。
【請求項６】
前記複数の磁石列の列間に前記磁石列をなす各々の磁石に対応して設けられた第２補助磁石を備えることを特徴とする請求項４又は請求項５記載のリニアモータ装置。
【請求項７】
前記磁石列をなす各々の磁石は、前記相対移動方向における位置を前記磁石列毎に所定量ずらして配列されていることを特徴とする請求項４又は請求項５記載のリニアモータ装置。
【請求項８】
前記複数のコイル列の各々を個別に収容する収容部材を有することを特徴とする請求項２から請求項７の何れか一項に記載のリニアモータ装置。
【請求項９】
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リニアモータ装置において、
前記固定子と前記可動子との何れか一方は、前記相対移動する方向に沿ってコイルを配列した第１コイル列と、
前記第１コイル列と平行に、且つ前記相対移動方向における位置が前記第１コイル列をなす各々のコイルとそれぞれ同一となる位置にコイルが配列されている第２コイル列とを有し、
前記固定子と前記可動子との何れか他方は、複数の磁石を極性が交互に変化するように前記相対移動方向に配列した第１磁石列と、
前記第１磁石列と平行に、且つ前記相対移動方向における位置が前記第１磁石列をなす各々の磁石に対して所定量ずれた位置に前記磁石が配列されている第２磁石列と
を有することを特徴とするリニアモータ装置。
【請求項１０】
前記所定量は、前記第１及び第２コイル列をなす各々の前記コイルの配列間隔の約半分であることを特徴とする請求項９記載のリニアモータ装置。
【請求項１１】
前記第１コイル列と前記第２コイル列との各々を個別に収容する収容部材を有することを特徴とする請求項９又は請求項１０記載のリニアモータ装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れか一項に記載のリニアモータ装置によりステージ部が駆動されることを特徴とするステージ装置。
【請求項１３】
マスクに形成されたパターンを感光基板に転写する露光装置であって、
前記マスクを載置するマスクステージと、
前記感光基板を載置する基板ステージとを備え、
前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方として、請求項１２記載のステージ装置を備えることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータ装置及びステージ装置並びに露光装置に係り、特にマスク又は感光基板等の物体を保持した状態で直線的に又は二次元平面内で移動させるステージ部を駆動するリニアモータ装置、当該ステージ部及びリニアモータ装置を備えるステージ装置、並びに当該ステージ装置を備える露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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おいては、露光装置を用い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）に形成された微細なパターンをフォトレジスト等の感光剤が塗布された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、感光基板という）の上に転写することが繰り返し行われる。
【０００３】
上記露光装置としては、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（所謂、ステッパ）又はステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置が用いられることが多い。ステッパは、マスクと感光基板との相対的な位置合わせを行った後で、マスクに形成されたパターンを感光基板上に設定された１つのショット領域に一括して転写し、転写後に感光基板をステップ移動させて他のショット領域の露光を行う露光装置である。また、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置は、マスクと感光基板とを相対的に移動（走査）させつつマスクに形成されたパターンを順次感光基板上のショット領域に転写した後、次のショット領域に対応する位置に感光基板を所定距離移動させた後で再度走査露光を行う露光装置である。
【０００４】
上記のステッパは、マスクの位置は固定で感光基板の位置を可変させてマスクと感光基板との相対位置を変えつつマスクパターンの転写を行うため、感光基板を保持した状態で移動可能に構成された基板ステージを備える。また、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置は、マスクと感光基板とを共に移動させる必要があるため、マスクを保持した状態で移動可能に構成されたマスクステージと感光基板を保持した状態で移動可能に構成された基板ステージとを備える。ここで、マスクステージ又は基板ステージとして設けられる従来のステージ装置が備えるリニアモータ装置について簡単に説明する。
【０００５】
図１６は、従来のリニアモータ装置の一例を示す断面図である。図１６に示したリニアモータ装置２００は、磁石２０１が張り合わされた平板状の上ヨーク２０２と、磁石２０３が張り合わされた平板状の下ヨーク２０４と、上ヨーク２０２及び下ヨーク２０４を両端で支持する支柱部材２０５，２０６とからなる磁気回路を備える。この磁気回路の中央の空隙部２０７には、図中符号Ｄ１００を付して示した方向に磁界が発生し、コイル２０８及びコイル２０８を冷却するためにコイル２０８を覆うように設けられた冷却管２０９が配置される。
【０００６】
磁石２０１及び磁石２０３は、紙面に対して直交する方向に極性が交互に変化するように複数配置されており、コイル２０８も、磁石２０１，２０３の配列間隔と同程度の間隔をもって紙面に対して直交する方向に配列されている。コイル２０８を覆う冷却管２０９は、矩形の断面形状を有しており、その内部に冷却液が導入される。
【０００７】
かかる構成のリニアモータ装置において、紙面に対して直交する方向に配列されたコイル２０８に対して、磁石２０１，２０３とコイル２０８との相対位置に応じて三相交流（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を供給すると、磁石２０１，２０３とコイル２０８との間に電磁力が生じ、これにより紙面に直交する方向に推力を生ずる。図１６に示した例において、コイル２０８及び冷却管２０９を固定子とし、磁石２０１，２０３等からなる磁気回路を可動子とした所謂ムービングマグネット型のリニアモータ装置においては、生じた推力により、固定子に対して可動子が相対移動する。尚、コイル２０８に供給する三相交流の電流値、周波数、及び位相を制御することで、可動子の加速度、速度、及び移動方向を可変させることもできる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年のマイクロデバイスの製造においては、露光時に使用される感光基板が大型化している。これは、半導体素子の製造にあっては、大型の半導体ウェハを用いて１枚の半導体ウェハからより多くのチップを製造した方が製造コストが抑えられるからであり、また液晶表示素子の製造にあっては表示面積の大面積化の要求が高まっているからである。感光基板が大型化すると、感光基板を移動させるためにはより多くの推力が必要となるため、コイルに対してより大きな電流を流さなければならず、その結果としてコイルの発熱量が多くなる。
【０００９】
また、近年においては、スループット（単位時間に処理（例えば、露光処理）することができる感光基板の枚数）の向上が要求されており、ステージ装置の加速度（ステージ装置が備えるステージ部の加速度）が高く設定される傾向がある。加速度が高く設定されると、リニアモータ装置のコイルに流す電流も大きくせざるを得ず、結果としてコイルの発熱量が多くなる。
【００１０】
コイルの発熱量が増大すると、例えば、位置合わせ精度の低下、光学系の収差の増大等により露光装置の性能が低下するため、コイル２０８の発熱量の増大に応じて冷却管２０９による冷却能力を向上させる必要がある。冷却管２０９による冷却能力の向上は、冷却管２０９に供給する冷却液の流量を増大させることで達成することができる。
【００１１】
しかしながら、磁石２０１，２０３とコイル２０８との間に配置される冷却管２０９は、その厚みが極力薄くなるように設定されており、耐圧の面から簡単に冷却液の流量を増大させることはできない。冷却液に対する耐圧を高めるために、冷却管の厚みを増して剛性を高めてしまうと、厚みの増大によってリニアモータの推力を低下させてしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、推力低下を引き起こさずにコイルの冷却能力を向上させることができるリニアモータ装置、当該リニアモータ装置を備えることにより、温度上昇が抑制されて装置性能の向上を図ることができるステージ装置及び露光装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によるリニアモータ装置は、固定子（１１）と可動子（１２）とを備え、前記固定子（１１）と前記可動子（１２）とが相対移動するリニアモータ装置（１０）において、前記固定子（１１）と前記可動子（１２）との何れか一方は、前記相対移動する方向に沿ってコイル（１３ａ、１３ｂ）を配列した複数のコイル列（１４ａ、１４ｂ）と、前記複数のコイル列（１４ａ、１４ｂ）を個別に収容する収容部材（１５ａ、１５ｂ）とを備えることを特徴としている。
この発明によれば、固定子と可動子との相対移動方向にコイルを配列してなるコイル列を複数設け、各々のコイル列を収容部材で個別に収容しているため、収容部材の剛性を上げることができる。その結果、収容部材内に導入する冷却液の流量を増大することができ、コイルの冷却能力を向上させることができる。また、かかる構成にすることで収容部材内に導入された冷却液が収容部材内でまんべんなく流れることになるため、これによっても冷却能力を向上することができる。
また、本発明の第２の観点によるリニアモータ装置は、固定子（１１）と可動子（１２）とを備え、前記固定子（１１）と前記可動子（１２）とが相対移動するリニアモータ装置（１０）において、前記固定子（１１）と前記可動子（１２）との何れか一方は、前記相対移動する方向に沿って複数のコイル（１３ａ、１３ｂ）を配列してなるコイル列（１４ａ、１４ｂ）を、前記相対移動方向と交差する方向に隔てて複数備え、前記複数のコイル列（１４ａ、１４ｂ）は、前記相対移動方向における位置が互いに所定量ずらされて配置されていることを特徴としている。
この発明によれば、固定子と可動子との相対移動方向に交差する方向に複数設けられたコイル列を相対移動方向に所定量だけずらして配置しているため、コイル列をなすコイルに通電した際に可動子の推力発生に寄与しないコイルの発生を防止することができ、リニアモータ駆動時の効率を向上させることができる。また、固定子と可動子との相対移動方向におけるコイルにより発生させる磁界の切り替え単位を細かく制御することができるため、効率を向上させることができる。
ここで、前記所定量は、前記コイル列をなす前記複数のコイルの配列間隔の約半分であることが好ましい。
また、本発明の第２の観点によるリニアモータ装置は、前記固定子（１１）と前記可動子（１２）との何れか他方は、複数の磁石を極性が交互に変化するように前記相対移動方向に配列した磁石列（２７ａ、２７ｂ、４０ａ、４０ｂ、４３ａ、４３ｂ）を備え、前記磁石列（２７ａ、２７ｂ、４０ａ、４０ｂ、４３ａ、４３ｂ）は、前記複数のコイル列（１４ａ、１４ｂ）各々に対応して複数設けられていることを特徴としている。
また、本発明の第２の観点によるリニアモータ装置は、前記磁石列（２７ａ、２７ｂ、４０ａ、４０ｂ、４３ａ、４３ｂ）が、前記磁石列（２７ａ、２７ｂ、４０ａ、４０ｂ、４３ａ、４３ｂ）をなす各々の磁石（２０、４１ａ、４１ｂ）の間に設けられた第１補助磁石（２８、４２ａ、４２ｂ）を備えることを特徴としている。
また、本発明の第２の観点によるリニアモータ装置は、前記複数の磁石列（４３ａ、４３ｂ）の列間に前記磁石列（４３ａ、４３ｂ）をなす各々の磁石（４１ａ、４１ｂ）に対応して設けられた第２補助磁石（４４）を備えることを特徴としている。
これらの発明によれば、コイル列を透過する磁束の磁束密度を高めることができるため、相対移動方向に交差する方向にコイル列を複数配置したことで生ずるであろう推力低下を補うことができる。
また、本発明の第２の観点によるリニアモータ装置は、前記磁石列（４０ａ、４０ｂ）をなす各々の磁石は、前記相対移動方向における位置を前記磁石列毎に所定量ずらして配列されていることを特徴としている。
ここで、前記複数のコイル列の各々を個別に収容する収容部材を有することが好ましい。
本発明の第３の観点によるリニアモータ装置は、固定子（１１）と可動子（１２）とを備え、前記固定子（１１）と前記可動子（１２）とが相対移動するリニアモータ装置（１０）において、前記固定子（１１）と前記可動子（１２）との何れか一方は、前記相対移動する方向に沿ってコイル（１３ａ）を配列した第１コイル列（１４ａ）と、前記第１コイル列（１４ａ）と平行に、且つ前記相対移動方向における位置が前記第１コイル列（１４ａ）をなす各々のコイル（１３ａ）とそれぞれ同一となる位置にコイル（１３ｂ）が配列されている第２コイル列（１４ｂ）とを有し、前記固定子（１１）と前記可動子（１２）との何れか他方は、複数の磁石を極性が交互に変化するように前記相対移動方向に配列した第１磁石列（４３ａ）と、前記第１磁石列（４３ａ）と平行に、且つ前記相対移動方向における位置が前記第１磁石列（４３ａ）をなす各々の磁石に対して所定量ずれた位置に前記磁石が配列されている第２磁石列（４３ｂ）とを有することを特徴としている。
ここで、前記所定量は、前記第１及び第２コイル列をなす各々の前記コイルの配列間隔の約半分であることを特徴としている。
また、前記第１コイル列と前記第２コイル列との各々を個別に収容する収容部材を有することが好ましい。
本発明のステージ装置は、上記の何れかに記載のリニアモータ装置によりステージ部が駆動されることを特徴としている。
更に、本発明の露光装置は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを感光基板（Ｗ）に転写する露光装置（５１）であって、前記マスク（Ｒ）を載置するマスクステージ（５２）と、前記感光基板（Ｗ）を載置する基板ステージ（５５）とを備え、前記マスクステージ（５２）及び前記基板ステージ（５５）の少なくとも一方として、上記のステージ装置を備えることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態によるリニアモータ装置及びステージ装置並びに露光装置について詳細に説明する。
【００１５】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態によるリニアモータ装置の外観構成を示す斜視図であり、図２は、図１中のＡ−Ａ線の断面矢視図である。尚、以下の説明においては、図１中に示した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。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。
【００１６】
図１に示すリニアモータ装置１０が備える固定子１１は、ｙ方向に沿って配列された複数のコイル１３ａからなるコイル列１４ａと、ｙ方向に沿って配列された複数のコイル１３ｂからなるコイル列１４ｂとからなり、コイル列１４ａとコイル列１４ｂとはｘ方向に所定の距離だけ隔てて平行して設けられている。コイル列１４ａをなす各々のコイル１３ａとコイル列１４ｂをなす各々のコイル１３ｂとは、ｙ方向の位置が同一になるように配列されている。
【００１７】
各々のコイル１３ａ，１３ｂは銅の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）巻回させて形成されており、巻回面がｘｙ平面とほぼ平行となるように、つまりコイル１３ａ，１３ｂに電流を流したときにコイル１３ａ，１３ｂ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１３ａ，１３ｂの巻線の材質は銅に限られるわけではなく、アルミ線を用いても良い。
【００１８】
コイル列１４ａ，１４ｂは収容部材としての冷却管１５ａ，１５ｂにそれぞれ個別に収容される。冷却管１５ａ，１５ｂは、非磁性ＳＵＳ材で形成された矩形の断面形状を有する環状の部材であって、その内部に冷却液が導入される。尚、冷却管１５ａ，１５ｂは非磁性ＳＵＳ材に限られるわけではなく、非磁性であってＳＵＳ材程度又はそれ以上のヤング率を有する材質で形成することができる。また、渦電流発生による粘性抵抗を考慮してＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）やセラミックス等で形成することも可能である。
【００１９】
冷却管１５ａ，１５ｂは、ｙ方向における端部において固定部材１８，１９で固定されている。固定部材１８には端子台１８ａ，１８ｂが設けられており、コイル列１４ａをなすコイル１３ａが端子台１８ａに結線され、コイル列１４ｂをなすコイル１３ｂが端子台１８ｂに結線されている。不図示の制御装置からの三相交流は端子台１８ａ，１８ｂを介して各コイル１３ａ，１３ｂに供給される。尚、各コイル１３ａ，１３ｂの結線方法の詳細については後述する。また、図示は省略しているが、冷却管１５ａ，１５ｂに対する冷却液の導入口及び排出口は固定部材１８，１９の近傍であって、冷却管１５ａ，１５ｂの側面にそれぞれ設けられている。
【００２０】
ここで、２つのコイル列１４ａ，１４ｂを平行に設けるとともに、これらのコイル列１４ａ，１４ｂを冷却管１５ａ，１５ｂで個別に収容するのは、冷却管１５ａ，１５ｂの剛性を上げるためである。冷却管１５ａ，１５ｂの剛性が上がると、冷却液の流量を増大することができ、その結果として、冷却管１５ａ，１５ｂによるコイル１３ａ，１３ｂの冷却能力を高めることができる。以下、上記の構成とすることで冷却管１５ａ，１５ｂの剛性が上がる原理を説明する。
【００２１】
前述したように、冷却管１５ａ，１５ｂは矩形の断面形状を有している。かかる形状の冷却管１５ａ，１５ｂの内部に冷却液を導入した場合には、冷却液を流すための吐出圧による変位及び応力が問題となる。いま、冷却管１５ａ，１５ｂは周辺が拘束された板からなると仮定した場合、最大変位量δｍａｘ及び最大応力σｍａｘは、以下の（１）式及び（２）式でそれぞれ表される、
【００２２】
δｍａｘ∝（ｐ／Ｅ）・（ｂ４／ｔ３）　　……（１）
σｍａｘ∝ｐ・（ｂ２／ｔ２）　　……（２）
ここで、上記（１）式及び（２）式中の各変数はそれぞれ以下の物理量を示している。
ｐ：冷却管の内圧［Ｎ／ｍ２］
Ｅ：冷却管のヤング率［Ｎ／ｍ２］
ｂ：ｘ方向における冷却管の幅［ｍ］
ｔ：冷却管の厚み［ｍ］
【００２３】
上記（１）式から分かるように、最大変位量δｍａｘは、ｘ方向における冷却管の幅ｂの４乗に比例して増大する。また、上記（２）式から、最大応力σｍａｘは、ｘ方向における冷却管の幅ｂの２乗に比例して増大する。このため、ｘ方向における冷却管の幅ｂを小さくすれば、最大変位量δｍａｘ及び最大応力σｍａｘをともに小さくすることができ、剛性が高まることが分かる。
【００２４】
ところで、ｘ方向における冷却管の幅ｂを小さくすると、発生推力に影響を与えるｘ方向のコイル有効長が短くなるため、発生する推力の低下を招いてしまう。そこで、本実施形態では、ｘ方向の幅を小さくしてｙ方向に配列した複数のコイルからなるコイル列を平行して複数設け、コイル列の大きさに合わせてｘ方向の幅ｂを小さくした冷却管で各々のコイル列を収容することで、コイルのｘ方向有効長の低下による推力低下を極力防止しつつ、耐圧を向上し、冷却液の流量を増大することによって冷却能力を向上させている。また、コイル及び冷却管のｘ方向の幅を小さくして冷却管内に冷却液を導入することで、コイルの周囲に冷却液がまんべんなく流れることになるため、これによっても冷却能力が向上する。
【００２５】
次に、リニアモータ装置１０が備える可動子１２は、磁石２０（図２参照）が張り合わされた平板状の上ヨーク２１と、磁石２２が張り合わされた平板状の下ヨーク２３と、上ヨーク２１及び下ヨーク２３をｘ方向における両端で支持する支柱部材２４，２５とからなる磁気回路を備える。磁石２０，２２はネオジウム・鉄・コバルト磁石で形成され、上ヨーク２１及び下ヨーク２３はＳＳ４００相当の低炭素鋼により形成され、支柱部材２４，２５は、軽量化のためにアルミ合金で形成されている。尚、磁石２０，２２は、上記のネオジウム・鉄・コバルト磁石以外に、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。
【００２６】
図２に示すように、磁石２０，２２は、磁束が２つのコイル列１４ａ，１４ｂ（コイル１３ａ，１３ｂ）の双方を通過するように、ｘ方向の長さ（幅）が幅広に設定されている。また、詳細は後述するが、磁石２０及び磁石２２はそれぞれｙ方向に沿って交互に極性が変化するように複数配列されており、複数の磁石２０を含んで磁石列２７ａ（図３及び図４参照）が構成されるとともに、複数の磁石２２を含んで磁石列２７ｂが構成されている。尚、図２に示すように、固定子１１を構成するコイル列１４ａ（コイル１３ａ）及び冷却管１５ａと、コイル列１４ｂ（コイル１３ｂ）及び冷却管１５ｂとは、ｘ方向に所定間隔を隔てて平行になるように、可動子１２の中央の空隙部２６に配置される。
【００２７】
次に、固定子１１が備えるコイル列１４ａ，１４ｂ（コイル１３ａ，１３ｂ）と可動子１２が備える磁石列２７ａ，２７ｂ（磁石２０，２２）との関係について説明する。図３は、コイル列１４ａ，１４ｂと磁石列２７ａ，２７ｂとの関係を示す図１に示したリニアモータ装置の上面透視図であり、図４は、図１及び図３中のＢ−Ｂ線の断面矢視図である。
【００２８】
図３及び図４に示すように、磁石列２７ａは、ｙ方向に沿って交互に磁極が変化するように配列された磁石２０と、磁石２０間に配置された第１補助磁石としての補助磁石２８とを含んで構成される。補助磁石２８は、可動子１２の空隙部２６（図２参照）における磁束密度を高めるために、その磁界の方向が磁石２０の磁界の方向と９０度をなすように（磁界の方向がｙ方向に沿うように）配置される。また、同様に、磁石列２７ｂは、ｙ方向に沿って交互に磁極が変化するように配列された磁石２２と、可動子１２の空隙部２６における磁束密度を高めるために、その磁界の方向が磁石２０の磁極と９０度をなすように磁石２２間に配置された補助磁石２９とからなる。
【００２９】
図４に示すように、磁石２０の各々及び磁石２２の各々は、固定子１１を介して互いに対面するように（各々のｙ方向における位置が一致するように）配列されるとともに、補助磁石２８の各々及び補助磁石２９の各々は固定子１１を介して互いに対面するように配列される。対面する磁石２０と磁石２２とは、磁界の方向が同一となるように異極が対面するように配置され、対面する補助磁石２８と磁石２９とは磁界の方向が互いに反対になるように配置される。
【００３０】
この補助磁石２８，２９を配置することで、可動子１２の移動方向であるｙ方向に沿って空隙部２６における磁束密度が高まる。つまり、図４を参照して磁束の経路を考えると、何れかの磁石２０（これを、第１磁石という）、補助磁石２８、第１磁石とは異なる磁石２０、コイル列１４ｂ（空隙部２６）、磁石２２（これを第２磁石という）、補助磁石２９、第２磁石とは異なる磁石２２、コイル列１４ｂ（空隙部２６）、及び第１磁石という経路が形成される。この経路内に補助磁石２８，２９がそれぞれ設けられるため、空隙部２６における磁束が高められることが分かる。空隙部２６における磁束密度が高くなると、リニアモータ装置で発生する推力も向上する。このため、ｘ方向の幅が小さく設定されたコイル１３ａ，１３ｂからなるコイル列１４ａ，１４ｂを設けたことで生ずるであろう推力の低下を補うことができる。
【００３１】
また、図３に示すように、コイル列１４ａをなすコイル１３ａとコイル列１４ｂをなすコイル１３ｂとは、ｙ方向の位置が同一のコイル１３ａ，１３ｂに三相交流の同相の電流が供給されるように、且つ、ｙ方向に沿って順にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流が供給されるように冷却管１５ａ，１５ｂ内又は端子台１８ａ，１８ｂの付近位置で結線されている。また、コイル１３ａ，１３ｂのｙ方向における配列間隔（ピッチ）をＰｃとし、磁石２０，２２のｙ方向における配列間隔をＰｍとすると、４Ｐｍ＝３Ｐｃとなるように、コイル１３ａ，１３ｂ及び磁石２０，２２はそれぞれ配列されている。このように、本実施形態のリニアモータ装置は、固定子１１にコイル（コイル列）が設けられ、可動子１２に磁石（磁石列）が設けられた所謂ムービングマグネット型のリニアモータ装置である。
【００３２】
次に、以上の構成のリニアモータ装置においては、コイル列１４ａ，１４ｂをなす複数のコイル１３ａ，１３ｂの内、一時に電流が供給される同相のコイル１３ａ，１３ｂの数に応じて１極励磁方法、２極励磁方法等の励磁方法が用いられる。例えば、１極励磁方法においては、ｙ方向における位置が同じである一対のＵ相のコイル１３ａ，１３ｂが同時に励磁され、ｙ方向における位置が同じである一対のＶ相のコイル１３ａ，１３ｂが同時に励磁され、ｙ方向における位置が同じである一対のＷ相のコイル１３ａ，１３ｂが同時に励磁される。また、２極励磁方法においては、各相の二対のコイル１３ａ，１３ｂが同時に励磁され、３極励磁方法においては、各相の三対のコイル１３ａ，１３ｂが同時に励磁される。
【００３３】
前述したようにコイル１３ａ，１３ｂ及び磁石２０，２２は、各々のｙ方向における配列間隔Ｐｃ，Ｐｍが４Ｐｍ＝３Ｐｃなる関係を満たすようにｙ方向に配列されており、図３に示すように磁石列２７ａは７個の磁石２０を有している。このため、１極励磁方法によりリニアモータ装置を駆動した場合には、一対のＵ相のコイル１３ａ，１３ｂ、一対のＶ相のコイル１３ａ，１３ｂ、一対のＷ相のコイル１３ａ，１３ｂの計６個のコイルが通電され、可動子１２の推力発生に寄与することになる。
【００３４】
また、２極励磁方法によりリニアモータ装置を駆動した場合には、二対のＵ相のコイル１３ａ，１３ｂ、二対のＶ相のコイル１３ａ，１３ｂ、二対のＷ相のコイル１３ａ，１３ｂの計１２個のコイルが通電される。推力発生の観点からは、１極励磁方法よりも２極励磁方法を用いることが好ましい。以上のような励磁方法により、リニアモータ装置が備えるコイルに電流が供給されることによって可動子１２の推力が発生し、可動子１２は固定子１１に対してｙ方向に相対移動する。
【００３５】
〔第２実施形態〕
図５は、本発明の第２実施形態によるリニアモータ装置の断面図である。尚、図５においては、図１〜図４に示す部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図５に示した本発明の第２実施形態によるリニアモータ装置が図１〜図４に示した本発明の第１実施形態によるリニアモータ装置と異なる点は、コイル１３ａ，１３ｂ（コイル列１４ａ，１４ｂ）を収容する冷却管１５ａ，１５ｂに代えて冷却管３０を設けるとともに、磁石２０，２２に代えて、磁石３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを設けた点である。
【００３６】
図５に示す冷却管３０は、図２に示す冷却管１５ａ，１５ｂのように個別の部材ではなく１つの部材ではあるが、その中央部にｙ軸方向に沿って隔壁３１が設けられている。隔壁３１で隔てられた各々の空隙にコイル１３ａ（コイル列１４ａ）及びコイル１３ｂ（コイル列１４ｂ）が個別に収容される。第１実施形態で設けられていた冷却管１５ａ，１５ｂは、冷却管１５ａ，１５ｂそのもののｘ方向の幅を小さく設定することにより剛性を高めていた。
【００３７】
これに対し、本実施形態で設けられる冷却管３０はｘ方向における幅が、図１６に示す従来のリニアモータ装置に設けられていた冷却管２０９と同程度であるが、隔壁３１を設けることにより隔壁３１で隔てられる各々の空隙のｘ方向の幅を小さくすることで剛性を高めている。尚、冷却管３０は、隔壁３１で隔てられた空隙の各々に導入される冷却液が各々の空隙を介して個別に外部に排出されるように構成されている。また、冷却管３０及び隔壁３１は、冷却管１５ａ，１５ｂと同様の材質、即ち非磁性ＳＵＳ材、非磁性であってＳＵＳ材程度又はそれ以上のヤング率を有する材質、又はＣＦＲＰやセラミックス等で形成されることが好ましい。
【００３８】
また、本実施形態で設けられる磁石３２ａ，３２ｂ及び磁石３３ａ，３３ｂは、ｘ方向の幅が図２に示す磁石２０，２２のｘ方向の幅よりもそれぞれ狭く設定されている。磁石３２ａ，３２ｂは、同極の磁石３２ａ，３２ｂがｘ方向において互いに隣り合うように、且つｙ方向に沿って交互に磁極が変化するように、前述した配列間隔Ｐｍをもってｙ方向に配列されている。磁石３３ａ，３３ｂも同様に、同極の磁石３３ａ，３３ｂがｘ方向において互いに隣り合うように、且つｙ方向に沿って交互に磁極が変化するように、前述した配列間隔Ｐｍをもってｙ方向に配列されている。
【００３９】
また、磁石３２ａと磁石３３ａとは、磁界の方向が同一となるように異極が対面するように配置され、磁石３２ｂと磁石３３ｂとは、磁界の方向が同一となるように異極が対面するように配置される。尚、第１実施形態と同様に、配列された磁石３２ａの間、磁石３２ｂの間，磁石３３ａの間，及び磁石３３ｂの間に補助磁石を設けて可動子１２の空隙２６内の磁束密度を高めることが好ましい。このように、本実施形態においては、第１実施形態のリニアモータ装置で設けられていた磁石２０，２２をいわばｘ方向に分割した格好で、磁石３２ａ，３２ｂ及び磁石３３ａ，３３ｂが設けられている。かかる構成にすることで、磁石３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを小型化することができ、装置のコストの低減及び可動子１２の軽量化を図ることができる。
【００４０】
〔第３実施形態〕
図６は、本発明の第３実施形態によるリニアモータ装置の断面図である。尚、図６においては、図１〜図５に示す部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図６に示した本発明の第３実施形態によるリニアモータ装置は、図５に示した第２実施形態と同様に、磁石３４ａを含んで構成される磁石列、磁石３４ｂを含んで構成される磁石列、磁石３５ａを含んで構成される磁石列、及び磁石３５ｂを含んで構成される磁石列の４つの磁石列が設けられている。
【００４１】
これらの磁石列の内、磁石３４ａを含む磁石列及び磁石３５ａを含む磁石列の２つの磁石列に対応して、所謂ドッグボーン型といわれる複数のコイル３６ａからなるコイル列及びこのコイル列を収容する冷却管３７ａが設けられる。同様に、磁石３４ｂを含む磁石列及び磁石３５ｂを含む磁石列２つの磁石列に対応して、所謂ドッグボーン型といわれる複数のコイル３６ｂからなるコイル列及びこのコイル列を収容する冷却管３７ｂが設けられる。
【００４２】
図６に示すように、ドッグボーン型のコイル３６ａからなるコイル列を収容する冷却管３７ａ、及び、ドッグボーン型のコイル３６ｂからなるコイル列を収容する冷却管３７ｂは、その断面形状がＨ型となる。本実施形態においても、冷却管３７ａ，３７ｂのｘ方向の幅が設定されているため、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、冷却管３７ａ，３７ｂの剛性を高めることができる。この結果、冷却管３７ａ，３７ｂ内に導入する冷却液の流量を増大することができ、冷却管３７ａ，３７ｂによる冷却能力を向上させることができる。
【００４３】
〔第４実施形態〕
図７は、本発明の第４実施形態によるリニアモータ装置の上面透視図である。尚、図７においては、図１〜図４に示す部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図７に示した本発明の第４実施形態によるリニアモータ装置と図３に示した本発明の第１実施形態によるリニアモータ装置との相違点は、コイル列１４ａ及びコイル列１４ｂを互いにｙ方向に所定量ずらして配置するとともに、コイル列１４ａ及びコイル列１４ｂの結線方法を変更した点である。具体的には、コイル列１４ａをなす各コイル１３ａ及びコイル列１４ｂをなす各コイル１３ｂは、ｙ方向における配列間隔Ｐｃの半分だけ互いにｙ方向にずらして配置されている。
【００４４】
また、図３においては、ｙ方向の位置が同一のコイル１３ａ，１３ｂに三相交流の同相の電流が供給されるように各コイル１３ａ，１３ｂが結線されていたが、本実施形態では、コイル列１４ａ，１４ｂとの間で交互に相が変化するように各コイル１３ａ，１３ｂが結線されている。具体的には、コイル列１４ａをなす１つのコイル１３ａがＵ相に設定されている場合、このコイル１３ａに対して−ｙ方向にＰｃ／２だけずれて配置されたコイル１３ｂがＶ相に設定され、更にこのコイル１３ｂに対して−ｙ方向にＰｃ／２だけずれて配置されたコイル１３ａがＷ相に設定される。
【００４５】
図３に示す第１実施形態のリニアモータ装置においては、前述したように、２極励磁方法によりリニアモータ装置を駆動した場合には、二対のＵ相のコイル１３ａ，１３ｂ、二対のＶ相のコイル１３ａ，１３ｂ、二対のＷ相のコイル１３ａ，１３ｂの計１２個のコイルが通電される。しかしながら、可動子１２の推力発生に寄与するコイルの数は１０個のコイルのみであり、２個のコイル（一対のコイル１３ａ，１３ｂ）は可動子１２の推力発生に寄与しない無効コイルになってしまう。これは、磁石列２７ａのｙ方向の長さが、５個分のコイルのｙ方向の長さとほぼ同じ長さに設定されているからである。
【００４６】
本実施形態のリニアモータ装置は、図７に示すようにコイル列１４ａをなす各コイル１３ａ及びコイル列１４ｂをなす各コイル１３ｂを、ｙ方向における配列間隔Ｐｃの半分だけ互いにｙ方向にずらして配置することで、無効コイルの発生を防止して効率を向上させている。本実施形態において、１極励磁方法を用いると、例えばＵ相のコイル１３ａと、このコイル１３ａに対して−ｙ方向にＰｃ／２だけずれて配置されたＶ相の１つのコイル１３ｂと、このコイル１３ｂに対して−ｙ方向にＰｃ／２だけずれて配置されたＷ相の１つのコイル１３ａ（Ｕ相のコイルに対して配列間隔Ｐｃだけ−ｙ方向にずれて配置されたコイル１３ａ）とが順に励起され、計３個のコイルが通電される。
【００４７】
また、２極励磁方法を用いると、ｙ方向に１．５Ｐｃだけずれて配置されたＵ相の一対のコイル１３ａ，１３ｂが一時に励時され、ｙ方向に１．５Ｐｃだけずれて配置されたＶ相の一対のコイル１３ａ，１３ｂが一時に励時され、ｙ方向に１．５Ｐｃだけずれて配置されたＷ相の一対のコイル１３ａ，１３ｂが一時に励時され、計６個のコイルが通電される。同様に、３極励磁方法を用いると計９個のコイルが通電され、４極励磁方法を用いると計１２個のコイルが通電される。このように、本実施形態では、可動子１２の推力を発生させるコイル数の数の細かい選択が可能である。
【００４８】
また、図３に示した第１実施形態のリニアモータ装置は、コイル１３ａ，１３ｂにより発生させる磁界の切り替え単位は、コイル１３ａ，１３ｂのｙ方向における配列間隔Ｐｃを最小単位としていた。しかしながら、本実施形態のリニアモータ装置は、配列間隔Ｐｃの半分が最小単位となる。このように、本実施形態のリニアモータ装置は、第１実施形態のように可動子１２の推力発生に寄与しない無効コイルの発生が無く、しかも磁界の切り替え単位を細かく制御することができるため、効率を向上させることができる。
【００４９】
以上説明した配置のコイル列１４ａ，１４ｂは、図３に示した個別の冷却管１５ａ，１５ｂに収容された形態であっても良く、図５に示した第２実施形態のように、隔壁３１で隔てられた冷却管３０内の間隙各々に収容された形態であっても良い。また、図６に示した第３実施形態のリニアモータ装置に設けられるドッグボーン型のコイル３６ａからなるコイル列についても、本実施形態の配列を適用することができる。
【００５０】
〔第５実施形態〕
図８は、本発明の第５実施形態によるリニアモータ装置の上面透視図である。尚、図８においては、図１〜図４に示す部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。前述した第４実施形態によるリニアモータ装置は、コイル列１４ａ及びコイル列１４ｂを互いにｙ方向に所定量ずらして配置するとともに、コイル列１４ａ及びコイル列１４ｂの結線方法を変更することにより、可動子１２の推力発生に寄与しない無効コイルの発生を無くすとともに、磁界の切り替え単位を細かく制御していた。
【００５１】
これに対し、本実施形態では、コイル列１４ａ，１４ｂについて、その配列及び各コイル列１４ａ，１４ｂに設けられるコイル１３ａ，１３ｂの結線方法は、図３に示した第１実施形態と同じである。しかしながら、コイル列１４ａ，１４ｂに対して磁石列４０ａ，４０ｂをそれぞれ設け、磁石列４０ａ，４０ｂを互いにｙ方向に所定量ずらして配置した点が異なる。具体的に、磁石列４０ａと磁石列４０ｂとは前述した配列間隔Ｐｃの半分だけ互いにｙ方向にずらして配置されている。
【００５２】
各々の磁石列４０ａ，４０ｂは、図３に示した第１実施形態のリニアモータ装置に設けられる磁石列２７ａと同様の構成であるが、ｘ方向の幅は狭く設定されている。即ち、図５に示した第２実施形態によるリニアモータ装置が備える磁石列３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ、及び、図６に示した第３実施形態によるリニアモータ装置が備える磁石列３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂと同様の構成である。
【００５３】
尚、図８においては図示を省略しているが、第２実施形態及び第３実施形態と同様に、磁石列４０ａに対応して−ｚ方向に磁石列が設けられるとともに、磁石列４０ｂに対応して−ｚ方向に磁石列が設けられ、対の磁石列がコイル列１４ａ，１４ｂをそれぞれ挟むように構成されている。このように、本実施形態のリニアモータ装置は、第１コイル列としてのコイル列１４ａと第２コイル列としてのコイル列１４ｂとを有し、第１磁石列の一部をなす磁石列４０ａと、磁石列４０ａと平行に、且つｙ方向における位置が磁石列４０ａをなす各々の磁石に対して所定量ずれた位置に磁石が配列されている第２磁石列としての磁石列４０ｂとを備えている。
【００５４】
かかる構成のリニアモータ装置においては、ｘ方向の幅が狭い磁石列を備えることで装置のコストを低減を図ることができるとともに、可動子１２の推力発生に寄与しない無効コイルの発生を無くし且つ磁界の切り替え単位を細かく制御することで効率の向上を図ることができる。
【００５５】
〔第６実施形態〕
図９は、本発明の第６実施形態によるリニアモータ装置の上面透視図である。尚、図９においては、図１〜図５に示す部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態のリニアモータ装置は、効率を上げるために上ヨーク２１と下ヨーク２３との間の間隙に形成される磁界の磁束密度を高めた構成としている。
【００５６】
まず、図９に示すように本実施形態のリニアモータ装置は、図３に示す第１実施形態と同様に、ｙ方向に配列された複数のコイル１３ａからなるコイル列１４ａと、コイル列１４ａをなす各々のコイル１３ａのｙ方向の位置が同一となるように、且つｘ方向に所定の距離を隔ててｙ方向に配列された複数のコイル１３ｂからなるコイル列１４ｂとを備えている。各コイル１３ａ．１３ｂに供給される三相交流の各相毎の供給位置、即ちＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれ対応するコイル１３ａ，１３ｂの配列は第１実施形態と同様であるが、本第６実施形態においては各コイルに流れる電流の方向が、隣り合う同相のコイル同士で逆方向となるように各コイル１３ａ，１３ｂが結線されている。つまり、あるコイル１３ａに供給される電流が＋ｚ方向から見て右回りに流れている時、該コイル１３ａと隣り合うコイル１３ｂに供給される電流が＋ｚ方向から見て左回りに流れるように、各コイル１３ａ，１３ｂは結線されている。
【００５７】
これに対し、可動子１２には、コイル列１４ａ，１４ｂに対応して磁石列４３ａ，４３ｂがそれぞれ設けられる。尚、図９においては図示を省略しているが、第２実施形態及び第３実施形態と同様に、磁石列４３ａに対応して−ｚ方向に磁石列が設けられるとともに、磁石列４３ｂに対応して−ｚ方向に磁石列が設けられ、対の磁石列がコイル列１４ａ，１４ｂをそれぞれ挟むように構成されている。
【００５８】
磁石列４３ａは、磁束がコイル列１４ａ（コイル１３ａ）を通過するように、且つｙ方向に沿って交互に磁極が変化するように配列された複数の磁石４１ａと、磁石４１ａ間に配置された第１補助磁石としての補助磁石４２ａとを含んで構成される。補助磁石４２ａは、第１実施形態と同様に、可動子１２の空隙部２６（図２参照）における磁束密度を高めるために、その磁界の方向が磁石２０の磁界の方向と９０度をなすように（磁界の方向がｙ方向に沿うように）配置される。
【００５９】
同様に、磁石列４３ｂは、磁束がコイル列１４ｂ（コイル１３ｂ）を通過するように、且つｙ方向に沿って交互に磁極が変化するように配列された複数の磁石４１ｂと、磁石４１ｂ間に配置された第１補助磁石としての補助磁石４２ｂとを含んで構成される。磁石列４３ｂをなす各々の磁石４１ｂのｙ方向の位置は、磁石列４３ａをなす各々の磁石４１ａのｙ方向の位置と同一の位置に設定される。
【００６０】
補助磁石４２ｂは、補助磁石４２ａと同様に、可動子１２の空隙部２６における磁束密度を高めるために、その磁界の方向が磁石２０の磁界の方向と９０度をなすように（磁界の方向がｙ方向に沿うように）配置される。尚、補助磁石４２ａ，４２ｂは、ｘ方向の長さが磁石４１ａ，４１ｂよりも長く設定され、ｙ方向の位置が同一の補助磁石４２ａ，４２ｂ同士が接触（当接）するように配置される。
【００６１】
また、図９に示すように、ｙ方向の位置が同一の磁石４１ａと磁石４１ｂとは極性が逆に設定され、ｙ方向の位置が同一の補助磁石４２ａと磁石４２ｂとは磁界の方向が互いに反対になるように配置されている。尚、磁石４３ａに対応して−ｚ方向に設けられている不図示の磁石列、及び、磁石４３ｂに対応して−ｚ方向に設けられている不図示の磁石列は、極性及び磁界の方向が図４に示した第１実施形態と同様に設定される。
【００６２】
本実施形態においては、磁石列４３ａ，４３ｂの列間に磁石列４３ａ，４３ｂをなすｙ方向の位置が同一の磁石４１ａ，４１ｂに対応して第２補助磁石としての補助磁石４４を備える。この補助磁石４４は、補助磁石４２ａ，４２ｂと同様に、可動子１２の空隙部２６における磁束密度を高めるために設けられる。補助磁石４４は、磁界の方向が磁石４１ａ，４１ｂの磁界の方向及び補助磁石４２ａ，４２ｂの磁界の方向と９０度をなすように（磁界の方向がｘ方向に沿うように）配置される。
【００６３】
図１０は、本実施形態のリニアモータ装置の断面図及びその断面内における磁束密度の一例を示す図である。尚、図１０においては、磁石４１ａ，４１ｂに対応して−ｚ方向に設けられる磁石に符号４５ａ，４５ｂを付してそれぞれ示し、補助磁石４４に対向して−ｚ方向に設けられる補助磁石に符号４６を付して示している。また、図１０においては、コイル列１３ａ，１３ｂを個別に収容する冷却管は、図５に示す第２実施形態の構成を例に挙げている。
【００６４】
補助磁石４４，４６の磁界の方向は、磁石４１ａと磁石４５ａとの間の磁束密度及び磁石４１ｂと磁石４５ｂとの間の磁束密度をそれぞれ高めるように設定される。つまり、図１０に示した例においては、磁石４１ａと磁石４５ａとの間に形成される磁界の方向は−ｚ方向であり、磁石４１ｂと磁石４５ｂとの間の磁界の方向は＋ｚ方向である。このため、補助磁石４４，４６によって磁石４１ａと磁石４５ａとの間に形成される磁界が−ｚ方向となり、補助磁石４４，４６によって磁石４１ｂと磁石４５ｂとの間に形成される磁界が＋ｚ方向となるように、補助磁石４４，４６の極性が設定される。
【００６５】
磁石４１ａ間に補助磁石４２ａを配置し、また、磁石４１ｂ間に補助磁石４２ｂを配置することで、可動子１２の移動方向であるｙ方向に沿って空隙部２６における磁束密度が高まることは図４を用いて説明した通りである。本実施形態では、磁石列４３ａ，４３ｂの間に補助磁石４４を配置し、更に磁石列４３ａに対応する磁石列（磁石４５ａ）と磁石列４３ｂに対応する磁石列（磁石４５ｂ）との間に補助磁石４６を配置することで空隙部２６における磁束密度を高めている。
【００６６】
つまり、図１０を参照して磁束の経路を考えると、磁石４１ａ、コイル１３ａ、磁石４５ａ、補助磁石４６、磁石４５ｂ、コイル１３ｂ、磁石４１ｂ、補助磁石４４、及び磁石４１ａという経路が形成される。この経路内に、補助磁石４４，４６が設けられているため、その分空隙部２６における磁束密度が高くなることが分かる。特に、図１０を参照すると、コイル１３ａ，１３ｂ内であって、隔壁３１に近接する部分の磁束密度が符号Ｑ１，Ｑ２を付して示したように、高くなっていることが分かる。
【００６７】
このように、本実施形態においては、磁石列をなす磁石間に補助磁石を設けるとともに、磁石列間に補助磁石を設けているため、可動子１２の空隙部２６内の磁束密度をより高めることができる。その結果として、ｘ方向の幅が小さく設定されたコイル１３ａ，１３ｂからなるコイル列１４ａ，１４ｂを設けたことで生ずるであろう推力の低下を補うことができ、リニアモータ装置の推力を向上させることができる。
【００６８】
〔その他の実施形態〕
以上、本発明の第１〜第６実施形態によるリニアモータ装置について説明した。上述した第１〜第６実施形態では、２つのコイル列１４ａとコイル列１４ｂとを平行に設けたリニアモータ装置を例に挙げて説明したが、平行に設けられるコイル列の数は３列以上であっても良い。また、第２実施形態のように、各々のコイル列に対応させて磁石列を設ける場合にも磁石列の数をコイル列の数に応じて増加させることができる。
【００６９】
また、上述した第１〜第６実施形態においては、コイル列を収容する冷却管１５ａ，１５ｂ，３０，３７ａ，３７ｂを設けたが、コイル列を収容する冷却管１５ａ，１５ｂ，３０，３７ａ，３７ｂの外側に更に第２冷却管を設けても良い。これによりコイル列を収容する冷却管と、第２冷却管との間に形成された空間に冷媒を流動させることができ、コイル列が発生する熱が外部に伝達するのをより完全に遮断することができる。この場合、第２冷却管はコイル列（冷却管）毎に設けても良いし、複数のコイル列（冷却管）を１つの第２冷却管内に収容しても構わない。
【００７０】
また、上述した第１〜第６実施形態においてはコイル（コイル列）が固定子１１に設けられ、磁石（磁石列）が可動子１２に設けられた、所謂ムービングマグネット型のリニアモータ装置について説明した。しかしながら、本発明は、固定子側に磁石を設け、可動子側にコイルを設けた所謂ムービングコイル型のリニアモータ装置にも適用することができる。
【００７１】
〔ステージ装置及び露光装置〕
次に、上述したリニアモータ装置を備えるステージ装置及び露光装置について詳細に説明する。図１１は、本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す図である。本実施形態においては、図１１中の投影光学系ＰＬに対してマスクとしてのレチクルＲと感光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ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００７２】
尚、以下の説明においては、図１１中に示した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。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウェハＷに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウェハＷに対して直交する方向（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに沿った方向）に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施形態では露光中（パターン転写中）にレチクルＲ及びウェハＷを移動させる方向（走査方向）をＹ方向に設定している。尚、それぞれの軸周りの回転方向をθＺ、θＹ、θＸとする。
【００７３】
図１１に示す露光装置５１は、照明光学系ＩＵ、ステージ装置５４、投影光学系ＰＬ、ステージ装置５７、及びリアクションフレーム５８から概略構成されている。照明光学系ＩＵは、光源（不図示）からの露光用照明光によりマスクとしてのレチクルＲ上の矩形状（又は円弧状）の照明領域を均一な照度で照明する。ステージ装置５４は、レチクルＲを保持して移動するマスクステージとしてのレチクルステージ５２とレチクルステージ５２を支持するレチクル定盤５３とを含んで構成される。投影光学系ＰＬは、レチクルＲに形成されたパターンを縮小倍率１／α（αは、例えば５又は４）で感光基板としてのウェハＷ上に投影する。ステージ装置５７は、ウェハＷを保持して移動する基板ステージとしてのウェハステージ５５とウェハステージ５５を保持するウェハ定盤５６とを含んで構成される。リアクションフレーム５８は、上記ステージ装置５４及び投影光学系ＰＬを支持する。
【００７４】
照明光学系ＩＵは、リアクションフレーム５８の上面に固定された支持コラム５９によって支持される。尚、露光用照明光としては、例えば超高圧水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、又はＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）若しくはＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ）等が用いられる。リアクションフレーム５８は、床面に水平に載置されたベースプレート６０上に設置されており、その上部側及び下部側には、内側に向けて突出する段部５８ａ，５８ｂがそれぞれ形成されている。
【００７５】
ステージ装置５４の一部をなすレチクル定盤５３は、各コーナーにおいてリアクションフレーム５８の段部５８ａに防振ユニット６１を介してほぼ水平に支持されており、その中央部にはレチクルＲに形成されたパターン像が通過する開口５３ａが形成されている。尚、図１１においては、Ｘ方向に配置された防振ユニット６１のみを図示しており、Ｙ方向に配置された防振ユニットは図示を省略している。
【００７６】
尚、レチクル定盤５３の材料として金属やセラミックスを用いることができる。防振ユニット６１は、内圧が調整可能なエアマウント６２とボイスコイルモータ６３とが段部５８ａ上に直列に配置された構成になっている。これら防振ユニット６１によって、ベースプレート６０及びリアクションフレーム５８を介してレチクル定盤５３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（Ｇは重力加速度）。
【００７７】
レチクル定盤５３上には、レチクルステージ５２がレチクル定盤５３に沿って２次元的に移動可能に支持されている。レチクルステージ５２の底面には、複数のエアベアリング（エアパッド）６４が固定されており、これらのエアベアリング６４によってレチクルステージ５２がレチクル定盤５３上に数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。また、レチクルステージ５２の中央部には、レチクル定盤５３の開口５３ａと連通し、レチクルＲのパターン像が通過する開口５２ａが形成されている。
【００７８】
ここで、レチクルステージ５２について詳述する。図１２は、本発明の一実施形態による露光装置に設けられるレチクルステージの外観斜視図である。尚、図１２に示したレチクルステージは、本発明にいうステージ装置に相当するものでもある。図１２に示すようにレチクルステージ５２は、レチクル定盤５３上を一対のＹリニアモータ６５，６５によってＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるレチクル粗動ステージ６６と、このレチクル粗動ステージ６６上を一対のＸボイスコイルモータ６７Ｘと一対のＹボイスコイルモータ６７ＹとによってＸ、Ｙ、θＺ方向に微小駆動されるレチクル微動ステージ６８とを備えた構成になっている。このように、レチクルステージ５２は、レチクル粗動ステージ６６とレチクル微動ステージ６８とから構成されるが、図１１においては簡略化して図示している。
【００７９】
各Ｙリニアモータ６５は、レチクル定盤５３上に非接触ベアリングである複数のエアベアリング（エアパッド）６９によって浮上支持されＹ軸方向に延びる固定子７０と、この固定子７０に対応して設けられ、連結部材７２を介してレチクル粗動ステージ６６に固定された可動子７１とから構成されている。このため、運動量保存の法則により、レチクル粗動ステージ６６の＋Ｙ方向の移動に応じて、固定子７０はカウンターマスとして−Ｙ方向に移動する。尚、Ｙリニアモータ６５は、前述したリニアモータ装置が用いられる。
【００８０】
この固定子７０の移動によりレチクル粗動ステージ６６の移動に伴う反力を相殺するとともに、重心位置の変化を防ぐことができる。尚、Ｙリニアモータ６５における可動子７１と固定子７０とはカップリングされているため、これらが相対移動した際には、元の位置に止まろうとする力が作用する。そのため、本実施の形態では、固定子７０が所定の位置に到達するようにその移動量を補正する不図示のトリムモータが設けられている。
【００８１】
レチクル粗動ステージ６６は、レチクル定盤５３の中央部に形成された上部突出部５３ｂの上面に固定されＹ軸方向に延びる一対のＹガイド１０１，１０１によってＹ軸方向に案内されるようになっている。また、レチクル粗動ステージ６６は、これらＹガイド１０１，１０１に対して不図示のエアベアリングによって非接触で支持されている。
【００８２】
レチクル微動ステージ６８には、不図示のバキュームチャックを介してレチクルＲが吸着保持されるようになっている。レチクル微動ステージ６８の−Ｙ方向の端部には、コーナキューブからなる一対のＹ移動鏡１０２ａ，１０２ｂが固定され、また、レチクル微動ステージ６８の＋Ｘ方向の端部には、Ｙ軸方向に延びる平面ミラーからなるＸ移動鏡１０３が固定されている。そして、これらのＹ移動鏡１０２ａ，１０２ｂ及びＸ移動鏡１０３に対して、測長ビームを照射する３つのレーザ干渉計（いずれも不図示）が各移動鏡との距離を計測することにより、レチクルステージ５２のＸ方向及びＹ方向の位置並びにＺ軸回りの回転θＺが高精度に計測される。
【００８３】
図１１に戻り、投影光学系ＰＬは、複数の屈折光学素子（レンズ素子）を含んで構成され、物体面（レチクルＲ）側と像面（ウェハＷ）側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有する。尚、投影光学系ＰＬが備える複数のレンズ素子の硝材は、露光用照明光の波長に応じて、例えば石英又は蛍石が選択される。照明光学系ＩＵから射出される照明光がレチクルＲを照明すると、レチクルＲを透過した照明光が投影光学系ＰＬに入射し、レチクルに形成されたパターンの部分倒立像が投影光学系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状に制限されて結像される。これにより、投影されたパターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウェハＷ上の複数のショット領域のうち、１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。
【００８４】
投影光学系ＰＬに設けられる（投影光学系ＰＬを構成する）レンズ素子の一部（例えば、５つのレンズ素子）は圧電素子を用いたアクチュエータ、磁歪アクチュエータ、流体圧アクチュエータ等の駆動源によって、光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）に移動可能且つＸ方向又はＹ方向を軸として傾斜（チルト）可能に構成されている。これらの移行可能及び傾斜可能に構成されたレンズ素子の１つの姿勢を調整することにより、又は、複数のレンズ素子の姿勢を互いに関連付けて調整することにより、例えば投影光学系ＰＬで生ずる５つの回転対称収差及び５つの偏心収差を個別に補正することができる。ここでいう５つの回転対称収差とは、倍率、ディストーション（歪曲収差）、コマ収差、像面湾曲収差、及び球面収差をいう。また、５つの偏心収差とは、偏心ディストーション（歪曲収差）、偏心コマ収差、偏心アス収差、及び偏心球面収差をいう。
【００８５】
投影光学系ＰＬは、リアクションフレーム５８の段部５８ｂに防振ユニット７４を介してほぼ水平に支持された鋳物等で構成された鏡筒定盤７５に、光軸ＡＸ方向をＺ方向として上方から挿入されるとともに、フランジ７３が係合している。ここで、防振ユニット７４は、鏡筒定盤７５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７６とボイスコイルモータ７７とが段部５８ｂ上に直列に配置された構成になっている。尚、図１１においては、Ｘ方向に配置された防振ユニット７４のみを図示しており、Ｙ方向に配置された防振ユニットは図示を省略している。これらの防振ユニット７４によって、ベースプレート６０及びリアクションフレーム５８を介して鏡筒定盤７５（ひいては投影光学系ＰＬ）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。
【００８６】
ステージ装置５７は、ウェハステージ５５、このウェハステージ５５をＸＹ平面に沿った２次元方向に移動可能に支持するウェハ定盤５６、ウェハステージ５５と一体的に設けられウェハＷを吸着保持する試料台ＳＴ、これらウェハステージ５５及び試料台ＳＴを相対移動自在に支持するＸガイドバーＸＧを主体に構成されている。ウェハステージ５５の底面には、非接触ベアリングである複数のエアベアリング（エアパッド）７８が固定されており、これらのエアベアリング７８によってウェハステージ５５がウェハ定盤５６上に、例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。
【００８７】
ウェハ定盤５６は、ベースプレート６０の上方に、防振ユニット７９を介してほぼ水平に支持されている。防振ユニット７９は、ウェハ定盤５６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８０とボイスコイルモータ８１とがベースプレート６０上に並列に配置された構成になっている。尚、図１１においては、Ｘ方向に配置された防振ユニット７９のみを図示しており、Ｙ方向に配置された防振ユニットは図示を省略している。これらの防振ユニット７９によって、ベースプレート６０を介してウェハ定盤５６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。
【００８８】
ここで、ウェハステージ５５について詳述する。図１３は、本発明の一実施形態による露光装置に設けられるウェハステージの外観斜視図である。尚、図１３に示したウェハステージは、本発明にいうステージ装置に相当するものでもある。図１３に示すように、ＸガイドバーＸＧは、Ｘ方向に沿った長尺形状を呈しており、その長さ方向両端には磁石列を有する可動子８６，８６がそれぞれ設けられている。これらの可動子８６，８６に対応するコイル列を有する固定子８７，８７は、ベースプレート６０に突設された支持部８２，８２に設けられている（図１１参照。尚、図１１では可動子８６及び固定子８７を簡略して図示している）。
【００８９】
これらの可動子８６及び固定子８７によってリニアモータ８３，８３が構成されており、可動子８６が固定子８７との間の電磁気的相互作用により駆動されることでＸガイドバーＸＧがＹ方向に移動し、リニアモータ８３，８３の駆動を調整することでθＺ方向に回転移動する。すなわち、このリニアモータ８３によってＸガイドバーＸＧとほぼ一体的にウェハステージ５５（及び試料台ＳＴ、以下単に試料台ＳＴという）がＹ方向及びθＺ方向に駆動されるようになっている。尚、リニアモータ８３，８３は、前述したリニアモータ装置が用いられる。
【００９０】
また、ＸガイドバーＸＧの−Ｘ方向側には、Ｘトリムモータ８４の可動子が取り付けられている。Ｘトリムモータ８４は、Ｘ方向に推力を発生することでＸガイドバーＸＧのＸ方向の位置を調整するものであって、その固定子（不図示）はリアクションフレーム５８に設けられている。このため、ウェハステージ５５をＸ方向に駆動する際の反力は、リアクションフレーム５８を介してベースプレート６０に伝達される。
【００９１】
試料台ＳＴは、ＸガイドバーＸＧとの間にＺ方向に所定量のギャップを維持する磁石及びアクチュエータからなる磁気ガイドを介して、ＸガイドバーＸＧにＸ方向に相対移動自在に非接触で支持・保持されている。また、ウェハステージ５５は、ＸガイドバーＸＧに埋設された固定子を有するＸリニアモータ８５による電磁気的相互作用によりＸ方向に駆動される。Ｘリニアモータの可動子は図示していないが、ウェハステージ５５に取り付けられている。試料台ＳＴの上面には、ウェハホルダ９１を介してウェハＷが真空吸着等によって固定される（図１１参照。図１３では図示略）。尚、Ｘリニアモータ８５も、前述したリニアモータ装置が用いられる。
【００９２】
尚、上記リニアモータ８３よりもＸリニアモータ８５の方がウェハステージ５５上に載置されるウェハＷに近い位置に配置されている上、Ｘリニアモータ８５の可動子が試料台ＳＴに固定されている。このため、Ｘリニアモータ８５は発熱源であるコイルがウェハＷから遠くに位置する固定子となり、発熱源とならない磁石が可動子となるように、ムービングマグネット型のリニアモータを用いることが望ましい。また、リニアモータ８３は、Ｘリニアモータ８５、ＸガイドバーＸＧ、及び試料台ＳＴを一体とし駆動するため、Ｘリニアモータ８５より遙かに大きい推力を必要とする。そのため、多くの電力を必要とし発熱量もＸリニアモータ８５より大きくなる。この点を考慮して、全体的に発熱量が小さくなるようにリニアモータ８３としてムービングコイル型のリニアモータを用いることができる。一方、発熱源であるコイルは冷却液の循環により冷却されるので、冷却液循環のための配管が必要となる。この点を考慮して、配管部分が連動しないようにコイルを固定子とするムービングマグネット型のリニアモータを用いることもできる。
【００９３】
ウェハステージ５５のＸ方向の位置は、投影光学系ＰＬの鏡筒下端に固定された参照鏡９２（図１１参照）を基準として、ウェハステージ５５の一部に固定された移動鏡９３の位置変化を計測する図１１に示したレーザ干渉計９４によって所定の分解能、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、上記参照鏡９２、移動鏡９３、レーザ干渉計９４とほぼ直交するように配置された不図示の参照鏡、レーザ干渉計及び移動鏡によってウェハステージ５５のＹ方向の位置が計測される。尚、これらレーザ干渉計の中、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５５（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、Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸まわりの回転量をも求めることができるようになっている。
【００９４】
更に、図１１に示すように、投影光学系ＰＬのフランジ７３には、異なる３カ所に３つのレーザ干渉計９５が固定されている（ただし、図１１においてはこれらのレーザ干渉計のうち１つを代表して図示している）。各レーザ干渉計９５に対向する鏡筒定盤７５の部分には、開口７５ａがそれぞれ形成されており、これらの開口７５ａを介して各レーザ干渉計９５からＺ方向のレーザビーム（測長ビーム）がウェハ定盤５６に向けて照射される。ウェハ定盤５６の上面の各測長ビームの対向位置には、反射面がそれぞれ形成されている。このため、上記３つのレーザ干渉計９５によってウェハ定盤５６の異なる３点のＺ位置がフランジ７３を基準としてそれぞれ計測される。
【００９５】
次に、以上説明した構成の露光装置の露光時の動作について簡単に説明する。露光動作が開始されると、不図示のステージコントローラがレチクルステージ５２及びウェハステージ５５を加速させ、レチクルステージ５２及びウェハステージ５５が所定の速度に達したときに、不図示の主制御系が照明光学系ＩＵから照明光を射出させ、レチクルＲ上の所定の矩形状の照明領域を均一な照度で照明させる。
【００９６】
この照明領域に対してレチクルＲがＹ方向に走査されるのに同期して、この照明領域と投影光学系ＰＬに関して光学的に共役な露光領域に対してウェハＷを走査する。これにより、レチクルＲのパターン領域を透過した照明光が投影光学系ＰＬにより１／α倍に縮小され、レジストが塗布されたウェハＷ上にパターンの縮小像が投影される。そして、ウェハＷ上の露光領域には、レチクルＲのパターンが逐次転写され、１回の走査でレチクルＲ上のパターン領域の全面がウェハＷ上のショット領域に転写される。１つのショット領域に対してパターン転写が終了すると、例えばＸ方向にウェハＷをステップ移動させて次にパターンを転写すべきショット領域を露光開始位置に移動させる。その後、不図示のステージコントローラがレチクルステージ５２及びウェハステージ５５を加速させ、上述した動作と同様の動作を繰り返す。
【００９７】
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、上記実施形態で挙げた光源以外に、Ｋｒ２レーザ（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高周波発生装置、若しくは半導体レーザの高周波発生装置を用いることができる。更に、光源としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。例えば、単一波長レーザの発振波長を１．５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生波長が１８９〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波、又は発生波長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波が出力される。
【００９８】
特に、発振波長を１．５４４〜１．５５３μｍの範囲内とすると、発生波長が１９３〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７〜１．５８μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ２レ−ザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。また、発振波長を１．０３〜１．１２μｍの範囲内とすると、発生波長が１４７〜１６０ｎｍの範囲内である７倍高調波が出力され、特に発振波長を１．０９９〜１．１０６μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜１５８μｍの範囲内の７倍高調波、即ちＦ２レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。この場合、単一波長発振レーザとしては例えばイットリビウム・ドープ・ファイバーレーザを用いることができる。
【００９９】
また、本発明は半導体素子の製造に用いられる露光装置だけではなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウェハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。更には、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウェハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウェハなどが用いられる。
【０１００】
また、本発明のステージ装置は、露光装置に設けられるステージ装置のみならず、物体を載置した状態で移動させる（１次元的な移動又は２次元的な移動に制限されない）ステージ装置を制御する場合一般について適用することが可能である。
【０１０１】
次に、本発明の一実施形態による露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法の実施形態について簡単に説明する。図１４は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。図１４に示すように、まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウェハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
【０１０２】
次に、ステップＳ１３（ウェハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウェハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウェハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１０３】
図１５は、半導体デバイスの場合における、図１４のステップＳ１３の詳細なフローの一例を示す図である。図１５において、ステップＳ２１（酸化ステップ）においてはウェハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においてはウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においてはウェハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１０４】
ウェハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウェハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウェハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウェハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固定子と可動子との相対移動方向にコイルを配列してなるコイル列を複数設け、各々のコイル列を収容部材で個別に収容しているため、収容部材の剛性を上げることができる。その結果、収容部材内に導入する冷却液の流量を増大することができ、コイルの冷却能力を向上させることができるという効果がある。また、かかる構成にすることで収容部材内に導入された冷却液が収容部材内でまんべんなく流れることになるため、これによっても冷却能力を向上することができる効果がある。
また、本発明によれば、固定子と可動子との相対移動方向に交差する方向に複数設けられたコイル列を相対移動方向に所定量だけずらして配置しているため、コイル列をなすコイルに通電した際に可動子の推力発生に寄与しないコイルの発生を防止することができ、リニアモータ駆動時の効率を向上させることができるという効果がある。また、固定子と可動子との相対移動方向におけるコイルにより発生させる磁界の切り替え単位を細かく制御することができるため、効率を向上させることができるという効果がある。
また、本発明によれば、第１補助磁石及び第２補助磁石を設けることにより、コイル列を透過する磁束の磁束密度を高めることができるため、相対移動方向に交差する方向にコイル列を複数配置したことで生ずるであろう推力低下を補うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるリニアモータ装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線の断面矢視図である。
【図３】コイル列１４ａ，１４ｂと磁石列２７ａ，２７ｂとの関係を示す図１に示したリニアモータ装置の上面透視図である。
【図４】図１及び図３中のＢ−Ｂ線の断面矢視図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるリニアモータ装置の断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態によるリニアモータ装置の断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態によるリニアモータ装置の上面透視図である。
【図８】本発明の第５実施形態によるリニアモータ装置の上面透視図である。
【図９】本発明の第６実施形態によるリニアモータ装置の上面透視図である。
【図１０】本実施形態のリニアモータ装置の断面図及びその断面内における磁束密度の一例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態による露光装置に設けられるレチクルステージの外観斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態による露光装置に設けられるウェハステージの外観斜視図である。
【図１４】マイクロデバイスの製造例を示すフローチャートである。
【図１５】半導体デバイスの場合における、図１４のステップＳ１３の詳細なフローの一例を示す図である。
【図１６】従来のリニアモータ装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　　　　　　　リニアモータ装置
１１　　　　　　　固定子
１２　　　　　　　可動子
１３ａ，１３ｂ　　コイル
１４ａ，１４ｂ　　コイル列
１５ａ，１５ｂ　　冷却管（収容部材）
２０　　　　　　　磁石
２７ａ，２７ｂ　　磁石列
２８　　　　　　　補助磁石（第１補助磁石）
４０ａ，４０ｂ　　磁石列
４１ａ，４１ｂ　　磁石
４２ａ，４２ｂ　　補助磁石（第１補助磁石）
４３ａ，４３ｂ　　磁石列
４４　　　　　　　補助磁石（第２補助磁石）
５１　　　　　　　露光装置
５２　　　　　　　レチクルステージ（マスクステージ）
５５　　　　　　　ウェハステージ（基板ステージ）
Ｒ　　　　　　　　レチクル（マスク）
Ｗ　　　　　　　　ウェハ（感光基板）
【図１】
2004031673.tif 000003
【図２】
2004031673.tif 000004
【図３】
2004031673.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004031673.tif 000009
【図８】
2004031673.tif 000010
【図９】
2004031673.tif 000011
【図１０】
2004031673.tif 000012
【図１１】
2004031673.tif 000013
【図１２】
2004031673.tif 000014
【図１３】
2004031673.tif 000015
【図１４】
2004031673.tif 000016
【図１５】
2004031673.tif 000017
【図１６】
2004031673.tif 000018