JP2011192889A - カウンタマス装置およびステージ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステージの重力方向の駆動に伴う振動が外部に伝達されるのを抑制することが可能なカウンタマス装置を提供する。
【解決手段】このカウンタマス装置１００は、ステージ取付部１１にバネ部材２を介して懸架されたカウンタマス部３と、アクチュエータ固定部１２に設置され、カウンタマス部３に重力方向の推力を付与する磁気浮上ユニット６と、カウンタマス部３に設けられたステージ駆動部５と、ステージ駆動部５により重力方向に駆動されるステージ部４と、ステージ駆動部５によりステージ部４を重力方向に駆動する際の推力の反力に起因してカウンタマス部３が重力方向に移動する時に発生するバネ部材２の復元力を相殺する方向の推力を、磁気浮上ユニット６に発生させるように制御する制御部７とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、カウンタマス装置およびステージ装置に関し、特に、ステージの駆動に伴う振動を抑制するカウンタマス装置およびステージ装置に関する。

従来、ステージの駆動に伴う振動を抑制するカウンタマス装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、レチクルステージ定盤上にエアベアリングを介して非接触で支持されたカウンタマス本体と、カウンタマス本体に設けられたリニアモータと、リニアモータにより水平方向に駆動されるレチクルステージとを備えたレチクルステージ装置（カウンタマス装置）が開示されている。このレチクルステージ装置では、カウンタマス本体をエアベアリングにより水平方向に移動可能に支持することによって、リニアモータがレチクルステージを水平方向に駆動させる際の推力の反力によりレチクルステージの駆動方向とは反対方向にカウンタマス本体が移動される。これにより、レチクルステージの水平方向の駆動による反力がカウンタマス本体により相殺されるので、カウンタマス本体からレチクルステージ定盤に反力が伝達されるのが抑制される。その結果、レチクルステージの水平方向の駆動に伴う反力に起因してレチクルステージ定盤が振動するのを抑制することが可能となる。

また、従来では、重力方向の重量をキャンセル（補償）する手段としてカウンタマス（カウンタウェイト）を用いるＺ軸型ステージも知られている（たとえば、特許文献２参照）。

上記特許文献２によるＺ軸型ステージでは、Ｚ軸ステージとＺ軸ステージの搭載物とを含むステージ全体の重さにバランスするカウンタマスを用いることにより、Ｚ軸ステージの自重をキャンセル（補償）している。すなわち、Ｚ軸ステージおよびカウンタマスをそれぞれ連結部材の一方端および他方端に接続するとともに、滑車に連結部材を巻回した状態でＺ軸ステージを連結部材の一方端から下方に吊り下げる一方、連結部材の他方端から下方に吊り下げたカウンタマスによりＺ軸ステージの自重をキャンセルしている。これにより、Ｚ軸ステージを駆動するアクチュエータを小さくすることが可能となる。

特開２００６−３０３３１２号公報 特開２００３−８４０８７号公報

しかしながら、上記特許文献１のレチクルステージ装置では、レチクルステージの水平方向の駆動に伴う振動がレチクルステージ定盤に伝達されるのを抑制可能である一方、レチクルステージの重力方向の駆動に伴う振動がレチクルステージ定盤に伝達されるのを抑制することはできないという問題点がある。

また、上記特許文献２のＺ軸型ステージでは、カウンタマスを用いることによりＺ軸ステージ全体の重量をキャンセルしてＺ軸ステージを駆動するアクチュエータを小さくすることが可能である一方、Ｚ軸ステージの重力方向の駆動時にＺ軸ステージを駆動するアクチュエータが発生した反力は滑車を支持している部材を通じて床面に伝達されるので、床面が振動してしまうという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ステージの重力方向の駆動に伴う振動が外部に伝達されるのを抑制することが可能なカウンタマス装置およびステージ装置を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるカウンタマス装置は、ステージ取付部に弾性部材を介して懸架された第１ステージと、アクチュエータ固定部に設置され、第１ステージに重力方向の推力を付与する第１アクチュエータと、第１ステージに設けられた第２アクチュエータと、第２アクチュエータにより重力方向に駆動される第２ステージと、第２アクチュエータにより第２ステージを重力方向に駆動する際の推力の反力に起因して第１ステージが重力方向に移動する時に発生する弾性部材の復元力を相殺する方向の推力を、第１アクチュエータに発生させるように制御する制御部とを備えている。

この発明の第１の局面によるカウンタマス装置では、上記のように、第１ステージに重力方向の推力を付与する第１アクチュエータを設けるとともに、第２アクチュエータにより第２ステージを重力方向に駆動する際の推力の反力によって第１ステージが重力方向に移動する時に発生する弾性部材の復元力を相殺する方向の推力を第１アクチュエータに発生させるように制御する制御部を設けることによって、第２ステージの重力方向の駆動に伴って第１ステージが移動する時に発生する弾性部材の復元力が第１アクチュエータにより発生する推力により相殺されるので、弾性部材の復元力により生じる振動がステージ取付部に伝達されるのを抑制することができる。これにより、第２ステージの重力方向の駆動に伴う振動がステージ取付部を介して外部に伝達されるのを抑制することができる。その結果、第２ステージの重力方向の駆動に伴う振動が外部（床面）に伝達されることに起因する装置全体の振動を抑制することができる。

上記第１の局面によるカウンタマス装置において、好ましくは、弾性部材はバネ部材であり、制御部は、第１ステージが重力方向に移動する時に発生するバネ部材の復元力に対応するバネ部材の張力の変化分を相殺する方向の推力を第１アクチュエータに発生させるように構成されている。このように構成すれば、第１ステージを簡易な構成のバネ部材により懸架することができるとともに、バネ部材の復元力に対応するバネ部材の張力の変化分を第１アクチュエータにより発生する推力により相殺することができるので、バネ部材の復元力により生じる振動がステージ取付部に伝達されるのを抑制することができる。これにより、第１ステージを簡易な構成のバネ部材により懸架しながら、第２ステージの重力方向の駆動に伴う振動がステージ取付部を介して外部に伝達されるのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、バネ部材の変位量を測定する測定手段をさらに備え、制御部は、測定手段により測定されたバネ部材の変位量とバネ部材のバネ定数とに基づいてバネ部材の復元力を算出し、算出したバネ部材の復元力を相殺する方向の推力を第１アクチュエータに発生させるように構成されている。このように構成すれば、制御部により、バネ部材の変位量とバネ部材のバネ定数とに基づいてバネ部材の復元力を容易に算出することができるので、算出したバネ部材の復元力を相殺する方向の推力を第１アクチュエータに発生させてバネ部材の復元力を容易に相殺することができる。これにより、第２ステージの重力方向の駆動に伴う振動がステージ取付部を介して外部に伝達されるのを容易に抑制することができる。

上記測定手段を備えた構成において、好ましくは、測定手段は、バネ部材の変位量に対応する第１ステージの変位量を測定する変位センサを含み、制御部は、変位センサにより測定された第１ステージの変位量と、バネ部材のバネ定数とに基づいてバネ部材の復元力を算出し、算出したバネ部材の復元力を相殺する方向の推力を第１アクチュエータに発生させるように構成されている。このように構成すれば、変位センサにより第１ステージの変位量を測定してバネ部材の変位量を容易に得ることができるので、制御部により、バネ部材の変位量とバネ部材のバネ定数とに基づいてバネ部材の復元力をより容易に算出することができる。

上記弾性部材がバネ部材である構成において、好ましくは、バネ部材は引張りコイルバネである。このように構成すれば、第１ステージの重量により引張りコイルバネに第１ステージを懸架する鉛直上方向への張力が発生するので、第２ステージの重力方向の駆動に伴って第１ステージが移動する際に、鉛直上方向への張力の変化分を相殺する方向の推力を第１アクチュエータに発生させて引張りコイルバネの復元力を相殺することができる。

上記第１の局面によるカウンタマス装置において、好ましくは、制御部は、弾性部材の復元力と逆方向で略同じ大きさの推力を第１アクチュエータに発生させるように構成されている。このように構成すれば、第１アクチュエータにより弾性部材の復元力が略完全に相殺されるので、弾性部材の復元力により生じる振動がステージ取付部に伝達されるのを有効に防止することができる。これにより、第２ステージの重力方向の駆動に伴う振動が外部に伝達されるのをより有効に抑制することができる。

上記第１の局面によるカウンタマス装置において、好ましくは、アクチュエータ固定部およびステージ取付部は、一体的に形成されているとともに、鉛直方向に所定の間隔を隔てて配置されている。このように構成すれば、アクチュエータ固定部およびステージ取付部を一体的に形成して剛性を高めることができるので、ステージ取付部に取り付けられた弾性部材から伝達される力によってステージ取付部が変位してしまうのを抑制することができる。これにより、第１ステージに設けられた第２アクチュエータによって第２ステージを重力方向に精度よく駆動させることができる。また、アクチュエータ固定部およびステージ取付部を一体的に形成して鉛直方向に所定の間隔を隔てて配置することによって、弾性部材からステージ取付部に加わる力の変化分とアクチュエータ固定部に加わる第１アクチュエータの反力とが常に相殺されるので、アクチュエータ固定部とステージ取付部とを一体化した部材を介して外部に第１アクチュエータの反力が伝わるのを抑制することができる。これにより、第２ステージの重力方向の駆動のみならず第１アクチュエータの駆動に伴う振動がアクチュエータ固定部およびステージ取付部を一体化した部材を介して外部に伝達されるのをより抑制することができる。また、アクチュエータ固定部およびステージ取付部を一体的に形成してカウンタマス装置の構造を簡素化することができる。

この場合、好ましくは、アクチュエータ固定部は、ステージ取付部の下方で、かつ、ステージ取付部に対して鉛直方向に所定の間隔を隔てて対向する位置に配置されている。このように構成すれば、アクチュエータ固定部およびステージ取付部の間で、弾性部材および第１アクチュエータを同一の鉛直線上に配置することができるので、弾性部材からステージ取付部に加わる力の変化分とアクチュエータ固定部に加わる第１アクチュエータの反力とを同一の鉛直線上で相殺することができ、その結果、ステージ取付部とアクチュエータ固定部とを一体化した部材にねじれなどが発生するのを抑制することができる。

上記第１の局面によるカウンタマス装置において、好ましくは、制御部は、第１アクチュエータを用いて定期的に第１ステージの重力方向の位置を補正するように構成されている。このように構成すれば、外乱により第１ステージの重力方向の位置がずれる場合でも、弾性部材の復元力を相殺する第１アクチュエータを用いて第１ステージの位置を補正することができるので、位置補正用のアクチュエータを別途設けることなく、所望の位置に第１アクチュエータを配置させることができる。

この発明の第２の局面におけるステージ装置は、ステージ取付部に弾性部材を介して懸架されたカウンタマス部と、アクチュエータ固定部に設置され、カウンタマス部に重力方向の推力を付与する第１アクチュエータと、カウンタマス部に設けられた第２アクチュエータと、第２アクチュエータにより重力方向に駆動され、試料を保持する試料保持テーブルと、第２アクチュエータにより試料保持テーブルを重力方向に駆動する際の推力の反力に起因してカウンタマス部が重力方向に移動する時に発生する弾性部材の復元力を相殺する方向の推力を、第１アクチュエータに発生させるように制御する制御部とを備えている。

この発明の第２の局面によるステージ装置では、上記のように、カウンタマス部に重力方向の推力を付与する第１アクチュエータを設けるとともに、第２アクチュエータにより試料保持テーブルを重力方向に駆動する際の推力の反力によってカウンタマス部が重力方向に移動する時に発生する弾性部材の復元力を相殺する方向の推力を第１アクチュエータに発生させるように制御する制御部を設けることによって、試料保持テーブルの重力方向の駆動に伴ってカウンタマス部が移動する時に発生する弾性部材の復元力が第１アクチュエータにより発生する推力により相殺されるので、弾性部材の復元力により生じる振動がステージ取付部に伝達されるのを抑制することができる。これにより、試料保持テーブルの重力方向の駆動に伴う振動がステージ取付部を介して外部に伝達されるのを抑制することができる。その結果、試料保持テーブルの重力方向の駆動に伴う振動が外部（床面）に伝達されることに起因する装置全体の振動を抑制することができる。

本発明の第１実施形態によるカウンタマス装置を示した概略図である。 本発明の第１実施形態によるカウンタマス装置の初期状態を示した概略図である。 本発明の第１実施形態によるカウンタマス装置のステージ部が重力方向に駆動した状態を示した概略図である。 図３に示したカウンタマス装置の状態において、磁気浮上ユニットによりステージ部に推力を付与した状態を示した概略図である。 本発明の第２実施形態によるステージ装置を示した概略正面図である。 本発明の第２実施形態によるステージ装置を示した概略平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１を参照して、本発明の第１実施形態によるカウンタマス装置１００の構成について説明する。

本発明の第１実施形態によるカウンタマス装置１００は、図１に示すように、水平方向に見て略Ｃ字形状を有する固定台１と、固定台１にバネ部材２を介して懸架された枠形状のカウンタマス部３と、カウンタマス部３の内部に配置されたステージ部４とを備えている。なお、バネ部材２は、本発明の「弾性部材」の一例であり、カウンタマス部３は、本発明の「第１ステージ」の一例である。また、ステージ部４は、本発明の「第２ステージ」の一例である。

固定台１は、上部に設けられたステージ取付部１１と、下部に設けられたアクチュエータ固定部１２と、ステージ取付部１１およびアクチュエータ固定部１２を連結する連結部１３とを含んでいる。また、ステージ取付部１１、アクチュエータ固定部１２および連結部１３は、一体的に形成されており、固定台１は高い剛性を有している。また、この固定台１は、金属（たとえば、ステンレス鋼）により形成されている。また、ステージ取付部１１は、連結部１３の上端部から水平方向（Ｘ方向の一方側）に延びるように形成されている。また、アクチュエータ固定部１２は、連結部１３の下端部からステージ取付部１１と同じ水平方向（Ｘ方向の一方側）に延びるように形成されている。また、アクチュエータ固定部１２は、ステージ取付部１１に対して鉛直方向（Ｚ方向）に所定の間隔を隔てて対向するように配置されている。また、アクチュエータ固定部１２は、水平に形成された床面１１０（外部）に下面が当接するように設置されている。また、連結部１３は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びるように形成されている。

バネ部材２の上端部２ａは、固定台１のステージ取付部１１の下面のバネ取付部１１ａに取り付けられている。また、バネ部材２の下端部２ｂには、カウンタマス部３が取り付けられている。また、バネ部材２は、引張りコイルバネである。すなわち、バネ部材２は、下端部２ｂに取り付けられたカウンタマス部３に対する重力に抗して、鉛直上方向への張力によりカウンタマス部３を懸架するように構成されている。

カウンタマス部３は、矩形形状の外形を有するとともに、内側に矩形形状の開口部３１を有している。また、カウンタマス部３は、上面にバネ部材２の下端部２ｂが取り付けられており、固定台１のステージ取付部１１に吊り下げられている。また、カウンタマス部３は、バネ部材２の鉛直上方向（Ｚ１方向）への張力とカウンタマス部３の重量とが釣り合う位置で静止している。第１実施形態では、この釣り合い位置に位置するカウンタマス部３の中心部３ａを通る水平方向の直線を重力方向（Ｚ方向）における基準線とする。また、カウンタマス部３の開口部３１のＸ方向の両側面（外側面）には、それぞれ、ステージ部４を重力方向（鉛直方向、Ｚ方向）に駆動するための一対のステージ駆動部５の各々を構成するステージ駆動固定子５１が取り付けられている。なお、一対のステージ駆動部５は、ボイスコイルモータである。また、ステージ駆動部５は、本発明の「第２アクチュエータ」の一例である。

ステージ部４は、カウンタマス部３の開口部３１の内側に配置されている。また、ステージ部４は、矩形形状に形成されている。また、ステージ部４のＸ方向の両側面には、一対のステージ駆動部５の各々を構成するステージ駆動可動子５２が取り付けられている。また、各ステージ駆動可動子５２は、対応するステージ駆動固定子５１に水平方向に対向するように配置されている。また、ステージ部４は、一対のステージ駆動部５により、カウンタマス部３の開口部３１内でカウンタマス部３に非接触状態で支持されている。また、ステージ部４の中心部４ａは、重力方向（Ｚ方向）における基準線上に配置されている。

また、カウンタマス装置１００は、カウンタマス部３の下方に設けられた磁気浮上ユニット６をさらに備えている。磁気浮上ユニット６は、ボイスコイルモータからなり、カウンタマス部３を重力方向（鉛直方向）に駆動する機能を有している。また、磁気浮上ユニット６は、アクチュエータ固定部１２の上面上に設置された浮上ユニット固定子６１と、カウンタマス部３の下面に取り付けられた浮上ユニット可動子６２とにより構成されている。浮上ユニット固定子６１および浮上ユニット可動子６２は、互いに鉛直方向に対向するように配置されている。また、浮上ユニット固定子６１はコイルからなり、浮上ユニット可動子６２は永久磁石からなる。また、磁気浮上ユニット６は、バネ部材２と同一の鉛直線Ｃ（図１参照）上に配置されている。さらに、浮上ユニット固定子６１の水平方向の中心は、バネ部材２の上端部２ａが取り付けられるステージ取付部１１のバネ取付部１１ａを通る鉛直線Ｃ（図１参照）上に配置されている。より詳細には、非駆動状態（初期状態）において、バネ取付部１１ａを通る鉛直線Ｃ上には、カウンタマス部３の中心部３ａ、ステージ部４の中心部４ａおよび磁気浮上ユニット６の重力方向の推力の中心が位置するように構成されている。なお、磁気浮上ユニット６は、本発明の「第１アクチュエータ」の一例である。

また、磁気浮上ユニット６の浮上ユニット固定子６１には、浮上ユニット固定子６１に流れる電流を調整する制御部７が電気的に接続されている。また、制御部７には、カウンタマス部３の上方に配置され、カウンタマス部３の重力方向の変位量を測定するギャップセンサ８が電気的に接続されている。カウンタマス部３の重力方向の変位量はバネ部材２の変位量に対応しているため、ギャップセンサ８は間接的にバネ部材２の変位量を測定している。また、ギャップセンサ８は、固定台１の連結部１３に固定的に取り付けられ、カウンタマス部３の上面に対向するように配置されている。なお、ギャップセンサ８は、本発明の「測定手段」および「変位センサ」の一例である。また、制御部７は、浮上ユニット固定子６１に流れる電流を調整することによって、磁気浮上ユニット６がカウンタマス部３に対して付与する重力方向の推力を調整するように構成されている。

ここで、第１実施形態では、制御部７は、後述するように、ステージ部４の重力方向への駆動の反力に起因してカウンタマス部３が重力方向に移動する際に、バネ部材２に発生する復元力を相殺する推力を磁気浮上ユニット６に発生させるように構成されている。すなわち、制御部７は、ギャップセンサ８により測定されたバネ部材２の変位量（ｘ）とバネ部材２のバネ定数（ｋ）とに基づいてバネ部材２の復元力（Ｆ＝ｋｘ）を算出するように構成されている。そして、制御部７は、算出したバネ部材２の復元力を相殺する推力を磁気浮上ユニット６に発生させる。この際、磁気浮上ユニット６に発生させる推力は、バネ部材２の復元力と同じ大きさで、かつ、復元力と逆方向になるように調整される。

また、制御部７は、磁気浮上ユニット６を用いてカウンタマス部３の重力方向の位置を補正するように構成されている。具体的には、ステージ部４の重力方向への駆動の反力に起因してカウンタマス部３が重力方向に移動する際に、カウンタマス部３に接続される図示しないケーブルなどの影響（たとえば、ケーブルから加わる外力）により、カウンタマス部３が所望の位置に移動されずに位置ずれしてしまう場合がある。このため、制御部７は、磁気浮上ユニット６の推力を調整してカウンタマス部３を所望の位置まで移動する位置補正を行うように構成されている。また、制御部７は、上記したカウンタマス部３の重力方向の位置補正を、磁気浮上ユニット６を用いて定期的に（たとえば、制御部７による制御周期と同じ約０．１ｓｅｃ間隔（周期）で）行うように構成されている。また、ステージ部４の駆動時に限らず、カウンタマス部３に対してケーブルなどから外力が加えられる場合があり、このような場合にも、その外力を相殺するように磁気浮上ユニット６に推力を発生させて定期的に位置補正を行うように構成されている。なお、カウンタマス部３に対してケーブルなどから常時所定の大きさの外力が加えられている場合には、その所定の大きさの外力を相殺する推力を磁気浮上ユニット６に常時発生させるようにしてもよい。これにより、ケーブルなどの影響によりカウンタマス部３の位置がずれてしまうのを抑制可能である。

次に、図２〜図４を参照して、第１実施形態によるカウンタマス装置１００のステージ部４を重力方向に駆動する際の動作について説明する。ここでは、カウンタマス部３の中心部３ａおよびステージ部４の中心部４ａが重力方向（Ｚ方向）における基準線上に位置する状態（図２に示す状態）を初期状態として説明する。また、図２〜図４には、各状態における、ステージ取付部１１に作用する力およびカウンタマス部３に作用する力の状態を図示している。

まず、初期状態において、カウンタマス部３には、図２に示すように、重力による鉛直下方向の力（重量）と、重力による力（重量）の大きさと同じ大きさのバネ部材２による鉛直上方向の力（張力）とが作用している。これにより、カウンタマス部３は、重力方向において釣り合い状態（静止状態）にある。また、ステージ取付部１１には、カウンタマス部３に作用する鉛直上方向の力（張力）と同じ大きさで逆方向（鉛直下方向）の力（バネ部材２の張力）が作用している。

そして、図３に示すように、初期状態から一対のステージ駆動部５によりステージ部４を鉛直下方向（Ｚ２方向）に駆動（移動）させると、ステージ部４の鉛直下方向（Ｚ２方向）への駆動（移動）に伴って２つのステージ駆動固定子５１に鉛直上方向（Ｚ１方向）の反力が発生する。これにより、カウンタマス部３が鉛直上方向（Ｚ１方向）に移動され、カウンタマス部３の移動量分だけバネ部材２が縮む（バネ部材２の伸び量が小さくなる）。その結果、バネ部材２の張力が小さくなる。

この際、カウンタマス部３には、初期状態と同じ大きさの重力による鉛直下方向の力（重量）と、初期状態の張力よりも小さいバネ部材２による鉛直上方向の力（張力）とが作用している。すなわち、初期状態に対して、重力による鉛直下方向の力（重量）の大きさは変化しない一方、バネ部材２による鉛直上方向の力（張力）はバネ部材２が縮んだ分小さくなる。また、ステージ取付部１１のバネ取付部１１ａに作用するバネ部材２による鉛直下方向の張力も、カウンタマス部３に作用するバネ部材２の張力と同様に、バネ部材２が縮んだ分小さくなる。このとき、カウンタマス部３は、重力方向において不釣り合い状態となり、バネ部材２には、カウンタマス部３を釣り合い状態に戻そうとするＺ２方向（鉛直下方向）の復元力が発生する。

ここで、第１実施形態では、図４に示すように、制御部７により、カウンタマス部３に作用するバネ部材２による張力の変化分（復元力）を補うように磁気浮上ユニット６に重力方向（鉛直方向）の推力を発生させる。すなわち、制御部７は、カウンタマス部３を釣り合い状態に戻すバネ部材２のＺ２方向（鉛直下方向）の復元力を相殺するように磁気浮上ユニット６にＺ１方向（鉛直上方向）の推力を発生させる。より詳細には、制御部７は、ギャップセンサ８により測定されるバネ部材２の変位量（ｘ）とバネ部材２のバネ定数（ｋ）とに基づいてバネ部材２の復元力（Ｆ＝ｋｘ）（初期状態（釣り合い状態）からの張力の変化分）を算出し、このＺ２方向の復元力を相殺するように磁気浮上ユニット６にＺ１方向の推力を発生させる。

このとき、カウンタマス部３には、重力による初期状態と同じ所定の大きさの鉛直下方向の力（重量）と、バネ部材２が縮んだ分小さくなった鉛直上方向の力（張力）とに加えて、バネ部材２の復元力（初期状態（釣り合い状態）からの張力の変化分）と同じ大きさの磁気浮上ユニット６による鉛直上方向（Ｚ１方向）の推力が作用する。これにより、カウンタマス部３は、移動後の位置において釣り合い状態（静止状態）となる。すなわち、磁気浮上ユニット６による推力により、バネ部材２の復元力が完全に相殺されてカウンタマス部３は移動後の位置で静止する。なお、ステージ取付部１１のバネ取付部１１ａには、バネ部材２が縮んだ分小さくなった鉛直下方向の力（張力）が作用している。

また、磁気浮上ユニット６により発生する鉛直上方向（Ｚ１方向）の推力に起因してアクチュエータ固定部１２には鉛直下方向（Ｚ２方向）の反力が作用する。この反力の大きさは、磁気浮上ユニット６による鉛直上方向（Ｚ１方向）の推力の大きさと同じであり、バネ部材２の張力の変化分と同じである。これにより、高剛性に構成した固定台１において、ステージ取付部１１のバネ取付部１１ａに作用するバネ部材２の張力の変化分（鉛直上方向の力）とアクチュエータ固定部１２に作用する鉛直下方向（Ｚ２方向）の反力とが鉛直線Ｃ上で相殺される。したがって、床面１１０には、磁気浮上ユニット６による鉛直上方向（Ｚ１方向）の推力に伴う鉛直下方向（Ｚ２方向）の反力は伝達されない。すなわち、床面１１０に作用する力は、初期状態の場合から変化しない。上記の構成により、ステージ部４を重力方向（Ｚ方向）に駆動した場合でも、床面１１０（外部）に伝達される力を変動させないようにすることが可能である。なお、ステージ駆動部５により、ステージ部４を鉛直上方向（Ｚ１方向）に駆動させる場合は、バネ部材２による復元力および磁気浮上ユニット６に発生させる推力の方向が上述の場合とは逆になる。すなわち、バネ部材２にはカウンタマス部３を釣り合い状態に戻そうとするＺ１方向（鉛直上方向）の復元力が発生するので、そのＺ１方向の復元力を相殺するように磁気浮上ユニット６にＺ２方向（鉛直下方向）の推力を発生させる。

第１実施形態では、上記のように、カウンタマス部３に重力方向の推力を付与する磁気浮上ユニット６を設けるとともに、ステージ駆動部５によりステージ部４を重力方向に駆動する際の推力の反力によってカウンタマス部３が重力方向に移動する時に発生するバネ部材２の復元力を相殺する方向の推力を磁気浮上ユニット６に発生させるように制御する制御部７を設けることによって、ステージ部４の重力方向の駆動に伴ってカウンタマス部３が移動する時に発生するバネ部材２の復元力が磁気浮上ユニット６により発生する推力により相殺されるので、バネ部材２の復元力により生じる振動がステージ取付部１１に伝達されるのを抑制することができる。これにより、ステージ部４の重力方向の駆動に伴う振動がステージ取付部１１を介して床面１１０（外部）に伝達されるのを抑制することができる。その結果、ステージ部４の重力方向の駆動に伴う振動が床面１１０（外部）に伝達されることに起因する装置全体の振動を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部７により、カウンタマス部３が重力方向に移動する時に発生するバネ部材２の復元力に対応するバネ部材２の張力の変化分を相殺する方向の推力を磁気浮上ユニット６に発生させることによって、バネ部材２の復元力により生じる振動がステージ取付部１１に伝達されるのを抑制することができる。これにより、カウンタマス部３を簡易な構成のバネ部材２により懸架しながら、ステージ部４の重力方向の駆動に伴う振動がステージ取付部１１を介して床面１１０（外部）に伝達されるのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、バネ部材２の変位量を測定するギャップセンサ８を設け、制御部７により、ギャップセンサ８により測定されたバネ部材２の変位量（ｘ）とバネ部材２のバネ定数（ｋ）とに基づいてバネ部材２の復元力（Ｆ＝ｋｘ）を算出し、算出したバネ部材２の復元力を相殺する方向の推力を磁気浮上ユニット６に発生させることによって、制御部７により、バネ部材２の変位量（ｘ）とバネ部材２のバネ定数（ｋ）とに基づいてバネ部材２の復元力（Ｆ＝ｋｘ）を容易に算出することができるので、算出したバネ部材２の復元力を相殺する方向の推力を磁気浮上ユニット６に発生させてバネ部材２の復元力を容易に相殺することができる。これにより、ステージ部４の重力方向の駆動に伴う振動がステージ取付部１１を介して床面１１０（外部）に伝達されるのを容易に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部７により、バネ部材２の復元力と逆方向で同じ大きさの推力を磁気浮上ユニット６に発生させることによって、磁気浮上ユニット６によりバネ部材２の復元力が略完全に相殺されるので、バネ部材２の復元力により生じる振動がステージ取付部１１に伝達されるのを有効に防止することができる。これにより、ステージ部４の重力方向の駆動に伴う振動が床面１１０（外部）に伝達されるのをより有効に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、アクチュエータ固定部１２およびステージ取付部１１を、一体的に形成するとともに、鉛直方向に所定の間隔を隔てて配置することによって、アクチュエータ固定部１２およびステージ取付部１１を一体的に形成して剛性を高めることができるので、ステージ取付部１１のバネ取付部１１ａに取り付けられたバネ部材２から伝達される力によってステージ取付部１１が変位してしまうのを抑制することができる。これにより、カウンタマス部３に設けられたステージ駆動部５によってステージ部４を重力方向に精度よく駆動させることができる。また、アクチュエータ固定部１２およびステージ取付部１１を一体的に形成して鉛直方向に所定の間隔を隔てて配置することによって、バネ部材２からステージ取付部１１に加わる張力の変化分とアクチュエータ固定部１２に加わる磁気浮上ユニット６の反力とが常に相殺されるので、アクチュエータ固定部１２とステージ取付部１１とが一体化された固定台１を介して床面１１０（外部）に磁気浮上ユニット６の反力が伝わるのを抑制することができる。これにより、ステージ部４の重力方向の駆動のみならず磁気浮上ユニット６の駆動に伴う振動がアクチュエータ固定部１２およびステージ取付部１１が一体化された固定台１を介して床面１１０（外部）に伝達されるのをより抑制することができる。また、アクチュエータ固定部１２およびステージ取付部１１を一体的に形成してカウンタマス装置１００の構造を簡素化することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、アクチュエータ固定部１２を、ステージ取付部１１の下方で、かつ、ステージ取付部１１に対して鉛直方向に所定の間隔を隔てて対向する位置に配置することによって、アクチュエータ固定部１２およびステージ取付部１１の間で、バネ部材２および磁気浮上ユニット６を同一の鉛直線Ｃ上に配置することができるので、バネ部材２からステージ取付部１１に加わる張力の変化分とアクチュエータ固定部１２に加わる磁気浮上ユニット６の反力とを同一の鉛直線Ｃ上で相殺することができる。その結果、ステージ取付部１１とアクチュエータ固定部１２とが一体化された固定台１にねじれなどが発生するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、磁気浮上ユニット６を用いて定期的にカウンタマス部３の重力方向の位置を補正することによって、外乱（ケーブルなどの影響）によりカウンタマス部３の重力方向の位置がずれる場合でも、バネ部材２の復元力を相殺する磁気浮上ユニット６を用いてカウンタマス部３の位置を補正することができるので、位置補正用のアクチュエータを別途設けることなく、所望の位置に磁気浮上ユニット６を配置させることができる。

（第２実施形態）
次に、図５および図６を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態のカウンタマス装置１００と同様の構成のカウンタマス装置１００ａをステージ装置２００に適用した場合について説明する。なお、第２実施形態では、上記第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付してその説明を省略する。

本発明の第２実施形態によるステージ装置２００は、半導体基板に回路パターンを現像する露光装置に用いられるものであり、回路パターンに対応するパターンが設けられたマスク３００を保持可能に構成されている。また、ステージ装置２００は、図５および図６に示すように、ステージ装置２００の四隅に配置された４つのカウンタマス装置１００ａと、４つのカウンタマス装置１００ａの各々を支持する４つのエアベアリング装置２１０とを備えている。なお、マスク３００は、本発明の「試料」の一例である。

図５に示すように、４つのカウンタマス装置１００ａの各々に設けられたバネ部材２（４箇所）により、１つのカウンタマス部２０３が懸架されている。カウンタマス部２０３は、水平に配置された底面部２０３ａと、底面部２０３ａから鉛直上方向に延びるように形成された側面部２０３ｂと、側面部２０３ｂの上端部を連結するように設けられた上面部２０３ｃとを含んでいる。上面部２０３ｃの上面は、図５および図６に示すように、Ｘ方向の両側で面取りされており、Ｙ方向に延びる傾斜面２０３ｄが形成されている。また、カウンタマス部２０３の中央部には、図５に示すように、底面部２０３ａ、側面部２０３ｂおよび上面部２０３ｃにより取り囲まれた鉛直上方向（Ｚ１方向）に突出する凸形状のテーブル配置空間２０３ｅが形成されている。また、カウンタマス部２０３は、４つのバネ部材２の鉛直上方向（Ｚ１方向）への張力とカウンタマス部２０３の重量とが釣り合う位置で静止している。

また、カウンタマス部２０３のテーブル配置空間２０３ｅには、マスク３００を保持するテーブル２０４が設けられている。また、テーブル２０４は、図６に示すように、平面的に見て、矩形形状を有している。また、テーブル２０４は、カウンタマス部２０３のテーブル配置空間２０３ｅ内でカウンタマス部２０３に非接触状態で配置されている。また、テーブル２０４は、静電チャックにより下面にマスク３００を保持している。なお、テーブル２０４は、本発明の「試料保持テーブル」の一例である。

また、カウンタマス部２０３のテーブル配置空間２０３ｅには、テーブル２０４をＸ方向およびＺ方向に動作させるボイスコイルモータからなるＸＺアクチュエータ２０５と、テーブル２０４をＹ方向に駆動する図示しないＹリニアモータとが設置されている。ＸＺアクチュエータ２０５は、Ｙ方向に延びる２本のアクチュエータ固定子２０５ａと、テーブル２０４の上面上の四隅に設置された４つのアクチュエータ可動子２０５ｂとにより構成されている。２本のアクチュエータ固定子２０５ａは、それぞれ、Ｘ１方向に配置された２つのアクチュエータ可動子２０５ｂおよびＸ２方向に配置された２つのアクチュエータ可動子２０５ｂに対して重力方向（鉛直方向）に対向するようにカウンタマス部２０３のテーブル配置空間２０３ｅの上側面に取り付けられている。また、ＸＺアクチュエータ２０５は、４つのアクチュエータ可動子２０５ｂにおける推力を調整して、Ｘ方向、Ｚ方向、Ｘ軸回り方向（θｘ）、Ｙ軸回り方向（θｙ）およびＺ軸回り方向（θｚ）にテーブル２０４を動作することが可能に構成されている。これにより、ＸＺアクチュエータ２０５およびＹリニアモータ（図示せず）を駆動して、テーブル２０４を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｘ軸回り方向（θｘ）、Ｙ軸回り方向（θｙ）およびＺ軸回り方向（θｚ）の６自由度で動作可能である。なお、ＸＺアクチュエータ２０５は、本発明の「第２アクチュエータ」の一例である。

また、４つのカウンタマス装置１００ａの４つのバネ部材２の下方には、４つの磁気浮上ユニット６が設置されている。各浮上ユニット固定子６１は、対応する固定台１のアクチュエータ固定部１２の上面上に設置されている。また、各浮上ユニット可動子６２は、対応する浮上ユニット固定子６１に対して鉛直方向に対向するように、カウンタマス部２０３の底面部２０３ａの下面に取り付けられている。また、各磁気浮上ユニット６は、対応するバネ部材２と同一の鉛直線Ｃ上に配置されている。さらに、各浮上ユニット固定子６１の水平方向の中心は、対応するバネ部材２の上端部２ａが取り付けられるステージ取付部１１のバネ取付部１１ａを通る鉛直線Ｃ上に配置されている。より詳細には、バネ取付部１１ａを通る鉛直線Ｃ上には、磁気浮上ユニット６の重力方向の推力の中心が位置するように構成されている。

４つのエアベアリング装置２１０は、図５に示すように、Ｙ方向から見て、略Ｃ字形状に形成されており、４つのカウンタマス装置１００ａを外側から取り囲むように床面１１０上に設置されている。また、４つのエアベアリング装置２１０は、４つのカウンタマス装置１００ａを非接触状態で支持している。

また、図６に示すように、カウンタマス部２０３の外側には、カウンタマス部２０３をＸ方向に動作する１つのＸアクチュエータ２２０と、カウンタマス部２０３をＹ方向に動作する２つのＹアクチュエータ２３０とが設けられている。Ｘアクチュエータ２２０は、ボイスコイルモータからなり、カウンタマス部２０３のＸ２方向側に設置されている。また、２つのＹアクチュエータ２３０は、ボイスコイルモータからなり、カウンタマス部２０３のＹ２方向側に所定間隔を隔てて設置されている。これにより、４つの磁気浮上ユニット６、１つのＸアクチュエータ２２０、および、２つのＹアクチュエータ２３０を制御して、カウンタマス部２０３をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｘ軸回り方向（θｘ）、Ｙ軸回り方向（θｙ）およびＺ軸回り方向（θｚ）の６自由度で動作可能である。

また、第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、制御部７（図１参照）は、４つのギャップセンサ８により測定された４つのバネ部材２の変位量（ｘ）とバネ部材２のバネ定数（ｋ）とに基づいて４つのバネ部材２の復元力（Ｆ＝ｋｘ）を算出するように構成されている。そして、制御部７は、算出した各バネ部材２の復元力が相殺される推力を対応する磁気浮上ユニット６に発生させる。この際、各磁気浮上ユニット６に発生させる推力は、対応するバネ部材２の復元力と逆方向で同じ大きさになるように調整される。

また、テーブル２０４の水平方向への駆動時の反力によりカウンタマス部２０３が水平方向に移動する際に、カウンタマス部２０３に接続されたケーブルなどの影響（たとえば、ケーブルから加わる外力）により、カウンタマス部２０３が水平方向の所望の位置に移動されずに位置ずれしてしまう場合がある。このため、制御部７は、Ｘアクチュエータ２２０および２つのＹアクチュエータ２３０の推力を調整してカウンタマス部２０３を所望の位置まで移動する位置補正を行うように構成されている。さらに、テーブル２０４の水平方向への駆動時の反力によりカウンタマス部２０３が水平方向に移動する際に鉛直方向（Ｚ方向）に傾いてしまう場合には、制御部７は、４つの磁気浮上ユニット６の推力を制御してカウンタマス部２０３が所望の姿勢となるように補正を行う。

また、テーブル２０４の重力方向への駆動時の反力によりカウンタマス部２０３が重力方向に移動する際に、カウンタマス部２０３に接続されたケーブルなどの影響（たとえば、ケーブルから加わる外力）により、カウンタマス部２０３が重力方向の所望の位置に移動されずに位置ずれしてしまう場合がある。このため、制御部７は、４つの磁気浮上ユニット６の推力を制御してカウンタマス部２０３を所望の位置まで移動する位置補正を行うように構成されている。また、制御部７は、上記した水平方向および重力方向の位置補正を定期的に（たとえば、制御部７による制御周期と同じ約０．１ｓｅｃ間隔（周期）で）行うように構成されている。

次に、図５および図６を参照して、第２実施形態によるステージ装置２００のテーブル２０４を駆動する際の動作について説明する。なお、４つのバネ部材２の鉛直上方向（Ｚ１方向）への張力とカウンタマス部２０３の重量とが釣り合う位置にカウンタマス部２０３が位置する状態を初期状態とする。

まず、ＸＺアクチュエータ２０５およびＹリニアモータ（図示せず）により、テーブル２０４を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ軸回り方向（θｚ））に駆動する場合、テーブル２０４が移動する方向とは反対方向の反力がカウンタマス部２０３に作用する。この際、４つのカウンタマス装置１００ａの４つのバネ部材２により懸架されたカウンタマス部２０３は、４つのカウンタマス装置１００ａと共にテーブル２０４が移動する方向とは反対方向に移動される。このとき、４つのカウンタマス装置１００ａが４つのエアベアリング装置２１０により非接触で支持されているので、４つのカウンタマス装置１００ａの移動に伴って発生する力（反力）は床面１１０（外部）には伝達されない。

次に、ＸＺアクチュエータ２０５によりテーブル２０４を重力方向（Ｚ方向）に駆動する場合、テーブル２０４が移動する方向とは反対方向の反力がカウンタマス部２０３に作用する。この反力によるカウンタマス部２０３の重力方向の移動に伴って、４つのカウンタマス装置１００ａの４つのバネ部材２が変位する。これにより、カウンタマス部２０３に対する４つのバネ部材２の張力が変化するので、制御部７により、４つのギャップセンサ８により測定された４つのバネ部材２の変位量（ｘ）とバネ部材２のバネ定数（ｋ）とに基づいて４つのバネ部材２の復元力（Ｆ＝ｋｘ）（初期状態（釣り合い状態）からの張力の変化分）を算出する。そして、制御部７は、算出した復元力を相殺するように４つの磁気浮上ユニット６に推力を発生させる。これにより、カウンタマス部２０３は、移動後の位置で釣り合い状態（静止状態）となる。この際、上記第１実施形態と同様に、各ステージ取付部１１に作用するバネ部材２の張力の変化分と、対応するアクチュエータ固定部１２に作用する磁気浮上ユニット６の反力とが、高剛性に構成した固定台１において相殺されるので、磁気浮上ユニット６の駆動に伴う反力は外部に伝達されない。すなわち、４つの固定台１から外部に伝わる力は、初期状態の場合から変化しない。上記の構成により、テーブル２０４を重力方向（Ｚ方向）に駆動した場合でも、外部に伝達される力を変動させないようにすることが可能である。

また、第２実施形態のカウンタマス装置１００ａでは、テーブル２０４をＸ軸回り方向（θｘ）およびＹ軸回り方向（θｙ）に駆動する場合でも、上記した重力方向（鉛直方向）の駆動時と同様に、４つの磁気浮上ユニット６の推力を調整してテーブル２０４の駆動に伴う力を外部に伝達させないようにすることが可能である。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、上記のように、制御部７により、カウンタマス部２０３に重力方向の推力を付与する４つの磁気浮上ユニット６を設けるとともに、ＸＺアクチュエータ２０５によりテーブル２０４を重力方向に駆動する際の推力の反力によってカウンタマス部２０３が重力方向に移動する時に発生するバネ部材２の復元力を相殺する方向の推力を４つの磁気浮上ユニット６に発生させる。このように構成することによって、テーブル２０４の重力方向の駆動に伴ってカウンタマス部２０３が移動する時に発生するバネ部材２の復元力が磁気浮上ユニット６により発生する推力により相殺されるので、バネ部材２の復元力により生じる振動がステージ取付部１１に伝達されるのを抑制することができる。これにより、テーブル２０４の重力方向の駆動に伴う振動がステージ取付部１１を介して床面１１０（外部）に伝達されるのを抑制することができる。その結果、テーブル２０４の重力方向の駆動に伴う振動が床面１１０（外部）に伝達されることに起因するステージ装置２００の振動を抑制することができる。これにより、ステージ装置２００が用いられる露光装置の位置決め精度を向上させることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、４つのカウンタマス装置１００ａを４つのエアベアリング装置２１０により非接触で支持することによって、テーブル２０４の水平方向の駆動に伴う反力によりカウンタマス部２０３がテーブル２０４の移動方向とは反対方向に移動されるので、テーブル２０４の駆動による反力がカウンタマス部２０３により相殺される。その結果、テーブル２０４の水平方向の駆動に伴う反力が床面１１０（外部）に伝達されるのを抑制することができるので、床面１１０（外部）に振動が伝達されるのを抑制することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明の弾性部材の一例として、引張りコイルバネからなるバネ部材を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、弾性部材が、引張りコイルバネ以外の、たとえば板バネからなるバネ部材であってもよいし、バネ部材以外の、たとえばゴムからなる弾性部材であってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第１アクチュエータの一例として、ボイスコイルモータからなる磁気浮上ユニットを示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１ステージとしてのカウンタマス部に重力方向の推力を付与可能であれば、第１アクチュエータがボイスコイルモータからなる磁気浮上ユニット以外のアクチュエータであってもよい。また、第１アクチュエータは、第１ステージに非接触で推力を付与するものに限らず、第１ステージに接触した状態で推力を付与するものであってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第２アクチュエータの一例として、ボイスコイルモータからなるステージ駆動部を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２ステージとしてのステージ部を重力方向に駆動可能であれば、第２アクチュエータがボイスコイルモータ以外のアクチュエータであってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第１アクチュエータとしての磁気浮上ユニットの推力を、弾性部材としてのバネ部材の復元力と同じ大きさで復元力と逆方向になるように調整する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１アクチュエータの推力が復元力を相殺する方向であれば、復元力と同じ大きさである必要はない。

また、上記第１および第２実施形態では、測定手段の一例として、第１ステージとしてのカウンタマス部の変位量を測定して間接的にバネ部材の変位量を測定するギャップセンサを示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、バネ部材の変位量を測定可能であれば、バネ部材の変位量を直接的に測定する測定手段であってもよいし、ギャップセンサ以外の測定手段であってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、固定台のステージ取付部およびアクチュエータ固定部を一体的に形成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、固定台が高剛性であれば、ステージ取付部およびアクチュエータ固定部を一体的に形成する必要はない。

また、上記第１および第２実施形態では、固定台を金属により形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、高い剛性を有する材質であれば、固定台を金属以外の、たとえばセラミックにより形成してもよい。

また、上記第２実施形態では、本発明のカウンタマス装置を露光装置に用いられるステージ装置に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、カウンタマス装置を露光装置以外の用途に用いられる装置に適用してもよい。

また、上記第２実施形態では、本発明の試料保持テーブルの一例として、マスクを保持するテーブルを示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、マスク以外の試料を保持する試料保持テーブルであってもよい。

２ バネ部材（弾性部材）
３、２０３ カウンタマス部（第１ステージ）
４ ステージ部（第２ステージ）
５ ステージ駆動部（第２アクチュエータ）
６ 磁気浮上ユニット（第１アクチュエータ）
７ 制御部
８ ギャップセンサ（測定手段、変位センサ）
１１ ステージ取付部
１２ アクチュエータ固定部
１００、１００ａ カウンタマス装置
２００ ステージ装置
２０４ テーブル（試料保持テーブル）
２０５ ＸＺアクチュエータ（第２アクチュエータ）
３００ マスク（試料）

Claims (10)

1. ステージ取付部に弾性部材を介して懸架された第１ステージと、
   アクチュエータ固定部に設置され、前記第１ステージに重力方向の推力を付与する第１アクチュエータと、
   前記第１ステージに設けられた第２アクチュエータと、
   前記第２アクチュエータにより重力方向に駆動される第２ステージと、
   前記第２アクチュエータにより前記第２ステージを重力方向に駆動する際の推力の反力に起因して前記第１ステージが重力方向に移動する時に発生する前記弾性部材の復元力を相殺する方向の推力を、前記第１アクチュエータに発生させるように制御する制御部とを備えた、カウンタマス装置。
2. 前記弾性部材は、バネ部材であり、
   前記制御部は、前記第１ステージが重力方向に移動する時に発生する前記バネ部材の復元力に対応する前記バネ部材の張力の変化分を相殺する方向の推力を前記第１アクチュエータに発生させるように構成されている、請求項１に記載のカウンタマス装置。
3. 前記バネ部材の変位量を測定する測定手段をさらに備え、
   前記制御部は、前記測定手段により測定された前記バネ部材の変位量と前記バネ部材のバネ定数とに基づいて前記バネ部材の復元力を算出し、算出した前記バネ部材の復元力を相殺する方向の推力を前記第１アクチュエータに発生させるように構成されている、請求項２に記載のカウンタマス装置。
4. 前記測定手段は、前記バネ部材の変位量に対応する前記第１ステージの変位量を測定する変位センサを含み、
   前記制御部は、前記変位センサにより測定された前記第１ステージの変位量と、前記バネ部材のバネ定数とに基づいて前記バネ部材の復元力を算出し、算出した前記バネ部材の復元力を相殺する方向の推力を前記第１アクチュエータに発生させるように構成されている、請求項３に記載のカウンタマス装置。
5. 前記バネ部材は、引張りコイルバネである、請求項２〜４のいずれか１項に記載のカウンタマス装置。
6. 前記制御部は、前記弾性部材の復元力と逆方向で略同じ大きさの推力を前記第１アクチュエータに発生させるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のカウンタマス装置。
7. 前記アクチュエータ固定部および前記ステージ取付部は、一体的に形成されているとともに、鉛直方向に所定の間隔を隔てて配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のカウンタマス装置。
8. 前記アクチュエータ固定部は、前記ステージ取付部の下方で、かつ、前記ステージ取付部に対して鉛直方向に所定の間隔を隔てて対向する位置に配置されている、請求項７に記載のカウンタマス装置。
9. 前記制御部は、前記第１アクチュエータを用いて定期的に前記第１ステージの重力方向の位置を補正するように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のカウンタマス装置。
10. ステージ取付部に弾性部材を介して懸架されたカウンタマス部と、
    アクチュエータ固定部に設置され、前記カウンタマス部に重力方向の推力を付与する第１アクチュエータと、
    前記カウンタマス部に設けられた第２アクチュエータと、
    前記第２アクチュエータにより重力方向に駆動され、試料を保持する試料保持テーブルと、
    前記第２アクチュエータにより前記試料保持テーブルを重力方向に駆動する際の推力の反力に起因して前記カウンタマス部が重力方向に移動する時に発生する前記弾性部材の復元力を相殺する方向の推力を、前記第１アクチュエータに発生させるように制御する制御部とを備えた、ステージ装置。

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