JP5104633B2 - ステージ装置 - Google Patents

Description

本発明は、２次元駆動、３次元駆動又は回転駆動するステージを備えたステージ装置に関する。

ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）技術の発展により、様々なマイクロマシンを作製することが可能になってきている。その一例に、多軸駆動するステージを半導体基板上に備えたステージ装置が開発されている。この種のステージ装置は、駆動装置から伝達される駆動力によってステージを多軸方向に駆動する。駆動装置には、例えば、静電引力を利用するものが用いられる。この種のステージ装置は、例えば、プローブメモリ装置、表面走査型顕微鏡に用いられる。

ステージの多軸駆動は、単軸駆動を組合せることで実現できる。例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向の単軸駆動を組合せれば、ステージをＸＹ平面で２次元駆動させることができる。ステージは、多軸方向への可動が許容されるために、ビーム（梁）を介して基板に固定されている。特許文献１には、ステージがＳ字状又はＬ字状のビームを介して基板に固定された例が開示されている。

特開２００７−４８３３０号公報（その公報の図３と図１１参照）

Ｓ字状のビームは、ビームの繰返し方向のバネ定数が小さく、それに直交する方向のバネ定数が高い。このため、Ｓ字状のビームは、繰返し方向には弾性変形するものの、繰返し方向に直交する方向には弾性変形しにくい。したがって、ステージが他軸の駆動装置によって繰返し方向に直交する方向に駆動された場合、Ｓ字状のビームはステージの駆動に対して抵抗となってしまうばかりでなく、平面以外の捻れが発生しやすい。このため、ビームの変形時に駆動方向とは別に回転方向の成分が加わってしまう。ステージに伝達する駆動力に余計な成分が加わるので、ステージを正確に駆動させることが困難である。そのため、Ｓ字状のビームは、多軸駆動に不向きである。

Ｌ字状のビームは、２つのストレートビームの組合せで構成されており、２方向のバネ定数が小さい。しかしながら、Ｌ字状のビームでステージを駆動させると、駆動方向とは別に回転方向の成分が加わってしまう。ステージに伝達する駆動力に余計な成分が加わるので、ステージを正確に駆動させることが困難である。

上記したように、従来技術では、（１）ステージが他軸の駆動装置によって駆動された場合に、その駆動方向にステージが可動するのを許容すること、（２）ステージを駆動させる場合に、単軸方向に沿ってステージに駆動力を伝達すること、の双方を同時に解決することができない。
本発明は、上記（１）及び（２）を同時に解決するステージ装置を提供することを目的としている。

本明細書で開示されるステージ装置は、ステージとそのステージに駆動力を伝達する駆動装置を備えている。駆動装置は、一対のフォールディッドビームと、結合部と、駆動手段と、ストレートビームを有している。一対のフォールディッドビームは、結合部を間に置いて第１方向に沿って対向配置されている。各フォールディッドビームは、第１方向に平行に伸びる一対のビームとその一対のビームの一端が接続されている接続部を有している。一対のビームのうちの一方のビームの他端が基板に固定されており、他方のビームの他端が結合部に接続されている。結合部は、基板に対して浮遊しているとともに、一対のフォールディッドビームとストレートビームを結合している。駆動手段は、第１方向に直交する第２方向に沿って、結合部を揺動可能に構成されている。ストレートビームは、第２方向に沿って伸びており、結合部の揺動をステージに伝達可能に構成されている。フォールディッドビームは、第１方向にバネ定数が高く、第２方向にバネ定数が小さい。ストレートビームは、第１方向にバネ定数が小さく、第２方向にバネ定数が高い。
上記ステージ装置は、駆動装置の配置に基づいて、ステージを２次元駆動、３次元駆動又は回転駆動させることができる。駆動装置には、静電引力を利用するもの、電磁力、熱膨張を利用する物が含まれる。

ここで、本願明細書で開示される技術の理解を助けるために、図２７に、上記ステージ装置の概略図を示す。図２７（Ａ）に示すように、図中３がフォールディッドビームであり、図中３ａがその接続部である。一対のフォールディッドビーム３が結合部７を間に置いて対向配置されている。図中４は、フォールディッドビーム３の他端が基板に固定される固定部である。図中５がストレートビームであり、図中６がステージである。フォールディッドビーム３の長手方向がＸ軸方向に平行であり、ストレートビーム５の長手方向がＹ軸方向に平行である。この例では、ステージ６をＸＹ平面で２次元駆動させる。フォールディッドビーム３は、Ｘ軸方向にバネ定数が高く、Ｙ軸方向にバネ定数が小さい。ストレートビーム５は、Ｙ軸方向にバネ定数が高く、Ｘ軸方向にバネ定数が小さい。

図２７（Ｂ）に示すように、ステージ６が他軸の駆動装置によってＸ軸方向に駆動された場合、ストレートビーム５がＸ軸方向に変形することによって、ステージ６がＸ軸方向に可動するのを許容することができる。この時、結合部７の変位はほとんど無い。従って、結合部7に接続された駆動部にステージ６のＸ方向変位による影響がほとんど無い。また、ストレートビーム５は、結合部７とステージ６により両端が接続されているので、温度よる膨張等の内部応力をフォールディッドビーム３が開放する構造となっている。このため、ストレートビーム５のバネ定数の線形性も良好に維持される。また、図２７（Ｃ）に示すように、ステージ６をＹ軸方向に沿って駆動させる場合、一対のフォールディッドビーム３が変形することによって、ステージ６をＹ軸方向に沿って平行に駆動させることができる。この時、ストレートビーム５のＹ方向の剛性は極めて高いので、結合部７に接続された駆動部のＹ方向駆動力を正確にステージ6に伝え、ステージ6をＹ軸方向に駆動することができる。
上記したように、本願明細書で開示される技術は、駆動装置にストレートビーム５と一対のフォールディッドビーム３を組合せた構造を用いることによって、上記（１）及び（２）を同時に解決することができる。

駆動装置には、静電引力を利用するものを用いるのが好ましい。この場合、駆動手段は、基板に固定されている固定電極と、結合部に固定されている可動電極を有しているのが好ましい。この駆動装置によると、結合部は、固定電極と可動電極の間に作用する静電引力によって揺動される。

２次元駆動又は３次元駆動させるステージ装置は、駆動電圧生成回路をさらに備えているのが好ましい。この場合、一対の駆動装置がステージを間に置いて対向配置されているのが好ましい。駆動電圧生成回路は、一方の駆動装置の固定電極と可動電極の間に第１駆動電圧を印加し、他方の駆動装置の固定電極と可動電極の間に第２駆動電圧を印加し、第１駆動電圧と第２駆動電圧の電圧差に基づいてステージを駆動させることを特徴としている。
このステージ装置によると、一方の駆動装置がステージを牽引する向きと他方の駆動装置がステージを牽引する向きが逆向きになる。これにより、ステージには、それぞれ逆向きの牽引力が常に作用しているので、ステージを安定して駆動させることができる。

第１駆動電圧及び第２駆動電圧は、直流電圧と交流電圧の合成電圧であるのが好ましい。第１駆動電圧に含まれる交流電圧と第２駆動電圧に含まれる交流電圧が逆位相であるのが好ましい。ここで、逆位相とは、第１駆動電圧に含まれる交流電圧が、第２駆動電圧に含まれる交流電圧よりも位相がπ（rad)ずれていることをいう。
この場合、直流電圧はステージを位置決めするために設定され、交流電圧はステージを振動させるために設定される。第１駆動電圧及び第２駆動電圧に合成電圧を用いると、例えば、ステージを目標位置まで駆動した後に、その目標位置でステージを振動させることができる。ステージを振動させる技術は、様々な目的で必要とされている。また、交流電圧が逆位相に設定されているので、ステージが振動によって往復するときに、それぞれ逆向きの牽引力が作用する。このため、例えば、バネの復元力で振動を繰返す場合に比して、駆動装置の駆動力でステージを振動させることができるので、応答性が速くなる。

ステージは、平面視したときに四角形であるのが好ましい。この場合、駆動装置は、ステージの４つの角部に対応してそれぞれ配置されているのが好ましい。さらに、各駆動装置のストレートビームは、ステージの対応する角部に接続されていることが好ましい。
この形態によると、ステージにＸ軸回り及びＹ軸回りの回転モーメントが発生しにくくなる。この形態によると、ステージを安定して駆動することができる。

回転駆動させるステージ装置では、駆動装置のストレートビームが伸びる第２方向が、ステージの回転接線方向に平行であることが好ましい。
ここで、回転接線方向とは、ステージ中央の回転軸からステージ端部までの半径の仮想円を描いたときに、その仮想円の接線方向のことである。この形態によると、ステージを回転駆動させることができる。なお、ステージの端部から延長部を設けて、その延長部に駆動装置のストレートビームを接続してもよい。延長部を設ければ、様々な形状のステージを回転駆動させることができる。

回転駆動させるステージ装置では、ステージは、中央部に開口を有するベース部と、開口内に配置されているとともに基板に固定されている回転軸と、開口内に配置されているとともに回転軸とベース部の間を伸びている接続ビームとを有しているのが好ましい。
この形態によると、ステージのＺ軸回りのねじり回転が極めて安定する。

ステージを基板の表面に対して垂直方向に駆動させることもできる。この場合、ステージ装置は、ステージを基板の表面に対して垂直方向に駆動する垂直方向駆動装置をさらに備えているのが好ましい。垂直方向駆動装置は、ステージに設けられた可動電極と、基板に設けられた固定電極を有している。なお、ここでいう可動電極は、ステージ自体が可動電極として機能する場合も含まれる。
このステージ装置によると、ステージの３次元駆動、ステージの回転駆動及びｚ軸駆動を組合せた駆動を実現することができる。

本願明細書で開示されるステージ装置によると、（１）ステージが他軸の駆動装置によって駆動された場合に、他の駆動方向にステージが可動するのを許容すること、（２）ステージを駆動する場合に、単軸方向に沿ってステージに駆動力を伝達すること、の双方を同時に解決することができる。

本実施例で開示される技術の特徴を以下に整理する。
（第１特徴） フォールディッドビームは、第１方向に平行に伸びる３本のビームと、その３本のビームの一端が接続されている接続部を有している。３本のビームのうちの両側のビームの他端が基板に固定されており、中央のビームの他端が結合部に接続されている。
（第２特徴） 前記第１特徴において、中央のビームの幅が両側のビームの幅よりも大きい。
（第３特徴） ステージの裏面に対向する基板表面に、Ｚ軸駆動用電極が設けられている。Ｚ軸駆動用電極とステージの間に静電引力を作用させると、ステージはＺ軸方向に駆動される。
（第４特徴） 駆動装置は、結合部の変位を検出する検出手段を備えている。結合部の変位からステージの変位を間接的に検知する。ステージの変位の検出結果をフィードバック制御し、ステージをより高精度に目標位置に駆動させる。
（第５特徴） ステージを回転駆動させる場合、ステージが側面から突出する延長部を有している。駆動装置のストレートビームは、その延長部に接続されている。

以下、図面を参照して各実施例を説明する。なお、実質的に共通する構成要素に関しては、各実施例を通して共通の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施例）
図１に、ステージ装置１０の平面図を示す。ステージ装置１０は、円形状のステージ６０と複数の駆動装置２０，３０，４０，５０を備えており、ステージ６０をＸＹ平面で２次元駆動する。図２に、図１のＡ−Ａ線に対応した縦断面図を示す。図３に、図１のＢ−Ｂ線に対応した縦断面図を示す。図４に、駆動装置２０の拡大平面図を示す。

図２及び図３に示すように、ステージ装置１０は、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）技術を利用して、シリコン基板１１０上に積層されている絶縁層及びシリコン層を加工することによって作製されている。ステージ装置１０の作製には、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を用いるのが好ましい。

図１に示すように、駆動装置２０と駆動装置４０は、ステージ６０を間に置いてＹ軸方向に沿って対向配置されている。駆動装置２０と駆動装置４０は、ステージ６０をＹ軸方向に単軸駆動する。駆動装置３０と駆動装置５０は、ステージ６０を間に置いてＸ軸方向に沿って対向配置されている。駆動装置３０と駆動装置５０は、ステージ６０をＸ軸方向に単軸駆動する。ステージ６０は、駆動装置２０，３０，４０，５０のビームによってシリコン基板１１０上に揺動可能に支持されている。ステージ６０は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の単軸駆動の組合せによって、ＸＹ平面で２次元駆動される。

駆動装置２０，３０，４０，５０はいずれも、同一形態のものが用いられている。以下、駆動装置２０を例にして駆動装置２０，３０，４０，５０の形態を説明する。図４に示すように、駆動装置２０は、駆動電圧用電極端子２１と、櫛歯電極２２（駆動手段の一例）と、一対のフォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌと、一対の固定部２４Ｒ，２４Ｌと、ストレートビーム２５と、結合部２６と、固定電極用支持部２７を備えている。

駆動電圧用電極端子２１は、ＳＯＩ基板のシリコン層上に被覆された金属端子である。駆動電圧用電極端子２１は、その下のシリコン層と電気的に接続されている。

櫛歯電極２２は、複数の固定櫛歯２２ａと複数の可動櫛歯２２ｂで構成されている。複数の固定櫛歯２２ａは、固定電極用支持部２７に固定されている。図２に示すように、固定電極用支持部２７は、その下の絶縁層を介してシリコン基板１１０に固定されている。このため、複数の固定櫛歯２２ａも、シリコン基板１１０に対して固定されている。複数の固定櫛歯２２ａと固定電極用支持部２７は、駆動電圧用電極端子２１に電気的に接続されている。このため、複数の固定櫛歯２２ａには、駆動電圧用電極端子２１を介して駆動電圧が印加される。

複数の可動櫛歯２２ｂは、結合部２６に固定されている。図２に示すように、可動櫛歯２２ｂ及び結合部２６の下方の絶縁層は除去されており、可動櫛歯２２ｂ及び結合部２６はシリコン基板１１０上に浮遊している。

一対のフォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌは、結合部２６を間に置いてＸ軸方向に沿って対向配置されている。結合部２６に対して右側に配置されているフォールディッドビーム２３Ｒと左側に配置されているフォールディッドビーム２３Ｌは、左右対称の形態である。以下、右側に配置されているフォールディッドビーム２３Ｒを例にしてその形態を説明する。

フォールディッドビーム２３Ｒは、平面Ｕ字状の形態を有しており、一対のビーム２３Ｒａ，２３Ｒｂと接続部２３Ｒｃを備えている。一対のビーム２３Ｒａ，２３Ｒｂは、Ｘ軸方向に沿って平行に伸びている。接続部２３Ｒｃは、Ｙ軸方向に沿って平行に伸びている。一対のビーム２３Ｒａ，２３Ｒｂの一端は、接続部２３Ｒｃに接続されている。一対のビーム２３Ｒａ，２３Ｒｂと接続部２３Ｒｃの下方の絶縁層は除去されており、一対のビーム２３Ｒａ，２３Ｒｂと接続部２３Ｒｃはシリコン基板１１０上に浮遊している。ビーム２３Ｒａの他端は、結合部２６の側面に接続されている。ビーム２３Ｒｂの他端は、固定部２４Ｒに接続されている。図２に示すように、固定部２４Ｒは、その下の絶縁層を介してシリコン基板１１０に固定されている。したがって、フォールディッドビーム２３Ｒのビーム２３Ｒｂの他端は、固定部２４Ｒを介してシリコン基板１１０に固定されている。

フォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌは、Ｙ軸方向のバネ定数が小さく、Ｘ軸方向のばね定数が高い。このため、フォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌは、Ｙ軸方向に弾性変形し、Ｘ軸方向にはほとんど弾性変形しない。

ストレートビーム２５は、Ｙ軸方向に沿って伸びており、一端が結合部２６の側面に接続されており、他端がステージ６０に接続されている。ストレートビーム２５の他端は、ステージ６０の接線方向に対して垂直方向にステージ６０に接続している。ストレートビーム２５の下方の絶縁層は除去されており、ストレートビーム２５はシリコン基板１１０上に浮遊している。

図５に、ステージ装置１０を駆動する駆動電圧制御回路７０を示す。駆動電圧制御回路７０は、各駆動装置２０，３０，４０，５０の駆動電圧用電極端子２１，３１，４１，５１に駆動電圧を印加する。駆動装置２０の駆動電圧用電極端子２１には、Ｙ（+）駆動電圧が印加されている。駆動装置３０の駆動電圧用電極端子３１には、Ｘ（+）駆動電圧が印加されている。駆動装置４０の駆動電圧用電極端子４１には、Ｙ（-）駆動電圧が印加されている。駆動装置５０の駆動電圧用電極端子５１には、Ｘ（-）駆動電圧が印加されている。また、駆動装置５０の固定部５４には、ステージ端子が設けられており、そのステージ端子が接地されている。前記したように、駆動装置２０，３０，４０，５０のフォールディッドビーム、結合部、可動櫛歯、ストレートビーム、ステージはいずれもＳＯＩ基板のシリコン層で形成されているので、これらは電気的に接続されている。このため、駆動装置５０のステージ端子を接地することによって、全ての駆動装置２０，３０，４０，５０のフォールディッドビーム、結合部、可動櫛歯、ストレートビーム、ステージがほぼ接地電位に固定される。

駆動電圧制御回路７０は、直流(ＤＣ）電圧と交流(ＡＣ）電圧を組み合わせた駆動電圧を出力する。直流(ＤＣ）電圧はステージ６０を位置決めするために設定され、交流電圧はステージ６０を振動させるために設定される。必要なければ、交流電圧は印加されない。

例えば、駆動装置２０の駆動電圧用電極端子２１に駆動電圧Ｙ（+）駆動電圧が印加されると、固定櫛歯２２ａと可動櫛歯２２ｂの間に静電引力が働く。固定櫛歯２２ａはシリコン基板１１０に対して固定されており、可動櫛歯２２ｂはシリコン基板１１０に対して浮遊している。このため、駆動電圧Ｙ（+）駆動電圧が印加されると、可動櫛歯２２ｂが固定櫛歯２２ａ側に引き込まれ、これにより、ステージ６０は結合部２６及びストレートビーム２５を介してＹ（+）方向に駆動される。この場合、Ｙ（+）駆動電圧は、ステージ６０をＹ（+）方向へ駆動する駆動力として働く。同様に、Ｙ（-）駆動電圧はＹ（-）方向の駆動力として働き、Ｘ（+）駆動電圧はＸ（+）方向の駆動力として働き、Ｘ（-）駆動電圧はＸ（-）方向の駆動力として働く。

ステージ装置１０では、駆動装置２０と駆動装置４０が協同してステージ６０のＹ軸方向の位置決めを行う。一方、駆動装置３０と駆動装置５０が協同してステージ６０のＸ軸方向の位置決めを行う。例えば、ステージ６０をＹ（+）方向に所定距離だけ駆動させる場合、その所定距離に応じた駆動電圧は、Ｙ（+）駆動電圧とＹ（-）駆動電圧の差として生成される。Ｙ（+）駆動電圧をＹ（-）駆動電圧よりも所定値だけ大きく設定することで、ステージ６０をＹ（+）方向に所定距離だけ駆動させることができる。この場合、駆動装置２０がステージ６０をＹ（+）方向に牽引する向きと駆動装置４０がステージ６０をＹ（-）方向に牽引する向きが逆向きになる。これにより、ステージ６０には、それぞれ逆向きの牽引力が常に作用しているので、バネやステージの挫屈を防ぎ、また機械的な遊びを除去するので、ステージ６０を安定して駆動させることができる。

図２７を参照して説明したように、ステージ装置１０の駆動装置２０，３０，４０，５０は、ストレートビームを備えていることを１つの特徴としている。ストレートビームは、長手方向に垂直な変位に対して柔らかいバネ（バネ定数が小さい）として働く。例えば、駆動装置２０，４０がステージ６０をＹ軸方向に駆動した場合、駆動装置３０，５０のストレートビームはＹ軸方向に弾性変形し、ステージ６０がＹ軸方向に可動するのを許容する。同様に、駆動装置３０，５０がステージ６０をＸ軸方向に駆動した場合、駆動装置２０，４０のストレートビームはＸ軸方向に弾性変形し、ステージ６０がＸ軸方向に可動するのを許容する。これにより、ステージ６０は、ＸＹ平面で２次元駆動することが許容される。

一般的に、このような場合、ステージ６０に結合したビームを介して櫛歯電極２２に不要な他軸力が伝達されることが問題となる。仮に、櫛歯電極２２に他軸力が伝達されると、固定櫛歯２２ａと可動櫛歯２２ｂの間の距離が設計された値からずれるおそれがある。また、櫛歯電極２２に他軸力が伝達されると、固定櫛歯２２ａと可動櫛歯２２ｂが平行対向できなくなるおそれがある。さらに、櫛歯電極２２に他軸力が伝達されると、スティキングや電気的な短絡による故障や不良動作を起こすおそれがある。

一方、ステージ装置１０では、ステージ６０の他軸力をストレートビーム２５の長手方向に垂直な方向への弾性変形によって緩和し、櫛歯電極２２に他軸力が伝達されるのを抑制する。これにより、固定櫛歯２２ａと可動櫛歯２２ｂの位置関係を維持することができる。また、固定部２４とフォールディッドビーム２３と結合部２６で構成された構造も、ステージ６０の他軸力が櫛歯電極２２に伝達されるのを抑制することができる。これにより、固定櫛歯２２ａと可動櫛歯２２ｂの位置関係が他軸力より大きく変化することが抑えられ、その結果安定した単軸駆動力を発生でき、ステージ６０を精度良く単軸駆動することができる。

また、図４に示すように、ステージ装置１０の駆動装置２０では、結合部２６が一対のフォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌで支持されている。このため、結合部２６はフォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌの長手方向に垂直な方向へ変位しやすく、長手方向へは変位しにくい。この結合部２６に接続されたストレートビーム２５は他端がステージ６０に接続されており、ストレートビーム２５の長手方向剛性（バネ定数）が極めて高いので、結合部２６の変位が直接ステージ６０に伝わりステージ６０を単軸駆動することができる。

このように、ステージ装置１０の駆動装置２０，３０，４０，５０は、ストレートビームとフォールディッドビームの組合せ構造を有しており、（１）ステージ６０が他軸の駆動装置によって駆動された場合に、他の駆動方向にステージ６０が可動するのを許容すること、（２）ステージ６０を駆動する場合に、単軸方向に沿ってステージ６０に駆動力を伝達すること、の双方を同時に解決することができる。

また、ステージ装置１０のフォールディッドビームは、ＭＥＭＳ構造で課題となる内部応力が長手方向に開放されるので、内部応力の影響が少なくそのため温度安定性、経年安定性に優れている。

ステージ装置１０の構成によれば、内部応力に敏感なストレートビーム２５の両端がシリコン基板１１０に対して固定されていない。このため、内部応力の変化をフォールディッドビーム２３の変形しやすさで緩和している。そのため、温度安定性や経年安定性に優れている。

（第２実施例）
図６に、第２実施例のステージ装置１１の平面図を示す。ステージ装置１１は、ステージ６１の形状が四角形であることを特徴としている。ステージ６１の形状が四角形であると、活用面積を広く確保することができる。

（第３実施例）
図７に、第３実施例のステージ装置１２の平面図を示す。ステージ装置１２は、ステージ６２の形状が四角形であり、駆動装置２０，３０，４０，５０のストレートビーム２５，３５，４５，５５がステージ６２の角部に接続されていることを特徴としている。ステージ装置１２は、Ｘ軸回り及びＹ軸回りの回転モーメントが発生しにくく、ステージ６２を安定して駆動させることができる。

（第４実施例）
図８に、第４実施例のステージ装置１３の平面図を示す。ステージ装置１３は、フォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌが３本形状であることを１つの特徴としている。両側のビーム２３Ｒｂ，２３Ｌｂの端部が固定部２４Ｒ，２４Ｌを介してシリコン基板１１０に固定されている。ステージ装置１３では、フォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌのねじり剛性が極めて高くなり、他軸力に対する安定性が向上する。

また、ステージ装置１３は、フォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌのうちの中央のビーム２３Ｒａ，２３Ｌａが、両側のビーム２３Ｒｂ，２３Ｌｂよりも太いことを１つの特徴としている。この場合、両側のビーム２３Ｒｂ，２３Ｌｂの合成のバネ定数と中央のビーム２３Ｒａ，２３ｂのバネ定数がバランスする。これにより、フォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌが、長手方向に直交する方向に弾性変形するときの安定性が増加する。

（第５実施例）
図９に、第５実施例のステージ装置１４の平面図を示す。ステージ装置１４は、フォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌの中央のビーム２３Ｒａ，２３Ｌａが２本形状であることを特徴としている。これにより、フォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌが、長手方向に直交する方向に弾性変形するときの安定性が増加する。

（第６実施例）
図１０に、第６実施例のステージ装置１５の平面図を示す。図１１に、図１０のＡ−Ａ線に対応した縦断面図を示す。ステージ装置１５は、Ｚ軸駆動装置８０を備えていることを特徴としている。ステージ装置１５は、ステージ６１を３次元で駆動する。

Ｚ軸駆動装置８０は、ステージ６１の下方のシリコン基板１１０に設けられた複数のＺ軸固定電極８２，８４，８６，８８を備えている。Ｚ軸固定電極８２，８４，８６，８８は、高抵抗なシリコン基板１１０の表面の一部に高濃度に不純物を導入することによって形成することができる。また、この例では、ステージ６１自体が可動電極として機能する。Ｚ軸固定電極８２，８４，８６，８８に駆動電圧を印加すると、Ｚ軸固定電極８２，８４，８６，８８とステージ６１の間に静電引力が作用し、ステージ６１をＺ軸方向に駆動することができる。

ステージ６１のＺ軸方向の駆動は、ストレートビーム２５とフォールディッドビーム２３のＺ軸方向のバネ系で許容される。なお、ストレートビーム２５のＺ軸方向のバネ定数をフォールディッドビーム２３のＺ軸方向のバネ定数よりも小さくすることによって、固定櫛歯２２ａと可動櫛歯２２ｂのＺ軸方向の位置関係が変化することを抑えることができる。

（第７実施例）
図１２に、第７実施例のステージ装置１６の平面図を示す。ステージ装置１６は、フォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌが３本形状である点で第６実施例のステージ装置１５と相違する。ステージ装置１６では、フォールディッドビーム２３Ｒ，２３Ｌのねじり剛性が極めて高くなり、他軸力に対する安定性が向上する。

図１３に、ステージ装置１６を駆動する駆動電圧制御回路７０を示す。駆動電圧制御回路７０は、Ｚ軸駆動装置８０のＺ軸固定電極８２，８４，８６，８８にＺ（-）駆動電圧を印加している。この例では、Ｚ軸駆動装置８０のＺ軸固定電極８２，８４，８６，８８にＺ（-）駆動電圧が印加されると、ステージ６１はシリコン基板１１０側に引き寄せられる。なお、ステージ６１の表面に対向してＺ軸固定電極をさらに設け（一対の固定電極がステージ６１を間に置いて対向するような形態）、そのＺ軸固定電極にＺ（+）駆動電圧を印加すれば、ステージ６１をＺ軸方向の正側と負側に駆動させることができる。

（第８実施例）
図１４に、ステージ装置１７の平面図を示す。ステージ装置１７は、上述した駆動装置２０，３０，４０，５０とは異なる種類の駆動装置１２０，１３０，１４０，１５０を備えている。図１５に、駆動装置１２０の拡大要部平面図を示す。

駆動装置１２０は、一対の変位検出用電極端子１２１Ｒ，１２１Ｌと、一対の変位検出用櫛歯電極１２２Ｒ，１２２Ｌを備えていることを特徴としている。変位検出用電極端子１２１Ｒ，１２１Ｌは、ＳＯＩ基板のシリコン層上に被覆された金属端子である。変位検出用電極端子１２１Ｒ，１２１Ｌは、その下のシリコン層と電気的に接続されている。変位検出用電極端子１２１Ｒ，１２１Ｌと駆動電圧用電極端子２１は、電気的に絶縁されている。

変位検出用櫛歯電極１２２Ｒ，１２２Ｌは、２つの変位検出用固定櫛歯１２２Ｒａ，１２２Ｌａと１つ変位検出用可動櫛歯１２２Ｒｂ，１２２Ｌｂで構成されている。変位検出用固定櫛歯１２２Ｒａ，１２２Ｌａは、絶縁層を介してシリコン基板１１０に固定されている。変位検出用可動櫛歯１２２Ｒｂ，１２２Ｌｂは、変位検出用可動櫛歯１２２Ｒｂ，１２２Ｌｂは、結合部２６に固定されている。

図１６に、ステージ装置１７に接続される変位検出用回路１７０を示す。各変位検出用電極端子１２１Ｒ，１２１Ｌ，１３１Ｒ，１３１Ｌ，１４１Ｒ，１４１Ｌ，１５１Ｒ，１５１Ｌには静電容量検出回路が接続されている。例えば、変位検出用電極端子１２１Ｒに接続されている静電容量検出回路は、変位検出用固定櫛歯１２２Ｒａと変位検出用可動櫛歯１２２Ｒｂとの距離の変化を静電容量の変化として検出する。変位検出用電極端子１２１Ｌに接続されている静電容量検出回路は、変位検出用固定櫛歯１２２Ｌａと変位検出用可動櫛歯１２２Ｌｂとの距離の変化を静電容量の変化として検出する。変位検出用電極端子１２１Ｒに接続されている静電容量検出回路の出力と変位検出用電極端子１２１Ｌに接続されている静電容量検出回路はＸ（+）変位検出回路で加算される。同様に、Ｘ（-）変位検出回路、Ｙ（+）変位検出回路、Ｙ（-）変位検出回路で加算結果が得られる。Ｘ（+）変位検出回路の加算結果とＸ（-）変位検出回路の加算結果は、Ｘ変位検出回路で差動検知される。Ｙ（+）変位検出回路の加算結果とＹ（-）変位検出回路の加算結果は、Ｙ変位検出回路で差動検知される。これより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の変位を独立的に極めて高い精度で測定、検知できる。

（駆動電圧制御回路７０の変形例１）
図１７に、駆動電圧制御回路７０の変形例の一例を示す。この駆動電圧制御回路７０は、ステージ駆動電圧配分回路と、Ｘ駆動電圧配分回路と、Ｙ駆動電圧配分回路をさらに備えていることを特徴としている。ステージ６２をＸＹ平面の任意の位置に動かす、あるいは安定に保持する場合、目標とする位置情報をステージ駆動電圧配分回路に入力する。ステージ駆動電圧配分回路は、その位置情報をＸ，Ｙ成分に分解し、それぞれＸ駆動電圧配分回路、Ｙ駆動電圧駆動配分回路に入力する。Ｘ駆動電圧配分回路はＸ（+）方向とＸ（-）方向の駆動電圧とその駆動タイミングを同期させ、Ｘ（＋）方向に働く静電引力とＸ（-）方向に働く静電引力を組み合わせて、ステージ６２を精度良くＸ軸方向に駆動あるいは振動駆動する。Ｙ軸方向もＸ軸方向と同様な動作をする。これにより、ステージ６２はプル＆プル駆動が可能となり、特に高速駆動時に安定した駆動が可能となる。

「プル＆プル動作」とは、例えば、図１４，１５，１６，１７において駆動装置１３０に印加した電圧によりステージ６２が右側方向（Ｘ（+）方向）に駆動されるが、左側（Ｘ（-）方向）の駆動力はバネ２３の復元力による。これにより原点から右側への駆動が可能となる。一方、左側にある駆動装置１５０に印加される電圧によりステージ６２が左側方向（Ｘ（-）方向）に駆動され、右側（Ｘ（+）方向）の駆動力は駆動装置１５０のバネの復元力による。これにより原点から左側への駆動が可能となる。従って、2つの駆動装置１３０，１５０と駆動電圧の制御装置により相補的な駆動が可能となる。これにより、バネ系での復元力と静電駆動力が重畳され、より速い駆動が可能となる。さらに、駆動電圧にDＣバイアスを印加することにより、左右の駆動装置１３０，１５０がステージ６２を同時に引っ張ることができ、その結果、製作時の内部応力、残留応力、温度変化に伴う熱膨張による熱応力や経年変化による応力の変化に伴う、バネ系及びマス系のたわみや反り、挫屈、ガタを引っ張り力とバネ系で吸収し、機械的精度を向上するばかりでなく、ヒステリシスの発生を防ぐため電気的な駆動精度の向上や、応答性を高め、極めて高い精度のステージ駆動を実現する。

静電引力Ｆ[Ｎ]は、以下の数式で表すことができる。ここで、静電引力Ｆ[Ｎ]、電荷Ｑ[Ｃ]、電界Ｅ[Ｖ/ｍ]、電圧Ｖ[Ｖ]、誘電率ε[Ｆ/ｍ]（真空8.85×10⁻¹²[Ｆ/ｍ]）、面積Ｓ[ｍ²]、電極間距離ｄ[ｍ]である。

上記数式に示すように、静電引力F[N]は、電圧Vの自乗に比例する。そのため、AC駆動電圧Vacの周波数fcの2倍の周波数2×fcで駆動力Facが発生する。一方、AC駆動電圧VacにVacの振幅の2倍以上のDC電圧Vdcを加算すれば、周波数fcで駆動力（Fac＋dc）を発生する。このため、駆動しやすくなるばかりでなく、駆動力の直線性や歪みを小さくすることができる。

（駆動電圧制御回路７０の変形例２）
図１８に、駆動電圧制御回路７０の他の一例を示す。この駆動電圧制御回路７０は、ステージ位置指令回路とステージ位置フィードバック回路をさらに備えていることを特徴としている。ステージ位置指令回路は、目標とする位置情報に基づいて、具体的な位置情報あるいは駆動方向の情報を生成する。この情報をステージ位置フィードバック回路に入力する。一方、Ｘ変位検出回路とＹ変位検出回路から実際のステージのＸ位置、Ｙ位置が出力され、これらの値がステージ位置フィードバック回路に入力される。ステージ位置フィードバック回路は、これらの値から駆動すべき具体的なＸＹ方向の位置、方向に対応した情報をステージ駆動電圧配分回路に入力する。これにより、実際のステージ位置情報を用いてステージ６２を駆動できるので、目標位置に安定に保持できるばかりでなく、移動において立ち上がりが速く、オーバーシュートを防いで応答性の良いステージ駆動が可能となる。

（第９実施例）
図１９に、ステージ装置１８の平面図を示す。ステージ装置１８は、ステージ６１の４つの角部のそれぞれに変形が自由な複数の自由バネ１６２，１６４，１６６，１６８を備えていることを特徴としている。自由バネ１６２，１６４，１６６，１６８の一端は、ＳＯＩ基板の絶縁層を介してシリコン基板１１０に固定されている。自由バネ１６２，１６４，１６６，１６８の他端は、ステージ６１の４つの角部に接続されている。自由バネ１６２，１６４，１６６，１６８は、ステージ６１がＸＹ平面で可動するのを許容するように構成されている。自由バネ１６２，１６４，１６６，１６８が設けられていると、ステージ６１のＸ軸回り及びＹ軸回りの回転を抑制することができ、ステージ６１をＸＹ平面で安定して駆動することができる。

（第１０実施例）
図２０に、ステージ装置１９の平面図を示す。ステージ装置１９は、Ｚ軸駆動装置８０を備えていることを特徴としている。ステージ装置１９は、ステージ６１を３次元で駆動する。

（第１１実施例）
図２１に、ステージ装置１００の平面図をに示す。ステージ装置１００は、ステージ６３の形状が三角形であり、そのステージ６３の３つの角部に駆動装置１２０，１３０，１４０のストレートビーム２５，３５，４５，５５が接続されていることを特徴としている。また、駆動装置１２０，１３０，１４０のストレートビーム２５，３５，４５，５５は、ステージ６３の回転接線方向に平行であることを特徴としている。ステージ装置１００では、ステージ６３をＺ軸回りに回転駆動することができる。

（第１２実施例）
図２２に、ステージ装置１０１の平面図を示す。ステージ装置１０１は、ステージ６０が４つの延長部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄを有しており、その４つの延長部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄに駆動装置１２０，１３０，１４０のストレートビーム２５が接続されていることを特徴としている。また、駆動装置１２０，１３０，１４０のストレートビーム２５は、ステージ６おの回転接線方向に平行であることを特徴としている。ステージ装置１０１では、円形状のステージ６０をＺ軸回りに回転駆動することができる。

（第１３実施例）
図２３に、ステージ装置１０２の平面図を示す。ステージ装置１０２は、ステージ６４の各延長部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄに一対の駆動装置２０，３０，４０，５０が接続されていることを１つの特徴としている。これにより、ステージ６４のＺ軸回りの右ねじり力及び左ねじり力の双方を発生させることができる。

ステージ装置１０２では、ステージ６４がドーナッツ形状であることを１つの特徴としている。具体的には、ステージ６４は、中央部に開口が形成されているベース部６４ａと、平面視したときに開口内に配置されているとともにシリコン基板１１０に固定されている回転軸６４ｃと、回転軸６４ｃとベース部６４ａの間を伸びている複数の接続ビーム６４ｂを有している。回転軸６４ｃがシリコン基板１１０に固定されているので、Ｘ軸回り及びＹ軸回りの回転が抑えられ、Ｚ軸回りの回転が極めて安定する。また、外部化速度等の外乱に対する安定性も高い。

（第１４実施例）
図２４に、ステージ装置１０３の平面図を示す。図２５に、図２４のＡ−Ａ線に対応した縦断面図を示す。ステージ装置１０３は、ステージ６１の中央に探針９１が設けられていることを特徴としている。ステージ装置１０３は、探針９１を３次元で駆動することにより、原子間顕微鏡、トンネル顕微鏡等の表面走査型顕微鏡、あるいは電荷、原子、分子の移動を行うMEMSメモリ等に用いることができる。探針９１に印可される電圧はステージ６１と同電位である。あるいは絶縁層を介してステージ６１上に探針９１を設置するとともに、ステージ６１とストレートビーム２５と結合部２６とフォールディッドビーム２３と固定部２４の表面に絶縁層を介して配線を配設することによって、探針９１をステージ６１から電気的に独立させることができる。この場合、探針９１にステージ６１とは異なる電圧を印加したり、あるいは電気的な検出のための電極として探針９１を使用することができる。

（第１５実施例）
図２６に、ステージ装置１０４の平面図を示す。ステージ装置１０４は、ステージ６３の形状が３角形であり、その３つの角部に駆動装置１２０，１３０，１４０のストレートビーム２５が接続されていることを１つの特徴としている。この場合、３つの駆動装置１２０，１３０，１４０でステージ６３をＸＹ平面で駆動させることができる。さらに、ステージ装置１０４は、Ｚ軸駆動装置８０を備えていることを１つの特徴としている。これにより、ステージ装置１０４は、ステージ６３を３次元で駆動することができる。ステージ装置１０４は、ステージ６３の中央に発光素子９２が設けられていることを１つの特徴としている。これにより、ステージ装置１０４は、ステージ６３を３次元で駆動させることにより、光源の位置合わせを行うことができる。ステージ装置１０４は、光源光学系の焦点合わせや、残像型表示装置に用いることができる。また、絶縁層を介してステージ６３上に発光素子９２を設置するとともに、ステージ６３とストレートビーム２５と結合部２６とフォールディッドビーム２３と固定部２４の表面に絶縁層を介して配線を配設することによって、発光素子９２をステージ６３から電気的に独立させることができる。また、発光素子９２に代えて光検知素子を設ければ、光検知装置の焦点合わせや、検出位置の移動による高分解能の光位置検知装置を構成することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

第１実施例のステージ装置の平面図を示す。 図１のＡ−Ａ線に対応した縦断面図を示す。 図１のＢ−Ｂ線に対応した縦断面図を示す。 第１実施例のステージ装置の駆動装置の拡大平面図を示す。 第１実施例のステージ装置に接続される駆動電圧制御回路を示す。 第２実施例のステージ装置の平面図を示す。 第３実施例のステージ装置の平面図を示す。 第４実施例のステージ装置の平面図を示す。 第５実施例のステージ装置の平面図を示す。 第６実施例のステージ装置の平面図を示す。 図１０のＡ−Ａ線に対応した縦断面図を示す。 第７実施例のステージ装置の平面図を示す。 第７実施例のステージ装置に接続される駆動電圧制御回路を示す。 第８実施例のステージ装置の平面図を示す。 第８実施例のステージ装置の駆動装置の拡大平面図を示す。 第８実施例のステージ装置に接続される変位検出用回路を示す。 第８実施例のステージ装置に接続される変位検出用回路の変形例１を示す。 第８実施例のステージ装置に接続される変位検出用回路の変形例２を示す。 第９実施例のステージ装置の平面図を示す。 第１０実施例のステージ装置の平面図を示す。 第１１実施例のステージ装置の平面図を示す。 第１２実施例のステージ装置の平面図を示す。 第１３実施例のステージ装置の平面図を示す。 第１４実施例のステージ装置の平面図を示す。 図２４のＡ−Ａ線に対応した縦断面図を示す。 第１５実施例のステージ装置の平面図を示す。 （Ａ）本願明細書で開示される駆動装置の概略図を示す。（Ｂ）他軸力が駆動装置に作用したときの様子を示す。（Ｃ）単軸駆動を行う駆動装置の様子を示す。

符号の説明

２０，３０，４０，５０：駆動装置
２１，３１，４１，５１：駆動電圧用電極端子
２２：櫛歯電極
２２ａ：固定櫛歯
２２ｂ：可動櫛歯
２３，２３Ｒ，２３Ｌ：フォールディッドビーム
２３Ｒｃ：接続部
２４，２４Ｒ，２４Ｌ：固定部
２５，３５，４５，５５：ストレートビーム
２６：結合部
２７：固定電極用支持部
６０，６１，６２，６３，６４：ステージ
６４ａ：ベース部
６４ｂ：接続ビーム
６４ｃ：回転軸
７０：駆動電圧制御回路

Claims (8)

1. ステージと、そのステージを間に置いて対向配置されているとともにそのステージに駆動力を伝達する一対の駆動装置と、駆動電圧生成回路と、自由バネと、を備えたステージ装置であって、
   前記駆動装置の各々は、一対のフォールディッドビームと、結合部と、駆動手段と、ストレートビームと、検出手段と、を有しており、
   前記一対のフォールディッドビームは、前記結合部を間に置いて第１方向に沿って対向配置されており、
   各フォールディッドビームは、前記第１方向に平行に伸びる３本のビームと、その３本のビームの一端が接続されている接続部を有しており、３本のビームのうちの両側のビームの他端が基板に固定されており、中央のビームの他端が前記結合部に接続されており、
   前記結合部は、前記基板に対して浮遊しているとともに、前記一対のフォールディッドビームと前記ストレートビームを結合しており、
   前記駆動手段は、前記基板に固定されている固定電極と前記結合部に固定されている可動電極を有しており、前記第１方向に直交する第２方向に沿って、前記結合部を揺動可能に構成されており、
   前記ストレートビームは、前記第２方向に沿って伸びており、前記結合部の揺動を前記ステージに伝達可能に構成されており、
   前記検出手段は、前記基板に固定されているとともに前記駆動手段の前記固定電極の両側に配置されている一対の変位検出用固定電極と、前記結合部に固定されているとともに前記駆動手段の前記可動電極の両側に配置されている一対の変位検出用可動電極と、を有しており、前記結合部の前記第２方向の変位を検出可能に構成されており、
   前記フォールディッドビームは、前記第１方向にバネ定数が高く、前記第２方向にバネ定数が小さく、
   前記ストレートビームは、前記第１方向にバネ定数が小さく、前記第２方向にバネ定数が高く、
   前記駆動電圧生成回路は、一方の前記駆動装置の前記固定電極と前記可動電極の間に第１駆動電圧を印加し、同時に、他方の前記駆動装置の前記固定電極と前記可動電極の間に第２駆動電圧を印加し、前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧の電圧差に基づいて前記ステージを可動させており、
   前記自由バネは、一端が前記ステージに固定されており、他端が前記基板に固定されており、前記ステージが前記第１方向及び前記第２方向に変位するのを許容するステージ装置。
2. ステージと、そのステージを間に置いて対向配置されているとともにそのステージに駆動力を伝達する一対の駆動装置と、駆動電圧生成回路と、を備えたステージ装置であって、
   前記駆動装置の各々は、一対のフォールディッドビームと、結合部と、駆動手段と、ストレートビームと、を有しており、
   前記一対のフォールディッドビームは、前記結合部を間に置いて第１方向に沿って対向配置されており、
   各フォールディッドビームは、前記第１方向に平行に伸びる３本のビームと、その３本のビームの一端が接続されている接続部を有しており、３本のビームのうちの両側のビームの他端が基板に固定されており、中央のビームの他端が前記結合部に接続されており、
   前記結合部は、前記基板に対して浮遊しているとともに、前記一対のフォールディッドビームと前記ストレートビームを結合しており、
   前記駆動手段は、前記基板に固定されている固定電極と前記結合部に固定されている可動電極を有しており、前記第１方向に直交する第２方向に沿って、前記結合部を揺動可能に構成されており、
   前記ストレートビームは、前記第２方向に沿って伸びており、前記結合部の揺動を前記ステージに伝達可能に構成されており、
   前記フォールディッドビームは、前記第１方向にバネ定数が高く、前記第２方向にバネ定数が小さく、
   前記ストレートビームは、前記第１方向にバネ定数が小さく、前記第２方向にバネ定数が高く、
   前記駆動電圧生成回路は、一方の前記駆動装置の前記固定電極と前記可動電極の間に第１駆動電圧を印加し、同時に、他方の前記駆動装置の前記固定電極と前記可動電極の間に第２駆動電圧を印加し、前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧の電圧差に基づいて前記ステージを可動させているステージ装置。
3. 前記フォールディッドビームの前記中央のビームが、２本形状である請求項１又は２に記載のステージ装置。
4. ステージと、そのステージを間に置いて対向配置されているとともにそのステージに駆動力を伝達する一対の駆動装置と、駆動電圧生成回路と、を備えたステージ装置であって、
   前記駆動装置の各々は、一対のフォールディッドビームと、結合部と、駆動手段と、ストレートビームと、検出手段と、を有しており、
   前記一対のフォールディッドビームは、前記結合部を間に置いて第１方向に沿って対向配置されており、
   各フォールディッドビームは、第１方向に平行に伸びる一対のビームと、その一対のビームの一端が接続されている接続部を有しており、一対のビームのうちの一方のビームの他端が基板に固定されており、他方のビームの他端が前記結合部に接続されており、
   前記結合部は、前記基板に対して浮遊しているとともに、前記一対のフォールディッドビームと前記ストレートビームを結合しており、
   前記駆動手段は、前記基板に固定されている固定電極と前記結合部に固定されている可動電極を有しており、前記第１方向に直交する第２方向に沿って、前記結合部を揺動可能に構成されており、
   前記ストレートビームは、前記第２方向に沿って伸びており、前記結合部の揺動を前記ステージに伝達可能に構成されており、
   前記検出手段は、前記基板に固定されているとともに前記駆動手段の前記固定電極の両側に配置されている一対の変位検出用固定電極と、前記結合部に固定されているとともに前記駆動手段の前記可動電極の両側に配置されている一対の変位検出用可動電極と、を有しており、前記結合部の前記第２方向の変位を検出可能に構成されており、
   前記フォールディッドビームは、前記第１方向にバネ定数が高く、前記第２方向にバネ定数が小さく、
   前記ストレートビームは、前記第１方向にバネ定数が小さく、前記第２方向にバネ定数が高く、
   前記駆動電圧生成回路は、一方の前記駆動装置の前記固定電極と前記可動電極の間に第１駆動電圧を印加し、同時に、他方の前記駆動装置の前記固定電極と前記可動電極の間に第２駆動電圧を印加し、前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧の電圧差に基づいて前記ステージを可動させているステージ装置。
5. 変位検出用回路をさらに備えており、
   前記変位検出用回路は、一方の前記駆動装置の前記検出手段に設けられている前記変位検出用固定電極と前記変位検出用可動電極の組合わせのそれぞれの出力を加算し、他方の前記駆動装置の前記検出手段に設けられている前記変位検出用固定電極と前記変位検出用可動電極の組合わせのそれぞれの出力を加算し、一方の前記駆動装置の前記検出手段の加算結果と他方の前記駆動装置の前記検出手段の加算結果を差動増幅する請求項４に記載のステージ装置。
6. 前記駆動電圧生成回路は、前記変位検出用回路で検出されたステージ位置を利用して前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧を生成する請求項５に記載のステージ装置。
7. ステージと、そのステージを間に置いて対向配置されているとともにそのステージに駆動力を伝達する一対の駆動装置と、駆動電圧生成回路と、自由バネと、を備えたステージ装置であって、
   前記駆動装置の各々は、一対のフォールディッドビームと、結合部と、駆動手段と、ストレートビームと、を有しており、
   前記一対のフォールディッドビームは、前記結合部を間に置いて第１方向に沿って対向配置されており、
   各フォールディッドビームは、前記第１方向に平行に伸びる一対のビームと、その一対のビームの一端が接続されている接続部を有しており、一対のビームのうちの一方のビームの他端が基板に固定されており、他方のビームの他端が前記結合部に接続されており、
   前記結合部は、前記基板に対して浮遊しているとともに、前記一対のフォールディッドビームと前記ストレートビームを結合しており、
   前記駆動手段は、前記基板に固定されている固定電極と前記結合部に固定されている可動電極を有しており、前記第１方向に直交する第２方向に沿って、前記結合部を揺動可能に構成されており、
   前記ストレートビームは、前記第２方向に沿って伸びており、前記結合部の揺動を前記ステージに伝達可能に構成されており、
   前記フォールディッドビームは、前記第１方向にバネ定数が高く、前記第２方向にバネ定数が小さく、
   前記ストレートビームは、前記第１方向にバネ定数が小さく、前記第２方向にバネ定数が高く、
   前記駆動電圧生成回路は、一方の前記駆動装置の前記固定電極と前記可動電極の間に第１駆動電圧を印加し、同時に、他方の前記駆動装置の前記固定電極と前記可動電極の間に第２駆動電圧を印加し、前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧の電圧差に基づいて前記ステージを可動させており、
   前記自由バネは、一端が前記ステージに固定されており、他端が前記基板に固定されており、前記ステージが前記第１方向及び前記第２方向に変位するのを許容するステージ装置。
8. 前記第１駆動電圧及び前記第２駆動電圧は、直流電圧と交流電圧の合成電圧であり、
   前記第１駆動電圧に含まれる交流電圧と前記第２駆動電圧に含まれる交流電圧が逆位相であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のステージ装置。

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