JP7449085B2

JP7449085B2 - リニアモータ、ステージ装置、リソグラフィ装置及び物品の製造方法

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Publication number: JP7449085B2
Application number: JP2019230629A
Authority: JP
Inventors: 久佐野; 重雄神谷
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Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2024-03-13
Anticipated expiration: 2039-12-20
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Description

本発明は、リニアモータ、ステージ装置、リソグラフィ装置及び物品の製造方法に関する。

半導体素子や液晶表示素子などのデバイスを製造するために用いられる露光装置は、基板や原版を高速で駆動して（移動させて）位置決めするステージ装置（基板ステージ、原版ステージ）を有している。ステージ装置には、一般的に、基板や原版を保持するステージを、ローレンツ力によって駆動するリニアモータが用いられている。リニアモータを用いることで、ステージ可動部を固定部に対して非接触で高速駆動し、且つ、高精度な位置決めが可能となる。

近年、露光装置の生産性（スループット）の向上のために、ステージの加速度のより一層の向上が求められている。このため、ステージの駆動に必要となる力（駆動力）は非常に大きなものとなり、ステージを駆動するリニアモータのコイル及び磁石が大型化している。

一方、磁石の大きさ（寸法）には製造上の限界が存在し、大きな磁石が必要な場合には、複数の磁石を組み合わせて１つの大きな磁石列を形成している（特許文献１参照）。特許文献１には、複数の磁石を組み合わせたリニアモータが開示されている。

特許第５３６９２６５号公報

しかしながら、特許文献１のように複数の磁石を組み合わせる場合、一般的に、磁石同士は接着剤で固定されるが、接着剤の剛性は磁石自体の剛性よりも低い。従って、磁石の吸引力（磁力）などによって磁石列に力が加わった際に、磁石同士の接着箇所の変形が大きくなり、磁石列の撓みが大きくなる。例えば、可動子に磁石、固定子にコイルを有する、所謂、ムービングマグネット型のリニアモータでは、可動子の変形（撓み）が大きくなり、固定子に接触する可能性がある。可動子と固定子とが接触しないように可動子と固定子との隙間を大きくすることも考えられるが、この場合、コイルと磁石との間のギャップ、所謂、磁気ギャップが大きくなることで、リニアモータの効率が低下してしまう。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、磁石列の撓みを低減するのに有利なリニアモータを提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのリニアモータは、コイルと、第１方向に配列された複数の磁石をそれぞれが含む第１磁石列及び第２磁石列と、前記第１磁石列と前記第２磁石列とが互いに対向するように、前記第１磁石列及び前記第２磁石列を支持する支持部材と、を有し、前記コイルに電流を流すことによって、前記第１磁石列と前記第２磁石列との間で、前記コイルと、前記第１磁石列及び前記第２磁石列とが相対的に前記第１方向に移動し、前記複数の磁石のうちの少なくとも一部の磁石は、前記第１方向に直交する第２方向に配列された複数の部分磁石で構成され、前記少なくとも一部の磁石は、前記第１方向において、前記第２方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置が他の磁石と異なる磁石を含むことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、磁石列の撓みを低減するのに有利なリニアモータを提供することができる。

本発明の第１実施形態におけるリニアモータの構成を示す概略斜視図である。図１に示すリニアモータのＹＺ平面の断面図である。磁石列の磁石配列の一例を示す図である。図１に示すリニアモータのＹＺ平面の断面図である。磁石列の磁石配列の一例を示す図である。図１に示すリニアモータのＹＺ平面の断面図である。磁石列の磁石配列の一例を示す図である。磁石列の磁石配列の一例を示す図である。本発明の第１実施形態におけるリニアモータの変形例の構成を示す概略斜視図である。図８に示すリニアモータのＹＺ平面の断面図である。第１実施形態におけるリニアモータの効果を具体的に説明するための図である。第１実施形態におけるリニアモータの効果を具体的に説明するための図である。本発明の第２実施形態におけるリニアモータの構成を示す概略図である。本発明の第２実施形態におけるリニアモータの構成を示す概略図である。図１３及び図１４に示すリニアモータのＹＺ平面の断面図である。本発明の一側面としてのステージ装置の構成を示す概略図である。本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略図である。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。更に、添付図面においては、同一もしくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態におけるリニアモータ１００の構成を示す概略斜視図である。図２は、図１に示すリニアモータ１００のＹＺ平面の断面図である。図２において、矢印は、磁石の磁化方向を示し、矢印の向きは、Ｎ極の向きを示している。

リニアモータ１００は、図１に示すように、可動子１１０と、固定子１２０とを有する。また、図２に示すように、可動子１１０は、Ｚ方向に互いに対向する２つの磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂを含み、固定子１２０は、複数のコイル１２１を含む。

固定子１２０において、複数のコイル１２１は、ジャケット１２２で覆われている（ジャケット１２２に収められている）。ジャケット１２２には、導管（不図示）が接続され、かかる導管に流体（冷媒）を流すことによってコイル１２１を冷却している。

図３（ａ）は、磁石列１１１Ａ（第１磁石列）の磁石配列の一例を示す図であり、図３（ｂ）は、磁石列１１１Ｂ（第２磁石列）の磁石配列の一例を示す図である。図３（ａ）は、磁石列１１１Ｂに対向する磁石列１１１Ａの面（対向面）における磁石配列を示し、図３（ｂ）は、磁石列１１１Ａに対向する磁石列１１１Ｂの面（対向面）における磁石配列を示している。磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂは、それぞれ、リニアモータ１００の駆動軸（Ｙ軸）に対して垂直な方向（Ｚ方向）に磁化された複数の主極磁石１１４と、リニアモータ１００の駆動軸に対して平行な方向（Ｙ方向）に磁化された複数の補極磁石１１９とを含む。磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂにおいて、複数の主極磁石１１４と複数の補極磁石１１９とは、Ｙ方向に、所謂、ハルバッハ配列で整列されている。複数の主極磁石１１４及び複数の補極磁石１１９は、ヨーク１１５とともに、ハウジング１１６によって保持されている。

ハウジング１１６は、磁石列１１１Ａと磁石列１１１Ｂとが互いに対向するように、磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂを支持する支持部材である。ハウジング１１６は、磁石列１１１Ａを支持する第１面１１６ａと、磁石列１１１Ｂを支持する第２面１１６ｂと、第１面１１６ａ及び第２面１１６ｂに直交する第３面１１６ｃ及び第４面１１６ｄとを含む。また、第１面１１６ａと第２面１１６ｂとが互いに対向し、第３面１１６ｃ及び第４面１１６ｄとが互いに対向している。

磁石列１１１Ａにおいて、複数の主極磁石１１４のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１４ａ及び１１４ｂで構成され、部分磁石１１４ａと部分磁石１１４ｂとは、接着部１１７ａにおいて接着剤を介して接着（接続）されている。同様に、複数の補極磁石１１９のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１９ａ及び１１９ｂで構成され、部分磁石１１９ａと部分磁石１１９ｂとは、接着部１１７ａにおいて接着剤を介して接着されている。磁石列１１１Ｂにおいて、複数の主極磁石１１４のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１４ａ及び１１４ｂで構成され、部分磁石１１４ａと部分磁石１１４ｂとは、接着部１１７ｂにおいて接着剤を介して接着（接続）されている。同様に、複数の補極磁石１１９のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１９ａ及び１１９ｂで構成され、部分磁石１１９ａと部分磁石１１９ｂとは、接着部１１７ｂにおいて接着剤を介して接着されている。

なお、本実施形態では、磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂにおいて、主極磁石１１４の全てが部分磁石１１４ａ及び１１４ｂで構成され、補極磁石１１９の全てが部分磁石１１９ａ及び１１９ｂで構成されているが、これに限定されるものではない。磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂのそれぞれにおいて、主極磁石１１４及び補極磁石１１９のうちの少なくとも一部の磁石がＸ方向に配列された複数の部分磁石で構成されていればよい。

主極磁石１１４と補極磁石１１９とは、接着剤を介して互いに接着され、主極磁石１１４及び補極磁石１１９は、接着剤を介してヨーク１１５に接着されている。

２つの磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂによって生成される磁場中で、電流ドライバ（不図示）からコイル１２１に電流を流す（通電する）ことによって駆動力が発生し、可動子１１０が固定子１２０に対してＹ方向に移動する。本実施形態では、リニアモータ１００として、永久磁石を可動子に有し、コイルを固定子に有する、所謂、ムービングマグネット型の構成を例に説明する。但し、永久磁石とコイルとが相対的に移動すればよいため、リニアモータ１００は、コイルを可動子に有し、永久磁石を固定子に有する、所謂、ムービングコイル型の構成であってもよい。このように、コイル１２１に電流を流すことによって、磁石列１１１Ａと磁石列１１１Ｂとの間で、コイル１２１と、磁石列１１１Ａ及１１１Ｂとが相対的にＹ方向に移動する構成であればよい。

互いに対向する２つの磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂには互いに吸引力が働くため、磁石列１１１Ａ及び１１１ＢにはＺ方向の撓みが発生する。但し、磁石列１１１Ａにおける部分磁石１１４ａと部分磁石１１４ｂとの接着箇所及び部分磁石１１９ａと部分磁石１１９ｂとの接着箇所である接着部１１７ａは、主極磁石１１４や補極磁石１１９の磁石自体と比べて、剛性が低い。同様に、磁石列１１１Ｂにおける部分磁石１１４ａと部分磁石１１４ｂとの接着箇所及び部分磁石１１９ａと部分磁石１１９ｂとの接着箇所である接着部１１７ｂは、主極磁石１１４や補極磁石１１９の磁石自体と比べて、剛性が低い。そのため、接着部１１７ａ及び１１７ｂでの撓みが大きくなる。ここで、接着部１１７ａ及び１１７ｂのそれぞれの位置が主極磁石１１４及び補極磁石１１９のそれぞれの中央、即ち、Ｘ方向の長さ（大きさ）の中点（１／２）の位置にあると、接着部１１７ａ及び１１７ｂでの撓みが最も大きくなる。

一方、本実施形態では、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、接着部１１７ａ及び１１７ｂのそれぞれの位置が主極磁石１１４及び補極磁石１１９のそれぞれの中央、即ち、Ｘ方向の長さの中点の位置にない。例えば、接着部１１７ａ及び１１７ｂのそれぞれの位置は、主極磁石１１４及び補極磁石１１９のそれぞれのＸ方向の長さの１／３の位置にある。これにより、接着部１１７ａ及び１１７ｂのそれぞれが主極磁石１１４及び補極磁石１１９のそれぞれの中央の位置にある場合に比べて、接着部１１７ａ及び１１７ｂでの撓みを低減することができる。

また、本実施形態におけるリニアモータ１００は、以下の構成を有しているともいえる。本実施形態では、Ｙ方向に配列された複数の主極磁石１１４及び補極磁石１１９（の少なくとも一部の磁石）は、Ｙ方向において、Ｘ方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置が他の磁石と異なる磁石を含む。更に、Ｘ方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置が異なる箇所が、Ｙ方向に２箇所以上ある。換言すれば、複数の主極磁石１１４及び補極磁石１１９のうち、１つの磁石のＸ方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置は、他の少なくとも２つの磁石のＸ方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置のそれぞれと異なる。このような構成においても、接着部１１７ａ及び１１７ｂでの撓みを低減することができる。なお、複数の部分磁石を繋ぐ位置とは、磁石列１１１Ａにおいては、部分磁石１１４ａと部分磁石１１４ｂとの接着箇所及び部分磁石１１９ａと部分磁石１１９ｂとの接着箇所である接着部１１７ａの位置に相当する。同様に、複数の部分磁石を繋ぐ位置とは、磁石列１１１Ｂにおいては、部分磁石１１４ａと部分磁石１１４ｂとの接着箇所及び部分磁石１１９ａと部分磁石１１９ｂとの接着箇所である接着部１１７ｂの位置に相当する。

また、磁石列１１１Ａの接着部１１７ａ及び磁石列１１１Ｂの接着部１１７ｂは、それぞれ、Ｙ方向に隣接する磁石（主極磁石１１４又は補極磁石１１９）において、同一直線上に並ばないように配列されている。なお、より好ましくは、磁石列１１１Ａの接着部１１７ａ及び磁石列１１１Ｂの接着部１１７ｂは、それぞれ、隣接する磁石に関してだけではなく、Ｙ方向において、同一直線上に並ばないように配列するとよい。これにより、剛性が低い接着部１１７ａ及び１１７ｂを、隣接する主極磁石１１４や隣接する補極磁石１１９のそれぞれで補強することになるため、接着部１１７ａ（磁石列１１１Ａ）及び１１７ｂ（磁石列１１１Ｂ）での撓みを更に低減することができる。

また、磁石列１１１Ａの接着部１１７ａと磁石列１１１Ｂの接着部１１７ｂとは、可動子１１０をＺ方向から見た際に（即ち、Ｘ方向及びＹ方向に直交するＺ方向において）重ならないようにしている。これにより、接着部１１７ａの撓みと接着部１１７ｂの撓みとがＸ方向において重ならないため、磁石列１１１Ａの撓み及び磁石列１１１Ｂの撓みによる可動子１１０と固定子１２０との間の隙間の減少を低減することができる。

図４、図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本実施形態における磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂの変形例を示す図である。図４において、矢印は、磁石の磁化方向を示し、矢印の向きは、Ｎ極の向きを示している。図４、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂは、複数の主極磁石１１４と、複数の斜極磁石１１８とを含む。主極磁石１１４は、リニアモータ１００の駆動軸（Ｙ軸）に対して垂直な方向（Ｚ方向）に磁化された磁石であり、斜極磁石１１８は、Ｙ方向に対して３０度の傾きを有して磁化された磁石である。なお、本実施形態では、斜極磁石１１８の磁化方向の傾きを３０度としているが、２０度や４５度、或いは、その他の角度であってもよい。磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂにおいて、複数の主極磁石１１４と複数の斜極磁石１１８とは、Ｙ方向に整列されている。複数の主極磁石１１４及び複数の斜極磁石１１８は、ヨーク１１５とともに、ハウジング１１６によって保持されている。

図５（ａ）は、図４に示す磁石列１１１Ａの磁石配列の一例を示す図であり、図５（ｂ）は、図４に示す磁石列１１１Ｂの磁石配列の一例を示す図である。図５（ａ）は、磁石列１１１Ｂに対向する磁石列１１１Ａの面（対向面）における磁石配列を示し、図５（ｂ）は、磁石列１１１Ａに対向する磁石列１１１Ｂの面（対向面）における磁石配列を示している。

磁石列１１１Ａにおいて、複数の主極磁石１１４のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１４ａ及び１１４ｂで構成され、部分磁石１１４ａと部分磁石１１４ｂとは、接着部１１７ａにおいて接着剤を介して接着（接続）されている。同様に、磁石列１１１Ａにおいて、複数の斜極磁石１１８のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１８ａ及び１１８ｂで構成され、部分磁石１１８ａと部分磁石１１８ｂとは、接着部１１７ａにおいて接着剤を介して接着されている。磁石列１１１Ｂにおいて、複数の主極磁石１１４のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１４ａ及び１１４ｂで構成され、部分磁石１１４ａと部分磁石１１４ｂとは、接着部１１７ｂにおいて接着剤を介して接着（接続）されている。同様に、磁石列１１１Ｂにおいて、複数の斜極磁石１１８のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１８ａ及び１１８ｂで構成され、部分磁石１１８ａと部分磁石１１８ｂとは、接着部１１７ｂにおいて接着剤を介して接着されている。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、接着部１１７ａ及び１１７ｂのそれぞれの位置は、主極磁石１１４及び斜極磁石１１８のそれぞれの中央、即ち、Ｘ方向の長さの中点の位置にない。例えば、接着部１１７ａ及び１１７ｂのそれぞれの位置は、主極磁石１１４及び斜極磁石１１８のそれぞれのＸ方向の長さの１／３の位置にある。これにより、接着部１１７ａ及び１１７ｂのそれぞれが主極磁石１１４及び斜極磁石１１８のそれぞれの中央の位置にある場合に比べて、接着部１１７ａ及び１１７ｂでの撓みを低減することができる。

また、磁石列１１１Ａの接着部１１７ａ及び磁石列１１１Ｂの接着部１１７ｂは、それぞれ、Ｙ方向に隣接する磁石（主極磁石１１４又は斜極磁石１１８）において、同一直線上に並ばないように配列されている。なお、より好ましくは、磁石列１１１Ａの接着部１１７ａ及び磁石列１１１Ｂの接着部１１７ｂは、それぞれ、隣接する磁石に関してだけではなく、Ｙ方向において、同一直線上に並ばないように配列するとよい。これにより、剛性が低い接着部１１７ａ及び１１７ｂを、隣接する主極磁石１１４や隣接する斜極磁石１１８のそれぞれで補強することになるため、接着部１１７ａ（磁石列１１１Ａ）及び１１７ｂ（磁石列１１１Ｂ）での撓みを更に低減することができる。

図６、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本実施形態における磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂの別の変形例を示す図である。図６において、矢印は、磁石の磁化方向を示し、矢印の向きは、Ｎ極の向きを示している。図６、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂは、複数の主極磁石１１４と、複数の補極磁石１１９と、複数の斜極磁石１１８とを含む。主極磁石１１４は、リニアモータ１００の駆動軸（Ｙ軸）に対して垂直な方向（Ｚ方向）に磁化された磁石であり、補極磁石１１９は、リニアモータ１００の駆動軸に対して平行な方向（Ｙ方向）に磁化された磁石である。斜極磁石１１８は、Ｙ方向に対して４５度の傾きを有して磁化された磁石である。なお、本実施形態では、斜極磁石１１８の磁化方向の傾きを４５度としているが、３０度や６０度、或いは、その他の角度であってもよい。磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂにおいて、複数の主極磁石１１４と、複数の補極磁石１１９と、複数の斜極磁石１１８とは、Ｙ方向に整列されている。複数の主極磁石１１４、複数の補極磁石１１９及び複数の斜極磁石１１８は、ヨーク１１５とともに、ハウジング１１６によって保持されている。

図７（ａ）は、図６に示す磁石列１１１Ａの磁石配列の一例を示す図であり、図７（ｂ）は、図６に示す磁石列１１１Ｂの磁石配列の一例を示す図である。図７（ａ）は、磁石列１１１Ｂに対向する磁石列１１１Ａの面（対向面）における磁石配列を示し、図７（ｂ）は、磁石列１１１Ａに対向する磁石列１１１Ｂの面（対向面）における磁石配列を示している。

磁石列１１１Ａにおいて、複数の主極磁石１１４のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１４ａ及び１１４ｂで構成され、部分磁石１１４ａと部分磁石１１４ｂとは、接着部１１７ａにおいて接着剤を介して接着（接続）されている。同様に、磁石列１１１Ａにおいて、複数の補極磁石１１９のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１９ａ及び１１９ｂで構成され、部分磁石１１９ａと部分磁石１１９ｂとは、接着部１１７ａにおいて接着剤を介して接着（接続）されている。同様に、磁石列１１１Ａにおいて、複数の斜極磁石１１８のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１８ａ及び１１８ｂで構成され、部分磁石１１８ａと部分磁石１１８ｂとは、接着部１１７ａにおいて接着剤を介して接着されている。磁石列１１１Ｂにおいて、複数の主極磁石１１４のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１４ａ及び１１４ｂで構成され、部分磁石１１４ａと部分磁石１１４ｂとは、接着部１１７ｂにおいて接着剤を介して接着（接続）されている。同様に、磁石列１１１Ｂにおいて、複数の補極磁石１１９のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１９ａ及び１１９ｂで構成され、部分磁石１１９ａと部分磁石１１９ｂとは、接着部１１７ｂにおいて接着剤を介して接着（接続）されている。同様に、磁石列１１１Ｂにおいて、複数の斜極磁石１１８のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石１１８ａ及び１１８ｂで構成され、部分磁石１１８ａと部分磁石１１８ｂとは、接着部１１７ｂにおいて接着剤を介して接着されている。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、接着部１１７ａ及び１１７ｂのそれぞれの位置は、主極磁石１１４、補極磁石１１９及び斜極磁石１１８のそれぞれの中央、即ち、Ｘ方向の長さの中点の位置にない。例えば、接着部１１７ａ及び１１７ｂのそれぞれの位置は、主極磁石１１４、補極磁石１１９及び斜極磁石１１８のそれぞれのＸ方向の長さの１／３の位置にある。これにより、接着部１１７ａ及び１１７ｂのそれぞれが主極磁石１１４、補極磁石１１９及び斜極磁石１１８のそれぞれの中央の位置にある場合に比べて、接着部１１７ａ及び１１７ｂでの撓みを低減することができる。

また、磁石列１１１Ａの接着部１１７ａ及び磁石列１１１Ｂの接着部１１７ｂは、それぞれ、Ｙ方向に隣接する磁石（主極磁石１１４、補極磁石１１９又は斜極磁石１１８）において、同一直線上に並ばないように配列されている。なお、より好ましくは、磁石列１１１Ａの接着部１１７ａ及び磁石列１１１Ｂの接着部１１７ｂは、それぞれ、隣接する磁石に関してだけではなく、Ｙ方向において、同一直線上に並ばないように配列するとよい。これにより、剛性が低い接着部１１７ａ及び１１７ｂを、隣接する主極磁石１１４、隣接する補極磁石１１９、隣接する斜極磁石１１８のそれぞれで補強することになる。従って、接着部１１７ａ（磁石列１１１Ａ）及び１１７ｂ（磁石列１１１Ｂ）での撓みを更に低減することができる。

なお、本実施形態では、主極磁石１１４、補極磁石１１９及び斜極磁石１１８のそれぞれを、Ｘ方向に長さの異なる２つの部分磁石で構成しているが、Ｘ方向に長さの異なる３つの部分磁石で構成してもよい。換言すれば、主極磁石１１４、補極磁石１１９及び斜極磁石１１８のそれぞれは、Ｘ方向に長さの異なる複数の部分磁石で構成されている。このような場合においても、各部分磁石を繋ぐ位置（接着部）を、主極磁石１１４、補極磁石１１９及び斜極磁石１１８のそれぞれのＸ方向における中点に設けることを避ける。これにより、磁石列１１１Ａ（接着部１１７ａ）及び磁石列１１１Ｂ（１１７ｂ）での撓みを低減することができる。

また、本実施形態では、磁石列１１１Ａの接着部１１７ａ及び磁石列１１１Ｂの接着部１１７ｂは、それぞれ、Ｙ方向に隣接する磁石において、同一直線上に並ばないように配列されている例について説明した。但し、磁石列１１１Ａの接着部１１７ａ及び磁石列１１１Ｂの接着部１１７ｂは、それぞれ、その全てが、Ｙ方向に隣接する磁石において、同一直線上に並んでいなくてもよい。換言すれば、磁石列１１１Ａの接着部１１７ａ及び磁石列１１１Ｂの接着部１１７ｂは、それぞれ、その一部が、Ｙ方向に隣接する磁石において、同一直線上に並んでいてもよい。例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、Ｙ方向の端部に位置する斜極磁石１１８の接着部１１７ａ及び１１７ｂと、隣接する主極磁石１１４の接着部１１７ａ及び１１７ｂとが同一直線上に並んでいてもよい。なお、Ｙ方向の端部に位置する斜極磁石１１８は一例であり、上述したように、Ｙ方向の端部に位置しない斜極磁石１１８の接着部と隣接する主極磁石１１４の接着部とが同一直線上に並ぶようにしてもよい。図８（ａ）は、磁石列１１１Ａの磁石配列の一例を示す図であり、図８（ｂ）は、磁石列１１１Ｂの磁石配列の一例を示す図である。図８（ａ）は、磁石列１１１Ｂに対向する磁石列１１１Ａの面（対向面）における磁石配列を示し、図８（ｂ）は、磁石列１１１Ａに対向する磁石列１１１Ｂの面（対向面）における磁石配列を示している。

図９は、本実施形態におけるリニアモータ１００の変形例の構成を示す概略斜視図であり、図１０は、図９に示すリニアモータ１００のＹＺ平面の断面図である。図１０において、矢印は、磁石の磁化方向を示し、矢印の向きは、Ｎ極の向きを示している。リニアモータ１００は、図９に示すように、可動子１５０と、固定子１２０とを有する。図９に示すリニアモータ１００は、図１に示すリニアモータ１００と比べて、Ｙ方向から見てコの字形状のハウジング１５６を有する点が異なる。ハウジング１５６は、磁石列１１１Ａと磁石列１１１Ｂとが互いに対向するように、磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂを支持する支持部材である。ハウジング１５６は、磁石列１１１Ａを支持する第１面１５６ａと、磁石列１１１Ｂを支持する第２面１５６ｂと、第１面１５６ａ及び第２面１５６ｂに直交する第３面１５６とを含む。

ここで、具体的な数値例を用いて、本実施形態の効果について説明する。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、主極磁石１１４を部分磁石１１４ａと部分磁石１１４ｂとで構成し、補極磁石１１９を部分磁石１１９ａと部分磁石１１９ｂとで構成し、それらの部分磁石を０．０２ｍｍのエポキシ系の接着剤で接着するものとする。図１１（ａ）では、部分磁石１１４ａ、１１４ｂ、１１９ａ及び１１９ｂは、縦方向に７５ｍｍ、横方向に２０ｍｍ、高さ方向に１０ｍｍの長さを有するネオジム磁石であるものとする。また、図１１（ａ）では、主極磁石１１４及び補極磁石１１９の両方において、接着部１１７の位置が主極磁石１１４及び補極磁石１１９のＸ方向の長さの中点の位置にあるものとする。一方、図１１（ｂ）では、部分磁石１１４ａ及び１１９ｂは、縦方向に１００ｍｍ、横方向に２０ｍｍ、高さ方向に１０ｍｍの長さを有するネオジム磁石であるものとする。部分磁石１１４ｂ及び１１９ａは、縦方向に５０ｍｍ、横方向に２０ｍｍ、高さ方向に１０ｍｍの長さを有するネオジム磁石であるものとする。また、図１１（ｂ）では、主極磁石１１４において、接着部１１７の位置が主極磁石１１４のＸ方向の長さの１／３の位置にあり、補極磁石１１９において、接着部１１７の位置が主極磁石１１４のＸ方向の長さの２／３の位置にあるものとする。そして、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す磁石列に対して均一に１０００Ｎの荷重をかける計算モデルを考える。この場合、図１１（ａ）に示す磁石列では、図１２（ａ）に示すように、０．１６７ｍｍの撓みが発生し、図１１（ｂ）に示す磁石列では、図１２（ｂ）に示すように、０．１４５ｍｍの撓みが発生する。従って、本実施形態のように、各部分磁石を繋ぐ位置（接着部）を、主極磁石１１４及び補極磁石１１９のＸ方向における中点に設けることを避けることで、撓みを８７％に低減することができる。

＜第２実施形態＞
図１３及び図１４は、本発明の第２実施形態におけるリニアモータ２００の構成を示す概略図である。図１５は、図１３及び図１４に示すリニアモータ２００のＹＺ平面の断面図である。図１５において、矢印は、磁石の磁化方向を示し、矢印の向きは、Ｎ極の向きを示している。

リニアモータ１００は、図１３に示すように、可動子２１０と、固定子２２０とを有する。固定子２２０は、図１４に示すように、略四辺形形状の角筒環状コイル２２１と、固定子ヨーク２２２と、芯材２２３とを含む。ここで、略四辺形形状とは、断面形状が４つの直線を含み、２つの直線が曲線を介して繋がっているものを含む。また、本実施形態では、四辺形形状としているが、例えば、三角形形状、六角形形状、円形形状であってもよい。この場合、可動子２１０の形状を、固定子２２０の形状に応じて、三角形形状、六角形形状、円形形状にすればよい。なお、角筒環状コイル２２１と固定子ヨーク２２２とが電気的にショートすることを防ぐために、角筒環状コイル２２１と固定子ヨーク２２２との間には絶縁部材（不図示）が設けられている。

可動子２１０は、リニアモータ２００の駆動軸（Ｙ軸）に平行な角筒環状コイル２２１の４平面にそれぞれ対向するように設けられた複数の磁石列２１１Ａ（第１磁石列）、２１１Ｂ（第２磁石列）、２１１Ｃ（第３磁石列）及び２１１Ｄ（第４磁石列）を有する。ハウジング２１６は、磁石列２１１Ａと磁石列２１１Ｂとが対面するように、且つ、磁石列２１１Ｃと磁石列２１１Ｄとが対面するように、磁石列２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ及び２１１Ｄを支持する支持部材である。

磁石列２１１Ａ及び２１１Ｂは、それぞれ、第１実施形態における磁石列１１１Ａ及び１１１Ｂと同じ磁石配列を有している。また、磁石列１１１Ｃ及び１１１Ｄは、それぞれ、第１実施形態における磁石列１１１Ａ及び１１１ＢをＹ軸周りに９０度回転させた磁石配列を有する。なお、磁石配列については、第１実施形態と共通であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

磁石列２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ及び２１１Ｄと固定子ヨーク２２２によって生成される磁場中で、電流ドライバ（不図示）から角筒環状コイル２２１に電流を流すことによって駆動力が発生し、可動子２１０が固定子２２０に対してＹ方向に移動する。本実施形態では、リニアモータ２００として、永久磁石を可動子に有し、コイルを固定子に有する、所謂、ムービングマグネット型の構成を例に説明する。但し、永久磁石とコイルとが相対的に移動すればよいため、リニアモータ２００は、コイルを可動子に有し、永久磁石を固定子に有する、所謂、ムービングコイル型の構成であってもよい。

固定子ヨーク２２２は、磁石列２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ及び２１１Ｄとの相対移動に伴う渦電流の発生を抑制するために、積層された保磁力の低い軟鉄系部材、例えば、パーマロイ鋼板やケイ素鋼板などを用いる。

磁石列２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ及び２１１Ｄと固定子ヨーク２２２の間には吸引力が発生するため、磁石列２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ及び２１１Ｄには撓みが発生する。磁石列２１１Ａ乃至２１１Ｄにおいて、複数の磁石のそれぞれを構成する部分磁石の接着部は、第１実施形態で説明したように、剛性が低いため、接着部での撓みが大きくなる。特に、部分磁石の接着部が磁石のＸ方向における中点にあると、撓みが大きくなる。本実施形態では、部分磁石の接着部を磁石のＸ方向の長さの１／３の位置に設けている。これにより、部分磁石の接着部が磁石のＸ方向における中点の位置にある場合に比べて、接着部（磁石列）での撓みを低減することができる。

また、磁石の接着部は、Ｙ方向に隣接する磁石（主極磁石１１４又は補極磁石１１９）において、同一直線上に並ばないように配列されている。これにより、剛性が低い接着部を、隣接する磁石で補強することになるため、接着部（磁石列）での撓みを更に低減することができる。

＜第３実施形態＞
本実施形態では、上述したリニアモータ１００が適用されるステージ装置について説明する。図１６は、本発明の一側面としてのステージ装置３００の構成を示す概略図である。ステージ装置３００は、定盤３０２の上に、２つのリニアモータ１００を有する。可動天板３０１（ステージ）は、定盤３０２の上の２つのリニアモータ１００と連結され、Ｙ方向に駆動される。可動天板３０１と定盤３０２との間には静圧軸受（不図示）が設けられ、かかる静圧軸受によって、可動天板３０１は、Ｘ方向及びＺ方向に非接触でガイドされた状態でＹ方向に移動することができる。また、可動天板３０１の側面にはミラー（不図示）が設けられ、レーザ干渉計（不図示）によって可動天板３０１（ミラー）の位置を計測することが可能である。電流ドライバ（不図示）からリニアモータ１００（コイル１２１）に電流を流すことによって駆動力が発生し、可動天板３０１がＹ方向に移動する。このように、リニアモータ１００は、可動天板３０１に推力を与える。

ステージ装置３００では、上述したリニアモータ１００を適用しているため、可動天板３０１の加速度を向上させることができる。なお、リニアモータ１００の代わりに、リニアモータ２００をステージ装置３００に適用してもよい。

＜第４実施形態＞
本実施形態では、上述したリニアモータ１００、或いは、上述したステージ装置３００が適用される露光装置について説明する。図１７は、本発明の一側面としての露光装置５０５の構成を示す概略図である。露光装置５０５は、半導体素子や液晶表示素子などのデバイスの製造工程であるリソグラフィ工程に採用され、基板にパターンを形成するリソグラフィ装置である。露光装置５０５は、原版であるレチクル（マスク）を介して基板を露光して、レチクルのパターンを基板に転写する。露光装置５０５には、ステップ・アンド・スキャン方式、ステップ・アンド・リピート方式、その他の露光方式を採用することができる。

露光装置５０５は、図１５に示すように、照明光学系５０１と、レチクルを保持して移動するレチクルステージ５０２と、投影光学系５０３と、基板を保持して移動する基板ステージ５０４とを有する。上述したリニアモータ１００、或いは、上述したステージ装置３００は、レチクルステージ５０２及び基板ステージ５０４のいずれに用いられてもよい。

照明光学系５０１は、光源からの光で、レチクルステージ５０２に保持されたレチクルを照明する。照明光学系５０１は、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレータ、絞りなどを含む。なお、光源には、例えば、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、波長約１５７ｎｍのＦ_２レーザ、ＹＡＧレーザなどのレーザを用いることができる。光源に用いられるレーザの個数は、限定されるものではない。光源にレーザが用いられる場合、照明光学系５０１は、レーザ光（平行光）を所望の形状に整形する整形光学系やコヒーレントなレーザ光をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を含むとよい。また、光源はレーザに限定されるものではなく、１つ又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプを用いてもよい。

投影光学系５０３は、レチクルのパターンを、基板ステージ５０４に保持された基板に投影する。投影光学系５０３は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも１つの凹面ミラーとを含む光学系（カタディオプトリック光学系）を用いることができる。また、投影光学系５０３は、複数のレンズ素子と１つのキノフォームなどの回折光学素子とを含む光学系や全ミラー型の光学系などを用いることもできる。

レチクルステージ５０２及び基板ステージ５０４は、リニアモータによって移動可能である。露光装置５０５がステップ・アンド・スキャン方式を採用する場合には、レチクルステージ５０２及び基板ステージ５０４が同期して移動する。

露光装置５０５では、レチクルステージ５０２や基板ステージ５０４に上述したリニアモータ１００、或いは、上述したステージ装置３００を適用しているため、これらのステージの加速度を向上させることができる。従って、露光装置５０５は、半導体素子や液晶表示素子などのデバイスの製造工程であるリソグラフィ工程において、その生産性（スループット）を向上させることができる。

なお、本発明は、リソグラフィ装置を露光装置に限定するものではなく、インプリント装置や描画装置などのリソグラフィ装置にも適用することができる。ここで、インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材と型とを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型のパターンが転写された硬化物のパターンを形成する。また、描画装置は、荷電粒子線（電子線）やレーザビームで基板に描画を行うことにより基板上にパターン（潜像パターン）を形成する。

また、本発明は、レチクルや基板を保持するステージを駆動するステージ装置だけではなく、その他の物品を保持するステージを駆動するステージ装置にも適用可能である。

＜第５実施形態＞
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、デバイス（半導体素子、磁気記憶媒体、液晶表示素子など）などの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、露光装置５０５を用いて、感光剤が塗布された基板を露光する（パターンを基板に形成する）工程と、露光された基板を現像する（基板を処理する）工程を含む。また、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。なお、上述した物品の製造方法は、インプリント装置や描画装置などのリソグラフィ装置を用いて行ってもよい。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１００：リニアモータ１１１Ａ、１１１Ｂ：磁石列１１４：主極磁石１１６：ハウジング１１７ａ、１１７ｂ：接着部１１９：補極磁石１１４ａ、１１４ｂ、１１９ａ、１１９ｂ：部分磁石

Claims

コイルと、
第１方向に配列された複数の磁石をそれぞれが含む第１磁石列及び第２磁石列と、
前記第１磁石列と前記第２磁石列とが互いに対向するように、前記第１磁石列及び前記第２磁石列を支持する支持部材と、を有し、
前記コイルに電流を流すことによって、前記第１磁石列と前記第２磁石列との間で、前記コイルと、前記第１磁石列及び前記第２磁石列とが相対的に前記第１方向に移動し、
前記複数の磁石のうちの少なくとも一部の磁石は、前記第１方向に直交する第２方向に配列された複数の部分磁石で構成され、
前記少なくとも一部の磁石は、前記第１方向において、前記第２方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置が他の磁石と異なる磁石を含むことを特徴とするリニアモータ。
前記少なくとも一部の磁石のうち、１つの磁石の前記第２方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置は、前記第１方向において、他の少なくとも２つの磁石の前記第２方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置のそれぞれと異なることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
前記第２方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置は、前記複数の磁石のそれぞれの前記第２方向における中点の位置にないことを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータ。
前記支持部材は、前記第１磁石列及び前記第２磁石列を支持して互いに対向する第１面及び第２面と、前記第１面及び前記第２面に直交する第３面とを含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のリニアモータ。
前記支持部材は、前記第１面及び前記第２面に直交する第４面を更に含み、
前記第３面と前記第４面とは互いに対向していることを特徴とする請求項４に記載のリニアモータ。
前記第２方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置は、前記複数の磁石のうち隣接する磁石において、同一直線上にないことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のリニアモータ。
前記第２方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置は、前記第１方向において、同一直線上にないことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のリニアモータ。
前記第１磁石列及び前記第２磁石列のそれぞれの前記第２方向に配列された複数の部分磁石を繋ぐ位置は、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向において重ならないことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のリニアモータ。
前記第１方向に配列された複数の磁石をそれぞれが含む第３磁石列及び第４磁石列を更に有し、
前記支持部材は、前記第３磁石列と前記第４磁石列とが互いに対向するように、前記第３磁石列及び前記第４磁石列を支持することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のリニアモータ。
コイルと、
第１方向に配列された複数の磁石をそれぞれが含む第１磁石列及び第２磁石列と、
前記第１磁石列と前記第２磁石列とが互いに対向するように、前記第１磁石列及び前記第２磁石列を支持する支持部材と、を有し、
前記コイルに電流を流すことによって、前記第１磁石列と前記第２磁石列との間で前記コイルと前記第１磁石列及び前記第２磁石列とが相対的に前記第１方向に移動し、
前記複数の磁石のそれぞれは、前記第１方向に直交する第２方向に配列された第１部分磁石及び第２部分磁石で構成され、
前記複数の磁石のうちの少なくとも１つは、前記第１部分磁石の前記第２方向の長さと前記第２部分磁石の前記第２方向の長さとが異なり、
前記第２方向に配列された前記第１部分磁石と前記第２部分磁石とを繋ぐ位置が異なる箇所が前記第１方向に２箇所以上あることを特徴とするリニアモータ。
ステージを駆動するステージ装置であって、
前記ステージに推力を与えるリニアモータを有し、
前記リニアモータは、請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載のリニアモータを含むことを特徴とするステージ装置。
パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、
前記基板を保持するステージと、
前記ステージを駆動するステージ装置と、を有し、
前記ステージは、前記ステージに推力を与えるリニアモータを含み、
前記リニアモータは、請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載のリニアモータを含むことを特徴とするリソグラフィ装置。
レチクルのパターンを前記基板に投影する投影光学系を更に有することを特徴とする請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
請求項１２又は１３に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
処理された前記基板から物品を製造する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。