JP2000031007A

JP2000031007A - ステージ装置及びそれを用いた光学装置

Info

Publication number: JP2000031007A
Application number: JP10193190A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Tokushima; 忍徳島
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2000-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】真空容器内部での高精度なステージ移動を可
能ならしめる動力伝達方式を備えたステージ装置を提供
する。【解決手段】ステージ装置Ｓは真空容器１、ステージ
３、ステージ駆動機構４を備えている。また、ステージ
３とステージ駆動機構４との間には連結手段５が備えら
れている。真空容器１内部におけるステージ３の移動
は、ステージ駆動機構４から連結手段５を介した動力伝
達により実現される。真空容器１の側壁１ａには、連結
手段５が貫通する管路１０が形成されている。管路１０
には溝部２０ａ１、２０ａ２、導通路２０ｂ１、２０ｂ
２、溝部排気用ポンプ２０ｃ１、２０ｃ２からなる圧力
調整手段２０が接続されている。この圧力調整手段２０
により、管路１０内部は、真空容器１内部圧力と外部圧
力との中間の圧力とされることで、当該管路１０が圧力
の観点からみた一種の緩衝地帯として働き、真空容器１
内部の真空度が一定に保たれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部とは異なる圧
力に設定された容器内部に、移動可能なステージを備え
たステージ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のステージ装置Ｓとしては、例え
ば、図２に示すようなものが提案されている。これは真
空容器１、真空ポンプ２、ステージ３、及びステージ駆
動機構４から概略構成されている。真空容器１は、真空
ポンプ２によりその内部が排気され、所望の真空度とな
るように設定される。ステージ３は、真空容器１内部で
様々な処理が施される試料等を載置するために設けられ
ている。このステージ３と真空容器１外部に設置された
ステージ駆動機構４とは、連結棒５を介して接続されて
いる。このことにより、ステージ３は、真空容器１内部
で図中矢印Ａに示すような方向に移動可能とされてい
る。

【０００３】ところで、上記した連結棒５は、真空容器
１内部及び外部の両空間にわたって配置しなければなら
ない。このような事情と、真空容器１内部の真空度を一
定に保たなければならないこと、また、真空容器１内部
でのステージ３の移動を可能ならしめること等の要請に
より、真空容器１の外壁には、連結棒５を囲うようにベ
ローズ６が付設されている。このベローズ６において、
真空容器１の外壁と接続される端部とは逆の端部におい
ては、連結棒５と一体構造とされた封止蓋６ａが設けら
れている。

【０００４】このベローズ６により、真空容器１内部の
真空度を保ったまま、真空容器１内部におけるステージ
３の移動を行うことができる。すなわち、封止蓋６ａに
より、真空容器１内部の真空度は保たれるとともに、ス
テージ駆動機構４から連結棒５に伝えられた動力は、封
止蓋６ａを通じてベローズ６に伝達してこれを伸縮させ
ることで、結果としてステージ３への滑らかな動力伝達
を実現することができる。つまり、ベローズ６は、真空
容器１外部から内部への動力伝達を実現している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ステージ装置においては、ベローズ６に関して次のよう
な問題点があった。すなわち、上記の例においては、ス
テージ駆動機構４からステージ３に対して動力を伝達す
る際に、ベローズ６が伸縮することで、それ自体がバネ
として位置エネルギを蓄えてしまうという問題点があっ
た。このことは、実際にステージ駆動機構４からステー
ジ３へと伝達される駆動力に対して、バネの反発力がそ
れを相殺する方向に働いてしまうことを意味している。
したがって、特に、真空容器１内部におけるステージ３
の微妙な位置決めが必要である場合や、ステージ３の定
速運動制御が必要となる場合には、このバネ力が大きな
影響を及ぼすこととなっていた。

【０００６】また、ステージ装置Ｓが、半導体製品を製
造する露光装置において使用されるような場合（例え
ば、「光源」として電子ビームを利用する露光装置）を
考えると、ステージ３には、いわゆるシリコンウェーハ
が載置されることになる。近年、このシリコンウェーハ
においては、より生産効率を高めようとうする目論見等
により、直径３００ｍｍなる大径化ウェーハが採用され
つつある。このような大径化ウェーハに対応するために
は、ステージ３は、その移動に係るストロークを大きく
しなければならない。このとき、上記したようなベロー
ズ６を備えたステージ装置Ｓによれば、ストロークが大
きくなればなるほど、大きなバネ力が連結棒５に対して
作用することとなる。この場合においては、特にストロ
ークエンド付近で大きなバネ力がかかることになり制御
困難となる。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、真空容器内部でのステー
ジの高精度な移動を可能ならしめる動力伝達方式を備え
たステージ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために以下の手段をとった。すなわち、請求項
１記載のステージ装置は、その内部が外部とは異なる圧
力に設定された容器と、該容器内部に設置されかつ移動
可能とされたステージと、前記容器外部に設置され前記
ステージを駆動させるステージ駆動機構と、前記ステー
ジ駆動機構から前記ステージに動力を伝達する連結手段
とを備え、前記容器の壁には、前記連結手段を貫通させ
る管路が形成され、該管路には、当該管路内部を前記容
器内部の圧力と前記容器外部の圧力との中間の任意の圧
力に調整する圧力調整手段が接続されていることを特徴
とするものである。

【０００９】これによれば、容器の壁に形成された管路
を貫通する連結手段により、ステージ駆動機構からステ
ージへ直接的に動力伝達がなされることになる。また、
管路には圧力調整手段が接続され、その管路内部が容器
内外の圧力の中間の任意圧力になるように調整される。
すなわち、管路は、容器内部の圧力と容器外部の圧力と
の緩衝地帯として働き、容器内部の圧力を一定に保つこ
とになる。ちなみに、容器外部の圧力とは、例えば、一
般に大気圧であると考えてよい。

【００１０】請求項２記載のステージ装置は、前記容器
内部はその外部よりも減圧又は加圧された状態とされ、
前記圧力調整手段は、前記管路の周方向に設けられた溝
部と、該溝部の気体を排気する排気手段又は該溝部に気
体を送り込む加圧手段とを備えていることを特徴とす
る。

【００１１】これによれば、前記管路の周方向に溝部が
設けられていることにより、容器内部から外部あるいは
外部から内部へと流通しようとする気体は、当該溝部に
より、その流れが妨げられる。また、容器内部が減圧さ
れた状態のとき、排気手段がこの溝部内の気体を排気す
るために備えられている。したがって、この場合におい
て、容器外部から流入する気体は溝部においてその流れ
が阻害されるとともに、当該溝部において、流入気体が
排気手段により外部へと排気されることになる。このこ
とは結果的に、管路内の圧力が、容器内部圧力及び外部
圧力の中間となることを意味している。なお、上記した
排気手段及び溝部が前記圧力調整手段にあたる。逆に容
器内部が加圧された状態のときは、この溝部に気体を送
り込む加圧手段が備えられている。この場合において
は、上述したのとは気体の流れが逆にはなるが、同様な
作用が得られることは明白である。なお、このとき上記
加圧手段及び溝部が前記圧力調整手段にあたる。

【００１２】請求項３記載のステージ装置は、前記溝部
は前記管路の長手方向において複数形成されていること
を特徴とする。

【００１３】これによれば、前記溝部が複数形成されて
いることから、上述した気体の流れを妨げる作用を、管
路の長手方向において段階的に働かせることが可能とな
る。

【００１４】請求項４記載のステージ装置は、前記複数
の溝部には、それぞれ独立の前記排気手段又は前記加圧
手段が接続されていることを特徴とする。

【００１５】これによれば、上記した段階的に気体の流
れが阻害される各溝部において、それぞれ独立な圧力調
整が実施されることになる。すなわち、容器内部が減圧
されている場合には、その流れが滞る部分それぞれが排
気能力の異なる排気手段により排気され、逆に容器内部
が加圧されている場合には、加圧能力の異なる加圧手段
により気体が送り込まれることになる。

【００１６】請求項５記載のステージ装置は、前記容器
には前記管路と前記連結手段の外周面とを所定の隙間に
保ちつつ前記連結手段を支持する支持手段が設けられて
いることを特徴とする。

【００１７】これによれば、支持手段により前記連結手
段の動作が安定したものとなる。また、この支持手段
は、前記管路と前記連結手段との間に所定の隙間を保っ
たまま当該連結手段を支持していることから、極めて円
滑な動作を保障することになる。

【００１８】請求項６記載のステージ装置は、前記支持
手段はエアベアリングを含む構成であることを特徴とす
る。

【００１９】これによれば、支持手段すなわちエアベア
リングと、連結手段とは、互いが直接的に接触する部分
がない。また、前記したように前記管路と前記連結手段
の外周面との間には所定の隙間が存在することを鑑みれ
ば、前記ステージ駆動機構と前記ステージとの間におい
て、前記連結手段は、他の部材と直接的に接触する部分
をもたないことになる。

【００２０】請求項７記載のステージ装置は、前記管路
に設けられた前記圧力調整手段に接続された開口は、該
管路の内壁と前記連結手段の外周面とで形成される隙間
の開口に較べて大きいことを特徴とする。

【００２１】これによれば、例えば、前記容器内部が減
圧された状態の時、前記管路の内壁と前記連結手段の外
周面とで形成される隙間を流れる気体は、スムースに前
記圧力調整手段を構成するところの前記真空ポンプに流
れ込むことになる。

【００２２】請求項８記載のステージ装置は、前記連結
手段は、棒状の部材であることを特徴とする。

【００２３】これによれば、前記ステージ駆動機構から
前記ステージへの動力伝達は、連結手段の押し出し若し
くは引き込みにより実現されることになる。請求項９記
載のステージ装置は、前記ステージ駆動機構がリニアモ
ータを含む構成であることを特徴とする。

【００２４】これによれば、前記ステージ駆動機構をリ
ニアモータとすることにより、可動子側と固定子側とが
非接触となり、駆動機構における接触部分を少なくする
ことができる。

【００２５】請求項１０記載の光学装置は、試料を載置
して移動するステージ装置と、前記ステージに載置され
た試料に光線又は荷電粒子を照射する照射系と、ステー
ジ装置と照射系とを内部に含むように構成された容器と
を備えた光学装置において、ステージ装置は請求項１か
ら８のいずれかに記載のステージ装置であることを特徴
とするものである。

【００２６】これによれば、光学装置のステージ装置と
照射系とを内部に含むように構成された容器の壁に形成
された管路を貫通する連結手段によりステージ駆動機構
からステージに動力を伝達し、その管路内部の圧力が容
器内外の中間の圧力になるように圧力調整手段で調整す
ることになる。これにより、容器内部の圧力を一定に保
つことになる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態に
ついて、図を参照して説明する。なお、以下の説明で
は、従来技術等の説明で参照した図面に使用した符号に
ついて、本実施形態においても同一の対象を指すものに
ついては、同一の符号を付して説明することとする。

【００２８】図１は、本実施形態におけるステージ装置
Ｓの側面断面図である。このステージ装置Ｓは、基本的
に、真空容器（容器）１、真空ポンプ２、ステージ３、
ステージ駆動機構４、及び連結手段５により構成されて
いる。真空容器１は、真空ポンプ２によりその内部が所
望の圧力となるように設定される。本実施形態において
は、この内部圧力は１×１０^-6〜１０^-7Ｔｏｒｒとなっ
ている。また、真空ポンプ２の構成は、真空容器１内部
がこの真空度に到達が可能となるような構成となってお
り、本実施形態においてはロータリポンプ、デフージョ
ンポンプ、ターボ分子ポンプ等により構成されるように
なっている。

【００２９】ステージ３は、真空容器１内部で様々な処
理が施されるウェーハや半導体チップ等の試料を載置す
るために設けられている。本実施形態のステージ装置Ｓ
には、真空容器１内部かつステージ３上方に電子ビーム
銃７を備えたものとなっている。したがって、本ステー
ジ装置Ｓは、当該電子ビーム銃７から照射される電子ビ
ームを電子レンズ部８により収束又は整形することによ
って、ウェーハ９面上に回路パターン等の焼き付けを行
う露光装置の構成要素の一部であることを想定したもの
となっている。すなわち、ステージ３上には、ウェーハ
９が載置されることになる。

【００３０】このステージ３と真空容器１外部に設置さ
れたステージ駆動機構４とは、連結手段５を介して接続
されている。このことにより、ステージ３は、真空容器
１内部で図中矢印Ａに示すような方向に移動可能とされ
ている。ステージ３には、この真空容器１内での移動を
安定したものとするために、図示しない案内ガイドが設
けられている。つまり、図１中においては、図面に向か
って左右方向に伸びる案内ガイドが設けられている。

【００３１】ステージ駆動機構４は、ステージ３を駆動
させるための駆動源である。一例としてリニアモータ式
駆動源として説明すると、このステージ駆動機構４は、
その内部に図示しない固定子側であるコイルを備えてお
り、外部より電流が流されるようになっている。ステー
ジ３の駆動は、当該コイルに電流を流すことで発生する
電界と、当該コイルに対向し所定の間隔で隔たれた位置
に連結手段５に取り付けられた磁石の磁界とで駆動され
ることになる。なおここでは、コイルを固定子、磁石を
可動子としているが、コイル、磁石を入れ替えた逆のも
のであってもかまわない。

【００３２】なお、ステージ駆動機構４が、図１に示す
ように真空容器１外部に設置されているのは、上記コイ
ルに電流を流すことによって熱が発生することがその大
きな理由となっている。というのは、ステージ駆動機構
４を真空容器１内部に設置することを考えた場合、当該
真空容器１内部では気体が存在せず対流が起こらないた
め、ステージ駆動機構４に発生した熱の放散が速やかに
行われないことになるからからである。このことは、ス
テージ駆動機構４の安定した動作が保障されないことを
意味するとともに、場合によっては、その周囲に設置さ
れた機器にも悪影響を及ぼす等の不具合を招来する可能
性がある。また、本発明においては、ステージ駆動機構
４は、機械的な駆動源すなわちモータ等を備え、ボール
ネジからなる連結手段５が備えられているような構成を
とってもよいが、この場合においても上記事情に相違は
ない。すなわち、ステージ駆動機構４は、基本的に真空
容器１外部に設置する。この場合においては、ボールネ
ジに塗布される機械油等が真空容器１内部で飛散するこ
とによって、真空度を低下させるような不具合を予測す
ることができるからである。さらに、上記したいずれの
場合にしても、ステージ駆動機構４を外部に設置するこ
とは、真空容器１の容積を小さくすることができること
になるから、その相応分、所望真空度への到達時間を短
縮することができる。ステージ駆動機構４を真空容器１
外部に設置する理由としては、この点も見逃すことがで
きない。

【００３３】上記ステージ３とステージ駆動機構４とを
接続する連結手段５は、図１に示すように、棒状の部材
となっている。この連結手段５のステージ駆動機構４側
の端部には、当該ステージ駆動機構４内部に設置された
コイルに対向する部分に、コイルあるいは磁石が備えら
れており、もう一方の端部はステージ３に固着されてい
る。ちなみに、ステージ駆動機構４に磁石が備えられて
いるような様式であっても問題ない。要は、ステージ駆
動機構４と連結手段５との間に、反発力あるいは吸引力
が働く構成となっていればよい。この連結手段５は、上
述までで明らかなように、ステージ駆動機構４からステ
ージ３に対して動力を伝達するために設けられているも
のである。なお、この動力伝達は、図１の矢印Ｂに示す
ように、連結手段５の押し出し若しくは引き込みによっ
て実現される。

【００３４】真空容器１の側壁（容器の壁）１ａには、
上記連結手段５を貫通させる管路１０が形成されてい
る。この管路１０内壁と連結手段５の外周面との間には
隙間１０ａが形成されている。これは連結手段５の管路
１０内の動作を円滑にするためである。この隙間１０ａ
は、およそ３〜１５μｍとなっている。この隙間１０ａ
を保持するように連結手段５を支持するため、真空容器
１の側壁１ａにはエアベアリング（支持手段）６が設け
られている。したがって、連結手段５は、ステージ駆動
機構４とステージ３との間において、何等の部材とも直
接的な接触点をもつことがなく、高品位な円滑動作が保
障されることになる。

【００３５】管路１０には、その管路１０内の圧力が真
空容器１の内部圧力及び外部圧力との中間圧力となるよ
う調整する圧力調整手段２０が接続されている。これは
前記した隙間１０ａから、気体分子が真空容器１内部に
向かって流入してくることに対応しつつ、真空容器１内
部の真空度を一定に保つために設けられているものであ
る。ちなみに、管路１０が形成されている真空容器１の
側壁１ａは、この圧力調整手段２０を接続する部位を確
保するために、他の外壁に較べて厚めに成形されてい
る。この圧力調整手段２０は、図１に示すように、溝
部、導通路、溝部排気用ポンプにより構成されている
が、本実施形態においては、これが管路１０の長手方向
に沿って二系統用意されている。すなわち、本実施形態
の圧力調整手段２０は、管路１０の周方向に設けられる
溝部２０ａ１、２０ａ２、これら溝部２０ａ１、２０ａ
２にそれぞれ連通する導通路２０ｂ１、２０ｂ２、そし
て、導通路２０ｂ１、２０ｂ２の先端にそれぞれ接続さ
れ互いに独立である溝部排気用ポンプ（排気手段）２０
ｃ１、２０ｃ２とが備えられたものとなっている。な
お、本発明においては、圧力調整手段２０がこのように
二系統となるような場合を特に限定するものではない。
例えば、三系統以上を接続するような場合も当然考えら
れうる。

【００３６】これら二系統の圧力調整手段２０におい
て、側壁１ａの厚さ方向で、真空容器１からみて外側に
形成されている溝部２０ａ１に接続される溝部排気用ポ
ンプ２０ｃ１は、比較的低真空までの排気能力を備えた
ロータリポンプとされている。一方、真空容器１からみ
て内側に形成されている溝部２０ａ２に接続される溝部
排気用ポンプ２０ｃ２は、先述した真空ポンプ２と同等
な構成とされている。つまり、溝部排気用ポンプ２０ｃ
２と真空ポンプ２とは、互いに同等な排気能力を備えて
いる。このような構成とされるのは、より外部側に近い
溝部２０ａ１から真空容器１内部に近い溝部２０ａ２へ
の道程において、気体分子の流入量が減少すると考えら
れるからである。すなわち、比較的大量の気体分子を排
出しなければならない溝部２０ａ１においては低真空用
の真空ポンプを、溝部２０ａ１から漏れでた気体分子を
排出する溝部２０ａ２においては高真空用の真空ポンプ
を、それぞれ使用することでバランスをとった装置構成
となっている。なお、どちらの溝部２０ａ１、２０ａ２
においても、それら溝部内における圧力が、真空容器１
内部圧力と外部圧力との中間圧力となることが改めて確
認できる。

【００３７】また、二系統の圧力調整手段２０における
導通路２０ｂ１、２０ｂ２の開口は、管路１０の内径と
連結手段５の外周面とで形成される隙間１０ａの開口に
較べて大きくなるように形成されている。このことによ
り、隙間１０ａから導通路２０ｂ１、２０ｂ２への気体
分子の流れはスムースなものとなる。すなわち、上記の
ような開口設定にしておくことで、気体分子の排気は速
やかに行われることになる。

【００３８】以上述べたような構成となるステージ装置
Ｓにおいて、その作用及び効果について説明する。真空
容器１内部は、真空ポンプ２により所望の真空度、いま
の場合１×１０^-6〜１０^-7Ｔｏｒｒとなるように設定す
る。なお、この真空引き作業は粗引き工程、本引き工程
等を含むいわゆる通常の真空引き作業と同様に進行す
る。また、この真空引き作業に先だって、ステージ３上
にはレジスト塗布等の準備工程を経てきたウェーハ９を
予め載置しておく。また、真空ポンプ２の作動と同時
に、圧力調整手段２０の作動、すなわち溝部排気用ポン
プ２０ｃ１、２０ｃ２の作動も開始させる。真空容器１
内部が所望の真空度となったならば、エアベアリング６
に空気を送出し連結手段５を支持するとともに、ステー
ジ駆動機構４を稼働状態とする。この時点より、ステー
ジ３を真空容器１内部における任意の位置に移動させる
ことが可能となる。すなわち、電子ビーム銃７によるウ
ェーハ９上面への露光作業が可能となる。

【００３９】ところで、上記作業中の間、管路１０内の
圧力は溝部２０ａ１、２０ａ２において、真空容器１内
部圧力と外部圧力との中間圧力となるよう、それぞれの
溝部２０ａ１、２０ａ２に接続されている溝部排気用ポ
ンプ２０ｃ１、２０ｃ２の作動を続行させる。この際、
両溝部２０ａ１、２０ａ２では、真空容器１内部に流入
してくる気体分子の流れが妨げられ、それと同時に溝部
排気用ポンプ２０ｃ１、２０ｃ２の働きにより、導通路
２０ｂ１、２０ｂ２を通して気体分子は外部へと排出さ
れることになる。なお、この場合においては上述したよ
うに、それぞれの溝部２０ａ１、２０ａ２では、真空容
器１からみてより外側の溝部２０ａ１で比較的低真空、
より内側の溝部２０ａ２で比較的高真空、という状態と
なっている。

【００４０】以上説明したように、まず、ステージ駆動
機構４からステージ３に動力を伝達する連結手段５は、
隙間１０ａを保持しつつ管路１０内を貫通するようにな
っている。また、連結手段５を支持する部材はエアベア
リング６であり、この支持点をも含めてステージ駆動機
構４からステージ３に至るまで、連結手段５は何等の部
材とも直接的な接触点をもつことがない。したがって、
連結手段５はきわめて円滑な動作が保障されることにな
る。このことは同時に、ステージ３の高精度な動作を保
障する。すなわち、真空容器１内部におけるステージ３
の微妙な位置決め動作、安定した定速運動制御等を実現
することができる。また、本実施形態によれば、移動ス
トロークに関する制限もなく、従来例のようにストロー
クエンドにおいて制御困難となるようなことがない。つ
まり、ウェーハ９の大径化に容易に対応できる。

【００４１】また、上記効果を得るのと同時に、管路１
０には圧力調整手段２０が接続されていることから、真
空容器１内部は当初設定した真空度に安定して保持する
ことが可能となる。すなわち、管路１０の周方向に形成
されている溝部２０ａ１、２０ａ２により気体分子の流
れが妨げられるとともに、溝部排気用ポンプ２０ｃ１、
２０ｃ２により気体分子が外部へと排気されることで、
管路１０が真空容器１内部と外部との間において、圧力
の観点からみた一種の緩衝地帯となり、真空容器１内部
へ気体分子が流入することを妨げることができる。な
お、上記した溝部２０ａ１、２０ａ２からの排気は、導
通路２０ｂ１、２０ｂ２の開口が上述した隙間１０ａの
開口に較べて大きく設定されていることから、効率的に
行われる。以上のことをまとめると、本実施形態におい
ては、安定した電子ビームによる露光作業の実施が可能
となる。

【００４２】以下では本実施形態に関する補足事項につ
いて説明する。まず、本実施形態においては、真空容器
１内部の圧力を１×１０^-6〜１０^-7Ｔｏｒｒとなるよう
に設定していたが、本発明はこの特定の真空度にこだわ
るものではない。基本的に、設定すべき真空容器１内部
の真空度は、本発明におけるステージ装置をいかなる状
況に応用して利用するかにかかっている。つまり、真空
容器１内部の真空度は、当該真空容器１内で必要となる
操作あるいは作業等を円滑に実行するに際して、最も適
したものとなるように設定すればよい。このことに関連
して、上記実施形態における真空ポンプ２、溝部排気用
ポンプ２０ｃ１、２０ｃ２の構成は、真空容器１内部の
設定真空度に応じて最も適当な構成に変更してもよい。

【００４３】また、本発明は、真空容器１の代わりに容
器内部を加圧するようなものに対しても適用可能であ
り、このような加圧容器も本発明の概念に含まれる。た
だし、この場合、圧力調整手段２０の構成は少しく変更
される。すなわち、上記では溝部排気用ポンプ２０ｃ
１、２０ｃ２が溝部２０ａ１、２０ａ２に接続されてい
たが、これらが当該溝部２０ａ１、２０ａ２に対して気
体を送り込む加圧手段に置換される。このような加圧容
器、加圧手段からなる構成を備えたステージ装置であっ
ても、管路１０が、容器内部と外部との間において、圧
力の観点からみた緩衝地帯となることは上記実施形態と
何等相違するものではない。ただし、気体分子の流れ
は、先の場合とは逆に加圧容器側から外部へ、というも
のになる。

【００４４】さらに、上記実施形態においては、ステー
ジ装置Ｓを、電子ビームを利用した露光装置において応
用する形態に関して記述したが、本発明はこのことに関
して特にこだわるものではない。露光装置以外の装置、
例えば、走査型電子顕微鏡に上記ステージ装置Ｓを応用
するような場合であっても、本発明の範囲を逸脱するも
のではない。また、ステージ３は、図１等に示されてい
るように、左右移動だけが可能なような記述、描画がな
されているが、本発明はこのことも特に限定するもので
はない。例えば、図１においては、紙面垂直に向かうよ
うな図示しない案内ガイド、連結手段、ステージ駆動機
構等からなる構成を別途備え、同方向の移動が可能なス
テージ３を提供するようにしてもよい。

【００４５】また、電子ビーム源等の光源と複数のレン
ズから構成される電子レンズ部を含む照明系を露光装置
本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械
部品から成るステージ装置を露光装置本体に取り付け
て、配線や配管を接続し、さらに総合調整（電気調整、
動作確認等）をすることにより本実施形態の露光装置を
製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及
びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うこと
が望ましい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載のス
テージ装置は、容器の壁に連結手段を貫通させる管路
と、その管路に接続する圧力調整手段とが備えられてい
る。このうち圧力調整手段は、管路内の圧力が、容器内
部圧力と外部圧力との中間の任意圧力となるような調整
を行う。これらの構成により、容器内のステージは連結
手段により直接的に駆動されることになる一方で、前記
連結手段を貫通させる管路は圧力の観点からみた一種の
緩衝地帯となり、容器内部の圧力を当初設定した状態で
一定に保つことが可能となる。したがって、ステージ動
作は円滑に、かつ容器内の作業は常に一定の環境のもと
で実施されえる。

【００４７】請求項２記載のステージ装置は、前記圧力
調整手段として、前記管路の周方向に設けられた溝部
と、該溝部を排気又は該溝部に気体を送り込む排気手段
又は加圧手段とを備えている。前記溝部は、容器内部が
減圧されている場合には、外部より流入する気体の流れ
を妨げ、また、容器内部が加圧されている場合には、内
部から流出する気体の流れを妨げる。また、これらそれ
ぞれの場合において、前者においては前記溝部の気体は
排気手段により排気され、後者の場合においては加圧手
段により前記溝部に気体が送り込まれる。いずれにして
も、管路内の圧力は、容器内部と外部との中間における
任意の圧力となる。これは前述した管路の緩衝地帯とし
ての働きを具現化するものである。したがって、このス
テージ装置は、上記した効果のうち、容器内部の圧力を
一定に保つという効果を確実にえることができるもので
ある。

【００４８】請求項３記載のステージ装置は、前記管路
の長手方向に前記溝部が複数形成されていることから、
上述した気体の流れを妨げる作用を段階的に実現するこ
とが可能となる。つまり、管路の緩衝地帯としての働き
は強まることとなり、より確実に容器内部の圧力雰囲気
を一定に保つことができる。

【００４９】請求項４記載のステージ装置は、前記複数
の溝部にはそれぞれ独立の前記排気手段又は前記加圧手
段が接続されていることから、各溝部において独立に圧
力調整を行うことが可能となる。このことにより、管路
の長手方向において、きめ細かな圧力制御を行うことが
できる。

【００５０】請求項５記載のステージ装置は、前記容器
に前記連結手段を支持する支持手段が設けられているこ
とから、前記連結手段の動作は安定したものとなる。ま
た、この支持手段は、前記管路と前記連結手段との間に
所定の隙間を保ったまま当該連結手段を支持しているこ
とから、極めて円滑な連結手段の動作を保障することに
なる。つまり、ステージ駆動機構からステージへの動力
伝達は、安定した状態で、かつ円滑に実現されえる。

【００５１】請求項６記載のステージ装置は、前記支持
手段はエアベアリングを含む構成であることから、前記
連結手段は前記ステージ駆動機構と前記ステージとの間
において、他の部材と直接的に接触する部分をもたな
い。すなわち、前記連結手段の動作はより円滑なものと
なり、結果ステージの動作を極めて高精度なものとする
事ができる。

【００５２】請求項７記載のステージ装置は、前記管路
に設けられた前記圧力調整手段に接続された開口が、該
管路の内壁と前記連結手段の外周面とで形成される隙間
の開口に較べて大きい。このことは、前記容器内部が減
圧された状態の時、気体の流れがスムースに管路から圧
力調整手段を構成するところの真空ポンプに流れ込むこ
とになるから、効率的な排気を実現することが可能とな
る。

【００５３】請求項８記載のステージ装置において、前
記連結手段は棒状の部材であることから、前記ステージ
駆動機構から前記ステージへの動力伝達は、連結手段の
押し出し又は引き込みにより実現される。前記ステージ
の移動が、このような単純な動作によって実現されるこ
とは、当該ステージ移動をより信頼性の高いものとなる
ことを意味している。

【００５４】請求項９記載のステージ装置において、前
記ステージ駆動機構はリニアモータを含む構成であるこ
とから、リニアモータの固定子側と移動子側とを非接触
とすることにより、リニアモータの固定子側が固定され
た床などからの外乱を受けることが少なくなり、当該ス
テージの移動をより信頼性の高いものにすることができ
る。

【００５５】請求項１０記載の光学装置においては、上
記請求項１から８のいずれかに記載のステージ装置を備
えたものとなっているから、円滑なステージ動作が実現
されるとともに、かつ容器内の作業を常に一定の環境の
下で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るステージ装置の実施形態を示す
側面断面図である。

【図２】従来のステージ装置を示す側面断面図であ
る。

【符号の説明】

１真空容器（容器）１ａ側壁（容器の壁）２真空ポンプ３ステージ４ステージ駆動機構５連結手段６エアベアリング（支持手段）７電子ビーム銃（照射系）８電子レンズ部（照射系）９ウェーハ１０管路１０ａ隙間２０圧力調整手段２０ａ１、２０ａ２溝部２０ｃ１、２０ｃ２溝部排気用ポンプ（排気手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その内部が外部とは異なる圧力に設定さ
れた容器と、該容器内部に設置されかつ移動可能とされたステージ
と、前記容器外部に設置され前記ステージを駆動させるステ
ージ駆動機構と、前記ステージ駆動機構から前記ステージに動力を伝達す
る連結手段とを備え、前記容器の壁には、前記連結手段を貫通させる管路が形
成され、該管路には、当該管路内部を前記容器内部の圧力と前記
容器外部の圧力との中間の任意の圧力に調整する圧力調
整手段が接続されていることを特徴とするステージ装
置。
【請求項２】前記容器内部はその外部よりも減圧又は
加圧された状態とされ、前記圧力調整手段は、前記管路の周方向に設けられた溝
部と、該溝部の気体を排気する排気手段又は該溝部に気体を送
り込む加圧手段とを備えていることを特徴とする請求項
１記載のステージ装置。
【請求項３】前記溝部は前記管路の長手方向において
複数形成されていることを特徴とする請求項２記載のス
テージ装置。
【請求項４】前記複数の溝部には、それぞれ独立の前
記排気手段又は前記加圧手段が接続されていることを特
徴とする請求項３記載のステージ装置。
【請求項５】前記容器には前記管路と前記連結手段の
外周面とを所定の隙間に保ちつつ前記連結手段を支持す
る支持手段が設けられていることを特徴とする請求項１
から４のいずれかに記載のステージ装置。
【請求項６】前記支持手段はエアベアリングを含む構
成であることを特徴とする請求項５記載のステージ装
置。
【請求項７】前記管路に設けられた前記圧力調整手段
に接続された開口は、該管路の内壁と前記連結手段の外
周面とで形成される隙間の開口に較べて大きいことを特
徴とする請求項１から６のいずれかに記載のステージ装
置。
【請求項８】前記連結手段は、棒状の部材であること
を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のステー
ジ装置。
【請求項９】前記ステージ駆動機構は、リニアモータ
を含む構成であることを特徴とした請求項５又は６記載
のステージ装置。
【請求項１０】処理対象の試料を載置して移動するス
テージ装置と、前記ステージ装置に載置された前記試料に光線又は荷電
粒子を照射する照射系と、前記ステージ装置と前記照射
系とを内部に含むように構成された容器とを備えた光学
装置において、前記ステージ装置は請求項１から８のいずれかに記載の
ステージ装置であることを特徴とする光学装置。