JP2001102429A - ステージ装置およびそれを備えた検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動源である平面モータの制御系を簡単化し
ても軸間干渉の発生が低減され、高精度な位置決めが可
能となるステージ装置を提供すること。 【解決手段】 ベース部材１１と、ベース部材１１のガ
イド面１１ａに対し平行な面内で移動するテーブル部材
１５と、テーブル部材１５をＹ方向に案内すると共に、
ガイド面１１ａに沿って移動する第１のガイド部材１７
と、第１のガイド部材１７をＸ方向に案内する第２のガ
イド部材１３，１４と、ベース部材１１、テーブル部材
１５、および第２のガイド部材１３，１４各々と第１の
ガイド部材１７との間を非接触で案内支持する非接触軸
受１〜３と、ベース部材１１とテーブル部材１５との何
れか一方に設けられた磁石と他方に設けられた電磁石と
からなる平面モータと、平面モータを制御してガイド面
１１ａに平行な方向の駆動力を発生させ、テーブル部材
１５を移動させる移動制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元平面内で試
料を高精度に位置決めするためのステージ装置およびそ
れを備えた検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりステージ装置は、半導体素子な
どをリソグラフィ工程で製造する際の露光装置や、半導
体素子に形成された回路パターンなどを検査する検査装
置、または超精密加工装置おいて、ウェーハなどの試料
を２次元平面内で精度良く位置決めするために使用され
ている。

【０００３】例えば特開平９−１７８４６号公報に開示
された磁気浮上型のステージ装置２００は、図２１に示
されるように、矩形の固定ステージ２１１と、固定ステ
ージ２１１よりも小さな矩形の移動ステージ２１２とで
構成される。試料は、移動ステージ２１２上に載置され
る。ここで、固定ステージ２１１は、縦横方向に配列さ
れた多数の電磁石２１３と、電磁石２１３を収納する密
閉槽２１４とからなる。密閉槽２１４の上板は、低透磁
率の材質からなる。

【０００４】一方、固定ステージ２１１の上部に浮上し
た移動ステージ２１２の底面には、６つの永久磁石２１
５と、３つのギャップセンサ２１６とが取り付けられて
いる。３つのギャップセンサ２１６は、密閉槽２１４の
上板を基準面として、移動ステージ２１２のＺ方向の位
置およびα方向，β方向の傾きを測定する。さらに、固
定ステージ２１１の周囲には、３台のレーザ干渉計２１
７が設けられている。３台のレーザ干渉計２１７は、移
動ステージ２１２のＸ方向，Ｙ方向の位置およびθ方向
の傾きを測定する。

【０００５】なお、上記の電磁石２１３と永久磁石２１
５とは、平面モータを構成している。平面モータの電磁
石２１３に電流を供給することにより、磁気的な吸引
力、反発力およびローレンツ力などを発生させ、移動ス
テージ２１２を駆動することができる。このステージ装
置２００において、ギャップセンサ２１６およびレーザ
干渉計２１７からの情報を受けた制御装置（不図示）
は、電磁石２１３の電流を制御し、移動ステージ２１２
を所望の姿勢に駆動する。その結果、移動ステージ２１
２上に載置されたウェーハなどの試料は、Ｘ，Ｙ，Ｚ，
θ，α，βの６自由度で位置決めされる。

【０００６】また、このステージ装置２００は、電磁石
２１３が密閉槽２１４に収納されているため、電磁石２
１３からの脱ガスの飛散が防止され、大気中だけでな
く、クリーンルームや真空中での作業にも適用できる。
一方、特開平３−７３５１３号公報に開示されたステー
ジ装置３００は、図２２に示されるように、スライド部
３０１ｘ，３０１ｙが、駆動ねじ３０３ｘ，３０３ｙに
より、ガイドレール３０２ｘ，３０２ｙに沿って移動す
るものである。なお、ガイドレール３０２ｙは、スライ
ド部３０１ｘに固定されている。

【０００７】そして、スライド部３０１ｘ，３０１ｙに
は、スライド部３０１ｘ，３０１ｙとガイドレール３０
２ｘ，３０２ｙとの間隙に、高圧気体（乾燥空気）を供
給する供給管３０４ｘ，３０４ｙが接続されている。ま
た、スライド部３０１ｘ，３０１ｙには、気体排出部３
０９ｘ，３０９ｙが取り付けられている。この気体排出
部３０９ｘ，３０９ｙは、図示しない真空ポンプに繋が
れた排気管３１０ｘ，３１０ｙに接続されている。

【０００８】このステージ装置３００において、供給管
３０４ｘ，３０４ｙからスライド部３０１ｘ，３０１ｙ
とガイドレール３０２ｘ，３０２ｙとの間隙に供給され
た高圧気体は、気体排出部３０９ｘ，３０９ｙとガイド
レール３０２ｘ，３０２ｙとの間隙に向けて流れ、排気
管３１０ｘ，３１０ｙを介して真空チャンバーの外へ速
やかに排出される。

【０００９】その結果、スライド部３０１ｘ，３０１ｙ
（および気体排出部３０９ｘ，３０９ｙ）は、ガイドレ
ール３０２ｘ，３０２ｙから浮上しながら、Ｘ方向，Ｙ
方向に移動する。なお、スライド部３０１ｙ上のテーブ
ル３０８に、試料３１３が載置される。このようにＸ方
向，Ｙ方向の軸受が静圧気体軸受スライドよりなるステ
ージ装置３００によれば、スライド部３０１ｘ，３０１
ｙ（および気体排出部３０９ｘ，３０９ｙ）をガイドレ
ール３０２ｘ，３０２ｙから浮上させるための高圧気体
が、真空チャンバーの外に放出されるので、真空中また
は特殊気体中で使用することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た磁気浮上型のステージ装置２００（図２１）では、移
動ステージ２１２の姿勢の全てを、電磁石２１３と永久
磁石２１５とで構成される平面モータにて同時制御しな
ければならないため（６軸制御）、多数の電磁石２１３
を独立して駆動する必要があり、きわめて複雑な制御系
が要求される。

【００１１】さらに、移動ステージ２１２に取り付けら
れたケーブル（不図示）などの引っ張りや振動（外乱）
の影響を受けやすく、複雑な制御系をもってしても、軸
間干渉が発生しないように制御することは困難であっ
た。このため、従来のステージ装置２００では、位置決
め精度の向上に限界があった。また、上記の静圧気体軸
受を設けたステージ装置３００（図２２）では、排気管
３１０ｘ，３１０ｙが伸縮可能な金属製の蛇腹部材にて
構成されるが、この金属製の蛇腹部材をスライド部３０
１ｘ，３０１ｙの移動に追従させながらスムーズに伸縮
させることは困難であった。

【００１２】このため、スライド部３０１ｘ，３０１ｙ
の移動時、金属製の蛇腹部材からスライド部３０１ｘ，
３０１ｙに不要な反力が加わることがあり、位置決め精
度の向上に限界があった。そこで、請求項１〜請求項１
１に記載した発明の目的は、駆動源である平面モータの
制御系を簡単化しても軸間干渉の発生が低減され、高精
度な位置決めが可能となるステージ装置を提供すること
にある。

【００１３】さらに、請求項１２に記載した発明の目的
は、テーブルに載置された試料の位置決め精度を向上さ
せることができる検査装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ベース部材と、該ベース部材に設けられたガイド面
に対し平行な面内で移動するテーブル部材とを備えたス
テージ装置において、テーブル部材を第１の方向に案内
すると共に、ガイド面に沿って移動する第１のガイド部
材と、第１のガイド部材を第１の方向に対して垂直な第
２の方向に案内する第２のガイド部材と、ベース部材、
テーブル部材、および第２のガイド部材各々と、第１の
ガイド部材との間を、非接触で案内支持する非接触軸受
と、ベース部材とテーブル部材との何れか一方に設けら
れた磁石と、他方に設けられた電磁石とからなる平面モ
ータと、平面モータを制御して、ガイド面に平行な方向
の駆動力を発生させ、テーブル部材を移動させる移動制
御手段とを備えたものである。

【００１５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のステージ装置において、第１のガイド部材に、
ガイド面まで貫通した開口部を設け、テーブル部材を開
口部の中でガイド面に沿って移動させるようにし、さら
にテーブル部材をガイド面から浮上させる浮上手段を備
えたものである。また、請求項３に記載の発明は、請求
項１または請求項２に記載のステージ装置において、テ
ーブル部材をガイド面に向けて付勢する第１の付勢手段
と、第１のガイド部材をガイド面に向けて付勢する第２
の付勢手段とを備えたものである。

【００１６】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載のステージ装置において、第１の付勢手段が、第
１のガイド部材と一体的に設けられている第１の付勢部
材と、第１の付勢部材とテーブル部材との間を、非接触
で案内支持する非接触軸受とを備えたものである。ま
た、請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４
に記載のステージ装置において、第２の付勢手段が、第
２のガイド部材と一体的に設けられている第２の付勢部
材と、第２の付勢部材と第１のガイド部材との間を、非
接触で案内支持する非接触軸受とを備えたものである。

【００１７】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
から請求項５の何れか１項に記載のステージ装置におい
て、第２のガイド部材が、ベース部材と一体的に設けら
れたものである。また、請求項７に記載の発明は、請求
項２に記載のステージ装置において、浮上手段が、平面
モータを制御して、ガイド面の法線に平行な方向の駆動
力を発生させる浮上制御手段にて構成されたものであ
る。

【００１８】また、請求項８に記載の発明は、請求項２
に記載のステージ装置において、浮上手段が、テーブル
部材とガイド面との間を、流体により非接触で案内支持
する静圧軸受にて構成されたものである。また、請求項
９に記載の発明は、請求項１、請求項４または請求項５
に記載のステージ装置において、非接触軸受が、流体を
介して案内支持する静圧軸受にて構成されたものであ
る。

【００１９】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
８または請求項９に記載のステージ装置において、静圧
軸受が、流体として気体を用いた静圧気体軸受にて構成
されたものである。また、請求項１１に記載の発明は、
請求項８から請求項１０の何れか１項に記載のステージ
装置において、静圧軸受が、流体を噴出するパッド部
と、パッド部の回りに設けられ、該パッド部から噴出し
た流体を排出する排出部とで構成されたものである。

【００２０】また、請求項１２に記載の発明は、請求項
１から請求項１１の何れか１項に記載のステージ装置
と、ステージ装置のテーブル部材に載置された試料に対
し、ビームを照射する照射手段と、ビームの照射によっ
て試料から発生する二次ビームを検出する検出手段とを
備えたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を説明する。

【００２２】（第１実施形態）まず、第１実施形態につ
いて説明する。第１実施形態は、請求項１，請求項２，
請求項６，請求項７，請求項９，請求項１０に対応す
る。第１実施形態のステージ装置１０は、このステージ
装置１０を上方から見た図（図１(ａ)）、および側方か
ら見た図（図１(ｂ)，(ｃ)）に示されるように、ＸＹ面
に平行な基準ガイド面１１ａを有するステージベース１
１と、基準ガイド面１１ａに沿って移動可能な可動部１
２と、ステージベース１１の基準ガイド面１１ａ側に固
定され、可動部１２全体を側方から支持してＸ方向に案
内するＸガイド１３，１４とで構成されている。

【００２３】また、上記の可動部１２は、試料２０（例
えばウェーハ）を載置するテーブル１５と、基準ガイド
面１１ａまで貫通した矩形状の開口部１６を有する可動
枠１７とで構成されている。なお、テーブル１５は、可
動枠１７の開口部１６の中に位置する。さらに、可動枠
１７は、図１(ｄ)に示されるように、開口部１６の中に
位置するテーブル１５を側方から支持してＹ方向に案内
するＹガイド１８，１９と、Ｙガイド１８，１９を連結
する連結部２１，２２とで構成されている。

【００２４】また、可動枠１７のＹガイド１８，１９に
は、ＹＺ面に平行で互いに対向するガイド面１８ａ，１
９ａが設けられている。ガイド面１８ａとガイド面１９
ａとの間隔は、テーブル１５のＸ方向に沿った長さより
も少し広い程度である。このため、テーブル１５とＹガ
イド１８，１９（可動枠１７）とは常に一体となってＸ
方向に移動することになる（後述する）。

【００２５】ガイド面１８ａ，１９ａ各々のＹ方向に沿
った長さＬｙ１は、テーブル１５のＹ方向に沿った長さ
Ｌｙ２よりも、所定量（Ｌｙ１−Ｌｙ２）だけ長くなっ
ている。この所定量（Ｌｙ１−Ｌｙ２）が、テーブル１
５のＹ方向に沿った最大移動量に相当する。一方、この
可動枠１７（および開口部１６の中に位置するテーブル
１５）をＸ方向に案内するＸガイド１３，１４には、図
１(ａ)に示されるように、ＸＺ面に平行で互いに対向す
るガイド面１３ａ，１４ａが設けられている。ガイド面
１３ａとガイド面１４ａとの間隔は、可動枠１７のＹ方
向に沿った長さよりも少し広い程度である。

【００２６】なお、ガイド面１３ａ，１４ａ各々のＸ方
向に沿った長さＬｘ１は、可動枠１７のＸ方向に沿った
長さＬｘ２（図１(ｄ)参照）よりも、所定量（Ｌｘ１−
Ｌｘ２）だけ長くなっている。この所定量（Ｌｘ１−Ｌ
ｘ２）が、可動枠１７のＸ方向に沿った最大移動量、す
なわちテーブル１５のＸ方向に沿った最大移動量に相当
する。

【００２７】さらに、図１(ｂ)，(ｃ)のＡ−Ａ断面図
（図２(ａ)）、および図１(ａ)のＢ−Ｂ断面図（図２
(ｂ)）に示されるように、上記した可動枠１７の連結部
２１，２２には、Ｘガイド１３，１４のガイド面１３
ａ，１４ａと対向する面に、エアパッド１Ａ，１Ｂ，１
Ｃ，１Ｄが設けられている。これらのエアパッド１Ａ〜
１Ｄは、不図示の空気供給源に接続されている。

【００２８】また、可動枠１７の連結部２１，２２に
は、図２(ｂ)、および図１(ａ)のＣ−Ｃ断面図（図２
(ｃ)）に示されるように、ステージベース１１の基準ガ
イド面１１ａと対向する面に、エアパッド２Ａ，２Ｂ，
２Ｃ，２Ｄが設けられている（図１(ａ)も参照）。これ
らのエアパッド２Ａ〜２Ｄも、不図示の空気供給源に接
続されている。

【００２９】一方、図２(ａ)、および図１(ａ)のＤ−Ｄ
断面図（図２(ｄ)）に示されるように、テーブル１５に
は、可動枠１７を構成するＹガイド１８，１９のガイド
面１８ａ，１９ａと対向する面に、エアパッド３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄが設けられている。これらのエアパッド
３Ａ〜３Ｄも、不図示の空気供給源に接続されている。
また、テーブル１５には、図２(ｄ)に示されるように、
ステージベース１１の基準ガイド面１１ａと対向する面
に、複数の永久磁石２３，２３，…が設けられている。
これら永久磁石２３，２３，…の配置は、テーブル１５
を基準ガイド面１１ａ側から見た図（図３(ａ)）に示さ
れるようになっている。図３(ａ)には、８個の永久磁石
２３，２３，…が示されている。

【００３０】これに対して、ステージベース１１には、
図２(ｂ)，(ｄ)に示されるように、基準ガイド面１１ａ
側の内部に、複数の電磁石２４，２４，…が設けられて
いる。これら電磁石２４，２４，…は、図１(ｂ)，(ｃ)
のＥ−Ｅ断面図（図３(ｂ)）に示されるように、マトリ
クス状に配列されている。図３(ｂ)には、３６個の電磁
石２４，２４，…が示されている。なお、ステージベー
ス１１の上板は、低透磁率の材質からなる。

【００３１】上記の永久磁石２３，２３，…と電磁石２
４，２４，…とは、ステージ装置１０において、平面モ
ータ２５を構成している。そして、平面モータ２５の各
電磁石２４には、平面モータ２５を３軸制御するモータ
制御部２６が接続されている。モータ制御部２６は、平
面モータ２５を制御して、基準ガイド面１１ａの法線に
平行な方向（Ｚ方向）の駆動力、および、基準ガイド面
１１ａに平行な方向（Ｘ方向，Ｙ方向）の駆動力を発生
させる。これらの駆動力は、ステージベース１１の上板
のみを介してテーブル１５に確実に伝達される。

【００３２】なお、テーブル１５のＸ方向またはＹ方向
への移動時、平面モータ２５を構成する複数の永久磁石
２３，２３，…は常に、ステージベース１１内の電磁石
２４，２４，…の何れかと対向するようになっている。
さらに、ステージ装置１０（図１(ａ)）には、テーブル
１５の上面に、試料２０を保持するホルダ２７と、移動
鏡２８ｘ，２８ｙとが設けられている。移動鏡２８ｘ，
２８ｙの表面は各々、ＹＺ面に平行な反射面，ＸＺ面に
平行な反射面となっている。

【００３３】また、移動鏡２８ｘに対向する位置には、
移動鏡２８ｘの反射面に対し測長用ビームを投射して、
テーブル１５のＸ方向に沿った位置（Ｘ位置）を計測す
る不図示のレーザ干渉計が設置されている。同様に、移
動鏡２８ｙに対向する位置にも、レーザ干渉計（不図
示）が設置されている。このレーザ干渉計によれば、テ
ーブル１５のＹ方向に沿った位置（Ｙ位置）が計測され
る。

【００３４】各レーザ干渉計による計測結果（テーブル
１５のＸ位置，Ｙ位置）は、上記のモータ制御部２６
（図３(ｂ)）に出力され、平面モータ２５のサーボ制御
に用いられる。なお、テーブル１５（図１(ａ)）には、
その他、内部に設置されたモータなどの電気的駆動源に
対して電力を供給するためのケーブルや、モータを冷却
する冷却液配管、テーブル１５（試料２０）を所定の温
度に保つための冷却液配管、さらには各種センサに接続
されたケーブルなどの一端が取り付けられている。以
下、これらのケーブルおよび配管を総称して「ケーブル
類２９」という。

【００３５】ここで、上記のステージベース１１は、請
求項１の「ベース部材」に対応する。基準ガイド面１１
ａは、請求項１の「ガイド面」に対応する。テーブル１
５は、請求項１の「テーブル部材」に対応する。Ｙガイ
ド１８，１９は、請求項１の「第１のガイド部材」に対
応する。Ｘガイド１３，１４は、請求項１の「第２のガ
イド部材」に対応する。Ｘ方向，Ｙ方向は、請求項１の
「第２の方向」，「第１の方向」に対応する。

【００３６】また、上記のエアパッド１Ａ〜１Ｄ，２Ａ
〜２Ｄ，３Ａ〜３Ｄは、請求項１の「非接触軸受」，請
求項９の「静圧軸受」，請求項１０の「静圧気体軸受」
に対応する。モータ制御部２６は、請求項１の「移動制
御手段」，請求項２の「浮上手段」，請求項７の「浮上
制御手段」に対応する。次に、上記のように構成された
ステージ装置１０（図１〜図３）の位置決め動作につい
て説明する。

【００３７】位置決め動作に当たって、モータ制御部２
６（図３(ｂ)）は、平面モータ２５を制御して常にＺ方
向の駆動力を発生させる。これによりテーブル１５は常
に、基準ガイド面１１ａから浮上した状態に保たれる。
なお、テーブル１５の基準ガイド面１１ａからの浮上量
（Ｚ位置）は、平面モータ２５によるＺ方向の駆動力と
テーブル１５の自重とのバランスにより、一定に保たれ
る。

【００３８】また、位置決め動作に当たって、エアパッ
ド２Ａ〜２Ｄ（図２(ｂ)，(ｃ)，図１(ａ)）には、空気
供給源（不図示）から連続的に空気が供給される。エア
パッド２Ａ〜２Ｄに供給された空気は、ステージベース
１１の基準ガイド面１１ａに対して噴出される。これに
より、可動枠１７と基準ガイド面１１ａとの間には、所
定圧力の空気層が形成される。すなわち、可動枠１７
は、基準ガイド面１１ａから非接触な状態で支持され
る。

【００３９】なお、可動枠１７の基準ガイド面１１ａか
らの浮上量（Ｚ位置）は、可動枠１７と基準ガイド面１
１ａとの間に形成された空気層の圧力と可動枠１７の自
重とのバランスにより、一定に保たれる。さらに、位置
決め動作に当たって、空気供給源（不図示）からエアパ
ッド３Ａ〜３Ｄ（図２(ａ)）にも、連続的に空気が供給
される。

【００４０】エアパッド３Ａ〜３Ｄに供給された空気
は、可動枠１７のガイド面１８ａ，１９ａに対して噴出
される。これによりテーブル１５とガイド面１８ａ，１
９ａとの間には、所定圧力の空気層が形成される。すな
わち、テーブル１５は、ガイド面１８ａ，１９ａから非
接触な状態で支持される。このときテーブル１５は、エ
アパッド３Ａ，３ＣおよびＹガイド１８によって、Ｙガ
イド１９のガイド面１９ａに向けて付勢され、かつ、エ
アパッド３Ｂ，３ＤおよびＹガイド１９によって、Ｙガ
イド１８のガイド面１８ａに向けて付勢されている。

【００４１】言い換えると、テーブル１５は、対向配置
されたエアパッド３Ａとエアパッド３ＢおよびＹガイド
１８，１９によるＸ方向の与圧と、対向配置されたエア
パッド３Ｃとエアパッド３ＤおよびＹガイド１８，１９
によるＸ方向の与圧とを、同時に受けている。このよう
に、Ｙ軸上の異なる２箇所で同時にＸ方向の与圧を受け
ているため、テーブル１５が可動枠１７の開口部１６の
中でＺ軸回りに回転するようなことはない。その結果、
テーブル１５の可動枠１７に対するＸ位置は常に、一定
に保たれる。

【００４２】また、位置決め動作に当たって、エアパッ
ド１Ａ〜１Ｄ（図２(ａ)）にも、空気供給源（不図示）
から連続的に空気が供給される。エアパッド１Ａ〜１Ｄ
に供給された空気は、Ｘガイド１３，１４のガイド面１
３ａ，１４ａに対して噴出される。これにより、可動枠
１７とガイド面１３ａ，１４ａとの間には、所定圧力の
空気層が形成される。すなわち、可動枠１７は、ガイド
面１３ａ，１４ａから非接触な状態で支持される。

【００４３】このとき可動枠１７は、エアパッド１Ａ，
１ＢおよびＸガイド１３によって、Ｘガイド１４のガイ
ド面１４ａに向けて付勢され、かつ、エアパッド１Ｃ，
１ＤおよびＸガイド１４によって、Ｘガイド１３のガイ
ド面１３ａに向けて付勢されている。言い換えると、可
動枠１７は、対向配置されたエアパッド１Ａとエアパッ
ド１ＣおよびＸガイド１３，１４によるＹ方向の与圧
と、対向配置されたエアパッド１Ｂとエアパッド１Ｄお
よびＸガイド１３，１４によるＹ方向の与圧とを、同時
に受けている。

【００４４】このように、Ｘ軸上の異なる２箇所で同時
にＹ方向の与圧を受けているため、可動枠１７がＸガイ
ド１３，１４に挟まれた空間（以下「移動空間」と云
う）の中でＺ軸回りに回転するようなことはない。その
結果、可動枠１７のＹ位置は常に一定に保たれる。ま
た、可動枠１７が移動空間の中でＺ軸回りに回転するこ
とはなく、かつ、上記のように、可動枠１７の開口部１
６の中でテーブル１５がＺ軸回りに回転することもない
ため、テーブル１５が移動空間の中において、Ｚ軸回り
に回転することはないと云える。

【００４５】なお、テーブル１５にはケーブル類２９
（図１(ａ)）の一端が取り付けられているが、このケー
ブル類２９の引っ張りや振動（外乱）の影響を受け、テ
ーブル１５が移動空間の中でＺ軸回りに回転してしまう
こともない。この状態で、モータ制御部２６（図３
(ｂ)）が平面モータ２５を制御してＹ方向の駆動力を発
生させると、テーブル１５（図１(ａ)）は、可動枠１７
の開口部１６の中で、基準ガイド面１１ａからの浮上状
態とガイド面１８ａ，１９ａからの非接触状態とを保ち
ながら、Ｚ軸回りの回転を起こすことなく、ガイド面１
８ａ，１９ａに沿ってＹ方向に直進する。

【００４６】このときのテーブル１５のＹ位置は、移動
鏡２８ｙ（図１(ａ)）に対向配置されたレーザ干渉計
（不図示）による計測結果に基づいて制御され、平面モ
ータ２５の駆動により精密に位置決めされる。したがっ
て、テーブル１５上のホルダ２７に保持された試料２０
も、Ｙ方向に精密に位置決めされる。一方、モータ制御
部２６（図３(ｂ)）が平面モータ２５を制御してＸ方向
の駆動力を発生させると、テーブル１５（図１(ａ)）
は、基準ガイド面１１ａからの浮上状態を保ちながら、
Ｘ方向に移動しようとする。

【００４７】ところが、テーブル１５は、上記したＸ方
向の与圧により可動枠１７に対するＸ位置が一定に保た
れるため、単独ではなく可動枠１７と一体となって、基
準ガイド面１１ａからの浮上状態を保ちながらＸ方向に
移動することになる。ちなみに、このときの可動枠１７
は、基準ガイド面１１ａおよびガイド面１３ａ，１４ａ
からの非接触状態を保ちながら、Ｚ軸回りの回転を起こ
すことなく、ガイド面１３ａ，１４ａに沿ってＸ方向に
直進する。

【００４８】したがって、可動枠１７と一体となってＸ
方向に移動するテーブル１５も、Ｚ軸回りの回転を起こ
すことなく、ガイド面１３ａ，１４ａに沿ってＸ方向に
直進する。このときのテーブル１５のＸ位置は、移動鏡
２８ｘ（図１(ａ)）に対向配置されたレーザ干渉計（不
図示）による計測結果に基づいて制御され、平面モータ
２５の駆動により、精密に位置決めされる。したがっ
て、テーブル１５上のホルダ２７に保持された試料２０
も、Ｘ方向に精密に位置決めされる。

【００４９】上記したように、Ｘガイド１３，１４と、
Ｙガイド１８，１９と、エアパッド１Ａ〜１Ｄ，３Ａ〜
３Ｄとを設けた第１実施形態のステージ装置１０によれ
ば、位置決め動作時、平面モータ２５の制御系を使わな
くても、テーブル１５が移動空間（Ｘガイド１３，１４
に挟まれた空間）の中でＺ軸回りに回転することはな
い。

【００５０】したがって、平面モータ２５の制御系を簡
単化し、３軸制御系とすることができる。さらに、簡単
化された３軸制御系で平面モータ２５を制御する場合で
も、軸間干渉の発生が低減され、高精度な位置決めが実
現する。また、第１実施形態のステージ装置１０では、
可動枠１７が基準ガイド面１１ａまで貫通した開口部１
６を有し、この開口部１６の中をテーブル１５が基準ガ
イド面１１ａに沿って移動するので、平面モータ２５の
駆動力をテーブル１５の重心付近に直接かつ確実に作用
させることができ、移動の安定化が図られる。

【００５１】ちなみに、第１実施形態のステージ装置１
０は、大気中で使用する場合に有効なステージ装置であ
る。なお、このステージ装置１０を真空中または特殊気
体雰囲気中で使用する場合には、エアパッド１Ａ〜１
Ｄ，２Ａ〜２Ｄ，３Ａ〜３Ｄから噴出された空気をチャ
ンバー外に強制排出するための排気管などを設ければよ
い。

【００５２】また、ステージ装置１０では、テーブル１
５のＹ方向への移動時、テーブル１５が移動空間の中で
Ｚ軸回りに回転することはないが、Ｘ方向に位置ずれを
起こす可能性はあるため、上記したテーブル１５のＸ方
向への移動時と同様、テーブル１５のＸ位置を平面モー
タ２５により補正制御することが好ましい。同様に、テ
ーブル１５のＸ方向への移動時、テーブル１５が移動空
間の中でＺ軸回りに回転することはないが、Ｙ方向に位
置ずれを起こす可能性はあるため、上記したテーブル１
５のＹ方向への移動時と同様、テーブル１５のＹ位置を
平面モータ２５により補正制御することが好ましい。

【００５３】さらに、上記した第１実施形態では、平面
モータ２５のＺ方向駆動力によってテーブル１５を基準
ガイド面１１ａから浮上させる磁気浮上型のステージ装
置１０を説明したが、後述する第２実施形態のように、
テーブル１５の下面（基準ガイド面１１ａと対向する
面）に設けたエアパッド（図４(ｄ)のエアパッド６Ａ〜
６Ｄ参照）により、テーブル１５を浮上させることもで
きる（請求項８）。

【００５４】また、テーブル１５の下面にあるエアパッ
ドの回りに排気溝を設け、エアパッドから噴出される空
気を強制的に排出させることで、テーブル１５を基準ガ
イド面１１ａに向けて付勢し、その浮上量（Ｚ位置）を
安定化させることができる。 （第２実施形態）次に、第２実施形態について説明す
る。第２実施形態は、請求項１〜請求項６，請求項８〜
請求項１０に対応する。

【００５５】第２実施形態のステージ装置３０（図４〜
図６）は、上述した第１実施形態のステージ装置１０
（図１〜図３）に、後述する新たな構成要素（４Ａ〜４
Ｄ，５Ａ〜５Ｄ，６Ａ〜６Ｄ，３１〜３５）を付加する
と共に、上述したステージ装置１０のモータ制御部２６
（図３(ｂ)）に代えてモータ制御部３５を設けたもので
ある。

【００５６】以下、第２実施形態のステージ装置３０
（図４〜図６）について、上述した第１実施形態のステ
ージ装置１０（図１〜図３）との相違点に絞って説明す
る。なお、ステージ装置３０（図４〜図６）において、
上記のステージ装置１０（図１〜図３）と共通する構成
要素（１Ａ〜１Ｄ，２Ａ〜２Ｄ，３Ａ〜３Ｄ，１１〜１
９，２１〜２５，２７〜２９）には同じ符号を付してあ
る。

【００５７】第２実施形態のステージ装置３０は、この
ステージ装置３０を上方から見た図（図４(ａ)）、およ
び側方から見た図（図４(ｂ)，(ｃ)）に示されるよう
に、Ｘガイド１３，１４各々の上端に、爪部３１，３２
が固定されたものである。これら爪部３１，３２は、Ｘ
ガイド１３，１４と共に、可動枠１７（および開口部１
６の中に位置するテーブル１５）をＸ方向に案内するた
めのものである。

【００５８】また、これら爪部３１，３２には各々、図
４(ａ)のＦ−Ｆ断面図（図５(ａ)）に示されるように、
基準ガイド面１１ａに対向すると共に基準ガイド面１１
ａに平行なガイド面３１ａ，３２ａが設けられている。
さらに、図４(ａ)のＢ−Ｂ断面図（図６(ｂ)）、および
図４(ａ)のＣ−Ｃ断面図（図６(ｃ)）に示されるよう
に、可動枠１７の連結部２１，２２には、爪部３１，３
２のガイド面３１ａ，３２ａと対向する面に、エアパッ
ド４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが設けられている（図４(ａ)
も参照）。これらのエアパッド４Ａ〜４Ｄは、上述した
エアパッド１Ａ〜１Ｄ，２Ａ〜２Ｄ，３Ａ〜３Ｄと同
様、不図示の空気供給源に接続されている。

【００５９】一方、ステージ装置３０において、可動枠
１７を構成するＹガイド１８，１９各々の上端には、図
４(ａ)、および図４(ａ)のＧ−Ｇ断面図（図５(ｂ)）に
示されるように、爪部３３，３４が固定されている。こ
れら爪部３３，３４は、Ｙガイド１８，１９と共に、テ
ーブル１５をＹ方向に案内するためのものである。

【００６０】また、これら爪部３３，３４には各々、図
５(ｂ)に示されるように、基準ガイド面１１ａに対向す
ると共に基準ガイド面１１ａに平行なガイド面３３ａ，
３４ａが設けられている。さらに、図６(ｂ)、および図
４(ａ)のＤ−Ｄ断面図（図６(ｄ)）に示されるように、
テーブル１５には、爪部３３，３４のガイド面３３ａ，
３４ａと対向する面に、エアパッド５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，
５Ｄが設けられている（図４(ａ)も参照）。これらのエ
アパッド５Ａ〜５Ｄも、不図示の空気供給源に接続され
ている。

【００６１】また、テーブル１５には、このテーブル１
５を下方から見た図（図４(ｄ)）、図６(ｂ)、および図
６(ｄ)に示されるように、基準ガイド面１１ａと対向す
る面に、エアパッド６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄが設けられ
ている。これらのエアパッド６Ａ〜６Ｄも、不図示の空
気供給源に接続されている。

【００６２】一方、平面モータ２５（図６(ｄ)）を構成
する各電磁石２４には、この平面モータ２５を２軸制御
するモータ制御部３５が接続されている。モータ制御部
３５は、平面モータ２５を制御して、基準ガイド面１１
ａに平行な方向（Ｘ方向，Ｙ方向）の駆動力を発生させ
る。この駆動力は、ステージベース１１の上板を介して
テーブル１５に確実に伝達される。

【００６３】ここで、上記の爪部３３，３４およびエア
パッド５Ａ〜５Ｄは、請求項３の「第１の付勢手段」に
対応する。爪部３１，３２およびエアパッド４Ａ〜４Ｄ
は、請求項３の「第２の付勢手段」に対応する。爪部３
３，３４は、請求項４の「第１の付勢部材」に対応す
る。エアパッド５Ａ〜５Ｄは、請求項４の「非接触軸
受」，請求項９の「静圧軸受」，請求項１０の「静圧気
体軸受」に対応する。

【００６４】また、上記の爪部３１，３２は、請求項５
の「第２の付勢部材」に対応する。エアパッド４Ａ〜４
Ｄは、請求項５の「非接触軸受」，請求項９の「静圧軸
受」，請求項１０の「静圧気体軸受」に対応する。エア
パッド６Ａ〜６Ｄは、請求項２の「浮上手段」，請求項
８の「静圧軸受」，請求項１０の「静圧気体軸受」に対
応する。モータ制御部３５は、請求項１の「移動制御手
段」に対応する。

【００６５】次に、上記のように構成されたステージ装
置３０（図４〜図６）の位置決め動作について説明す
る。位置決め動作に当たって、空気供給源（不図示）か
らエアパッド１Ａ〜１Ｄ（図６(ａ)）には連続的に空気
が供給され、上述したステージ装置１０の場合と同様
に、可動枠１７がガイド面１３ａ，１４ａから非接触な
状態で支持される。また可動枠１７は、移動空間（Ｘガ
イド１３，１４に挟まれた空間）の中でＺ軸回りに回転
することなく、そのＹ位置が常に一定に保たれる。

【００６６】また、位置決め動作に当たって、空気供給
源（不図示）からエアパッド３Ａ〜３Ｄ（図６(ａ)）に
も連続的に空気が供給され、上述したステージ装置１０
の場合と同様に、テーブル１５がガイド面１８ａ，１９
ａから非接触な状態で支持される。またテーブル１５
も、移動空間の中でＺ軸回りに回転することなく、可動
枠１７に対するＸ位置が常に一定に保たれる。

【００６７】さらに、位置決め動作に当たって、空気供
給源（不図示）からエアパッド２Ａ〜２Ｄ（図６(ｂ)，
(ｃ)）にも連続的に空気が供給され、上述したステージ
装置１０の場合と同様に、可動枠１７が基準ガイド面１
１ａから非接触な状態で支持される。また、ステージ装
置３０では、位置決め動作に当たって、上記のエアパッ
ド２Ａ〜２Ｄに対向配置されたエアパッド４Ａ〜４Ｄ
（図６(ｂ)，(ｃ)）にも、空気供給源（不図示）から連
続的に空気が供給される。

【００６８】エアパッド４Ａ〜４Ｄに供給された空気
は、爪部３１，３２のガイド面３１ａ，３２ａに対して
噴出される。これにより、可動枠１７とガイド面３１
ａ，３２ａとの間には、所定圧力の空気層が形成され
る。すなわち、可動枠１７は、ガイド面３１ａ，３２ａ
から非接触な状態で支持される。したがって、ステージ
装置３０の可動枠１７は、エアパッド４Ａ〜４Ｄおよび
爪部３１，３２によって、ステージベース１１の基準ガ
イド面１１ａに向けて付勢され、かつ、エアパッド２Ａ
〜２Ｄおよびステージベース１１によって、爪部３１，
３２のガイド面３１ａ，３２ａに向けて付勢される。

【００６９】言い換えると、この可動枠１７は、対向配
置されたエアパッド４Ａとエアパッド２Ａ，爪部３１，
ステージベース１１によるＺ方向の与圧と、対向配置さ
れたエアパッド４Ｂとエアパッド２Ｂ，爪部３１，ステ
ージベース１１によるＺ方向の与圧と、エアパッド４Ｃ
とエアパッド２Ｃ，爪部３２，ステージベース１１によ
るＺ方向の与圧と、エアパッド４Ｄとエアパッド２Ｄ，
爪部３２，ステージベース１１によるＺ方向の与圧と
を、同時に受けることになる。

【００７０】このように、ＸＹ面内の異なる４箇所で同
時にＺ方向の与圧を受けることにより、ステージ装置３
０の可動枠１７は、基準ガイド面１１ａからの浮上量
（Ｚ位置）が厳密に規定される。したがって、可動枠１
７のＹガイド１８，１９に固定された爪部３３，３４の
ガイド面３３ａ，３４ａ（図５(ｂ)）は、基準ガイド面
１１ａからの高さＨ１が厳密に規定されることになる。

【００７１】さらに、位置決め動作に当たって、エアパ
ッド６Ａ〜６Ｄ（図６(ｂ)，(ｄ)）にも、空気供給源
（不図示）から連続的に空気が供給される。エアパッド
６Ａ〜６Ｄに供給された空気は、ステージベース１１の
基準ガイド面１１ａに対して噴出される。これにより、
テーブル１５と基準ガイド面１１ａとの間には、所定圧
力の空気層が形成される。すなわち、テーブル１５は、
基準ガイド面１１ａから浮上した状態に保たれる。

【００７２】また、位置決め動作に当たって、上記のエ
アパッド６Ａ〜６Ｄに対向配置されたエアパッド５Ａ〜
５Ｄ（図６(ｂ)，(ｄ)）にも、空気供給源（不図示）か
ら連続的に空気が供給される。エアパッド５Ａ〜５Ｄに
供給された空気は、爪部３３，３４のガイド面３３ａ，
３４ａに対して噴出される。これにより、テーブル１５
とガイド面３３ａ，３４ａとの間には、所定圧力の空気
層が形成される。すなわち、テーブル１５は、ガイド面
３３ａ，３３ａから非接触な状態で支持される。

【００７３】したがって、ステージ装置３０のテーブル
１５は、エアパッド５Ａ〜５Ｄおよび爪部３３，３４に
よって、ステージベース１１の基準ガイド面１１ａに向
けて付勢され、かつ、エアパッド６Ａ〜６Ｄおよびステ
ージベース１１によって、爪部３３，３４のガイド面３
３ａ，３４ａに向けて付勢される。言い換えると、この
テーブル１５は、対向配置されたエアパッド５Ａとエア
パッド６Ａ，爪部３３，ステージベース１１によるＺ方
向の与圧と、対向配置されたエアパッド５Ｂとエアパッ
ド６Ｂ，爪部３４，ステージベース１１によるＺ方向の
与圧と、エアパッド５Ｃとエアパッド６Ｃ，爪部３３，
ステージベース１１によるＺ方向の与圧と、エアパッド
５Ｄとエアパッド６Ｄ，爪部３４，ステージベース１１
によるＺ方向の与圧とを、同時に受けることになる。

【００７４】前述したように、爪部３３，３４のガイド
面３３ａ，３４ａの高さＨ１（図５(ｂ)）は一定である
ため、ステージ装置３０のテーブル１５は、ＸＹ面内の
異なる４箇所で同時にＺ方向の与圧を受けることによ
り、基準ガイド面１１ａからの浮上量（Ｚ位置）が厳密
に規定される。この状態で、モータ制御部３５（図６
(ｄ)）が平面モータ２５を制御してＹ方向の駆動力を発
生させると、テーブル１５（図４(ａ)）は、可動枠１７
の開口部１６の中で、基準ガイド面１１ａからの浮上状
態とガイド面１８ａ，１９ａ，３３ａ，３４ａからの非
接触状態とを保ちながら、Ｚ軸回りの回転および上下動
を起こすことなく、Ｙ方向に直進する。

【００７５】このときのテーブル１５のＹ位置は、ステ
ージ装置１０のときと同様、移動鏡２８ｙ（図４(ａ)）
に対向配置されたレーザ干渉計（不図示）の計測結果に
基づいて制御され、精密に位置決めされる。したがっ
て、テーブル１５上の試料２０も、Ｙ方向に精密に位置
決めされる。一方、モータ制御部３５（図６(ｄ)）が平
面モータ２５を制御してＸ方向の駆動力を発生させる
と、テーブル１５（図４(ａ)）は、基準ガイド面１１ａ
からの浮上状態とガイド面３３ａ，３４ａからの非接触
状態とを保ちながら、可動枠１７と一体となってＸ方向
に移動する。

【００７６】ちなみに、このときの可動枠１７は、基準
ガイド面１１ａおよびガイド面１３ａ，１４ａ，３１
ａ，３２ａからの非接触状態を保ちながら、Ｚ軸回りの
回転および上下動を起こすことなく、Ｘ方向に直進す
る。したがって、可動枠１７と一体となってＸ方向に移
動するテーブル１５も、Ｚ軸回りの回転および上下動を
起こすことなく、Ｘ方向に直進する。

【００７７】このときのテーブル１５のＸ位置は、ステ
ージ装置１０のときと同様、移動鏡２８ｘ（図４(ａ)）
に対向配置されたレーザ干渉計（不図示）の計測結果に
基づいて制御され、精密に位置決めされる。したがっ
て、テーブル１５上の試料２０も、Ｘ方向に精密に位置
決めされる。上記したように、爪部３１〜３４と、エア
パッド４Ａ〜４Ｄ，５Ａ〜５Ｄとを設けた第２実施形態
のステージ装置３０によれば、位置決め動作時、テーブ
ル１５に上下動を生じさせることがなく、テーブル１５
を滑らかに移動させることができる。

【００７８】したがって、テーブル１５の重量を増やさ
なくても、軸受剛性を高めることができる。仮にテーブ
ル１５の重量を増加させると、テーブル１５の慣性力が
大きくなるため、駆動の高速化が妨げられる。また、振
動の影響が出やすく位置決め精度の向上も難しくなる。
さらに、平面モータ２５の負荷も増加してしまう。ま
た、ステージ装置３０の軽量化および小型化が困難とな
る。

【００７９】しかし、第２実施形態のステージ装置３０
では、テーブル１５の重量を増やすことなく軸受剛性を
高めることができるため、平面モータ２５の負荷の軽減
や、位置決めの高速化および高精度化、さらには軽量化
および小型化が可能となる。また、第２実施形態のステ
ージ装置３０では、テーブル１５の下面にエアパッド６
Ａ〜６Ｄを設けて基準ガイド面１１ａから浮上させるよ
うに構成したので、平面モータ２５の制御系をさらに簡
単化し、２軸制御系とすることができる。

【００８０】さらに、簡単化された２軸制御系で平面モ
ータ２５を制御する場合でも、軸間干渉の発生が低減さ
れ、高精度な位置決めが実現する。ちなみに、第２実施
形態のステージ装置３０は、大気中で使用する場合に有
効なステージ装置である。なお、このステージ装置３０
を真空中または特殊気体雰囲気中で使用する場合には、
エアパッド１Ａ〜１Ｄ，２Ａ〜２Ｄ，３Ａ〜３Ｄ，４Ａ
〜４Ｄ，５Ａ〜５Ｄ，６Ａ〜６Ｄから噴出された空気を
チャンバー外に強制排出するための排気管などを設けれ
ばよい。

【００８１】（第３実施形態）次に、第３実施形態につ
いて説明する。第３実施形態は、請求項１〜請求項６，
請求項８〜請求項１０に対応する。第３実施形態のステ
ージ装置４０（図７〜図９）は、上述した第２実施形態
のステージ装置３０（図４〜図６）を構成するＸガイド
１３，１４および爪部３１，３２に代えてＸガイド４
１，４２を設け、エアパッド１Ａ〜１Ｄ，４Ａ〜４Ｄに
代えてエアパッド７Ａ〜７Ｄを設け、Ｙガイド１８，１
９および爪部３３，３４に代えてＹガイド４３，４４を
設け、エアパッド３Ａ〜３Ｄ，５Ａ〜５Ｄに代えてエア
パッド８Ａ〜８Ｄを設けたものである。

【００８２】以下、第３実施形態のステージ装置４０
（図７〜図９）について、上述した第２実施形態のステ
ージ装置３０（図４〜図６）との相違点に絞って説明す
る。図７には、第３実施形態のステージ装置４０を上方
から見た図(ａ)、および側方から見た図(ｂ)，(ｃ)が示
されている。また、図８には、図７(ａ)のＦ−Ｆ断面図
(ａ)、およびＧ−Ｇ断面図(ｂ)が示されている。さら
に、図９には、図７(ｂ)，(ｃ)のＡ−Ａ断面図(ａ)、図
７(ａ)のＢ−Ｂ断面図(ｂ)、Ｃ−Ｃ断面図(ｃ)、および
Ｄ−Ｄ断面図(ｄ)が示されている。

【００８３】なお、ステージ装置４０（図７〜図９）に
おいて、上記のステージ装置３０（図４〜図６）と同じ
機能を果たす構成要素（２Ａ〜２Ｄ，６Ａ〜６Ｄ，１
１，１２，１５〜１７，２１〜２５，２７〜２９）には
同じ符号を付してある。さて、ステージ装置４０のＸガ
イド４１，４２は、ステージベース１１の基準ガイド面
１１ａ側に固定されている。

【００８４】また、Ｘガイド４１，４２には各々、図８
(ａ)に示されるように、基準ガイド面１１ａに対して非
平行な傾斜ガイド面４１ａ，４２ａが設けられている。
傾斜ガイド面４１ａ，４２ａは、互いに対向すると共
に、それぞれ基準ガイド面１１ａにも対向している。

【００８５】さらに、ステージ装置４０のエアパッド７
Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄは、図９(ａ)，(ｂ)に示されるよ
うに、Ｘガイド４１，４２の傾斜ガイド面４１ａ，４２
ａと対向する連結部２１，２２の面に設けられている
（図７(ａ)も参照）。これらのエアパッド７Ａ〜７Ｄ
は、エアパッド２Ａ〜２Ｄ，６Ａ〜６Ｄと同様、不図示
の空気供給源に接続されている。

【００８６】一方、ステージ装置４０のＹガイド４３，
４４は、図９(ａ)に示されるように、連結部２１，２２
によって連結され、開口部１６を有する可動枠１７を構
成している。また、Ｙガイド４３，４４には各々、図８
(ｂ)に示されるように、基準ガイド面１１ａに対して非
平行な傾斜ガイド面４３ａ，４４ａが設けられている。
傾斜ガイド面４３ａ，４４ａは、互いに対向すると共
に、それぞれ基準ガイド面１１ａにも対向している。

【００８７】さらに、ステージ装置４０のエアパッド８
Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは、図９(ａ)，(ｄ)に示されるよ
うに、Ｙガイド４３，４４の傾斜ガイド面４３ａ，４４
ａと対向するテーブル１５の面に設けられている（図７
(ａ)も参照）。これらのエアパッド８Ａ〜８Ｄも、不図
示の空気供給源に接続されている。ここで、上記のＸガ
イド４１，４２は、請求項１の「第２のガイド部材」，
請求項５の「第２の付勢部材」に対応する。エアパッド
７Ａ〜７Ｄは、請求項１および請求項５の「非接触軸
受」，請求項９の「静圧軸受」，請求項１０の「静圧気
体軸受」に対応する。Ｙガイド４３，４４は、請求項１
の「第１のガイド部材」，請求項４の「第１の付勢部
材」に対応する。エアパッド８Ａ〜８Ｄは、請求項１お
よび請求項４の「非接触軸受」，請求項９の「静圧軸
受」，請求項１０の「静圧気体軸受」に対応する。

【００８８】次に、上記のように構成されたステージ装
置４０（図７〜図９）の位置決め動作について説明す
る。位置決め動作に当たって、空気供給源（不図示）か
らエアパッド２Ａ〜２Ｄ（図９(ｂ)，(ｃ)）およびエア
パッド６Ａ〜６Ｄ（図９(ｂ)，(ｄ)）には連続的に空気
が供給され、上述したステージ装置３０の場合と同様、
可動枠１７が基準ガイド面１１ａから非接触な状態で支
持されると共に、テーブル１５が基準ガイド面１１ａか
ら浮上した状態に保たれる。

【００８９】また、ステージ装置４０では、位置決め動
作に当たって、エアパッド７Ａ〜７Ｄ（図９(ｂ)，
(ｃ)）およびエアパッド８Ａ〜８Ｄ（図９(ｂ)，(ｄ)）
にも、空気供給源（不図示）から連続的に空気が供給さ
れる。エアパッド７Ａ〜７Ｄに供給された空気は、Ｘガ
イド４１，４２の傾斜ガイド面４１ａ，４２ａに対して
噴出される。これにより、可動枠１７と傾斜ガイド面４
１ａ，４２ａとの間には、所定圧力の空気層が形成され
る。すなわち、可動枠１７は、傾斜ガイド面４１ａ，４
２ａから非接触な状態で支持される。

【００９０】また、エアパッド８Ａ〜８Ｄに供給された
空気は、Ｙガイド４３，４４の傾斜ガイド面４３ａ，４
４ａに対して噴出される。これにより、テーブル１５と
傾斜ガイド面４３ａ，４４ａとの間には、所定圧力の空
気層が形成される。すなわち、テーブル１５は、傾斜ガ
イド面４３ａ，４４ａから非接触な状態で支持される。
さて、ステージ装置４０において、可動枠１７は、Ｘガ
イド４１の傾斜ガイド面４１ａとの間に形成された空気
層の圧力により、Ｘガイド４２の傾斜ガイド４２ａに向
けて付勢されると共に、ステージベース１１の基準ガイ
ド面１１ａに向けて付勢され、かつ、Ｘガイド４２の傾
斜ガイド面４２ａとの間に形成された空気層の圧力によ
り、Ｘガイド４１の傾斜ガイド４１ａに向けて付勢され
ると共に、基準ガイド面１１ａに向けて付勢される。

【００９１】したがって、ステージ装置４０の可動枠１
７は、上述したステージ装置３０と同様、Ｘガイド４１
とＸガイド４２とに挟まれた空間の中でＺ軸回りに回転
することなく、そのＹ位置が常に一定に保たれ、かつ、
基準ガイド面１１ａからの浮上量（Ｚ位置）が厳密に規
定される。

【００９２】その結果、可動枠１７を構成するＹガイド
４３，４４の傾斜ガイド面４３ａ，４４ａ（図１０
(ｂ)）と基準ガイド面１１ａとの位置関係も、厳密に規
定されることになる。一方、ステージ装置４０における
テーブル１５は、Ｙガイド４３の傾斜ガイド面４３ａと
の間に形成された空気層の圧力により、Ｙガイド４４の
傾斜ガイド４４ａに向けて付勢されると共に、ステージ
ベース１１の基準ガイド面１１ａに向けて付勢され、か
つ、Ｙガイド４４の傾斜ガイド面４４ａとの間に形成さ
れた空気層の圧力により、Ｘガイド４３の傾斜ガイド４
３ａに向けて付勢されると共に、基準ガイド面１１ａに
向けて付勢される。

【００９３】したがって、このテーブル１５は、上述し
たステージ装置３０と同様、Ｘガイド４１，４２に挟ま
れた空間の中でＺ軸回りに回転することなく、可動枠１
７に対するＸ位置が常に一定に保たれ、かつ、基準ガイ
ド面１１ａからの浮上量（Ｚ位置）が厳密に規定され
る。この状態で、モータ制御部３５（図９(ｄ)）が平面
モータ２５を制御してＹ方向の駆動力を発生させると、
テーブル１５（図７(ａ)）は、可動枠１７の開口部１６
の中で、基準ガイド面１１ａからの浮上状態と傾斜ガイ
ド面４３ａ，４４ａからの非接触状態とを保ちながら、
Ｚ軸回りの回転および上下動を起こすことなくＹ方向に
直進し、精密に位置決めされる。したがって、テーブル
１５上の試料２０も、Ｙ方向に精密に位置決めされる。

【００９４】一方、モータ制御部３５（図９(ｄ)）が平
面モータ２５を制御してＸ方向の駆動力を発生させる
と、テーブル１５（図７(ａ)）は、基準ガイド面１１ａ
からの浮上状態からの非接触状態を保ちながら、可動枠
１７と一体となってＸ方向に移動する。ちなみに、この
ときの可動枠１７は、基準ガイド面１１ａおよび傾斜ガ
イド面４１ａ，４２ａからの非接触状態を保ちながら、
Ｚ軸回りの回転および上下動を起こすことなく、Ｘ方向
に直進する。したがって、可動枠１７と一体となってＸ
方向に移動するテーブル１５も、Ｚ軸回りの回転および
上下動を起こすことなく、Ｘ方向に直進し、精密に位置
決めされる。したがって、テーブル１５上の試料２０
も、Ｘ方向に精密に位置決めされる。

【００９５】上記したように、Ｘガイド４１，４２と、
Ｙガイド４３，４４と、エアパッド７Ａ〜７Ｄ，８Ａ〜
８Ｄとを設けた第３実施形態のステージ装置４０によれ
ば、位置決め動作時、テーブル１５に上下動を生じさせ
ることがなく、テーブル１５を滑らかに移動させること
ができる。また、第３実施形態のステージ装置４０で
は、上記ステージ装置３０のＸガイド１３，１４と爪部
３１，３２とエアパッド１Ａ〜１Ｄ，４Ａ〜４Ｄとで達
成していた機能を、Ｘガイド４１，４２およびエアパッ
ド７Ａ〜７Ｄで兼用することができ、さらにＹガイド１
８，１９と爪部３３，３４とエアパッド３Ａ〜３Ｄ，５
Ａ〜５Ｄとで達成していた機能を、Ｙガイド４３，４４
およびエアパッド８Ａ〜８Ｄで兼用することができ、部
品点数の削減が可能となる。

【００９６】（第４実施形態）次に、第４実施形態につ
いて説明する。第４実施形態は、請求項１〜請求項６，
請求項８〜請求項１０に対応する。第４実施形態のステ
ージ装置５０（図１０，図１１）は、上述した第２実施
形態のステージ装置３０（図４〜図６）を構成する平板
状のＹガイド１８，１９に代えてＬ字型のＹガイド５
１，５２を設けると共に、エアパッド６Ａ〜６Ｄに代え
てエアパッド９Ａ〜９Ｄを設けたものである。

【００９７】以下、第４実施形態のステージ装置５０
（図１０，図１１）について、上述した第２実施形態の
ステージ装置３０（図４〜図６）との相違点に絞って説
明する。図１０には、第４実施形態のステージ装置５０
を上方から見た図(ａ)、側方から見た図(ｂ)，(ｃ)、お
よびテーブル１５を下方から見た図(ｄ)が示されてい
る。また、図１１には、図１０(ｂ)，(ｃ)のＡ−Ａ断面
図(ａ)、図１０(ａ)のＢ−Ｂ断面図(ｂ)、Ｇ−Ｇ断面図
(ｂ)、およびＤ−Ｄ断面図(ｄ)が示されている。図１０
(ａ)のＣ−Ｃ断面図は、上述した図６(ｃ)と同様である
ため、ここでは図示省略した。

【００９８】なお、ステージ装置５０（図１０，図１
１）において、上記のステージ装置３０（図４〜図６）
と同じ機能を果たす構成要素（１Ａ〜１Ｄ，２Ａ〜２
Ｄ，３Ａ〜３Ｄ，４Ａ〜４Ｄ，５Ａ〜５Ｄ，１１〜１
７，２１〜２５，２７〜２９，３１〜３５）には同じ符
号を付してある。さて、ステージ装置５０のＹガイド５
１，５２は、図１１(ａ)に示されるように、連結部２
１，２２によって連結され、開口部１６を有する可動枠
１７を構成している。なお、これらのＹガイド５１，５
２各々の上端には、爪部３３，３４が固定されている。

【００９９】また、Ｙガイド５１，５２には各々、図１
１(ｃ)に示されるように、ＹＺ面に平行で互いに対向す
るガイド面５１ａ，５２ａと、爪部３３，３４のガイド
面３３ａ，３４ａに対向すると共に平行なガイド面５１
ｂ，５２ｂと、ＹＺ面に平行で互いに対向するガイド面
５１ｃ，５２ｃとが順に設けられている。このうちガイ
ド面５１ｃ，５２ｃは、ガイド面５１ａ，５２ａよりも
基準ガイド面１１ａ側に位置する。また、ガイド面５１
ｃ，５２ｃの間隔は、ガイド面５１ａ，５２ａの間隔よ
りも狭くしてある。さらに、ガイド面５１ａ，５２ａの
Ｚ方向に沿った長さは、ガイド面５１ｃ，５２ｃのＺ方
向に沿った長さよりも広くしてある。

【０１００】このように、ステージ装置５０の可動枠１
７は、爪部３３とＹガイド５１とで構成されたＹ方向に
延びる溝状の凹部と、爪部３４とＹガイド５２とで構成
されたＹ方向に延びる溝状の凹部とを対向させた構成と
なっている。このため、テーブル１５の断面形状は、可
動枠１７の溝状の凹部に遊嵌するように、爪部３３，３
４のガイド面３３ａ，３４ａと、Ｙガイド５１，５２の
ガイド面５１ａ，５２ａ，５１ｂ，５２ｂ，５１ｃ，５
２ｃとに沿った十字型に整形されている（図１１(ｄ)参
照）。

【０１０１】したがって、テーブル１５の下面１５ａ
は、ステージベース１１の基準ガイド面１１ａに対向す
るようになっている。そして、このテーブル１５の下面
１５ａに、平面モータ２５を構成する複数の永久磁石２
３，２３，…が設けられる（図１０(ｄ)も参照）。ま
た、ステージ装置５０のエアパッド９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，
９Ｄは、図１１(ｂ)，(ｄ)に示されるように、Ｙガイド
５１，５２のガイド面５１ｂ，５２ｂと対向するテーブ
ル１５の面に設けられている（図１０(ｄ)も参照）。こ
れらのエアパッド９Ａ〜９Ｄも、不図示の空気供給源に
接続されている。

【０１０２】なお、ステージ装置５０において、エアパ
ッド３Ａ〜３Ｄは、図１１(ａ)，(ｄ)に示されるよう
に、Ｙガイド５１，５２のガイド面５１ａ，５２ａと対
向するテーブル１５の面に設けられているここで、上記
のＹガイド５１，５２は、請求項１の「第１のガイド部
材」に対応する。エアパッド９Ａ〜９Ｄは、請求項１の
「非接触軸受」，請求項９の「静圧軸受」，請求項１０
の「静圧気体軸受」に対応すると共に、請求項２の「浮
上手段」，請求項８の「静圧軸受」に対応する。

【０１０３】次に、上記のように構成されたステージ装
置５０（図１０，図１１）の位置決め動作について説明
する。位置決め動作に当たって、エアパッド１Ａ〜１
Ｄ，２Ａ〜２Ｄ，４Ａ〜４Ｄ（図１１(ｂ)）には、空気
供給源（不図示）から連続的に空気が供給され、上述し
たステージ装置３０の場合と同様に、可動枠１７が、ガ
イド面１３ａ，１４ａ，３１ａ，３２ａ（図５(ａ)参
照）と基準ガイド面１１ａとから非接触な状態で支持さ
れる。

【０１０４】したがって、ステージ装置５０の可動枠１
７は、上述したステージ装置３０の可動枠１７（図６
(ｂ)参照）と同様、Ｘガイド１３，１４に挟まれた移動
空間の中でＺ軸回りに回転することなく、そのＹ位置が
常に一定に保たれ、かつ、基準ガイド面１１ａからの浮
上量（Ｚ位置）が厳密に規定される。

【０１０５】その結果、可動枠１７を構成するＹガイド
５１，５２（図１１(ｃ)）のガイド面５１ｂ，５２ｂ、
およびＹガイド５１，５２に固定された爪部３３，３４
のガイド面３３ａ，３４ａは、基準ガイド面１１ａから
の高さＨ２，Ｈ３が厳密に規定されることになる。ま
た、ステージ装置５０では、位置決め動作に当たって、
エアパッド３Ａ〜３Ｄ（図１１(ｄ)）にも、空気供給源
（不図示）から連続的に空気が供給される。

【０１０６】エアパッド３Ａ〜３Ｄに供給された空気
は、Ｙガイド５１，５２のガイド面５１ａ，５２ａに対
して噴出される。これにより、テーブル１５とガイド面
５１ａ，５２ａとの間には、所定圧力の空気層が形成さ
れる。すなわち、テーブル１５は、ガイド面５１ａ，５
２ａから非接触な状態で支持される。したがって、ステ
ージ装置５０のテーブル１５は、上述したステージ装置
３０の場合と同様に、移動空間の中でＺ軸回りに回転す
ることなく、可動枠１７に対するＸ位置が常に一定に保
たれる。

【０１０７】さらに、ステージ装置５０では、位置決め
動作に当たって、エアパッド５Ａ〜５Ｄ（図１１(ｄ)）
にも、空気供給源（不図示）から連続的に空気が供給さ
れ、上述したステージ装置３０の場合と同様、テーブル
１５が爪部３３，３４のガイド面３３ａ，３４ａから非
接触な状態で支持される。また、ステージ装置５０で
は、位置決め動作に当たって、エアパッド９Ａ〜９Ｄ
（図１１(ｄ)）にも、空気供給源（不図示）から連続的
に空気が供給される。

【０１０８】エアパッド９Ａ〜９Ｄに供給された空気
は、Ｙガイド５１，５２のガイド面５１ｂ，５２ｂに対
して噴出される。これにより、テーブル１５とガイド面
５１ｂ，５２ｂとの間には、所定圧力の空気層が形成さ
れる。すなわち、テーブル１５は、ガイド面５１ｂ，５
２ｂから非接触な状態で支持されると共に、基準ガイド
面１１ａから浮上した状態に保たれる。

【０１０９】したがって、ステージ装置５０のテーブル
１５は、エアパッド５Ａ〜５Ｄおよび爪部３３，３４に
よって、Ｙガイド５１，５２のガイド面５１ｂ，５２ｂ
およびステージベース１１の基準ガイド面１１ａに向け
て付勢され、かつ、エアパッド９Ａ〜９ＤおよびＹガイ
ド５１，５２によって、爪部３３，３４のガイド面３３
ａ，３４ａに向けて付勢される。

【０１１０】言い換えると、このテーブル１５は、対向
配置されたエアパッド５Ａとエアパッド９Ａ，爪部３
３，Ｙガイド５１によるＺ方向の与圧と、対向配置され
たエアパッド５Ｂとエアパッド９Ｂ，爪部３４，Ｙガイ
ド５２によるＺ方向の与圧と、エアパッド５Ｃとエアパ
ッド９Ｃ，爪部３３，Ｙガイド５１によるＺ方向の与圧
と、エアパッド５Ｄとエアパッド９Ｄ，爪部３４，Ｙガ
イド５２によるＺ方向の与圧とを、同時に受けることに
なる。

【０１１１】前述したように、Ｙガイド５１，５２のガ
イド面５１ｂ，５２ｂの高さＨ２、および爪部３３，３
４のガイド面３３ａ，３４ａの高さＨ３（図１１(ｃ)）
は一定であるため、ステージ装置５０のテーブル１５
は、ＸＹ面内の異なる４箇所で同時にＺ方向の与圧を受
けることにより、ガイド面５１ｂ，５２ｂおよび基準ガ
イド面１１ａからの浮上量（Ｚ位置）が厳密に規定され
る。

【０１１２】この状態で、モータ制御部３５（図１１
(ｄ)）が平面モータ２５を制御してＹ方向の駆動力を発
生させると、テーブル１５は、可動枠１７の開口部１６
の中で、基準ガイド面１１ａからの浮上状態とガイド面
３３ａ，３４ａ，５１ａ，５２ａ，５１ｂ，５２ｂ，５
１ｃ，５２ｃからの非接触状態とを保ちながら、Ｚ軸回
りの回転および上下動を起こすことなくＹ方向に直進
し、精密に位置決めされる。したがって、テーブル１５
上の試料２０も、Ｙ方向に精密に位置決めされる。

【０１１３】一方、モータ制御部３５が平面モータ２５
を制御してＸ方向の駆動力を発生させると、テーブル１
５は、基準ガイド面１１ａからの浮上状態とガイド面３
３ａ，３４ａ，５１ｂ，５２ｂからの非接触状態とを保
ちながら、可動枠１７と一体となってＸ方向に移動す
る。

【０１１４】ちなみに、このときの可動枠１７は、基準
ガイド面１１ａおよびガイド面１３ａ，１４ａ，３１
ａ，３２ａからの非接触状態を保ちながら、Ｚ軸回りの
回転および上下動を起こすことなく、Ｘ方向に直進す
る。したがって、可動枠１７と一体となってＸ方向に移
動するテーブル１５も、Ｚ軸回りの回転および上下動を
起こすことなく、Ｘ方向に直進し、精密に位置決めされ
る。したがって、テーブル１５上の試料２０も、Ｘ方向
に精密に位置決めされる。

【０１１５】上記したように、Ｙガイド５１，５２と、
エアパッド９Ａ〜９Ｄとを設けた第４実施形態のステー
ジ装置５０によれば、位置決め動作時、テーブル１５に
上下動を生じさせることがなく、テーブル１５を滑らか
に移動させることができる。なお、上記した第４実施形
態のステージ装置５０（図１０，図１１）では、Ｙガイ
ド５１，５２のガイド面５１ａ，５２ａと対向するテー
ブル１５の面に、エアパッド３Ａ〜３Ｄを設けた（図１
１(ｄ)）が、エアパッド３Ａ〜３Ｄの取り付け位置は、
図１２(ａ)，(ｂ)に示されるように、Ｙガイド５１，５
２のガイド面５１ｃ，５２ｃと対向するテーブル１５の
面でもよい。このとき、ガイド面５１ｃ，５２ｃのＺ方
向に沿った長さを、ガイド面５１ａ，５２ａのＺ方向に
沿った長さよりも広くしておくことが望ましい。

【０１１６】因みに、図１２(ａ)は、図１１(ｃ)に示さ
れる断面図と同様、図１０(ａ)のＧ−Ｇ断面図に相当す
る。また、図１２(ｂ)は、図１１(ｄ)に示される断面図
と同様、図１０(ａ)のＤ−Ｄ断面図に相当する。さら
に、上記した第４実施形態では、テーブル１５と基準ガ
イド面１１ａとの間にＬ字型Ｙガイド５１，５２の下端
部が入り込むように構成されたステージ装置５０（第２
実施形態のステージ装置３０の変形）を説明したが、第
３実施形態のステージ装置４０（図７〜図９）における
Ｙガイド４３，４４の下端部を同様に変形させて、テー
ブル１５と基準ガイド面１１ａとの間にＹガイド４３，
４４の下端部が入り込むように構成することもできる。
このとき同様に、エアパッド６Ａ〜６Ｄに代えてエアパ
ッド９Ａ〜９Ｄを設ければよい。

【０１１７】また、上記した第２〜第４実施形態では、
テーブル１５の下面（基準ガイド面１１ａと対向する
面）にエアパッド（図４(ｄ)のエアパッド６Ａ〜６Ｄ参
照）を設けたり、テーブル１５のガイド面５１ｂ，５２
ｂと対向する面にエアパッド（図１０(ｄ)のエアパッド
９Ａ〜９Ｄ参照）を設けたりして、テーブル１５を基準
ガイド面１１ａから浮上させたが、上述した第１実施形
態のように、平面モータ２５を制御してＺ方向の駆動力
を発生させ、これによってテーブル１５を基準ガイド面
１１ａから浮上させることもできる（請求項７）。この
とき、テーブル１５に設けたエアパッド６Ａ〜６Ｄ（図
４(ｄ)）やエアパッド９Ａ〜９Ｄ（図１０(ｄ)）が不要
になる。

【０１１８】（第５実施形態）次に、第５実施形態につ
いて説明する。第５実施形態は、請求項１，請求項３〜
請求項６，請求項８〜請求項１０に対応する。第５実施
形態のステージ装置６０（図１３，図１４）は、上述し
た第２実施形態のステージ装置３０（図４〜図６）を構
成する可動枠１７に底板６１を取り付けると共に、エア
パッド６Ａ〜６Ｄに代えてエアパッド１０Ａ〜１０Ｄを
設けたものである。

【０１１９】以下、第５実施形態のステージ装置６０
（図１３，図１４）について、上述した第２実施形態の
ステージ装置３０（図４〜図６）との相違点に絞って説
明する。図１３には、第５実施形態のステージ装置６０
を上方から見た図(ａ)、側方から見た図(ｂ)，(ｃ)、お
よびテーブル１５を下方から見た図(ｄ)が示されてい
る。また、図１４には、図１３(ｂ)，(ｃ)のＡ−Ａ断面
図(ａ)、図１３(ａ)のＢ−Ｂ断面図(ｂ)、Ｃ−Ｃ断面図
(ｃ)、およびＤ−Ｄ断面図(ｄ)が示されている。

【０１２０】なお、ステージ装置６０（図１３，図１
４）において、上記のステージ装置３０（図４〜図６）
と同じ機能を果たす構成要素（１Ａ〜１Ｄ，２Ａ〜２
Ｄ，３Ａ〜３Ｄ，４Ａ〜４Ｄ，５Ａ〜５Ｄ，１１〜１
９，２１〜２５，２７〜２９，３１〜３５）には同じ符
号を付してある。さて、ステージ装置６０の底板６１
は、図１３(ｂ)，図１４(ｂ)，(ｄ)に示されるように、
可動枠１７の基準ガイド面１１ａ側に取り付けられてい
る。なお、底板６１の大きさは、Ｘ方向にはＹガイド１
８からＹガイド１９まで、Ｙ方向には連結部２１から連
結部２２までとなっている。

【０１２１】また、この底板６１の上面には、基準ガイ
ド面１１ａに対し平行なガイド面６１ａが設けられてい
る。このように、ステージ装置６０の可動枠１７には、
上述したステージ装置３０のような可動枠１７の開口部
１６が設けられていない。このため、ステージ装置６０
のテーブル１５は、上述したステージ装置３０のように
基準ガイド面１１ａに沿って移動するのではなく、底板
６１のガイド面６１ａに沿って、基準ガイド面１１ａに
対し平行な面内で移動することになる。

【０１２２】また、ステージ装置６０のエアパッド１０
Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、図１４(ｂ)，(ｄ)に示
されるように、底板６１のガイド面６１ａと対向するテ
ーブル１５の面に設けられている（図１３(ｄ)も参
照）。これらのエアパッド１０Ａ〜１０Ｄも、不図示の
空気供給源に接続されている。なお、ステージ装置６０
において、エアパッド２Ａ〜２Ｄは、図１４(ｂ)，(ｃ)
に示されるように、ステージベース１１の基準ガイド面
１１ａと対向する底板６１の面に設けられている。

【０１２３】ここで、上記の底板６１およびＹガイド１
８，１９は、請求項１の「第１のガイド部材」に対応す
る。エアパッド１０Ａ〜１０Ｄは、請求項１の「非接触
軸受」，請求項９の「静圧軸受」，請求項１０の「静圧
気体軸受」に対応する。次に、上記のように構成された
ステージ装置６０（図１３，図１４）の位置決め動作に
ついて説明する。

【０１２４】位置決め動作に当たって、エアパッド１Ａ
〜１Ｄ，２Ａ〜２Ｄ，４Ａ〜４Ｄ（図１４(ｂ)）には、
空気供給源（不図示）から連続的に空気が供給され、上
述したステージ装置３０の場合と同様に、可動枠１７
が、ガイド面１３ａ，１４ａ，３１ａ，３２ａ（図５
(ａ)参照）と基準ガイド面１１ａとから非接触な状態で
支持される。

【０１２５】したがって、ステージ装置６０の可動枠１
７は、上述したステージ装置３０の可動枠１７（図６
(ｂ)参照）と同様、Ｘガイド１３，１４に挟まれた移動
空間の中でＺ軸回りに回転することなく、そのＹ位置が
常に一定に保たれ、かつ、基準ガイド面１１ａからの浮
上量（Ｚ位置）が厳密に規定される。また、ステージ装
置６０では、位置決め動作に当たって、エアパッド３Ａ
〜３Ｄ（図１１(ｄ)）にも、空気供給源（不図示）から
連続的に空気が供給され、上述したステージ装置３０の
場合と同様、テーブル１５がガイド面１８ａ，１９ａか
ら非接触な状態で支持され、移動空間の中でＺ軸回りに
回転することなく、可動枠１７に対するＸ位置が常に一
定に保たれる。

【０１２６】さらに、ステージ装置６０では、位置決め
動作に当たって、エアパッド５Ａ〜５Ｄ（図１１(ｄ)）
にも、空気供給源（不図示）から連続的に空気が供給さ
れ、上述したステージ装置３０の場合と同様、テーブル
１５が爪部３３，３４のガイド面３３ａ，３４ａから非
接触な状態で支持される。また、ステージ装置６０で
は、位置決め動作に当たって、エアパッド１０Ａ〜１０
Ｄ（図１１(ｄ)）にも、空気供給源（不図示）から連続
的に空気が供給される。

【０１２７】エアパッド１０Ａ〜１０Ｄに供給された空
気は、底板６１のガイド面６１ａに対して噴出される。
これにより、テーブル１５とガイド面６１ａとの間に
は、所定圧力の空気層が形成される。すなわち、テーブ
ル１５は、ガイド面６１ａから浮上した状態に保たれ
る。

【０１２８】したがって、ステージ装置６０のテーブル
１５は、エアパッド５Ａ〜５Ｄおよび爪部３３，３４に
よって、底板６１のガイド面６１ａに向けて付勢され、
かつ、エアパッド１０Ａ〜１０Ｄおよび底板６１によっ
て、爪部３３，３４のガイド面３３ａ，３４ａに向けて
付勢される。言い換えると、このテーブル１５は、対向
配置されたエアパッド５Ａとエアパッド１０Ａ，爪部３
３，底板６１によるＺ方向の与圧と、対向配置されたエ
アパッド５Ｂとエアパッド１０Ｂ，爪部３４，底板６１
によるＺ方向の与圧と、エアパッド５Ｃとエアパッド１
０Ｃ，爪部３３，底板６１によるＺ方向の与圧と、エア
パッド５Ｄとエアパッド１０Ｄ，爪部３４，底板６１に
よるＺ方向の与圧とを、同時に受けることになる。

【０１２９】このように、ＸＹ面内の異なる４箇所で同
時にＺ方向の与圧を受けることにより、ステージ装置６
０のテーブル１５は、ガイド面６１ａからの浮上量（Ｚ
位置）が厳密に規定される。この状態で、モータ制御部
３５（図１４(ｄ)）が平面モータ２５を制御してＹ方向
の駆動力を発生させると、テーブル１５は、ガイド面６
１ａからの浮上状態とガイド面３３ａ，３４ａ，１８
ａ，１９ａからの非接触状態とを保ちながら、Ｚ軸回り
の回転および上下動を起こすことなくＹ方向に直進し、
精密に位置決めされる。したがって、テーブル１５上の
試料２０も、Ｙ方向に精密に位置決めされる。

【０１３０】一方、モータ制御部３５が平面モータ２５
を制御してＸ方向の駆動力を発生させると、テーブル１
５は、ガイド面６１ａからの浮上状態とガイド面３３
ａ，３４ａからの非接触状態とを保ちながら、可動枠１
７と一体となってＸ方向に移動する。ちなみに、このと
きの可動枠１７は、基準ガイド面１１ａおよびガイド面
１３ａ，１４ａ，３１ａ，３２ａからの非接触状態を保
ちながら、Ｚ軸回りの回転および上下動を起こすことな
く、Ｘ方向に直進する。したがって、可動枠１７と一体
となってＸ方向に移動するテーブル１５も、Ｚ軸回りの
回転および上下動を起こすことなく、Ｘ方向に直進し、
精密に位置決めされる。したがって、テーブル１５上の
試料２０も、Ｘ方向に精密に位置決めされる。

【０１３１】上記したように、可動枠１７に底板６１を
設けた第５実施形態のステージ装置６０によれば、位置
決め動作時、テーブル１５に上下動を生じさせることな
く、テーブル１５を滑らかに移動させることができる。
なお、上記した第５実施形態では、第２実施形態のステ
ージ装置３０の可動枠１７に底板６１を取り付けたステ
ージ装置６０を説明したが、図１５に示されるステージ
装置６５のように、第３実施形態のステージ装置４０
（図７〜図９）の可動枠１７に同様の底板６１を設ける
こともできる。因みに、図１５(ａ)，(ｂ)において、ス
テージ装置４０（図７〜図９）と同じ機能を果たす構成
要素には同じ符号を付してある。図１５(ｂ)は、図１５
(ａ)のＤ−Ｄ断面図に相当する。

【０１３２】また、上記した第１〜第５実施形態では、
テーブル１５に設けた永久磁石２３，２３，…とステー
ジベース１１に設けた電磁石２４，２４，…とで平面モ
ータ２５を構成したが、逆に、永久磁石２３，２３，…
をステージベース１１に設け、電磁石２４，２４，…を
テーブル１５に設けてもよい。 （第６実施形態）次に、第６実施形態について説明す
る。

【０１３３】第６実施形態のステージ装置は、上述した
第２実施形態のステージ装置３０（図４〜図６）に、後
述する補助モータ６６を設けると共に、上記ステージ装
置３０のモータ制御部３５（図６(ｄ)）に代えてモータ
制御部６７を設けたものである。図１６は、第６実施形
態のステージ装置を構成するテーブル１５を下方から見
た図(ａ)、ステージベース１１をＸＹ面で切った断面図
(ｂ)、および可動枠１７を下方から見た図(ｃ)である。
なお、図１６において、上記のステージ装置３０（図４
〜図６）と同じ機能を果たす構成要素（２Ａ〜２Ｄ，６
Ａ〜６Ｄ，１１，１５〜１９，２１〜２５）には同じ記
号を付してある。

【０１３４】さて、第６実施形態のステージ装置を構成
するステージベース１１内には、図１６(ｂ)に示される
ように、複数の電磁石６８，６８，…が設けられてい
る。電磁石６８，６８，…は、平面モータ２５を構成す
る電磁石２４，２４，…の＋Ｙ側と−Ｙ側とにおいて、
Ｘ方向に沿って一列に配置されている。図１６(ｂ)で
は、一列あたり６個の電磁石６８，６８，…が示されて
いる。

【０１３５】また、第６実施形態のステージ装置を構成
する可動枠１７には、図１６(ｃ)に示されるように、エ
アパッド２Ａ〜２Ｄが設けられている面と同じ面に、複
数の永久磁石６９，６９，…が設けられている。図１６
(ｃ)には、連結部２１のエアパッド２Ａ，２Ｂ間に設け
た２つの永久磁石６９，６９と、連結部２２のエアパッ
ド２Ｃ，２Ｄ間に設けた２つの永久磁石６９，６９とが
示されている。

【０１３６】そして、上記の電磁石６８，６８，…と永
久磁石６９，６９，…とで、補助モータ６６を構成して
いる。さらに、第６実施形態のステージ装置では、平面
モータ２５を構成する各電磁石２４と補助モータ６６を
構成する各電磁石６８とに、モータ制御部６７が接続さ
れている。

【０１３７】モータ制御部６７は、平面モータ２５を２
軸制御して、ＸＹ方向の駆動力を発生させると共に、補
助モータ６６を１軸制御して、Ｘ方向の駆動力を発生さ
せる。これらの駆動力は、ステージベース１１の上板を
介して、テーブル１５および可動枠１７に確実に伝達さ
れる。このように構成された第６実施形態のステージ装
置では、テーブル１５をＹ方向に位置決めする際、モー
タ制御部６７が、上述した第２実施形態のステージ装置
３０と同様に平面モータ２５を制御してＹ方向の駆動力
を発生させる。その結果、テーブル１５および試料２０
のＹ位置が精密に位置決めされる。

【０１３８】そして、テーブル１５をＸ方向に位置決め
する際、第６実施形態のステージ装置では、モータ制御
部６７が、平面モータ２５を制御してＸ方向の駆動力を
発生させると共に、補助モータ６６を制御してＸ方向の
駆動力を発生させる。平面モータ２５の駆動力はテーブ
ル１５に伝達され、補助モータ６６の駆動力は可動枠１
７に直接伝達される。

【０１３９】そして、平面モータ２５により駆動される
テーブル１５と、補助モータ６６により駆動される可動
枠１７とが、一体となってＸ方向に移動する。その結
果、テーブル１５および試料２０のＸ位置が精密に位置
決めされる。上記したように、補助モータ６６を設けた
第６実施形態のステージ装置によれば、Ｘ方向移動がよ
り滑らかに、真っ直ぐ移動させることができる。直進性
が向上する。また、Ｘ方向移動時の平面モータ２５の負
荷を軽減できる。

【０１４０】なお、上記した第６実施形態では、可動枠
１７に設けた永久磁石６９，６９，…とステージベース
１１に設けた電磁石６８，６８，…とで補助モータ６６
を構成したが、逆に、永久磁石６９，６９，…をステー
ジベース１１に設け、電磁石６８，６８，…をテーブル
１５に設けてもよい。 （第７実施形態）次に、第７実施形態について説明す
る。第７実施形態は、請求項１２に対応する。

【０１４１】第７実施形態は、上記した第１〜第６実施
形態のステージ装置（１０,３０,４０,５０,６０,６
５）の何れかと同様の構成を有するステージ装置７０
(後述する)を用いた検査装置１００（図１７〜図２０）
に関する。第７実施形態の検査装置１００は、図１７に
示されるように、一次コラム１２１と、二次コラム１２
２と、チャンバー１２３とで構成されている。一次コラ
ム１２１は、二次コラム１２２の側面に対して斜めに取
り付けられている。二次コラム１２２の下部には、チャ
ンバー１２３が取り付けられている。これら一次コラム
１２１，二次コラム１２２，チャンバー１２３は、真空
排気系（不図示）と繋がっており、真空排気系のターボ
ポンプにより排気されて、内部の真空状態が維持され
る。

【０１４２】ここで、一次コラム１２１、二次コラム１
２２およびチャンバー１２３の構成について順に説明す
る。 〔一次コラム〕一次コラム１２１の内部には、電子ビー
ムを出射する電子銃１２４が配置されている。この電子
銃１２４の陰極には、矩形陰極で大電流を取り出すこと
ができるランタンヘキサボライト（ＬａＢ₆）が用いら
れる。

【０１４３】また、一次コラム１２１の内部には、電子
銃１２４から出射される電子ビーム（以下「一次ビー
ム」という）の光軸上に、一次光学系１２５および一次
偏向器１２６が配置されている。一次光学系１２５に
は、回転軸非対称の四重極（または八重極）の静電レン
ズ（または電磁レンズ）を使用することができるが、こ
の第７実施形態では、３段の静電レンズ１２５ａ，１２
５ｂ，１２５ｃ（図１９参照）にて構成された例を説明
する。

【０１４４】静電レンズ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ
は各々、図１８(ａ)に示すように、４つの円柱ロッド１
１１〜１１４からなり、対向する電極同士（１１１と１
１３，１１２と１１４）が等電位に設定され、かつ互い
に逆の電圧特性（１１１と１１３に＋Ｖｑ、１１２と１
１４に−Ｖｑ）が与えられている。このような静電レン
ズ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃは、いわゆるシリンド
リカルレンズと同様、矩形陰極の長軸（Ｘ軸）、短軸
（Ｙ軸）各々で集束と発散とを引き起こすことができ
る。したがって、各静電レンズ１２５ａ，１２５ｂ，１
２５ｃのレンズ条件を最適化することによって、出射電
子を損失することなく、一次ビームの断面を任意の形状
に成形することができる。図１８(ａ)には、一次ビーム
の断面が矩形状の場合が示されている。

【０１４５】また、一次偏向器１２６（図１７）には、
静電偏向器または電磁偏向器を使用できるが、この第７
実施形態では、図１８(ｂ)に示されるように、独立した
４つの電極１１５〜１１８にて構成された二軸偏向可能
な静電偏向器の例を説明する。電極１１６，１１８に対
する印加電圧を変化させることで、一次ビームの軌道を
Ｘ軸に沿って偏向することができる。また、電極１１
５，１１７に対する印加電圧を変化させることで、一次
ビームの軌道をＹ軸に沿って偏向することができる。

【０１４６】さらに、一次コラム１２１（図１７）に
は、一次光学系１２５のレンズ電圧を制御する一次コラ
ム制御ユニット１４５と、一次偏向器１２６に印加する
電圧を制御する偏向器制御ユニット１４７とが接続され
ている。これら一次コラム制御ユニット１４５，偏向器
制御ユニット１４７は、ＣＰＵ１４３に接続されてい
る。 〔チャンバー〕チャンバー１２３の内部には、図１７に
示されるように、ステージ装置７０が設置され、このス
テージ装置７０のテーブル１５に試料２０が載置されて
いる。なお、ステージ装置７０のテーブル１５には、所
定のリターディング電圧（後述する）が印加されてい
る。

【０１４７】ステージ装置７０は、上記した第１〜第６
実施形態のステージ装置(１０,３０,４０,５０,６０,６
５)と同様の構成を有すると共に、各エアパッドから噴
出された空気を強制的に排出させる排気手段を設けたも
のである。排気手段には、エアパッドの周囲を取り囲む
凹部（排気溝）と、排気溝に溜まった空気を真空排気系
のポンプに導く排気管とが設けられる。したがって、エ
アパッドから噴出された空気は、ポンプによる空気の吸
引により排気溝と排気管とを介してチャンバー１２３外
に排出される。エアパッドからの空気がチャンバー１２
３内に漏れることはないため、ステージ装置７０は真空
中でも使用できる。

【０１４８】チャンバー１２３には、ステージ装置７０
のテーブル１５をＸＹ方向に駆動するステージ制御ユニ
ット１４９と、テーブル１５の移動方向および移動量に
応じたステージ移動信号を出力するレーザ干渉計ユニッ
ト１５０とが接続されている。

【０１４９】さらに、ステージ制御ユニット１４９，レ
ーザ干渉計ユニット１５０は、ＣＰＵ１４３に接続され
ている。なお、ステージ制御ユニット１４９には、ステ
ージ装置７０の平面モータ２５（ここでは図示省略し
た）を制御するモータ制御部３５（不図示）が含まれ
る。 〔二次コラム〕二次コラム１２２の内部には、図１７に
示されるように、試料２０から発生する二次ビーム（後
述する）の光軸上に、カソードレンズ１２９、ニューメ
ニカルアパーチャ（開口絞り）１３０、ウィーンフィル
タ１３１、第２レンズ１３２、フィールドアパーチャ
（視野絞り）１３３、第３レンズ１３４、第４レンズ１
３５、二次偏向器１３６および検出器１３７が配置され
る。

【０１５０】このうちカソードレンズ１２９は、通常、
複数枚の電極で構成される。ここでは、図１９に示され
るように、３枚の電極１２９ａ，１２９ｂ，１２９ｃの
構成例を説明する。この場合、カソードレンズ１２９の
下（試料２０側）から１番目の電極１２９ａと２番目の
電極１２９ｂとに電圧を印加し、３番目の電極１２９ｃ
をゼロ電位に設定することでレンズとして機能させるこ
とができる。

【０１５１】また、ニューメニカルアパーチャ１３０
（図１７）は、開口絞りに相当するもので、上記カソー
ドレンズ１２９の開口角を決定する。その形状は、円形
の穴が開いた金属製（Ｍｏ等）の薄膜板である。このニ
ューメニカルアパーチャ１３０は、その開口部がカソー
ドレンズ１２９の焦点位置になるように配置されてい
る。このため、ニューメニカルアパーチャ１３０とカソ
ードレンズ１２９とは、テレセントリックな電子光学系
を構成している。

【０１５２】ウィーンフィルタ１３１は、電磁プリズム
として作用する偏向器であり、ウィーン条件（Ｅ＝ｖ
Ｂ。なお、ｖは荷電粒子の速度、Ｅは電界、Ｂは磁界を
表し、Ｅ⊥Ｂである。）を満たす荷電粒子（例えば二次
ビーム）のみを直進させ、それ以外の荷電粒子（例えば
一次ビーム）の軌道を曲げることができる。

【０１５３】第２レンズ１３２，第３レンズ１３４，第
４レンズ１３５はすべて、ユニポテンシャルレンズまた
はアインツェルレンズと呼ばれる回転軸対称型のレンズ
であり、それぞれ３枚の電極で構成されている（図２０
参照）。各レンズは通常、外側の２つの電極をゼロ電位
とし、中央の電極に印加する電圧を変えることでレンズ
作用が制御される。

【０１５４】また、第２レンズ１３２と第３レンズ１３
４との間（図１７）には、フィールドアパーチャ１３３
が配置されている。このフィールドアパーチャ１３３
は、光学顕微鏡の視野絞りと同様、視野を必要範囲に制
限する。ここで、上記したカソードレンズ１２９、ニュ
ーメニカルアパーチャ１３０、ウィーンフィルタ１３
１、第２レンズ１３２、フィールドアパーチャ１３３、
第３レンズ１３４、および第４レンズ１３５をまとめ
て、二次光学系１２８と呼ぶことにする。

【０１５５】二次偏向器１３６は、上記した一次偏向器
１２６（図１８(ｂ)）と同様、独立した４つの電極１１
５〜１１８にて構成された二軸偏向可能な静電偏向器で
あり、電極１１６，１１８に対する印加電圧を変化させ
ることで、二次ビームの軌道をＸ軸に沿って偏向するこ
とができる。また、電極１１５，１１７に対する印加電
圧を変化させることで、二次ビームの軌道をＹ軸に沿っ
て偏向することができる。

【０１５６】また、検出器１３７（図１７）は、電子を
加速増倍するＭＣＰ１３８と、電子を光に変換する蛍光
面１３９および不図示の光学リレーレンズを有するＦＯ
Ｐ（ファイバオプティックプレート）１４０と、光学像
を撮像する二次元ＣＣＤセンサ１４１とから構成され
る。二次元ＣＣＤセンサ１４１は、二次元に配列された
複数の受光画素を有している。この検出器１３７には、
画像処理ユニット１４２が接続されている。

【０１５７】さらに、二次コラム１２２には、カソード
レンズ１２９，第２レンズ１３２，第３レンズ１３４，
第４レンズ１３５の各レンズ電圧を制御すると共に、ウ
ィーンフィルタ１３１に印加する電磁界を制御する二次
コラム制御ユニット１４６と、二次偏向器１３６に印加
する電圧を制御する偏向器制御ユニット１４８とが接続
されている。これら二次コラム制御ユニット１４６，偏
向器制御ユニット１４８，画像処理ユニット１４２は、
ＣＰＵ１４３に接続されている。

【０１５８】なお、ＣＰＵ１４３には、画像を表示する
ＣＲＴ１４４が接続されている。ここで、上記した第７
実施形態の電子銃１２４，一次光学系１２５，ウィーン
フィルタ１３１，ニューメニカルアパーチャ１３０，カ
ソードレンズ１２９，一次コラム制御ユニット１４５
は、請求項１２の「照射手段」に対応する。二次光学系
１２８，二次コラム制御ユニット１４６，検出器１３
７，画像処理ユニット１４２は、請求項１２の「検出手
段」に対応する。

【０１５９】次に、上記のように構成された検査装置１
００における一次ビームおよび二次ビームの軌道などに
ついて順に説明する。 〔一次ビーム〕電子銃１２４からの一次ビームは、電子
銃１２４の加速電圧よって加速され、図１９に示すよう
に、一次光学系１２５のレンズ作用および一次偏向器１
２６の偏向作用を受けながらウィーンフィルタ１３１の
中心部に入射する。なお、図１９には、矩形陰極のＸ方
向断面に放出された電子の軌道とＹ方向断面に放出され
た電子の軌道とが示されている。

【０１６０】ウィーンフィルタ１３１に入射した一次ビ
ームは、ウィーンフィルタ１３１の偏向作用により軌道
が曲げられ、ニューメニカルアパーチャ１３０の開口部
に到達する。ここで、一次光学系１２５のレンズ電圧の
設定により、一次ビームはニューメニカルアパーチャ１
３０の開口部で集光するようになっている。ニューメニ
カルアパーチャ１３０の開口部で集光した一次ビーム
は、カソードレンズ１２９を介して、試料２０面上に照
射される。ここで、ニューメニカルアパーチャ１３０と
カソードレンズ１２９とはテレセントリックな電子光学
系を構成しているため、カソードレンズ１２９を通過し
た一次ビームは平行ビームとなり、試料２０面上に垂直
かつ均一に照射される。すなわち、光学顕微鏡で云うケ
ーラー照明が実現される。

【０１６１】また、試料２０が載置されたテーブル１５
には上記のリターディング電圧が印加されているため、
カソードレンズ１２９の電極１２９ａと試料２０面との
間には、一次ビームに対して負の電界が形成される。し
たがって、カソードレンズ１２９を通過した一次ビーム
は、試料２０面に到達するまでに減速され、試料２０の
チャージアップや破壊を防ぐようにしている。

【０１６２】なお、検査装置１００内に散乱する不要な
電子ビームは、ニューメニカルアパーチャ１３０によっ
て試料２０面に到達することが阻止され、試料２０のチ
ャージアップやコンタミネーションを防いでいる。とこ
ろで、試料２０面上における一次ビームの照射領域１２
４Ａは、一次光学系１２５へのレンズ電圧を制御するこ
とにより整形され、この第７実施形態ではほぼ矩形状と
なっている。さらに、照射領域１２４Ａの位置は、一次
偏向器１２６への印加電圧の制御により一次ビームの軌
道をＸＹ方向に偏向することで、試料２０面上をＸＹ方
向に移動させることができる。

【０１６３】〔二次ビーム〕一方、試料２０面上に一次
ビームが照射されると、その照射領域１２４Ａからは、
二次電子、反射電子、または後方散乱電子のうち、少な
くとも１種からなる二次ビームが発生する。この二次ビ
ームは、照射領域１２４Ａの二次元画像情報を有する。
また、上記のように一次ビームが試料２０に対して垂直
に照射されたので、二次ビームは影のない鮮明な像を有
することになる。

【０１６４】ここで、試料２０が載置されたテーブル１
５には上記のリターディング電圧が印加されているた
め、図２０に示されるカソードレンズ１２９の電極１２
９ａと試料２０面との間には、二次ビームに対して正の
電界が形成される。したがって、試料２０から発生した
二次ビームは、カソードレンズ１２９に向けて加速さ
れ、効率よく二次光学系１２８の視野内に導かれる。

【０１６５】そして、二次ビームは、カソードレンズ１
２９によって集束作用を受け、ニューメニカルアパーチ
ャ１３０を通過すると共に、ウィーンフィルタ１３１の
偏向作用も受けずにそのまま直進し、第２レンズ１３２
を介してフィールドアパーチャ１３３上に達する。この
とき、試料２０とフィールドアパーチャ１３３とは共役
関係となり、試料２０の像がフィールドアパーチャ１３
３の位置で結像される。

【０１６６】このように、二次ビームを、カソードレン
ズ１２９のみで結像させるのではなく、第２レンズ１３
２と合わせて１回の結像を行わせることにより、レンズ
収差の発生を抑えることができる。また、ウィーンフィ
ルタ１３１に印加する電磁界を変えることで、二次ビー
ムから、特定のエネルギー帯を持つ電子（例えば二次電
子、反射電子、または後方散乱電子）のみを選択して通
過させることができる。

【０１６７】そして、フィールドアパーチャ１３３を通
過した二次ビームは、後段に配置された第３レンズ１３
４と第４レンズ１３５とによって集束発散を繰り返し、
第３レンズ１３４によって１回結像されたのち、第４レ
ンズ１３５によって検出器１３７の検出面に達する。こ
のとき、二次ビームにより形成される試料２０の像が再
結像される。

【０１６８】このように、試料２０から発生した二次ビ
ームは、合計３回結像したのち、検出器１３７に入射す
る。ここで、第３レンズ１３４と第４レンズ１３５とを
合わせて１回の結像を行わせるようにしてもよい（合計
２回の結像）。なお、フィールドアパーチャ１３３は、
後段の第３レンズ１３４および第４レンズ１３５と共
に、不要な二次ビームを遮断して、検出器１３７のチャ
ージアップやコンタミネーションを防いでいる。ニュー
メニカルアパーチャ１３０は、二次ビームに対しては、
後段の第２レンズ１３２〜第４レンズ１３５のレンズ収
差を抑える役割を果たしている。

【０１６９】このように、試料２０から発生して検出器
１３７の検出面に結像した二次ビームは、検出器１３７
内のＭＣＰ１３８を通過する際に加速増倍され、蛍光面
１３９で光に変換される。そして、蛍光面１３９からの
光は、ＦＯＰ１４０を介して二次元ＣＣＤセンサ１４１
の撮像面に結像する。なお、第３レンズ１３４，第４レ
ンズ１３５は、フィールドアパーチャ１３３上に得られ
た中間像を拡大投影するためのレンズである。したがっ
て、試料２０面上での照射領域１２４Ａの二次元像は、
検出器１３７の検出面に拡大投影される。検出器１３７
の検出面に投影された二次元像の位置は、二次偏向器１
３６への印加電圧の制御により二次ビームの軌道をＸＹ
方向に偏向することで、ＸＹ方向に移動させることがで
きる。

【０１７０】また、検出器１３７の検出面に投影された
照射領域１２４Ａの二次元像（二次ビームの像）は、蛍
光面１３９において光学像に変換されたのち、ＦＯＰ１
４０を介して二次元ＣＣＤセンサ１４１の撮像面に投影
される。因みに、ＦＯＰ１４０は、蛍光面１３９での画
像サイズと二次元ＣＣＤセンサ１４１での撮像サイズと
を合わせるために、光学像を約１／３に縮小して投影す
る。

【０１７１】一方、二次元ＣＣＤセンサ１４１の撮像面
に投影された光学像は、二次元ＣＣＤセンサ１４１にて
光電変換され、得られた信号電荷は、例えば１／３０秒
おきに二次元ＣＣＤセンサ１４１から画像処理ユニット
１４２（図１７）に出力される。画像処理ユニット１４
２は、二次元ＣＣＤセンサ１４１からの信号電荷をＡ／
Ｄ変換したのち、内部のＶＲＡＭに格納して画像情報を
作成し、ＣＰＵ１４３に出力する。ＣＰＵ１４３は、試
料２０の画像をＣＲＴ１４４に表示させる。また、ＣＰ
Ｕ１４３は、画像情報に対してテンプレートマッチング
等を実行することで、試料の欠陥箇所を特定する。

【０１７２】上記したように、第７実施形態の検査装置
１００によれば、上記した第１〜第６実施形態のステー
ジ装置と同様構成のステージ装置７０を用い、かつ、エ
アパッドから噴出された空気を排出する排気手段を設け
て強制的にチャンバー１２３外に排出するようにしてい
るので、チャンバー１２３内の真空度を低下させるなど
の悪影響を防ぐことができると共に、試料２０を高精度
に位置決めすることができ、検査の信頼性を高めること
ができる。

【０１７３】なお、上記した第７実施形態では、一次ビ
ームが試料２０に照射されるまでの経路（一次ビーム
系）と、試料２０からの二次ビームが検出器１３７に到
達するまでの経路（二次ビーム系）とで、カソードレン
ズ１２９，ウィーンフィルタ１３１などを共用した検査
装置１００を説明したが、一次ビーム系と二次ビーム系
とを各々独立させて、各々にカソードレンズを備える構
成であっても良い。

【０１７４】また、上記した第７実施形態では、複数の
受光画素を二次元に配列した二次元ＣＣＤセンサ１４１
で試料画像を撮像する例を説明したが、このような二次
元ＣＣＤセンサ１４１に代えて、複数のラインＣＣＤセ
ンサを並列に配してなるイメージセンサや、ＴＤＩ（Ti
me Delay Integration）アレイＣＣＤセンサを設けて試
料画像を撮像してもよい。

【０１７５】さらに、本実施形態では、検査装置につい
て説明したが、これに限ることなく、露光装置やＥＢ露
光装置に用いてもよい。

【０１７６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜請求項
１１に記載した発明によれば、平面モータの制御系を簡
単化した場合でも軸間干渉の発生を低減することができ
るので、高精度な位置決めが可能で信頼性の高いステー
ジ装置を提供することができる。

【０１７７】さらに、請求項１２に記載した発明によれ
ば、テーブル上の試料を高精度に位置決めすることがで
きるので、信頼性の高い検査結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ステージ装置１０の上面図(ａ)、側面図(ｂ)，
(ｃ)、および可動枠１７の上面図(ｄ)である。

【図２】ステージ装置１０のＡ−Ａ断面図(ａ)、Ｂ−Ｂ
断面図(ｂ)、Ｃ−Ｃ断面図(ｃ)、およびＤ−Ｄ断面図
(ｄ)である。

【図３】テーブル１５の下面図(ａ)、およびステージ装
置１０のＥ−Ｅ断面図(ｂ)である。

【図４】ステージ装置３０の上面図(ａ)、側面図(ｂ)，
(ｃ)、およびテーブル１５の下面図(ｄ)である。

【図５】ステージ装置３０のＦ−Ｆ断面図(ａ)、および
Ｇ−Ｇ断面図(ｂ)である。

【図６】ステージ装置３０のＡ−Ａ断面図(ａ)、Ｂ−Ｂ
断面図(ｂ)、Ｃ−Ｃ断面図(ｃ)、およびＤ−Ｄ断面図
(ｄ)である。

【図７】ステージ装置４０の上面図(ａ)、および側面図
(ｂ)，(ｃ)である。

【図８】ステージ装置４０のＦ−Ｆ断面図(ａ)、および
Ｇ−Ｇ断面図(ｂ)である。

【図９】ステージ装置４０のＡ−Ａ断面図(ａ)、Ｂ−Ｂ
断面図(ｂ)、Ｃ−Ｃ断面図(ｃ)、およびＤ−Ｄ断面図
(ｄ)である。

【図１０】ステージ装置５０の上面図(ａ)、側面図
(ｂ)，(ｃ)、およびテーブル１５の下面図(ｄ)である。

【図１１】ステージ装置５０のＡ−Ａ断面図(ａ)、Ｂ−
Ｂ断面図(ｂ)、Ｇ−Ｇ断面図(ｃ)、およびＤ−Ｄ断面図
(ｄ)である。

【図１２】ステージ装置５０の変形構成を示す断面図で
ある。

【図１３】ステージ装置６０の上面図(ａ)、側面図
(ｂ)，(ｃ)、およびテーブル１５の下面図(ｄ)である。

【図１４】ステージ装置６０のＡ−Ａ断面図(ａ)、Ｂ−
Ｂ断面図(ｂ)、Ｃ−Ｃ断面図(ｃ)、およびＤ−Ｄ断面図
(ｄ)である。

【図１５】ステージ装置６５の上面図(ａ)，Ｄ−Ｄ断面
図(ｂ)である。

【図１６】補助モータを説明する図である。

【図１７】検査装置１００の構成を示す図である。

【図１８】一次光学系２５の構成を示す図(ａ)、および
偏向器の構成を示す図(ｂ)である。

【図１９】一次ビームの軌道を示す図である。

【図２０】二次ビームの軌道を示す図である。

【図２１】従来のステージ装置２００の斜視図である。

【図２２】従来のステージ装置３００の斜視図である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｄ，２Ａ〜２Ｄ，３Ａ〜３Ｄ，４Ａ〜４Ｄ，５
Ａ〜５Ｄ，６Ａ〜６Ｄ，７Ａ〜７Ｄ，８Ａ〜８Ｄ，９Ａ
〜９Ｄ，１０Ａ〜１０Ｄ エアパッド １０，３０，４０，５０，６０，６５，７０，２００，
３００ ステージ装置 １１ ステージベース １２ 可動部 １３，１４，４１，４２ Ｘガイド １５ テーブル １６ 開口部 １７ 可動枠 １８，１９，４３，４４，５１，５２ Ｙガイド ２０ 試料 ２１，２２ 連結部 ２３，６９，２１５ 永久磁石 ２４，６８，２１３ 電磁石 ２５ 平面モータ ２６，３５，３６ モータ制御部 ２７ ホルダ ２８ｘ，２８ｙ 移動鏡 ２９ ケーブル類 ３１，３２，３３，３４ 爪部 ６１ 底板 ３１０ｘ，３１０ｙ 排気管 ３０４ｘ，３０４ｙ 供給管 ６６ 補助モータ １００ 検査装置 １２１ 一次コラム １２２ 二次コラム １２３ チャンバー １２４ 電子銃 １２５ 一次光学系 １２６，１３６ 偏向器 １２８ 二次光学系 １２９ カソードレンズ １３０ ニューメニカルアパーチャ １３１ ウィーンフィルタ １３２ 第２レンズ １３３ フィールドアパーチャ １３４ 第３レンズ １３５ 第４レンズ １３７ 検出器 １３８ ＭＣＰ １３９ 蛍光面 １４０ ＦＯＰ １４１ 二次元ＣＣＤセンサ １４２ 画像処理ユニット １４３ ＣＰＵ １４４ ＣＲＴ １４５ 一次コラム制御ユニット １４６ 二次コラム制御ユニット １４７，１４８ 偏向器制御ユニット １４９ ステージ制御ユニット １５０ レーザ干渉計ユニット ２１１ 固定ステージ ２１２ 移動ステージ ２１４ 密閉槽 ２１６ ギャップセンサ ２１７ レーザ干渉計 ３０１ｘ，３０１ｙ スライド部 ３０２ｘ，３０２ｙ ガイドレール ３０３ｘ，３０３ｙ 駆動ねじ ３０９ｘ，３０９ｙ 気体排出部

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース部材と、該ベース部材に設けられ
   たガイド面に対し平行な面内で移動するテーブル部材と
   を備えたステージ装置において、 前記テーブル部材を第１の方向に案内すると共に、前記
   ガイド面に沿って移動する第１のガイド部材と、 前記第１のガイド部材を前記第１の方向に対して垂直な
   第２の方向に案内する第２のガイド部材と、 前記ベース部材、前記テーブル部材、および前記第２の
   ガイド部材各々と、前記第１のガイド部材との間を、非
   接触で案内支持する非接触軸受と、 前記ベース部材と前記テーブル部材との何れか一方に設
   けられた磁石と、他方に設けられた電磁石とからなる平
   面モータと、 前記平面モータを制御して、前記ガイド面に平行な方向
   の駆動力を発生させ、前記テーブル部材を移動させる移
   動制御手段とを備えたことを特徴とするステージ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のステージ装置におい
   て、 前記第１のガイド部材は、前記ガイド面まで貫通した開
   口部を有し、 前記テーブル部材は、前記開口部の中で前記ガイド面に
   沿って移動し、 前記テーブル部材を前記ガイド面から浮上させる浮上手
   段を備えたことを特徴とするステージ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のステー
   ジ装置において、 前記テーブル部材を前記ガイド面に向けて付勢する第１
   の付勢手段と、 前記第１のガイド部材を前記ガイド面に向けて付勢する
   第２の付勢手段とを備えたことを特徴とするステージ装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のステージ装置におい
   て、 前記第１の付勢手段は、 前記第１のガイド部材と一体的に設けられている第１の
   付勢部材と、 前記第１の付勢部材と前記テーブル部材との間を、非接
   触で案内支持する非接触軸受とを有することを特徴とす
   るステージ装置。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載のステー
   ジ装置において、 前記第２の付勢手段は、 前記第２のガイド部材と一体的に設けられている第２の
   付勢部材と、 前記第２の付勢部材と前記第１のガイド部材との間を、
   非接触で案内支持する非接触軸受とを有することを特徴
   とするステージ装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５の何れか１項に記
   載のステージ装置において、 前記第２のガイド部材は、前記ベース部材と一体的に設
   けられていることを特徴とするステージ装置。
7. 【請求項７】 請求項２に記載のステージ装置におい
   て、 前記浮上手段は、 前記平面モータを制御して、前記ガイド面の法線に平行
   な方向の駆動力を発生させる浮上制御手段であることを
   特徴とするステージ装置。
8. 【請求項８】 請求項２に記載のステージ装置におい
   て、 前記浮上手段は、前記テーブル部材と前記ガイド面との
   間を、流体により非接触で案内支持する静圧軸受である
   ことを特徴とするステージ装置。
9. 【請求項９】 請求項１、請求項４または請求項５に記
   載のステージ装置において、 前記非接触軸受は、流体を介して案内支持する静圧軸受
   であることを特徴とするステージ装置。
10. 【請求項１０】 請求項８または請求項９に記載のステ
    ージ装置において、 前記静圧軸受は、流体として気体を用いた静圧気体軸受
    であることを特徴とするステージ装置。
11. 【請求項１１】 請求項８から請求項１０の何れか１項
    に記載のステージ装置において、 前記静圧軸受は、 流体を噴出するパッド部と、 前記パッド部の回りに設けられ、該パッド部から噴出し
    た流体を排出する排出部とを有することを特徴とするス
    テージ装置。
12. 【請求項１２】 請求項１から請求項１１の何れか１項
    に記載のステージ装置と、 前記ステージ装置の前記テーブル部材に載置された試料
    に対し、ビームを照射する照射手段と、 前記ビームの照射によって前記試料から発生する二次ビ
    ームを検出する検出手段とを備えたことを特徴とする検
    査装置。