JP2001272488A - ステージ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動機構を真空中に設置することなくステー
ジの駆動を行うことができ、真空チャンバや全体構成の
小型化をはかる。 【解決手段】 真空内でウェハを支持すると共にＸＹ方
向に移動させるステージ装置において、ベースプレート
２と、このベースプレート２に対して相対的に移動可能
に設けられたステージ１と、ベースプレート２に設置さ
れ、ベースプレート２に対してステージ１を相対的に移
動させる駆動機構１２０〜１２３と、ベースプレート２
とステージ１が対向する領域で、かつベースプレート２
とステージ１の対向面の一方に設けられた差動排気部１
０３とを具備してなり、ベースプレート２とステージ１
で囲まれた空間が真空チャンバ１１０となり、ステージ
１がウェハ５を支持するための試料台を兼ねている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム応用機
器等で使用されるステージ装置に係わり、例えば電子ビ
ーム露光装置で使用される真空対応のステージ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、従来から電子ビーム露光装置
で使用されているステージの構成を示す一例である（米
国 Anorad Corporation のカタログより抜粋）。ステー
ジリニアガイドによって移動可能に支持されたテーブル
をＸＹ直交するように２段重ねにしたもので、２段のテ
ーブルからなるステージ９１は図示しない真空チャンバ
内に設置されている。

【０００３】ステージ９１を動かすための駆動系９２，
９３は真空チャンバ外に配置され、これらの駆動系９
２，９３はチャンバを貫通する駆動棒９４，９５（真空
シールにはベローズ９６を使用）によってステージ９１
の各テーブルとそれぞれ接続されている。そして、片袖
の駆動棒がテーブルとの連結部でもう一軸のテーブルの
動きを妨げないで、かつテーブルを駆動できるように、
スライド式のカップリングが使用されている。

【０００４】しかしながら、上記のように真空チャンバ
内にステージを設置する構成では、ウェハの大口径化に
伴ってステージ自体が大きくなり、かつストロークも大
きくなることから、チャンバの大きさがそれに伴って大
型化する。

【０００５】この結果、ステージ部品の大型化と表面
積増加に伴いアウトガス量が増大する、チャンバを排
気する真空ポンプの排気用量が大きくなる、大型化し
たステージを駆動するために高出力のモータが必要にな
る、チャンバが大型化することでチャンバに加わる真
空力が大きくなるため、チャンバ変形を小さく抑えよう
とするとチャンバ壁の肉厚を大きくする必要がある（装
置重量の増大につながる）など、装置を製作する上でど
れをとってもマイナスとなるような事項が多く発生す
る。

【０００６】そしてこれらは、いずれも装置コストの増
加としてユーザーに跳ね返ることになり、今後のコスト
的に有利な装置開発及び製作を進める上での大きな障害
となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、電子
ビーム応用機器で使用されるステージ装置においては、
真空チャンバ内に駆動機構（リニアガイドなど）を設置
しているため、真空領域内での被加工物であるウェハの
汚染が生じることが大きな問題となっている。また、ウ
ェハの大口径化と共にステージは大型化，長ストローク
化しており、これに伴って真空チャンバの大型化だけで
なく、ステージの駆動機構も大きくなり、そこで使用さ
れるアクチュエータなども高出力化せざるを得なくなっ
ている。真空チャンバが大型化すると、上記の汚染の問
題は顕著となり、さらに駆動機構で使用される潤滑油な
どにより排気用のポンプの大型化が避けられなくなって
きている。

【０００８】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、駆動機構を真空中に設
置することなくステージの駆動を行うことができ、真空
チャンバや全体構成の小型化をはかり得るステージ装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は次のような構成を採用している。

【００１０】即ち本発明は、静止部材と、この静止部材
に対して相対的に移動可能に設けられた移動部材と、前
記静止部材に設置され、該静止部材に対して前記移動部
材を相対的に移動させる駆動機構と、前記静止部材と移
動部材が対向する領域で、かつ前記静止部材と移動部材
の対向面の一方に設けられた差動排気部とを具備してな
るステージ装置であって、前記静止部材と移動部材で囲
まれた空間が気密チャンバとなり、前記移動部材が試料
を支持するための試料台を兼ねることを特徴とする。

【００１１】また本発明は、複数の静止部材と、これら
の静止部材間に挟まれて設置され、前記複数の静止部材
に対して相対的に移動可能に設けられた移動部材と、前
記静止部材に固定され、該静止部材に対して前記移動部
材を相対的に移動させる駆動機構と、前記静止部材と前
記移動部材が対向する領域で、かつ前記静止部材と移動
部材の対向面の一方に設けられた差動排気部とを具備し
てなるステージ装置であって、前記静止部材と移動部材
で囲まれた空間が気密チャンバとなり、前記移動部材が
試料を支持するための試料台を兼ねることを特徴とす
る。

【００１２】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものが挙げられる。

【００１３】(1) 静止部材は表面が平坦に形成されたも
のであり、移動部材は箱状体を伏せた状態で静止部材の
表面に配置されること。

【００１４】(2) 静止部材は、２枚の板状体からなり相
互に離間対向配置され、移動部材は、筒状体からなり各
々の開口面が各板状体と対向するように配置されるこ
と。

【００１５】(3) 静止部材に電子光学鏡等が取り付けら
れること。

【００１６】(4) 気密チャンバは、大気圧より減圧され
てなること。

【００１７】(5) 駆動機構は、全て大気中に設置されて
いること。

【００１８】(6) 静止部材内に圧力の調整を行うことの
できる空間を設けてなること。

【００１９】(7) 試料は、移動部材の側面に設けられた
開口を通して搬出入されること。

【００２０】(8) 差動排気部は、大気側と気密チャンバ
側との間に複数の排気領域を設けたものであり、各々の
排気領域は大気側から気密チャンバ側の順により高真空
の排気が可能となっていること。

【００２１】また本発明は、真空内で試料台を移動させ
るためのステージ装置において、真空チャンバと、この
真空チャンバを貫通して設けられた移動軸と、前記真空
チャンバ内で前記移動軸に取り付けられた試料載置用の
テーブルと、前記移動軸の両端で前記真空チャンバの外
部に設けられ、前記移動軸を前記真空チャンバに対して
相対的に移動させるための駆動機構と、前記移動軸が前
記真空チャンバを貫通する領域に設けられた差動排気部
とを具備してなることを特徴とする。ここで、移動軸が
真空チャンバを貫通する領域に設けられた差動排気部の
少なくとも一方は、真空チャンバに対して移動可能に取
り付けられることが望ましい。さらに、差動排気部は、
大気側と真空チャンバ側との間に複数の排気領域を設け
たものであり、各々の排気領域は大気側から真空チャン
バ側の順により高真空の排気が可能となっているが望ま
しい。

【００２２】また本発明は、真空内で試料台を移動させ
るためのステージ装置において、真空チャンバと、この
真空チャンバを貫通して設けられた中空構造の第１の移
動軸と、第１の移動軸の両端で前記真空チャンバの外部
に設けられ、第１の移動軸を前記真空チャンバに対して
相対的に移動させるための第１の駆動機構と、第１の移
動軸が前記真空チャンバを貫通する領域に設けられた第
１の差動排気部と、前記真空チャンバ内で第１の移動軸
と直交する方向に第１の移動軸を貫通して設けられた第
２の移動軸と、第１の移動軸内で第２の移動軸を支持案
内するための軸受と、第１の移動軸内に設けられ、第２
の移動軸を第１の移動軸に対して相対的に移動させるた
めの第２の駆動機構と、第２の移動軸が第１の移動軸を
貫通する領域に設けられた第２の差動排気部と、前記真
空チャンバ内で第１の移動軸の外側に位置する第２の移
動軸に取り付けられた試料載置用のテーブルとを具備し
てなることを特徴とする。

【００２３】ここで、第１の移動軸が真空チャンバを貫
通する領域に設けられた第１の差動排気部の少なくとも
一方は、真空チャンバに対して移動可能に取り付けられ
ることが望ましい。同様に、第２の移動軸が真空チャン
バを貫通する領域に設けられた第２の差動排気部の少な
くとも一方は、真空チャンバに対して移動可能に取り付
けられることが望ましい。また、差動排気部は、大気側
と真空チャンバ側との間に複数の排気領域を設けたもの
であり、各々の排気領域は大気側から真空チャンバ側の
順により高真空の排気が可能となっていることが望まし
い。

【００２４】また本発明は、真空内で試料台を移動させ
るためのステージ装置において、真空チャンバと、この
真空チャンバを貫通する第１の移動軸と、第１の移動軸
の両端で前記真空チャンバ外部に設けられ、第１の移動
軸を前記真空チャンバに対して相対的に移動させるため
の第１の駆動機構と、第１の移動軸が前記真空チャンバ
を貫通する領域に設けられた第１の差動排気部と、第１
の移動軸を貫通して第１の移動軸と相対的に移動可能に
設けられた第２の移動軸と、第１の駆動機構に設置され
て、第２の移動軸を第１の移動軸に対して相対的に移動
させるための第２の駆動機構と、第２の移動軸が第１の
移動軸を貫通する領域に設けられた第２の差動排気部
と、前記真空チャンバ内で第２の移動軸に取り付けられ
た試料載置用のテーブルとを具備してなることを特徴と
する。

【００２５】ここで、第２の移動軸は、第１の移動軸の
両端部で第１の移動軸を貫通して設けられた２つの軸体
と、第１の移動軸内に挿入されて２つの軸体間を連結す
る連結部材とからなり、テーブルはこの連結部材に取り
付けられていることが望ましい。さらに、差動排気部
は、大気側と真空チャンバ側との間に複数の排気領域を
設けたものであり、各々の排気領域は大気側から真空チ
ャンバ側の順により高真空の排気が可能となっているこ
とが望ましい。

【００２６】また、第１の移動軸が真空チャンバを貫通
する領域に設けられた第１の差動排気部の少なくとも一
方は、真空チャンバに対して移動可能に取り付けられる
ことが望ましい。同様に、第２の移動軸が真空チャンバ
を貫通する領域に設けられた第２の差動排気部の少なく
とも一方は、真空チャンバに対して移動可能に取り付け
られることが望ましい。

【００２７】（作用）本発明によれば、静止部材と移動
部材の対向面の一方に差動排気部を設け、差動排気を用
いて真空シールすることにより、摺動を伴うステージ駆
動機構を全て大気中に設置することができる。このた
め、真空中での摩擦摩耗による発塵を無くすことができ
る。しかも、駆動機構が大気中に置かれているため、メ
ンテナンス作業が容易である。

【００２８】また、静止部材と移動部材で囲まれた空間
が気密チャンバとなり、移動部材が試料を支持するため
の試料台（ステージ）を兼ねることになるため、装置構
成を小型化することができる。さらに、静止部材に圧力
の調整を行うことのできる空間（差圧調整室）を設ける
ことにより、静止部材に加わる真空力を小さくすること
ができる。これにより、被可動物の重量を小さくするこ
とができ、ステージの運動特性の向上や駆動機構の小型
化が可能になる。

【００２９】また本発明によれば、真空チャンバを貫通
して設けられた移動軸に試料載置用のテーブル（ステー
ジ）を取り付け、移動軸が真空チャンバを貫通する領域
に差動排気部を設けることにより、移動軸を真空チャン
バに対して相対的に移動させるための駆動機構を移動軸
の両端、即ち真空チャンバの外部に設けることができ
る。従って、上記に説明したのと同様の効果が得られ
る。しかも、真空チャンバとステージが別体となってい
るので、ステージに加わる真空力を小さくすることがで
きる。これにより、被可動物の重量を小さくすることが
でき、ステージの運動特性の向上や駆動機構の小型化が
可能になる。

【００３０】また本発明によれば、真空チャンバを貫通
して中空構造の第１の移動軸を設けると共に、第１の移
動軸を貫通して第２の移動軸を設け、第１の移動軸を移
動させるための第１の駆動機構は第１の移動軸の両端で
真空チャンバの外部に設け、第２の移動軸を移動させる
ための第２の駆動機構は第１の移動軸内に設け、第１の
移動軸が真空チャンバを貫通する領域、第２の移動軸が
第１の移動軸を貫通する領域にそれぞれ差動排気部を設
け、真空チャンバ内で第１の移動軸の外側で第２の移動
軸に試料載置用のテーブルを取り付けることにより、摺
動を伴うステージ駆動機構を全て大気中に設置すること
ができる。従って上記と同様に、真空中での摩擦摩耗に
よる発塵を無くすことができ、メンテナンス作業が容易
となる。また、真空チャンバとステージが別体となって
いるので、ステージに加わる真空力を小さくすることが
でき、ステージの運動特性の向上や駆動機構の小型化が
可能になる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。

【００３２】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係わるステージ装置の概略構造を説明する
ためのもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図であ
る。

【００３３】図中の１はステージ（移動部材）、２はベ
ースプレート（静止部材）、３は電子光学鏡筒である。
４，４’は、ステージ１をベースプレート２上でＸＹ方
向に移動させるための駆動機構である。５はウェハ（試
料）、６はウェハ５を搬送する際に用いるゲートバル
ブ、７はステージ１の側壁に設けられたウェハ搬送口を
開閉するための開閉機構である。但し、図１（ａ）では
ウェハローダーは図示していない。

【００３４】次に、このようなステージ装置の詳しい構
造とその動きについて説明する。ステージ１はお椀を伏
せたような箱形構造であり、このステージ１をベースプ
レート２の表面上に設置することにより、これらで囲ま
れた空間１１０が真空チャンバとして機能することにな
る。

【００３５】ステージ１のベースプレート２と接する縁
領域１０１には、図２（ａ）に示すように、静圧空気軸
受領域１０２と差動排気領域１０３とが設けられてい
る。静圧空気軸受領域１０２には、縁領域１０１の大気
側に全周にわたって掘り込まれた溝１０５があり、この
溝１０５に例えば露点の低い２〜３気圧程度の窒素ガス
を供給することにより、ステージ１全体をベースプレー
ト２から僅かに浮かすようになっている。縁領域１０１
において、ステージ１とベースプレート２の隙間１０６
の窒素ガス膜は潤滑材として働くため、ステージ１はス
ムーズにベースプレート２上を動くことができる。

【００３６】溝１０５から放出される窒素ガスは隙間１
０６を通って大気側と真空チャンバ１１０内へと流れて
行く。チャンバ１１０内へ流れ込む窒素ガスは、溝１０
５よりも（内側）チャンバ１１０側に設けられた溝１０
７によって極力排気され、この溝１０７の気圧はほぼ大
気圧と同等となっている。溝１０７を過ぎてさらにチャ
ンバ１１０内に流れ込む窒素ガスは、縁領域１０１にお
いてステージ１とベースプレート２とによって形成され
る空間１０４から生じる放出ガスとなる。そこで、縁領
域１０１の差動排気領域１０３に全周にわたって掘り込
まれた２段の溝１０８，１０９を設けて、チャンバ１１
０内に流れ込むガスを極力排気するようになっている。
これにより、真空チャンバ１１０の真空排気を容易に行
うことができる。

【００３７】なお、各溝１０５，１０７，１０８，１０
９は図２（ｂ）に示すように、ステージ１の底面全周に
わたって形成されており、各々の溝１０５，１０７，１
０８，１０９は図２（ｃ）に示すように、ステージ１の
内部に設けられた通気孔及びステージ側面に接続された
配管を介して独立に吸気又は排気されるようになってい
る。即ち、溝１０５はステージ内部に設けられた吸気用
経路を経て吸気用のコンプレッサに連結され、溝１０７
はステージ内部に設けられた排気用経路を経て排気用の
ポンプに連結され、２段構成の溝１０８，１０９はステ
ージ内部に設けられた排気用経路を経て排気用の真空ポ
ンプ（ドライポンプ，ターボ分子ポンプなど）に連結さ
れる。

【００３８】ステージ１とベースプレート２で囲まれた
空間（真空チャンバ）１１０内にはウェハ５やウェハ５
を保持するための部品などが取り付けられ（ウェハ５の
み示して他は図示せず）、真空チャンバ１１０はステー
ジ１と連結された排気ポンプ（図示せず）によって例え
ば１０^-5Ｐａ程度に真空排気される。また、ベースプレ
ート２には開口が設けられ、この開口に電子ビーム光学
鏡筒３が接続されている。そして、ウェハ５を電子ビー
ム光学鏡筒３の直上にセットすることにより電子ビーム
露光を行うようになっている。

【００３９】次に、このように構成されたステージ装置
の動作について説明する。まず、ベースプレート２上に
静止したステージ１の溝１０８，１０９に連結した真空
ポンプを動作させ、溝部１０８，１０９の排気を行う。
次いで、静圧空気軸受領域１０２の溝１０５に、例えば
乾燥窒素ガスを供給し、ステージ１を浮上させる。さら
に、真空チャンバ１１０内に連結した真空ポンプを駆動
し、真空チャンバ１１０内の圧力を所定の値、例えば１
０^-5Ｐａ程度までにする。その後、空気軸受領域１０２
に供給するガス圧を高め、ステージ１がベースプレート
２から数μｍのギャップで完全に浮上するようにする。
この結果、ステージ１とベースプレート２で形成される
空間（真空チャンバ）１１０が高真空に保たれ、かつス
テージ１は非接触でベースプレート２上を移動できるよ
うになる。

【００４０】因みに、差動排気領域１０３と真空チャン
バ１１０内を真空排気するために必要な真空ポンプの大
きさを検討した結果を、図３（ａ）（ｂ）に示す。ステ
ージ１とベースプレート２との距離を平均５μｍに設定
した場合、１０００Ｌ／ｍｉｎ程度のドライポンプと３
００Ｌ／ｓ以下のターボ分子ポンプで十分な排気ができ
ることが確認できている。

【００４１】ステージ１の移動は、例えば摩擦駆動方式
の駆動機構を使って行う。図１に示したステージ１で
は、Ｘ方向の移動を２つの駆動機構４で、Ｙ方向の移動
を１つの駆動機構４’を使って行うように構成してい
る。Ｘ方向の駆動機構４は、ステージ１と連結棒１２０
との連結部がＹ方向の移動を妨げないように、スライド
式連結部１２１となっている。即ち、Ｘ方向の連結棒１
２０は、その動きが直接ステージ１に伝達されるが、Ｙ
方向にステージ１が動いた時には、Ｘ方向の連結棒１２
０はＹ方向の動きを何ら拘束しない構成となっている。

【００４２】同様に、Ｙ方向の駆動機構４’もステージ
１と連結棒１２２との連結部がＸ方向の移動を妨げない
ように、スライド式の連結部１２３となっている。即
ち、Ｙ方向の連結棒１２２は、その動きが直接ステージ
に伝達されるが、Ｘ方向にステージが動いた時には、Ｙ
方向の連結棒１２２はＸ方向の動きを何ら拘束しない構
成となっている。さらに、ステージ１の動きはレーザ干
渉計（図示せず）によって常に位置が測定されている。
駆動機構４，４’がこのような構成をとることによっ
て、ステージ１はガイドレールなどのステージ１の動き
を規制するもの無しに自由にＸＹ方向に動くことができ
る。

【００４３】また、ステージ１とベースプレート２で囲
まれた真空チャンバ１１０内へのウェハ５の搬送は、次
のようにして行う。まず、真空チャンバ１１０内は真空
排気されており、ステージ１の側壁に設けたウェハ搬送
口１３０に蓋体１３１が吸着されているものとする。こ
の状態で、ステージ１を開閉機構７の位置まで移動させ
る。そして、ゲートバルブ６を開け、ウェハ５を予備室
から開閉機構７の位置まで搬送すると共に、開閉機構７
の部分を真空排気する。

【００４４】開閉機構７の部分が真空排気されると、こ
の領域と真空チャンバ１１０との差圧がなくなるため、
開閉機構７により蓋体１３１をステージ１から外すこと
ができる。蓋体１３１を外した状態で、ウェハ５を真空
チャンバ１１０内に搬送したのち、開閉機構７により蓋
体１３１をステージ１のウェハ搬送口１３０にセットす
る。この状態で、ゲートバルブ６を閉じ、開閉機構７の
部分を大気開放すると、蓋体１３１はステージ１のウェ
ハ搬送口１３０に吸着される。この後、ステージ１を開
閉機構７から離しても、蓋体１３１はステージ１の搬送
口１３０に吸着されたままであるため、ステージ１を自
由に移動させることができる。真空チャンバ１１０から
ウェハ５を出す場合は、上記と逆の手順を行えばよい。

【００４５】このような構成のステージ装置によれば、
次のような効果が得られる。 (1) 摺動を伴うステージ駆動機構４，４’を全て大気中
に設置できるため、真空中での摩擦摩耗による発塵を無
くすことができる。しかも、駆動機構４，４’が大気中
に置かれているため、メンテナンス作業が容易である。 (2) ステージ自体が真空チャンバを兼ねることになるの
で、装置構成を極めて小型化することができる。

【００４６】また、本実施形態のステージ装置では、温
度制御に関しても次に述べるような新たな効果を得るこ
とができる。即ち、加工寸法が小さく、かつ加工精度が
厳しくなるに連れてウェハなど被加工物の温度管理も強
く求められるようになっている。ステージ上のウェハを
直接的に温度制御するためには、図１２に示した従来の
ステージ装置では真空チャンバ内を動き回るステージに
冷媒などを供給するパイプを真空中内で引き回しをしな
ければならない。しかしながら、真空内で使用できる冷
媒の漏れがなく、フレキシビリティがあり、真空中内で
のアウトガスの少ない、などの特徴を持つパイプは世の
中になく、どうしても固定されたステージ台座を冷却
し、熱伝達を使ってステージ上のウェハを間接温度制御
せざるを得なかった。この方法では、熱応答性が悪く精
度の高い温度制御ができなかった。

【００４７】これに対して本実施形態のステージ装置で
は、ステージ１が真空チャンバ１１０を兼ねるため、ス
テージ冷却のための冷媒を供給するパイプを大気中に置
くことができる。このため、多種のパイプから適したも
のを選択することができ、従来実現し得なかったウェハ
の直接的な温度制御が可能となる。この機能は、広い温
度範囲で加工を行うイオンビーム関連の装置などにとっ
ては、極めて魅力的な特徴となる。

【００４８】（第２の実施形態）図４は、本発明の第２
の実施形態に係わるステージ装置の概略構造を示す側断
面図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明は省略する。

【００４９】基本構成は、図１に示した第１の実施形態
のステージ装置と同様である。第１の実施形態と異なる
点は、ステージを複数のベースプレートで挟むように構
成した点にある。即ち、板状に形成された２枚のベース
プレート２０２，２０２’が離間して対向配置され、こ
れらの間に筒状のステージ２０１が配置されている。そ
して、ステージ２０１及びベースプレート２０２，２０
２’からなる空間２１０で真空チャンバを形成してい
る。

【００５０】このステージ装置においては、ステージ２
０１内の空間（真空チャンバ）２１０の真空排気を行う
と、大気との差圧による真空力がステージ全体をベース
プレート２０２，２０２’に対して押し付けるように加
わる。この真空力によるベースプレート２０２，２０
２’の変形をできるだけ小さくするために本実施形態で
は、圧力コントロールを行う差圧調整室２０３，２０
３’を持たせるようにしている。

【００５１】なお、両ベースプレート２０２，２０２’
とステージ２０１の近接部には第１の実施形態のステー
ジ１と同様の空気軸受領域と差動排気領域を持たせるよ
うにしている。ベースプレート２０２，２０２’内に圧
力コントロールを任意に行うことができる差圧調整室２
０３，２０３’を設けることで、差圧調整室２０３，２
０３’を設けない場合に比べてベースプレート２０２，
２０２’の変形を小さくすることができる。或いは変形
を同じだけ許す場合には、ベースプレート肉厚（ベース
プレート重量）を減らすことができる。

【００５２】次に、このようなステージ装置の詳しい構
造とその動きについて説明する。ステージ２０１は中空
円筒のような構造であり、ベースプレート２０２，２０
２’と接する２つの縁領域には、第１の実施形態と同様
にそれぞれ静圧空気軸受領域１０２と差動排気領域１０
３とが設けられている（図示しないが構造は図２と同
じ）。そして、静圧空気軸受領域１０２に設けた溝１０
５に大気圧よりも圧力の高い窒素ガスを供給することに
より、ステージ２０１全体をベースプレート２０２，２
０２’から浮かせる。ステージ２０１と両ベースプレー
ト２０２，２０２’間にできた隙間１０６に流れる窒素
ガス膜は潤滑材として働くため、ステージ２０１はスム
ーズにベースプレート２０２，２０２’間を動くことが
できる。

【００５３】溝１０５から放出される窒素ガスは隙間１
０６を通って大気側と真空チャンバ２１０内へと流れて
行く。チャンバ２１０内へ流れ込む窒素ガスは、第１の
実施形態と同様に、差動排気領域１０３に設けた溝１０
７，１０８，１０９により排気することにより、チャン
バ２１０内の真空を保持することができる。

【００５４】また、ステージ２０２，２０２’に設けた
差圧調整室２０３，２０３’は排気ポンプと連結され
る。そして、ステージ重量と真空力とが釣り合うように
差圧調整室２０３，２０３’の真空度が決定され、真空
排気が行われる。

【００５５】このような構成であれば、ステージ２０１
とベースプレート２０２，２０２’からなる箱型構造を
押し潰そうとする真空力を小さくすることができ、ステ
ージ２０１に上下方向の荷重がかからない状態で駆動機
構４，４’によってステージ１を動かすことができる。

【００５６】図５は、差圧調整室２０３，２０３’を
０．５気圧程度に真空排気した場合の箱型構造に加わる
圧力の分布を模式的に示している。図中の斜めハッチン
グで示した部分Ａ（ステージ中空空間を潰すように働く
圧力）が圧力の及ぶ範囲と大きさを示している。差圧調
整室２０３，２０３’がない場合の圧力分布はドットハ
ッチング（梨子地）Ｂで示してある。Ａ領域とＢ領域と
の大きさを比べると分かるように、差圧調整室２０３，
２０３’を設けることでステージ２０１を押し潰そうと
する力を大幅に減らすことができる。

【００５７】この結果、ステージ駆動機構４，４’を簡
素化することができ、かつステージ２０１の運動特性を
向上させることができる。或いはベースプレート２０
２，２０３’の変形を同じだけ許す場合には、ベースプ
レート肉厚（ベースプレート重量）を減らすことができ
る。ステージ２０１の移動は、第１の実施形態のステー
ジ１と同様に摩擦駆動方式の駆動機構４，４’を使って
行うことができる。図示しないが、駆動機構の詳細は図
１に示したそれと同様である。

【００５８】本実施形態のステージ装置では、第１の実
施形態で示した (1)(2) の効果に加え、(3) ステージ２
０１に加わる真空力を小さくすることができるため、被
可動物の重量を小さくすることができ、これによりステ
ージ２０１の運動特性の向上や駆動機構４，４’の小型
化が可能になる。

【００５９】また、本実施形態のステージ装置では、第
１の実施形態でも説明したように、冷媒を供給するパイ
プを大気中に置くことができるため、多種のパイプから
適したものを選択することができ、従来実現し得なかっ
たウェハの直接的な温度制御が可能となる新たな利点も
有する。

【００６０】（第３の実施形態）第１，第２の実施形態
では、ステージ内部が真空に排気された際にステージと
ベースプレートは押し潰されるような力を受ける。この
力は極めて大きくステージの内径が例えば３５０ｍｍφ
程度であると約１トンにもなる。この力に抗して変形し
ないようにするためには、ステージとベースプレートの
肉厚を増さなければならず、重量の増大が避けられなく
なってしまう。

【００６１】本実施形態は、このようなステージ重量の
増大を招くことなく、ステージの運動特性の向上や駆動
機構の小型化をはかるものである。図６は、本発明の第
３の実施形態に係わるステージ装置の概略構造を説明す
るためのもので、（ａ）は水平方向の断面図、（ｂ）は
側断面図である（但し、ウェハローダーは図示していな
い）。

【００６２】図中３０１は真空チャンバであり、その内
部はターボ分子ポンプなどによって例えば１０^-4Ｐａ程
度の真空に排気される（矢印方向に排気する）。中空の
円筒（第１の移動軸）３０２がチャンバ３０１を貫通す
るように設けられ、中空円筒３０２の両端には、中空円
筒３０２を長手方向に移動せしめる外部ステージ３０３
が取り付けられている。外部ステージ３０３の静止部材
３０４は定盤３０５上に固定されており、例えばリニア
モーター等のアクチュエータによって外部ステージ３０
３が静止部材３０４に対して相対的に移動する。本図の
場合、この移動方向をＸ軸とする。従って、中空円筒３
０２をＸ軸ステージと見なすことができる。

【００６３】中空円筒３０２とチャンバ３０１との境界
部には差動排気部３０６が設けられており、中空円筒３
０２がチャンバ３０１に対して相対的に移動してもこの
境界部でリークが起こらないようになっている。差動排
気部３０６の基本構成は前記図２に示したのと同じであ
るが、本実施形態における差動排気部３０６の具体例を
図７（ａ）に模式的に示す。中空円筒３０２と差動排気
部３０６とのギャップは１０μｍに設定してある。差動
排気は、例えば３段で行う。差動排気溝の寸法は１０ｍ
ｍ幅で２０ｍｍ深さのリング状で、外周部の一部から配
管で真空排気ポンプによって大気側から流入してくる空
気を排気する。このような差動排気構が１０ｍｍの間隔
を空けて３つ並んでいる。

【００６４】図７（ｂ）は、このような構成の差動排気
で必要とされる排気ポンプの容量と排気溝と排気経路の
コンダクタンスから予想される有効排気速度で各溝がど
の程度の圧力になり、チャンバ内がどの程度の真空度と
なるかを見積もった結果である。このような設定によ
り、差動排気部３０６によってチャンバ３０１の真空度
を低下させないで中空円筒３０２の移動が可能になる。

【００６５】ところで、中空円筒３０２が貫通した真空
チャンバ３０１を真空に引くと、差圧によってチャンバ
３０１が変形し、チャンバ３０１の対向する２箇所に設
けられた差動排気部３０６の真直度が低下する場合があ
る。この場合、中空円筒３０２と差動排気部３０６との
ギャップが設定値（ここでは１０μｍ）から狂うことに
なる。その結果、差動排気部３０６で用いている排気ポ
ンプによる到達圧力に変化が生じ、真空チャンバ３０１
内の真空度が所望の値に達しないことになる。

【００６６】これを解決するためには、図８に示すよう
に、片側の差動排気部をベローズ３５０を介してチャン
バ３０１に固定し、チャンバ３０１の真空引き後に外部
からギャップ調整ができるようにすればよい。このよう
にすることで、差動排気部３０６でのギャップ変動が極
めて少ない差動排気ができる。一方、中空円筒３０２に
加わる差圧も、円筒内側から大気圧が均等に円筒を押し
広げるように加わるため円筒自体の変形にも歪がなく、
差動排気のギャップが場所によって異なるなどのことも
少ない。

【００６７】この結果、中空円筒３０２が移動してもチ
ャンバ３０１内の圧力変動が極めて少ない装置を実現す
ることができる。なお、中空円筒３０２を動かす外部ス
テージ３０３は大気中に設置されているため、中空円筒
３０２移動に伴うギャップ変動を最小にするように位置
調整することは何らの支障もない。

【００６８】図９は、Ｘ軸ステージと直交するＹ軸ステ
ージの構成を示した断面図である。中空円筒３０２の中
央部には円筒３０２と直交する２本の中実軸（第２の移
動軸）３０７，３０８が貫通して中空円筒３０２外に飛
び出ている。２本の中実軸３０７，３０８の端部は連結
板３０９で接続され、一体として動くようになってい
る。太い中実軸３０７は静圧軸受３１０に支持され中空
円筒３０２と直交する方向に自由に往復運動ができるよ
うになっている。細い中実軸３０８は駆動輪３１１とア
イドラー（図示せず）とに挟まれて、駆動輪３１１が駆
動軸３１２により回転されると駆動輪３１１と中実軸３
０８との摩擦で中実軸３０７と３０８が一体で動くこと
になる。従って、この動きをＹ軸ステージとすることが
できる。

【００６９】太い中実軸３０７の両端には支柱３１３を
設けその上部には試料台３１４が取り付けられて、ウェ
ハなどの被加工物が載置される。中実軸３０７，３０８
が中空円筒３０２を突き抜ける境界部３１５には、差動
排気部３１６を設けてある。この差動排気部３１６によ
り中空円筒３０２内からこの境界部を通してチャンバ３
０１内に流れ込む空気をシールしている。差動排気部３
１６の詳細構造は前記図７（ａ）に示したのと同様であ
る。従って、差動排気部３１６によって真空チャンバ３
０１の真空度を低下させないで中空円筒３０２を貫通す
る中実軸３０７，３０８の移動が可能になる。

【００７０】ところで、中空円筒３０２が貫通した真空
チャンバ３０１を真空に引いた場合、中空円筒３０２は
径が広がる方向に変形するがその量は極めて少ない。こ
のため、中空円筒３０２に直交するように取り付けられ
た差動排気部３１６の変形も少なく、そこでのギャップ
変動は殆ど無視できる。従って、中実軸３０７，３０８
が移動してもチャンバ３０１内の圧力変動が極めて少な
い装置を実現することができる。さらに、境界部３１５
のギャップが設定値より多少大きくなっても中空円筒３
０２内を０．１気圧程度に真空引きして置くこともでき
るため、真空チャンバ３０１内の真空度変動は殆ど起こ
らない。

【００７１】このように、差動排気を利用して駆動部を
全て大気中に設置し、差圧によるステージに加わる真空
力が偏荷重とならないように構成した本実施形態のステ
ージ装置では、ステージや駆動機構を押し潰そうとする
真空力が殆どゼロとなるため、ステージ駆動機構を簡素
化でき、かつステージの運動特性を向上させることがで
きる。また、真空チャンバ３０１の変形に伴う差動排気
部の組立精度劣化は片方の差動排気部をチャンバに対し
て自由に位置決めできる構成とすることで、ステージ性
能や差動排気特性の悪化は殆ど考えなくて良い等の特長
を持つ。

【００７２】従って、第１及び第２の実施形態で説明し
た (1) 〜(3)と同様の効果が得られるのは勿論のこと、
ステージに加わる真空力による偏荷重をより小さくする
ことができ、被可動物の重量をより小さくしてステージ
の運動特性のより一層の向上や駆動機構のより一層の小
型化が可能になる。

【００７３】また、本実施形態のステージ装置では、第
１の実施形態でも説明したように、冷媒を供給するパイ
プを大気中に置くことができるため、多種のパイプから
適したものを選択することができ、従来実現し得なかっ
たウェハの直接的な温度制御が可能となる新たな利点も
有する。

【００７４】（第４の実施形態）本実施形態は、第３の
実施形態と同様に、ステージ重量の増大を招くことな
く、ステージの運動特性の向上や駆動機構の小型化をは
かるものである。図１０は、本発明の第４の実施形態に
係わるステージ装置の概略構造を説明するためのもの
で、（ａ）は水平方向の断面図、（ｂ）は側断面図であ
る（但し、ウェハローダーは図示していない）。なお、
図６と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明
は省略する。

【００７５】図中３０１は真空チャンバであり、その内
部はターボ分子ポンプなどによって例えば１０^-4Ｐａ程
度の真空に排気される（矢印方向に排気する）。中空の
筒体（第１の移動軸）４０２がチャンバ３０１を貫通す
るように設けられている。この筒体４０２は、鉛直方向
よりも水平方向の径が長い断面角型又は楕円形状を有す
るものであり、筒体４０２の中央部上面には、チャンバ
３０１と連通するように開口が設けられている。筒体４
０２の両端部には、筒体４０２と直交する中空円筒４０
１がそれぞれ接続されている。そして、中空円筒４０１
には、筒体４０２を長手方向に移動せしめる外部Ｘステ
ージ３０３が取り付けられている。

【００７６】外部Ｘステージ３０３の静止部３０４は定
盤３０５上に固定されており、例えばリニアモーター等
のアクチュエータによって外部Ｘステージ３０３が静止
部３０４に対して相対的に移動するようになっている。
本図の場合、この移動方向をＸ軸とする。筒体４０２と
チャンバ３０１との境界部には差動排気部３０６が設け
られており、筒体４０２がチャンバ３０１に対して相対
的に移動してもこの境界部でリークが起こらないように
なっている。差動排気部３０６の具体的構成は前記図７
（ａ）に示した通りであり、必要とされる排気ポンプの
容量，チャンバ内の真空度等を見積もった結果は、前記
図７（ｂ）と同様となる。従って、差動排気部３０６に
よってチャンバ３０１の真空度を低下させないで筒体４
０２の移動が可能になる。

【００７７】ところで、筒体４０２が貫通した真空チャ
ンバ３０１を真空に引くと、差圧によってチャンバ３０
１が変形し、チャンバ３０１の対向する２箇所に設けら
れた差動排気部３０６の真直度が低下する場合がある。
この場合、筒体４０２と差動排気部３０６とのギャップ
が設定値（ここでは１０μｍ）から狂うことになる。こ
の結果、差動排気部３０６で用いている排気ポンプによ
る到達圧力に変化が生じ、真空チャンバ３０１内の真空
度が所望の値に達しないことになる。

【００７８】これを解決するためには、図１１に示すよ
うに、片側の差動排気部３０６をベローズ４１０を介し
てチャンバ３０１に固定板４１１で固定するようにし
て、チャンバ真空引き後に外部からギャップ調整ができ
るようにすればよい。このようにすることで、差動排気
部３０６でのギャップ変動が極めて少ない差動排気がで
きる。一方、筒体４０２に加わる差圧も、筒体内側から
大気圧が均等に筒体を押し広げるように加わるため筒体
自体の変形にも歪がなく、差動排気のギャップが場所に
よって異なるなどのことも少ない。

【００７９】この結果、筒体４０２が移動してもチャン
バ３０１内の圧力変動が極めて少ない装置を実現するこ
とができる。なお、筒体４０２を動かす外部Ｘステージ
３０３は大気中に設置されているため、筒体４０２の移
動に伴うギャップ変動を最小にするように位置調整する
ことは何らの支障もない。

【００８０】中空円筒４０１には、差動排気部３１６を
介して中実軸（第２の移動軸）３０７，３０８がそれぞ
れＸ軸と直交方向に移動自由に設けられ、その両端には
外部Ｙステージ４０３が設けられている。差動排気部３
１６を設けることにより、筒体４０２内からこの境界部
を通してチャンバ３０１内に流れ込む空気をシールして
いる。差動排気部３１６の詳細構造は、前記図７（ａ）
に示したのと同様である。従って、差動排気部３１６に
よってチャンバ３０１の真空度を低下させないで、筒体
４０２を貫通する中実軸３０７，３０８の移動が可能に
なる。

【００８１】外部Ｙステージ４０３の静止部は外部Ｘス
テージ３０３上に固定されており、例えばリニアモータ
ー等のアクチュエータによって外部Ｙステージ４０３が
前記静止部に対して相対的に移動する。２本の中実軸３
０７，３０８は中実軸４０４によって連結され、一体と
して動くようになっている。これによってＹ方向の動き
を得ることができる。即ち、中実軸３０７，３０８，４
０４は、外部Ｘステージ３０３によりＸ方向に駆動され
ると共に、外部Ｙステージ４０３によりＹ方向に駆動さ
れるようになっている。

【００８２】中実軸４０４の中央には支柱３１３を設け
その上部には試料台３１４が取り付けられて、ウェハな
どの披加工物が載置される。なお、筒体４０２が貫通し
た真空チャンバ３０１を真空に引いた場合に起こる機械
的な変形を考えて、図１１に示すように、Ｘ軸の場合と
同様に片側の差動排気部３１６をベローズ４１２を介し
て中空円筒４０１に固定し、チャンバ真空引き後に外部
からギャップ調整ができるようにしてもよい。

【００８３】このようにすることで、差動排気部３１６
でのギャップ変動が極めて少ない差動排気が可能とな
る。従って、中実軸３０７，３０８が移動してもチャン
バ３０１内の圧力変動が極めて少ない装置を実現するこ
とができる。さらに、ギャップが設定値より多少大きく
なっても筒体４０２内を０．１気圧程度に真空引きして
置くこともできるため、真空チャンバ３０１内の真空度
変動は殆ど起こらない。

【００８４】次に、このようなステージ装置の動きにつ
いて説明する。外部Ｘステージ３０３を動かすと筒体４
０２及び中空円筒４０１が一体でＸ方向に動く。この場
合、中実軸４０４，３０７，３０８は筒体４０２及び中
空円筒４０１と一緒に動くのでウェハ５を載置した試料
台３１４はＸ方向に動くことになる。次いで、外部Ｘス
テージ３０３上の外部Ｙステージ４０３を動かすと中実
軸４０４，３０７，３０８と一緒に試料台３１４がＹ方
向に動く。従って、試料台３１４を真空チャンバ３０１
に対してＸ，Ｙ方向に自在に動かすことができる。

【００８５】このように、差動排気を利用して駆動部を
全て大気中に設置し、差圧によるステージに加わる真空
力が偏荷重とならないように構成した本実施形態のステ
ージ装置では、ステージや駆動機構を押し潰そうとする
真空力が殆どゼロとなる。従って、第３の実施形態と同
様の効果が得られる。

【００８６】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。第１の実施形態では移動部材の形
状は箱型を想定して説明を進めたが、力に対しての変形
量が少ない球型を採用してもよい。さらに、静止部材を
箱形、移動部材を板状というように、２つの部材の形状
を実施形態と逆にしてもよい。この場合、差動排気部は
移動部材側ではなく静止部材側に設けることになる。

【００８７】第３の実施形態においては、Ｙ軸ステージ
の移動機構は、Ｙ軸ステージに固定された駆動軸を中空
円筒外の外部ステージ上にまで導き、そこにＹ軸方向に
動くステージを設けて行ってもよい。また、この場合の
駆動機構は中空円筒両端に設けても何ら問題がない。さ
らに、第４の実施形態においては、真空チャンバを貫通
する第１の移動体として断面が角型若しくは楕円形状の
筒体を用いたが、丸型（円筒）を用いることも可能であ
る。

【００８８】また、本発明のステージ装置は電子ビーム
装置に限るものではなく、真空内で試料を移動させる必
要のある各種の機器に適用することが可能である。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施することができる。

【００８９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、静
止部材と移動部材の対向面の一方に差動排気部を設ける
ことにより、又は真空チャンバを貫通して設けられた移
動軸が真空チャンバを貫通する領域に差動排気部を設け
ることにより、又は真空チャンバを貫通して中空構造の
第１の移動軸を設けると共に、第１の移動軸を貫通して
第２の移動軸を設け、第１の移動軸が真空チャンバを貫
通する領域、第２の移動軸が第１の移動軸を貫通する領
域にそれぞれ差動排気部を設けることにより、摺動を伴
うステージ駆動機構を全て大気中に設置することができ
る。従って、真空中での摩擦摩耗による発塵を無くすこ
とができ、しかも駆動機構が大気中に置かれているため
メンテナンス作業が容易となる。つまり、駆動機構を真
空中に設置することなくステージの駆動を行うことがで
き、真空チャンバや全体構成の小型化をはかることがで
きる。

【００９０】また、静止部材と移動部材で囲まれた空間
を気密チャンバとする構成では、移動部材が試料を支持
するための試料台（ステージ）を兼ねることになるた
め、装置構成をより小型化することができる。また、真
空チャンバに移動軸を貫通させる構成では、当然のこと
ながら真空チャンバとステージが別体となり、ステージ
に加わる真空力を小さくすることができるため、被可動
物の重量を小さくしてステージの運動特性のより一層の
向上や駆動機構の更なる小型化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係わるステージ装置の概略構
造を示す平面図と側断面図。

【図２】静圧空気軸受領域と差動排気領域の具体的構成
例を示す図。

【図３】差動排気部の構成と、ステージ内部を真空排気
するために必要な真空ポンプの大きさを検討した結果を
示す図。

【図４】第２の実施形態に係わるステージ装置の概略構
造を示す側断面図。

【図５】差圧調整室を０．５気圧程度に真空排気した場
合の箱型構造に加わる圧力の分布を模式的に示す図。

【図６】第３の実施形態に係わるステージ装置の概略構
造を示す水平方向断面図と側断面図。

【図７】差動排気部の構成と、ステージ内部を真空排気
するために必要な真空ポンプの大きさを検討した結果を
示す図。

【図８】第３の実施形態の変形例を示す水平方向断面図
と側断面図。

【図９】Ｘ軸ステージと直交するＹ軸ステージの具体的
構成例を示す断面図。

【図１０】第４の実施形態に係わるステージ装置の概略
構造を示す水平方向断面図と側断面図。

【図１１】第４の実施形態の変形例を示す水平方向断面
図。

【図１２】従来のステージ構造を示す斜視図。

【符号の説明】

１…ステージ ２…ベースプレート ３…電子ビーム光学鏡筒 ４，４’…駆動機構 ５…ウェハ（試料） ６…ゲートバルブ ７…開閉機構 １０１…縁領域 １０２…静圧空気軸受領域 １０３…差動排気領域 １０４…空間 １０５，１０７，１０８，１０９…溝 １０６…隙間 １１０，２１０…空間（真空チャンバ） １２０…Ｘ連結棒 １２１…Ｘスライド式連結部 １２２…Ｙ連結棒 １２３…Ｙスライド式連結部 ２０１…中空ステージ ２０２，２０２’…ベースプレート ２０３，２０３’…差圧調整室 ３０１…真空チャンバ ３０２，４０１…中空円筒 ３０３…外部Ｘステージ ３０４…静止部材 ３０５…定盤 ３０６，３１６…差動排気部 ３０７，３０８，４０４…中実軸 ３０９…連結板 ３１０…静圧軸受 ３１１，３１２…駆動軸 ３１３…支柱 ３１４…試料台 ３１５…境界部 ４０２…筒体 ４０３…外部Ｙステージ ４１０，４１２…ベローズ ４１１…固定板

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Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静止部材と、 この静止部材に対して相対的に移動可能に設けられた移
   動部材と、 前記静止部材に設置され、該静止部材に対して前記移動
   部材を相対的に移動させる駆動機構と、 前記静止部材と移動部材が対向する領域で、かつ前記静
   止部材と移動部材の対向面の一方に設けられた差動排気
   部とを具備してなり、 前記静止部材と移動部材で囲まれた空間が気密チャンバ
   となり、前記移動部材が試料を支持するための試料台を
   兼ねることを特徴とするステージ装置。
2. 【請求項２】前記静止部材は表面が平坦に形成されたも
   のであり、前記移動部材は箱状体を伏せた状態で前記静
   止部材の表面に配置されることを特徴とする請求項１記
   載のステージ装置。
3. 【請求項３】複数の静止部材と、 これらの静止部材間に挟まれて設置され、前記複数の静
   止部材に対して相対的に移動可能に設けられた移動部材
   と、 前記静止部材に固定され、該静止部材に対して前記移動
   部材を相対的に移動させる駆動機構と、 前記静止部材と前記移動部材が対向する領域で、かつ前
   記静止部材と移動部材の対向面の一方に設けられた差動
   排気部とを具備してなり、 前記静止部材と移動部材で囲まれた空間が気密チャンバ
   となり、前記移動部材が試料を支持するための試料台を
   兼ねることを特徴とするステージ装置。
4. 【請求項４】前記静止部材は、２枚の板状体からなり相
   互に離間対向配置され、前記移動部材は、筒状体からな
   り各々の開口面が前記各板状体と対向するように配置さ
   れることを特徴とする請求項３記載のステージ装置。
5. 【請求項５】真空チャンバと、 この真空チャンバを貫通して設けられた移動軸と、 前記真空チャンバ内で前記移動軸に取り付けられた試料
   載置用のテーブルと、 前記移動軸の両端で前記真空チャンバの外部に設けら
   れ、前記移動軸を前記真空チャンバに対して相対的に移
   動させるための駆動機構と、 前記移動軸が前記真空チャンバを貫通する領域に設けら
   れた差動排気部とを具備してなることを特徴とするステ
   ージ装置。
6. 【請求項６】前記移動軸が前記真空チャンバを貫通する
   領域に設けられた差動排気部の少なくとも一方は、前記
   真空チャンバに対して移動可能に取り付けられることを
   特徴とする請求項５記載のステージ装置。
7. 【請求項７】真空チャンバと、この真空チャンバを貫通
   して設けられた中空構造の第１の移動軸と、 第１の移動軸の両端で前記真空チャンバの外部に設けら
   れ、第１の移動軸を前記真空チャンバに対して相対的に
   移動させるための第１の駆動機構と、 第１の移動軸が前記真空チャンバを貫通する領域に設け
   られた第１の差動排気部と、 前記真空チャンバ内で第１の移動軸と直交する方向に第
   １の移動軸を貫通して設けられた第２の移動軸と、 第１の移動軸内で第２の移動軸を支持案内するための軸
   受と、 第１の移動軸内に設けられ、第２の移動軸を第１の移動
   軸に対して相対的に移動させるための第２の駆動機構
   と、 第２の移動軸が第１の移動軸を貫通する領域に設けられ
   た第２の差動排気部と、 前記真空チャンバ内で第１の移動軸の外側に位置する第
   ２の移動軸に取り付けられた試料載置用のテーブルとを
   具備してなることを特徴とするステージ装置。
8. 【請求項８】真空チャンバと、 この真空チャンバを貫通して設けられ、該チャンバ内に
   開口を有する中空構造の第１の移動軸と、 第１の移動軸の両端で前記真空チャンバ外部に設けら
   れ、第１の移動軸を前記真空チャンバに対して相対的に
   移動させるための第１の駆動機構と、 第１の移動軸が前記真空チャンバを貫通する領域に設け
   られた第１の差動排気部と、 第１の移動軸を貫通して第１の移動軸と相対的に移動可
   能に設けられた第２の移動軸と、 第１の駆動機構に設置されて、第２の移動軸を第１の移
   動軸に対して相対的に移動させるための第２の駆動機構
   と、 第２の移動軸が第１の移動軸を貫通する領域に設けられ
   た第２の差動排気部と、 前記真空チャンバ内で第２の移動軸に取り付けられた試
   料載置用のテーブルとを具備してなることを特徴とする
   ステージ装置。
9. 【請求項９】第２の移動軸は、第１の移動軸の両端部で
   第１の移動軸を貫通して設けられた２つの軸体と、第１
   の移動軸内に挿入されて２つの軸体間を連結する連結部
   材とからなり、前記テーブルはこの連結部材に取り付け
   られていることを特徴とする請求項８記載のステージ装
   置。
10. 【請求項１０】第１及び第２の移動軸が前記真空チャン
    バを貫通する領域に設けられた差動排気部の各々の少な
    くとも一方は、前記真空チャンバに対して移動可能に取
    り付けられることを特徴とする請求項７又は８記載のス
    テージ装置。
11. 【請求項１１】前記差動排気部は、大気側と気密又は真
    空チャンバ側との間に複数の排気領域を設けたものであ
    り、各々の排気領域は大気側からチャンバ側の順により
    高真空の排気が可能となっていることを特徴とする請求
    項１，３，５，７，又は８記載のステージ装置。