特開 2023-104051 ステージ装置、荷電粒子線装置及び真空装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023104051

(43)【公開日】2023-07-28

(54)【発明の名称】ステージ装置、荷電粒子線装置及び真空装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20230721BHJP

   H01J 37/18 20060101ALI20230721BHJP

【ＦＩ】

H01J37/20 D

H01J37/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022004806

(22)【出願日】2022-01-17

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 宗大

(72)【発明者】

【氏名】水落 真樹

(72)【発明者】

【氏名】山本 来布

(72)【発明者】

【氏名】安藤 康大

【テーマコード（参考）】

5C101

【Ｆターム（参考）】

5C101AA03

5C101BB01

5C101FF56

(57)【要約】

【課題】真空環境下において、接触式の案内要素から飛散したガイド異物が対象物に付着するのを抑制する。
【解決手段】ステージ装置は、真空環境下に配置され、載置された対象物を移動し、ベース１０２に敷設されるガイドレール２０１と、ガイドレール２０１に沿って移動するキャリッジ２０２と、ガイドレール２０１及びキャリッジ２０２に接触し、キャリッジ２０２の移動に伴い回転する転動体と、キャリッジ２０２の一部に接続され、キャリッジ２０２と共に移動するテーブル１０１と、ガイドレール２０１の案内面の法線方向３０４を覆うように設けられ、ガイドレール２０１、キャリッジ２０２又は転動体から飛散した異物を遮蔽する遮蔽カバー５０２と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空環境下に配置され、載置された対象物を移動するステージ装置であって、
ベースに敷設されるガイドレールと、
前記ガイドレールに沿って移動するキャリッジと、
前記ガイドレール及び前記キャリッジに接触し、前記キャリッジの移動に伴い回転する転動体と、
前記キャリッジの一部に接続され、前記キャリッジと共に移動する基本テーブルと、
前記ガイドレールの案内面の法線方向を覆うように設けられ、前記ガイドレール、前記キャリッジ又は前記転動体から飛散した異物を遮蔽する遮蔽部と、
を備えることを特徴とするステージ装置。

【請求項2】

前記ベースには、前記ガイドレール、前記キャリッジ及び前記転動体が収容される溝部が形成され、
前記遮蔽部は、前記溝部の上部開口部を覆うように設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。

【請求項3】

前記遮蔽部は、前記ガイドレール及び前記キャリッジの側方及び上方を覆うように形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。

【請求項4】

前記基本テーブルを前記キャリッジの一部に接続するスペーサをさらに備え、
前記遮蔽部には、前記スペーサが通過する開口部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。

【請求項5】

前記開口部の開口寸法は、前記遮蔽部によって形成される空間の高さ、前記空間の幅、前記案内面の高さ、及び、前記ガイドレールの幅に基づいて決定される
ことを特徴とする請求項４に記載のステージ装置。

【請求項6】

前記遮蔽部は、第１の遮蔽部材と前記第１の遮蔽部材とは別部材の第２の遮蔽部材とを含み、
前記第１の遮蔽部材は、前記基本テーブルが第１の位置に移動した状態で取り外し可能であって、前記第２の遮蔽部材は、前記基本テーブルが第２の位置に移動した状態で取り外し可能である
ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。

【請求項7】

前記遮蔽部は、磁性体である
ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。

【請求項8】

前記ガイドレールを磁化させる磁石をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。

【請求項9】

前記遮蔽部によって形成される空間に真空ポンプの排気口が設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。

【請求項10】

前記基本テーブルから浮上する浮上テーブルをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。

【請求項11】

前記浮上テーブルは、磁気浮上テーブルである
ことを特徴とする請求項１０に記載のステージ装置。

【請求項12】

請求項１～１１の何れか１項に記載のステージ装置を備える
ことを特徴とする荷電粒子線装置。

【請求項13】

請求項１～１１の何れか１項に記載のステージ装置を備える
ことを特徴とする真空装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ステージ装置、ステージ装置を備える荷電粒子線装置、及び、ステージ装置を備える真空装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から半導体関連装置のためのデバイスステージおよび半導体ウエハを正確に位置決めして支持するためのステージに関する技術が知られている。半導体関連装置以外のステージまで範囲を広げると、特許文献１には、ガイド部やボールねじ部にカバーを設けて、カバー内に配管を接続してガイド部やボールねじ部から飛散した異物を吸引するステージが記載されている。このステージによれば、大気中において被処理物やガイド部への異物の付着を抑制することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８－９０３８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

半導体ウエハの製造、測定、検査などの工程では、半導体ウエハの正確な位置決めを行うために、ステージ装置が用いられる。半導体ウエハの製造、測定、検査などの工程で使用されるステージ装置においては、位置精度と共に異物の少ないクリーン度が求められる。一方で、位置精度を保つためには剛性の高いガイドが必要であり、ガイドの剛性を高めるためには多数の転動体が転がり接触するガイドが必要である。また、ガイドの剛性を高めるためには、予圧を高くすることが必要であるため、接触箇所と摩耗量とが増大してガイドから飛散したガイド異物の発生が問題となる。

【0005】

半導体関連装置の中でも荷電粒子線装置では、空気分子による荷電粒子の減衰を防止するために、試料およびステージ装置を真空環境下に配置する必要がある。そのため、荷電粒子線装置では、特許文献１に記載の吸引方式を使用することができない。また、真空環境下では、空気分子が無いためガイド異物が減速しない。ガイド異物の飛散距離は、テーブルの移動速度が上がるほど大きくなる。テーブルを高速で動作させるほどガイド異物の運動エネルギーが増大し、ガイド異物の到達高さまでの位置エネルギーが増大するからである。

【0006】

さらに、ガイドは、軸受鋼などの磁性体で製造される。荷電粒子線装置などでは、試料の上方の電子光学系からの漏洩磁場があるため、ガイドなどの接触部から発生する鉄粒子であるガイド異物が吸引され、試料に付着してしまうことが問題となる。すなわち、ガイド異物の到達高さを漏洩磁場の範囲よりも下げることが必要である。ガイド異物の到達高さを漏洩磁場の範囲よりも下げるためにテーブルの移動速度を低下すると、スループットが低下する。つまり、スループットと異物低減とがトレードオフの関係となる。

【0007】

特許文献１に開示されるようなボールねじなどのテーブルの送り要素はリニアモータに置き換えることで比較的容易に非接触化が可能である。しかし、リニアガイドなどの案内要素を非接触化するには、浮上型の構成を適用する必要が有り、センサやアクチュエータが各々６軸分必要となるため、非接触化が簡単ではない。

【0008】

本開示は、真空環境下において、接触式の案内要素から飛散したガイド異物が対象物に付着するのを抑制することが可能なステージ装置、そのステージ装置を備える荷電粒子線装置および真空装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示のステージ装置は、真空環境下に配置され、載置された対象物を移動するステージ装置であって、ベースに敷設されるガイドレールと、ガイドレールに沿って移動するキャリッジと、ガイドレール及びキャリッジに接触し、キャリッジの移動に伴い回転する転動体と、キャリッジの一部に接続され、キャリッジと共に移動する基本テーブルと、ガイドレールの案内面の法線方向を覆うように設けられ、ガイドレール、キャリッジ又は転動体から飛散した異物を遮蔽する遮蔽部と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、真空環境下において、接触式の案内要素から飛散したガイド異物が対象物に付着するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１のステージ装置の概略を示す図である。

【図2】実施例１のリニアガイドの詳細な構造を示す図である。

【図3】実施例１のガイドレールの案内面の構成を示す図である。

【図4】実施例１のテーブルの速度と転動体の周速との関係を示す図である。

【図5】実施例１の遮蔽カバーの構成を示す図である。

【図6】実施例１のテーブルの移動速度とガイド異物が到達する高さとの関係を示す図である。

【図7】実施例１のステージ装置を磁場環境下に設置した状態を示す図である。

【図8】実施例１の遮蔽カバーの開口部の寸法を説明する図である。

【図9】実施例１の遮蔽カバーを示す斜視図である。

【図10】実施例１の浮上式の上段テーブルを有するステージ装置を示す図である。

【図11】実施例２の遮蔽カバーの構成を示す図である。

【図12】実施例４のガイドレールを磁化させる磁石を示す図である。

【図13】実施例５の溝部に設けられた真空ポンプの排気口を示す図である。

【図14】実施例６の遮蔽部の構成を示す図である。

【図15】実施例７の荷電粒子線装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0013】

以下、図面を参照して本開示に係るステージ装置、荷電粒子線装置および真空装置の実施形態を説明する。

【0014】

＜実施例１＞
図１は、実施例１のステージ装置の概略を示す図である。ステージ装置１０４は、載置された対象物（例えば、半導体ウエハ）を所望の位置に移動する。ステージ装置１０４は、荷電粒子線装置などの真空環境下且つ上方に磁場発生源がある環境下において使用される。

【0015】

図１に示すように、ステージ装置１０４は、ベース１０２に設けられるリニアガイド１０３と、リニアガイド１０３上に搭載され、Ｘ軸方向に移動可能なテーブル（基本テーブル）１０１と、を有する。なお、図１では省略するが、テーブル１０１の上には、Ｙ軸方向に移動可能な磁気浮上テーブルが存在する。

【0016】

図２は、実施例１のリニアガイドの詳細な構造を示す図である。図２では、転動体２０３が見えるように、キャリッジ２０２の一部が省略されている。リニアガイド１０３は、ベース１０２に敷設されるガイドレール２０１と、ガイドレール２０１に沿って移動するキャリッジ２０２と、ガイドレール２０１及びキャリッジ２０２に接触し、キャリッジ２０２の移動に伴い回転する複数の転動体２０３と、を有する。ガイドレール２０１は、Ｘ軸方向に沿って延び、キャリッジ２０２は、ガイドレール２０１に沿ってＸ軸方向に移動する。転動体２０３は、円筒形状又は球形状であって、これらが転がることで、キャリッジ２０２が転動体２０３上を滑らかに摺動する。転動体２０３のガイドレール２０１及びキャリッジ２０２への接触は転がり接触であり、ガイドレール２０１と転動体２０３との接触面及びキャリッジ２０２と転動体２０３との接触面のそれぞれで、摩耗が発生する。また、リニアガイド１０３では、剛性を確保するために転動体２０３を押しつぶすように予圧をかける。転動体２０３に予圧をかけるために、ガイドレール２０１とキャリッジ２０２との寸法が調整される。この予圧によって、摩耗量が増大する。

【0017】

ガイドレール２０１と転動体２０３との接触及びキャリッジ２０２と転動体２０３との接触によって、リニアガイド１０３の各部品の一部が剥がれて、飛散する場合がある。リニアガイド１０３の各部品から剥がれたものをガイド異物と呼ぶ。ガイド異物は、キャリッジ２０２の移動によって回転する転動体２０３によって巻き上げられて飛散する。飛散したガイド異物が対象物に付着すると、異物として観察されるため、観察結果に影響を及ぼす。また、ガイドレール２０１、キャリッジ２０２及び転動体２０３は、それぞれ軸受鋼などの磁性体材料で製造されるため、上方の磁場発生源による漏洩磁場によりガイド異物が吸引される特性を持つ。

【0018】

図３は、実施例１のガイドレールの案内面の構成を示す図である。図３では、法線方向が上方を向く案内面３０１を示す。実施例１のガイドレール２０１の案内面３０１は、水平面に対して４５°の傾斜角を持つ。転動体２０３は、案内面３０１に平行な直線３０３を中心に回転する。案内面３０１で発生したガイド異物は、転動体２０３の回転に巻き込まれて周速によって種々の方向に飛散する。転動体２０３の回転に巻き込まれて上方に飛散されるガイド異物の飛散方向は、案内面３０１の法線方向３０４と一致する。

【0019】

図４は、実施例１のテーブルの速度と転動体の周速との関係を示す図である。テーブル１０１の速度４０１をＶｓとすると、転動体２０３の中心の移動速度４０２は、テーブル１０１の速度４０１の半分のＶｓ／２となる。また、転動体２０３の周速４０３は、転動体２０３の中心の移動速度と一致し、Ｖｓで移動するキャリッジ２０２側の案内面におけるガイド異物の飛散速度４０４をＶｏとすると、以下の式４．１が成り立つ。
Ｖｏ＝Ｖｓ／２＋Ｖｓ
＝Ｖｓ＊３／２…（式４．１）

【0020】

ガイド異物の運動エネルギーＥｖは、以下の式４．２で求められる。
Ｅｖ＝１／２＊ｍ＊Ｖｏ＾２…(式４.２)
ただし、ガイド異物の質量をｍとする。

【0021】

一方、ガイド異物の位置エネルギーＥｈは、以下の式４．３で求められる。
Ｅｈ＝ｍ＊ｇ＊ｈ…(式４.３)
ただし、案内面３０１からガイド異物が到達する高さ位置までの距離をｈ、重力加速度をｇとする。

【0022】

ガイド異物が高さｈに到達しない条件は、以下の式４．４を満たす。
Ｅｖ＜Ｅｈ…(式４.４)
この式４．４に上記した式４．２及び式４．３を代入すると、以下の式４．５となる。
Ｖｏ＜（２＊ｇ＊ｈ）＾１／２…(式４.５)

【0023】

図５は、実施例１の遮蔽カバーの構成を示す図である。試料室の底面などのベース１０２には、リニアガイド１０３が収容可能な寸法の溝部５０３が形成される。この溝部５０３には、ガイドレール２０１が固定される。さらに、キャリッジ２０２の上部には、スペーサ５０１が設置される。キャリッジ２０２の上面の中央の一部で、スペーサ５０１を介して、キャリッジ２０２とテーブル１０１とが接続される。スペーサ５０１の幅は、キャリッジ２０２の幅より小さい。

【0024】

遮蔽カバー５０２は、ガイドレール２０１の下側案内面３１１の法線方向３０４を覆うように設けられ、リニアガイド１０３の各部から飛散したガイド異物を遮蔽する。下側案内面３１１の法線方向３０４は、上方に向くベクトル成分を含む。そして、遮蔽カバー５０２は、溝部５０３の上部開口部５０４の一部を覆うように、ベース１０２に固定される。遮蔽カバー５０２には、スペーサ５０１が通過する開口部５０５が形成されている。開口部５０５は、ガイドレール２０１と同じＸ軸方向に沿って形成されており、キャリッジ２０２に取り付けられたスペーサ５０１は、開口部に沿ってＸ軸方向に移動する。

【0025】

また、ガイドレール２０１の上側案内面３１２の法線方向３０５には、溝部５０３の底部が設けられている。すなわち、溝部５０３は、ガイドレール２０１の上側案内面３１２の法線方向３０５を覆うように設けられ、リニアガイド１０３の各部から飛散したガイド異物を遮蔽する。

【0026】

実施例１では、遮蔽カバー５０２をベース１０２とは別部材で構成したが、遮蔽カバー５０２をベース１０２と一体的に構成してもよい。この場合は、部品加工精度の制約で、キャリッジ２０２との接触を回避するために、開口部５０５を広く設ける必要が有る。また、実施例１では、スペーサ５０１をキャリッジ２０２とは別部材で構成したが、スペーサ５０１をキャリッジ２０２と一体的に構成してもよい。また、実施例１では、スペーサ５０１をテーブル１０１とは別部材で構成したが、スペーサ５０１をテーブル１０１と一体的に構成してもよい。

【0027】

図６は、実施例１のテーブルの移動速度とガイド異物が到達する高さとの関係を示す図である。図６を参照して、実施例１の遮蔽カバーの効果を説明する。

【0028】

ガイド異物が溝部５０３及び遮蔽カバー５０２によって形成される空間内で反発すると、反発後のガイド異物の速度ｖは、以下の式６．１となる。
ｖ＝Ｖｏ＊ｅ＾Ｎ…(式６.１)
なお、ｅは、反発係数であり、Ｎは、反発回数である。

【0029】

反発後のガイド異物について、上記した式４.５と同様に、位置エネルギーと運動エネルギーとの関係を適用すると、以下の式６．２を満たす。
ｖ＝Ｖｏ＊ｅ＾Ｎ＜（２＊ｇ＊ｈ）＾１／２…(式６.２)

【0030】

そして、式６．２を反発回数Ｎについて解くと、以下の式６．３となる。
Ｎ＞ｌｏｇ（ｅ）（Ｖｏ／（２＊ｇ＊ｈ）＾１／２）…(式６.３)

【0031】

図６の縦軸はガイド異物が到達する高さ６０１であり、横軸はテーブル１０１の移動速度６０２である。図６では、反発係数ｅを０．８と仮定し、これらの関係式から、遮蔽カバー５０２なしの場合６０３（実線）及び遮蔽カバー５０２ありの場合６０４（点線）のそれぞれで、テーブル１０１の移動速度に対するガイド異物が到達する高さをプロットしたものである。

【0032】

遮蔽カバー５０２の設置により、テーブル１０１の移動速度が同じであれば、ガイド異物の到達高さは半減６０５する。また、ガイド異物が到達する高さを制約条件とすれば、テーブル１０１の移動速度の向上６０６が可能となり、スループットの向上にも寄与する。

【0033】

図７は、実施例１のステージ装置を磁場環境下に設置した状態を示す図である。図７に示した装置は荷電粒子線装置１であり、ステージ装置１０４は荷電粒子線装置１で発生する磁場環境下に設置される。ステージ装置１０４は、半導体ウエハ等の試料７０２を保持して移動する。試料７０２の上方には、電子光学系７０１による漏洩磁場が発生する。漏洩磁場の影響により、ガイド異物が上方向に吸引される。ガイド異物に加わる重力よりガイド異物に加わる磁気吸引力の方が大きい場合、ガイド異物は、電子光学系７０１による漏洩磁場によって吸着される。そして、荷電粒子線装置１の振動や電子光学系７０１の磁場状態の変化によって、試料７０２の上面にガイド異物が落下する可能性がある。

【0034】

電子光学系７０１によっては、重力を上回る磁場が発生する範囲７０３内に試料７０２の上面が含まれる場合がある。この場合、案内面から磁場が発生する範囲７０３までの高さ距離７０４を、ガイド異物が到達する高さの制限値とする必要がある。

【0035】

図８は、実施例１の遮蔽カバーの開口部の寸法を説明する図である。図８を参照して、ガイド異物を遮蔽するために有効な遮蔽カバー５０２の寸法を説明する。

【0036】

遮蔽カバー５０２の開口部５０５の開口寸法８０１をＬｃ、上側案内面３１２の高さ８０２をＨｒ、溝部５０３の幅８０３をＬｄ、溝部５０３の深さ８０４をＨｄ、及び、ガイドレール２０１の幅８０５をＬｒとする。なお、原点をガイドレール２０１の底面の中心８１２とする。

【0037】

ガイドレール２０１の下側案内面３１１から飛散するガイド異物は、点線で示した軌道８１４のように、溝部５０３の内壁面、遮蔽カバー５０２の底面、及び、ガイドレール２０１の上面において、少なくとも３回は反発する。３回の反発の中でガイド異物が到達する高さに影響を及ぼす反発は、空間における上下面である遮蔽カバー５０２の底面及びガイドレール２０１の上面での２回となる。

【0038】

一方、ガイドレール２０１の上側案内面３１２から飛散するガイド異物は、実線で示した軌道８０６、８０７及び８０８を示す。そして、遮蔽カバー５０２の開口寸法８０１によっては、ガイド異物は、溝部５０３の底面及び溝部５０３の内壁面において反発し、遮蔽カバー５０２で反発することなく開口部から上方に飛び出す。つまり、ガイド異物が到達する高さに影響を及ぼす反発は、空間における上下面である溝部５０３の底面での１回のみとなる。

【0039】

そこで、最も遮蔽が難しいガイドレール２０１の上側案内面３１２の端点８１３から飛散するガイド異物の軌道を考える。ガイド異物が飛散する端点８１３の座標（Ｙ０，Ｚ０）は、以下の式８．１となる。
（Ｙ０，Ｚ０）＝（Ｌｒ／２，Ｈｒ）…（式８.１）

【0040】

最初に、ガイド異物の軌道８０６により、溝部５０３の底面がガイド異物の１回目の反発点８０９となる。１回目の反発点８０９の座標（Ｙ１，Ｚ１）は、ガイド異物が４５°方向に飛散することから、以下の式８．２となる。
（Ｙ１，Ｚ１）＝（Ｌｒ／２＋Ｈｒ，０）…（式８.２）

【0041】

次に、１回目の反発後のガイド異物の軌道８０７により、溝部５０３の内壁面がガイド異物の２回目の反発点８１０となる。２回目の反発点８１０の座標（Ｙ２，Ｚ２）は、同様に４５°の反射角から計算でき、以下の式８．３となる。
（Ｙ２，Ｚ２）＝（Ｌｄ／２，Ｌｄ／２－（Ｌｒ／２＋Ｈｒ））…（式８.３）

【0042】

さらに、２回目の反発後のガイド異物の軌道８０８が遮蔽カバー５０２の底面で反発すると仮定する場合、３回目の反発点８１１の座標（Ｙ３，Ｚ３）は、以下の式８．４となる。
（Ｙ３，Ｚ３）＝（Ｌｄ／２－（Ｈｄ－Ｚ２），Ｈｄ）…（式８.４）

【0043】

これにより、遮蔽カバー５０２の開口寸法に対して、以下の式８．５が成り立てば、軌道８０８が遮蔽カバー５０２の底面で反発し、案内面から飛散したガイド異物が空間における上下面で２回以上の反発を起こすことになる。
Ｌｃ＞Ｈｄ－Ｚ２…（式８.５）
この式８.５に式８.３を代入すると、以下の式８．６が成り立つ。
Ｌｃ＞Ｈｄ－Ｌｄ／２＋Ｈｒ＋Ｌｒ／２…（式８.６）
すなわち、式８.６を満たすように遮蔽カバー５０２の開口部５０５の寸法を設計すると、ガイド異物を遮蔽カバー５０２で反発させることが可能となり、ガイド異物が到達する高さを低くすることが可能となる。

【0044】

図９は、実施例１の遮蔽カバーを示す斜視図である。図９に示すように、遮蔽カバー５０２は、奥側カバー（第１の遮蔽部材）９０１と手前側カバー（第２の遮蔽部材）９０２とに分割されている。奥側カバー９０１及び手前側カバー９０２は、試料室９０４のベース１０２から取り外し可能である。遮蔽カバー５０２は、定期的なリニアガイド１０３のグリスアップなどのメンテナンスのために、取り外しを行うことが想定される。図９に示すように、テーブル１０１を奥側（第１の位置）に移動させることで、手前側カバー９０２が容易に取り外し可能となる。また、テーブル１０１を手前側（第２の位置）に移動させることで、奥側カバー９０１が容易に取り外し可能となる。

【0045】

実施例１では、遮蔽カバー５０２を２分割としたが、メンテナンスの性質に応じて遮蔽カバー５０２の分割数を３以上としてもよい。また、遮蔽カバー５０２の試料室９０４のベース１０２への固定を皿ねじにしてもよい。これにより、試料室９０４に対する遮蔽カバー５０２の位置が決まるので、スペーサ５０１と遮蔽カバー５０２との接触回避のための位置調整が不要となり、メンテナンスに要する時間を短縮することができる。

【0046】

図１０は、実施例１の浮上式の上段テーブルを有するステージ装置を示す図である。図１０に示すように、実施例１のステージ装置１０４は、接触式のリニアガイド１０３によって移動する下段テーブル１０１と、非接触式の浮上タイプの上段テーブル（浮上テーブル）１０５とを有するスタック型のステージ装置である。なお、実施例１のステージ装置１０４は、２軸（Ｘ軸及びＹ軸）方向に移動可能であるが、１軸方向にのみ移動可能であってもよい。

【0047】

上段テーブル１０５には、浮上案内の可動子１００１が搭載され、下段テーブル１０１には、浮上案内の固定子１００２が搭載されている。上段テーブル１０５は、電子光学系７０１の漏洩磁場の影響が大きいため、下段テーブル１０１よりもガイド異物の発生の制約が厳しい。そのため、コストをかけてでも非接触化する必要があり、実施例１では、非接触式の浮上タイプを採用する。真空環境下でのテーブルの案内要素の非接触化手段としては、差動排気機構付きの空気静圧案内あるいは磁気浮上案内がある。磁気浮上案内の方が、高真空まで対応可能である。

【0048】

一方で、スタック型のステージ装置１０４の下段テーブル１０１は、電子光学系の漏洩磁場の影響が小さいため、案内要素を接触式とし且つガイド異物の遮蔽カバー５０２を適用する。

【0049】

（実施例１の効果）
ガイド異物の飛散方向である下側案内面３１１の法線方向３０４を覆うように遮蔽カバー５０２を設けることによって、リニアガイド１０３から飛散したガイド異物が遮蔽カバー５０２及び溝部５０３によって形成された空間から上方に飛び出すのを抑制することができる。

【0050】

また、ベース１０２に設けられた溝部５０３にリニアガイド１０３を収容することによって、溝部５０３の内壁部や底部においてガイド異物を反発させることができる。また、溝部５０３の上部開口部５０４を覆うように遮蔽カバー５０２を設けることによって、この遮蔽カバー５０２において、ガイド異物を反発させることができる。これらにより、ガイド異物の到達高さを低くすることが可能となる。

【0051】

テーブル１０１とキャリッジ２０２の一部とをスペーサ５０１で接続し、遮蔽カバー５０２にスペーサ５０１が通過する開口部５０５を形成することによって、リニアガイド１０３の上方の大部分を遮蔽カバー５０２で覆うことが可能となる。

【0052】

開口部５０５の開口寸法８０１を、遮蔽カバー５０２及び溝部５０３によって形成される空間の高さ８０４、空間の幅８０３、案内面の高さ８０２、及び、ガイドレール２０１の幅８０５に基づいて決定する。これにより、ガイド異物が開口部５０５から飛び出すのを抑制するのに適した寸法の遮蔽カバー５０２を得ることができる。

【0053】

遮蔽カバー５０２を奥側カバー９０１と手前側カバー９０２とに分割し、奥側カバー９０１及び手前側カバー９０２をベース１０２から取り外し可能にすることによって、リニアガイド１０３のグリスアップなどのメンテナンスが容易になる。

【0054】

電子光学系７０１の漏洩磁場の影響が大きく、下段テーブル１０１よりもガイド異物の発生の制約が厳しい上段テーブル１０５を浮上式とすることによって、上段テーブル１０５からガイド異物が発生するのを防止することができる。

【0055】

また、実施例１の遮蔽カバー５０２は構造が簡易であるから、低コストで多様なステージ装置に適用することが可能である。また、剛性の低下を最小限に抑えることが可能である。さらに、遮蔽カバー５０２は、板材で製作可能であり、形状が単純なため部品精度が出しやすく、その分、キャリッジ２０２との間の隙間を小さくして異物遮蔽効果を向上することが可能である。特許文献１のようなカバー構造では、可動側が複雑な形状となり装置が大型化し、且つ剛性が低下して振動が発生するため高速で駆動できないなどの課題もある。しかし、実施例１では、非稼働側に遮蔽カバー５０２が取り付け、形状もシンプルであるので、上記課題は存在しない。

【0056】

また、ＸＹ両方向の移動でガイド異物を発生させないためには、ステージを平面浮上ステージとする手段もある。しかし、ステージからの漏洩磁場が大きく、また、平面浮上ステージを実現するためにコイルアレイあるいは磁石アレイを形成する必要がありコストも大幅に増大する。一方、実施例１のように、スタック型で上軸を浮上案内、下軸に遮蔽カバー５０２を適用した構成とすることで、低コストにてＸＹ二軸の異物レスステージを実現することが可能となる。そして、荷電粒子線装置などの磁場影響下かつ真空環境における費用対効果の大きい必要十分な異物対策が可能となる。

【0057】

スタック型のステージ装置１０４の下段テーブル１０１は電子光学系の漏洩磁場の影響が小さいため、実施例１では、案内要素を接触式とし且つガイド異物の遮蔽カバー５０２を適用する。これにより、低コストでガイド異物の対策が可能となる。特に、スタック型のステージ装置１０４では、下軸は可動質量が大きくなるため、上軸を高速かつ高頻度で動作させて、下軸は低速かつ低頻度の動作となるよう位置決め指令を構成してもよい。

【0058】

＜実施例２＞
図１１は、実施例２の遮蔽カバーの構成を示す図である。実施例１では、ベース１０２に溝部５０３を形成して、その溝部５０３にリニアガイド１０３を収容し、溝部５０３の上部開口部５０４を覆うように遮蔽カバー５０２を取り付けた。実施例２では、図１１に示すように、ベース１０２にリニアガイド１０３を収容する溝部を設けずに、ベース１０２に敷設されたガイドレール２０１及びキャリッジ２０２の側方及び上方を覆うように遮蔽カバー１１０２を取り付ける。

【0059】

実施例２の遮蔽カバー１１０２は、遮蔽カバー１１０２をベース１０２に固定するための鍔部１１０３と、リニアガイド１０３の側方を覆う壁部１１０４と、リニアガイド１０３の上方を覆う天面部１１０５と、を有する。遮蔽カバー１１０２の天面部１１０５には開口部１１０６が設けられており、この開口部１１０６をスペーサ５０１が通過する。その他の構成は、実施例１と同様である。

【0060】

（実施例２の効果）
実施例２では、ベース１０２に溝部を形成する必要がないので、様々な箇所に遮蔽カバー１１０２を設置することができる。

【0061】

また、遮蔽カバー１１０２はベース１０２とは別部材であるので、リニアガイド１０３のグリスアップなどのメンテナンス性を向上することができる。その他の効果は、上記した実施例と同様である。

【0062】

＜実施例３＞
実施例１及び２では、遮蔽カバーの材質については言及しなかった。実施例３の遮蔽カバーは、磁性体材料によって構成される。その他の構成は、実施例１や実施例２と同様である。

【0063】

（実施例３の効果）
実施例３では、リニアガイド１０３から発生する磁性体のガイド異物が遮蔽カバーに接触あるいは近傍に飛来した際に、遮蔽カバー自体でガイド異物を吸着し、テーブル１０１上方への飛散を抑制することができる。その他の効果は、上記した実施例と同様である。

【0064】

＜実施例４＞
実施例３では、遮蔽カバーを磁性体材料によって構成した。実施例４では、リニアガイド１０３を磁性体材料によって構成すると共にリニアガイド１０３の近傍に磁石１２００を配置する。磁石１２００は、磁性体材料によって構成されるガイドレール２０１を磁化する。その他の構成は、実施例１と同様である。

【0065】

（実施例４の効果）
実施例４では、リニアガイド１０３から飛び出そうとするガイド異物に磁気吸引力が働くため、ガイド異物の初速を低減し、ガイド異物の到達高さを低減することが可能である。なお、実施例４では、磁石１２００からの漏洩磁場が荷電粒子線の軌道に影響を及ぼすことを避けるために、遮蔽カバー５０２を磁性体として、磁石１２００からの漏洩磁場を遮蔽することも有効である。その他の効果は、上記した実施例と同様である。

【0066】

＜実施例５＞
実施例５のステージ装置は、真空環境下に配置される。実施例５のステージ装置の遮蔽カバー５０２によって形成される空間には、真空環境を実現するための真空ポンプの排気経路に接続される排気口１３００が設けられる。

【0067】

具体的には、実施例５では、図１３に示すように、溝部５０３の側壁や底面に真空ポンプへの排気経路１３０１に接続される排気口１３００が設けられる。また、排気口１３００は、実施例２に示した遮蔽カバー１１０２によって形成される空間に設けられてもよい。その他の構成は、実施例１や実施例２と同様である。

【0068】

（実施例５の効果）
実施例５では、遮蔽カバー５０２と溝部５０３とにより形成される空間内で飛散するガイド異物を、直ちに真空排気系へと導いて、ガイド異物がテーブル１０１に到達することを抑制することが可能である。可動の排気配管を用いる必要がないため、樹脂配管からのアウトガス発生によるコンタミ増大や、可動配管の寿命による配管交換などのメンテナンス性の悪化は発生しない。その他の効果は、上記した実施例と同様である。

【0069】

＜実施例６＞
実施例１のガイドレール２０１は、中央がくびれた形状であって、その案内面３０１は、水平面に対して傾斜した面であった。実施例６のガイドレール１４０１の案内面１４００は、水平面に対して垂直な面である。そして、実施例６では、この案内面１４００の法線方向１４０２を覆うように遮蔽部が設けられる。具体的には、実施例６では、溝部５０３の内壁部１４０３が、ガイドレール１４０１の案内面１４００の法線方向１４０２を覆う遮蔽部となる。その他の構成は、実施例１や実施例２と同様である。

【0070】

（実施例６の効果）
実施例６では、ガイドレール１４０１の案内面１４００が水平面に対して垂直な面であったとしても、溝部５０３の内壁部１４０３によってガイド異物を反発させることができる。案内面の傾斜に関わらず、様々なガイドレールの案内面の法線方向を遮蔽部で覆うことが可能となる。その他の効果は、上記した実施例と同様である。

【0071】

＜実施例７＞
図１５は、実施例７の荷電粒子線装置の構成を示す図である。図１５に示した荷電粒子線装置１９００は、上記した実施例１～６の何れかのステージ装置を備える。図１１を参照して、実施例７の荷電粒子線装置１９００について説明する。図１５に示した荷電粒子線装置１９００は、上記した実施例１～６の遮蔽カバーを有するステージ装置を搭載する半導体計測装置である。実施例７の半導体計測装置１９００は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の応用装置としての測長ＳＥＭである。

【0072】

半導体計測装置１９００は、ステージ装置１０４と、ステージ装置１０４を収容する真空チャンバ１９０１と、電子光学系鏡筒１９０２と、制振マウント１９０３と、レーザ干渉計１９０４と、コントローラ１９０５と、を備えている。真空チャンバ１９０１は、ステージ装置１０４を収容し、図示を省略する真空ポンプによって内部が減圧されて大気圧よりも低圧の真空状態になる。真空チャンバ１９０１は、制振マウント１９０３によって支持されている。

【0073】

半導体計測装置１９００は、ステージ装置１０４によって半導体ウエハなどの対象物１９２０の位置決めを行い、電子光学系鏡筒１９０２から電子ビームを対象物１９２０に照射する。そして、半導体計測装置１９００は、対象物１９２０上のパターンを撮像し、パターンの線幅の計測や形状精度の評価を行う。ステージ装置１０４は、レーザ干渉計１９０４により、バーミラー１９１２の位置が計測され、コントローラ１９０５により、試料台１９１０に保持された半導体ウエハなどの対象物１９２０が位置決め制御される。

【0074】

（実施例７の効果）
半導体計測装置１９００は、ステージ装置１０４を備えることで、半導体ウエハなどの対象物１９２０の位置決め精度向上が可能であり、且つガイド異物が対象物１９２０に付着するのを抑制することができる。したがって、荷電粒子線装置としての半導体計測装置１９００のクリーン度を向上させることができる。また、ステージ装置１０４は、上軸の浮上機構が磁気浮上式であるので、真空装置である半導体計測装置への適用が容易であり、樹脂配管からのアウトガス発生によるコンタミ低減や発熱の抑制等、優れた効果を発揮することができる。なお、実施例７の荷電粒子線装置は、半導体計測装置に限定されない。その他の効果は、上記した実施例と同様である。

【0075】

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

【0076】

例えば、実施例１～６のステージ装置は、Ｘ線検査装置、光学式（ＵＶ光源）検査装置、有機ＥＬ露光装置などの真空装置に適用することができる。

【0077】

また、実施例１では、１つのリニアガイド１０３に対して１つの溝部を形成したが、２つ以上のリニアガイド１０３を収容する１つの溝部であってもよい。同様に、実施例２では、１つのリニアガイド１０３に対して１つの遮蔽カバーを用意したが、２つ以上のリニアガイド１０３を収容する１つの遮蔽カバーであってもよい。

【符号の説明】

【0078】

１：荷電粒子線装置、１０１：テーブル（下段テーブル）、１０２：ベース、１０３：リニアガイド、１０４：ステージ装置、１０５：テーブル（上段テーブル）、２０１：ガイドレール、２０２：キャリッジ、２０３：転動体、３０１：案内面、３１１：下側案内面、３１２：上側案内面、５０１：スペーサ、５０２：遮蔽カバー、５０３：溝部、５０４：上部開口部、５０５：開口部、７０１：電子光学系、７０２：試料、９０１：奥側カバー、９０２：手前側カバー、９０４：試料室、１００１：可動子、１００２：固定子、１１０２：遮蔽カバー、１１０３：鍔部、１１０４：壁部、１１０５：天面部、１１０６：開口部、１２００：磁石、１３００：排気口、１３０１：排気経路、１４００：案内面、１４０１：ガイドレール、１４０３：内壁部、１９００：半導体計測装置、１９０１：真空チャンバ、１９０２：電子光学系鏡筒、１９０３：制振マウント、１９０４：レーザ干渉計、１９０５：コントローラ、１９１０：試料台、１９１２：バーミラー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】