(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に設けられ、延伸方向に対して垂直方向の断面形状が略三角形である第１シャフトと、
前記第１シャフトが挿入される第１挿入口を有し、前記垂直方向の断面における前記第１挿入口の形状が略三角形である第１軸受けであって、該第１軸受けと前記第１シャフトとの間の間隙にある気体層によって前記第１シャフトの延伸方向に移動可能な第１軸受けと、
前記第１軸受けに接続され、前記第１シャフトの延伸方向に移動可能なステージとを備え、
前記第１シャフトの前記断面形状は、重力方向を下方としたときに、底辺が上方に向いている略三角形であり、該略三角形の２つの底角はそれぞれ５５度以下である、ステージ装置。
【請求項２】
前記真空容器内に設けられ、前記第１シャフトと交差する方向に延伸し、延伸方向に対して垂直方向の断面形状が略三角形である第２シャフトと、
前記第２シャフトが挿入される第２挿入口を有し、前記第２シャフトの延伸方向に対して垂直方向の断面における前記第２挿入口の形状が略三角形である第２軸受けであって、該第２軸受けと前記第２シャフトとの間の間隙にある気体層によって前記第２シャフトの延伸方向に移動可能な第２軸受けとを備え、
前記第１シャフトは、前記第２軸受けに接続され、前記第２シャフトの延伸方向に移動可能である、請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
前記第１シャフトの前記断面形状は、重力方向を下方としたときに、底辺が上方に向いている略二等辺三角形である、請求項１または請求項２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記第２シャフトの前記断面形状は、重力方向を下方としたときに、底辺が上方に向いている略二等辺三角形である、請求項２に記載のステージ装置。
【請求項５】
真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、延伸方向に対して垂直方向の断面形状が略三角形である第１シャフトと、
前記第１シャフトが挿入される第１挿入口を有し、前記垂直方向の断面における前記第１挿入口の形状が略三角形である第１軸受けであって、該第１軸受けと前記第１シャフトとの間の間隙にある気体層によって前記第１シャフトの延伸方向に移動可能な第１軸受けと、
前記第１軸受けに接続され、前記第１シャフトの延伸方向に移動可能であり、対象物を支持可能なステージと、を備え、
前記第１シャフトの前記断面形状は、重力方向を下方としたときに、底辺が上方に向いている略三角形であり、該略三角形の２つの底角はそれぞれ５５度以下である、荷電粒子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明による実施形態は、ステージ装置および荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスのパターンの微細化にともなって、リソグラフィ技術に用いられるマスク（レチクル）パターンも微細化されている。微細なパターンを有する高精度なマスクを製造するためには、高い解像度を有する荷電粒子ビーム描画装置が用いられる。
【０００３】
荷電粒子ビーム描画装置は、真空容器内においてマスクやブランクなどの対象物を支持するステージを移動させつつ、ステージ上の対象物の所定位置に荷電粒子ビームを偏向して照射し、ステージ上の対象物にパターンを描画する。
【０００４】
ステージは、エアーベアリングを利用してシャフトに沿って滑らかに移動可能である。エアーベアリングは、シャフトと軸受けとの間に気体を供給し、シャフトと軸受けとの間の気体によって軸受けをシャフトから浮上させ、ステージを搭載する軸受けを移動可能にする。ステージは、真空容器内において用いられるため、このようなエアーベアリングからリークする気体の量は少ないほど好ましい。
【０００５】
しかし、ステージが軸受けに搭載されると、ステージの重量によって、軸受けが沈み込み、シャフトの上面側の間隙が狭くなり、逆に、シャフトの下側の間隙が広くなる。このような、シャフトと軸受けとの間の間隙の変化が気体リーク量に大きく影響する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−００５１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
エアーベアリングの気体リーク量を低減させたステージ装置および荷電粒子ビーム描画装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態によるステージ装置は、真空容器内に設けられ、延伸方向に対して垂直方向の断面形状が略三角形である第１シャフトと、第１シャフトが挿入される第１挿入口を有し、垂直方向の断面における第１挿入口の形状が略三角形である第１軸受けであって、該第１軸受けと第１シャフトとの間の間隙にある気体層によって第１シャフトの延伸方向に移動可能な第１軸受けと、第１軸受けに接続され、第１シャフトの延伸方向に移動可能なステージとを備え、第１シャフトの断面形状は、重力方向を下方としたときに、底辺が上方に向いている略三角形であり、該略三角形の２つの底角はそれぞれ５５度以下である。
【０００９】
本実施形態による荷電粒子ビーム描画装置は、真空容器と、真空容器内に設けられ、延伸方向に対して垂直方向の断面形状が略三角形である第１シャフトと、第１シャフトが挿入される第１挿入口を有し、垂直方向の断面における第１挿入口の形状が略三角形である第１軸受けであって、該第１軸受けと第１シャフトとの間の間隙にある気体層によって第１シャフトの延伸方向に移動可能な第１軸受けと、第１軸受けに接続され、第１シャフトの延伸方向に移動可能であり、対象物を支持可能なステージと、を備え、第１シャフトの断面形状は、重力方向を下方としたときに、底辺が上方に向いている略三角形であり、該略三角形の２つの底角はそれぞれ５５度以下である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態実施形態による荷電粒子ビーム描画装置１の構成の一例を示すブロック図。
【図２】ステージ移動機構１２及びステージ位置測定部１３の構成の一例を示す平面図。
【図３】ステージ移動機構１２及びステージ位置測定部１３の構成の一例を示す断面図。
【図４】本実施形態によるステージ移動機構１２の構成の一例を示す斜視図。
【図５】図４の５−５線に沿った第１シャフト１２１ａ、第１軸受け１２２ａ、ステージ１１の断面図。
【図６】第１シャフト１２１ａの断面形状および第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１の断面形状の例を示す図。
【図７】図６（Ｂ）に示す上記三角形の底角と気体リーク量の比率との関係を示すグラフ。
【図８】第１軸受け１２２ａの沈み込み量と気体リーク量の比率との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００１２】
図１は、本実施形態による荷電粒子ビーム描画装置１の構成の一例を示すブロック図である。荷電粒子ビーム描画装置１（以下、描画装置１ともいう）は、荷電粒子ビームによる描画を行う描画部２と、描画部２を制御する制御部３とを備えている。描画装置１は、荷電粒子ビームとして例えば電子ビームを用いた可変成形型の描画装置の一例である。なお、荷電粒子ビームは電子ビームに限られるものではなく、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームであってもよい。
【００１３】
描画部２は、描画対象となる対象物Ｗを収容する真空容器である描画チャンバ（描画室）２ａと、描画チャンバ２ａにつながる光学鏡筒２ｂとを有している。描画チャンバ２ａは気密性（密閉性）を有しており、真空容器（減圧容器）として機能する。また、光学鏡筒２ｂは、描画チャンバ２ａの上面に設けられており、光学系により電子ビームを成形及び偏向し、描画チャンバ２ａ内の対象物Ｗに対して照射する。このとき、描画チャンバ２ａ及び光学鏡筒２ｂの両方の内部は減圧されて真空状態（減圧状態）となっている。
【００１４】
描画チャンバ２ａ内には、マスクやブランクなどの対象物Ｗを支持するステージ１１と、ステージ１１を移動させるステージ移動機構１２と、ステージ１１の位置を測定するステージ位置測定部１３とがさらに設けられている。ステージ移動機構１２は、水平面内で互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向（以下、単にＸ方向及びＹ方向という）にステージ１１を移動させる機構である。また、ステージ位置測定部１３は、ステージ１１の下面に設けられた二次元スケール１３ａの目盛りを検出部であるエンコーダヘッド１３ｂにより検出し、ステージ１１の位置を測定する測定部である。
【００１５】
光学鏡筒２ｂ内には、電子ビームＢを出射する電子銃などの出射部２１と、電子ビームＢを集光する照明レンズ２２と、ビーム成形用の第１成形アパーチャ２３と、投影用の投影レンズ２４と、ビーム成形用の成形偏向器２５と、ビーム成形用の第２成形アパーチャ２６と、対象物Ｗ上にビーム焦点を結ぶ対物レンズ２７と、対象物Ｗに対するビームショット位置を制御するための副偏向器２８及び主偏向器２９とが配置されている。
【００１６】
制御部３は、描画データを記憶する描画データ記憶部３ａと、描画データを処理してショットデータを生成するショットデータ生成部３ｂと、描画部２を制御する描画制御部３ｃとを備えている。  描画データ記憶部３ａは、対象物Ｗにパターンを描画するための描画データを記憶する記憶部である。ショットデータ生成部３ｂは、描画データにより規定される描画パターンを分割し、ショットデータを生成する。
【００１７】
描画制御部３ｃは、ステージ移動機構１２によりステージ１１をストライプ領域の長手方向に移動させつつ、所定位置に生成されたショットデータに基づき前述の描画パターン描画ための制御を行う。
【００１８】
次に、ステージ移動機構１２及びステージ位置測定部１３について説明する。
【００１９】
図２および図３は、ステージ移動機構１２及びステージ位置測定部１３の構成の一例を示す平面図および側面図である。ステージ移動機構１２は、ステージ１１をＸ方向に移動させるＸ方向移動機構１２ａと、Ｘ方向移動機構１２ａをＹ方向に移動させる一対のＹ方向移動機構１２ｂ、１２ｃとを備えている。
【００２０】
Ｘ方向移動機構１２ａは、ステージ１１を支持し、ステージ１１をＸ方向に案内して移動させる機構である。また、一対のＹ方向移動機構１２ｂ及び１２ｃは、Ｙ方向移動機構１２ａを支持し、Ｘ方向移動機構１２ａをステージ１１と共にＹ方向に案内して移動させる機構である。これらの移動機構１２ａ〜１２ｃには、エアーベアリング機構を用いている。なお、Ｘ方向とＹ方向は、便宜的に規定されたものであり、それらの方向は互いに入れ替えてもよい。
【００２１】
ステージ位置測定部１３は、ステージ１１の下面に設けられた二次元スケール１３ａと、二次元スケール１３ａの目盛りを検出する検出部として機能するエンコーダヘッド１３ｂとを備えている。
【００２２】
図４は、本実施形態によるステージ移動機構１２の構成の一例を示す斜視図である。ステージ装置としてのステージ移動機構１２は、底板２ａ１と、第１シャフト１２１ａと、第１軸受け１２２ａと、第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃと、第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃと、ステージ１１とを備えている。
【００２３】
第１シャフト１２１ａは、Ｘ方向に延伸しており、第１軸受け１２２ａに挿入されている。第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間には間隙が設けられ、その間隙には気体が供給される。これにより、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間に気体層が形成され、第１軸受け１２２ａは第１シャフト１２１ａに沿ってＸ方向に滑らかに移動することができる。このように、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａは、Ｘ方向移動機構１２ａとして機能する。尚、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの形状については、後述する。
【００２４】
ステージ１１は、第１軸受け１２２ａに取り付けられており、第１軸受け１２２ａとともに第１シャフト１２１ａの延伸方向（Ｘ方向）に移動可能に構成されている。気体層の気圧は、ステージ１１、第１軸受け１２２ａおよび対象物の重量により第１軸受け１２２ａが第１シャフト１２１aに接触しないように調節される。このように、気体層は、エアーベアリング機構として機能する。気体層は、空気、不活性ガス等の任意の気体の層でよい。
【００２５】
第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃは、第１シャフト１２１ａに対してほぼ直交する方向（Ｙ方向）に延伸しており、それぞれ第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃに挿入されている。第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃは、それぞれ底板２ａ１に固定されている。第２シャフト１２１ｂと第２軸受け１２２ｂとの間および第２シャフト１２１ｃと第２軸受け１２２ｃとの間には間隙が設けられ、その間隙には気体が供給される。これにより、第２シャフト１２１ｂと第２軸受け１２２ｂとの間および第２シャフト１２１ｃと第２軸受け１２２ｃとの間に気体層が形成され、第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃは、それぞれ第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃに沿ってＹ方向に滑らかに移動することができる。第１シャフト１２１ａの両端は、それぞれ第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃに取り付けられており、第１シャフト１２１ａは、第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃとともに第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃの延伸方向（Ｙ方向）に移動可能に構成されている。このように、第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃとともに第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃは、Ｙ方向移動機構１２ｂとして機能する。
【００２６】
第２シャフト１２１ｃと第２軸受け１２２ｃとの間の気体層の気圧は、ステージ１１、第１シャフト１２１a、第１軸受け１２２ａ、第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃおよび対象物の重量により第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃが第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃに接触しないように調節される。このように、第２シャフト１２１ｃと第２軸受け１２２ｃとの間の気体層も、エアーベアリング機構として機能する。
【００２７】
このようなＸ方向移動機構１２ａおよびＹ方向移動機構１２ｂ、１２ｃによって、ステージ１１はＸＹ平面（水平面）内を自在に移動することができる。尚、二次元スケール１３ａは第１軸受け１２２ａの底面に設けられている。
【００２８】
図５は、図４の５−５線に沿った第１シャフト１２１ａ、第１軸受け１２２ａ、ステージ１１の断面図である。尚、図５において、二次元スケール１３ａの図示は、省略されている。
【００２９】
図５に示すように、第１シャフト１２１ａは、その延伸方向（Ｘ方向）に対して垂直方向の断面において略三角形の形状を有する。それに伴い、第１軸受け１２２ａの挿入口（第１挿入口）ＯＰ１も、Ｘ方向に対して垂直方向の断面において略三角形の形状を有する。尚、略三角形は、完全な三角形でなくともよく、底辺と２つの斜辺を有していればよい。例えば、三角形の３つの頂点は、面取りされ、あるいは、丸められていてもよく、略三角形は、台形、五角形あるいは六角形にであってもよい。
【００３０】
第１シャフト１２１ａの断面形状および第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１の断面形状は、重力方向を下としたときに底辺が上方に向いた略三角形であり、底辺以外の２つの斜辺の長さがほぼ等しい略二等辺三角形である。第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの底辺（底面）が上方を向いているので、ステージ１１は、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの底面の上方に安定して搭載され得る。また、上記略三角形が略二等辺三角形であることによって、ステージ１１および第１軸受け１２２ａは、それらの重量によって沈み込んだときに、ステージ１１の表面が傾斜すること無く、ほぼ水平を維持した状態で沈み込むことができる。さらに、上記略三角形は、図６（Ｂ）を参照して説明するように略直角二等辺三角形でもよい。この場合、略三角形の下方にある頂角が略直角であり、２つの底角がそれぞれ４５度となる。
【００３１】
第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間には、わずかな間隙がある。この間隙は、第１シャフト１２１ａの周囲に、例えば、数μｍずつ設けられる。この間隙に気体を供給することによって、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間に気体層を形成する。それにより、上述のように、第１軸受け１２２ａがステージ１１とともに第１シャフト１２１ａ上を滑らかに移動することができる。第１軸受け１２２ａがステージ１１とともに移動する際に供給された気体は、真空容器内の減圧状態に影響を与えないように、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間から排気される。即ち、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間に供給された気体は、第１軸受け１２２ａが第１シャフト１２１ａ上を滑らかに移動可能としつつ、真空容器内の減圧状態に影響を与えないように排気される。しかし、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間に供給された気体は、完全には排気されず、幾分、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間から真空容器内へリークする場合がある。このような気体リーク量は、真空容器内の減圧状態に影響を与えないように、少ない方が好ましい。
【００３２】
そこで、本実施形態では、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１の断面形状を略三角形にすることによって、気体リーク量を低減させる。以下、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１の断面形状と気体リーク量との関係について説明する。
【００３３】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、第１シャフト１２１ａの断面形状および第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１の断面形状の例を示す図である。図６（Ａ）では、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１の断面形状が略四角形である。図６（Ｂ）では、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１の断面形状が略三角形である。図６（Ａ）および図６（Ｂ）を比較して、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１の断面形状を略三角形にすることによって、気体リーク量を低減させることができることを説明する。
【００３４】
尚、断面形状が略四角形である場合の気体リーク量と断面形状が略三角形である場合の気体リーク量とを比較可能とするために、第１シャフト１２１ａの上面の幅、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間隙の幅、並びに、ステージ１１による第１軸受け１２２ａの沈み込み量は、断面形状が略四角形の場合と断面形状が略三角形の場合とで等しいものとする。また、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの長さ（奥行き）も略四角形の断面形状の場合と略三角形の断面形状の場合とで等しいものとする。
【００３５】
まず、図６（Ａ）に示す第１シャフト１２１ａの断面は、幅Ｌ１、高さＬ２の略四角形であるとする。また、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間の間隙Ｇａの幅は、第１シャフト１２１ａの上面、底面および２つの側面においてＷずつであるとする。
【００３６】
第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間の間隙Ｇａには、気体が供給されている。しかし、ステージ１１の重量および第１軸受け１２２ａの自重によって、第１軸受け１２２ａは、シャフト１２１ａへ幾分沈み込む。例えば、図６（Ａ）の破線で示すように、第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１は、第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１＿ｓの位置まで沈み込むとする。その沈み込み量をΔｔとすれば、間隙Ｇａのうち挿入口ＯＰ１＿ｓの上辺と第１シャフト１２１ａの上面との間の幅は、Ｗ−Δｔとなり、挿入口ＯＰ１＿ｓの底辺と第１シャフト１２１ａの底面との間の幅は、Ｗ＋Δｔとなる。間隙Ｇａのうち第１シャフト１２１ａの２つの側面に面する間隙Ｇａの幅は、Ｗのままである。
【００３７】
ここで、間隙Ｇａからリークする気体のコンダクタンスＣは、間隙Ｇａの長さをＬとし、間隙Ｇａの幅（間隔）をＷとすると、Ｃ＝ｋ×Ｌ×Ｗ２（ｍ３／ｓ）にとなることが分かっている。尚、ｋは比例係数である。即ち、気体コンダクタンスＣは、Ｌ×Ｗ２に比例する。従って、図６（Ａ）では、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間の間隙Ｇａの気体コンダクタンスＣは、ｋ×（Ｌ１×（Ｗ−Δｔ）２＋Ｌ１×（Ｗ＋Δｔ）２＋Ｌ２×Ｗ２×２）となる。ここで、第１シャフト１２１ａのコーナー部分の気体コンダクタンスＣは、無視できるほど非常に小さいものとする。
【００３８】
一方、図６（Ｂ）に示す第１シャフト１２１ａの断面は、底辺Ｌ１、高さＬ２の略直角二等辺三角形であるとする。略直角二等辺三角形の底辺Ｂは、重力方向を下方としたときに、上方へ向いている。底辺Ｂの両側の底角は、それぞれ約４５度であり、下方へ向いている頂角は約９０度である。２つの斜辺Ｈの長さはそれぞれ等しく、Ｌ２×√２となる。尚、第１シャフト１２１ａの断面において、三角形の３つの頂点は、面取りされているが、面取り部分の幅は、無視できるほど非常に小さいものとする。
【００３９】
第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間の間隙Ｇｂの幅は、第１シャフト１２１ａの周囲においてＷずつであるとする。
【００４０】
第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間の間隙Ｇｂには、気体が供給されている。しかし、ステージ１１の重量および第１軸受け１２２ａの自重によって、第１軸受け１２２ａは、シャフト１２１ａへ幾分沈み込む。例えば、図６（Ｂ）の破線で示すように、第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１は、第１軸受け１２２ａの挿入口ＯＰ１＿ｓの位置まで沈み込むとする。その沈み込み量をΔｔとすれば、間隙Ｇｂのうち挿入口ＯＰ１＿ｓの上辺と第１シャフト１２１ａの上面との間の幅は、Ｗ−Δｔとなり、挿入口ＯＰ１＿ｓの２つの斜辺Ｈと第１シャフト１２１ａの底面との間の幅は、Ｗ＋Δｔ／√２となる。この場合、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間の間隙Ｇｂの気体コンダクタンスＣは、約ｋ×（Ｌ１×（Ｗ−Δｔ）２＋（Ｌ２×√２×（Ｗ＋Δｔ／√２）２×２）となる。
【００４１】
ここで、図６（Ａ）に示す間隙Ｇａの気体コンダクタンスＣと、図６（Ｂ）に示す間隙Ｇｂの気体コンダクタンスＣとを比較すると、間隙Ｇｂの気体コンダクタンスＣの方が間隙Ｇａの気体コンダクタンスＣよりも小さいことがわかる。間隙Ｇｂの気体コンダクタンスＣは、例えば、間隙Ｇａの気体コンダクタンスＣの約８８％である。
【００４２】
気体リーク量（Ｐａ・ｍ３／ｓ）は、単位時間当たりに、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間の間隙から流れ出る気体の量であり、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間の間隙における気体コンダクタンス（ｍ３／ｓ）とその間隙の気体の圧力（Ｐａ）との乗算によって決まる。図６（Ａ）および図６（Ｂ）において、比較を容易とするために第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの長さおよび気体の圧力が等しいと仮定すると、気体リーク量は、第１シャフト１２１ａと第１軸受け１２２ａとの間の間隙における気体コンダクタンスによって決まる。従って、図６（Ｂ）に示す略三角形の断面形状を有する第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａ（Ｘ方向移動機構１２ａ）は、図６（Ａ）に示す略四角形の断面を有する第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａ（Ｘ方向移動機構１２ａ）よりも気体コンダクタンスにおいて低く、気体リーク量が少なくなり得る。図６（Ａ）および図６（Ｂ）の例では、略直角二等辺三角形の断面形状を有するＸ方向移動機構１２ａの気体リーク量は、略四角形の断面形状を有するＸ方向移動機構のそれの約８８％に低減される。
【００４３】
このように、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの断面形状を略三角形にすることによって、ステージ移動機構１２の気体リーク量を低減させることができる。
【００４４】
次に、図６（Ｂ）に示す第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの断面形状の略三角形について、該三角形の底角と気体リーク量との関係について説明する。
【００４５】
図７は、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの断面形状の略三角形の底角と気体リーク量の比率との関係を示すグラフである。横軸は、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの断面形状の略三角形の底角θを示す。縦軸は、図６（Ａ）のＸ方向移動機構１２ａの気体リーク量と図６（Ｂ）Ｘ方向移動機構１２ａの気体リーク量との比率Ｒを示す。尚、底角θが４５度のとき、上述の通り、比率Ｒは、約０．８８（約８８％）となる。
【００４６】
図７のグラフから分かるように、底角θが約５５度以下において、比率Ｒは約１未満となる。底角θが約５５度を超えると、比率Ｒが約１以上となる。即ち、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの断面形状が略三角形であっても、底角θが大きくなり約５５度を超えると、気体リーク量が、略四角形の断面形状を有するＸ方向移動機構の気体リーク量よりも多くなる。これは、底角θが大きくなることによって、略三角形の斜辺Ｈが長くなるからである。従って、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの断面形状は、略直角二等辺三角形である必要は必ずしもないが、底角θが約５５度以下の略二等辺三角形であることが好ましい。これにより、気体リーク量を低減し、比率Ｒを約１未満とすることができる。第１シャフト１２１ａの剛性（例えば、ねじり剛性、たわみ剛性等）の低下や、設計レイアウトを考慮すると底角θは、約３０度〜約６０度の範囲内であることが好ましい。
【００４７】
図８は、第１軸受け１２２ａの沈み込み量と気体リーク量の比率との関係を示すグラフである。横軸は、第１軸受け１２２ａの沈み込み量を示す。縦軸は、図７の縦軸と同様に、気体リーク量の比率Ｒを示す。尚、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの断面形状は、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すものと同じである。
【００４８】
図８のグラフから分かるように、沈み込み量が所定値以下において、比率Ｒは１未満となる。即ち、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの断面形状が略直角二等辺三角形であっても、第１軸受け１２２ａの沈み込み量が大きくなると、気体リーク量が、略四角形の断面形状を有するＸ方向移動機構１２ａの気体リーク量よりも多くなる。これは、図６（Ｂ）に示す略直角二等辺三角形の２つの斜辺の長さの和が、図６（Ａ）に示す略四角形の底辺の長さより長いからである。従って、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの断面形状が略直角二等辺三角形である場合、第１軸受け１２２ａの沈み込み量を所定値以下とすることにより、気体リーク量を低減し、比率Ｒを約１未満とすることができる。
【００４９】
以上のように、本実施形態によれば、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの断面形状が略三角形であることによって、気体リーク量を低減させることができる。さらに、第１シャフト１２１ａおよび第１軸受け１２２ａの断面形状は、底辺を上方に向けた略二等辺三角形であることが好ましい。これにより、ステージ１１および第１軸受け１２２ａは、ステージ１１の表面を傾斜させること無く、ほぼ水平を維持した状態で沈み込むことができる。
【００５０】
上記略二等辺三角形の底角は、約５５度以下であることが好ましい。これにより、本実施形態によるステージ移動機構１２は、略四角形の断面形状を有するＸ方向移動機構よりも気体リーク量をより確実に低減させることできる。
【００５１】
気体リーク量を低減させることによって、第１軸受け１２２ａと第１シャフト１２１ａとの間の間隙に供給する気体量を低減させることができる。また、真空容器内の減圧状態に与える影響を可及的に小さくすることができる。
【００５２】
以上、Ｘ方向移動機構１２ａについて説明した。しかし、本実施形態は、Ｘ方向移動機構１２ａとともにあるいはそれに代えて、Ｙ方向移動機構１２ｂ、１２ｃについても同様に適用可能である。この場合、第１シャフト１２１aに代えて、第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃを適用し、第１軸受け１２１ａに代えて、第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃを適用すればよい。即ち、第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃの延伸方向（Ｙ方向）に対して垂直方向の断面において、第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃの断面形状は、略三角形であってもよい。また、Ｙ方向に対して垂直方向の断面において、第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃの断面形状も、略三角形である。該略三角形は、重力方向を下方としたときに、底辺が上方に向いている。また、該略三角形は、底辺が上方に向いている略二等辺三角形であることが好ましい。さらに好ましくは、該略三角形は、底辺が上方に向いている略垂直二等辺三角形である。
【００５３】
図６（Ａ）〜図８を参照して考察した底角θおよび沈み込み量も、第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃおよび第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃの断面形状に適用可能である。従って、上記略二等辺三角形の底角は、約５５度以下であることが好ましい。また、第２シャフト１２１ｂ、１２１ｃと第２軸受け１２２ｂ、１２２ｃとの間の間隙の変化は、約２μｍ以下であることが好ましい。これにより、Ｙ方向移動機構１２ｂ、１２ｃは、Ｘ方向移動機構１２ａと同様に、本実施形態の効果を得ることができる。
【００５４】
尚、上記ステージ装置は、荷電粒子ビーム描画装置以外の装置（例えば、露光装置）のステージ部分にも適用可能である。
【００５５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５６】
１１・・・ステージ、１２・・・ステージ移動機構、２ａ１・・・底板、１２１ａ・・・第１シャフト、１２２ａ・・・第１軸受け、１２１ｂ、１２１ｃ・・・第２シャフト、１２２ｂ、１２２ｃ・・・第２軸受け
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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