(57)【要約】【課題】ステージの姿勢が安定するステージ移動機構を提供することを課題とする。【解決手段】Ｙ方向ガイド部５５、Ｘ方向ガイド部６１、ベースガイド部、Ｘ方向センタガイド部は、固定側に設けられ、ガイドする方向に延出する第１の平面を有する第１のガイドと、移動側に設けられ、第１のガイドの第１の平面と平行な第２の平面を有する第２のガイドと、第１のガイドの第１の平面、第２のガイドの第２の平面の間に設けられ、第１の平面、第２の平面に当接可能な複数のローラと、複数のローラを回転可能に保持し、常にローラが第１の平面、第２の平面とに当接するように、ローラを位置せしめるリテーナとからなるローラガイド機構である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ−Ｙ平面上に載置される基体と、
該基体上に配置される下ベースと、
前記基体、前記下ベースの間に設けられ、前記基体に対して前記下ベースをＹ方向に案内するＹ方向ガイド部と、
前記下ベース上に配置され、ステージが設けられる上ベースと、
前記基体、前記上ベースの間に設けられ、前記基体に対して前記上ベースをＸ方向に案内するＸ方向ガイド部と、
前記下ベース、前記上ベースの間に設けられ、前記下ベースに対して、前記上ベースをＸ方向に案内するベースガイド部及びＸ方向センタガイド部と、
を有し、
前記Ｙ方向ガイド部、前記Ｘ方向ガイド部、ベースガイド部、Ｘ方向センタガイド部は、
固定側に設けられ、ガイドする方向に延出する第１の平面を有する第１のガイドと、
移動側に設けられ、前記第１のガイドの第１の平面と平行な第２の平面を有する第２のガイドと、
前記第１のガイドの第１の平面、前記第２のガイドの第２の平面の間に設けられ、前記第１の平面、前記第２の平面に当接可能な複数のローラと、
前記複数のローラを回転可能に保持し、常に前記ローラが前記第１の平面、前記第２の平面に当接するように、前記ローラを位置せしめるリテーナと、
からなるローラガイド機構であることを特徴とするステージ移動機構。
【請求項２】
前記上ベース、前記ステージの間には、前記上ベースに対して前記ステージをＹ方向に案内するＹ方向センタガイド部が設けられ、
前記Ｙ方向センタガイド部は、
前記ステージに設けられ、Ｙ方向に延出する第３の平面を有する第３のガイドと、
前記上ベースに設けられ、前記第３のガイドの第３の平面と平行な第４の平面を有する第４のガイドと、
前記第３のガイドの第３の平面、前記第４のガイドの第４の平面の間に設けられ、前記第３の平面、前記第４の平面上を転動可能な１つのメインローラを有するローラガイド機構であることを特徴とする請求項１記載のステージ移動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ移動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子ビーム装置においては、真空雰囲気とされた試料室内に試料を配置し、試料に対して荷電粒子ビームを照射し、所定の処理を実行する。ここでは、荷電粒子ビーム装置として、荷電粒子ビーム描画装置を例にとって説明する。
【０００３】
電子ビーム描画装置においては、電子ビームを試料（描画材料）に向けて放出するための電子銃、電子銃から放出された電子ビームの成形を行なうとともに偏向を行なうための電子光学系、及び試料を載置するためのステージ装置が備えられている。電子銃及び電子光学系は、電子ビーム描画装置を構成する鏡筒に設けられており、又、ステージ装置は、電子ビーム描画装置を構成する試料室内に配置されている。
【０００４】
ここで、図１０に従来のステージ移動機構を示す。図において、ステージ装置１０は、基体１と、基体１上に載置された矩形のベース板２とを有している。ベース板２上には、ベースリテーナ３を介して移動ブロック４が配置されている。ベースリテーナ３は、回転可能な複数のボール（鋼球）５を有し、これらボール５により、移動ブロック４はベースリテーナ３上を移動可能となっている。移動ブロック４には、Ｘ方向に延出する貫通穴４ａと、Ｙ方向に延出する溝４ｂが設けられている。
【０００５】
ベース板２の対向する２組の側部のうちの一方の組の側部に沿って、一対のＹ方向ガイド部６、７が配置されている。これらＹ方向ガイド部６、７は，基体１に固定され、Ｙ方向に延出する固定部６ｂ、７ｂと、固定部６ｂ、７ｂに移動可能に係合した可動部６ａ、７ａとからなっている。そして、移動ブロック４の貫通穴４ａを挿通して、Ｙ方向ガイド部６、７の可動部６ａ、７ａを橋絡するＹアーム９が設けられている。従って、Ｙ方向ガイド部６，７の可動部６ａ、７ａがＹ方向に移動すると、移動ブロック４がベース板２上をＹ方向に移動することとなる。
【０００６】
ベース板２の対向する２組の側部のうちの他方の組の側部に沿って、Ｘ方向ガイド部１１と、Ｘ方向ガイド１３とが設けられている。Ｘ方向ガイド部１１も基体１に固定され、Ｘ方向に延出する固定部１１ｂと、固定部１１ｂに移動可能に係合した可動部１１ａとからなっている。又、Ｘ方向ガイド１３は、Ｘ方向に延出し、上面に後述するローラが転動可能なガイド面１３ａが形成されている。そして、移動ブロック４の溝４ｂを挿通して、一方の端部側がＸ方向ガイド１３の可動部１３ａに接続されたＸアーム１５が設けられている。このＸアーム１５の他方の端部側には、前述したＸ方向ガイド１３のガイド面１３ａ上を転動するローラ１７が設けられている。従って、Ｘ方向ガイド部１１の可動部１１ａがＸ方向に移動すると、移動ブロック４がベース板２上をＸ方向に移動することとなる。
【０００７】
移動ブロック４上には、ステージ１９が配置される。このステージ１９上には、描画材料となるマスク基板等の試料が載置される。そして、ステージ１９は、図示しないセンタガイドによって、Ｙ方向に移動可能となっている。
【０００８】
ここで、図１１を用いて、ベースリテーナ３の説明を行う。ベースリテーナ３は、平板状とされたリテーナ本体３ａと、リテーナ本体３ａに設けられた複数の穴３ｂ内に配置された樹脂からなる筒状の収容器３ｃと、各収容器３ｃ内に収容されたボール５とを備えている。各ボール５は、収容器３ｃ内において回転可能となっている。ベース板２の上面には、ボール５の下端が接触し、ボール５の転動面となっている。又、移動ブロック４の下面は、ボール５の上端と接触している。これにより、移動ブロック４がＸ方向もしくはＹ方向に移動すると、移動ブロック４の移動に応じて、ボール５がベース２上を回転する。この結果、移動ブロック４の移動とともにベースリテーナ３もベース２上を移動する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平７−１４６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ステージ１９が配置された移動ブロック４は、ベースリテーナ３のボール５上を移動する。従って、移動ブロック４の移動中に、移動ブロック４の下面が当接していたボール５が移動ブロック４より離反したり、又、移動ブロック４の移動により、今まで移動ブロック４に当接していなかったボール５が移動ブロック４の下面に当接したりする。即ち、移動ブロック４は、ベースリテーナ３のボール５が移動ブロック４の下面を出入りしながら移動する。このため、移動ブロック４が移動すると、移動ブロック４が上下斜めに動き、移動ブロック４上のステージ１９の姿勢が不安定となる問題点がある。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、ステージの姿勢が安定するステージ移動機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する請求項１に係る発明は、Ｘ−Ｙ平面上に載置される基体と、該基体上に配置される下ベースと、前記基体、前記下ベースの間に設けられ、前記基体に対して前記下ベースをＹ方向に案内するＹ方向ガイド部と、前記下ベース上に配置され、ステージが設けられる上ベースと、前記基体、前記上ベースの間に設けられ、前記基体に対して前記上ベースをＸ方向に案内するＸ方向ガイド部と、前記下ベース、前記上ベースの間に設けられ、前記下ベースに対して、前記上ベースをＸ方向に案内するベースガイド部及びＸ方向センタガイド部と、を有し、前記Ｙ方向ガイド部、前記Ｘ方向ガイド部、ベースガイド部、Ｘ方向センタガイド部は、固定側に設けられ、ガイドする方向に延出する第１の平面を有する第１のガイドと、移動側に設けられ、前記第１のガイドの第１の平面と平行な第２の平面を有する第２のガイドと、前記第１のガイドの第１の平面、前記第２のガイドの第２の平面の間に設けられ、前記第１の平面、前記第２の平面に当接可能な複数のローラと、前記複数のローラを回転可能に保持し、常に前記ローラが前記第１の平面、前記第２の平面に当接するように、前記ローラを位置せしめるリテーナと、からなるローラガイド機構であることを特徴とするステージ移動機構である。
【００１２】
下ベースは、Ｙ方向ガイド部に案内されて基体に対してＹ方向に移動する。上ベースは、Ｘ方向ガイド部、ベースガイド部、Ｘ方向センタガイド部に案内されて基体に対してＸ方向に移動する。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記上ベース、前記ステージの間には、前記上ベースに対して前記ステージをＹ方向に案内するＹ方向センタガイド部が設けられ、前記Ｙ方向センタガイド部は、前記ステージに設けられ、Ｙ方向に延出する第３の平面を有する第３のガイドと、前記上ベースに設けられ、前記第３のガイドの第３の平面と平行な第４の平面を有する第４のガイドと、前記第３のガイドの第３の平面、前記第４のガイドの第４の平面の間に設けられ、前記第３の平面、前記第４の平面上を転動可能な１つのメインローラを有するローラガイド機構であることを特徴とする請求項１記載のステージ移動機構である。
ステージはセンタガイド部に案内されてＹ方向に移動する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１−２に係る発明によれば、前記Ｙ方向ガイド部、前記Ｘ方向ガイド部、ベースガイド部、Ｘ方向センタガイド部は、固定側に設けられ、ガイドする方向に延出する第１の平面を有する第１のガイドと、移動側に設けられ、前記第１のガイドの第１の平面と平行な第２の平面を有する第２のガイドと、前記第１のガイドの第１の平面、前記第２のガイドの第２の平面の間に設けられ、前記第１の平面、前記第２の平面に当接可能な複数のローラと、前記複数のローラを回転可能に保持し、常に前記ローラが前記第１の平面、前記第２の平面に当接するように、前記ローラを位置せしめるリテーナと、からなるローラガイド機構であることにより、移動側の部材が移動する際に、ローラが移動側の部材の第２の平面を出入りしながら移動しない。よって、ステージの姿勢が安定する。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、Ｙ方向センタガイド部は、メインローラが１つであるので、パーティクルの発生が少なくなる。よって、メインローラの転動面にパーティクルが付着しなくなり、ステージが上ベースに対して精度よく安定して移動できる。又、パーティクルの発生が少なくなるので、メンテナンス性がよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
最初に、図１−図４を用いて本形態例のステージ移動機構の全体構成を説明する。図１は上面図、図２（ａ）は図１の切断線Ａ−Ａでの断面図、図２（ｂ）は図１の切断線Ｂ−Ｂでの断面図、図３は図１のステージを取り除いた図、図４は斜視図である。これらの図において、Ｘ−Ｙ平面上に基体５１が載置されている。基体５１と下ベース５３との間は、基体５１に対して下ベース５３をＹ方向に案内する２つのＹ方向ガイド部５５が並設されている。詳しく説明すると、基体５１上に２つのＹ方向ガイド部５５が並設され、これら２つのＹ方向ガイド部５５の可動部分を橋渡しするように下ベース５３が設けられている。
【００１７】
下ベース５３上には、ステージ５７が設けられる上ベース５９が配置されている。基体５１と、上ベース５９との間には、基体５１に対して上ベース５９をＸ方向に案内するＸ方向ガイド部６１が設けられている。詳しく説明すると、基体５１上に２つのブラケット６０が並設され、これらブラケット６０上にＸ方向ガイド部６１が設けられている。そして、２つのＸ方向ガイド部６１の可動部上を橋渡しするようにセンタガイド６５が設けられ、このセンタガイド６５にステージ５７が設けられている。
【００１８】
又、下ベース５３と、上ベース５９との間には、下ベース５３に対して、上ベース５９をＸ方向に案内するＸ方向センタガイド部６６と、Ｘ方向センタガイド部６６の両側に設けられた２つのベースガイド部６７が設けられている。
【００１９】
上ベース５９と、ステージ５７との間には、上ベース５９に対してステージ５７をＹ方向に案内するＹ方向センタガイド部７１が設けられている。詳しく説明すると、上ベース５９が設けられるセンタガイド６５と、ステージ５７との間にＹ方向センタガイド部７１は設けられている。
【００２０】
又、Ｘ方向ガイド６１が設けられるブラケット６０を橋渡しするようにガイドバー７３が設けられている。
ここで、Ｙ方向ガイド部５５、Ｘ方向ガイド部６１、ベースガイド部６７の説明を行う。これらの機構は、同一なので、図５を用いてベースガイド部を説明し、他の部分の説明は省略する。図５は図４で上ベースを取り除いた状態で矢印Ｃ方向から見た斜視図である。
【００２１】
ベースガイド部６７の固定側（下ベース５３）には、ガイドする方向（Ｘ方向）に延出する第１の平面８１が形成された下板（第１のガイド）８３が取り付けられ、下板８３の両側には、一対のガイド部材８５が取り付けられている。
【００２２】
一方、ベースガイド部６７の移動側（上ベース５９）には、第１の平面８１と平行で、ガイドする方向（Ｘ方向）に延出する第２の平面９１が形成された上板（第２のガイド）９３が取り付けられている（図５において、右側のベースガイド部６７参照）。
【００２３】
下板８３の第１の平面８１、上板９３の第２の平面９１の間には、第１の平面８１、第２の平面９１に当接可能な複数のローラ１０１が設けられている。これら複数のローラ１０１は、リテーナ１０３によって回転可能に保持されている。そして、複数のローラ１０１は、リテーナ１０３によって常に第１の平面８１、第２の平面９１との間に位置するように設けられている。
【００２４】
又、リテーナ１０３の四隅には、ガイド部材８５に当接可能で、リテーナ１０３のＹ方向の位置を規制するローラ１０５が設けられている。
次に、図６−図７を用いてＸ方向センタガイド部６６の説明を行なう。図６（ａ）は図２（ｂ）のＸ方向センタガイド部の拡大図、図６（ｂ）は図２（ａ）の切断線Ｄ−Ｄでの断面図、図７は図４の上ベースと下ベースをＺ−Ｘ平面で切断した図である。
【００２５】
図６に示すように、上ベース５９には下ベース５３方向に突出するように設けられ、両側にはガイドする方向であるＸ方向に延出する第１の平面１１１ａ、第１’の平面１１１ｂが形成されたガイド１１１が設けられ、下ベース５３には上ベース５９方向に突出し、ガイド１１１を隙間を介して挟むように設けられたガイド１１３、１１５が設けられている。ガイド１１３にはガイド１１１の第１の平面１１１ａと平行で、ガイドする方向であるＸ方向に延出する第２の平面１１３ａが形成されている。同様に。ガイド１１５にもガイド１１１の第１’の平面１１１ｂと平行で、ガイドする方向であるＸ方向に延出する第２の平面１１５ａが形成されている。
【００２６】
ガイド１１１の第１の平面１１１ａ、ガイド１１３の第２の平面１０３ａの間には、第１の平面１１１ａ、第２の平面１１３ａに当接可能な２つのローラ１１６が設けられている。これらのローラ１１６は、リテーナ１１７によって回転可能に保持されている。そして、ローラ１１６は、リテーナ１１７によって常に第１の平面１１１ａ、第２の平面１１３ａとの間に位置するように設けられている。
【００２７】
リテーナ１１７の前部、後部には、下ベース５３に当接可能で、リテーナ１１７のＺ方向の位置を規制するローラ１１９が設けられている。
又、ガイド１１１とガイド１１５との間にも、同様な機構が設けられている。
【００２８】
次に、図８−図９を用いてＹ方向センタガイド部７１の説明を行う。図８は図４のステージと上ベースをＺ−Ｘ平面で切断した図、図９（ａ）は図２（ａ）のＹ方向センタガイド部の拡大図、図９（ｂ）は図９（ａ）の切断線Ｅ−Ｅでの断面図、図９（ｃ）は図９（ｂ）のＦ−Ｆでの断面図である。
【００２９】
センタガイド６５には、Ｙ方向センタガイド部７１が設けられる溝６５ａが形成され、溝６５ａを覆うように規制板１３０が設けられている。
ステージ５７が設けられるセンタガイド６５には、Ｙ方向に延出する第３の平面１３１ａ、第３’の平面１３３ａを有する２つのガイド（第３のガイド）１３１、１３３が並設されている。
【００３０】
上ベース５９には、ガイド１３１、１３３の第３の平面１３１ａ、１３３ａと平行な第４の平面１３５ａ、１３５ｂを有するガイド（第４のガイド）１３５が設けられている。
ガイド１３１の第３の平面１３１ａとガイド１３５の第４の平面１３５ａとの間には、第３の平面１３１ａ、第４の平面１３５ａ上を転動可能な１つのメインローラ１４１が設けられている。
【００３１】
このメインローラ１４１は、第３の平面１３１ａ、第４の平面１３５ａとの間に位置するリテーナ１４３によって回転可能に保持されている。リテーナ１４３には、規制板１３０、ガイド１３１に当接し、リテーナ１４３が規制板１３０、センタガイド６５に接触するのを防止する４つのローラ１４５が設けられている。更に、リテーナ１４３の前端部側、後端部側には、ガイド１３１の第３の平面１３１ａに当接可能で、メインローラ１４１と共働してリテーナ１４３がガイド１３１、１３５に接触するのを防止するローラ１４７が設けられている。
【００３２】
又、ガイド１３５とガイド１３３との間にも、同様な機構が設けられている。
このような構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）Ｙ方向ガイド部５５、Ｘ方向ガイド部６１、ベースガイド部６７、Ｘ方向センタガイド部６６は、複数のローラと、複数のローラを回転可能に保持し、常にローラが移動側の第１の平面、固定側の第２の平面とに当接するように、ローラを位置せしめるリテーナと、からなるローラガイド機構であることにより、移動側の部材が移動する際に、ローラが移動側の部材の第２の平面を出入りしながら移動しない。よって、ステージ５７の姿勢が安定する。
（２）Ｙ方向センタガイド部７１は、メインローラ１４１が１つであるので、パーティクルの発生が少なくなる。よって、メインローラ１４１の転動面にパーティクルが付着しなくなり、ステージ５７が上ベース５９に対して精度よく安定して移動できる。又、パーティクルの発生が少なくなるので、メンテナンス性がよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】形態例のステージ移動機構の上面図である。
【図２】（ａ）図は図１の切断線Ａ−Ａでの断面図、（ｂ）図は図１の切断線Ｂ−Ｂでの断面図である。
【図３】図１のステージを取り除いた図、である。
【図４】図４は斜視図である。
【図５】図５は図４で上ベースを取り除いた状態で矢印Ｃ方向から見た斜視図である。
【図６】（ａ）図は図２（ｂ）のＸ方向センタガイド部の拡大図、（ｂ）図は図２（ａ）の切断線Ｄ−Ｄでの断面図である。
【図７】図４の上ベースと下ベースをＺ−Ｘ平面で切断した図である。
【図８】図４のステージと上ベースをＺ−Ｘ平面で切断した図、である。
【図９】（ａ）図は図２（ａ）のＹ方向センタガイド部の拡大図、（ｂ）図は図９（ａ）の切断線Ｅ−Ｅでの断面図、（ｃ）図は図９（ｂ）のＦ−Ｆでの断面図である。
【図１０】従来のステージ移動機構を説明する図である。
【図１１】図１０のベースリテーナを説明する図である。
【符号の説明】
【００３４】
５１基体
５３下ベース
５５Ｙ方向ガイド部
５９上ベース
６１Ｘ方向ガイド部
６５センタガイド
６６Ｘ方向センタガイド部
７１Ｙ方向センタガイド部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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