(57)【要約】【課題】ステージ駆動時の反力で励起されるイオンポンプの固有振動を短時間で減衰させ、力のループと電流のループの発生を防ぎ、高分解能かつ高スループットの荷電粒子線装置を提供する。【解決手段】試料３を内部に配置する試料室４と、荷電粒子線１０を試料３に照射するための荷電粒子線光学鏡筒１と、荷電粒子線光学鏡筒１の内部を排気するイオンポンプ２ａ、２ｂとを備える荷電粒子線装置において、試料室４に、イオンポンプ２ａ、２ｂの一端に対向してフレーム１６が固定され、フレーム１６とイオンポンプ２ａ、２ｂの一端との間に振動吸収体が設けられ、この振動吸収体は、粘弾性体シート２０ａ、ｂを金属板１８ａ１８ｂ、２１ａ、２１ｂで挟んだ積層構造体によって構成される。【選択図】図１
2011003414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を内部に配置する試料室と、荷電粒子線を前記試料に照射するための荷電粒子線光学鏡筒と、前記荷電粒子線光学鏡筒の内部を排気するイオンポンプとを備える荷電粒子線装置において、
前記試料室を形成する部材に、前記イオンポンプの一端に対向してフレームが固定され、
前記フレームと前記イオンポンプの一端との間に振動吸収体が設けられ、この振動吸収体は、粘弾性体シートを金属板で挟んだ積層構造体によって構成されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
試料を内部に配置する試料室と、前記試料室を支持する荷重板と、荷電粒子線を前記試料に照射するための荷電粒子線光学鏡筒と、前記荷電粒子線光学鏡筒の内部を排気するイオンポンプとを備える荷電粒子線装置において、
前記荷重板に、前記イオンポンプの一端に対向してフレームが固定され、
前記フレームと前記イオンポンプの一端との間に振動吸収体が設けられ、この振動吸収体は、粘弾性体シートを金属板で挟んだ積層構造体によって構成されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項１記載の荷電粒子線装置において、
前記イオンポンプを複数備え、
前記フレームは、複数の前記イオンポンプの数に合わせて分割され、
分割された前記フレームのそれぞれは、前記試料室を形成する部材または他のフレームに固定され、複数の前記イオンポンプのそれぞれとの間に前記積層構造体を備える荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項２記載の荷電粒子線装置において、
前記イオンポンプを複数備え、
前記フレームは、複数の前記イオンポンプの数に合わせて分割され、
分割された前記フレームのそれぞれは、前記荷重板または他のフレームに固定され、複数の前記イオンポンプのそれぞれとの間に前記積層構造体を備える荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子線装置に係わり、より詳細には、イオンポンプを備える荷電粒子線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡、半導体検査装置等の荷電粒子線装置では、電子光学鏡筒の内部で、超高真空環境下で発生させた荷電粒子線（電子線）を試料に照射し、試料から放出された二次電子、反射電子、または透過電子を検出することによって試料の観察画像を取得している。電子光学鏡筒が振動すると、試料に対する電子線の照射位置が変動し、観察画像に歪が生じたり、パターンのエッジが振動して見えたり、複数の観察画像を加算する場合には加算後の画像のエッジが不鮮明になったりする。このため、電子光学鏡筒の振動は、観察画像の画質の低下を招き、さらには荷電粒子線装置の分解能の低下を引き起こす一因である。
【０００３】
半導体検査装置は、ウェハに露光された半導体デバイスのパターン欠陥を観察し、欠陥の種類ごとに分類する装置であり、近年、半導体デバイスの微細化、試料の大口径化、高スループット化が進んでいる。試料を載置するステージの移動が停止した後に、電子光学鏡筒にとっては付加質量ともいえるイオンポンプの振動により電子光学鏡筒が振動し、画質を低下させる可能性がある。したがって、さらなるスループットの向上には、ステージをある観察位置へと移動させた直後のイオンポンプの固有振動を、速やかに減衰させる必要がある。
【０００４】
一方で、近年の高分子制振材料に着目すると、損失係数や損失せん断弾性率が大きい粘弾性材料が開発されている。
【０００５】
特許文献１及び特許文献２には、粘弾性材料からなるダンパーを用いて電子光学鏡筒への振動を減衰させて遮断する技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、イオンポンプを構成するヨークとケースとの間及びケースとマグネットとの間にダンパーを介在させる。このため、イオンポンプの構造が複雑になるとともに、加熱により硬化する粘弾性ダンパーをイオンポンプ内部に配置するために、ベーキングが困難になるという課題がある。特許文献２に記載の技術では、ビーム応用装置（透過型電子顕微鏡）の架台と床との間にダンパーを介在させる。このため、床からの振動を遮断することはできるが、ステージの移動により発生する振動など、装置自体から発生する振動には効果を期待できないという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５２９４６号公報
【特許文献２】特開２００８−５２９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子光学鏡筒内部を超高真空にするために、イオンポンプが電子光学鏡筒にフランジで締結されている。ステージが移動すると、駆動時や停止時の反力が試料室に作用し、電子光学鏡筒に片持ち支持されているイオンポンプの固有振動が励起される。さらに、イオンポンプと電子光学鏡筒とのフランジ締結部には減衰要素がほとんどないため、振動の減衰時間が長い。
【０００８】
図２に、従来技術による荷電粒子線装置のイオンポンプの取り付け例を示す。イオンポンプ２ａ、２ｂは、一方が電子光学鏡筒１にフランジ２９で締結され、反対側がフレーム１６にボルト締結されている。フレーム１６は、試料室４に固定されている。図２には、イオンポンプの振動の測定結果も示す。これは、ステージの動作停止後のイオンポンプの振動（加速度）の変化を、時間経過に対して求めたものである。フレーム１６が試料室４に固定されているため、イオンポンプ２ａ、２ｂの振動は、振幅が抑えられている。しかし、イオンポンプの振動測定結果に示したように、異なる振動モードの固有振動数の差でうねりが発生し、減衰は遅い。
【０００９】
以上説明したイオンポンプの固有振動により、電子光学鏡筒が振動して観察画像の画質や荷電粒子線装置の分解能を低下させる。振動の減衰を待つことも考えられるが、画質に影響を及ぼさない程度に振動が減衰するのには時間がかかるため、スループットの低下を招く。
【００１０】
さらに、試料室、電子光学鏡筒、フレームが異種材料で構成されると、試料室とフレームとイオンポンプと電子光学鏡筒とで力のループを形成してしまう。温度変化によって、これらの各部材に熱応力が発生すると、この力のループにより電子光学鏡筒にフレームからの力が作用し、電子線（荷電粒子線）の照射位置が変化するので好ましくない。
【００１１】
また、試料室、電子光学鏡筒、フレームが導電性の材料で構成されると、試料室とフレームとイオンポンプと電子光学鏡筒とで電流のループ回路も形成されてしまう。この電流のループが発生すると、アース電位が変化してしまうので、電子線（荷電粒子線）の照射位置が変化する要因となる。
【００１２】
図３に、荷電粒子線装置に生じる力のループと電流のループを示す。力のループと電流のループは、イオンポンプ２ａ、２ｂ、電子光学鏡筒１、試料室４、フレーム１６により形成され、電子線（荷電粒子線）の照射位置を変化させる原因となる。この照射位置の変化により、観察画像の画質が低下し、さらには荷電粒子線装置の分解能が低下する。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、ステージ駆動時の反力で励起されるイオンポンプの固有振動を短時間で減衰させるとともに、上記の力のループと電流のループの発生を防ぐことである。本発明は、この課題を解決し、高分解能かつ高スループットの荷電粒子線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明による荷電粒子線装置は、次のような構成をとる。
【００１５】
試料を内部に配置する試料室と、荷電粒子線を前記試料に照射するための荷電粒子線光学鏡筒と、前記荷電粒子線光学鏡筒の内部を排気するイオンポンプとを備える荷電粒子線装置において、前記試料室を形成する部材に、前記イオンポンプの一端に対向してフレームが固定され、前記フレームと前記イオンポンプの一端との間に振動吸収体が設けられ、この振動吸収体は、粘弾性体シートを金属板で挟んだ積層構造体によって構成される。
【００１６】
また、上記の荷電粒子線装置において、前記イオンポンプを複数備え、前記フレームは、複数の前記イオンポンプの数に合わせて分割され、分割された前記フレームのそれぞれは、前記試料室を形成する部材または他のフレーム（当該フレーム以外のフレーム）に固定され、複数の前記イオンポンプのそれぞれとの間に前記積層構造体を備える構成にしてもよい。
【００１７】
さらに、本発明による荷電粒子線装置は、次のような構成をとることもできる。
【００１８】
試料を内部に配置する試料室と、前記試料室を支持する荷重板と、荷電粒子線を前記試料に照射するための荷電粒子線光学鏡筒と、前記荷電粒子線光学鏡筒の内部を排気するイオンポンプとを備える荷電粒子線装置において、前記荷重板に、前記イオンポンプの一端に対向してフレームが固定され、前記フレームと前記イオンポンプの一端との間に振動吸収体が設けられ、この振動吸収体は、粘弾性体シートを金属板で挟んだ積層構造体によって構成される。
【００１９】
また、上記の荷電粒子線装置において、前記イオンポンプを複数備え、前記フレームは、複数の前記イオンポンプの数に合わせて分割され、分割された前記フレームのそれぞれは、前記荷重板または他のフレーム（当該フレーム以外のフレーム）に固定され、複数の前記イオンポンプのそれぞれとの間に前記積層構造体を備える構成にしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
荷電粒子線装置において、ステージ動作後のイオンポンプの固有振動を短時間で減衰させ、電子光学鏡筒を通る力のループや電流のループの形成を防止することにより、高分解能の観察画像を高速に取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施例による半導体検査装置の概略図である。
【図２】従来技術による荷電粒子線装置のイオンポンプの取り付け例を示す図である。
【図３】荷電粒子線装置に生じる力のループと電流のループを示す図である。
【図４】イオンポンプの固有振動モードを示す図である。
【図５（ａ）】粘弾性体シートのせん断歪と変位、せん断応力とせん断力との関係を示す図である。
【図５（ｂ）】粘弾性体のせん断歪とせん断応力との関係を示す図である。
【図５（ｃ）】粘弾性体の変位とせん断力との関係を示す図である。
【図６】ステージの構造例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例における粘弾性体シートの実装図である。
【図８】半導体検査装置の構造体が熱膨張する方向を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施例による走査型電子顕微鏡装置の概略図である。
【図１０】本発明の第３の実施例による半導体検査装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明による荷電粒子線装置において、試料に照射する荷電粒子線は、電子線やイオンビームである。以下の実施例では、電子線を試料に照射する荷電粒子線装置を例にとって説明するが、イオンビームを試料に照射する荷電粒子線装置に対しても、本発明は適用可能である。
【００２３】
本発明に先立ち、荷電粒子線装置におけるイオンポンプの固有振動モードを測定した。図４に、この測定により得られたイオンポンプの固有振動モードを示す。図４では、図２に示した荷電粒子線装置のイオンポンプの取り付け例と同様に、イオンポンプ２ａ、２ｂが電子光学鏡筒１にフランジ２９で締結されている。図４では、説明を分かりやすくするために、フレーム１６の図示を省略している。
【００２４】
以下の説明では、イオンポンプ２ａ、２ｂと電子光学鏡筒１とを接続する配管３０及び電子光学鏡筒１に垂直な方向をｘ方向、イオンポンプ２ａ、２ｂと電子光学鏡筒１とを接続する配管３０に平行な方向（フランジ２９に垂直な方向）をｙ方向、電子光学鏡筒１と平行な方向（鉛直方向）をｚ方向と定義する。また、ｘ、ｙ、ｚ軸の周りの回転方向を、それぞれθｘ、θｙ、θｚで表す。さらに、イオンポンプ２ａ、２ｂを６面体として扱い、フランジ２９と締結されている面とは反対の面を、取付面１７ａ、１７ｂ（図４の斜線部）と定義する。取付面１７ａ、１７ｂは、ｘ−ｚ面と平行である。
【００２５】
固有振動モードの測定結果によると、固有振動は、イオンポンプ２ａ、２ｂのフランジ２９側を回転中心としたθｘ、θｙ、θｚ方向の回転振動が支配的であった。θｘとθｚ方向の振動の角度が微小であるので、イオンポンプの固有振動モードは、取付面がｘ−ｚ面内を移動するモードであることがわかった。すなわち、イオンポンプは、イオンポンプ２ａ、２ｂと電子光学鏡筒１とを接続する配管３０に垂直なｘ−ｚ面内で振動するということがわかった。
【００２６】
そこで、イオンポンプと試料室に固定したフレームとの間に、振動吸収体、すなわち粘弾性体シートを金属板で挟んだ積層構造体を配置することによって、イオンポンプの振動エネルギーを粘弾性体で吸収すると、イオンポンプの振動を速やかに減衰させることができる。すなわち、振動を吸収する積層構造体は、イオンポンプの振動方向と平行に、ｘ−ｚ面内に配置する。
【００２７】
以上説明したように、本発明は、イオンポンプの固有振動モードの測定結果から得られた知見を基に、振動を吸収する積層構造体をイオンポンプの一面のみ（ｘ−ｚ面内）に配置するものである。粘弾性体シートは、振動方向と平行に配置するので、振動エネルギーを効果的に吸収し、大きな歪（振動の変位）と歪速度（振動速度）を急速に小さくすることが可能である。
【００２８】
ここからは、イオンポンプの振動と、粘弾性体による振動エネルギーの吸収メカニズムについて説明する。
【００２９】
イオンポンプの振動エネルギーＥは、イオンポンプの質量Ｍと振動速度Ｖとから、またはイオンポンプの取付剛性に相当するバネ定数Ｋとイオンポンプの振動の変位Ｘとから、次式のようにして求めることができる。
Ｅ＝１／２・Ｍ・Ｖ２＝１／２・Ｋ・Ｘ２
速度Ｖや変位Ｘは、イオンポンプの固有角振動数ωｎと加速度の絶対値Ａから求めても良い。バネ定数Ｋは、イオンポンプの固有角振動数ωｎと質量Ｍから算出可能である。
Ｖ＝Ａ／ωｎ
Ｘ＝Ａ／ωｎ２
Ｋ＝ωｎ２・Ｍ
図５（ａ）〜（ｃ）に、粘弾性体による振動エネルギーの吸収メカニズムを示す。
【００３０】
図５（ａ）は、粘弾性体シートと金属板とからなる積層構造体について、せん断歪と変位、せん断応力とせん断力との関係を示す図である。積層構造体は、厚さＴで面積Ｓの粘弾性体シート２０を、２枚の金属板１８、２１で挟んだものである。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、金属板１８に、金属板１８と粘弾性体シート２０との接触面に平行な方向に力（せん断力）Ｆが加わった場合を考える。このとき、粘弾性体シート２０の上面が時間ｔとともにＸだけ変位すると、せん断歪γとせん断歪速度（ｄγ／ｄｔ）が変化し、せん断応力τが発生する。粘弾性体シート２０のせん断弾性係数Ｇ＊は、歪に応じたせん断応力Ｇ’（実数部）と、歪速度に応じたせん断応力Ｇ”（虚数部）の和で表される（複素せん断係数Ｇ＊＝Ｇ’＋Ｇ”・ｊ、ｊは虚数単位）。つまり、粘弾性体シート２０の材料自体がばね要素と減衰要素とを備えていると考えることもできる。
【００３２】
せん断応力τは、複素せん断弾性係数Ｇ＊にせん断歪γを掛けた大きさになる。したがって、せん断応力τは次式のように表される。なお、Ｇ”／Ｇ’は損失係数ηといわれる。
τ＝Ｇ＊・γ
＝（Ｇ’＋Ｇ”・ｊ）・γ
＝Ｇ’・（１＋η・ｊ）・γ
τ：せん断応力
Ｇ＊：複素せん断弾性係数
Ｇ’：複素せん断弾性係数の実数部（貯蔵せん断弾性率）
Ｇ”：複素せん断弾性係数の虚数部（損失せん断弾性率）
γ：せん断歪
η：損失係数（＝Ｇ”／Ｇ’）
ｊ：虚数単位
図５（ｂ）は、粘弾性体のせん断歪γとせん断応力τとの関係を示す図である。せん断歪γとせん断応力τとの関係は、τ＝Ｇ＊・γと表されるが、複素せん断弾性係数Ｇ＊に虚数項があるために、直線ではなく楕円で表される。
【００３３】
図５（ｃ）は、粘弾性体の変位Ｘとせん断力Ｆとの関係を示す図である。せん断歪γに粘弾性体の厚さＴを掛けることにより変位Ｘを求め、せん断応力τに粘弾性体の面積Ｓを掛けてせん断力Ｆを求めている。楕円の面積は、粘弾性体に強制変位を１周期与えたときの、粘弾性体に吸収されるエネルギーを示している。すなわち、振動の１周期間で、振動エネルギーＥのうち楕円の面積に相当する量が粘弾性体に吸収され、熱エネルギーＷに変換される。これが粘弾性体による振動エネルギーの吸収メカニズムである。
【００３４】
粘弾性体の素材は、温度特性や周波数特性を考慮しながら、損失係数ηの大きなものを選択する。具体的には、損失係数ηは、０．５〜１．０の範囲であればよいが、１．０程度と大きいのが望ましい。
【００３５】
粘弾性体の形状は、イオンポンプの振動振幅が微小なら、せん断歪γが大きくとれるように粘弾性体シートの厚さＴを薄くし、制振力を増やしたいときは、面積Ｓを広くとれば良い。したがって、微小振動の制振を目的とした粘弾性体の形状は、薄くて面積の広いシート状や短冊のような形状になる。粘弾性体の厚さＴと面積Ｓの値は、イオンポンプの振動エネルギーＥより、粘弾性体の吸収エネルギーが大きくなるように決めると良い。
【実施例１】
【００３６】
本発明による荷電粒子線装置の第１の実施例を、半導体検査装置を例に挙げて説明する。図１は、本発明の第１の実施例による半導体検査装置の概略図である。
【００３７】
半導体検査装置の電子光学鏡筒１の内部は、２個のイオンポンプ２ａ、２ｂで排気され、超高真空の状態が維持されている。試料３を搭載したステージ１３は、試料室４の内部を移動する。試料室４の内部は、ターボ分子ポンプ６ａと粗引きポンプ７ａで排気されている。試料３を装置の外部へ受渡しするロードロック室５も、ターボ分子ポンプ６ｂと粗引きポンプ７ｂで排気されている。
【００３８】
半導体検査装置に対する床からの振動は、除振マウント８で減衰される。
【００３９】
電子銃９から放射された電子線１０は、対物レンズ１１で収束され、偏向レンズ１２で走査されて、試料３を照射する。このときの二次電子や反射電子を検出することによって、試料３の観察画像を取得する。
【００４０】
ステージ１３は、Ｘステージ１４とＹステージ１５という可動体から構成されている。図６は、ステージ１３の構造例を示す図である。図６に示すように、Ｘステージ１４はｘ方向に、Ｙステージ１５はｙ方向に可動である。このように、ステージ１３は、試料３の全面が観察できるように、二次元駆動ができる構造となっている。
【００４１】
イオンポンプ２ａ、２ｂ、フレーム１６、及び粘弾性体シートを金属板で挟んだ積層構造体の実装については、図７を用いて説明する。
【００４２】
図７は、粘弾性体シートの実装図である。電子光学鏡筒１に取り付けられているイオンポンプ２ａ、２ｂの取付面１７ａ、１７ｂに、金属板１８ａ、１８ｂをボルト１９でそれぞれ固定する。金属板１８ａ、１８ｂのイオンポンプ２ａ、２ｂと反対側の面に、粘弾性体シート２０ａ、２０ｂをそれぞれ貼り付ける。粘弾性体シート２０ａ、２０ｂの金属板１８ａ、１８ｂと反対側の面に、金属板２１ａ、２１ｂをそれぞれ貼り合わせる。金属板２１ａ、２１ｂは、フレーム１６に固定されており、フレーム１６は、試料室４にボルト２２で固定される。このようにして取り付けられた積層構造体は、ベーキング時には取り外すことができる。
【００４３】
イオンポンプ２ａ、２ｂは電子光学鏡筒１にフランジ２９で締結されて配管３０により接続しているが、この配管３０は、電子光学鏡筒１に溶接で取り付けられている。このため、イオンポンプ２ａ、２ｂの電子光学鏡筒１に対する取付位置の誤差は、１ｍｍ程度ある。しかし、次のようにして、この誤差を打ち消すように積層構造体を実装することができる。ボルト１９が通る穴をネジ径より大きなキリ穴や長円穴とすることで、イオンポンプ側の金属板１８ａ、１８ｂの取り付け位置をｘ、ｙ、ｚ方向に微調整することができる。また、フレーム側の金属板２１ａ、２１ｂの取り付け角度を調整することにより、ｘ軸とｙ軸周りの角度調整ができる。ｚ軸周りの角度ずれは、粘弾性体シート２０で吸収する。
【００４４】
粘弾性体シート２０ａ、２０ｂの弾性率（２００ｋＰａ）は、イオンポンプ側の金属板１８ａ、１８ｂやフレーム側の金属板２１ａ、２１ｂの材料であるステンレス鋼の弾性率（２００ＧＰａ）に比べて、１００万分の１程度である。したがって、図８に示した矢印の方向に構造体が熱膨張しても、粘弾性体シート２０ａ、２０ｂの反発力は小さいので、試料室４とフレーム１６とイオンポンプ２ａ、２ｂと電子光学鏡筒１とで形成される力のループは殆ど発生しないと考えられる。すなわち、熱膨張による構造体の変形の影響を低減でき、電子線の照射位置が変化するのを防止できる。
【００４５】
また、粘弾性体シート２０ａ、２０ｂが絶縁性であれば、試料室４とフレーム１６とイオンポンプ２ａ、２ｂと電子光学鏡筒１とで形成されるループに電流は流れず、電流のループは発生しない。このため、アース電位の変化など電源に同期して発生する電子線の揺れを低減できる。
【００４６】
粘弾性体シート２０ａ、２０ｂは、イオンポンプ２ａ、２ｂのベーキング温度には耐えられないので、ベーキング時には積層構造体を取り外しておく必要がある。粘弾性体シート２０ａ、２０ｂは、安全のために難燃性の材料を選択しても良い。
【実施例２】
【００４７】
本発明による荷電粒子線装置の第２の実施例を、走査型電子顕微鏡装置を例に挙げて説明する。図９は、本発明の第２の実施例による走査型電子顕微鏡装置の概略図である。
【００４８】
実施例１で図１に示した半導体検査装置が大口径試料を観察する装置であるのに対し、図９に示した走査型電子顕微鏡装置は、小さな試料を観察する装置である。このため、試料室２４は小さく、荷重板２３上に搭載されている。荷重板２３は、試料室２４を支持する板状部材であり、床からの振動を除振する除振マウント（図示せず）上に設置されている。
【００４９】
電子光学鏡筒１に対するイオンポンプ２ａ、２ｂの取り付け方や、金属板１８ａ、１８ｂ、粘弾性体シート２０ａ、２０ｂ、金属板２１ａ、２１ｂの取り付け方は、実施例１と同様である。金属板２１ａ、２１ｂがフレーム２５に固定されているのも実施例１と同様であるが、フレーム２５が荷重板２３にボルト２６で固定される点が異なる。
【００５０】
このような構成において、イオンポンプ２ａ、２ｂに対する振動源としては、ステージ駆動反力、床から減衰されずに荷重板２３に伝達される床振動、粗引きポンプの回転振動等が考えられる。
【００５１】
本実施例でも、実施例１と同様に、イオンポンプ２ａ、２ｂの振動エネルギーを粘弾性体シート２０ａ、２０ｂで吸収し、イオンポンプ２ａ、２ｂの振動を速やかに減衰させることができる。また、実施例１と同様に、力のループや電流のループの発生を防ぐこともできる。
【実施例３】
【００５２】
本発明による荷電粒子線装置の第３の実施例を、実施例１と同様の半導体検査装置を例に挙げて説明する。図１０は、本発明の第３の実施例による半導体検査装置の概略図である。
【００５３】
実施例１で説明した半導体検査装置の構成でも、ｘ、ｙ、ｚそれぞれの軸周りの角度調整が可能である。しかし、２個のイオンポンプ２ａ、２ｂは、取付面１７ａ、１７ｂがｘ−ｚ面と平行であるのが理想的であるが、前述したように電子光学鏡筒１に溶接で取り付けられているため、位置や向きが正確にそろっているわけではなく、互いに異なる方向を向いている場合もある。すなわち、取付面１７ａ、１７ｂが互いに平行になっていない場合もある。このような場合には、粘弾性体シート２０ａ、２０ｂも互いに平行にはならない。
【００５４】
互いに平行ではない２個の粘弾性体シート２０ａ、２０ｂを、１つのフレーム１６に取り付けられた金属板２１ａ、２１ｂ（図７参照）により固定すると、金属板２１ａ、２１ｂは同一面内にあり互いに平行であるため、粘弾性体シート２０ａ、２０ｂの厚さが不均一になってしまう。特に、粘弾性体シート２０ａ、２０ｂの厚さが１ｍｍ程度と薄い場合には、フレーム１６からの振動が粘弾性体シート２０ａ、２０ｂを介さないでイオンポンプ２ａ、２ｂへ伝達される場合もありうるなど、期待した制振効果が得られなくなる。
【００５５】
したがって、金属板２１ａと粘弾性体シート２０ａとが平行になり、同時に金属板２１ｂと粘弾性体シート２０ｂも平行になるような構成が望ましい。すなわち、金属板２１ａ、２１ｂが互いに異なる方向を向くことができ、それぞれが個別にイオンポンプ２ａ、２ｂの向きに合わせることが可能であるのが望ましい。
【００５６】
そこで、本実施例では、実施例１の半導体検査装置において、図１０に示すように、フレームを上部フレーム２７と下部フレーム２８の２個に分割し、上部フレーム２７と下部フレーム２８とが互いに異なる方向を向くことができるようにした。上部フレーム２７は、金属板２１ａを固定し、下部フレーム２８は金属板２１ｂを固定する。上部フレーム２７は、ボルト２２で下部フレーム２８に固定され、下部フレーム２８は、ボルト２２で試料室４に固定される。ボルト２２が通る穴をネジ径より大きなキリ穴や長円穴とすることで、上部フレーム２７と下部フレーム２８との取り付け角度を独立に調整できる。
【００５７】
上部フレーム２７は、イオンポンプ２ａの取付面１７ａと金属板２１ａとが平行になるように、角度θｘ１、θｙ１、θｚ１を調整して固定する。下部フレーム２８は、イオンポンプ２ｂの取付面１７ｂと金属板２１ｂとが平行になるように、角度θｘ２、θｙ２、θｚ２を調整して固定する。ここで、角度θｘ１、θｘ２はｘ軸周りの角度、θｙ１、θｙ２はｙ軸周りの角度、θｚ１、θｚ２はｚ軸周りの角度である。
【００５８】
このような構成により、２個のイオンポンプ２ａ、２ｂの向きが不一致であり、取付面１７ａ、１７ｂが互いに平行でなくても、粘弾性体シート２０ａ、２０ｂを、イオンポンプ２ａ、２ｂの向きに合わせて、それぞれが取付面１７ａ、１７ｂに平行になるように取り付けることができる。したがって、イオンポンプ２ａ、２ｂの振動エネルギーを粘弾性体シート２０ａ、２０ｂで吸収し、イオンポンプ２ａ、２ｂの振動を速やかに、かつ確実に減衰させることができる。
【００５９】
なお、本実施例では、実施例１と同様に半導体検査装置を例に挙げて説明したため、下部フレーム２８は試料室４に固定されている。本実施例を、実施例２と同様に走査型電子顕微鏡装置に適用する場合は、下部フレーム２８は荷重板２３に固定される。
【００６０】
以上の実施例で説明したように、本発明によれば、イオンポンプの固有振動を短時間で減衰させるとともに、力のループと電流のループの発生を防ぎ、高分解能かつ高スループットの荷電粒子線装置を提供することができる。
【００６１】
以上の実施例では、荷電粒子線装置にイオンポンプが２個取り付けられている例について説明したが、イオンポンプの数はこれに限定されるものではない。イオンポンプの数に応じて粘弾性体シートを金属板で挟んだ積層構造体を用意し、それぞれのイオンポンプに実装すればよい。実施例３の場合でイオンポンプが３個以上のときも、イオンポンプの数に合わせてフレームを分割し、分割したフレームのそれぞれに積層構造体を取り付けて、それぞれのイオンポンプに実装する。
【符号の説明】
【００６２】
１…電子光学鏡筒、２ａ，２ｂ…イオンポンプ、３…試料、４…試料室、５…ロードロック室、６ａ，６ｂ…ターボ分子ポンプ、７ａ，７ｂ…粗引きポンプ、８…除振マウント、９…電子銃、１０…電子線、１１…対物レンズ、１２…偏向レンズ、１３…ステージ、１４…Ｘステージ、１５…Ｙステージ、１６…フレーム、１７ａ，１７ｂ…（イオンポンプの）取付面、１８，１８ａ，１８ｂ，２１，２１ａ，２１ｂ…金属板、１９，２２，２６…ボルト、２０，２０ａ，２０ｂ…粘弾性体シート、２３…荷重板、２４…試料室、２５…フレーム、２７…上部フレーム、２８…下部フレーム、２９…フランジ、３０…配管。
【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（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図５（ｃ）】
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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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