(57)【要約】【目的】本発明は、真空中で試料を搭載して平面内の任意の場所に移動するステージに関し、真空内部にマイクロスイッチなどの汚染物質を放出する部品を設置することなく、かつスイッチがステージに接触時に発塵することを無くし、クリーンなステージを実現することを目的とする。【構成】ステージを平面内で移動させたときに限界位置内のときに外部から照射された光ビームを反射し、限界位置を超えたときに外部から照射された光ビームを反射しなくなる反射鏡と、真空外部から反射鏡に向けて光ビームを照射し、反射してきた光ビームを検出するセンサと、センサから光ビームを反射鏡に向けて照射させ、反射光が検出されなくなったときに限界位置を超えたと検出する手段とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中で試料を搭載して平面内の任意の場所に移動するステージにおいて、
前記ステージを平面内で移動させたときに限界位置内のときに外部から照射された光ビームを反射し、限界位置を超えたときに外部から照射された光ビームを反射しなくなる反射鏡と、
真空外部から前記反射鏡に向けて光ビームを照射し、反射してきた光ビームを検出するセンサと、
前記センサから光ビームを前記反射鏡に向けて照射させ、反射光が検出されなくなったときに限界位置を超えたと検出する手段と
を備えたことを特徴とするステージ。
【請求項２】
前記反射鏡、センサ、および検出する手段を２組設けて前記ステージの始端および終端の限界位置を超えたことをそれぞれ検出する請求項１記載のステージ。
【請求項３】
前記反射鏡、センサ、および検出する手段の２組でＸ方向、更に、他の２組でＹ方向の始端と終端の限界位置を超えたことをそれぞれ検出する請求項２記載のステージ。
【請求項４】
真空中で試料を搭載して平面内の任意の場所に移動するステージにおいて、
前記ステージを平面内で移動させて予め決めた基準位置に配置して外部から照射された光ビームを通過させるアパーチャと、
前記アパーチャを通過した光ビームを反射する、ステージに設けた反射鏡と、
真空外部から前記アパーチャを介して前記反射鏡に光ビームを照射し、反射してきた光ビームを検出するセンサと、
前記反射してきた反射光を検出して反射鏡までの距離を算出して基準点を検出する手段と
を備えたことを特徴とするステージ。
【請求項５】
前記アパーチャに反射鏡を設けて当該アパーチャまでの距離Ｌ２を、前記反射鏡までの距離Ｌ１を算出したときに併せて算出し、距離Ｌ１から距離Ｌ２を減算した距離ΔＬをもとに基準点を検出することを特徴とする請求項４記載のステージ。
【請求項６】
前記反射鏡からの反射光が検出されなくなったときにステージの始端あるいは終端の限界位置を超えたことを検出する請求項４あるいは請求項５記載のステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空中で試料を搭載して平面内の任意の場所に移動するステージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、走査型電子顕微鏡などの試料室には、ステージを配置してこれに試料（ウェハなど）を搭載し、Ｘ方向およびＹ方向の任意の場所に移動して当該場所の画像を表示装置の画面上に表示している。
【０００３】
この際、試料室内に配置したステージには、図５に示すように、限界位置を超えて移動しないようにＸ方向およびＹ方向にリミットスイッチを設けると共に、基準点を設定するためのスイッチを設けている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、走査型電子顕微鏡などの試料室内は、真空に保持する必要があり、ウェハなどの試料では測定中に汚染が生じないようにクリーンにする必要があるが、図５に示すステージにリミットスイッチとしてマイクロスイッチなどの機械的スイッチが用いられており、このため当該機械的スイッチから汚染物質が放出されてウェハが汚染する原因となったり、機械的スイッチがステージに接したときに極微細な微粉を放出してこれらがウェハに付着して欠陥となったりなどの不都合が発生するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、これらの問題を解決するため、試料室内の真空中に配置したステージに反射鏡を装着し、真空外部から光ビームを照射してステージに装着した反射鏡で反射した反射光を検出し、ステージの限界位置および基準点を検出するようにしている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、試料室内の真空中に配置したステージに反射鏡を装着し、真空外部から光ビームを照射してステージに装着した反射鏡で反射した反射光を検出し、ステージの限界位置および基準点を検出することにより、真空内部にマイクロスイッチなどの汚染物質を放出する部品を設置することなく、かつスイッチがステージに接触時に発塵することを無くし、クリーンなステージを実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、試料室内の真空中に配置したステージに反射鏡を装着し、真空外部から光ビームを照射してステージに装着した反射鏡で反射した反射光を検出し、ステージの限界位置および基準点を検出し、真空内部にマイクロスイッチなどの汚染物質を放出する部品を設置することなく、かつスイッチがステージに接触時に発塵することを無くし、クリーンなステージを実現する。
【実施例１】
【０００８】
図１は、本発明の１実施例構造図を示す。
図１において、ステージ１は、真空内に配置し、試料（ウェハ）を搭載し、平面内の任意の場所にスムーズに移動する移動機構であって、ここでは、周辺に反射鏡４を設けたものである。
【０００９】
反射鏡４は、ステージ１の周辺に設け、光ビームを反射するものである。
光センサ２は、真空外部に設け、光ビームをアパーチャ３を介してステージ１に装着した反射鏡５に向けて照射し、当該反射鏡５で反射して帰ってきた当該光ビームを検出するものである（図２から図４参照）。
【００１０】
アパーチャ３は、ステージ１を配置する図示外の試料室に設けたものであって、所定位置（例えば基準位置）に設け、光センサ２からの光ビームを通過させてステージ１に装着した反射鏡５で反射させるなどのためのものである（図２から図４参照）。
【００１１】
反射鏡５は、光センサ２から照射された光ビームがステージ１に装着した反射鏡４に照射されないときに、当該反射鏡５に照射された光ビームを光センサ２に戻らないように別の方向に反射させるものである。
【００１２】
次に、図２のフローチャートの順番に従い、図１の構造の動作を詳細に説明する。
図２は、本発明の動作説明フローチャートを示す。
【００１３】
図２において、Ｓ１は、光は出ているか判別する。これは、後述する図３に示すように、図１の光センサ２から放出された光ビームがアパーチャ３の穴を通過した後の場所に配置されているハーフミラー４１で反射された光ビームが光センサ２１で検出され、確実に光ビームがステージ１に装着した反射鏡４に向けて照射されているか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ３に進む。ＮＯの場合には、光ビームがステージ１の反射鏡４に向けて照射されていないと判明したので、Ｓ２でステージ１の移動をストップし、エラーＯＮにし、終了する。
【００１４】
Ｓ３は、Ｓ１のＹＥＳで光ビームがステージ１に装着した反射鏡４に向けて照射されていると判明したので、光は遮断されたか判別する。これは、光ビームがステージ１に装着した反射鏡４に向けて照射され、当該反射鏡４で反射されて光センサ２で光が検出されなくて遮断された、即ち、ステージ１に装着した反射鏡４が光ビームの光路から外れて当該ステージ１の移動範囲の外に出たか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ４でリミットＯＮ、即ち、ステージ１が移動範囲を超えて移動したことを表すリミットＯＮに設定し、ステージ１の移動を停止する（戻る方向へは移動可能である）。一方、Ｓ３のＮＯの場合には、Ｓ１を繰り返す。
【００１５】
以上によって、図１の光センサ２からアパーチャ３を通過してハーフミラー４１で反射された光ビームが光センサ２１で検出されて確実に光ビームがステージ１に装着した反射鏡４に向けて放射されていることを確認したうえで（Ｓ１のＹＥＳ），更に、光ビームが反射鏡４で反射して光センサ２で検出されている状態のもとで、光ビームが検出されなくなつたとき（Ｓ３のＹＥＳ），ステージ１が限界位置を越え移動したと検出し、リミットＯＮにしてステージ１の更になる移動を停止する（戻る方向へは移動可能）ことが可能となる。これにより、真空内にはステージ１の限界位置を検出する従来の機械的スイッチを無くして汚染物質の放出および機械スイッチがステージに接触したときに発生する発塵を完全に無くし、光によりステージ１の限界位置を確実に検出し、クリーンなステージを構成することが可能となった。以下順次詳細に説明する。
【００１６】
図３は、本発明の詳細構造図を示す。図３は、既述した図１の光センサ２、アパーチャ３、ハーフミラー４１、反射鏡４、ステージ１の詳細構造図を示す。基板１１は、ステージ１などを搭載する台である。
【００１７】
図３において、光センサ２は、基板１１上に配置したアパーチャ３の小穴を介して光ビームを反射鏡４に向けて照射し、当該反射鏡４で反射して帰ってきた光ビームを検出するものである。
【００１８】
ハーフミラー４１は、光センサ２からアパーチャ３の小穴を介して反射鏡４に向けて照射された光ビームの一部を反射して光センサ２１に入射させ、光ビームが確実に反射鏡４に向けて照射されていることを検出するためのものである。
【００１９】
光センサ２１は、ハーフミラー４１で反射された光ビームを検出するものである。
反射鏡４は、光センサ２からアパーチャ３の小穴を通過した光ビームを照射し、反射した光ビームを光センサ２で検出し、ステージ１の基準点を測定したり（後述する図４参照）、更に、当該反射鏡４を装着したステージ１が限界位置を越えて移動したことを検出したりなどするためのものである。ここで、後者の反射鏡４を装着したステージ１が限界位置を超えて移動したときには光ビームは反射鏡４を照射せずに背面に配置した反射鏡５に照射し、当該反射鏡５で元の方向と異なる方向に反射され、当該光ビームが遮断されたて光センサ２に戻らず検出されなくなり、ステージ１が限界位置を超えて移動したことを検出できる（既述した図２のＳ３のＹＥＳ、Ｓ４）。
【００２０】
次に、図４のフローチャートの順番に従い、図３の構造のもとでステージ１の基準点を検出するときの動作を詳細に説明する。
【００２１】
図４は、本発明の基準点検出フローチャートを示す。
図４において、Ｓ１１は、反射鏡との距離Ｌ１を測定する。これは、図３の光センサ２からアパーチャ２の小穴を介してステージ１に装着した反射鏡４との間の距離Ｌ１を測定する。測定は、公知の光干渉計と同じようにして計測する。
【００２２】
Ｓ１２は、アパーチャとの距離Ｌ２を測定する。これは、図３の光センサ２からアパーチャ２の小穴の以外の部分に装着した反射鏡との間の距離Ｌ２を測定する。測定は、公知の光干渉計と同じようにして計測する。
【００２３】
Ｓ１３は、ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２を基準点とする。これは、Ｓ１１で測定した光センサ２からステージ１に装着した反射鏡４までの距離Ｌ１から、Ｓ１２で測定した光センサ２からアパーチャ３までの距離Ｌ２を減算した距離ΔＬ（基板１１上に配置したアパーチャ３からステージ１に装着した反射鏡４までの距離）を基準点と決定する。
【００２４】
以上によって、光センサ２からアパーチャ３までの間の結合部材が温度変化で伸縮してもその影響を完全に消去し、真空内に収納した基板１１上に搭載したアパーチャ３とステージ１に装着した反射鏡４との距離を温度変化などの外部要因による影響を受けることなく、極めて高精度かつ高安定に基準点を測定することが可能となる。尚、図３の構造を、Ｘ方向およびＹ方向の２組を設けることで、ステージ１のＸ方向およびＹ方向の基準点を高精度かつ高安定に測定することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、真空内部にマイクロスイッチなどの汚染物質を放出する部品を設置することなく、かつスイッチがステージに接触時に発塵することを無くしたクリーンなステージに関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の１実施例構造図である。
【図２】本発明の動作説明フローチャートである。
【図３】本発明の詳細構造図である。
【図４】本発明の基準点検出フローチャートである。
【図５】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：ステージ
２、２１：光センサ
３：アパーチャ
４、５：反射鏡
４１：ハーフミラー
１１：基板
【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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