(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を搭載するステージを有する荷電粒子線装置において、
前記ステージは、
試料を保持する試料保持機構と、
試料を接地する導体及び押しピンを備えたブロックと
を有するアームを備え、
前記アームが前記ステージ上に設けた回転軸を中心として回転すると、
前記試料保持機構はアームの回転方向に沿って回転して試料を保持し、
前記ブロックはアームの回転により、前記押しピンが前記ステージに押し付けられた反力により回転し、前記導体が試料に接触すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ブロックは、前記アームの回転により、前記押しピンがステージに押し付けられた反力により回転し、前記導体が試料の上面から接触すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
試料を搭載するステージを有する荷電粒子線装置において、
前記ステージは、
試料を保持する試料保持機構と、
試料を接地する導体を備えたブロックと
を有するアームを備え、
前記アームが前記ステージ上に設けた回転軸を中心として回転すると、
前記試料保持機構は前記回転軸と同方向の第一の回転軸を中心として回転して試料を保持し、
前記ブロックは前記回転軸と垂直方向の第二の回転軸を中心として回転し、前記導体が試料に接触すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記ブロックは、試料を接地する導体及び押しピンを備え、前記アームの回転により、前記押しピンがステージに押し付けられた反力により回転し、前記導体が試料の上面から接触すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの荷電粒子線装置において、
前記ステージは、アームを回転させるアクチュエータを有すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかの荷電粒子線装置において、
前記アームの回転により、前記試料保持機構が試料を保持した後、前記ブロックに備わった導体が、試料に接触することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項７】
試料を搭載するステージにおいて、
前記ステージは、
試料を保持する試料保持機構と、
試料を接地する導体及び押しピンを備えたブロックと
を有するアームを備え、
前記アームが前記ステージ上に設けた回転軸を中心として回転すると、
前記試料保持機構はアームの回転方向に沿って回転して試料を保持し、
前記ブロックはアームの回転により、前記押しピンがステージに押し付けられた反力により回転し、前記導体が試料に接触すること
を特徴とする試料ステージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料を保持し任意の位置および傾斜角に駆動可能なステージを備えた荷電粒子線装置に関し、特に試料表面において導体によって接地電位に接地する必要のある試料観察に使用する荷電粒子線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、荷電粒子線装置によりウェーハ等の試料を観察する場合、照射される荷電粒子により試料表面が帯電し、電子ビームを試料上の所定位置に照射させることを妨げられることなどにより、正確な測定や観察が困難となる場合があった。
【０００３】
このような試料の帯電による障害の対策として、ステージ上に試料保持を担う導電性高分子部材を備え、試料裏面より電荷を逃がす方式がある（特開平１１−１６７８９２号公報）。
【０００４】
しかし、表裏で材質が異なり、裏面からの放電が不可能な試料では、試料表面において導体によって接地電位に接地する必要がある。
【０００５】
このような場合、従来では試料交換時において作業者が手作業で接地機構の取り付けおよび取り外しを行う必要があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように手作業で接地機構の取付け・取り外しを行うことは、異物の発生や付着、表面を傷つける等の危険が大きかった。
【０００７】
本発明は上述したような従来技術における問題点を解決するためになされたもので、試料表面において導体によって接地電位に接地する必要のある試料に対し、試料交換時に試料の保持と接地および試料の開放を安全かつ自動的に行うことを可能とする保持機構および接地機構を備えたステージを有する荷電粒子線装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の荷電粒子線装置は、ステージに真空ベローズ等で駆動する試料保持機構と接地機構を備え、試料室が大気下から真空下へおかれると自動的に試料の保持と接地が行われ、逆に前記試料室が真空下から大気下へおかれると自動的に試料の開放が行われることを特徴としている。
【０００９】
前記の試料保持機構は、1つの回転軸を中心に回転するアーム先端にテーパベアリング等の保持部を設けている。
【００１０】
また、前記の接地機構は1つの回転軸を中心に回転するアーム先端にばね性を持った導体部を設けている。
【００１１】
本発明では、前記保持機構は前記接地機構に回転軸を設け、接地機構の回転軸はステージ上に設けた一体型とし、1つの真空ベローズ等の動力で前記保持および接地機構を駆動することが望ましい。
【００１２】
本発明では、接地機構と保持機構の間に押しばね等を介し、各機構の動作に差を設けることにより、試料保持が完了後に接地を行うことが望ましい。
【００１３】
また本発明では、前記の接地機構に備える接点はばね性を有し、前記ばね性は接地時の押付け力を担うばかりでなく、開放時に接点が確実に試料表面から離れるための駆動力を担うことが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ここでは、試料としてウェーハ表面の異物や欠陥を検査する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）に適用した例によって本発明を説明する。しかし、本発明はＳＥＭに限らず、電子線描画装置などの荷電粒子線装置一般に適用できることは勿論である。また試料はウェーハに限らない。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明によるＳＥＭの概略構成図である。本発明によるＳＥＭは、荷電粒子光学系１と、ウェーハ（試料）を保持し任意の検査位置に移動するステージを収容した試料室２と、これら電子光学系やステージ等を制御する制御系３とを備え、荷電粒子源から放出された荷電粒子線をウェーハ上に細く収束して走査し、ウェーハから放出された２次電子等を検出してウェーハの走査像を得るものである。
【００１６】
図２〜図４に、本発明に基づく荷電粒子線装置の要部である試料保持機構および接地機構の基本的構成の一例を示す。図２は前記保持・接地機構の上面図、図３は正面図、図４は左側面図である。特に本実施例は、保持機構と接地機構が一体型である場合である。
【００１７】
保持機構は、軸Ａ７を中心に回転し、ウェーハ端面を保持するテーパベアリング１７を備えたアームＡ４で構成される。
【００１８】
一方、接地機構は、軸Ｂ８を中心に回転するアームＢ５と、アームＢ５上の軸Ｃ９を中心に回転し、ばね性を持った導体からなる接点１０を備えたブロック６から構成される。
【００１９】
上記保持機構の回転軸Ａ７は、接地機構を構成するアームＢ５上に設けられ、また、接地機構の回転軸Ｂ８はステージ１４上に設けられる。結果保持・接地機構は一体型となる。この保持・接地機構は、真空ベローズ１９の動力により駆動され、試料の保持・接地と開放を自動的に行う。
【００２０】
このように、前記保持機構と接地機構を一体型にし、かつこれを駆動する真空ベローズ等のアクチュエータを一つとすることで、上記の保持・接地機構全体をコンパクトにできる。すなわち、従来の荷電粒子線装置への適用が容易である。
【００２１】
（実施例２）
さらに図２〜図４を用いて本発明に基づく荷電粒子線装置の要部である試料保持機構および接地機構の実施例を説明する。
【００２２】
実施例１の保持・接地機構において、前記保持機構を構成するアームＡ４と前記接地機構を構成するアームＢ５は押しばね１２を介し、アームＢ５に押しばね１２によるアームＡ４の回転を制限するストッパー１３を設ける。
【００２３】
また、アームＢ５上で回転可能なブロック６に、接地時にステージ１４に押し付けられ、長さ調整可能なピン１１を設ける。
【００２４】
これにより、保持機構と接地機構は機械的に差動する構造となり、保持機構のテーパベアリング１７が試料を保持した後も、接地機構のアームＢ５を微小量駆動することが可能なる。したがって、保持機構による試料保持後に、接地機構による試料表面からの接地が可能となるため、保持機構により試料が保持され、試料が微小移動する時に接地機構の接点が試料に接触することを防止でき、前記接点により試料に傷が付き塵埃が発生することを避けることができる。
【００２５】
以上本実施例によれば安全かつ自動的に保持・接地と開放が可能となる。
【００２６】
（実施例３）
さらに図５と図６を用いて本発明に基づく荷電粒子線装置の要部である試料保持機構および接地機構の実施例として、特に接地機構の実施例を説明する。図５はウェーハ開放状態、図６はウェーハ接地状態を表す。
【００２７】
図５において、接点１０はＬ字形に加工してあり、ブロック６に取付けられている。接点１０の一方は、アームＢ５に設けられたばね押え１８ａ、１８ｂによって挟まれている。
【００２８】
試料室が真空状態になると、前記ベローズによりアームＢ５が矢印２０の方向へ駆動し、図６に示すようにブロック６に備え付けられた押しピン１１がステージ１４の壁に当たり、その反力でブロック６が回転し、接点１０によりステージ１４上のウェーハ１６を接地する。
【００２９】
さらに、試料室が真空下から大気下へ変化すると、アームＢ５がベローズにより矢印２１の方向へ駆動する。この時ブロック６は接点１０のばね性により図５に示す状態に戻る。
【００３０】
以上本実施例によれば接点１０のばね性をウェーハ接地状態から開放状態へ変化する時の戻り力に利用することで、簡単かつコンパクトな機構で安全かつ自動的に保持・接地と開放が可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、試料保持機構と接地機構を一体型にし、一つの駆動力で試料の保持・接地と開放を可能とすることで、保持・接地機構全体をコンパクトにでき、安全かつ自動的に保持・接地と開放が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＳＥＭの概略構成図。
【図２】本発明に基づく荷電粒子線装置の要部である試料保持機構および接地機構の一例を示す基本的構成図（上面図）。
【図３】本発明に基づく荷電粒子線装置の要部である試料保持機構および接地機構の一例を示す基本的構成図（正面図）。
【図４】本発明に基づく荷電粒子線装置の要部である試料保持機構および接地機構の一例を示す基本的構成図（左側面図）。
【図５】本発明に基づく荷電粒子線装置の要部である接地機構の一例を示す基本的構成図。
【図６】本発明に基づく荷電粒子線装置の要部である接地機構の一例を示す基本的構成図。
【符号の説明】
１…電子光学系、２…試料室、３…制御系、４…アームＡ、５…アームＢ、６…ブロック、７…軸Ａ、８…軸Ｂ、９…軸Ｃ、１０…接点、１１…オシピン、１２…押しばね、１３…ストッパー、１４…ステージ、１５…支持台、１６…試料（ウェーハ）、１７…テーパベアリング、１８ａ…ばね押え、１８ｂ…ばね押え、１９…ベローズ、２０…矢印、２１…矢印。
【図１】
0003945141.tif 000002
【図２】
0003945141.tif 000003
【図３】
0003945141.tif 000004
【図４】
0003945141.tif 000005
【図５】
0003945141.tif 000006
【図６】
0003945141.tif 000007