(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームが照射される被照射物を支持したステージが配置されるように成された被照射物チャンバーを備えており、該被照射物チャンバーの少なくとも１つの面に開けられた孔に枠体をはめ込み、該枠体の内面に前記ステージを取り付け、前記枠体の外側に設けられた回転導入手段の回転に基づいて前記ステージ上で試料を移動させるように成した荷電粒子ビーム装置において、前記枠体の外側に、該枠体との間に空間が出来るようにフランジを取り付け、且つ、該フランジに前記回転導入手段を取り付け、前記枠体に回転力伝達手段を取り付け、前記空間内に配置された複数の平歯車の噛み合いにより前記回転導入手段の回転方向の力のみが前記回転力伝達手段に伝達され、回転軸方向への力はカットされるように成した荷電粒子ビーム装置。
【請求項２】
前記空間は密封されている請求項１記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項３】
前記空間は真空状態に排気されるように成した請求項２記載の荷電粒子ビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、音に基づくノイズ進入等を防止する機構を備えた荷電粒子ビーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、走査電子顕微鏡により試料を観察したり、電子ビーム描画装置により半導体材料上にＩＣパターンを描いたり、集束イオンビーム装置により材料上の所定の箇所をエッチングする等、荷電粒子ビーム装置を使用して、試料や材料等の被照射対象物の観察や加工等を行うことは良く知られている。
【０００３】
図１は走査電子顕微鏡の１概略例を示している。図中１は試料チャンバーで、２は該試料チャンバーの上に載置された電子光学系鏡筒である。該試料チャンバー１及び電子光学系鏡筒２内は共に排気装置（図示せず）により高真空状態になるように排気されている。
【０００４】
図示されていないが、該電子光学系鏡筒内には、電子ビームを発生させるための電子銃、該電子銃からの電子ビームを集束させるための集束レンズ、前記試料チャンバー１内に配置された試料Ｓ上を電子ビームで走査させるための偏向器、電子ビームを該試料Ｓ上に集束させるための対物レンズ等が設けられている。
【０００５】
前記試料チャンバー１の一つの側部には正方形状の孔が開けられており、該孔に升状の枠体３がはめ込まれている。この枠体の内面には支持台４を介してステージ５が取り付けられている。
【０００６】
このステージの上には、２つの軸受け６Ａ，６Ｂを介して両端が軸支された送りねじ７が配置されている。この送りねじには試料Ｓを支持した試料ホルダー８が螺合されており、該試料ホルダーはステージ５上に設けられたレール９上に移動可能に支持されている。
【０００７】
前記送りねじ７の一方の端部には軸１０が繋がれており、該軸１０はジョイント１１を介して自在継ぎ手１２の一方の端部に繋がっている。該自在継ぎ手の他方の端部はジョイント１３を介して軸１４に繋がっている。該軸１４は前記枠体３に開けられた孔１５の中心部を突き抜け、前記枠体３の外面に取り付けられ、つまみ１６の回転を軸１４に伝える回転導入体１７に繋がっている。
【０００８】
尚、１８，１９は試料チャンバー１内の真空を保つためのＯリングである。又、試料チャンバー１には図示しないが、試料Ｓを電子ビームで走査した時に試料Ｓから発生した二次電子を検出する二次電子検出器等が取り付けられている。又、前記つまみ１６，回転導入体１７，軸１４，ジョイント１３，自在継ぎ手１２，ジョイント１１，軸１０，軸受け６Ａ，軸受け６Ｂ，送りねじ７及びレール９は、試料Ｓを一方方向に移動させるための機構であり、説明の都合上、試料の一方方向移動機構しか示さなかったが、実際には、該方向に対し垂直な方向の移動機構も設けられている。
【０００９】
この様な構成の走査電子顕微鏡により試料Ｓを観察する場合には、電子銃からの電子ビームを集束レンズにより試料Ｓ上に集束させ、偏向器により該電子ビームで試料Ｓ上の所定領域を走査し、該走査により試料Ｓから発生した二次電子を二次電子検出器で検出し、ＣＲＴ（図示せず）の如き表示装置画面上に二次電子に基づく試料像を表示させる。尚、観察すべき視野の選択は、前記試料移動機構により試料Ｓを移動させることにより行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
さて、この様な走査電子顕微鏡等の荷電粒子ビーム装置の設置室には、超低音領域まで含めると、通常、大きな音圧レベルの騒音が存在していると考えられる。この様な騒音の中でも、特に、超低音の様な低い周波数の音は波長が長いために、荷電粒子ビーム装置の表面のどの部分に対しても位相が揃っていると見なすことが出来ので、この様な超低音は周期的な圧力変動と見ることも出来る。
【００１１】
例えば、図１の走査電子顕微鏡を例に取ると、この様な走査電子顕微鏡に大きな音圧レベルの超低音が入ると、比較的剛性の低い枠体３のステージ取り付け面２０が変形し、音圧レベルが小さくなると元に戻る。ステージ取り付け面２０がこの様な弾性変形を繰り返すと、該変形に同期してステージ５（試料Ｓ）が動く為、観察像にノイズが入る。
【００１２】
本発明は、この様な問題点を解決する為になされたもので、新規な荷電粒子ビーム装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビームが照射される被照射物を支持したステージが配置されるように成された被照射物チャンバーを備えており、該被照射物チャンバーの少なくとも１つの面に開けられた孔に枠体をはめ込み、該枠体の内面に前記ステージを取り付け、前記枠体の外側に設けられた回転導入手段の回転に基づいて前記ステージ上で試料を移動させるように成した荷電粒子ビーム装置において、前記枠体の外側に、該枠体との間に空間が出来るようにフランジを取り付け、且つ、該フランジに前記回転導入手段を取り付け、前記枠体に回転力伝達手段を取り付け、前記空間内に配置された複数の平歯車の噛み合いにより前記回転導入手段の回転方向の力のみが前記回転力伝達手段に伝達され、回転軸方向への力はカットされるように成したことを特徴とする。
【００１５】
【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詳細に説明する。
【００１６】
図２は本発明の一例として走査電子顕微鏡の１概略例を示したもので、図中前記図１と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。尚、図３は試料室１を枠体３が取り付けられた方向から見た図で、主要部のみ示している。
【００１７】
図２に示された走査電子顕微鏡の１概略例が前記図１に示された走査電子顕微鏡の１概略例と構造的に異なるところは次の点である。
【００１８】
枠体３の外側に升状のフランジ２１が取り付けられており、枠体３の外側側面とフランジ２１の内側側面との間には空間Ｋが形成されている。尚、フランジ２１は枠体３の外枠部３Ｓにねじで固定されており、互いの接触部間には試料チャンバー１内の真空を保つため及び空間Ｋを密封状態にするためにＯリング２２がはめ込まれている。
【００１９】
又、つまみ１６の回転を軸１４´に伝える回転導入体１７は前記フランジ２１に取り付けられている。前記空間Ｋには互いに噛み合った２つの平歯車２３Ａ，２３Ｂが配置されており、一方の平歯車２３Ａの回転軸がフランジ２１に開けられた孔２４の中心部を突き抜けた前記軸１４´と繋がっており、他方の平歯車２３Ｂの回転軸が回転力伝導体２５の軸１４´´と繋がっている。該回転力伝導体２５は枠体３に開けられた孔１５にはめ込まれている。従って、つまみ１６の回転は回転導入体１７を介して軸１４´に伝わり、更に、この回転は２つの平歯車２３Ａ，２３Ｂを介して回転力伝導体２５の軸１４´´に伝わる。この際、回転導入体１７が回転軸中心Ｑ方向に少し動いても、平歯車２３Ａ，２３Ｂの噛み合いが回転軸中心Ｑ方向に少しずれるだけで、枠体３に取り付けられた回転力伝導体２５は、結果的に、回転方向の力だけ伝達し、回転軸中心Ｑ方向への力はカットする。尚、該軸１４´´は図２で示したと同じ様に、ジョイント１３を介して自在継ぎ手１２に繋がっている。又、図中２６はフランジ２１と回転導入体１７との間に設けられてＯリングである。
【００２０】
この様な構成の装置に大きな音圧レベルの超低音が入り、取り分け、剛性の低いフランジ２１に大きな音圧がかかった場合、フランジ２１はその音圧のレベルに対応して変形する。しかし、該フランジ２１にかかる音圧に基づく力は、フラフランジ２１と枠体３の間に空間Ｋが設けられているので、フランジ２１の外周部２１Ｓを通じて枠体３の外枠部３Ｓに伝達され、ここで吸収される。その為に、フランジ２１に大きな音圧がかかっても、枠体３のステージ取り付け面２０
が変形しない。従って、フランジ２１に大きな音圧がかかっても、それによりステージ５（試料Ｓ）が動くことないので、観察像へノイズが入ることが防止される。
【００２１】
又、この様に、フランジ２１を、互いの間に密封した空間が出来るように枠体３の外側に取り付けることにより、フランジ２１に大きな音圧がかかって該フランジ２１が大きく変形してもステージ５にその変形に基づく力が殆ど及ばないので、フランジ２１や枠体３を従来のものより剛性を低くして製作でき、その為に、装置全体の重量軽減等に効果がある。
【００２２】
尚、前記フランジ２１の剛性が著しく低く、及び／若しくは、フランジ２１と枠体３の間の空間の体積が著しく小さい為に、フランジ２１の変位による空間Ｋの圧力変動が大きくなってしまう場合には、枠体３のステージ取り付け面２０が変形する恐れがあるので、フランジの剛性の程度及び／若しくはフランジ２１と枠体３の間の空間の体積の程度を極端に小さくすることには問題がある。
【００２３】
又、フランジ２１と枠体３の間の密封空間Ｋを排気出来るように成し、真空状態になせば、密封空間Ｋの圧力変動をほぼゼロにする事が出来る。その為、例えば、前記空間を真空にした場合には、フランジ２１の厚みをかなり小さくして剛性を小さくしても、大きな音圧に基づく観察像へのノイズ進入防止効果が十分得られる。
【００２４】
又、この際、前記フランジ２１の変形によって、回転導入体１７が軸中心Ｑ方向に動いても、前記空間Ｋに配置された２つの平歯車２３Ａ，２３Ｂの噛み合いが軸中心Ｑ方向に少しずれるだけで、枠体３に取り付けられた回転力伝導体２５により回転方向の力だけ伝達され、該軸中心Ｑ方向の力がカットされるので、枠体３は変形せず、ステージへの移動は防止される。
【００２５】
尚、シリコンウエハ等の大型試料の観察等を行う大型の立方体状の試料室を備えた装置においては、試料室の各面の面積が大きく、各面が騒音により受ける力も大きい。従って、騒音に基づく試料室の変形により装置本体（主に、電子光学系と試料室）が変形し、荷電粒子ビーム軸が動いてしまうという問題がある。又、装置全体の重量の面から試料室の各面の厚さをあまり大きく出来ないことから、前記本発明の音によるノイズ防止機構を試料室の少なくとも４つの側面に対して設ければ、前記問題点が解決される。
【００２６】
又、前記つまみ１６の代わりにモーターを使用してもよい。
【００２７】
又、前記例では本発明を走査電子顕微鏡を例に上げて説明したが、この様な例に限定されず、電子ビーム描画装置、集束イオンビームによる分析装置等、他の荷電粒子ビームにも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の走査電子顕微鏡の１概略例を示している。
【図２】  本発明の一例である走査電子顕微鏡の１概略例を示している。
【図３】  図２に示した装置の試料チャンバー部を斜めから見た図である。
【符号の説明】
１…試料チャンバー
２…鏡筒
３…枠体
４…支持台
５…ステージ
６Ａ，６Ｂ…軸受け
７…送りねじ
８…試料ホルダー
９…レール
１０，１４，１４´，１４´´…軸
１１，１３…ジョイント
１２…自在継ぎ手
１５，２４…孔
１６…つまみ
１７…回転導入体
１８，１９，２２，２６…Ｏリング
２０…ステージ取り付け面
２１…フランジ
２３Ａ，２３Ｂ…平歯車
２５…回転力伝導体
Ｓ…試料
Ｋ…空間
Ｏ…電子ビーム光軸
Ｑ…軸中心
【図１】
0004037596.tif 000002
【図２】
0004037596.tif 000003
【図３】
0004037596.tif 000004