(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空の試料室と、
前記試料室に接続され、ゲートバルブを介して接続されると共に大気圧にすることができる予備排気室と、
試料を保持した試料ホルダを保持し、前記試料室と前記予備排気室との間で移動する試料台と、を備え、
前記予備排気室内が大気圧になったとき、
該予備排気室内の前記試料台に前記試料ホルダをセットし、
前記予備排気室内と前記試料室内との真空度が同じになったとき、前記ゲートバルブが開き、
前記試料台を前記予備排気室から前記試料室に、または前記試料室から前記予備排気室に搬送することができる荷電粒子ビーム装置において、
前記試料ホルダは、試料が載置される面における平面形状が四角の内の一角をカットして前後／左右／表裏方向に非対称の形状を有し、
前記試料台に前記試料ホルダがセットされる部分が前記試料ホルダの形状を有していることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子ビーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡等の荷電粒子ビーム装置では、試料を試料室に搬送するための搬送機構が必要である。図３は従来の搬送機構の説明図である。図において、１は試料室、２は試料室１内に設けられた試料ステージ、３は予備排気室、４は試料室１と予備排気室３間をつなぐゲートバルブである。５は試料、６は該試料５をその上に載置する試料ホルダ、７は試料５を試料室１に搬送するための試料棒である。このような構成を用いて試料搬送機構について説明する。
【０００３】
先ず、ゲートバルブ４を閉じておいて、試料５と試料ホルダ６を予備排気室３に持ってくる。試料５と試料ホルダ６は、図示しない試料台に乗せられる。次に、図示しない排気機構により予備排気室３を真空状態に引く。その後、予備排気室の真空度が試料室１の真空度と同じになった時、ゲートバルブ４を開けて、試料搬送棒７を押して試料５と試料ホルダ６を試料室１に搬送する。そして、試料ホルダ６を試料ステージ２に載置する。この試料の搬送は、マニュアル、電動式、空圧式とかいろいろの手段を用いることができる。
【０００４】
試料５と試料ホルダ６を試料ステージ２に載置したら、試料搬送棒７を引いて試料台を予備排気室３まで持ってくる。この状態でゲートバルブ４を再び閉じる。以上の操作で試料５の試料室１への搬送が終了する。図４は従来の試料の搬送状態を示す図である。予備排気室３の試料を試料室１に搬送する状態が示されている。
【０００５】
従来のこの種の装置としては、予備排気室を大気圧にして試料を交換し、試料をステージに直接取り付け、試料交換用扉を閉じ、予備排気室を真空状態にしてから、試料観察室に搬送する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、少なくとも試料保持部１６をメインチャンバ１１の真空状態を維持したままで、ゲートバルブ１４を介してメインチャンバ１１とサブチャンバ１３の間で移動可能に配設する技術が知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−７９２３６号公報（段落００４５〜００４８、図１）
【特許文献２】特開平１１−２９７５９６号公報（段落００１８〜００２３、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の装置の場合、試料ホルダ６が単純な矩形であると、試料５はどの方向にでもセットされてしまう。図５は従来の問題点を説明するための図である。平面図（上）と側面図（下）が示されている。図３と同一のものは、同一の符号を付して示す。試料ホルダ６が矩形状をしているため、矩形の試料は前後／左右／上下に規制がないとどの方向にでも試料５がセットでき、そのままの状態で試料ホルダ６は試料室１に入ってしまう。
【０００７】
図６は試料ホルダ挿入時の間違いの説明図である。（ａ）は試料を上下逆に入れた場合を、（ｂ）試料を前後逆に入れた場合を、（ｃ）は試料を左右逆に入れた場合をそれぞれ示している。
【０００８】
この結果、以下のような問題が発生する。
１）搬送中に試料ホルダが脱落する。
２）試料ステージに試料が正しくセットされない。
３）ゲートバルブで試料をはさんでしまう。
４）試料ステージに負荷を与え、破壊されてしまう。
５）マスクやウエハのアライメントができない。
６）描画エラー、計測エラー、視野エラーが発生する。
【０００９】
一番の問題は、間違いやすいこと、間違ったことを認識しにくいこと、作業に不安を抱かせること、間違い時の被害が大きく、現地での対応が困難であることである。その理由は、試料であるマスクやウエハは、目視による上下左右前後の判断が困難である。試料ホルダにセットした後も同様である。マスクやウエハは四角か円である。これを保持するホルダ形状は正方形に近い形状であることが多い。このため、前後左右の形状に差が少ない。また、この種の装置は不特定多数の人が使用する装置であり、習熟を期待することはできない。
【００１０】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、試料と試料ホルダを正しくそして確実に試料室内に搬送することができる荷電粒子ビーム装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、真空の試料室と、前記試料室に接続され、ゲートバルブを介して接続されると共に大気圧にすることができる予備排気室と、試料を保持した試料ホルダを保持し、前記試料室と前記予備排気室との間で移動する試料台と、を備え、前記予備排気室内が大気圧になったとき、該予備排気室内の前記試料台に前記試料ホルダをセットし、前記予備排気室内と前記試料室内との真空度が同じになったとき、前記ゲートバルブが開き、前記試料台を前記予備排気室から前記試料室に、または前記試料室から前記予備排気室に搬送することができる荷電粒子ビーム装置において、前記試料ホルダは、非対称の形状を有し、前記予備排気室の入口を前記試料ホルダの形状を有した開口構造にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、前記試料ホルダは、非対称の形状を有し、前記予備排気室の入口を前記試料ホルダの形状を有した開口構造にしたことから、試料ホルダは予備排気室に正しい位置でセットした場合を除いては入らなくなる。この結果、試料と試料ホルダを正しくそして確実に試料室内に搬送することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
図１は本発明の構成例を示す図である。図３と同一のものは、同一の符号を付して示す。図に示す状態は、予備排気室３を含んだ平面図である。６ａは本発明に係る試料ホルダであり、四角の内の一角をカットして五角形とし、前後／左右／表裏方向に非対称となるようにしている。３は予備排気室、１０は予備排気室入口であり、試料搬送棒７を操作して試料台１１を引き出せる構造となっている。予備排気室入口１０の開口部も、前記試料ホルダ６ａに合わせて、四角の内の一角がカットされた形状になっている。Ｐは試料台１１に試料ホルダ６ａが正しくセットされた状態を示している。
【００１４】
試料ホルダ６ａと予備排気室入口１０の開口部を四角の一角がカットされた同一形状（即ち五角形）としている結果、試料ホルダ６ａを正しい位置で試料台１１にセットしない限り試料ホルダ６ａを予備排気室３に入れることができない。図２は本発明の機能の説明図である。（ａ）は試料ホルダ６ａを裏返しにして試料台１１にセットしようとした場合である。予備排気室入口１０の開口部の形状に試料ホルダ６ａの位置が合わないため、干渉する。（ｂ）は試料ホルダ６ａを裏返しにしかつ前後逆にして試料台１１にセットしようとした場合である。予備排気室入口１０の開口部の形状に試料ホルダ６ａの位置が合わないため、干渉する。
【００１５】
（ｃ）は試料ホルダ６ａを前後逆にして試料台１１にセットしようとした場合である。予備排気室入口１０の開口部の形状に試料ホルダ６ａの位置が合わないため、干渉する。（ｄ）は試料ホルダ６ａを左右逆にして試料台１１にセットしようとした場合である。予備排気室入口１０の開口部の形状に試料ホルダ６ａの位置が合わないため、干渉する。このように、本発明の構成によれば、図１のＰに示す正しい位置以外の位置で試料台１１に試料ホルダ６ａをセットしようとしてもできない。従って、本発明によれば必ず試料台１１と試料ホルダ６ａとが正しい位置にセットされるため、試料５と試料ホルダ６ａを正しくそして確実に試料室内に搬送することができるようになる。
【００１６】
上述の実施の形態では、試料ホルダが五角形である場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限るものではなく、台形等の多角形、又は曲線形状のものであってもよい。
本発明の効果を列挙すれば、以下の通りである。
１．試料ホルダ６ａと予備排気室入口１０の開口部を特殊形状とすることで、試料ホルダ６ａの挿入の向きが限定される。この結果、
（ａ）向きを間違えるミスは発生しない。
（ｂ）上記により、試料ステージ２やゲートバルブ４へのトラブルが発生しない。
２．特殊形状を簡単でかつ特徴的なものとする。この結果、
（ａ）作業者は直感的に扱うことができる。
（ｂ）試料ホルダ６ａを入れる時に迷う余地がない。
（ｃ）高い安心感が得られる。
（ｄ）セット位置を検出するためのセンサを使用しないため、安価に提供することができる。
（ｅ）形状が簡単なため、安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の構成例を示す図である。
【図２】本発明の機能の説明図である。
【図３】従来の搬送機構の説明図である。
【図４】従来の試料の搬送状態を示す図である。
【図５】従来の問題点を説明するための図である。
【図６】試料ホルダ挿入時の間違いの説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
３    予備排気室
５    試料
６ａ  試料ホルダ
７    試料搬送棒
１０  予備排気室入口
１１  試料台
【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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