JP2004186356A

JP2004186356A - 試料保持装置及び試料保持部材の接地方法

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Publication number: JP2004186356A
Application number: JP2002350659A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Shibata; 浩匡柴田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】スパークを生じさせることなく、静電気を確実に除去する。
【解決手段】半導体ウエハＷを保持するウエハ搬送アーム２６と、ウエハ搬送アーム２６を所定のグランドポイントＧＮＤに電気的に接続する搬送アーム用アース線３０との間にスペーサ２５を介装する。ウエハ搬送アーム２６及び搬送アーム用アース線３０は静電気導電性部材からなり、スペーサ２５は静電気拡散性部材からなる。スペーサ２５はウエハ搬送アーム２６及び搬送アーム用アース線３０に対して着脱自在とし、スペーサ２５の形状や材質等を変更してスペーサ２５の電気抵抗値を変え、これにより接地経路の電気抵抗値を調整して、所望の静電気放電特性を得る。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の試料を保持する試料保持部材を所定の接地点に電気的に接続する試料保持装置及び試料保持部材の接地方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ製造装置や半導体ウエハ表面の欠陥等を観察するために使用される表面検査顕微鏡装置等においては、半導体ウエハを所定位置へ移動させるため、或いは製造中若しくは顕微鏡観察中の半導体ウエハを所定位置へ固定保持するためのウエハ保持部材が備えられている。このウエハ保持部材は高い剛性を有するとともに、安価で機械加工が容易なアルミナ系のセラミックスを母体として構成されることが多いが、このアルミナ系のセラミックスは静電気絶縁性を有し、静電気が溜まりやすいために、その外表面を静電気導電性を有する薄厚層（静電気導電性被膜）によりコートしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成のウエハ保持部材では、表面に静電気導電性被膜が施されているために静電気をグランドに落としやすく帯電しにくい。しかしながら、ウエハが帯電している場合、ウエハとの接触時にウエハ保持部材の表面とウエハ面との間に大きな電圧が発生する。そして、グランドまでの電気抵抗が小さいため、急激に電圧が降下し，スパーク（火花）が発生してウエハを損傷させる虞がある。
【０００３】
そこで、ウエハ保持部材を静電気絶縁性部材と静電気導電性部材との中間の電気抵抗値を有する静電気拡散性部材から構成してウエハ保持部材の接地経路の電気抵抗値を或る程度増大させれば、帯電電位を数ミリ秒ないし数十ミリ秒程度の時間をかけてじわじわと落とすことができ、静電気放電を生じさせることなく、静電気を確実に除去することが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２７５５１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような静電気拡散性を有する部材は、セラミックスでは炭化珪素（ＳｉＣ）系のものが、また樹脂ではこれにカーボンを混入してなる制電ポリエーテル・エーテル・ケトンに代表される静電気樹脂材料から構成することができる。しかしながら、前者は非常に高価であるうえに極めて硬い性質を有しており、後者は炭素繊維を混入させているために、機械加工時にバリ、ケバなどが出やすく工作がしにくいという欠点があった。このため、上記のような材料を用いてウエハ保持部材を作った場合には、製造コストが各段に高くなってしまっていた。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、スパークを生じさせることなく、静電気を除去することが可能な構成の試料保持装置及び試料保持部材の接地方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、請求項１に係る発明の試料保持装置は、試料を保持する試料保持部材と、試料保持部材を接地点に電気的に接続する接地手段とを備えて構成される試料保持装置において、試料保持部材及び接地手段が静電気導電性を有する部材からなり、試料保持部材と接地手段との間に静電気拡散性を有する介在部材が介装されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の試料保持装置において、介在部材は試料保持部材及び接地手段に対して着脱自在であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の試料保持装置において、上記接地手段の一部に試料を回転させるための回転部を有し、この回転部は通電軸受により支持されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明の試料保持部材の接地方法は、試料を保持する試料保持部材を接地点に電気的に接続する試料保持部材の接地方法であって、試料保持部材と接地点との間に静電気拡散性を有する介在部材を介装して試料保持部材の接地経路の電気抵抗値を調整するようにしたものである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の試料保持部材の接地方法において、上記介在部材を着脱することにより、電気抵抗値を調整することを特徴とする。請求項６に係る発明は、請求項５に記載の試料保持部材の接地方法において、介在部材の形状を変更して介在部材の電気抵抗値を変えることを特徴とする。請求項７に係る発明は、請求項５に記載の試料保持部材の接地方法において、介在部材の材質を変更して介在部材の電気抵抗値を変えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る試料（ウエハ）保持装置を備えたウエハ検査用顕微鏡装置の構成を一部断面側面図により示したものである。このウエハ検査用顕微鏡装置１０は、装置フレーム１２と、装置フレーム１２内に収められた試料（ウエハ）保持装置を備えたウエハ搬送ロボット２０及び顕微鏡観察装置４０と、同じく装置フレーム１２内に収められた真空源１４と、装置フレーム１２の外部に設置されたウエハカセット１６とを有して構成されている。装置フレーム１２には図示しない外壁が設けられており、本ウエハ検査用顕微鏡装置１０はこの外壁により外部と隔離されている（ウエハカセット１６は装置フレーム１２の外部に位置する）。
【００１３】
ウエハ搬送ロボット２０は、装置フレーム１２に固定されたベース部２２と、このベース部２２の上部に取り付けられた屈伸アーム２４と、屈伸アーム２４の先端部に取り付けられたウエハ搬送アーム２６と、このウエハ搬送アーム２６の内部に形成された真空管路と真空源１４との間を繋ぐ真空配管チューブ２８とを備えて構成されている。ここで、屈伸アーム２４は一端がベース部２２に連結されて他端にはウエハ搬送アーム２６が連結されており、図示しない電動モータ等の作動により水平面内での屈伸作動を含む動作を行ってウエハ搬送アーム２６を水平姿勢のまま自在に移動させることができるようになっている。
【００１４】
ウエハ搬送アーム２６は安価で機械加工容易な静電気導電性を有する部材（電気抵抗値がおよそ１０^５Ω以下の部材。以下、静電気導電性部材という）から構成されており、ウエハ搬送アーム２６と屈伸アーム２４との間には、静電気拡散性を有する部材（電気抵抗値がおよそ１０^５〜１０^１１Ωの部材。以下、静電気拡散性部材という）からなる単純形状（例えば円柱状）のスペーサ２５がこれらウエハ搬送アーム２６及び屈伸アーム２４に対して着脱自在に設けられている。そして、このスペーサ２５は金属等の静電気導電性を有する部材からなる搬送アーム用アース線３０により装置フレーム１２の外部に設けられた所定のグランドポイント（接地点）ＧＮＤと電気的に接続されている（すなわち接地されている）。ここで、搬送アーム用アース線３０の中間部は、屈伸アーム２４やベース部２２等の所要の箇所に設けられた金属（例えばステンレス）等で構成された静電気導電性部材からなるアース線中継部材３２により中継接続されている。
【００１５】
このようにウエハ搬送アーム２６が搬送アーム用アース線３０により接地（アース）されるのは、静電気導電性部材からなるウエハ搬送アーム２６より静電気を除去し、ウエハ搬送アーム２６と半導体ウエハＷ（後述）とが接触したときに静電気放電等が発生するのを防止するためである。また、このようにウエハ搬送アーム２６が直接搬送アーム用アース線３０により接地されるのではなく、スペーサ２５を介して接地されるのは、ウエハ搬送アーム２６を構成する静電気導電性部材よりも大きい電気抵抗値を有する静電気拡散性部材を介して接地することにより、ウエハ搬送アーム２６の接地経路の電気抵抗値を大きくすることができるからである（詳細は後述）。なお、上記ウエハ搬送アーム２６は静電気絶縁性を有する部材（電気抵抗値がおよそ１０^１１Ω以上の部材。以下、静電気絶縁性部材という）から構成したうえで、その外表面を静電気導電性部材からなる薄厚層（静電気導電性被膜）によりコートしてもよい。
【００１６】
上記真空配管チューブ２８は樹脂等からなる静電気絶縁性部材若しくは樹脂にカーボンを混入するなどして得られる静電気拡散性部材から構成されている。また、この真空配管チューブ２８は金属等で構成された静電気導電性部材からなる真空配管チューブ用アース線３４により上述のグランドポイントＧＮＤに電気的に接続されている（すなわち接地されている）。これは、上述のウエハ搬送アーム２６の場合と同様、静電気絶縁性部材若しくは静電気拡散性部材からなる真空配管チューブ２８に静電気が溜まり、ウエハ搬送アーム２６と半導体ウエハＷとが接触したときに、その接触部において静電気放電等が発生するのを防止するためである。
【００１７】
なお、上記のように、真空配管チューブ２８を静電気絶縁性部材若しくは静電気拡散性部材から構成して、スペーサ２５を搬送アーム用アース線３０により接地する代わりに、真空配管チューブ２８を静電気導電性部材から構成し、この静電気導電性部材からなる真空配管チューブ２８にスペーサ２５とグランドポイントＧＮＤとを繋ぐアース線の役割を担わせて搬送アーム用アース線３０を省略することも可能である。
【００１８】
ウエハカセット１６は側面の一方側に開口した箱であり、装置フレーム１２の外部に設けられたカセット載置台１５上に設置されている。このウエハカセット１６の内部には互いに水平な複数段のスロットが上下に並んで設けられており、各スロット内には半導体ウエハ（以下、ウエハと称する）Ｗが一枚ずつ収納されている。
【００１９】
顕微鏡観察装置４０は、装置フレーム１２内の水平テーブル１３上に設置されたウエハ移動ステージ４２と、このウエハ移動ステージ４２の上方に設けられた観察装置６０とから構成されている。ウエハ移動ステージ４２は、水平テーブル１３の面内の一方向（Ｘ方向）に移動自在なＸステージ４３ａ、このＸステージ４３ａの移動方向に対して水平テーブル１３の面内で直交する方向（Ｙ方向）に移動自在なＹステージ４３ｂ、これらＸステージ４３ａ及びＹステージ４３ｂの移動方向に対して直交する方向（上下方向。Ｚ方向）に移動自在なＺステージ４３ｃからなるＸＹＺステージ４３と、Ｚステージ４３ｃの上面側に取り付けられた円盤状のウエハ保持テーブル４４とを有して構成されている。
【００２０】
図２はウエハ保持テーブル４４の一構成例を示しており、図２（Ａ）はその平面図、図２（Ｂ）は下面図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）における矢視Ｃ−Ｃより見た断面図である。ここに示すようにウエハ保持テーブル４４は上下２枚の円盤状部材４５，４６からなっており、これら両円盤状部材４５，４６の厚さ方向に延びて設けられた複数（ここでは６本）のねじ４７により上下方向に接合（締結）された構成となっている。ここでは上下の円盤状部材４５，４６がねじ４７により締結される場合の例を示しているが、これは両円盤状部材４５，４６が接着剤等他の手段により接合される構成であってもよい。
【００２１】
上下の円盤状部材４５，４６はその外表面に静電気導電性を有する被膜が施された静電気絶縁性部材、若しくは金属等からなる静電気導電性部材などの安価で加工が容易な部材から構成される。上側円盤状部材４５の上面側には上方に開口した複数の円形の真空吸着溝４５ａが同心円状に形成されており、各真空吸着溝４５ａ内において上下方向に貫通して設けられた真空吸着穴４５ｂは、下面側に下方に開口して設けられた一又は複数の連通溝４５ｃにより互いに連通されている（図２（Ｃ）参照）。また、上側円盤状部材４５には上下面を貫通するように複数の大気開放穴４５ｄが設けられており、これら大気開放穴４５ｄは上側円盤状部材４５の下面側に下方に開口して設けられた一又は複数の連通溝４５ｅにより互いに連通されている（図２（Ｃ）参照）。下側円盤状部材４６は上側円盤状部材４５とほぼ同じ径の大きさに形成されており、その中央には上下面を貫通する真空管路接続穴４６ａが設けられている。なお、上記真空吸着溝４５ａは同心円状に形成されると説明したが、これは一例であり、放射状に形成されるものであってもよい。
【００２２】
上側円盤状部材４５と下側円盤状部材４６とは、上側円盤状部材４５の上下面を貫通するように設けられた６つのねじ穴（図示せず）と、下側円盤状部材４６の上下面を貫通するように設けられた６つのねじ穴４６ｂとが合致された状態でねじ４７をねじ込むことにより締結される。これにより上記連通溝４５ｃ，４５ｅそれぞれの下方開放部分が下側円盤状部材４６の上面により閉じられて真空管路４４ａ及び大気開放管路４４ｂが形成される。なお、上下両円盤状部材４５，４６が接合された状態では、下側円盤状部材４６に設けられた真空管路接続穴４６ａはウエハ保持テーブル４４の内部に形成された上記真空管路４４ａに接続する。
【００２３】
また、上下両円盤状部材４５，４６が接合された状態では、ウエハ保持テーブル４４の内部に形成された大気開放管路４４ｂの一端側は図２（Ａ）及び図２（Ｃ）に示すようにウエハ保持テーブル４４の側面に開口しており、この開口に接続された大気開放管路（図示せず）を介して直接大気に、或いはエアフィルタを介して大気に開放されるようになっている。なお、この大気開放管路（大気開放管路４４ｂ及び大気開放穴４５ｄ）は、ウエハ搬送アーム２６によるウエハＷの吸着の解除をスムーズに行わせるために設けられたものである。
【００２４】
ウエハ保持テーブル４４とＸＹＺステージ４３（Ｚステージ４３ｃ）との間には、静電気拡散性部材からなる単純形状（例えば円盤状）のスペーサ４８がこれらウエハ保持テーブル４４及びＸＹＺステージ４３に対して着脱自在に設けられている。そして、このスペーサ４８は金属等で構成された静電気導電性部材からなるウエハ保持テーブル用アース線５０により前述のグランドポイントＧＮＤと電気的に接続されている（すなわち接地されている）。これは、上述したウエハ搬送アーム２６の場合と同様、アルミナ系セラミックス又は金属材料等で構成された静電気絶縁性部材からなるウエハ保持テーブル４４に電荷が溜まって、ウエハＷが載置されたときに静電気放電等が起きることを防止するためである。なお、このウエハ保持テーブル用アース線５０の中間部は、ＸＹＺステージ４３等の所要の箇所に設けられた金属（例えばステンレス）等で構成された静電気導電性部材からなるアース線中継部材５２により中継接続されている。
【００２５】
ウエハ保持テーブル４４に形成された上記真空管路接続穴４６ａには、静電気絶縁性部材若しくは静電気拡散性部材から構成された真空配管チューブ５４の一端側が接続されており、この真空配管チューブ５４の他端側は真空源１４に接続されている。また、この真空配管チューブ５４は金属等で構成された静電気導電性部材からなる真空配管チューブ用アース線５６により前述のグランドポイントＧＮＤと電気的に接続されている（すなわち接地されている）。
【００２６】
なお、上記のように、真空配管チューブ５４を静電気絶縁性部材若しくは静電気拡散性部材から構成して、スペーサ４８をウエハ保持テーブル用アース線５０により接地する代わりに、真空配管チューブ５４を静電気導電性部材から構成し、この静電気導電性部材からなる真空配管チューブ５４にスペーサ４８とグランドポイントＧＮＤとを繋ぐアース線の役割を担わせてウエハ保持テーブル用アース線５０を省略することも可能である。
【００２７】
観察装置６０は、上記ウエハ移動ステージ４２の上方を覆うように設置されており、上部に設けられた接眼レンズ部６２と、下方に延びて設けられた対物レンズ６４とを有して構成されている。
【００２８】
装置フレーム１２の上部には、ファンフィルタユニット７２，７４が設けられている。これらファンフィルタユニット７２，７４は図１における紙面下向きの空気流を発生することにより、ウエハ検査用顕微鏡装置１０内部の空気圧力をこの装置１０の外部の空気圧力よりも高圧に保つ働きをする。
【００２９】
次に、本ウエハ検査用顕微鏡装置１０に備えられたウエハ搬送ロボット２０の動作について説明する。操作者により顕微鏡観察の開始の指示（例えばスイッチの投入）がなされると、ウエハ搬送ロボット２０はウエハカセット１６内に収納されているウエハＷを取り出すために、屈伸アーム２４を作動させて、ウエハ搬送アーム２６をウエハカセット１６内の所望の（保持対象試料である）ウエハＷの下部に挿入する。続いて真空源１４を作動させ、真空配管チューブ２８及びウエハ搬送アーム２６の内部に形成された真空管路を介して外気を吸引し、ウエハＷの真空吸着を開始する。このようにウエハＷの真空吸着が開始されたら、ウエハ搬送ロボット２０は屈伸アーム２４を作動させてウエハ搬送アーム２６を上昇移動させ、ウエハ搬送アーム２６の上面側に形成された接触部（真空管路の開口部がある箇所。図示せず）を保持対象試料であるウエハＷの下面に接触させる。これによりウエハＷはウエハ搬送アーム２６の上記接触部において吸着保持された状態となる。
【００３０】
このようにウエハＷがウエハ搬送アーム２６により吸着保持されたら、ウエハ搬送ロボット２０は屈伸アーム２４を作動させてウエハ搬送アーム２６をウエハカセット１６より引き抜き、ウエハＷをウエハカセット１６の外部に搬出する。そして、ウエハＷをウエハ搬送アーム２６において真空吸着保持したままこれを搬送し、ウエハ保持テーブル４４上に位置させたうえで、真空源１４による外気吸引力を調節してウエハＷの真空吸着保持を解除する。この真空吸着保持の解除の途中でウエハ搬送アーム２６をウエハ保持テーブル４４の下の位置まで降下させると、ウエハＷはウエハ保持テーブル４４上に載置される。
【００３１】
ウエハ保持テーブル４４上にウエハＷが載置されたら、今度はウエハ保持テーブル４４に繋がる真空配管チューブ５４及びウエハ保持テーブル４４内に形成された真空管路（真空管路接続穴４６ａ、真空管路４４ａ、真空吸着穴４５ｂ、真空吸着溝４５ａからなる管路）より外気を吸引して、ウエハＷをウエハ保持テーブル４４上に真空吸着する。ウエハ保持テーブル４４上にウエハＷが保持されたらＸＹＺステージ４３を移動させ、ウエハＷの所望の部分を顕微鏡観察装置４０の対物レンズ６４の直下に移動させる。これにより接眼レンズ部６２からのウエハＷ表面の顕微鏡観察が可能となる。そして、この顕微鏡観察が終了すると、ウエハ搬送ロボット２０は上述の経路とは逆の経路でウエハＷを移動させ、これをウエハカセット１６内に収納する。これによりウエハ搬送ロボット２０の一連の動作は終了する。
【００３２】
本ウエハ検査用顕微鏡装置１０の構成は以上であるが、このウエハ検査用顕微鏡装置１０に備えられたウエハ搬送ロボット２０においては、上述のように、試料であるウエハＷを吸着保持するウエハ搬送アーム２６及びこれを所定のグランドポイントＧＮＤと電気的に接続する接地手段である搬送アーム用アース線３０を静電気導電性部材から構成する。更に、ウエハ搬送アーム２６と搬送アーム用アース線３０との間に静電気拡散性部材からなる介在部材であるスペーサ２５を設けているので、ウエハ搬送アーム２６からグランドポイントＧＮＤまでの電気抵抗値をスペーサ２５がない場合に比べて大きくすることができる。
【００３３】
ここで、静電気導電性部材からなるウエハ搬送アーム２６の電気抵抗値をＲ１、静電気拡散性部材からなるスペーサ２５の電気抵抗値をＲ２、静電気導電性部材からなる搬送アーム用アース線３０の電気抵抗値をＲ３とすると、ウエハ搬送アーム２６のウエハ保持面からグランドポイントＧＮＤまでの電気抵抗値Ｒは、抵抗の直列接続の式から下式（１）のようになる。
【００３４】
【数１】
Ｒ＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３ … （１）
【００３５】
ここで、本実施形態では、Ｒ２＞Ｒ１，Ｒ３であるので、スペーサ２５の電気抵抗値Ｒ２を接地経路全体の電気抵抗値の支配的要素とすることができる。このため、予め電気抵抗値が分かったスペーサ２５を用いることにより、接地経路全体の電気抵抗値を最適の値に設定して、所望の静電気放電特性を得ることができる。具体的には、静電気をゆっくりと（静電気放電を生じさせることなく）、確実に除去することが可能となる。ここで、スペーサ２５を静電気拡散性部材から構成することには、その表面のみを静電気拡散性を有する部材で構成する、すなわち静電気拡散性を有する薄厚層（静電気拡散性被膜）をコートすることも含まれる。なお、これらのことは、ウエハ保持テーブル４４、ウエハ保持テーブル用アース線５０及びこれらの間に設けられるスペーサ４８等からなるウエハ保持テーブル４４の接地経路についても同様である。
【００３６】
また、このような構成では、複雑な工作が必要とされるウエハ搬送アーム２６については安価で機械工作が容易な静電気導電性部材により構成し、高価で機械工作が困難な静電気拡散性部材からなるスペーサ２５については単純形状（上述したように、例えば円柱状）にすることができるので、接地経路全体を安価にすることができる。
【００３７】
また、スペーサ２５がウエハ搬送アーム２６及び搬送アーム用アース線３０に対して着脱自在な構成となっており、スペーサ４８がウエハ保持テーブル４４及びウエハ保持テーブル用アース線５０に対して着脱自在な構成となっているので、例えば温度、湿度などの影響によって静電気放電特性が所望の特性からずれた場合でも、電気抵抗値の異なるスペーサに交換することにより、容易に所望の静電気放電特性を得ることが可能である。なお、このようなスペーサ２５，４８の電気抵抗値を変更する方法としては、スペーサ２５，４８の形状や材質を変えることが挙げられる。また、これらスペーサ２５，４８の表面のみに静電気拡散性を有する被膜が形成されている場合には、その薄厚層（被膜）の厚さを変更することでも、スペーサ２５，４８の電気抵抗値を代えることができる。
【００３８】
ここで、部材（被膜も含む）の電気抵抗値Ｒは、一般に下式（２）のように決まる。但し、ρ：体積固有抵抗率［Ω・ｃｍ］、Ｌ：電極間距離［ｃｍ］、Ｓ：電極断面積［ｃｍ^２］である。
【００３９】
【数２】
Ｒ＝ρ・Ｌ／Ｓ［Ω］・・・（２）
【００４０】
体積固有抵抗率ρは、被膜、部材を構成する材料によって決まる値である。例えば、ＳｉＣセラミックスは１０^６［Ω・ｃｍ］程度、アルミナ・セラミックスは１０^１４［Ω・ｃｍ］より大きく、制電ポリエーテル・エーテル・ケトンは１０^６［Ω・ｃｍ］程度、ナチュラル・ポリエーテル・エーテル・ケトンは１０^１６［Ω・ｃｍ］程度である。電極とは、接触している他の部材との接触面（２つある）である。例えば、第１の実施形態におけるウエハ搬送アーム２６においては、ウエハと接触する面とスペーサ２５と接触する面が電極である。電極間距離とは、その２つの面の距離であり、電極断面積とは、その２つの面の小さい方の面積である。
【００４１】
図３は、本発明の第２実施形態に係る試料（ウエハ）保持装置を備えたウエハ検査用顕微鏡装置の構成を斜視図により示したものである。本実施形態において示すウエハ検査用顕微鏡装置１１０は、検査テーブル１１２と、この検査テーブル１１２上に設置されて試料（ウエハ）保持装置を備えたウエハ搬送ロボット１２０と、同じく検査テーブル１１２上に設置された顕微鏡観察装置１４０と、マクロ観察装置１７０と、ウエハカセット１１６と、検査テーブル１１２の外部に接地された真空源（図示せず）とを有して構成されている。
【００４２】
ウエハ搬送ロボット１２０及び顕微鏡観察装置１４０は、前述の第１実施形態において示したウエハ検査用顕微鏡装置１０におけるウエハ搬送ロボット２０及び顕微鏡観察装置４０と同様の構成を有しているので、同じ機能を有する構成部品についてはこれと同じ符号を付してその説明を省略することにする。但し、本実施形態において示す顕微鏡観察装置１４０では、第１実施形態において示したＸＹＺステージ４３ではなく、検査テーブル１１２の面内の一方向（Ｘ方向）に移動自在なＸステージ１４３ａと、このＸステージ１４３ａの移動方向に対して検査テーブル１１２の面内で直交する方向（Ｙ方向）に移動自在なＹステージ１４３ｂとからなるＸＹステージ１４３が用いられている。
【００４３】
マクロ観察装置１７０は観察対象となるウエハＷを吸着保持するウエハ保持機構１７２（図４参照）と、このウエハ保持機構１７２により保持されたウエハＷを照明するためのマクロ観察照明１７６とから構成されている。
【００４４】
図４（Ａ）はウエハ保持機構１７２の側断面図であり、図４（Ｂ）はその下面図である。これらの図に示すように、ウエハ保持機構１７２は、ウエハ保持テーブル１８０と、このウエハ保持テーブル１８０の下面側に設けられた静電気拡散性部材からなる円盤状のスペーサ１７４と、ウエハ保持テーブル１８０及びスペーサ１７４を垂直軸まわりに回転させる（すなわちウエハ保持テーブル１８０に吸着保持したウエハＷを回転させる）ためのテーブル回転機構１９０とを有して構成されている。
【００４５】
ウエハ保持テーブル１８０は、前述の第１実施形態において示したウエハ検査用顕微鏡装置１０におけるウエハ保持テーブル４４と同様の構成を有しており、上下２枚の円盤状部材１８１，１８２が複数のねじ１８３により上下方向に接合（締結）されている（接着剤等他の手段により接合されていてもよい）。これら上下の円盤状部材１８１，１８２はアルミナ系セラミックスや金属（例えばステンレス）等からなる安価で加工が容易な静電気導電性部材から構成される。
【００４６】
上側円盤状部材１８１の上面側には上方に開口した複数の円形の真空吸着溝１８１ａが同心円状（或いは放射状）に形成されており、各真空吸着溝１８１ａ内において上下方向に貫通して設けられた真空吸着穴１８１ｂは、下面側に下方に開口して設けられた一又は複数の連通溝１８１ｃにより互いに連通されている。下側円盤状部材１８２は上側円盤状部材１８１とほぼ同じ径の大きさに形成されており、その中央には上下面を貫通する真空管路接続穴１８２ａが設けられている。
【００４７】
上側円盤状部材１８１と下側円盤状部材１８２とが複数のねじ１８３により締結された状態では、上記連通溝１８１ｃの下方開放部分は下側円盤状部材１８２の上面により閉じられて真空管路１８０ａを形成する。また、このように上下両円盤状部材１８１，１８２が接合された状態では、下側円盤状部材１８２に設けられた真空管路接続穴１８２ａはウエハ保持テーブル１８０の内部に形成された真空管路１８０ａに接続する。
【００４８】
テーブル回転機構１９０は、検査テーブル１１２上に設けられた基台１９１（図３参照。図４には示さず）に固定されたハウジング１９２と、このハウジング１９２の上下両部に取り付けられた軸受（ボールベアリング）１９３，１９４と、これら両軸受１９３，１９４により垂直姿勢に保持されて上下軸回りに回転自在な回転シャフト１９５と、この回転シャフト１９５の外周に設けられたギヤ１９５ａと噛合するギヤ１９６を回転駆動する電動モータ１９７とを有して構成されている（この電動モータ１９７は図示しないモータ電源と電力供給線１９８を介して繋がっている）。なお、上記ハウジング１９２及び回転シャフト１９５は安価で工作が容易な静電気導電性部材から構成されている。
【００４９】
ここで、半導体ウエハの回転機構として一般に使用される軸受（ボールベアリング）には、例えば直径１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度の金属製ミニチュア軸受が使用されるが、その軸受を構成する内レースと外レースとの間には潤滑グリースが介在するため、これら両レースの間は通常絶縁されたものとなっている。しかし、ここでは、両軸受１９３，１９４それぞれにおける内、外両レース間に導電性の潤滑グリースを封入するか、或いは両レース間に金属接触子を設けて両レース間を通電可能としている（両軸受１９３，１９４をいわゆる通電軸受に構成している）。なお、このような方法によれば、両レース間の電気抵抗値を、約２００Ω以下とすることができる。
【００５０】
テーブル回転機構１９０の回転シャフト１９５内には上下方向に貫通して延びた真空管路１９５ｂが設けられており、この真空管路１９５ｂの下端部には真空源と繋がる真空配管チューブ２００（図３参照）の端部が取り付けられる配管チューブ取付口１９５ｃが設けられている。回転シャフト１９５に形成された上記真空管路１９５ｂの上端部はスペーサ１７４の中央に上下方向に貫通して設けられた真空管路１７４ａと接続しており、このスペーサ１７４に設けられた真空管路１７４ａは更にウエハ保持テーブル１８０に設けられた上述の真空管路接続穴１８２ａと接続している。ここで、スペーサ１７４はウエハ回転テーブル１８０及び回転シャフト１９５に対して着脱自在な構成となっている。
【００５１】
ハウジング１９２の下端部にはアース線取付ビス１９９を介してウエハ保持テーブル用アース線２０２の一端側が取り付けられており、このウエハ保持テーブル用アース線２０２の他端側は図３に示すようにグランドポイントＧＮＤに接続されている。ここで、上述のように、ハウジング１９２及び回転シャフト１９５がいずれも静電気導電性部材から構成されており、また両軸受１９３，１９４も上述したように通電軸受であるため、ウエハ保持テーブル１８０はスペーサ１７４、回転シャフト１９５、両軸受１９３，１９４、ハウジング１９２、アース線取付ビス１９９及びウエハ保持テーブル用アース線２０２を介してグランドポイントＧＮＤに電気的接続がなされた状態となっている。なお、上述のように、両軸受１９３，１９４における両レース間の電気抵抗値が約２００Ω程度である場合には、このウエハ保持装置全体の電気抵抗値は、１０^６〜１０^７Ω程度に保たれる。
【００５２】
テーブル回転機構１９０のハウジング１９２に接続された真空配管チューブ２００は前述の真空配管チューブ２８又は真空配管チューブ５４と同様に静電気絶縁性部材若しくは静電気拡散性部材から構成されている。また、この真空配管チューブ２００は金属等からなる静電気導電性部材から構成された真空配管チューブ用アース線２０４によりグランドポイントＧＮＤと接続されている。
【００５３】
ここで、上記のように真空配管チューブ２００を静電気拡散性部材若しくは静電気拡散性部材から構成して、ハウジング１９２をウエハ保持テーブル用アース線２０２により接地する代わりに、真空配管チューブ２００を静電気導電性部材から構成し、この静電気導電性部材からなる真空配管チューブ２００にハウジング１９２とグランドポイントＧＮＤとを繋ぐアース線の役割を担わせてウエハ保持テーブル用アース線２０２を省略することも可能である。
【００５４】
本ウエハ検査用顕微鏡装置１１０の構成は以上であるが、このウエハ検査用顕微鏡装置１１０に備えられたマクロ観察装置１７０におけるウエハ保持機構１７２においては、上述のように、試料であるウエハＷを吸着保持するウエハ保持テーブル１８０及びこれを所定のグランドポイントＧＮＤと電気的に接続する接地手段であるウエハ保持テーブル用アース線２０２を静電気導電性部材から構成する一方で、これらウエハ保持テーブル１８０とウエハ保持テーブル用アース線２０２との間に静電気拡散性部材からなる介在部材であるスペーサ１７４を設けているので、ウエハ保持テーブル１８０の接地経路全体の電気抵抗値をスペーサ１７４がない場合に比べて大きくすることができる。
【００５５】
ここで、静電気導電性部材からなるウエハ保持テーブル１８０の電気抵抗値をＲ１、静電気拡散性部材からなるスペーサ１７４の電気抵抗値をＲ２、静電気導電性部材からなる回転シャフト１９５、ハウジング１９２、両軸受１９３，１９４及びウエハ保持テーブル用アース線２０２全体の電気抵抗値をＲ３とすると、ウエハ保持テーブル１８０のウエハ保持面（上面）からグランドポイントＧＮＤまでの電気抵抗値Ｒは前述の式（１）のようになる。
【００５６】
ここで、本実施形態では、Ｒ２＞Ｒ１，Ｒ３であるので、スペーサ１７４の電気抵抗値Ｒ２を接地経路全体の電気抵抗値の支配的要素とすることができる。これにより接地経路全体の電気抵抗値を最適の値に設定して、所望の静電気放電特性を得ることができる。また、このスペーサ１７４がウエハ保持テーブル１８０及び回転シャフト１９５に対して着脱自在な構成であることから、容易に所望の静電気放電特性を得ることができる。
【００５７】
また、複雑な工作が必要とされるウエハ保持テーブル１８０については安価で機械工作が容易な静電気導電性部材により構成し、高価で機械工作が困難な静電気拡散性部材からなるスペーサ１７４については単純形状（上述したように、例えば円盤状）にすることにより、接地経路全体を安価にすることができる。また、本第２実施形態において示したウエハ搬送ロボット１２０に備えられたウエハ搬送アーム２６の接地経路、及びウエハ保持テーブル１４４の接地経路は、第１の実施形態と同様の効果を有する。なお、この第２実施形態に示した各接地経路（ウエハ搬送アーム２６の接地経路、ウエハ保持テーブル１４４の接地経路及びウエハ保持テーブル１８０の接地経路）については、イオナイザがない状態でも、従来の１／５０以下である２０Ｖ程度の帯電量に過ぎないことが確認された。
【００５８】
また、本第２実施形態におけるウエハ検査用顕微鏡装置１１０に備えられたウエハ回転テーブル１８０の接地経路では、その接地経路の一部に回転部（ウエハ保持テーブル１８０、スペーサ１７４及び回転シャフト１９５からなる部分）を有しているが、この回転部は通電軸受である両軸受１９３，１９４により支持されているので、軸受の存在に影響を受けることなく（接地経路を中断させることなく）、効率よい接地経路を構築することができるようになっている。
【００５９】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示されたものに限定されない。例えば、上述の実施形態における試料（ウエハ）保持部材はウエハを吸着保持するものであったが、これは一例であり、必ずしも吸着により保持するものでなくてもよい。また、試料（ウエハ）保持部材は必ずしも円盤状等でなくてもよく、他の形状であってもよい。
【００６０】
また、上述の実施形態では、静電気拡散性部材からなる介在部材（スペーサ）は、保持対象である半導体ウエハの近傍に位置するように設けられていたが、これは必ずしも半導体ウエハの近傍位置に設けられなくてもよい。したがって、介在部材は接地経路のいずれかの位置に設けられればよいのであるが、上述の実施形態のように、半導体ウエハの近傍位置に設けられるのであれば、静電気の除去効率の点でより優れた効果が得られる。
【００６１】
また、本実施形態において、保持する対象物は半導体ウエハであったが、これは一例であり、他の対象物、例えば液晶基板等であっても構わない。また、上述の実施形態においては、試料保持部材はウエハ検査用顕微鏡装置に備えられるものであったが、これは一例であり、他の装置（例えばＩＣ製造装置）等に備えられていてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スパークを生じさせることなく，静電気を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る試料保持装置を備えたウエハ検査用顕微鏡装置の一部断面側面図である。
【図２】上記ウエハ検査用顕微鏡装置に備えられた顕微鏡観察装置におけるウエハ保持テーブルの一構成例を示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は下面図、（Ｃ）は（Ａ）における矢視Ｃ−Ｃより見た断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る試料保持装置を備えたウエハ検査用顕微鏡装置の斜視図である。
【図４】上記第２実施形態に係る試料保持装置を備えたウエハ検査用顕微鏡装置におけるウエハ保持機構を示す図であり、（Ａ）はその側断面図、（Ｂ）は下面図である。
【符号の説明】
１０ウエハ検査用顕微鏡装置
１４真空源
２０ウエハ搬送ロボット
２４屈伸アーム
２５スペーサ
２６ウエハ搬送アーム
２８真空配管チューブ
３０搬送アーム用アース線
３４真空配管チューブ用アース線
４０顕微鏡観察装置
４４ウエハ保持テーブル
４８スペーサ
５０ウエハ保持テーブル用アース線
５４真空配管チューブ
５６真空配管チューブ用アース線
６０観察装置
ＧＮＤグランドポイント
Ｗ半導体ウエハ

Claims

試料を保持する試料保持部材と、前記試料保持部材を接地点に電気的に接続する接地手段とを備えて構成される試料保持装置において、
前記試料保持部材及び前記接地手段が静電気導電性を有する部材からなり、
前記試料保持部材と前記接地手段との間に静電気拡散性を有する介在部材が介装されたことを特徴とする試料保持装置。
前記介在部材は前記試料保持部材及び前記接地手段に対して着脱自在であることを特徴とする試料保持装置。
前記接地手段の一部に前記試料を回転させるための回転部を有し、前記回転部は通電軸受により支持されていることを特徴とする請求項１又は２記載の試料保持装置。
試料を保持する試料保持部材を接地点に電気的に接続する試料保持部材の接地方法であって、
前記試料保持部材と前記接地点との間に静電気拡散性を有する介在部材を介装して前記試料保持部材の接地経路の電気抵抗値を調整するようにしたことを特徴とする試料保持部材の接地方法。
前記介在部材を着脱することにより、前記電気抵抗値を調整することを特徴とする請求項４記載の試料保持部材の接地方法。
前記介在部材の形状を変更して前記介在部材の電気抵抗値を変えることを特徴とする請求項５記載の試料保持部材の接地方法。
前記介在部材の材質を変更して前記介在部材の電気抵抗値を変えることを特徴とする請求項５記載の試料保持部材の接地方法。