JP2007298506A - Sample cooling apparatus - Google Patents

Sample cooling apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2007298506A
JP2007298506A JP2007101158A JP2007101158A JP2007298506A JP 2007298506 A JP2007298506 A JP 2007298506A JP 2007101158 A JP2007101158 A JP 2007101158A JP 2007101158 A JP2007101158 A JP 2007101158A JP 2007298506 A JP2007298506 A JP 2007298506A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
refrigerator
cooling device
sample cooling
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007101158A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4803518B2 (en
Inventor
Yasushi Nagamune
靖 永宗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2007101158A priority Critical patent/JP4803518B2/en
Publication of JP2007298506A publication Critical patent/JP2007298506A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4803518B2 publication Critical patent/JP4803518B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sample cooling apparatus capable of cooling and holding samples or wafers at a cryogenic temperature with no vibration or drift with respect to a measurement reference surface. <P>SOLUTION: In the sample cooling apparatus, (a) a sample holder is arranged in a vacuum vessel mounted on a housing having a table for forming a measurement reference surface to be supported by a thermal insulator. (b) A frame is disposed within the housing, and the part between the housing and the frame is supported by a first buffer. (c) A refrigerating machine is disposed in the frame to be supported by a second buffer disposed between the frame and the refrigerating machine having a cooling head directed to the vacuum vessel. The cooling head of the refrigerating machine is connected to the sample holder by way of a flexible thermal conduction member disposed between the sample holder and cooling head. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、試料ないしはウェハーを極低温に冷却し、顕微鏡観察、顕微分光、近接場顕微鏡観察、近接場分光、光伝導特性評価又は伝導特性評価を行うための試料冷却装置に関するものである。   The present invention relates to a sample cooling apparatus for cooling a sample or a wafer to an extremely low temperature and performing microscopic observation, microscopic differential light, near-field microscopic observation, near-field spectroscopy, photoconductive property evaluation, or conductive property evaluation.

試料ないしはウェハーを冷凍機により極低温に冷却する場合、冷凍機を振動源とする振動が、試料ないしはウェハーに伝わり、試料ないしはウェハーが、測定基準面に対し、振動あるいはドリフトするため、顕微鏡観察、顕微分光、近接場顕微鏡観察、近接場分光、光伝導特性評価又は伝導特性評価を行う場合、その精度を低下させるという問題があった。   When a sample or wafer is cooled to a cryogenic temperature by a refrigerator, vibrations using the refrigerator as a vibration source are transmitted to the sample or wafer, and the sample or wafer vibrates or drifts with respect to the measurement reference plane. When performing microspectroscopy, near-field microscope observation, near-field spectroscopy, photoconductive property evaluation, or conductive property evaluation, there is a problem of reducing the accuracy.

一方、従来から、真空容器と冷凍機を、防振アダプタなどを介して接続する方法(特許文献1〜5)が提案されている。確かに、防振アダプタがある方が試料の振動やドリフトは少ないが、高空間分解の測定にはまだまだ不十分である。   On the other hand, conventionally, a method (Patent Documents 1 to 5) in which a vacuum vessel and a refrigerator are connected via an anti-vibration adapter has been proposed. Certainly, the sample with less vibration adapter has less vibration and drift, but it is still not enough for high spatial resolution measurement.

これに付随して、冷凍機に錘を固定し振動を減じさせる方法(特許文献6、7)や、冷凍機を床面に強固に固定させ振動を減少させる方法(特許文献8)が考案されている。確かに、この方がさらに試料の振動やドリフトが少なくなるが、1ミクロン以下の高空間分解能を必要とする測定には不十分である。   Accompanying this, a method of fixing the weight to the refrigerator and reducing the vibration (Patent Documents 6 and 7) and a method of fixing the refrigerator firmly on the floor and reducing the vibration (Patent Document 8) were devised. ing. Certainly, this further reduces sample vibration and drift, but is insufficient for measurements requiring high spatial resolution of 1 micron or less.

また、冷凍機の振動部に測定系を固定することで、試料と測定系の相対運動をゼロにする方法(特許文献9)も提案されている。しかしながら、振動部は加速度的に振動するため測定系や測定系を固定している部材が変形するので、実際は、相対運動はゼロにはならい。   In addition, a method (Patent Document 9) has also been proposed in which the relative motion between the sample and the measurement system is made zero by fixing the measurement system to the vibrating part of the refrigerator. However, since the vibration part vibrates at an acceleration, the measurement system and the member fixing the measurement system are deformed, so that the relative motion does not actually become zero.

これらに対し、空気やヘリウムガスないしは液体ヘリウムを介して試料を冷却し、冷凍機の振動を直接試料に伝わらせない方法(特許文献10〜12)が提案されているが、試料を保持する部材を通して冷凍機の振動が間接的に試料に伝わるため、実質的な効果は低い。   On the other hand, a method for cooling a sample via air, helium gas or liquid helium and not transmitting the vibration of the refrigerator directly to the sample has been proposed (Patent Documents 10 to 12). Since the vibration of the refrigerator is indirectly transmitted to the sample through, the substantial effect is low.

また、測定中に一旦冷凍機を停止させる方法(特許文献13)も提案されているが、温度が一定せず、試料のドリフトも大きいので、精密測定には不向きである。   In addition, a method of stopping the refrigerator once during the measurement (Patent Document 13) has also been proposed, but is not suitable for precise measurement because the temperature is not constant and the sample drift is large.

特開平05−243042号公報JP 05-243042 A 特開平07−84058号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-84058 特開平09−50910号公報Japanese Patent Laid-Open No. 09-50910 特開平11−87131号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-87131 特開平11−512512号公報JP-A-11-512512 特開平09−229997号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-229997 特開2006−41259号公報JP 2006-41259 A 特開2005−24184号公報JP 2005-24184 A 特開平05−245395号公報JP 05-245395 A 特開平05−297092号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-297092 特開平06−74819号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-74819 特開平06−109821号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-109821 特開2002−277086号公報JP 2002-277086 A

本発明は、前記従来技術の問題点を解決することを目的とするものであり、試料ないしはウェハーを極低温に冷却した時、測定基準面に対し、試料ないしはウェハーが、振動やドリフトをすることのない装置を実現することを目的としている。特に、試料ないしはウェハーの温度が20K以下で、試料ないしはウェハーの振動やドリフトを0.2μm以下にすることが好ましく、それにより、極低温でかつ空間分解能の高い精密な試料評価が可能となる。   The object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and when the sample or wafer is cooled to an extremely low temperature, the sample or wafer vibrates or drifts with respect to the measurement reference plane. The purpose is to realize a device without any problem. In particular, it is preferable that the temperature of the sample or wafer is 20K or less and the vibration or drift of the sample or wafer is 0.2 μm or less, thereby enabling precise sample evaluation at a very low temperature and high spatial resolution.

本発明の試料冷却装置は、上記課題を解決するために、(a)測定基準面を形成するテーブルを有するハウジングに設けられた、断熱部材を介して支持され真空容器内に配置した試料ホルダと、
(b)前記ハウジング内に配置されたフレームであって、前記ハウジングと前記フレームとの間が第1緩衝機によって支持されたフレームと、
(c)前記フレーム内に配置した冷凍機であって、該冷凍機が、前記フレームと、真空容器の方向に冷凍機ヘッドを向けた冷凍機との間に配設された第2緩衝機によって支持され、かつ、前記冷凍機の冷凍機ヘッドが、試料ホルダと前記冷凍機ヘッドとの間に配設した可撓性熱伝導部材によって、前記試料ホルダに接続してなる、
ことを特徴としている。
本発明において、測定基準面を形成するテーブルにおいて、測定基準面は、該テーブルの上面の位置とすることができる。
In order to solve the above problems, the sample cooling device of the present invention includes: (a) a sample holder provided in a housing having a table that forms a measurement reference surface, supported via a heat insulating member, and disposed in a vacuum vessel; ,
(B) a frame disposed in the housing, the frame supported between the housing and the frame by a first shock absorber;
(C) A refrigerator disposed in the frame, wherein the refrigerator is provided by a second shock absorber disposed between the frame and a refrigerator having a refrigerator head directed toward the vacuum vessel. The refrigerator head supported and connected to the sample holder by a flexible heat conducting member disposed between the sample holder and the refrigerator head,
It is characterized by that.
In the present invention, in the table forming the measurement reference surface, the measurement reference surface can be the position of the upper surface of the table.

以下に、本発明の試料冷却装置の好ましい実施態様を説明する。
測定基準面を形成するテーブルの一側に真空容器を、他側にフレームを配置することが好ましい。
Hereinafter, preferred embodiments of the sample cooling device of the present invention will be described.
It is preferable to arrange a vacuum container on one side of the table forming the measurement reference surface and a frame on the other side.

前記ハウジングにおいて測定基準面を形成するテーブルに貫通孔を形成し、該貫通孔の上方に下方が開口した断面コ字状の真空容器を、下方に上方が開口した断面コ字状のフレームを配置し、該真空容器内に冷凍機の冷凍機ヘッドが、該冷凍機ヘッドより下側部分がフレーム内に位置するように該冷凍機を配置し、該冷凍機の側部を密封状に覆う密封部材の上部と該真空容器の下部を可撓性真空ベローズで接続することが好ましい。   A through-hole is formed in the table forming the measurement reference surface in the housing, a U-shaped vacuum container having a lower opening above the through-hole, and a U-shaped frame having an upper opening below the through-hole. The refrigerator head is placed in the vacuum vessel so that the lower part of the refrigerator head is positioned in the frame, and the sides of the refrigerator are sealed in a sealed manner. The upper part of the member and the lower part of the vacuum vessel are preferably connected by a flexible vacuum bellows.

本発明の試料冷却装置において、複数個のフレームと複数組みの緩衝機を用い、多段ないしは多重構造で構成することが好ましい。   In the sample cooling apparatus of the present invention, it is preferable that a plurality of frames and a plurality of sets of shock absorbers are used to form a multistage or multiple structure.

試料ホルダ、可撓性熱伝導部材及び冷凍機の冷凍機ヘッドを該冷凍機の中間冷却部に接続された熱輻射シールドにより覆うことが好ましい。   The sample holder, the flexible heat conducting member, and the refrigerator head of the refrigerator are preferably covered with a heat radiation shield connected to the intermediate cooling unit of the refrigerator.

試料の振動及びドリフトの値をそれぞれ0.2μm以下、かつ、試料の温度を20K以下とすることが好ましい。   It is preferable that the vibration and drift values of the sample are 0.2 μm or less and the temperature of the sample is 20 K or less.

前記の第1及び/又は第2緩衝機が、能動除振機能を有することが好ましい。複数個のフレームと複数組みの緩衝機においても、緩衝機の全部又は一部に能動除振機能を有することが好ましい。   The first and / or second buffer preferably has an active vibration isolation function. Even in a plurality of frames and a plurality of sets of shock absorbers, it is preferable that all or a part of the shock absorbers have an active vibration isolation function.

真空容器が着脱式ないしは開閉式の光学窓を有することが好ましい。光学窓を通し、試料を観測することや光学測定を行うことが可能となるが、光学窓を開けた際、試料交換を行うことも可能となる。   It is preferable that the vacuum container has a detachable or openable optical window. Although it is possible to observe the sample and perform optical measurement through the optical window, it is also possible to exchange the sample when the optical window is opened.

熱輻射シールドが光学測定用の穴を有することが好ましい。   The thermal radiation shield preferably has an optical measurement hole.

熱輻射シールドが着脱式ないしは開閉式の蓋を有することが好ましい。   It is preferable that the heat radiation shield has a detachable or openable lid.

熱輻射シールドが熱を通さない光学窓を有することが好ましい。   It is preferred that the heat radiation shield has an optical window that is impermeable to heat.

試料もしくはウェハーに電線、プローブ電極、カンチレバー又は光プローブ部材を接続または近接できる機構を設置することが好ましい。   It is preferable to install a mechanism that can connect or approach an electric wire, a probe electrode, a cantilever, or an optical probe member to a sample or a wafer.

少なくとも2つ以上の梁で断熱部材と真空容器を固定することが好ましい。   It is preferable to fix the heat insulating member and the vacuum vessel with at least two beams.

梁が、熱輻射シールドを貫通する構造を有することが好ましい。   It is preferable that the beam has a structure that penetrates the heat radiation shield.

梁が、真空容器の外側から穴に挿入され断熱部材に固定されるボルト状の形状を有し、該ボルト状の梁のヘッドを該真空容器の真空カバーで覆い、該真空容器と該真空カバーとの間の真空漏れをOリングで防ぐ構成とすることが好ましい。   The beam has a bolt shape inserted into the hole from the outside of the vacuum vessel and fixed to the heat insulating member, the head of the bolt beam is covered with the vacuum cover of the vacuum vessel, and the vacuum vessel and the vacuum cover It is preferable to adopt a configuration in which a vacuum leak between the two is prevented by an O-ring.

梁が、真空容器の外側から穴に挿入され断熱部材に固定されるボルト状の形状を有し、該ボルト状の梁の円柱状側面が該真空容器穴に密着され、該梁の該円柱状側面と該穴の側面との間の真空漏れをOリングで防ぐ構成とすることが好ましい。   The beam has a bolt-like shape that is inserted into the hole from the outside of the vacuum vessel and is fixed to the heat insulating member, and the cylindrical side surface of the bolt-like beam is in close contact with the vacuum vessel hole, and the columnar shape of the beam It is preferable that the O-ring prevents vacuum leakage between the side surface and the side surface of the hole.

梁6本ないしは8本により該試料ホルダの位置ないしは傾斜を測定基準面に対し調整できる機構を有する構成とすることが好ましい。   It is preferable to have a structure that can adjust the position or inclination of the sample holder with respect to the measurement reference plane by using six or eight beams.

断熱部材が円筒状ないしは棒状の構造を有することが好ましい。   It is preferable that the heat insulating member has a cylindrical or rod-like structure.

試料もしくはウェハーを試料ホルダに固定する際、リングあるいはメッシュ状の板を該試料上に設置し、該リングあるいは該メッシュ状の板をネジあるいはクランプで該試料ホルダに固定する構成とすることが好ましい。   When fixing the sample or wafer to the sample holder, it is preferable that a ring or mesh plate is placed on the sample and the ring or mesh plate is fixed to the sample holder with a screw or clamp. .

試料ホルダが、静電吸着機能を有することが好ましい。   It is preferable that the sample holder has an electrostatic adsorption function.

可撓性熱伝導部材が、銅線、銀線、銀メッキした銅線、金メッキした銅線、金メッキした銀線、銅製リボン、銀製リボン、銀メッキした銅製リボン、金メッキした銅製リボン又は金メッキした銀製リボンから作製されることが好ましい。   Flexible heat conducting member is copper wire, silver wire, silver plated copper wire, gold plated copper wire, gold plated silver wire, copper ribbon, silver ribbon, silver plated copper ribbon, gold plated copper ribbon or gold plated silver It is preferably made from a ribbon.

真空容器に試料もしくはウェハーを交換するためのゲートバルブとロードロックを設置ことが好ましい。   It is preferable to install a gate valve and a load lock for exchanging the sample or wafer in the vacuum vessel.

ロードロック内あるいは該ロードロック外に試料もしくはウェハーを交換するための単一あるいは複数の試料を保持するカセットを有することが好ましい。   It is preferable to have a cassette for holding a single sample or a plurality of samples for exchanging samples or wafers inside or outside the load lock.

手動アームないしは自動アームにより試料もしくはウェハーを交換する構成とすることが好ましい。   It is preferable that a sample or a wafer is exchanged by a manual arm or an automatic arm.

測定基準面を有するテーブルないしは該測定基準面を有するテーブルに固定された部材を光学定盤とする構成とすることが好ましい。ここで、前記光学定盤やテーブルは、ハウジングを形成する部材の1つである。   It is preferable that the table having the measurement reference surface or the member fixed to the table having the measurement reference surface is an optical surface plate. Here, the optical surface plate and the table are one of the members forming the housing.

測定基準面を第二の測定基準面に対し移動ないしは微動させる機構を備えることが好ましい。   It is preferable to provide a mechanism for moving or finely moving the measurement reference plane relative to the second measurement reference plane.

冷凍機として、GM式冷凍機あるいはソルベー式冷凍機あるいはジュールトムソン式冷凍機あるいはピストン管式冷凍機あるいはヘリウム循環式冷凍機を用いることが好ましい。   As the refrigerator, a GM refrigerator, a Solvay refrigerator, a Joule-Thomson refrigerator, a piston tube refrigerator, or a helium circulation refrigerator is preferably used.

試料の顕微鏡観察、顕微分光、近接場顕微鏡観察、近接場分光、光応答特性評価、光伝導特性評価又は伝導特性評価の試料冷却装置として利用されることが好ましい。   It is preferably used as a sample cooling device for microscopic observation of a sample, microscopic light, near-field microscopic observation, near-field spectroscopy, photoresponse characteristic evaluation, photoconductive characteristic evaluation, or conductive characteristic evaluation.

試料の顕微鏡観察、顕微分光、近接場顕微鏡観察、近接場分光、光応答特性評価、光伝導特性評価又は伝導特性評価をウェハー状態で行える構成とする試料冷却装置であることが好ましい。   It is preferable that the sample cooling device has a configuration in which the sample can be microscopically observed, microscopically differentiated, near-field microscopically observed, near-field spectroscopy, photoresponse characteristic evaluation, photoconductive characteristic evaluation, or conductive characteristic evaluation in a wafer state.

このように、本発明では、試料ないしはウェハーを極低温に冷却しても、測定基準面に対して、試料ないしはウェハーの振動やドリフトがほとんど無い状態にすることが可能となる。例えば、試料ないしはウェハーの温度が20K以下で、試料ないしはウェハーの振動やドリフトを0.2μm以下にすることができる。   Thus, in the present invention, even if the sample or wafer is cooled to a very low temperature, it is possible to make the sample or wafer almost free of vibration and drift with respect to the measurement reference plane. For example, the temperature of the sample or wafer can be 20 K or less, and the vibration or drift of the sample or wafer can be 0.2 μm or less.

したがって、極低温下における試料ないしはウェハーのより精密な顕微鏡観察、顕微分光、近接場顕微鏡観察、近接場分光、光応答特性評価、光伝導特性評価又は伝導特性評価が可能となる。
精密な顕微鏡観察ないしは顕微観察もしくは顕微分光は、走査型トンネル顕微鏡(STM)、原子間力顕微鏡(AFM)、近接場走査型光学顕微鏡(NSOM)又は他の種々の走査型プローブ顕微鏡(SPM)によって行うこともできる。
Therefore, it is possible to perform more precise microscopic observation, microscopic differential light, near-field microscopic observation, near-field spectroscopy, photoresponse characteristic evaluation, photoconductive characteristic evaluation, or conductive characteristic evaluation of a sample or wafer at an extremely low temperature.
Precise microscopic observation or microscopic observation or microspectroscopy is performed by a scanning tunneling microscope (STM), an atomic force microscope (AFM), a near-field scanning optical microscope (NSOM), or various other scanning probe microscopes (SPM). It can also be done.

本発明に係る試料冷却装置の実施の形態を図面を参照して、以下に説明する。   Embodiments of a sample cooling apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る試料冷却装置の構成の概要を一部を縦断面図、一部を正面図で示す正面図である。この図1に示すように、本発明に係る試料冷却装置は、測定基準面1を形成するテーブルに固定された真空容器2内に断熱部材4を介して試料ホルダ5を固定するとともに、測定基準面1を形成するテーブルに第1緩衝機6を介してフレーム7を設置し、フレーム7に第2緩衝機8を介して支持されるとともに真空容器2内に冷凍機ヘッドが臨むようにして冷凍機11を設置し、冷凍機11の冷凍機ヘッド12を可撓性熱伝導部材13を介して試料ホルダ5に接続してなるものである。   FIG. 1 is a front view showing a part of the outline of the configuration of the sample cooling apparatus according to the present invention in a longitudinal sectional view and partly in a front view. As shown in FIG. 1, the sample cooling apparatus according to the present invention fixes a sample holder 5 through a heat insulating member 4 in a vacuum vessel 2 fixed to a table forming a measurement reference surface 1, and also measures a measurement reference. A frame 7 is installed on the table forming the surface 1 via the first buffer 6, and the refrigerator 11 is supported by the frame 7 via the second buffer 8 and the refrigerator head faces the vacuum vessel 2. And the refrigerator head 12 of the refrigerator 11 is connected to the sample holder 5 via the flexible heat conducting member 13.

測定基準面1を形成するテーブルは、水平に設置された平板状部材からなり、底板60から立設した縦壁61により支持されており、中央部に貫通孔62が形成されている。
図1に示す試料冷却装置においては、測定基準面1を形成するテーブルの上方に下方が開口した断面コ字状の真空容器2が、測定基準面1を形成するテーブルの下方に冷凍機11を支持するところの上方が開口した断面コ字状のフレーム7が配置されている。図1中、ハウジングは、測定基準面1を形成するテーブル、縦壁61、及び底板60からなる。
The table forming the measurement reference plane 1 is made of a flat plate-like member installed horizontally, supported by a vertical wall 61 erected from the bottom plate 60, and a through hole 62 is formed at the center.
In the sample cooling apparatus shown in FIG. 1, a vacuum container 2 having a U-shaped cross-section with a lower opening opened above a table forming the measurement reference plane 1 is provided with a refrigerator 11 below the table forming the measurement reference plane 1. A frame 7 having a U-shaped cross-section with an opening above the support is disposed. In FIG. 1, the housing includes a table that forms the measurement reference plane 1, a vertical wall 61, and a bottom plate 60.

冷凍機11は、冷凍機ヘッド12が真空容器2内に位置し、冷凍機ヘッド12より下側部分がフレーム7内の空間に位置するように配置されており、冷凍機11の側部を密封状に覆う密封部材10の上部と真空容器2の下部を可撓性真空ベローズ9で接続し、真空容器2内の空間と連続した真空空間を形成している。図1の場合、冷凍機11の中間冷却部14は、可撓性真空ベローズ9内に位置している。
冷凍機11は、側部を密封状に覆う密封部材10とフレーム7の内側壁との間に数カ所設けられた第2緩衝器8、及び、フレーム7の底壁に設けられた第2緩衝器8を介してフレーム7により支持されている。
The refrigerator 11 is arranged such that the refrigerator head 12 is located in the vacuum vessel 2 and the lower part of the refrigerator head 12 is located in the space in the frame 7, and the side portion of the refrigerator 11 is sealed. The upper part of the sealing member 10 covered in a shape and the lower part of the vacuum vessel 2 are connected by a flexible vacuum bellows 9 to form a vacuum space continuous with the space in the vacuum vessel 2. In the case of FIG. 1, the intermediate cooling unit 14 of the refrigerator 11 is located in the flexible vacuum bellows 9.
The refrigerator 11 includes a second shock absorber 8 provided at several places between a sealing member 10 that covers the side portion in a sealing manner and an inner wall of the frame 7, and a second shock absorber provided at the bottom wall of the frame 7. It is supported by the frame 7 via 8.

水平状に配置された平板状の試料ホルダ5の下側に円筒状の断熱部材4が接続され、断熱部材4が真空容器2から延びた梁3により支持されている。平板状の試料ホルダ5及び円筒状の断熱部材4により形成される下側開口のコ字状空間内に冷凍機11の冷凍機ヘッド12が位置しており、冷凍機ヘッド12、可撓性熱伝導部材13及び試料ホルダ5を覆うように、冷凍機11の中間冷却部14から上方に延びた円筒状の熱輻射シールド15が設けられている。   A cylindrical heat insulating member 4 is connected to the lower side of a flat sample holder 5 arranged horizontally, and the heat insulating member 4 is supported by a beam 3 extending from the vacuum vessel 2. The refrigerator head 12 of the refrigerator 11 is located in the U-shaped space of the lower opening formed by the flat sample holder 5 and the cylindrical heat insulating member 4, and the refrigerator head 12, flexible heat A cylindrical heat radiation shield 15 extending upward from the intermediate cooling unit 14 of the refrigerator 11 is provided so as to cover the conductive member 13 and the sample holder 5.

ここで、冷凍機11をフレーム7の内側に配置することで、本発明による試料冷却装置を小型化することができる。   Here, by disposing the refrigerator 11 inside the frame 7, the sample cooling device according to the present invention can be miniaturized.

また、真空容器2を測定基準面1の上に配置することで、本発明による試料冷却装置の組み立て、メンテナンス又は試料交換が容易になる。   In addition, by disposing the vacuum vessel 2 on the measurement reference plane 1, assembly, maintenance, or sample replacement of the sample cooling device according to the present invention is facilitated.

なお、真空容器2を測定基準面1の下側に配置することで、その上部の空間に他の測定装置などを配置することが容易になる。   In addition, by disposing the vacuum vessel 2 below the measurement reference surface 1, it becomes easy to dispose another measuring device or the like in the space above it.

さて、冷凍機11及び冷凍機の側部を密封状に覆う密封部材10は、冷凍機11の稼動中に振動を発生させるが、冷凍機11及び密封部材10とフレーム7との間に設けられた緩衝機8によりその振動が減衰されて、フレーム7に僅かに伝わる。   The sealing member 10 that covers the refrigerator 11 and the sides of the refrigerator in a sealing manner generates vibration during operation of the refrigerator 11, and is provided between the refrigerator 11 and the sealing member 10 and the frame 7. The vibration is attenuated by the shock absorber 8 and transmitted to the frame 7 slightly.

ここで、フレーム7が、基準面1に対し第1緩衝機6により浮かされ、自由に振動できる構造となっており、さらに、第2緩衝機8により、冷凍機11及び密封部材10に接続されているため、フレーム7は、冷凍機11の動きに遅れて動く。   Here, the frame 7 is floated with respect to the reference plane 1 by the first shock absorber 6 and can be freely vibrated, and further connected to the refrigerator 11 and the sealing member 10 by the second shock absorber 8. Therefore, the frame 7 moves behind the movement of the refrigerator 11.

そのため、冷凍機11の振動とフレーム7の振動の位相がずれ、フレーム7は、冷凍機11及び密封部材10の振動を打ち消すように作用する。   Therefore, the vibration of the refrigerator 11 and the vibration of the frame 7 are out of phase, and the frame 7 acts to cancel the vibration of the refrigerator 11 and the sealing member 10.

フレーム7に伝わった僅かな振動も、さらに、第1緩衝機6により減衰されるため、結果として、冷凍機11及び密封部材10の振動は、測定基準面1ないしは測定基準面1に固定された部材には、ほとんど伝わらないばかりか、元の冷凍機11及び密封部材10の振動を押えることが可能となる。   The slight vibration transmitted to the frame 7 is further attenuated by the first shock absorber 6, and as a result, the vibration of the refrigerator 11 and the sealing member 10 is fixed to the measurement reference plane 1 or the measurement reference plane 1. In addition to being hardly transmitted to the members, it is possible to suppress vibrations of the original refrigerator 11 and the sealing member 10.

一方、上記で説明した冷凍機11及び密封部材10の減じられた振動も、可撓性真空ベローズ9の可撓性により、測定基準面1にはほとんど伝わらない。   On the other hand, the reduced vibrations of the refrigerator 11 and the sealing member 10 described above are hardly transmitted to the measurement reference plane 1 due to the flexibility of the flexible vacuum bellows 9.

また、試料17ないしは試料ホルダ5は、可撓性熱伝導部材13を介して冷凍機ヘッド12により冷やされるが、可撓性熱伝導部材13の可撓性により、冷凍機11の振動は、試料ホルダ5ないしは試料17にはほとんど伝わらない。   In addition, the sample 17 or the sample holder 5 is cooled by the refrigerator head 12 through the flexible heat conducting member 13, but due to the flexibility of the flexible heat conducting member 13, the vibration of the refrigerator 11 causes the sample to vibrate. Little is transmitted to the holder 5 or the sample 17.

このような構成とすることにより、試料17を極低温に冷却しても、測定基準面1に対して、試料17の振動やドリフトがほとんど無い状態にすることが可能となる。   With such a configuration, even when the sample 17 is cooled to a very low temperature, it is possible to make the sample 17 have almost no vibration or drift with respect to the measurement reference plane 1.

第1緩衝機6及び/又は第2緩衝機8が能動除振機能を有するようにすると、測定基準面1に対して、さらに、試料17をより無振動、無ドリフト状態に近づけることが出来る。
ここで、能動除振機能とは、まず、元の振動を検出し、ついで、その振動とは逆位相で同じ振幅の振動を発生させることで、元の振動をフィードバック的に相殺し、結果的に振動を元の振動より減衰させる機能を意味する。
When the first shock absorber 6 and / or the second shock absorber 8 has an active vibration isolation function, the sample 17 can be brought closer to a vibration-free and drift-free state with respect to the measurement reference plane 1.
Here, the active vibration isolation function first detects the original vibration, and then generates a vibration having the same amplitude as that of the vibration, thereby canceling the original vibration in a feedback manner. It means the function to attenuate the vibration from the original vibration.

なお、真空容器2に光学窓16を設置することにより、試料17の観察や、光学測定が可能となる。   In addition, observation of the sample 17 and optical measurement are possible by installing the optical window 16 in the vacuum vessel 2.

熱輻射シールド15に熱を通さない光学窓18を設置することにより、試料17を外部から観察しても試料17の温度上昇を押えることが可能となる。また、試料17に電線、プローブ電極、カンチレバー又は光プローブ部材を接続または近接できる図示しない機構を設置してもよい。   By installing the optical window 18 that does not allow heat to pass through the heat radiation shield 15, it is possible to suppress the temperature rise of the sample 17 even when the sample 17 is observed from the outside. Further, a mechanism (not shown) that can connect or approach an electric wire, a probe electrode, a cantilever, or an optical probe member to the sample 17 may be installed.

ここで、熱輻射シールド15は、図1に示すように、断熱部材4の内側および外側に設置されるよう分岐する構造にすると、熱輻射シールド効果が高くなる。   Here, as shown in FIG. 1, when the heat radiation shield 15 is branched so as to be installed inside and outside the heat insulating member 4, the heat radiation shield effect is enhanced.

少なくとも2つ以上の梁3で断熱部材4と真空容器2を固定することにより、試料17を測定基準面1に対して強固に固定し、相対運動を減じることが可能となる。   By fixing the heat insulating member 4 and the vacuum vessel 2 with at least two or more beams 3, the sample 17 can be firmly fixed to the measurement reference plane 1 and the relative motion can be reduced.

この場合、梁3は、熱輻射シールド15を貫通する構造となる。   In this case, the beam 3 has a structure that penetrates the heat radiation shield 15.

また、梁3が、真空容器2の外側から挿入され断熱部材4に固定されるボルト状の形状を有し、ボルト状の梁3のヘッドを真空容器2にOリング19を介して密着された真空カバー20により覆うことにより、試料17を測定基準面1に対して強固に固定し、かつ、真空容器2内の真空を保つことができる。   Further, the beam 3 has a bolt-like shape that is inserted from the outside of the vacuum vessel 2 and fixed to the heat insulating member 4, and the head of the bolt-like beam 3 is brought into close contact with the vacuum vessel 2 through an O-ring 19. By covering with the vacuum cover 20, the sample 17 can be firmly fixed to the measurement reference plane 1 and the vacuum in the vacuum container 2 can be maintained.

この場合、ボルト状の梁3の閉め具合により、断熱部材4、試料ホルダ5および試料17の位置を微動させることが可能であるが、別途、梁3を測定基準面1に対し移動あるいは微動させる図示しない機構を追加してもよい。   In this case, the position of the heat insulating member 4, the sample holder 5, and the sample 17 can be slightly moved by closing the bolt-shaped beam 3, but the beam 3 is separately moved or slightly moved with respect to the measurement reference plane 1. You may add the mechanism which is not illustrated.

なお、Oリングは、ボルト状の梁3のヘッドの下部で、ボルト状の梁3の円柱側面に設置してもよい。   The O-ring may be installed on the cylindrical side surface of the bolt-shaped beam 3 below the head of the bolt-shaped beam 3.

さらに、梁6本ないしは8本にすることで、断熱部材4、試料ホルダ5及び試料17の位置又は傾斜を測定基準面1に対しより精度よく調整することができる。   Furthermore, by using six or eight beams, the position or inclination of the heat insulating member 4, the sample holder 5, and the sample 17 can be adjusted with respect to the measurement reference plane 1 with higher accuracy.

断熱部材4は、円筒状又は棒状の構造とすることで強度が増加し、試料ホルダ5ないしは試料17を測定基準面1に対し強固に固定できる。   The heat insulating member 4 has a cylindrical or rod-shaped structure, so that the strength is increased and the sample holder 5 or the sample 17 can be firmly fixed to the measurement reference plane 1.

なお、試料17を試料ホルダ5に固定する際、接着剤で固定することもできるが、図示しないリングあるいはメッシュ状の板を試料17上に設置し、該リングあるいは該メッシュ状の板をネジあるいはクランプで試料ホルダ5に固定することで、試料の固定や試料の交換が容易になる。
また、この際、試料17を、別途、図示しない板状の部材に固定し、該板状の部材を試料ホルダ5に着脱する機構にしてもよい。
The sample 17 can be fixed to the sample holder 5 with an adhesive, but a ring or mesh plate (not shown) is placed on the sample 17 and the ring or mesh plate is screwed or removed. By fixing to the sample holder 5 with the clamp, it is easy to fix the sample and replace the sample.
At this time, the sample 17 may be separately fixed to a plate-like member (not shown), and the plate-like member may be attached to and detached from the sample holder 5.

なお、試料ホルダ5が、静電吸着機能を有すと、試料17の着脱がさらに容易になる。   In addition, when the sample holder 5 has an electrostatic adsorption function, the sample 17 can be easily attached and detached.

可撓性熱伝導部材13として、銅線、銀線、銀メッキした銅線、金メッキした銅線、金メッキした銀線、銅製リボン、銀製リボン、銀メッキした銅製リボン、金メッキした銅製リボン又は金メッキした銀製リボンを用いることができる。   As the flexible heat conducting member 13, copper wire, silver wire, silver plated copper wire, gold plated copper wire, gold plated silver wire, copper ribbon, silver ribbon, silver plated copper ribbon, gold plated copper ribbon or gold plated A silver ribbon can be used.

真空容器2に試料17を交換するための図示しないゲートバルブとロードロックを設置すると、真空容器2内の真空を維持しながら、試料17の交換をすることができる。   If a gate valve (not shown) and a load lock for exchanging the sample 17 are installed in the vacuum vessel 2, the sample 17 can be exchanged while maintaining the vacuum in the vacuum vessel 2.

ロードロック内あるいは該ロードロック外に試料もしくはウェハーを交換するための単一あるいは複数の試料もしくはウェハーを保持するカセットを設置すると、複数の試料もしくはウェハーを連続して測定することが可能となる。   If a cassette for holding a single sample or a plurality of samples or wafers for exchanging samples or wafers is installed inside or outside the load lock, it is possible to measure a plurality of samples or wafers continuously.

その際、手動アーム又は自動アームにより試料17を交換すると迅速に試料交換が行える。
なお、この際、試料17を、別途、板状の部材に固定し、該板状の部材ごと交換してもよい。
At that time, if the sample 17 is replaced by a manual arm or an automatic arm, the sample can be quickly replaced.
At this time, the sample 17 may be separately fixed to a plate-like member and replaced with the plate-like member.

測定基準面1を形成するテーブルを光学定盤とする構成とすると、光学定盤に設置した光学系を用いて試料17を測定することが可能となる。なお、測定基準面1ないしは上記光学定盤に対し、冷凍機、フレーム、真空容器などを横に寝かせる配置や上下を反転した配置で固定しても良い。   When the table forming the measurement reference surface 1 is configured as an optical surface plate, the sample 17 can be measured using an optical system installed on the optical surface plate. The measurement reference plane 1 or the optical surface plate may be fixed by placing the refrigerator, the frame, the vacuum vessel, etc. on the side or by inverting the top and bottom.

測定基準面1を図示しない第二の測定基準面に対し移動又は微動させる機構を備えると、第二の測定基準面に設置した測定系を用い、試料17の面内分布の測定が可能となる。   When a mechanism for moving or finely moving the measurement reference plane 1 with respect to a second measurement reference plane (not shown) is provided, the in-plane distribution of the sample 17 can be measured using a measurement system installed on the second measurement reference plane. .

冷凍機11として、GM式冷凍機、ソルベー式冷凍機、ジュールトムソン式冷凍機、ピストン管式冷凍機又はヘリウム循環式冷凍機を用いることができる。   As the refrigerator 11, a GM type refrigerator, a Solvay type refrigerator, a Joule Thomson type refrigerator, a piston tube type refrigerator, or a helium circulation type refrigerator can be used.

試料17の顕微鏡観察、顕微分光、近接場顕微鏡観察、近接場分光、光応答特性評価、光伝導特性評価又は伝導特性評価の試料冷却装置として利用することが可能である。   The sample 17 can be used as a sample cooling device for microscopic observation, microscopic light, near-field microscopic observation, near-field spectroscopy, photoresponse characteristic evaluation, photoconductive characteristic evaluation, or conductive characteristic evaluation.

試料17の顕微鏡観察、顕微分光、近接場顕微鏡観察、近接場分光、光応答特性評価、光伝導特性評価又は伝導特性評価をウェハー状態で行える試料冷却装置の構成とすることにより、ウェハーの検査が可能となる。   Inspection of the wafer can be performed by configuring the sample cooling apparatus that can perform microscopic observation, microscopic observation, near-field microscopic observation, near-field spectroscopy, photoresponse characteristic evaluation, photoconductive characteristic evaluation, or conductive characteristic evaluation of the sample 17 in a wafer state. It becomes possible.

図2は、本発明に係る試料冷却装置の構成の概要を示す正面図である。この図2は、図1に類似しているが、図2では、2個のフレーム(7、7−1)と複数組みの緩衝機を用い、2段ないしは2重構造で構成してなるものであり、2段で振動が伝わらないようにすることで、より振動が伝わり難くしたものである。なお、複数個のフレームと複数組みの緩衝機を用い、3段以上の多段ないしは3重以上の多重構造で構成することで、さらに振動を伝わり難くすることも可能である。緩衝機の全部又は一部が能動除振機能を有することも可能である。また、図2に示すように、フレーム7に設置した梁105で可撓性真空ベローズ9を支えることにより、より除振効果を増すことも可能である。なお、図2において図1と同符号は図1と同じものを意味する。   FIG. 2 is a front view showing an outline of the configuration of the sample cooling apparatus according to the present invention. This FIG. 2 is similar to FIG. 1, but in FIG. 2, two frames (7, 7-1) and a plurality of sets of shock absorbers are used to form a two-stage or double structure. By preventing the vibration from being transmitted in two stages, the vibration is more difficult to be transmitted. In addition, it is also possible to make it difficult to transmit vibration by using a plurality of frames and a plurality of sets of shock absorbers, and having a multi-stage structure of three or more stages or a triple structure of three or more layers. It is possible that all or part of the shock absorber has an active vibration isolation function. Further, as shown in FIG. 2, the vibration isolation effect can be further increased by supporting the flexible vacuum bellows 9 with a beam 105 installed on the frame 7. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same elements as those in FIG.

以下に本発明を実施例に基づき図面を参照して説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明中、各図の説明中で同符号は図1及び図2を含めて、同じものを示す。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following examples. In the following description, the same reference numerals in FIG. 1 and FIG.

本発明の試料冷却装置の実施例1を、図3に示す。この実施例1の試料冷却装置は、本発明の特徴とする真空容器2、梁3、断熱部材4、試料ホルダ5−2と、第1緩衝機6、6−2、フレーム7、第2緩衝機8、可撓性真空ベローズ9、密封部材10、冷凍機11、可撓性熱伝導部材13、および、熱輻射シールド15を図1において説明したように、測定基準面1を形成するテーブルに固定された部材22に配置して成るものである。
なお、図3には、緩衝部材51と、ばね付き緩衝部材52と、支持具53、54、55及び56と、密封部材10とからなる密封手段26、梁3のヘッドを真空カバー20により覆ってなる密封手段27、並びに試料17と光学窓16からなる密封手段28を、それぞれ拡大して模式的に図中に対応して示した。
Example 1 of the sample cooling device of the present invention is shown in FIG. The sample cooling apparatus according to the first embodiment includes a vacuum vessel 2, a beam 3, a heat insulating member 4, a sample holder 5-2, a first shock absorber 6, 6-2, a frame 7, and a second buffer, which are the features of the present invention. As shown in FIG. 1, the machine 8, the flexible vacuum bellows 9, the sealing member 10, the refrigerator 11, the flexible heat conducting member 13, and the heat radiation shield 15 are formed on the table forming the measurement reference plane 1. It is arranged on a fixed member 22.
In FIG. 3, the vacuum cover 20 covers the buffer member 51, the spring-loaded buffer member 52, the sealing means 26 including the support members 53, 54, 55 and 56, and the sealing member 10, and the head of the beam 3. The sealing means 27 and the sealing means 28 including the sample 17 and the optical window 16 are respectively enlarged and schematically shown in the drawing.

なお、実施例1では、測定基準面1が光学定盤21上に設定されており、測定基準面1を形成する光学定盤21上に固定された部材22に真空容器2が固定されている。   In Example 1, the measurement reference surface 1 is set on the optical surface plate 21, and the vacuum container 2 is fixed to a member 22 fixed on the optical surface plate 21 that forms the measurement reference surface 1. .

また、光学定盤21は、柱23により、床24に固定されており、部材22や床23に接続された第1緩衝機6又は第1緩衝機6−2を介して、フレーム7が設置されている。   The optical surface plate 21 is fixed to the floor 24 by a pillar 23, and the frame 7 is installed via the first buffer 6 or the first buffer 6-2 connected to the member 22 and the floor 23. Has been.

なお、光学定盤21や柱23に別途除振機能を持たせてやってもよい。
図3中、ハウジングは、光学定盤21、部材22、柱23、及び床24からなる。
Note that the optical surface plate 21 and the column 23 may be separately provided with a vibration isolation function.
In FIG. 3, the housing includes an optical surface plate 21, a member 22, a pillar 23, and a floor 24.

冷凍機11又は密封部材10は、フレーム7に第2緩衝機8又は第2緩衝機8−2を介して設置され、密封部材10は、可撓性真空ベローズ9を介して真空容器2に接続されている。   The refrigerator 11 or the sealing member 10 is installed in the frame 7 via the second shock absorber 8 or the second shock absorber 8-2, and the sealing member 10 is connected to the vacuum container 2 via the flexible vacuum bellows 9. Has been.

ここで、冷凍機11又は密封部材10をフレーム7の内部に設置しており、全体のサイズをコンパクトにするよう配置している。   Here, the refrigerator 11 or the sealing member 10 is installed inside the frame 7 and is arranged so as to make the overall size compact.

また、第1緩衝機6は、ゴム、樹脂、ゲル又はばねなどの緩衝部材を用いており、第2緩衝機8や8−2は各空間方向に主な役割を分けて担わせた緩衝部材の組合せを緩衝機と成すよう配置した例であり、第2緩衝機8は、立て方向の振動を緩衝させる緩衝部材51と水平方向の振動を緩衝させるばね付き緩衝部材52を支持具53、54、55および56により支持する構成としている。   Further, the first shock absorber 6 uses a shock absorbing member such as rubber, resin, gel, or spring, and the second shock absorbers 8 and 8-2 are shock absorbing members in which main roles are divided in respective space directions. The second shock absorber 8 includes a shock absorber 51 for buffering vertical vibration and a shock absorber 52 with a spring for buffering horizontal vibration in support members 53 and 54. , 55 and 56.

また、第2緩衝機8−2は、第2緩衝機8の機能の4つ分を一つにまとめて構成した構造である。   The second shock absorber 8-2 has a structure in which four functions of the second shock absorber 8 are combined into one.

なお、緩衝部材の組合せは、この例に限定される必要はなく、他の組合せでも良い。   The combination of the buffer members is not necessarily limited to this example, and other combinations may be used.

一方、試料ホルダ5−2は、真空容器2に梁3により固定された断熱部材4上に固定され、その下部が、可撓性熱伝導部材13を介して、冷凍機ヘッド12に接続されている。   On the other hand, the sample holder 5-2 is fixed on the heat insulating member 4 fixed to the vacuum vessel 2 by the beam 3, and the lower part thereof is connected to the refrigerator head 12 via the flexible heat conducting member 13. Yes.

また、熱輻射シールド15は、冷凍機11の中間冷却部14に接続されており、冷却ヘッド12、可撓性熱伝導部材13及び試料ホルダ5−2を覆い、外界からの熱輻射を防いでいる。   The heat radiation shield 15 is connected to the intermediate cooling unit 14 of the refrigerator 11 and covers the cooling head 12, the flexible heat conducting member 13, and the sample holder 5-2 to prevent heat radiation from the outside. Yes.

なお、この実施例1では、試料17は、側面から観測可能なように配置されており、側面の光学窓16からより近くに観測できるように、熱輻射シールド15を貫通して配置されている。   In Example 1, the sample 17 is arranged so as to be observable from the side surface, and is arranged through the thermal radiation shield 15 so as to be observed closer to the optical window 16 on the side surface. .

この実施例1では、試料17の温度を10K以下に冷却でき、かつ、測定基準面をなす光学定盤21または部材22に対して、試料17の振動およびドリフトを0.1μm以下に押えることが出来た。   In the first embodiment, the temperature of the sample 17 can be cooled to 10K or less, and the vibration and drift of the sample 17 can be suppressed to 0.1 μm or less with respect to the optical surface plate 21 or the member 22 forming the measurement reference surface. done.

また、フレーム7にキャスター25を付けておくと、装置を移動させる際に便利であった。   Further, if the caster 25 is attached to the frame 7, it is convenient for moving the apparatus.

図4は、本発明の試料冷却装置の実施例2を示す。この実施例2は、上面から試料を観測できるように構成している。   FIG. 4 shows Example 2 of the sample cooling device of the present invention. The second embodiment is configured so that the sample can be observed from the upper surface.

熱を通さない光学窓18のついた熱輻射シールドの蓋34および真空容器の蓋33を開け、固定リング35を外すことにより、試料17を交換することができる。   The sample 17 can be exchanged by opening the cover 34 of the heat radiation shield and the vacuum container cover 33 with the optical window 18 that does not allow heat to pass through and removing the fixing ring 35.

なお、梁3は、真空容器2の外部から挿入され、断熱部材4の内側の止め具31にねじ止めされているが、その際、熱輻射シールド15に明けられた穴を貫通している。   The beam 3 is inserted from the outside of the vacuum vessel 2 and screwed to a stopper 31 inside the heat insulating member 4. At this time, the beam 3 passes through a hole opened in the heat radiation shield 15.

また、可撓性熱伝導部材13は、熱伝導部材32を通して冷凍機ヘッド12に接続されているが、可撓性熱伝導部材13の両端には、試料ホルダ5と熱伝導部材32に接続するための部材が接続されている。   Further, the flexible heat conducting member 13 is connected to the refrigerator head 12 through the heat conducting member 32, and the flexible heat conducting member 13 is connected to the sample holder 5 and the heat conducting member 32 at both ends. The member for is connected.

なお、試料17は、ウェハー状態で、固定リング35を用いて、試料ホルダ5に固定することが可能であるが、試料ホルダ5に静電吸着機能を持たせると試料交換がより簡便である。
また、試料17を、別途、図示しない板状の部材に固定し、該板状の部材ごと交換してもよい。
The sample 17 can be fixed to the sample holder 5 in the wafer state by using the fixing ring 35. However, if the sample holder 5 is provided with an electrostatic adsorption function, the sample replacement is easier.
Alternatively, the sample 17 may be separately fixed to a plate-like member (not shown) and replaced with the plate-like member.

図5は、本発明の試料冷却装置の実施例3を示す。この実施例3は、顕微分光装置41に設置された対物レンズ42により、側面から試料を観測ないしは顕微分光あるいは顕微光応答測定できるようにしている。   FIG. 5 shows Example 3 of the sample cooling apparatus of the present invention. In the third embodiment, the objective lens 42 installed in the microspectroscopic device 41 can be used to observe a sample from the side surface or to perform microspectroscopic light or microscopic light response measurement.

測定基準面は光学定盤21上に設定されており、光学定盤21に本発明の試料冷却装置および顕微分光装置が固定されているため、試料の温度を10K以下にした状態で、試料の振動やドリフトを0.1μm以下に押えた高精度の顕微鏡観察、顕微分光又は顕微光応答測定が可能であった。   Since the measurement reference plane is set on the optical surface plate 21 and the sample cooling device and the microspectroscopic device of the present invention are fixed to the optical surface plate 21, the sample temperature is set to 10K or less. High-precision microscopic observation, microscopic differential light or microscopic light response measurement with vibration and drift suppressed to 0.1 μm or less were possible.

図6(A)及び図6(B)は、本発明の試料冷却装置の実施例4を示す。この実施例4は、試料の光伝導特性または伝導特性を測定できるようにしている。図6(A)は試料冷却装置の使用状態の説明図、図6(B)はICソケット75に差込む試料固定部材78を拡大して示す模式図である。   6 (A) and 6 (B) show Example 4 of the sample cooling device of the present invention. In Example 4, the photoconductivity or conductivity of the sample can be measured. FIG. 6A is an explanatory diagram of the usage state of the sample cooling device, and FIG. 6B is a schematic diagram showing an enlarged sample fixing member 78 inserted into the IC socket 75. FIG.

ここで、試料固定部材78において、試料17はICパッケージ71に接着され、ICパッケージ71の電極パッド72に電線73で電気的に接続している。   Here, in the sample fixing member 78, the sample 17 is bonded to the IC package 71 and is electrically connected to the electrode pad 72 of the IC package 71 by the electric wire 73.

また、ICパッケージ71は、試料ホルダ5−2に設置されているICソケット75に電極端子74を差込み固定する。   Further, the IC package 71 inserts and fixes the electrode terminal 74 into the IC socket 75 installed in the sample holder 5-2.

ここで、電線73−2をICソケット75の各電極端子に接続すると、試料固定部材78上の試料17と電気測定装置76を電気的に接続することができるので、試料の光伝導特性ないしは伝導特性を測定することが可能となる。   Here, when the electric wire 73-2 is connected to each electrode terminal of the IC socket 75, the sample 17 on the sample fixing member 78 and the electrical measuring device 76 can be electrically connected. It becomes possible to measure the characteristics.

なお、試料カバー77をICパッケージ71に被せることで、試料17の温度を安定化させることができる。   Note that the temperature of the sample 17 can be stabilized by placing the sample cover 77 on the IC package 71.

勿論、多少不便ではあるが、ICパッケージやICソケットを用いなくても、試料に電線を接続させることは可能である。   Of course, although it is somewhat inconvenient, it is possible to connect an electric wire to the sample without using an IC package or an IC socket.

図7は、本発明の試料冷却装置の実施例5を示す。この実施例5は、試料の光伝導特性、伝導特性を測定できるようにした別の例である。   FIG. 7 shows Embodiment 5 of the sample cooling device of the present invention. Example 5 is another example in which the photoconductivity and conductivity of a sample can be measured.

ここで、試料ホルダ5に設置された試料17は、プローブ電極81により電気測定装置と電気的に接続されるが、プローブ電極81を移動ステージ82で可動すれば、試料17の複数の電気経路に対する電気測定が可能である。
なお、プローブ電極81、又はプローブ電極81をカンチレバー又は光プローブ部材に置き換えたもので、近接場顕微鏡観察又は近接場分光をすることが可能である。
Here, the sample 17 installed in the sample holder 5 is electrically connected to the electrical measuring device by the probe electrode 81, but if the probe electrode 81 is moved by the moving stage 82, the sample 17 is connected to a plurality of electrical paths of the sample 17. Electrical measurement is possible.
The probe electrode 81 or the probe electrode 81 is replaced with a cantilever or an optical probe member, and near-field microscope observation or near-field spectroscopy can be performed.

図8は、本発明の試料冷却装置の実施例6を示す。この実施例6は、試料の交換を容易にした例である。   FIG. 8 shows a sixth embodiment of the sample cooling device of the present invention. Example 6 is an example in which sample exchange is facilitated.

この実施例6では、真空容器2にゲートバルブ91とロードロック92が設置されており、真空容器2とロードロック92内の真空を維持しながら、ゲートバルブ91を、ゲートバルブ開閉機構91−2を操作することにより、開け、アーム93を真空容器2内に出し入れすることにより、試料17を真空容器2からロードロック92に、あるいは、ロードロック92から真空容器2内の試料ホルダ5に移動することができる。   In the sixth embodiment, the gate valve 91 and the load lock 92 are installed in the vacuum vessel 2, and the gate valve 91 is connected to the gate valve opening / closing mechanism 91-2 while maintaining the vacuum in the vacuum vessel 2 and the load lock 92. The sample 17 is moved from the vacuum vessel 2 to the load lock 92 or from the load lock 92 to the sample holder 5 in the vacuum vessel 2 by opening and closing the arm 93 in and out of the vacuum vessel 2. be able to.

この際、試料ホルダ5を低温に維持しながら試料交換することも可能であるので、測定時間の一層の短縮につながる。   At this time, the sample can be exchanged while maintaining the sample holder 5 at a low temperature, which leads to further shortening of the measurement time.

なお、アーム93は、手動でも良いが、自動で動作させると正確かつ迅速に試料交換が行える。   The arm 93 may be manually operated, but when it is automatically operated, the sample can be exchanged accurately and quickly.

一方、ロードロック92内に試料を交換するための単一あるいは複数の試料を保持するカセット94を設置すると、真空を維持しながら、複数の試料を連続して測定することが可能となる。   On the other hand, when a cassette 94 for holding a single sample or a plurality of samples for exchanging samples is installed in the load lock 92, it is possible to continuously measure a plurality of samples while maintaining a vacuum.

なお、カセット94は、カセット移動機構94−2により可動できるが、試料又はカセット94は、ロードロックの扉92−2を開けることで、ロードロック92の外に取り出すことができる。   The cassette 94 can be moved by the cassette moving mechanism 94-2. However, the sample or the cassette 94 can be taken out of the load lock 92 by opening the load lock door 92-2.

また、カセット94は、真空容器2内に設置してもよい。その際、カセット移動機構94−2は真空容器2に設置する。   Further, the cassette 94 may be installed in the vacuum container 2. At that time, the cassette moving mechanism 94-2 is installed in the vacuum vessel 2.

試料ホルダ5が、試料押え機構又は静電吸着機能を有すと、試料17の着脱が確実に行え、冷却効率も良くなる。
なお、試料を別途板状の部材に固定し、該板状の部材を試料ホルダ5に着脱する機構にしてもよい。
When the sample holder 5 has a sample pressing mechanism or an electrostatic adsorption function, the sample 17 can be attached and detached reliably, and the cooling efficiency is improved.
Note that a mechanism may be employed in which the sample is separately fixed to a plate-like member and the plate-like member is attached to and detached from the sample holder 5.

図9は、本発明の試料冷却装置の実施例7を示す。この実施例7は、測定基準面1または試料17を第二の測定基準面101に対し、移動ないしは微動させる機構を設置した例である。   FIG. 9 shows Example 7 of the sample cooling apparatus of the present invention. The seventh embodiment is an example in which a mechanism for moving or finely moving the measurement reference plane 1 or the sample 17 with respect to the second measurement reference plane 101 is installed.

ここで、試料冷却装置103は、移動ステージ102に設置され、第二の測定基準面101に対し、試料冷却装置103または試料17の相対位置を変えることができる。   Here, the sample cooling device 103 is installed on the moving stage 102, and the relative position of the sample cooling device 103 or the sample 17 can be changed with respect to the second measurement reference plane 101.

この実施例を用いれば、第二の測定基準面101に固定した光学測定系などを用い、移動ステージ102により、試料冷却装置103を移動させることで、貫通孔104から、試料17の面内分布特性などの測定が可能となる。   According to this embodiment, an in-plane distribution of the sample 17 from the through hole 104 is achieved by moving the sample cooling device 103 by the moving stage 102 using an optical measurement system or the like fixed to the second measurement reference surface 101. Measurement of characteristics, etc. becomes possible.

以上、本発明の試料冷却装置の最良の形態を実施例に基づいて説明したが、本発明はこのような実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載の技術的事項の範囲内で、いろいろな実施例があることは言うまでもない。   The best mode of the sample cooling apparatus of the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to such embodiments, and is within the scope of the technical matters described in the claims. Needless to say, there are various embodiments.

以上の構成から成る本発明によれば、従来問題であった、試料ないしはウェハーを冷凍機により極低温に冷却する場合、冷凍機を振動源とする振動が、試料ないしはウェハーに伝わり、試料ないしはウェハーが、測定基準面に対し、振動あるいはドリフトするため、顕微鏡観察、顕微分光、近接場顕微鏡観察、近接場分光、光伝導特性評価又は伝導特性評価を行う場合、その精度を低下させてしまうということがないため、試料ないしはウェハーの極低温下における高精度な測定を必要とする用途に適用できる。   According to the present invention having the above-described configuration, when the sample or wafer is cooled to a cryogenic temperature by a refrigerator, vibration using the refrigerator as a vibration source is transmitted to the sample or wafer, which has been a conventional problem. However, because it vibrates or drifts with respect to the measurement reference plane, when performing microscopic observation, microscopic differential light, near-field microscopic observation, near-field spectroscopy, photoconductive property evaluation, or conductive property evaluation, the accuracy is reduced. Therefore, the present invention can be applied to an application that requires high-precision measurement of a sample or a wafer at an extremely low temperature.

例えば、試料ないしはウェハーの極低温下における顕微鏡観察や顕微分光ないしは顕微光伝導特性の測定や、近接場顕微鏡観察または近接場分光等にきわめて有用である。   For example, it is extremely useful for microscopic observation of a sample or wafer at a very low temperature, measurement of microscopic differential light or microscopic photoconductive characteristics, near-field microscopic observation, or near-field spectroscopy.

特に、本発明の試料冷却装置を、ウェハー検査装置に用いた場合、簡便に極低温下の高分解能測定ができるため、より信頼性の高いウェハーの品質管理が可能となる。   In particular, when the sample cooling apparatus of the present invention is used in a wafer inspection apparatus, high-resolution measurement at an extremely low temperature can be easily performed, so that more reliable wafer quality control can be performed.

本発明に係る試料冷却装置の構成の概要を示す正面図である。It is a front view which shows the outline | summary of a structure of the sample cooling device which concerns on this invention. 本発明に係る試料冷却装置の構成の変更態様の概要を示す正面図である。It is a front view which shows the outline | summary of the change aspect of the structure of the sample cooling device which concerns on this invention. 本発明の試料冷却装置の実施例1を示す正面図である。It is a front view which shows Example 1 of the sample cooling device of this invention. 本発明の試料冷却装置の実施例2を示す正面図である。It is a front view which shows Example 2 of the sample cooling device of this invention. 本発明の試料冷却装置の実施例3を示す平面図である。It is a top view which shows Example 3 of the sample cooling device of this invention. 本発明の試料冷却装置の実施例4の要部を示す正面図であり、試料冷却装置の使用状態の説明図である。It is a front view which shows the principal part of Example 4 of the sample cooling device of this invention, and is explanatory drawing of the use condition of a sample cooling device. 図6(A)中のICソケット75に差込む試料固定部材78を拡大して示す模式図である。FIG. 7 is an enlarged schematic view showing a sample fixing member 78 to be inserted into the IC socket 75 in FIG. 本発明の試料冷却装置の実施例5の要部を示す正面図である。It is a front view which shows the principal part of Example 5 of the sample cooling device of this invention. 本発明の試料冷却装置の実施例6の要部を示す正面図である。It is a front view which shows the principal part of Example 6 of the sample cooling device of this invention. 本発明の試料冷却装置の実施例7を示す正面図である。It is a front view which shows Example 7 of the sample cooling device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 測定基準面
2 真空容器
3 梁
4 断熱部材
5、5−2 試料ホルダ
6、6−2 第1緩衝機
7、7−1 フレーム
8 第2緩衝機
9 可撓性真空ベローズ
10 密封部材
11 冷凍機
12 冷凍機ヘッド
13 可撓性熱伝導部材
14 中間冷却部
15 熱輻射シールド
16 光学窓
17 試料
18 熱を通さない光学窓
19 Oリング
20 真空カバー
21 光学定盤
22 部材
23 柱
24 床
25 キャスター
31 止め具
32 熱伝導部材
33 真空容器の蓋
34 熱輻射シールドの蓋
35 固定リング
41 顕微分光装置
42 対物レンズ
51 緩衝部材
52 ばね付き緩衝部材
53、54、55、56 止め具
60 底板
61 縦壁
62 貫通孔
71 ICパッケージ
72 電極パッド
73、73−2 電線
74 電極端子
75 ICソケット
76 電気測定装置
77 試料カバー
78 試料固定部材
81 ブローブ電極
82 移動ステージ
91 ゲートバルブ
91−2 ゲートバルブ開閉機構
92 ロードロック
92−2 ロードロックの扉
93 アーム
94 カセット
94−2 カセット移動機構
101 第二の測定基準面
102 移動ステージ
103 試料冷却装置
104 貫通孔
105 梁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement reference plane 2 Vacuum container 3 Beam 4 Thermal insulation member 5, 5-2 Sample holder 6, 6-2 First buffer 7, 7-1 Frame 8 Second buffer 9 Flexible vacuum bellows 10 Sealing member 11 Freezing Machine 12 Refrigerator head 13 Flexible heat conduction member 14 Intermediate cooling part 15 Heat radiation shield 16 Optical window 17 Sample 18 Optical window not passing heat 19 O-ring 20 Vacuum cover 21 Optical platen 22 Member 23 Pillar 24 Floor 25 Caster DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 Stopper 32 Thermal conduction member 33 Vacuum container lid 34 Thermal radiation shield lid 35 Fixing ring 41 Microspectroscope 42 Objective lens 51 Buffer member 52 Spring-cushion member 53, 54, 55, 56 Stopper 60 Bottom plate 61 Vertical wall 62 Through-hole 71 IC package 72 Electrode pad 73, 73-2 Electric wire 74 Electrode terminal 75 IC socket 76 Electrical measurement Device 77 Sample cover 78 Sample fixing member 81 Probe electrode 82 Moving stage 91 Gate valve 91-2 Gate valve opening / closing mechanism 92 Load lock 92-2 Load lock door 93 Arm 94 Cassette 94-2 Cassette moving mechanism 101 Second measurement standard Surface 102 Moving stage 103 Sample cooling device 104 Through hole 105 Beam

Claims (27)

(a)測定基準面を形成するテーブルを有するハウジングに設けられた、断熱部材を介して支持され真空容器内に配置した試料ホルダと、
(b)前記ハウジング内に配置されたフレームであって、前記ハウジングと前記フレームとの間が第1緩衝機によって支持されたフレームと、
(c)前記フレーム内に配置した冷凍機であって、該冷凍機が、該フレームと、前記真空容器の方向に冷凍機ヘッドを向けた該冷凍機との間に配設された第2緩衝機によって支持され、かつ、該冷凍機の該冷凍機ヘッドが、前記試料ホルダと該冷凍機ヘッドとの間に配設した可撓性熱伝導部材によって、該試料ホルダに接続してなる、
ことを特徴とする試料冷却装置。
(A) a sample holder provided in a housing having a table forming a measurement reference surface, supported through a heat insulating member and disposed in a vacuum vessel;
(B) a frame disposed in the housing, the frame supported between the housing and the frame by a first shock absorber;
(C) A refrigerator disposed in the frame, wherein the refrigerator is disposed between the frame and the refrigerator with the refrigerator head facing the vacuum vessel. And the refrigerator head of the refrigerator is connected to the sample holder by a flexible heat conducting member disposed between the sample holder and the refrigerator head.
A sample cooling apparatus.
測定基準面一方の側に真空容器を、他方の側にフレームを配置することを特徴とする請求項1に記載の試料冷却装置。   2. The sample cooling apparatus according to claim 1, wherein a vacuum container is disposed on one side of the measurement reference surface and a frame is disposed on the other side. 前記ハウジングにおいて測定基準面を形成するテーブルに貫通孔を形成し、該貫通孔の上方に下方が開口した断面コ字状の真空容器を、下方に上方が開口した断面コ字状のフレームを配置し、該真空容器内に冷凍機の冷凍機ヘッドが、該冷凍機ヘッドより下側部分が該フレーム内に位置するように該冷凍機を配置し、該冷凍機の側部を密封状に覆う密封部材の上部と該真空容器の下部を可撓性真空ベローズで接続してなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の試料冷却装置。   A through-hole is formed in the table forming the measurement reference surface in the housing, a U-shaped vacuum container having a lower opening above the through-hole, and a U-shaped frame having an upper opening below the through-hole. Then, the refrigerator head of the refrigerator is disposed in the vacuum vessel so that the lower portion of the refrigerator head is positioned in the frame, and the side portion of the refrigerator is covered in a sealed manner. The sample cooling apparatus according to claim 1 or 2, wherein an upper part of the sealing member and a lower part of the vacuum container are connected by a flexible vacuum bellows. 試料ホルダ、可撓性熱伝導部材及び冷凍機の冷凍機ヘッドを該冷凍機の中間冷却部に接続された熱輻射シールドにより覆うことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   4. The sample holder, the flexible heat conducting member, and the refrigerator head of the refrigerator are covered with a heat radiation shield connected to the intermediate cooling section of the refrigerator. The sample cooling device according to 1. 試料又はウェハーの振動及びドリフトの値をそれぞれ0.2μm以下、かつ、該試料もしくは該ウェハーの温度を20K以下とすることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   5. The vibration value and drift value of the sample or wafer are each 0.2 μm or less, and the temperature of the sample or wafer is 20 K or less. 6. Sample cooling device. 第1緩衝機及び/又は第2緩衝機が能動除振機能を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first shock absorber and / or the second shock absorber has an active vibration isolation function. 真空容器が着脱式又は開閉式の光学窓を有することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the vacuum container has a detachable or openable optical window. 熱輻射シールドが光学測定用の穴を有することを特徴とする請求項4乃至請求項7のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling apparatus according to claim 4, wherein the heat radiation shield has a hole for optical measurement. 熱輻射シールドが着脱式又は開閉式の蓋を有することを特徴とする請求項4乃至請求項8のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling apparatus according to any one of claims 4 to 8, wherein the heat radiation shield has a detachable or openable lid. 熱輻射シールドに熱を通さない光学窓を設置することを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling device according to any one of claims 1 to 9, wherein an optical window that does not allow heat to pass through the heat radiation shield is installed. 試料もしくはウェハーに電線、プローブ電極、カンチレバー又は光プローブ部材を接続または近接できる機構を設置することを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling device according to any one of claims 1 to 10, wherein a mechanism capable of connecting or approaching an electric wire, a probe electrode, a cantilever, or an optical probe member to a sample or a wafer is installed. 断熱部材を少なくとも2つ以上の梁で真空容器に固定することを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling device according to any one of claims 1 to 11, wherein the heat insulating member is fixed to the vacuum vessel with at least two beams. 梁が、熱輻射シールドを貫通する構造を有することを特徴とする請求項12記載の試料冷却装置。   The sample cooling apparatus according to claim 12, wherein the beam has a structure that penetrates the heat radiation shield. 梁が、真空容器の外側から穴に挿入され断熱部材に固定されるボルト状の形状を有し、該ボルト状の梁のヘッドを該真空容器の真空カバーで覆い、該真空容器と該真空カバーとの間の真空漏れをOリングで防ぐことを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の試料冷却装置。   The beam has a bolt shape that is inserted into the hole from the outside of the vacuum vessel and is fixed to the heat insulating member, the head of the bolt beam is covered with the vacuum cover of the vacuum vessel, and the vacuum vessel and the vacuum cover The sample cooling device according to claim 12 or 13, wherein a vacuum leak between the two is prevented by an O-ring. 梁が、真空容器の外側から穴に挿入され断熱部材に固定されるボルト状の形状を有し、該ボルト状の梁の円柱状側面が該真空容器穴に密着され、該梁の該円柱状側面と該穴の側面との間の真空漏れをOリングで防ぐことを特徴とする請求項12乃至請求項14のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The beam has a bolt-like shape that is inserted into the hole from the outside of the vacuum vessel and is fixed to the heat insulating member, and the cylindrical side surface of the bolt-like beam is in close contact with the vacuum vessel hole, and the columnar shape of the beam The sample cooling device according to any one of claims 12 to 14, wherein a vacuum leak between the side surface and the side surface of the hole is prevented by an O-ring. 6本乃至8本の梁により試料ホルダの位置又は傾斜を測定基準面に対し調整できる機構を有することを特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling device according to any one of claims 1 to 15, further comprising a mechanism capable of adjusting the position or inclination of the sample holder with respect to the measurement reference plane by using six to eight beams. 断熱部材が円筒状又は棒状の形状を有することを特徴とする請求項1乃至請求項16のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling device according to any one of claims 1 to 16, wherein the heat insulating member has a cylindrical shape or a rod shape. 試料もしくはウェハーを試料ホルダに固定する際、リング又はメッシュ状の板を該試料上に設置し、該リング又は該メッシュ状の板をネジ又はクランプで該試料ホルダに固定するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   When the sample or wafer is fixed to the sample holder, a ring or mesh plate is placed on the sample, and the ring or mesh plate is fixed to the sample holder with a screw or a clamp. The sample cooling device according to any one of claims 1 to 17. 試料ホルダが静電吸着機能を有することを特徴とする請求項1乃至請求項18のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling device according to any one of claims 1 to 18, wherein the sample holder has an electrostatic adsorption function. 可撓性熱伝導部材が、銅線、銀線、銀メッキした銅線、金メッキした銅線、金メッキした銀線、銅製リボン、銀製リボン、銀メッキした銅製リボン、金メッキした銅製リボン又は金メッキした銀製リボンから作製されることを特徴とする請求項1乃至請求項19のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   Flexible heat conducting member is copper wire, silver wire, silver plated copper wire, gold plated copper wire, gold plated silver wire, copper ribbon, silver ribbon, silver plated copper ribbon, gold plated copper ribbon or gold plated silver The sample cooling device according to any one of claims 1 to 19, wherein the sample cooling device is manufactured from a ribbon. 真空容器に試料もしくはウェハーを交換するためのゲートバルブとロードロックを設置したことを特徴とする請求項1乃至請求項20のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   21. The sample cooling apparatus according to claim 1, wherein a gate valve and a load lock for exchanging a sample or a wafer are installed in the vacuum container. ロードロック内あるいは該ロードロック外に試料もしくはウェハーを交換するための単一あるいは複数の試料もしくはウェハーを保持するカセットを有することを特徴とする請求項1乃至請求項21のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The cassette according to any one of claims 1 to 21, further comprising a cassette for holding a single sample or a plurality of samples or wafers for exchanging a sample or a wafer in or outside the load lock. Sample cooling device. 手動アーム又は自動アームにより試料もしくはウェハーを交換することを特徴とする請求項1乃至請求項22のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling device according to any one of claims 1 to 22, wherein the sample or the wafer is exchanged by a manual arm or an automatic arm. 測定基準面を形成するテーブルが光学テーブルであることを特徴とする請求項1乃至請求項23のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling device according to any one of claims 1 to 23, wherein the table forming the measurement reference surface is an optical table. 前記測定基準面を第二の測定基準面に対し移動させる機構を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項24のいずれか一項に記載の試料冷却装置。   The sample cooling device according to any one of claims 1 to 24, further comprising a mechanism for moving the measurement reference plane with respect to the second measurement reference plane. 冷凍機として、GM式冷凍機、ソルベー式冷凍機、ジュールトムソン式冷凍機、ピストン管式冷凍機又はヘリウム循環式冷凍機を用いることを特徴とする請求項1乃至請求項25のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   The GM type refrigerator, the Solvay type refrigerator, the Joule-Thompson type refrigerator, the piston tube type refrigerator, or the helium circulation type refrigerator is used as the refrigerator. The sample cooling device according to 1. 試料もしくはウェハーの顕微鏡観察、顕微分光、近接場顕微鏡観察、近接場分光、光応答特性評価、光伝導特性評価又は伝導特性評価の試料冷却装置として利用されることを特徴とする請求項1乃至請求項26のいずれか1項に記載の試料冷却装置。   2. The sample or wafer is used as a sample cooling device for microscopic observation, microscopic observation, near-field microscopic observation, near-field spectroscopy, photoresponse characteristic evaluation, photoconductive characteristic evaluation, or conductive characteristic evaluation. Item 26. The sample cooling apparatus according to any one of Items 26.
JP2007101158A 2006-04-06 2007-04-06 Sample cooling device Expired - Fee Related JP4803518B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007101158A JP4803518B2 (en) 2006-04-06 2007-04-06 Sample cooling device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006105586 2006-04-06
JP2006105586 2006-04-06
JP2007101158A JP4803518B2 (en) 2006-04-06 2007-04-06 Sample cooling device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007298506A true JP2007298506A (en) 2007-11-15
JP4803518B2 JP4803518B2 (en) 2011-10-26

Family

ID=38768099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007101158A Expired - Fee Related JP4803518B2 (en) 2006-04-06 2007-04-06 Sample cooling device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4803518B2 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009200176A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Hitachi High-Technologies Corp Substrate supporting device, substrate measuring device, heat-conductive sheet fitting tool, and heat-conductive sheet fitting method
KR101198300B1 (en) 2010-09-27 2012-11-07 한국전기연구원 cylinder type sample holder
JP2015025592A (en) * 2013-07-25 2015-02-05 独立行政法人物質・材料研究機構 Surface observation sample cooling device and surface observation device
JP2015226010A (en) * 2014-05-29 2015-12-14 東京エレクトロン株式会社 Electrostatic attraction device, electrostatic chuck, and cooling processing unit
KR101694993B1 (en) * 2016-08-08 2017-01-11 한국기초과학지원연구원 Apparatus and method for measuring thermal property of test piece using cryogenic refrigerator
JP2018503044A (en) * 2014-10-23 2018-02-01 アットキューブ システムズ アーゲー Optical table
JP2018507531A (en) * 2014-11-24 2018-03-15 アットキューブ システムズ アーゲー table
KR20180035208A (en) * 2015-06-25 2018-04-05 브루커 나노, 인코퍼레이션. Sample container holding device for scanning probe microscope
CN108479878A (en) * 2018-02-23 2018-09-04 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 A kind of low vibration low temperature test device
JP2020065031A (en) * 2018-10-19 2020-04-23 東京エレクトロン株式会社 Oxidation treatment module, substrate treatment system, and oxidation treatment method
JP2020072249A (en) * 2018-10-25 2020-05-07 東京エレクトロン株式会社 Stage device and processing device
US11293092B2 (en) * 2018-10-25 2022-04-05 Tokyo Electron Limited Stage device and processing apparatus

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6181580U (en) * 1984-11-02 1986-05-30
JPH01104349A (en) * 1987-10-15 1989-04-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Cryogenic stage in vacuum vessel
JPH0534557U (en) * 1991-08-23 1993-05-07 岩谷産業株式会社 Sample fixing device for low temperature measuring device
JPH05245395A (en) * 1992-02-29 1993-09-24 Aisin Seiki Co Ltd Device for cooling and testing element
JPH05297092A (en) * 1992-04-21 1993-11-12 Chodendo Sensor Kenkyusho:Kk Superconducting device
JPH0674819A (en) * 1992-08-27 1994-03-18 Mitsubishi Electric Corp Freezing device
JPH06109821A (en) * 1992-09-30 1994-04-22 Toyo Sanso Kk Measuring probe cooling device of squid fluxmeter
JPH0784058A (en) * 1993-09-16 1995-03-31 Toshiba Corp Ge semiconductor detector
JPH0950910A (en) * 1995-08-09 1997-02-18 Sumitomo Electric Ind Ltd Superconducting coil cooling device
JPH09229997A (en) * 1996-02-27 1997-09-05 Nagase & Co Ltd Testing apparatus using refrigerator
JPH1187131A (en) * 1997-09-10 1999-03-30 Sumitomo Heavy Ind Ltd Magnetic field fluctuation suppressing helium-free superconducting magnet device
JPH11512512A (en) * 1995-09-11 1999-10-26 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Indirect cooling of electrical equipment
JP2002277086A (en) * 2001-03-21 2002-09-25 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryostatic refrigerator
JP2005024184A (en) * 2003-07-03 2005-01-27 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryogenic cooling device
JP2006041259A (en) * 2004-07-28 2006-02-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cooler

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6181580U (en) * 1984-11-02 1986-05-30
JPH01104349A (en) * 1987-10-15 1989-04-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Cryogenic stage in vacuum vessel
JPH0534557U (en) * 1991-08-23 1993-05-07 岩谷産業株式会社 Sample fixing device for low temperature measuring device
JPH05245395A (en) * 1992-02-29 1993-09-24 Aisin Seiki Co Ltd Device for cooling and testing element
JPH05297092A (en) * 1992-04-21 1993-11-12 Chodendo Sensor Kenkyusho:Kk Superconducting device
JPH0674819A (en) * 1992-08-27 1994-03-18 Mitsubishi Electric Corp Freezing device
JPH06109821A (en) * 1992-09-30 1994-04-22 Toyo Sanso Kk Measuring probe cooling device of squid fluxmeter
JPH0784058A (en) * 1993-09-16 1995-03-31 Toshiba Corp Ge semiconductor detector
JPH0950910A (en) * 1995-08-09 1997-02-18 Sumitomo Electric Ind Ltd Superconducting coil cooling device
JPH11512512A (en) * 1995-09-11 1999-10-26 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Indirect cooling of electrical equipment
JPH09229997A (en) * 1996-02-27 1997-09-05 Nagase & Co Ltd Testing apparatus using refrigerator
JPH1187131A (en) * 1997-09-10 1999-03-30 Sumitomo Heavy Ind Ltd Magnetic field fluctuation suppressing helium-free superconducting magnet device
JP2002277086A (en) * 2001-03-21 2002-09-25 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryostatic refrigerator
JP2005024184A (en) * 2003-07-03 2005-01-27 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryogenic cooling device
JP2006041259A (en) * 2004-07-28 2006-02-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cooler

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009200176A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Hitachi High-Technologies Corp Substrate supporting device, substrate measuring device, heat-conductive sheet fitting tool, and heat-conductive sheet fitting method
KR101198300B1 (en) 2010-09-27 2012-11-07 한국전기연구원 cylinder type sample holder
JP2015025592A (en) * 2013-07-25 2015-02-05 独立行政法人物質・材料研究機構 Surface observation sample cooling device and surface observation device
JP2015226010A (en) * 2014-05-29 2015-12-14 東京エレクトロン株式会社 Electrostatic attraction device, electrostatic chuck, and cooling processing unit
JP2018503044A (en) * 2014-10-23 2018-02-01 アットキューブ システムズ アーゲー Optical table
JP2018507531A (en) * 2014-11-24 2018-03-15 アットキューブ システムズ アーゲー table
KR20180035208A (en) * 2015-06-25 2018-04-05 브루커 나노, 인코퍼레이션. Sample container holding device for scanning probe microscope
KR102698740B1 (en) 2015-06-25 2024-08-23 브루커 나노, 인코퍼레이션. Specimen container holding device for scanning probe microscope
KR101694993B1 (en) * 2016-08-08 2017-01-11 한국기초과학지원연구원 Apparatus and method for measuring thermal property of test piece using cryogenic refrigerator
WO2018030598A1 (en) * 2016-08-08 2018-02-15 한국기초과학지원연구원 Device and method for measuring thermophysical properties of specimen using cryocooler
CN108479878A (en) * 2018-02-23 2018-09-04 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 A kind of low vibration low temperature test device
JP2020065031A (en) * 2018-10-19 2020-04-23 東京エレクトロン株式会社 Oxidation treatment module, substrate treatment system, and oxidation treatment method
JP7151368B2 (en) 2018-10-19 2022-10-12 東京エレクトロン株式会社 Oxidation treatment module, substrate treatment system and oxidation treatment method
JP2020072249A (en) * 2018-10-25 2020-05-07 東京エレクトロン株式会社 Stage device and processing device
US11293092B2 (en) * 2018-10-25 2022-04-05 Tokyo Electron Limited Stage device and processing apparatus
JP7233266B2 (en) 2018-10-25 2023-03-06 東京エレクトロン株式会社 Stage equipment and processing equipment
JP2023033384A (en) * 2018-10-25 2023-03-10 東京エレクトロン株式会社 Stage device and processing device
JP7450775B2 (en) 2018-10-25 2024-03-15 東京エレクトロン株式会社 Stage equipment and processing equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP4803518B2 (en) 2011-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4803518B2 (en) Sample cooling device
US8307665B2 (en) Sample cooling apparatus
Garcia-Sanchez et al. Casimir force and in situ surface potential measurements on nanomembranes
CN107179230B (en) Cryogenic systems and methods
JP4133777B2 (en) Nuclear magnetic resonance probe
KR101665221B1 (en) Cryogenic specimen holder and cooling source container
US4841148A (en) Variable temperature scanning tunneling microscope
Zhang et al. A cryogen-free low temperature scanning tunneling microscope capable of inelastic electron tunneling spectroscopy
US4977544A (en) Ultrasonic microscope
Werner et al. Design of a long stroke translation stage for AFM
JP2008107344A (en) Vacuum container for cooling magnetic resonance probe head
US7945964B2 (en) Apparatus structure and scanning probe microscope including apparatus structure
US5635836A (en) Mechanical apparatus with rod, pivot, and translation means for positioning a sample for use with a scanning microscope
JP2018503044A (en) Optical table
JP2004128509A (en) Prober for testing substrate at low temperature
Esmaeilzadeh et al. Atomic resolution imaging using a novel, compact and stiff scanning tunnelling microscope in cryogen‐free superconducting magnet
Chung et al. Design and performance of an ultrahigh vacuum spectroscopic-imaging scanning tunneling microscope with a hybrid vibration isolation system
Liebmann et al. An ultrahigh-vacuum cryostat for simultaneous scanning tunneling microscopy and magneto-transport measurements down to 400 mK
US8763161B2 (en) Zero thermal expansion, low heat transfer, variable temperature sample assembly for probe microscopy
JP6649381B2 (en) table
Foley et al. Cryogenic variable temperature ultrahigh vacuum scanning tunneling microscope
Davidsson et al. Design and operation of a low-temperature scanning tunneling microscope suitable for operation below 1 K
JP2000146990A (en) Scanning probe microscope
von Allwörden et al. Set-up of a high-resolution 300 mK atomic force microscope in an ultra-high vacuum compatible 3He/10 T cryostat
JP3636110B2 (en) Thermomechanical analyzer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110527

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110719

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110729

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140819

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140819

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees