JP2019179754A - Local vacuum device, charged particle device, vacuum region forming method, and charged particle irradiation device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、局所的な真空領域を形成する局所真空装置、局所的な真空領域を介して荷電粒子を照射する荷電粒子装置、局所的な真空領域の形成方法、及び、局所的な真空領域を介して荷電粒子を照射する方法の技術分野に関する。 The present invention relates to, for example, a local vacuum device that forms a local vacuum region, a charged particle device that irradiates charged particles through the local vacuum region, a method for forming a local vacuum region, and a local vacuum. The present invention relates to the technical field of a method of irradiating charged particles through a region.
荷電粒子を照射する装置は、荷電粒子が気体分子との衝突によって散乱してしまうことを防止するために、真空領域を介して荷電粒子を照射する。例えば、特許文献1には、荷電粒子の一例である電子ビームが照射される被検物の検査対象部分の周囲を外気から遮断して局所的な真空領域を形成する走査型電子顕微鏡が記載されている。このような装置(更には、真空領域を形成する任意の装置)では、形成した真空領域を適切に維持することが課題となる。
An apparatus that irradiates charged particles irradiates charged particles through a vacuum region in order to prevent the charged particles from being scattered by collision with gas molecules. For example,
本発明の第1の態様によれば、物体の表面の一部を覆い前記物体と接する真空領域を局所的に形成する真空形成部材と、前記物体を保持可能な保持面を備える保持装置と、前記保持面に沿った第1方向において前記保持面とは異なる位置に位置する面と、前記第1方向及び前記保持面に交差する第2方向の夫々における前記真空形成部材と前記保持装置との相対位置を変更する位置変更装置とを備え、前記位置変更装置は、前記真空形成部材と前記保持装置との前記第1方向における第1相対位置を制御し、且つ、前記真空形成部材と前記保持装置との前記第2方向における第2相対位置を制御して、前記保持面に保持された前記物体及び前記面のいずれか一方に対向していた前記真空形成部材を、前記保持面に保持された前記物体及び前記面のいずれか他方に対向させる局所真空装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a vacuum forming member that covers a part of the surface of the object and locally forms a vacuum region in contact with the object, and a holding device including a holding surface capable of holding the object; A surface located at a position different from the holding surface in a first direction along the holding surface; and the vacuum forming member and the holding device in each of the first direction and a second direction intersecting the holding surface. A position changing device for changing a relative position, wherein the position changing device controls a first relative position of the vacuum forming member and the holding device in the first direction, and the vacuum forming member and the holding device. The vacuum forming member that is opposed to either the object held on the holding surface or the surface is held on the holding surface by controlling a second relative position in the second direction with respect to the apparatus. Said object and said Local vacuum device is opposed to the other is provided.
本発明の第2の態様によれば、第1の態様によって提供される局所真空装置と、前記物体に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置とを備える荷電粒子装置が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a charged particle device comprising the local vacuum device provided by the first aspect and a charged particle irradiation device that irradiates the object with charged particles.
本発明の第3の態様によれば、物体に向けて荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、前記物体上の空間における前記荷電粒子の経路に真空領域を形成する真空形成部材と、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給する気体供給装置とを備える荷電粒子装置が提供される。 According to the third aspect of the present invention, a charged particle irradiation apparatus that irradiates charged particles toward an object, a vacuum forming member that forms a vacuum region in a path of the charged particles in a space on the object, and the vacuum There is provided a charged particle device including a gas supply device that supplies gas to a peripheral region located at least at a part of the periphery of the region.
本発明の第4の態様によれば、物体上の空間に真空形成部材を用いて前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、前記真空形成部材と前記保持装置との前記第1方向における第1相対位置を制御し、且つ前記真空形成部材と前記保持装置との前記第2方向における第2相対位置を制御して、前記保持面に保持された前記物体及び前記面のいずれか一方に対向していた前記真空形成部材を、前記保持面に保持された前記物体及び前記面のいずれか他方に対向させることとを含む真空領域の形成方法が提供される。 According to the fourth aspect of the present invention, the vacuum forming member is locally formed in a space on the object using a vacuum forming member, and the vacuum forming member and the holding device are formed. The first relative position in the first direction and the second relative position in the second direction between the vacuum forming member and the holding device, and the object held on the holding surface; There is provided a method for forming a vacuum region, comprising: causing the vacuum forming member facing one of the surfaces to face either the object held on the holding surface or the other of the surfaces.
本発明の第5の態様によれば、第4の態様によって提供される真空領域の形成方法を用いて前記真空領域を形成することと、前記物体に荷電粒子を照射することとを含む荷電粒子の照射方法が提供される。 According to a fifth aspect of the present invention, charged particles comprising: forming the vacuum region using the method for forming a vacuum region provided by the fourth aspect; and irradiating the object with charged particles. An irradiation method is provided.
本発明の第6の態様によれば、物体に向けて荷電粒子を照射することと、前記物体上の空間における前記荷電粒子の経路に真空領域を形成することと、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給することとを含む荷電粒子の照射方法が提供される。 According to the sixth aspect of the present invention, irradiating the object with charged particles, forming a vacuum region in the path of the charged particles in the space on the object, and at least surrounding the vacuum region There is provided a charged particle irradiation method comprising supplying a gas to a peripheral region located in part.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。 The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing demonstrated below.
以下、図面を参照しながら、局所真空装置、荷電粒子装置、真空領域の形成方法及び荷電粒子の照射方法の実施形態について説明する。以下では、局所的な真空領域VSPを介して電子ビームEBを試料Wに照射して当該試料Wに関する情報を取得する(例えば、試料Wの状態を計測する)走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope)SEMを用いて、局所真空装置、荷電粒子装置、真空領域の形成方法及び荷電粒子の照射方法の実施形態を説明する。試料Wは、例えば、半導体基板である。但し、試料Wは、半導体基板とは異なる物体であってもよい。試料Wは、例えば、直径が約300ミリメートルであり、厚さが約750マイクロメートルから800マイクロメートルとなる円板状の基板である。但し、試料Wは、任意のサイズを有する任意の形状の基板(或いは、物体)であってもよい。例えば、試料Wは、液晶表示素子等のディスプレイのための角形基板やフォトマスクのための角形基板であってもよい。 Hereinafter, embodiments of a local vacuum device, a charged particle device, a vacuum region forming method, and a charged particle irradiation method will be described with reference to the drawings. In the following, a scanning electron microscope (Scanning Electron Microscope) that acquires information on the sample W by irradiating the sample W with the electron beam EB via the local vacuum region VSP (for example, measures the state of the sample W). Embodiments of a local vacuum device, a charged particle device, a vacuum region forming method, and a charged particle irradiation method will be described using an SEM. The sample W is, for example, a semiconductor substrate. However, the sample W may be an object different from the semiconductor substrate. The sample W is, for example, a disk-shaped substrate having a diameter of about 300 millimeters and a thickness of about 750 micrometers to 800 micrometers. However, the sample W may be a substrate (or object) having an arbitrary size and an arbitrary shape. For example, the sample W may be a square substrate for a display such as a liquid crystal display element or a square substrate for a photomask.
また、以下の説明では、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸から定義されるXYZ直交座標系を用いて、走査型電子顕微鏡SEMを構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、X軸方向及びY軸方向のそれぞれが水平方向(つまり、水平面内の所定方向)であり、Z軸方向が鉛直方向(つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向)であるものとする。更に、+Z側が上方(つまり、上側)に相当し、−Z側が下方(つまり、下側)に相当するものとする。尚、Z軸方向は、走査型電子顕微鏡SEMが備える後述のビーム光学系11の光軸AXに平行な方向でもある。また、X軸、Y軸及びZ軸周りの回転方向(言い換えれば、傾斜方向)を、それぞれ、θX方向、θY方向及びθZ方向と称する。 Further, in the following description, the positional relationship of various components constituting the scanning electron microscope SEM will be described using an XYZ orthogonal coordinate system defined by mutually orthogonal X, Y, and Z axes. In the following description, for convenience of explanation, each of the X axis direction and the Y axis direction is a horizontal direction (that is, a predetermined direction in the horizontal plane), and the Z axis direction is a vertical direction (that is, a direction orthogonal to the horizontal plane). Yes, and in the vertical direction). Furthermore, the + Z side corresponds to the upper side (that is, the upper side), and the −Z side corresponds to the lower side (that is, the lower side). The Z-axis direction is also a direction parallel to an optical axis AX of a beam optical system 11 (described later) provided in the scanning electron microscope SEM. Further, the rotation directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis (in other words, the tilt direction) are referred to as a θX direction, a θY direction, and a θZ direction, respectively.
(1)走査型電子顕微鏡SEMの構造
はじめに、図1から図4を参照しながら、走査型電子顕微鏡SEMの構造について説明する。図1は、走査型電子顕微鏡SEMの構造を示す断面図である。図2は、走査型電子顕微鏡SEMが備えるビーム照射装置1の構造を示す断面図である。図3は、走査型電子顕微鏡SEMが備えるビーム照射装置1の構造を示す斜視図である。図4(a)は、走査型電子顕微鏡SEMが備えるステージ22の構造を示す断面図であり、図4(b)は、走査型電子顕微鏡SEMが備えるステージ22の構造を示す平面図である。尚、図面の簡略化のために、図1は、走査型電子顕微鏡SEMの一部の構成要素については、その断面を示していない。
(1) Structure of Scanning Electron Microscope SEM First, the structure of the scanning electron microscope SEM will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a scanning electron microscope SEM. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the
図1に示すように、走査型電子顕微鏡SEMは、ビーム照射装置1と、ステージ装置2と、支持フレーム3と、制御装置4と、ポンプ系5とを備える。更に、ポンプ系5は、真空ポンプ51と、真空ポンプ52とを備える。
As shown in FIG. 1, the scanning electron microscope SEM includes a
ビーム照射装置1は、ビーム照射装置1から下方に向けて電子ビームEBを射出可能である。ビーム照射装置1は、ビーム照射装置1の下方に配置されるステージ装置2が保持する試料Wに対して電子ビームEBを照射可能である。試料Wに対して電子ビームEBを照射するために、ビーム照射装置1は、図2及び図3に示すように、ビーム光学系11と、差動排気系12とを備えている。
The
図2に示すように、ビーム光学系11は、筐体111を備えている。筐体111は、ビーム光学系11の光軸AXに沿って延びる(つまり、Z軸に沿って延びる)ビーム通過空間SPb1が内部に確保されている円筒状の部材である。ビーム通過空間SPb1は、電子ビームEBが通過する空間として用いられる。ビーム通過空間SPb1を通過する電子ビームEBが筐体111を通過する(つまり、筐体111の外部へ漏れ出す)ことを防止するために及び/又はビーム照射装置1の外部の磁場(いわゆる、外乱磁場)がビーム通過空間SPb1を通過する電子ビームEBに影響を与えることを防止するために、筐体111は、高透磁率材料から構成されていてもよい。高透磁率材料の一例として、パーマロイ及びケイ素鋼の少なくとも一方があげられる。これらの高透磁率材料の比透磁率は1000以上である。
As shown in FIG. 2, the beam
ビーム通過空間SPb1は、電子ビームEBが照射される期間中は、真空空間となる。具体的には、ビーム通過空間SPb1には、ビーム通過空間SPb1に連通するように(つまり、つながるように)筐体111(更には、後述する側壁部材122)に形成される配管117を介して真空ポンプ51が連結されている。真空ポンプ51は、ビーム通過空間SPb1が真空空間となるように、ビーム通過空間SPb1を排気して大気圧よりも減圧する。このため、本実施形態における真空空間は、大気圧よりも圧力が低い空間を意味していてもよい。特に、真空空間は、電子ビームEBの試料Wへの適切な照射を妨げないほどにしか気体分子が存在しない空間(言い換えれば、電子ビームEBの試料Wへの適切な照射を妨げない真空度となる空間)を意味していてもよい。ビーム通過空間SPb1は、筐体111の下面に形成されたビーム射出口(つまり、開口)119を介して、筐体111の外部の空間(より具体的には、後述する差動排気系12のビーム通過空間SPb2)に連通している。尚、ビーム通過空間SPb1は、電子ビームEBが照射されない期間中に真空空間となってもよい。
The beam passage space SPb1 is a vacuum space during the period during which the electron beam EB is irradiated. Specifically, the beam passage space SPb1 is connected to the beam passage space SPb1 through a
ビーム光学系11は更に、電子銃113と、電磁レンズ114と、対物レンズ115と、電子検出器116とを備える。電子銃113は、−Z側に向けて電子ビームEBを放出する。尚、電子銃113の代わりに光が照射されたとき電子を放出する光電変換面を用いてもよい。電磁レンズ114は、電子銃113が放出した電子ビームEBを制御する。例えば、電磁レンズ114は、電子ビームEBが所定の光学面(例えば、電子ビームEBの光路に交差する仮想面)上に形成する像の回転量(つまり、θZ方向の位置)、当該像の倍率、及び、結像位置に対応する焦点位置のいずれか一つを制御してもよい。対物レンズ115は、電子ビームEBを所定の縮小倍率で試料Wの表面(具体的には、電子ビームEBが照射される面であり、図1及び図2に示す例では+Z側を向いている面であって且つXY平面に沿った面)WSuに結像させる。電子検出器116は、pn接合又はpin接合の半導体を使用した半導体型電子検出装置(つまり、半導体検出装置)である。電子検出器116は、試料Wに対する電子ビームEBの照射によって生じた電子(例えば、反射電子及び散乱電子の少なくとも一方。散乱電子は2次電子を含む)を検出する。制御装置4は、電子検出器116の検出結果に基づいて、試料Wの状態を特定する。例えば、制御装置4は、電子検出器116の検出結果に基づいて、試料Wの表面WSuの3次元形状を特定する。尚、本実施形態では、試料Wの表面WSuは理想的には平面であり、制御装置4は、その表面WSuに形成されている微細な凹凸パターンの形状を含む表面WSuの3次元形状を特定するものとする。尚、試料Wの表面WSuは平面でなくてもよい。また、電子検出器116は、後述する差動排気系12に設けられてもよい。
The beam
差動排気系12は、真空形成部材121と、側壁部材122とを備える。側壁部材122は、真空形成部材121から上方に延びる筒状の部材である。側壁部材122は、内部に筐体111(つまり、ビーム光学系11)を収容する。側壁部材122は、内部にビーム光学系11を収容した状態でビーム光学系11と一体化されるが、ビーム光学系11から分離可能であってもよい。真空形成部材121は、ビーム光学系11の下方(つまり、−Z側)に配置される。真空形成部材121は、ビーム光学系11の下方において、ビーム光学系11に接続される(つまり、連結)される。真空形成部材121は、ビーム光学系11に接続されてビーム光学系11と一体化されるが、分離可能であってもよい。真空形成部材121の内部には、ビーム通過空間SPb2が形成されている。尚、図3は、真空形成部材121が、ビーム通過空間SPb2の一部であるビーム通過空間SPb2−1が形成された真空形成部材121−1、ビーム通過空間SPb2の一部であるビーム通過空間SPb2−2が形成された真空形成部材121−2、及び、ビーム通過空間SPb2の一部であるビーム通過空間SPb2−3が形成された真空形成部材121−3が、ビーム通過空間SPb2−1からSPb2−3が連通するように積層された構造を有する例を示しているが、真空形成部材121の構造がこの例に限定されることはない。ビーム通過空間SPb2は、真空形成部材121の上面(図3に示す例では、真空形成部材121−3の+Z側の面)に形成されたビーム射出口(つまり、開口)1231を介して、ビーム光学系11のビーム通過空間SPb1に連通している。ビーム通過空間SPb2は、ビーム通過空間SPb1と共に、真空ポンプ51によって排気される(つまり、減圧される)。従って、ビーム通過空間SPb2は、電子ビームEBが照射される期間中は、真空空間となる。ビーム通過空間SPb2は、ビーム通過空間SPb1からの電子ビームEBが通過する空間として用いられる。ビーム通過空間SPb1及びSPb2の少なくとも一方を通過する電子ビームEBが真空形成部材121及び側壁部材122の少なくとも一方を通過する(つまり、差動排気系12の外部へ漏れ出す)ことを防止するために及び/又はビーム照射装置1の外部の磁場(いわゆる、外乱磁場)がビーム通過空間SPb1及びSPb2の少なくとも一方を通過する電子ビームEBに影響を与えることを防止するために、真空形成部材121及び側壁部材122の少なくとも一方は、高透磁率材料から構成されていてもよい。尚、ビーム通過空間SPb2は、電子ビームEBが照射されない期間中に真空空間となってもよい。
The
真空形成部材121は更に、試料Wの表面WSuに対向可能な射出面121LSを備える。図3に示す例では、真空形成部材121−1が、射出面121LSを備えている。ビーム照射装置1は、射出面121LSと表面WSuとの間の間隔D(つまり、Z軸方向におけるビーム照射装置1と試料Wとの間の間隔Dが所望間隔D_target(例えば、10μm以下且つ1μm以上)となるように、後述する間隔調整系14によって、試料Wに対して位置合わせされる。尚、間隔Dは、Z軸方向における射出面121LSと表面WSuの間の距離及びZ軸方向における射出面121LSの位置と表面WSuの位置との差の夫々と等価である。間隔Dは、射出面121LSと表面WSuとのZ軸方向における距離と称してもよい。射出面121LSには、ビーム射出口(つまり、開口)1232が形成されている。尚、真空形成部材121は、試料Wの表面WSuに対向可能な射出面121LSを備えていなくてもよい。図2に示すように、ビーム通過空間SPb2は、ビーム射出口1232を介して、真空形成部材121の外部のビーム通過空間SPb3に連通している。つまり、ビーム通過空間SPb1は、ビーム通過空間SPb2を介してビーム通過空間SPb3に連通している。但し、ビーム通過空間SPb2が確保されていなくてもよい。つまり、ビーム通過空間SPb1は、ビーム通過空間SPb2を介することなくビーム通過空間SPb3に直接連通していてもよい。ビーム通過空間SPb3は、試料W上の局所的な空間である。ビーム通過空間SPb3は、ビーム照射装置1と試料Wとの間(具体的には、射出面121LSと表面WSuとの間)において電子ビームEBが通過する局所的な空間である。ビーム通過空間SPb3は、試料Wの表面WSuのうち電子ビームEBが照射される照射領域に少なくとも面する(或いは、覆う又は接する)空間である。ビーム通過空間SPb3は、ビーム通過空間SPb1及びSPb2と共に、真空ポンプ51によって排気される(つまり、減圧される)。従って、ビーム通過空間SPb3は、電子ビームEBが照射される期間中は、真空空間となる。このため、電子銃113から放出された電子ビームEBは、いずれも真空空間であるビーム通過空間SPb1からSPb3の少なくとも一部を介して試料Wに照射される。尚、ビーム通過空間SPb3は、電子ビームEBが照射されない期間中に真空空間となってもよい。
The
ビーム通過空間SPb3は、ビーム通過空間SPb1及びSPb2よりも真空ポンプ51から離れた位置にある。ビーム通過空間SPb2は、ビーム通過空間SPb1よりも真空ポンプ51から離れた位置にある。このため、ビーム通過空間SPb3の真空度は、ビーム通過空間SPb1及びSPb2の真空度よりも低くなる可能性があり、且つ、ビーム通過空間SPb2の真空度は、ビーム通過空間SPb1の真空度よりも低くなる可能性がある。尚、本実施形態における「空間Aの真空度よりも空間Bの真空度が低い」状態は、「「空間Aの圧力よりも空間Bの圧力が高い」ことを意味する。この場合、真空ポンプ51は、真空度が最も低くなる可能性があるビーム通過空間SPb3の真空度を、電子ビームEBの試料Wへの適切な照射を妨げない真空度にすることができる程度の排気能力を有する。一例として、真空ポンプ51は、ビーム通過空間SPb3の圧力(つまり、気圧)を1×10−3パスカル以下に維持する(例えば、概ね1×10−3パスカルから1×10−4パスカルのオーダーで維持する)ことができる程度の排気能力を有していてもよい。このような真空ポンプ51として、例えば、主ポンプとして用いられるターボ分子ポンプ(或いは、拡散ポンプ、クライオポンプ及びスパッタイオンポンプの少なくとも一つを含む他の種類の高真空用ポンプ)と補助ポンプとして用いられるドライポンプ(或いは、他の種類の低真空用ポンプ)とが組み合わせられた真空ポンプが用いられてもよい。尚、真空ポンプ51は、ビーム通過空間SPb3の圧力(つまり、気圧)を1×10−3パスカル以下に維持することができる程度の排気速度[m3s-1]であってもよい。
The beam passage space SPb3 is located farther from the
但し、ビーム通過空間SPb3は、ビーム通過空間SPb1及びSPb2のように何らかの部材(具体的には、筐体111及び真空形成部材121)によって周囲を取り囲まれた閉鎖空間ではない。つまり、ビーム通過空間SPb3は、何らかの部材によって周囲を取り囲まれていない開放空間である。このため、ビーム通過空間SPb3が真空ポンプ51によって減圧されたとしても、ビーム通過空間SPb3には、ビーム通過空間SPb3の周囲から気体が流入する。その結果、ビーム通過空間SPb3の真空度が低下する可能性がある。そこで、差動排気系12は、ビーム照射装置1と試料Wとの間において差動排気を行うことで、ビーム通過空間SPb3の真空度を維持する。つまり、差動排気系12は、ビーム照射装置1と試料Wとの間において差動排気を行うことで、ビーム照射装置1と試料Wとの間に、周囲と比較して相対的に高い真空度が維持された局所的な真空領域VSPを形成し、局所的な真空領域VSPが局所的なビーム通過空間SPb3を含むようにする。言い換えれば、差動排気系12は、局所的なビーム通過空間SPb3が局所的な真空領域VSPに含まれるように、差動排気を行う。尚、本実施形態での差動排気は、試料Wとビーム照射装置1との間において、一の空間(例えば、ビーム通過空間SPb3)と一の空間とは異なる他の空間との間の気圧差が試料Wとビーム照射装置1との間の間隙の排気抵抗によって維持されるという性質を利用しながらビーム通過空間SPb3を排気することに相当する。ビーム通過空間SPb3が試料Wの表面WSuのうちの少なくとも一部(例えば、電子ビームEBが照射される照射領域)を局所的に覆うことから、真空領域VSPもまた、試料Wの表面WSuのうちの少なくとも一部(例えば、電子ビームEBが照射される照射領域)を局所的に覆う。具体的には、真空形成部材121の射出面121LSには、ビーム射出口1232を取り囲む排気溝(つまり、真空形成部材121を貫通しない開口)124が形成されている。排気溝124には、排気溝124に連通するように真空形成部材121及び側壁部材122に形成される配管125を介して真空ポンプ52が連結されている。尚、図3は、差動排気系12が、排気溝124から真空ポンプ52に到達するまでに配管125が集約されていく構造を有する例を示している。具体的には、図3は、排気溝124が形成されている真空形成部材121−1に、環状の排気溝124から真空形成部材121−1を貫通するように上方に延びる環状の流路125−1が形成され、真空形成部材121−2に、流路125−1に連通するN1本(図3に示す例では、4本)の配管125−21及びN1本の配管125−21を集約する環状の集約流路125−22が形成され、真空形成部材121−3に、集約流路125−22に連通するN2(但し、N2<N1)本(図3に示す例では、2本)の配管125−31及びN2本の配管125−31を集約する環状の集約流路125−32が形成され、集約流路125−32に配管125−4が連通し、配管125−4が真空ポンプ52に接続される例を示している。尚、ここでは配管125−31の本数N2を配管125−21の本数N1の半分であり、1本の配管125−31はこれと連通する2本の配管125−21からほぼ等距離に位置している。また、配管125−31の本数N2を配管125−4の本数(図3に示す例では、1本)の半分であり、配管125−4はこれと連通する2本の配管125−31からほぼ等距離に位置している。よって、それぞれの配管125−21を介した排気経路の長さと圧損はほぼ等しく、排気溝124から排気される空気の量は方位に依らず偏らない。但し、配管125の構造がこの例に限定されることはない。真空ポンプ52は、排気溝124を介して、ビーム通過空間SPb3の周囲の空間を排気する。その結果、差動排気系12は、ビーム通過空間SPb3の真空度を適切に維持することができる。尚、排気溝124は1つにつながった環状でなくてもよく、環の一部を複数有する複数の排気溝であってもよい。
However, the beam passage space SPb3 is not a closed space surrounded by some members (specifically, the
図2に戻って、真空ポンプ52は、主として、ビーム通過空間SPb3の真空度を相対的に高くするために、ビーム通過空間SPb3の周囲の局所的な空間を排気するために用いられる。このため、真空ポンプ52は、真空ポンプ51が維持する真空度よりも低い真空度を維持することができる程度の排気能力を有していてもよい。つまり、真空ポンプ52の排気能力は、真空ポンプ51の排気能力よりも低くてもよい。例えば、真空ポンプ52は、ドライポンプ(或いは、他の種類の低真空用ポンプ)を含む一方でターボ分子ポンプ(或いは、他の種類の高真空用ポンプ)を含んでいない真空ポンプであってもよい。この場合、真空ポンプ52によって減圧される排気溝124及び配管125内の空間の真空度は、真空ポンプ51によって減圧されるビーム照射空間SPb1からSPb3の真空度よりも低くてもよい。尚、真空ポンプ52は、真空ポンプ51が維持する真空度よりも低い真空度を維持することができる程度の排気速度[m3s-1]であってもよい。
Returning to FIG. 2, the
このようにビーム通過空間SPb3に局所的な真空領域VSPが形成される一方で、試料Wの表面WSuのうちビーム通過空間SPb3に面していない部分(特に、ビーム通過空間SPb3から離れた部分)の少なくとも一部は、真空領域VSPよりも真空度が低い非真空領域に覆われていてもよい。典型的には、試料Wの表面WSuのうちビーム空間SPb3に面していない部分の少なくとも一部は、大気圧環境下にあってもよい。このため、真空領域VSPが局所的に形成される状態は、試料Wの表面WSu上において真空領域VSPが局所的に形成される状態(つまり、試料Wの表面WSuに沿った方向において真空領域VSPが局所的に形成される状態)を意味していてもよい。 Thus, while the local vacuum region VSP is formed in the beam passage space SPb3, the portion of the surface WSu of the sample W that does not face the beam passage space SPb3 (particularly, the portion away from the beam passage space SPb3). May be covered with a non-vacuum region having a lower degree of vacuum than the vacuum region VSP. Typically, at least a part of the surface WSu of the sample W that does not face the beam space SPb3 may be in an atmospheric pressure environment. For this reason, the state in which the vacuum region VSP is locally formed is the state in which the vacuum region VSP is locally formed on the surface WSu of the sample W (that is, the vacuum region VSP in the direction along the surface WSu of the sample W). May mean a state in which is locally formed.
再び図1において、ステージ装置2は、ビーム照射装置1の下方(つまり、−Z側)に配置される。ステージ装置2は、定盤21と、ステージ22とを備える。定盤21は、床等の支持面SF上に配置される。ステージ22は、定盤21上に配置される。ステージ22と定盤21との間には、定盤21の振動のステージ22への伝達を防止するための不図示の防振装置が設置されている。ステージ22は、試料Wを保持する。試料Wを保持するために、ステージ22は、図4(a)から図4(c)に示すように、保持部材221と、外周部材222とを備えている。
In FIG. 1 again, the
保持部材221は、XY平面に沿って延びる平板状の(或いは、その他の任意の形状の)部材である。保持部材221は、ビーム照射装置1に対向可能な保持面HSを備える。図4(a)から図4(c)に示す例では、保持面HSは、+Z側(つまり、上方)を向いた面である。XY平面に沿った方向における保持面HSのサイズは、XY平面に沿った方向における試料Wのサイズよりも大きいが、同じであってもよい。図4(a)から図4(c)に示す例では、試料Wが平面視において円形の形状を有しているため、保持面HSは平面視において円形状である。尚、試料Wが平面視において矩形状である場合には、保持面HSは平面視において矩形状であってもよい。図4(a)から図4(c)に示す例では、保持面HSの径は試料Wの径よりも大きい。保持面HSは、試料Wを保持する面である。つまり、保持部材221は、保持面HSで試料Wを保持する。例えば、保持部材221は、保持面HSに形成された排気口を介して試料Wの裏面(つまり、表面WSuとは反対側の面であって、図4(a)から図4(c)に示す例では、−Z側(つまり、下方)を向いた面)を真空吸着することで、試料Wを保持してもよい。この場合、保持部材221は、真空チャックを含んでいてもよい。或いは、例えば、保持部材221は、保持部材221に配置された電極を介して保持面HS上に配置された試料Wを静電吸着することで、試料Wを保持してもよい。この場合、保持部材221は、静電チャックを含んでいてもよい。
The holding
外周部材222は、XY平面内において、保持部材221の周囲に配置される。外周部材222は、XY平面内において、保持部材221を取り囲むように配置される。図4(a)から図4(c)に示す例では、試料Wが平面視において円形状であるため、外周部材222の内側の輪郭は円状であってもよい。外周部材222は、保持部材221と一体化されているが、保持部材221とは別個の部材であってもよい。外周部材222は、保持部材221よりも上方(つまり、+Z側)に突き出るように形成される部材である。このため、外周部材222は、実質的には、保持部材221の保持面HSから上方(つまり、+Z側)に突き出る部材であるとも言える。外周部材222の上面(具体的には、保持面HSと同じ側を向いた面であって、図4(a)から図4(c)に示す例では、+Z側の面)OSは、保持部材221の保持面HSよりも上方に位置する。具体的には、外周部材222の上面OSは、保持部材221の保持面HSよりも、試料Wの厚みWhだけ上方に位置する。このため、外周部材222の上面OSは、保持部材221が保持している試料Wの表面WSuと同じ高さに位置する。つまり、外周部材222の上面OSは、保持部材221が保持している試料Wの表面WSuと同一平面内に位置する。このため、ステージ22には、保持部材221と外周部材222とによって囲まれた凹部状の収容空間SPwが形成されている。試料Wは、この収容空間SPwに収容され且つ表面WSuが外周部材222の上面OSと同じ高さにある状態で保持部材221によって保持される。尚、収容空間SPwは平面視において円形状であってもよい。
The outer
外周部材222は、XY平面に沿った一の方向において保持部材221に隣接する待避部材223を、外周部材222の一部として含む。尚、上述したように外周部材222が保持部材221とは別個の部材である場合には、外周部材222の一部に相当する待避部材223もまた、保持部材221とは別個の部材であってもよい。尚、外周部材222が保持部材221と同じ部材である場合であっても、待避部材223は保持部材221とは別個の部材であってもよい。待避部材223は、XY平面内において保持部材221から離れる方向に広がる。待避部材223のサイズ(具体的には、保持部材221から離れる方向におけるサイズ)は、外周部材222のうち一の方向とは異なる他の方向において保持部材221に隣接する部分のサイズよりも大きくてもよい。つまり、外周部材222は、XY平面内において、保持部材221から見て一の方向に位置する部分(つまり、待避部材223)が、保持部材221から見て一の方向とは異なる他の方向に位置する部分よりも相対的に多く外側に広がる(つまり、保持部材221から離れるように広がる)構造を有していてもよい。図4(a)から図4(c)に示す例では、外周部材222は、Y軸方向に沿って保持部材221に隣接する(特に、保持部材221よりも−Y側において保持部材221に隣接する)待避部材223を含む。従って、待避部材223のY軸に沿ったサイズは、外周部材222のうち+Y側において保持部材221に隣接する部分のY軸に沿ったサイズよりも大きくてもよく、且つ、外周部材222のうち+X側又は−X側において保持部材221に隣接する部分のX軸に沿ったサイズよりも大きくてもよい。待避部材223が外周部材222の一部であるため、待避部材223の上面ESは、外周部材222の上面OSの一部に相当する。従って、待避部材223の上面ESもまた、外周部材222の上面OSと同様に、保持部材221が保持する試料Wの表面WSuと同じ高さに位置する。尚、この待避部材223が形成されている技術的理由については、後に詳述する(図5(a)以降参照)。尚、待避部材223の上面ESの一部に、ビーム照射装置1による電子ビームEBの位置と、ステージ22の位置(XYZ方向における位置)とを紐付けるためのマークを設けてもよい。尚、外周面の上面OS及び待避部材223の上面ESの少なくとも一方を外部面と称してもよい。
The outer
再び図1において、ステージ22は、制御装置4の制御下で、試料Wを保持したまま、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って移動可能である。ステージ22を移動させるために、ステージ装置2は、ステージ駆動系23を備えている。ステージ駆動系23は、例えば、任意のモータ(例えば、リニアモータ等)を用いて、ステージ22を移動させる。更に、ステージ装置2は、ステージ22の位置を計測する位置計測器24を備えている。位置計測器24は、例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計のうちの少なくとも一方を含む。尚、ステージ22が試料Wを保持している場合には、制御装置4は、ステージ22の位置から試料Wの位置を特定可能である。
Referring back to FIG. 1, the
ステージ22がXY平面に沿って移動すると、XY平面に沿った方向における試料Wとビーム照射装置1との相対位置が変わる。このため、ステージ22がXY平面に沿って移動すると、XY平面に沿った方向における試料Wと試料Wの表面WSuにおける電子ビームEBの照射領域との相対位置が変わる。つまり、ステージ22がXY平面に沿って移動すると、XY平面に沿った方向(つまり、試料Wの表面WSuに沿った方向)において、電子ビームEBの照射領域が試料Wの表面WSuに対して移動する。更に、ステージ22がXY平面に沿って移動すると、XY平面に沿った方向における試料Wとビーム通過空間SPb3及び真空領域VSPとの相対位置が変わる。つまり、ステージ22がXY平面に沿って移動すると、XY平面に沿った方向(つまり、試料Wの表面WSuに沿った方向)において、ビーム通過空間SPb3及び真空領域VSPが試料Wの表面WSuに対して移動する。制御装置4は、試料Wの表面WSuの所望位置に電子ビームEBが照射され且つビーム通過空間SPb3が設定される(つまり、真空領域VSPが形成される)ように、ステージ駆動系23を制御してステージ22をXY平面に沿って移動させてもよい。具体的には、例えば、制御装置4は、試料Wの表面WSuの第1部分に真空領域VSPが形成されるように、ステージ駆動系23を制御してステージ22をXY平面に沿って移動させる。試料Wの表面WSuの第1部分に真空領域VSPが形成されるようにステージ22が移動した後、ビーム照射装置1は、試料Wの表面WSuの第1部分に電子ビームEBを照射して、第1部分の状態を計測する。ビーム照射装置1が試料Wの表面WSuの第1部分に電子ビームEBを照射している期間中は、ステージ駆動系23は、ステージ22をXY平面に沿って移動させなくてもよい。第1部分の状態の計測が完了した後、制御装置4は、試料Wの表面WSuの第2部分に真空領域VSPが形成されるように、ステージ駆動系23を制御してステージ22をXY平面に沿って移動させる。試料Wの表面WSuの第2部分に真空領域VSPが形成されるようにステージ22が移動した後、ビーム照射装置1は、試料Wの表面WSuの第2部分に電子ビームEBを照射して、第2部分の状態を計測する。ビーム照射装置1が試料Wの表面WSuの第2部分に電子ビームEBを照射している期間中もまた、ステージ駆動系23は、ステージ22をXY平面に沿って移動させなくてもよい。以降、同様の動作が繰り返されることで、試料Wの表面WSuの状態が計測される。
When the
ステージ22がZ軸に沿って移動すると、Z軸に沿った方向における試料Wとビーム照射装置1との相対位置が変わる。このため、ステージ22がZ軸に沿って移動すると、Z軸に沿った方向における試料Wと電子ビームEBのフォーカス位置との相対位置が変わる。制御装置4は、試料Wの表面WSuに(或いは、表面WSuの近傍に)電子ビームEBのフォーカス位置が設定されるように、ステージ駆動系23を制御してステージ22をZ軸に沿って移動させてもよい。ここで、電子ビームEBのフォーカス位置は、ビーム光学系11の結像位置に対応する焦点位置又は電子ビームEBのぼけが最も少なくなるようなZ軸方向の位置であってもよい。
When the
更に、ステージ22がZ軸に沿って移動すると、試料Wとビーム照射装置1との間の間隔Dが変わる。このため、ステージ駆動系23は、制御装置4の制御下で、後述する間隔調整系14と協調しながら、間隔Dが所望間隔D_targetとなるようにステージ22を移動させてもよい。このとき、制御装置4は、位置計測装置24の計測結果(更には、後述するビーム照射装置1の位置(特に、真空形成部材121の位置)を計測する位置計測装置15の計測結果)に基づいて、実際の間隔Dを特定すると共に、特定した間隔Dが所望間隔D_targetとなるようにステージ駆動系23及び間隔調整系14の少なくとも一方を制御する。このため、位置計測装置15及び24は、間隔Dを検出する検出装置としても機能し得る。尚、試料WのZ軸方向の厚み(寸法)が既知である場合、制御装置4は、実際の間隔Dに代えて/或いは加えて、ビーム照射装置1と基準面(例えば基準板の表面)とのZ軸方向における距離に関する情報と、試料WのZ軸方向の厚み(寸法)に関する情報とを用いて、ビーム照射装置1から試料Wまでの距離を目標となる距離となるように、ステージ駆動系23及び間隔調整系14のうち少なくとも一方を制御してもよい。
Further, when the
支持フレーム3は、ビーム照射装置1を支持する。具体的には、支持フレーム3は、支持脚31と、支持部材32とを備える。支持脚31は、支持面SF上に配置される。支持脚31と支持面SFとの間には、支持面SFの振動の支持脚31への伝達を防止するため、或いは低減するための不図示の防振装置が設置されていてもよい。支持脚31は、例えば、支持面SFから上方に延びる部材である。支持脚31は、支持部材32を支持する。支持部材32は、平面視において、中心に開口321が形成された環状のプレート部材である。支持部材32の上面には、間隔調整系14を介して、ビーム照射装置1の外面(図1から図3に示す例では、差動排気系12が備える側壁部材122の外面)から外側に延びるフランジ部材13の下面が連結されている。このとき、ビーム照射装置1は、開口321を貫通するように配置される。その結果、支持フレーム3は、ビーム照射装置1を支持部材32の上面から持ち上げるように支持することができる。但し、支持フレーム3は、ビーム照射装置1を支持することができる限りは、図1に示す支持方法とは異なる他の支持方法でビーム照射装置1を支持してもよい。例えば、支持フレーム3は、ビーム照射装置1を支持部材32の下面から吊り下げるように支持してもよい。尚、支持脚31と支持部材32との間に、支持面SFの振動の支持部材32への伝達を防止する、或いは低減するための不図示の防振装置が設けられていてもよい。
The support frame 3 supports the
間隔調整系14は、少なくともZ軸に沿ってビーム照射装置1を移動させることで、真空形成部材121の射出面121LSと試料Wの表面WSuとの間の間隔D、或いは真空形成部材121の射出面121LSから試料Wの表面WSuまでのZ軸方向の距離を調整する。例えば、間隔調整系14は、間隔Dが所望間隔D_targetとなるように、ビーム照射装置1をZ軸方向に沿って移動させてもよい。このような間隔調整系14として、例えば、モータの駆動力を用いてビーム照射装置1を移動させる駆動系、ピエゾ素子の圧電効果によって発生する力を用いてビーム照射装置1を移動させる駆動系、クーロン力(例えば、少なくとも2つの電極間に発生する静電力)を用いてビーム照射装置1を移動させる駆動系、及び、ローレンツ力(例えば、コイルと磁極との間に発生する電磁力)を用いてビーム照射装置1を移動させる駆動系の少なくとも一つが用いられてもよい。但し、射出面121LSと表面WSuとの間の間隔Dを固定したままでよい場合には、間隔調整系14に代えて、シム等の間隔調整部材が、支持部材32とフランジ部材13との間に配置されていてもよい。尚、この場合、シム等の間隔調整部材は支持部材32とフランジ部材13との間に配置されていなくてもよい。また、ビーム照射装置1は、XY方向に沿って移動可能であってもよい。
The
間隔調整系14によって移動可能なビーム照射装置1のZ方向における位置(特に、真空形成部材121のZ方向における位置)を計測するために、走査型電子顕微鏡SEMは、位置計測器15を備えている。位置計測器15は、例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計のうちの少なくとも一方を含む。尚、位置計測器15は、ビーム照射装置1のXY方向における位置やθX方向、θY方向における姿勢を計測してもよい。また、ビーム照射装置1のXY方向における位置やθX方向、θY方向における姿勢を計測する計測装置が位置計測器15と別に設けられていてもよい。
In order to measure the position in the Z direction of the
制御装置4は、走査型電子顕微鏡SEMの動作を制御する。例えば、制御装置4は、電子ビームEBを試料Wに照射するように、ビーム照射装置1を制御する。例えば、制御装置4は、ビーム通過空間SPb1からSPb3を真空空間にするように、ポンプ系5(特に、真空ポンプ51及び52)を制御する。例えば、制御装置4は、試料Wの表面WSuの所望位置に電子ビームEBが照射されるように、ステージ駆動系23を制御する。例えば、制御装置4は、真空形成部材121の射出面121LSと試料Wの表面WSuとの間の間隔Dが所望間隔D_targetとなるように、間隔調整系14を制御する。尚、走査型電子顕微鏡SEMの動作を制御するために、制御装置4は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の演算装置及びメモリ等の記憶装置の少なくとも一方を含んでいてもよい。
The control device 4 controls the operation of the scanning electron microscope SEM. For example, the control device 4 controls the
(2)待避部材223の利用方法
続いて、ステージ22が備える待避部材223の利用方法について説明する。本実施形態では、待避部材223は、主として、ビーム照射装置1が形成している真空領域VSPを維持する(言い換えれば、形成し続ける)ために用いられる。このため、待避部材223は、ビーム照射装置1と待避部材223との間に真空領域VSPを形成することができる程度のサイズを有していてもよい。待避部材223の上面ESは、真空領域VSPのXY方向におけるサイズよりも大きなサイズを有していてもよい。このような待避部材223を用いて真空領域VSPを維持する場面の一例として、ステージ22が保持する試料Wを搬出入する(或いは、交換する)場面及び真空領域VSPを形成していなかったビーム照射装置1が真空領域VSPを新たに形成する場面があげられる。このため、以下では、待避部材223を用いて真空領域VSPを維持する方法について説明した後に、ステージ22が保持する試料Wを搬出入する場合に待避部材223を用いて真空領域VSPを維持する動作と、真空領域VSPを形成していなかったビーム照射装置1が真空領域VSPを新たに形成する場合に待避部材223を用いて真空領域VSPを維持する動作とを順に説明する。
(2) Utilization Method of
(2−1)待避部材223を用いた真空領域VSPの維持
初めに、図5(a)から図5(b)、図6(a)から図6(b)及び図7(a)から図7(b)を参照しながら、待避部材223を用いて、ビーム照射装置1が形成していた真空領域VSPを維持する方法について説明する。
(2-1) Maintenance of the vacuum region VSP using the retracting
上述したように、待避部材223の上面ESは、保持部材221が保持する試料Wの表面WSuと同じ高さに位置する。このため、ビーム照射装置1が試料Wから待避部材223へと外れるように(つまり、試料Wに対向していたビーム照射装置1が待避部材223と対向するように)ステージ22が移動した場合であっても、ビーム照射装置1が試料Wとの間に形成していた真空領域VSPは、ビーム照射装置1と待避部材223との間においても同様に維持される。同様に、ビーム照射装置1が待避部材223から試料Wへと外れるように(つまり、待避部材223に対向していたビーム照射装置1が試料Wと対向するように)ステージ22が移動した場合であっても、ビーム照射装置1が待避部材223との間に形成していた真空領域VSPは、ビーム照射装置1と試料Wとの間においても同様に維持される。従って、待避部材223は、ビーム照射装置1が形成している真空領域VSPの維持のために利用可能である。つまり、待避部材223は、ステージ22の移動に伴ってビーム照射装置1が試料Wと待避部材223との間で移動する場合に真空領域VSPを維持するために利用可能である。ここで、ビーム照射装置1が試料Wから待避部材223へと外れることは、ビーム照射装置1による電子ビームEBの照射位置が試料W上にある状態から待避部材223の上面ESにある状態に変わると称してもよく、ビーム照射装置1が待避部材223から試料Wへと外れることは、ビーム照射装置1による電子ビームEBの照射位置が待避部材223の上面ES上にある状態から試料W上にある状態に変わると称してもよい。
As described above, the upper surface ES of the retracting
具体的には、図5(a)及び図5(b)に示すように、ビーム照射装置1が試料Wとの間に真空領域VSPを形成している状況を想定する。つまり、ビーム照射装置1が試料Wに対向している状況を想定する。この状況において、ステージ駆動系23がステージ22をY軸方向に沿って且つ+Y側に向かって移動させると、ビーム照射装置1は、ステージ22に対してY軸方向に沿って且つ−Y側に向かって相対的に移動する。その結果、ビーム照射装置1が形成している真空領域VSPもまた、試料Wの表面WSu上において、ステージ22に対してY軸方向に沿って且つ−Y側に向かって相対的に移動する。ステージ22が移動し続けると、図6(a)及び図6(b)に示す状態を経て、図7(a)及び図7(b)に示すように、ビーム照射装置1は、試料Wを外れる。つまり、ビーム照射装置1の状態は、試料Wに対向する非待避状態から待避部材223に対向する待避状態へと切り替わる。つまり、ビーム照射装置1の状態は、試料Wとの間に真空領域VSPを形成可能な非待避状態から待避部材223との間に真空領域VSPに形成可能な待避状態へと切り替わる。
Specifically, it is assumed that the
ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる過程で、図6(a)及び図6(b)に示すように、ビーム照射装置1の状態は、一時的に、試料W及び待避部材223の双方に対向する中間状態になる。つまり、ビーム照射装置1の状態は、一時的に、試料Wと待避部材223との境界に面する真空領域VSPを形成する中間状態になる。ここで、仮に待避部材223の上面ESが試料Wの表面WSuとは大きく異なる高さに位置している場合には、中間状態にあるビーム照射装置1と試料Wとの間の間隔Dと、中間状態にあるビーム照射装置1と待避部材223との間の間隔D’(つまり、ビーム照射装置1の射出面121LSと待避部材223の上面ESとの間の間隔D’)とが相対的に大きくずれる可能性がある。このため、間隔Dが、真空領域VSPを適切に形成可能な間隔になる一方で、間隔D’が、真空領域VSPを適切に形成可能な間隔にならない可能性がある。その結果、試料Wとの間に真空領域VSPを適切に形成していたビーム照射装置1の状態が非待避状態から中間状態へと切り替わった時点で、ビーム照射装置1が形成していた真空領域VSPが破壊される(言い換えれば、崩壊する又は消滅する)可能性がある。つまり、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から中間状態へと切り替わる際に、ビーム照射装置1が、試料Wと待避部材223との境界に面する真空領域VSPを形成することができなくなる可能性がある。その結果、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる際に、ビーム照射装置1が真空領域VSPを適切に形成し続ける(つまり、維持する)ことができなくなる可能性がある。この場合、走査型電子顕微鏡SEMは、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わった後に、ビーム照射装置1と待避部材223との間の間隔D’が所望間隔D_targetになるように間隔D’を調整した上で真空領域VSPを再度形成することになる。
In the process of switching the state of the
しかるに、本実施形態では、待避部材223の上面ESが試料Wの表面WSuと同じ高さに位置している。このため、中間状態にあるビーム照射装置1と試料Wとの間の間隔Dと、中間状態にあるビーム照射装置1と待避部材223との間の間隔D’とが相対的に大きくずれる可能性は相対的には小さい。典型的には、間隔Dは、間隔D’と一致する。従って、間隔Dが、真空領域VSPを適切に形成可能な間隔になっている場合には、間隔D’もまた、真空領域VSPを適切に形成可能な間隔になる。このため、試料Wとの間に真空領域VSPを適切に形成していたビーム照射装置1の状態が非待避状態から中間状態へと切り替わったとしても、ビーム照射装置1が形成していた真空領域VSPが破壊される可能性は相対的に小さい。つまり、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から中間状態へと切り替わったとしても、ビーム照射装置1は、試料Wと待避部材223との境界に面する真空領域VSPを適切に形成することができる。その結果、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から中間状態へと切り替わったとしても、ビーム照射装置1は、真空領域VSPを適切に形成し続ける(つまり、維持する)ことができる。このため、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から中間状態を経て待避状態へと切り替わったとしても、ビーム照射装置1は、真空領域VSPを適切に形成し続けることができる。つまり、走査型電子顕微鏡SEMは、真空領域VSPを形成したまま、ビーム照射装置1の状態を、非待避状態から待避状態へと切り替えることができる。
However, in this embodiment, the upper surface ES of the retracting
同様の理由から、ビーム照射装置1の状態が待避状態から中間状態を経て非待避状態へと切り替わったとしても、ビーム照射装置1は、真空領域VSPを適切に形成し続けることができる。つまり、走査型電子顕微鏡SEMは、真空領域VSPを形成したまま、ビーム照射装置1の状態を、待避状態から非待避状態へと切り替えることができる。
For the same reason, even if the state of the
この際、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わる前後において、非待避状態にあるビーム照射装置1と試料Wとの間の間隔Dと、待避状態にあるビーム照射装置1と待避部材223との間の間隔D’とのずれ量が許容下限値を下回るように(或いは、一致するように)、Z軸方向におけるステージ22とビーム照射装置1との相対位置を調整してもよい。例えば、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる際に、非待避状態にあるビーム照射装置1と試料Wとの間の間隔Dが、ビーム照射装置1と試料Wとの間に真空領域VSPを適切に形成可能な所望の第1間隔D_desire1となっている状態から、待避状態にあるビーム照射装置1と待避部材223との間の間隔D’が、ビーム照射装置1と待避部分223との間に真空領域VSPを適切に形成可能な所望の第2間隔D_desire2となる状態へと遷移するように、Z軸方向におけるステージ22とビーム照射装置1との相対位置を調整してもよい。この場合、第1間隔D_desire1と第2間隔D_desire2との間の差分は、許容下限値を下回る又は一致する。或いは、第1間隔D_desire1と第2間隔D_desire2とは同一であってもよい。更に、第1間隔D_desire1及び第2間隔D_desire2の少なくとも一方は、上述した所望間隔D_targetと同一であってもよい。その後、ステージ駆動系23がXY平面に沿った方向におけるステージ22とビーム照射装置1との相対位置を調整して、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと切り替えてもよい。同様に、例えば、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、ビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと切り替わる際に、待避状態にあるビーム照射装置1と待避部材223との間の間隔D’が第2間隔D_desire2となっている状態から、非待避状態にあるビーム照射装置1と試料Wとの間の間隔Dが第1間隔D_desire1となる状態へと遷移するように、Z軸方向におけるステージ22とビーム照射装置1との相対位置を調整してもよい。その後、ステージ駆動系23がXY平面に沿った方向におけるステージ22とビーム照射装置1との相対位置を調整して、ビーム照射装置1の状態を待避状態から非待避状態へと切り替えてもよい。その結果、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わる前後において、ビーム照射装置1は、真空領域VSPをより適切に形成し続けることができる。
At this time, at least one of the
尚、上述したように、本実施形態では、待避部材223の上面ESが試料Wの表面WSuと同じ高さに位置している。このため、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わる前後において、Z軸方向におけるステージ22に対するビーム照射装置1の相対位置が変わらなければ(つまり、維持されれば)、間隔Dと間隔D’とが一致する。このため、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わる前後において、Z軸方向におけるステージ22とビーム照射装置1との相対位置を維持するように調整してもよい。
As described above, in the present embodiment, the upper surface ES of the retracting
但し、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わる前後において、間隔Dと間隔D’とが異なるように、Z軸方向におけるステージ22とビーム照射装置1との相対位置を調整してもよい。この場合、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、間隔Dが、ビーム照射装置1と試料Wとの間に真空領域VSPを適切に形成可能な第1間隔D_desire1になり且つ、間隔D’が、ビーム照射装置1と待避部材223との間に真空領域VSPを適切に形成可能であって且つ第1間隔D_desire1とは異なる第2間隔D_desire2になるように、Z軸方向におけるステージ22とビーム照射装置1との相対位置を調整してもよい。その結果、間隔Dと間隔D’とが一致しない場合においても、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わる前後において、ビーム照射装置1は、真空領域VSPをより適切に形成し続けることができる。いずれにせよ、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わる前後において真空領域VSPが適切に維持されるように、ビーム照射装置1の状態の変更(つまり、XY平面に沿ったステージ22の移動)に合わせて又は相前後して、Z軸方向におけるステージ22とビーム照射装置1との相対位置を調整する。
However, at least one of the
(2−2)ステージ22が保持する試料Wを搬出入する動作
続いて、図8(a)から図8(d)を参照しながら、ステージ22が保持する試料Wを搬出入する(つまり、交換する)場合に待避部材223を用いて真空領域VSPを維持する動作の流れについて説明する。
(2-2) Operation to carry in / out the sample W held by the
試料Wの搬出入は、例えば、ステージ22が保持している試料Wの状態の計測が完了した後に行われる。試料Wの状態の計測するために、ビーム照射装置1は、試料Wに電子ビームEBを照射する必要がある。このため、試料Wが搬出入される前は(つまり、ステージ22が試料Wを保持している期間の少なくとも一部では)、図8(a)に示すように、ビーム照射装置1は、試料Wに対向した状態で、試料Wとの間に真空領域VSPを形成している。つまり、ビーム照射装置1は、非待避状態にある。
The loading / unloading of the sample W is performed, for example, after the measurement of the state of the sample W held by the
試料Wの状態の計測が完了した後に、図8(b)に示すように、ステージ駆動系23は、XY平面に沿ってステージ22を移動して、ビーム照射装置1の状態を、非待避状態から待避状態へと切り替える。この際、上述したように、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、真空領域VSPが適切に維持されるようにZ軸方向におけるステージ22に対するビーム照射装置1の相対位置を調整してもよい。その結果、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる前後において、真空領域VSPが維持される。つまり、ビーム照射装置1は、真空領域VSPを試料W及び待避部材223の少なくとも一方との間に形成し続けたまま、ステージ22に対して移動する。
After the measurement of the state of the sample W is completed, as shown in FIG. 8B, the
ビーム照射装置1の状態が待避状態に切り替わった後、ステージ22が保持する試料Wが搬出入される。具体的には、図8(c)に示すように、ステージ22が保持する試料W(つまり、状態を計測する動作が終了した試料W)がステージ22からアンロードされる(つまり、搬出される)。その後、図8(d)に示すように、ステージ22に対して、新たな試料W(つまり、状態を計測する動作が新たに行われる試料W)がステージ22にロードされる(つまり、搬入される)。ステージ22が保持する試料Wが搬出入される期間中は、図8(c)及び図8(d)に示すように、ビーム照射装置1の状態は、待避状態のまま維持される。その結果、ステージ22が保持する試料Wが搬出入される期間中は、図8(c)及び図8(d)に示すように、ビーム照射装置1は、待避部材223との間に真空領域VSPを形成し続ける。
After the state of the
その後、ステージ22が保持する試料Wの搬出入が完了すると、ステージ駆動系23は、XY平面に沿ってステージ22を移動して、ビーム照射装置1の状態を、待避状態から非待避状態へと切り替える。この際も、上述したように、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、真空領域VSPが適切に維持されるようにZ軸方向におけるステージ22に対するビーム照射装置1の相対位置を調整してもよい。その結果、ビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと切り替わる前後において、真空領域VSPが維持される。つまり、ビーム照射装置1は、真空領域VSPを試料W及び待避部材223の少なくとも一方との間に形成し続けたまま、ステージ22に対して移動する。
Thereafter, when the loading / unloading of the sample W held by the
その後、ビーム照射装置1の状態が非待避状態へと変わった後に、走査型電子顕微鏡SEMは、新たな試料Wに電子ビームEBを照射して新たな試料Wの状態を計測する。つまり、ビーム照射装置1は、試料Wとの間に形成している真空領域VSPを介して試料Wに電子ビームEBを照射する。
Thereafter, after the state of the
このように、走査型電子顕微鏡SEMは、真空領域VSPを維持したまま、ステージ22が保持する試料Wを搬出入することができる。このため、走査型電子顕微鏡SEMは、試料Wを搬出入するたびに真空領域VSPを新たに形成しなくてもよくなる。つまり、走査型電子顕微鏡SEMは、試料Wを搬出入する前にビーム通過空間SPb1からSPb3を一旦大気圧空間に戻し、試料Wを搬出入した後にビーム通過空間SPb1からSPb3を再度排気して真空空間にしなくてもよくなる。その結果、走査型電子顕微鏡SEMは、試料Wを搬出入するたびに真空領域VSPを新たに形成する必要がある比較例の走査型電子顕微鏡と比較して、真空領域VSPの形成に必要な時間の分だけ、試料Wの計測に要する時間を短くすることができる。つまり、走査型電子顕微鏡SEMのスループットが向上する。
Thus, the scanning electron microscope SEM can carry in and out the sample W held by the
(2−3)真空領域VSPを形成していなかったビーム照射装置1が真空領域VSPを新たに形成する動作
続いて、図9(a)から図9(d)を参照しながら、ビーム照射装置1が新たに真空領域VSPを形成する場合に待避部材223を用いて真空領域VSPを維持する動作の流れについて説明する。
(2-3) The operation of the
真空領域VSPを新たに形成する動作は、例えば、ステージ22が保持している試料Wの状態の計測を新たに開始する際に行われる。具体的には、真空領域VSPを新たに形成する動作は、例えば、試料Wの状態を計測するために電子ビームEBの照射が開始される前に行われる。
The operation of newly forming the vacuum region VSP is performed, for example, when the measurement of the state of the sample W held by the
本実施形態では、ビーム照射装置1は、待避状態において真空領域VSPを新たに形成する。ビーム照射装置1は、待避部材223と対向した状態において真空領域VSPを新たに形成する。ビーム照射装置1は、待避部材223との間に真空領域VSPを新たに形成する。言い換えれば、ビーム照射装置1は、非待避状態において真空領域VSPを新たに形成しなくてもよい。ビーム照射装置1は、試料Wと対向した状態において真空領域VSPを新たに形成しなくてもよい。ビーム照射装置1は、試料Wとの間に真空領域VSPを新たに形成しなくてもよい。このため、図9(a)に示すようにビーム照射装置1が真空領域VSPの形成を開始する前にビーム照射装置1が非待避状態にある場合には、ステージ駆動系23は、XY平面に沿ってステージ22を移動して、図9(b)に示すように、ビーム照射装置1の状態を、非待避状態から待避状態へと切り替える。一方で、ビーム照射装置1が真空領域VSPの形成を開始する前にビーム照射装置1が既に待避状態にある場合には、ステージ駆動系23は、ステージ22を移動させなくてもよい。
In the present embodiment, the
その後、図9(c)に示すように、ビーム照射装置1は、真空領域VSPを新たに形成する。具体的には、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方を用いて、ビーム照射装置1の射出面121LSと待避部材223の上面ESとの間隔Dを所望間隔D_targetとする。その後、真空ポンプ51は、ビーム通過空間SPb1からSPb3を排気して減圧する。更に、真空ポンプ52は、ビーム通過空間SPb3の周囲の空間を排気して減圧する。その結果、ビーム照射装置1(特に、差動排気系12)は、差動排気によって待避部材223との間に真空領域VSPを形成することができる。尚、ビーム照射装置1の射出面121LSと待避部材223の上面ESとの間隔Dを所望間隔D_targetに設定する動作の前に真空ポンプ51によるビーム通過空間SPb1からSPb3の排気・減圧動作を開始してもよく、これら両動作を並行させてもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 9C, the
真空領域VSPが新たに形成された後、ステージ駆動系23は、XY平面に沿ってステージ22を移動して、図9(d)に示すように、ビーム照射装置1の状態を、待避状態から非待避状態へと切り替える。この際、上述したように、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、真空領域VSPが適切に維持されるようにZ軸方向におけるステージ22に対するビーム照射装置1の相対位置を調整してもよい。その結果、ビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと切り替わる前後において、真空領域VSPが維持される。つまり、ビーム照射装置1は、真空領域VSPを試料W及び待避部材223の少なくとも一方との間に形成し続けたまま、ステージ22に対して移動する。このため、待避部材223に面するように形成された真空領域VSPは、待避部材223から試料Wへと移動するように、ステージ22に対して相対的に移動する。
After the vacuum region VSP is newly formed, the
その後、ビーム照射装置1の状態が非待避状態へと変わった後に、走査型電子顕微鏡SEMは、試料Wに電子ビームEBを照射して試料Wの状態を計測する。つまり、ビーム照射装置1は、試料Wとの間に形成している真空領域VSPを介して試料Wに電子ビームEBを照射する。
Thereafter, after the state of the
このように、走査型電子顕微鏡SEMは、電子ビーム照射装置1と待避部材223との間に真空領域VSPを新たに形成すると共に、当該新たに形成した真空領域VSPを維持したまま待避部材223から試料Wへと移動させることができる。つまり、走査型電子顕微鏡SEMは、試料Wの状態の計測を開始するために真空領域VSPを新たに形成する際に、電子ビーム照射装置1と待避部材223との間の空間を、真空領域VSPを新たに形成するための空間に設定することができる。このため、走査型電子顕微鏡SEMは、電子ビーム照射装置1と試料Wとの間に真空領域VSPを新たに形成しなくてもよくなる。つまり、走査型電子顕微鏡SEMは、電子ビーム照射装置1と試料Wとの間の空間を、真空領域VSPを新たに形成するための空間に設定しなくてもよくなる。このため、走査型電子顕微鏡SEMは、真空領域VSPの新たな形成が試料Wに与える影響を抑制しながら、真空領域VSPを新たに形成することができる。例えば、ある物体上において真空領域VSPが新たに形成されると、当該物体に面する空間の圧力が急激に減少していく。このため、物体の温度(特に、物体のうち圧力が減少していく空間に面する部分の温度)が変動する可能性がある。物体の温度の変動は、物体の熱変形につながる可能性がある。物体の熱変形は、物体の状態の計測精度を悪化させる可能性がある。このため、仮に電子ビーム照射装置1と試料Wとの間に真空領域VSPが新たに形成されると、試料Wが熱変形して試料Wの状態の計測精度が悪化する可能性がある。しかるに、本実施形態では、電子ビーム照射装置1と待避部材223との間に真空領域VSPが新たに形成される。このため、真空領域VSPの新たな形成に起因した試料Wの熱変形が抑制される。このため、走査型電子顕微鏡SEMは、試料Wの状態を相対的に高い精度で計測することができる。
As described above, the scanning electron microscope SEM newly forms the vacuum region VSP between the electron
但し、走査型電子顕微鏡SEMにおいて許容される計測精度によっては、ビーム照射装置1は、待避状態において真空領域VSPを新たに形成してもよい。ビーム照射装置1は、試料Wと対向した状態において真空領域VSPを新たに形成してもよい。ビーム照射装置1は、試料Wとの間に真空領域VSPを新たに形成してもよい。
However, depending on the measurement accuracy allowed in the scanning electron microscope SEM, the
(3)変形例
続いて、走査型電子顕微鏡SEMの変形例について説明する。
(3) Modified Example Next, a modified example of the scanning electron microscope SEM will be described.
(3−1)第1変形例
はじめに、第1変形例における走査型電子顕微鏡SEMaについて説明する。走査型電子顕微鏡SEMaは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、ステージ22に代えてステージ22aを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡SEMaのその他の構造は、走査型電子顕微鏡SEMと同一であってもよい。このため、以下では、図10を参照しながら、第1変形例のステージ22aについて説明する。図10は、第1変形例のステージ22aの構造を示す断面図である。
(3-1) First Modification First , the scanning electron microscope SEMa in the first modification will be described. The scanning electron microscope SEMa is different from the above-described scanning electron microscope SEM in that a
図10に示すように、ステージ22aは、上述したステージ22と比較して、待避部材223の上面ESの少なくとも一部に、少なくとも一つのマーク領域MAが形成されているという点で異なる。ステージ22aのその他の構造は、ステージ22と同一であってもよい。
As shown in FIG. 10, the
マーク領域MAには、少なくとも一つのマークMが形成されている。マークMは、例えば、図11(a)に示すように、X軸方向に沿って延びる長手形状のラインマークMXが、Y軸方向に沿って所望のピッチΛXで並ぶように形成された格子マークM1を含んでいてもよい。マークMは、例えば、図11(b)に示すように、Y軸方向に沿って延びる長手形状のラインマークMYが、X軸方向に沿って所望のピッチΛYで並ぶように形成された格子マークM2を含んでいてもよい。マークMは、例えば、図11(c)に示すように、X軸方向及びY軸方向の双方に交差する第1方向に沿って延びる長手形状のラインマークMLが、第1方向に交差する第2方向に沿って所望のピッチΛLで並ぶように形成された格子マークM3を含んでいてもよい。もちろん、マークMは、図11(a)から図11(c)に示すマークとは異なるマークを含んでいてもよい。 At least one mark M is formed in the mark area MA. For example, as shown in FIG. 11A, the mark M is a lattice mark formed such that longitudinal line marks MX extending along the X-axis direction are arranged at a desired pitch ΛX along the Y-axis direction. M1 may be included. For example, as shown in FIG. 11B, the mark M is a lattice mark formed such that longitudinal line marks MY extending along the Y-axis direction are arranged at a desired pitch ΛY along the X-axis direction. M2 may be included. For example, as shown in FIG. 11C, the mark M is formed by a longitudinal line mark ML extending along a first direction intersecting both the X-axis direction and the Y-axis direction. It may include lattice marks M3 formed so as to be arranged at a desired pitch ΛL along two directions. Of course, the mark M may include a mark different from the marks shown in FIGS.
マークMは、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態を設定する(言い換えれば、較正する、キャリブレーションする又は調整する)ために用いられる。そのため、待避部材223を基準板と称してもよい。具体的には、ビーム照射装置1は、真空領域VSPを介してマークMに対して電子ビームEBを照射する。更に、ビーム照射装置1は、電子検出器116を用いて、マークMに対する電子ビームEBの照射によって生じた電子(例えば、反射電子及び散乱電子の少なくとも一方)を検出する。制御装置4は、電子検出器116の検出結果に基づいて、走査型電子顕微鏡SEMaの特性を特定する。制御装置4は、特定した走査型電子顕微鏡SEMaの特性に基づいて、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態を設定する。例えば、制御装置4は、電子検出器116の検出結果に基づいて、ビーム照射装置1が照射する電子ビームEBの特性(例えば、強度、スポット径及びフォーカス位置の少なくとも一つ)を特定し、特定した電子ビームEBの状態に基づいて、適切な特性の電子ビームEBを照射するようにビーム照射装置1の動作状態を設定してもよい。例えば、制御装置4は、電子検出器116の検出結果に基づいて、ビーム照射装置1とステージ22aとの相対位置を特定し、特定した相対位置に基づいてビーム照射装置1とステージ22aとの位置合わせを行ってもよい。例えば、制御装置4は、電子検出器116の検出結果に基づいて、ビーム照射装置1が形成している真空領域VSPの特性(例えば、真空度及び形成位置の少なくとも一つ)を特定し、特定した真空領域VSPの状態に基づいて、適切な特性の真空領域VSPを形成するように真空領域VSPの形成に関連する装置(例えば、ビーム照射装置1、間隔調整系14、ステージ駆動系23及びポンプ系5の少なくとも一つ)の動作状態を設定してもよい。
The mark M is used to set the operation state of the scanning electron microscope SEMa (in other words, calibrate, calibrate, or adjust). Therefore, the retracting
マークMが待避部材223に形成されているがゆえに、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態を設定するために、走査型電子顕微鏡SEMaは、待避状態にあるビーム照射装置1を用いてマークMに電子ビームEBを照射する。つまり、ビーム照射装置1は、待避状態においてマークMに電子ビームEBを照射する。ビーム照射装置1は、待避部材223と対向した状態においてマークMに電子ビームEBを照射する。ビーム照射装置1は、待避部材223との間に真空領域VSPが形成された状態においてマークMに電子ビームEBを照射する。このため、図12(a)に示すように走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態の設定が開始される前にビーム照射装置1が非待避状態にある場合には、ステージ駆動系23は、XY平面に沿ってステージ22を移動して、図12(b)に示すように、ビーム照射装置1の状態を、非待避状態から待避状態へと切り替える。この際、ビーム照射装置1が試料Wとの間に真空領域VSPを既に形成している場合には、上述したように、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、真空領域VSPが適切に維持されるようにZ軸方向におけるステージ22aに対するビーム照射装置1の相対位置を調整してもよい。その結果、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる前後において、真空領域VSPが維持される。つまり、ビーム照射装置1は、真空領域VSPを試料W及び待避部材223の少なくとも一方との間に形成し続けたまま、ステージ22aに対して移動する。一方で、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態の設定が開始される前にビーム照射装置1が既に待避状態にある場合には、ステージ駆動系23は、ステージ22aを移動させなくてもよい。
Since the mark M is formed on the retracting
その後、図12(c)に示すように、マーク領域MAに対して電子ビームEBを照射可能な位置にビーム照射装置1が位置した後に、ビーム照射装置1は、マーク領域MAに電子ビームEBを照射する。つまり、ビーム照射装置1は、マーク領域MAに形成されたマークMに電子ビームEBを照射する。この際、ビーム照射装置1は、マーク領域MAに面する真空領域VSPを介してマークMに電子ビームEBを照射する。その後、制御装置4は、電子検出器116の検出結果に基づいて、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態を設定する。走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態が設定される設定期間中は、図12(c)に示すように、ビーム照射装置1の状態は、待避状態のまま維持される。その結果、設定間中は、図12(c)に示すように、ビーム照射装置1は、待避部材223との間に(特に、マーク領域MAとの間に)真空領域VSPを形成し続ける。但し、マークMに電子ビームEBが照射されるビーム照射期間以外の期間中は、ビーム照射装置1は、必ずしも待避部材223(特に、マーク領域MA)に対向していなくてもよい。例えば、マークMに対する電子ビームEBの照射によって生じた電子の電子検出器116による検出がビーム照射期間中に完了していれば、電子検出器116の検出結果に基づいて制御装置4が走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態を実際に設定する期間中は、ビーム照射装置1は、待避部材223に対向していなくてもよい。このため、設定期間のうちのビーム照射期間中は、ビーム照射装置1の状態が待避状態のまま維持される一方で、設定期間のうちのビーム照射期間以外の期間の少なくとも一部において、ビーム照射装置1の状態が非待避状態となっていてもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 12C, after the
その後、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態の設定が完了した後(或いは、マークMへの電子ビームEBの照射が完了した後)、ステージ駆動系23は、XY平面に沿ってステージ22aを移動して、図12(d)に示すように、ビーム照射装置1の状態を、待避状態から非待避状態へと切り替える。この際、上述したように、間隔調整系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方は、真空領域VSPが適切に維持されるようにZ軸方向におけるステージ22aに対するビーム照射装置1の相対位置を調整してもよい。その結果、ビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと切り替わる前後において、真空領域VSPが維持される。つまり、ビーム照射装置1は、真空領域VSPを試料W及び待避部材223の少なくとも一方との間に形成し続けたまま、ステージ22aに対して移動する。このため、待避部材223に面するように形成された真空領域VSPは、待避部材223から試料Wへと移動するように、ステージ22aに対して相対的に移動する。
Thereafter, after the setting of the operation state of the scanning electron microscope SEMa is completed (or after the irradiation of the electron beam EB to the mark M is completed), the
その後、ビーム照射装置1の状態が非待避状態へと変わった後に、走査型電子顕微鏡SEMaは、試料Wに電子ビームEBを照射して試料Wの状態を計測する。つまり、ビーム照射装置1は、試料Wとの間に形成している真空領域VSPを介して試料Wに電子ビームEBを照射する。この際、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態が既に設定済みであるため、走査型電子顕微鏡SEMaは、試料Wの状態をより適切に計測することができる。
Thereafter, after the state of the
このように、走査型電子顕微鏡SEMaは、真空領域VSPを維持したまま、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態を設定することができる。このため、走査型電子顕微鏡SEMaは、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態を設定するたびに真空領域VSPを新たに形成しなくてもよくなる。つまり、走査型電子顕微鏡SEMaは、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態を設定する前にビーム通過空間SPb1からSPb3を一旦大気圧空間に戻してビーム照射装置1をマーク領域MAに移動させ、その後マーク領域MAに電子ビームEBを照射する前にビーム通過空間SPb1からSPb3を再度排気して真空空間にしなくてもよくなる。その結果、走査型電子顕微鏡SEMaは、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態を設定するたびに真空領域VSPを新たに形成する必要がある比較例の走査型電子顕微鏡と比較して、真空領域VSPの形成に必要な時間の分だけ、走査型電子顕微鏡SEMaの動作状態の設定に要する時間を短くすることができる。つまり、走査型電子顕微鏡SEMaのスループットが向上する。
Thus, the scanning electron microscope SEMa can set the operating state of the scanning electron microscope SEMa while maintaining the vacuum region VSP. For this reason, the scanning electron microscope SEMa does not need to newly form the vacuum region VSP every time the operating state of the scanning electron microscope SEMa is set. That is, the scanning electron microscope SEMa moves the
尚、マークMは待避部材223と異なる部材に形成されていてもよい。例えば、外周部材222の上面OSにマークMが設けられていてもよい。また、待避部材223の上面ESを位置計測装置15の基準面として用いてもよい。
The mark M may be formed on a member different from the retracting
(3−2)第2変形例
続いて、第2変形例における走査型電子顕微鏡SEMbについて説明する。走査型電子顕微鏡SEMbは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、ステージ22に代えてステージ22bを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡SEMbのその他の構造は、走査型電子顕微鏡SEMと同一であってもよい。このため、以下では、図13(a)及び図13(b)を参照しながら、第2変形例のステージ22bについて説明する。図13(a)は、第2変形例のステージ22bの構造を示す断面図であり、図13(b)は、第2変形例のステージ22bの構造を示す平面図である。
(3-2) Second Modification Next, a scanning electron microscope SEMb in the second modification will be described. The scanning electron microscope SEMb is different from the above-described scanning electron microscope SEM in that a
図13(a)及び図13(b)に示すように、ステージ22bは、上述したステージ22と比較して、保持部材221の保持面HSに排気口2231bが形成されているという点で異なる。ステージ22bのその他の構造は、ステージ22と同一であってもよい。
As shown in FIGS. 13A and 13B, the
排気口2231bは、保持部材221の保持面HSの外縁付近に形成されている。具体的には、上述したように、XY平面に沿った方向において、保持面HSのサイズ(例えば、径)は、試料Wのサイズ(例えば、径)よりも大きい。このため、保持部材221が試料Wを保持すると、保持面HSの外縁付近において、試料Wと外周部材222とが密着することはない。つまり、保持部材221は、試料Wと外周部材222との間に(つまり、試料Wの表面WSuと外周部材222の上面OSとの間に)空間を確保した状態で試料Wを保持する。排気口2231bは、試料Wと外周部材222との間の空間のうち、試料Wと待避部材223との間の空間(間隙又は空隙と称してもよい)SPgの少なくとも一部に面するように形成される。保持面HSのうち空間SPgに面する部分は、試料Wを実際に保持することはない。このため、排気口2231bは、保持面HSのうち試料Wを実際に保持しない部分の少なくとも一部(つまり、空間SPgに面する部分)に形成される。上述したように待避部材223がXY平面に沿った一の方向において保持部材221に隣接することから、排気口2231bは、保持面HSのうち待避部材223が存在する一の方向の外縁付近に形成される。
The
排気口2231bは、保持面HSにおいて離散的な配列パターンで離散的に配列するように、複数形成される。具体的には、排気口2231bは、保持面HSにおいて、空間SPgの分布パターンに従った配列パターンで配列するように、複数形成される。図13(b)に示す例では、平面視において円形の形状を有する試料Wと円形の収容空間SPwを規定する待避部材223との間の空間SPgが平面視において円周状に分布しているため、排気口2231bは、この円周に沿った離散的な配列パターンで配列するように、複数形成されている。複数の排気口2231bの円周に沿った間隔は等間隔であってもよいし、不等間隔であってもよい。但し、複数の排気口2231bが形成されていなくてもよい。例えば、単一の排気口2231bが形成されていてもよい。例えば、排気口2231bは、保持面HSにおいて連続的な分布パターンで連続的に分布するように形成されていてもよい。例えば、排気口2231bは、保持面HSにおいて連続的に分布する排気溝として形成されていてもよい。一例として、排気口2231bは環状であってもよい。
A plurality of
排気口2231bには、配管2232bを介して、ポンプ系5が備える真空ポンプ53が連結されている。但し、排気口2231bには、配管2232bを介して、ポンプ系5が備える真空ポンプ51及び52の少なくとも一方が連結されていてもよい。真空ポンプ53は、空間SPgを排気して減圧可能である。尚、真空ポンプ53(或いは真空ポンプ51及び52の少なくとも一方)を排気装置と称してもよい。
A
真空ポンプ53は、ビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと又は非待避状態から待避状態へと切り替えられる期間の少なくとも一部において、空間SPgを排気する。特に、図14に示すように、真空ポンプ53は、ビーム照射装置1の状態が中間状態にある期間の少なくとも一部において、空間SPgを排気する。具体的には、図14に示すように、真空ポンプ53は、ビーム照射装置1が試料Wと待避部材223との境界に面する(つまり、空間SPgに面する)真空領域VSPを形成する期間の少なくとも一部において、空間SPgを排気する。つまり、真空ポンプ53は、試料Wと待避部材223との境界(つまり、空間SPg)と真空領域VSPの少なくとも一部とがZ軸方向において重なる期間の少なくとも一部において、空間SPgを排気する。
The
このとき、真空ポンプ53は、空間SPgのうち少なくとも真空領域VSPに面する又は近傍に位置する少なくとも一部の空間部分を排気する一方で、空間SPgのうち少なくとも真空領域VSPに面していない又は離れている少なくとも他の一部の空間部分を排気しなくてもよい。この場合、例えば、走査型電子顕微鏡SEMは、複数の排気口2231bに夫々対応するように配管2232bに配置された不図示のバルブを制御して、空間SPgのうち少なくとも真空領域VSPに面する又は近傍に位置する少なくとも一部の空間部分に面する排気口2231bを真空ポンプ53に連通する一方で、空間SPgのうち少なくとも真空領域VSPに面していない又は離れている少なくとも他の一部の空間部分に面する排気口2231bを真空ポンプ53から遮断してもよい。つまり、複数の排気口2231bのうち試料Wの表面WSuに沿った方向において真空領域VSPが形成されている範囲内に位置する一の排気口2231bが空間SPgを排気する一方で、複数の排気口2231bのうち試料Wの表面WSuに沿った方向において真空領域VSPが形成されている範囲内に位置しない他の排気口2231bが空間SPgを排気しなくてもよい。この場合、典型的には、試料Wの表面WSuに沿った方向において、空間SPgを排気する一の排気口2231bは、空間SPgを排気しない他の排気口2231bよりも真空領域VSPに近い位置に位置する。
At this time, the
その結果、ビーム照射装置1が中間状態にある場合において、真空領域VSPがより一層適切に維持される。というのも、仮に排気口2231bが形成されていなければ、ビーム照射装置1が中間状態にある場合において、空間SPgに面する真空領域VSPに対して、空間SPgを介して気体が流入する可能性がある。特に、空間SPgが大きくなるほど(例えば、試料Wと待避部材223との間の距離が大きくなるほど)、真空領域VSPに対して、空間SPgを介して気体が流入する可能性が大きくなる。その結果、真空領域VSPの真空度が低下する可能性がある。しかるに、第2変形例では、空間SPgが排気されて減圧されるため、真空領域VSPに対して、空間SPgを介して気体が流入する可能性が相対的に小さくなる。このため、空間SPgを介した気体の流入に起因した真空領域SPの真空度の低下が適切に抑制される。
As a result, when the
尚、真空ポンプ53は、ビーム照射装置1の状態が切り替えられない状態、典型的にはビーム照射装置1が待避状態或いはビーム照射装置1が非待避状態である期間の少なくとも一部において、空間SPgを排気してもよい。ここで、真空ポンプ53は、走査型電子顕微鏡SEMの稼働期間の全てにおいて空間SPgを排気してもよい。また、真空ポンプ53は、走査型電子顕微鏡SEMの稼働期間において、試料Wを搬出入する期間を除いて、空間SPgを排気してもよい。
Note that the
尚、上述した説明では、排気口2231bが保持部材221の保持面HSに形成されている。しかしながら、排気口2231bは、空間SPgを排気可能な任意の位置に形成されていてもよい。排気口2231bは、空間SPgに面する任意の位置に形成されていてもよい。例えば、図15に示すように、排気口2231bは、待避部材223の内面(つまり、空間SPgに面する面)に形成されていてもよい。
In the above description, the
また、上述した説明では、排気口2231bは、試料Wと外周部材222との間の空間のうち、試料Wと待避部材223との間の空間SPgの少なくとも一部に面するように形成されている。しかしながら、図16に示すように、排気口2231bは、試料Wと外周部材222との間の空間のうち、試料Wと待避部材223との間の空間SPg以外の他の空間SPg’の少なくとも一部に面するように形成されていてもよい。この場合、真空ポンプ53は、ビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと又は非待避状態から待避状態へと切り替えられる期間とは異なる期間の少なくとも一部において、空間SPgを排気してもよい。例えば、真空ポンプ53は、ビーム照射装置1が試料Wと外周部材222との境界に面する真空領域VSPを形成する期間の少なくとも一部において、試料Wと外周部材222との間の空間(特に、試料Wと外周部材222との間の空間のうち、真空領域VSPの少なくとも一部とZ軸方向において重なる空間部分)を排気してもよい。更に、この場合、外周部材222は、待避部材223を備えていなくてもよい。外周部材222が待避部材223を備えていない場合には、上述した待避部材223を利用した動作が行われなくてもよい。
In the above description, the
(3−3)第3変形例
続いて、第3変形例における走査型電子顕微鏡SEMcについて説明する。走査型電子顕微鏡SEMcは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、ステージ22による試料Wの保持方法が異なるという点において異なっている。走査型電子顕微鏡SEMcのその他の構造は、走査型電子顕微鏡SEMと同一であってもよい。このため、以下では、図17(a)及び図17(b)を参照しながら、第3変形例におけるステージ22による試料Wの保持方法について説明する。図17(a)は、第3変形例においてステージ22に保持される試料Wを示す断面図であり、図17(b)は、第3変形例においてステージ22に保持される試料Wを示す平面図である。
(3-3) Third Modification Next, a scanning electron microscope SEMc in the third modification will be described. The scanning electron microscope SEMc is different from the above-described scanning electron microscope SEM in that the method of holding the sample W by the
図17(a)及び図17(b)に示すように、第3変形例では、ステージ22は、試料Wと待避部材223との間の間隔G1が、試料Wと外周部材222のうちの待避部材223以外の部分との間の間隔G2とが異なるように、試料Wを保持する。つまり、ステージ22は、保持面HSと試料Wとが同心となるように試料Wを保持することに代えて、保持面HSに対して試料Wが偏って分布するように試料Wを保持する。図17(a)及び図17(b)に示す例では、ステージ22は、試料Wと待避部材223との間の間隔G1が、試料Wと外周部材222のうちの待避部材223とは逆側に位置する部分との間の間隔G2よりも小さくなるように、試料Wを保持している。
As shown in FIGS. 17A and 17B, in the third modified example, the
このようにステージ22が試料Wを保持すると、保持面HSと試料Wとが同心となるようにステージ22が試料Wを保持する場合と比較して、試料Wと待避部材223との間の空間SPgが小さくなる可能性が相対的に高くなる。空間SPgが小さくなると、真空領域VSPに対して空間SPgを介して気体が流入する可能性が小さくなる。このため、空間SPgを介した気体の流入に起因した真空領域SPの真空度の低下が適切に抑制される。
When the
尚、保持面HSの形状は試料Wと異なっていてもよい。 Note that the shape of the holding surface HS may be different from that of the sample W.
(3−4)第4変形例
続いて、第4変形例における走査型電子顕微鏡SEMdについて説明する。走査型電子顕微鏡SEMdは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、ビーム照射装置1に代えて、ビーム照射装置1dを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡SEMdのその他の構造は、走査型電子顕微鏡SEMと同一であってもよい。このため、以下では、図18から図19を参照しながら、第4変形例のビーム照射装置1dについて説明する。図18及び図19の夫々は、第4変形例のビーム照射装置1dの構造を示す断面図である。
(3-4) Fourth Modification Next, a scanning electron microscope SEMd in the fourth modification will be described. The scanning electron microscope SEMd is different from the above-described scanning electron microscope SEM in that a
図18及び図19に示すように、ビーム照射装置1dは、上述したビーム照射装置1と比較して、ビーム照射空間SPb1内において電子ビームEBの経路に挿脱可能な遮断部材151d及び152dを備えているという点で異なる。ビーム照射装置1dのその他の構造は、ビーム照射装置1と同一であってもよい。
As shown in FIGS. 18 and 19, the
遮断部材151d及び152dの夫々は、電子ビームEBを遮断可能な(つまり、通過させない)部材である。遮断部材151dは、電子銃113と、電磁レンズ114、対物レンズ115及び電子検出器116との間において電子ビームEBを遮断可能となるような位置に配置されている。遮断部材152dは、電磁レンズ114、対物レンズ115及び電子検出器116と、射出口119との間において電子ビームEBを遮断可能となるような位置に配置されている。但し、遮断部材151d及び152dの夫々は、電子ビームEBを遮断可能な任意の位置に配置されていてもよい。
Each of the blocking
遮断部材151d及び152dの夫々の状態は、制御装置4の制御下で、電子ビームEBの経路に挿入されている状態と、電子ビームEBの経路に挿入されていない状態との間で切替可能である。具体的には、例えば、制御装置4は、ビーム照射装置1が電子ビームEBを照射するべきタイミングで、図18に示すように、遮断部材151d及び152dの夫々の状態が、電子ビームEBの経路に挿入されていない状態となるように、遮断部材151d及び152dを制御する(例えば、移動可能な不図示の駆動系を制御する)。その結果、真空空間であるビーム通過空間SPb1からSPb3を介して電子ビームEBが試料W(或いは、上述した待避部材223のマーク領域MA)に照射される。一方で、例えば、制御装置4は、ビーム照射装置1が電子ビームEBを照射するべきでないタイミングで、図19に示すように、遮断部材151d及び152dの夫々の状態が、電子ビームEBの経路に挿入されている状態となるように、遮断部材151d及び152dを制御する。その結果、ビーム通過空間SPb1からSPb3を介して電子ビームEBが試料Wに照射されなくなる。
The respective states of the blocking
ビーム照射装置1が電子ビームEBを照射するべきタイミングの一例として、例えば、走査型電子顕微鏡SEMdが試料Wの状態を計測するタイミング、ビーム照射装置1が試料Wに対向しているタイミング(つまり、ビーム照射装置1が非待避状態にあるタイミング)、及び、待避状態にあるビーム照射装置1が待避部材223のマーク領域MAに対向しているタイミングがあげられる。一方で、ビーム照射装置1が電子ビームEBを照射するべきでないタイミングの一例として、例えば、走査型電子顕微鏡SEMdが試料Wの状態を計測しないタイミング、ビーム照射装置1が試料Wに対向していないタイミング、ビーム照射装置1が待避部材223のマーク領域MAに対向していないタイミング、及び、ビーム照射装置1が待避状態にあるタイミングがあげられる。
As an example of the timing at which the
このように、第4変形例の走査型電子顕微鏡SEMdは、電子銃113を停止することなく、ビーム照射装置1の状態を、電子ビームEBを照射する状態と、電子ビームEBを照射しない状態との間で切り替えることができる。
As described above, in the scanning electron microscope SEMd of the fourth modified example, without stopping the
尚、制御装置4は、遮断部材151d及び152dのいずれか一方の状態が、電子ビームEBの経路に挿入されていない状態となる一方で、遮断部材151d及び152dのいずれか他方の状態が、電子ビームEBの経路に挿入されている状態となるように、遮断部材151d及び152dを制御してもよい。例えば、ビーム照射装置1が試料W及び待避部材223の双方に対向していない場合には、ビーム照射装置1が近い将来に電子ビームEBの照射を開始する可能性は相対的に小さい。従って、この場合には、制御装置4は、遮断部材151d及び152dの双方の状態が、電子ビームEBの経路に挿入されている態となるように、遮断部材151d及び152dを制御してもよい。一方で、例えば、ビーム照射装置1が待避部材223に対向している場合(その結果、例えば、上述したように、ステージ22が保持する試料Wが搬出入されている又は走査型電子顕微鏡SEMの動作状態が設定されている場合)には、ビーム照射装置1が近い将来に電子ビームEBの照射を開始する可能性は相対的に大きい。但し、ビーム照射装置1が待避部材223に対向している場合には、ビーム照射装置1は、電子ビームEBを照射するべきではない。従って、この場合には、制御装置4は、遮断部材151dの状態が、電子ビームEBの経路に挿入されていない状態となる一方で、遮断部材152dの状態が、電子ビームEBの経路に挿入されている状態となるように、遮断部材151d及び152dを制御してもよい。その結果、電子銃113から放出された電子ビームEBが遮断部材152dによって遮断されるがゆえに、ビーム照射装置1がビーム照射装置1の外部に電子ビームEBを照射することはない。その一方で、遮断部材151dの状態が、電子ビームEBの経路に挿入されていない状態となっているため、電子ビームEBの照射を開始するためには遮断部材152dが制御されれば十分である。このため、ビーム照射装置1が電子ビームEBを照射するべきでないタイミングで遮断部材151d及び152dの双方が電子ビームEBの経路に挿入されている場合と比較して、電子ビームEBの照射を相対的に迅速に開始することができる。
The control device 4 is configured such that one of the blocking
尚、走査型電子顕微鏡SEMdは、ビーム照射装置1が電子ビームEBを照射するべきでないタイミングで、遮断部材151d及び152dを制御することに加えて又は代えて、電子銃113を停止してもよい。この場合であっても、ビーム照射装置1がビーム照射装置1の外部に電子ビームEBを照射することはない。或いは、走査型電子顕微鏡SEMdは、遮断部材151d及び152dを制御することに加えて又は代えて、電子ビームEBを捕捉可能な捕捉装置を用いて、ビーム照射装置1の外部への電子ビームEBの照射を停止してもよい。このような捕捉装置の一例として、いわゆるファラデーカップがあげられる。これらの場合には、走査型電子顕微鏡SEMdは、遮断部材151d及び152dを備えていなくてもよい。
The scanning electron microscope SEMd may stop the
遮断部材151d及び152dは、電子ビームEBの経路に挿入されている状態において、ビーム通過空間SPb1のうち遮断部材151d及び152dの少なくとも一方と筐体111とによって囲まれた空間部分を密閉可能な部材であってもよい。この場合には、遮断部材151d及び152dによって、ビーム通過空間SPb1のうちの少なくとも一部の空間部分の真空度が維持される。図19に示す例では、遮断部材151dは、電子ビームEBの経路に挿入されている状態において、ビーム通過空間SPb1のうち遮断部材151dよりも上方の空間部分(具体的には、電子銃113に面した空間部分)を密閉可能な部材である。更に。遮断部材151dは、電子ビームEBの経路に挿入されている状態において、ビーム通過空間SPb1のうち遮断部材151dよりも下方であって且つ遮断部材152dよりも上方の空間部分(具体的には、電磁レンズ114、対物レンズ115及び電子検出器116に面した空間部分)を密閉可能な部材である。その結果、遮断部材151d及び152dは、電子ビームEBの経路に挿入されている状態において、真空ポンプ51及び52による排気を一時的に中断しても、ビーム通過空間SPb1のうちの少なくとも一部の空間部分の真空度が適切に維持される。更には、真空ポンプ51及び52による排気が再開されてからビーム通過空間SPb1の減圧が完了するまでに要する時間もまた短縮可能となる。
The blocking
尚、遮断部材151d及び152dの少なくとも一方は、電子ビームEBの経路に挿入されている状態において、ビーム通過空間SPb1のうち遮断部材151d及び152dの少なくとも一方と筐体111とによって囲まれた空間部分を密閉可能な部材である一方で、電子ビームEBを遮断しない部材であってもよい。つまり、遮断部材151d及び152dの少なくとも一方は、電子ビームEBが通過可能な部材であってもよい。
Note that at least one of the blocking
(3−5)第5変形例
続いて、第5変形例における走査型電子顕微鏡SEMeについて説明する。走査型電子顕微鏡SEMeは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、ビーム照射装置1に代えて、ビーム照射装置1eを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡SEMeのその他の構造は、走査型電子顕微鏡SEMと同一であってもよい。このため、以下では、図20を参照しながら、第5変形例のビーム照射装置1eについて説明する。図20は、第5変形例のビーム照射装置1eの構造を示す断面図である。
(3-5) Fifth Modification Next, a scanning electron microscope SEMe in the fifth modification will be described. The scanning electron microscope SEMe differs from the above-described scanning electron microscope SEM in that a beam irradiation apparatus 1e is provided instead of the
図20に示すように、ビーム照射装置1eは、上述したビーム照射装置1と比較して、真空形成部材121の射出面121LSに、気体供給孔126eが形成されているという点において異なっている。ビーム照射装置1eのその他の構造は、ビーム照射装置1と同一であってもよい。
As shown in FIG. 20, the beam irradiation device 1 e is different from the
気体供給孔126eは、ビーム射出口1232及び排気溝124を取り囲むように形成される。気体供給孔126eは、射出面121LSにおいて離散的な配列パターンで離散的に配列するように、複数形成されてもよい。例えば、気体供給孔126eは、射出面121LSにおいて環状に配列するように、複数形成されてもよい。或いは、気体供給孔126eは、射出面121LSにおいて連続的な分布パターンで連続的に分布するように形成されていてもよい。例えば、環状の気体供給孔126eが、射出面121LSに形成されてもよい。
The
気体供給孔126eには、気体供給孔126eに連通するように真空形成部材121(更には、必要に応じて側壁部材122)に形成される配管127eを介して気体供給装置が連結されている。気体供給装置は、配管127eを介して気体供給孔126eに気体を供給する。気体は、例えばCDA(Clean Dry Air:クリーンドライエアー)、或いは、不活性ガスであってもよい。不活性ガスの一例として、窒素ガス及びアルゴンガスの少なくとも一方があげられる。気体供給孔126eは、気体供給装置から供給された気体を、ビーム通過空間SPb3の周囲の空間(つまり、真空領域VSPの周囲の空間)に向けて供給(例えば、噴出)する。ビーム通過空間SPb3の周囲の空間に向けて供給された気体は、ビーム通過空間SPb3への不要物質の進入を防止するエアカーテンとして機能する。その結果、ビーム通過空間SPb3の外部からビーム通過空間SPb3の内部へと進入した不要物質によって電子ビームEBの適切な照射が妨げられにくくなる。このため、ビーム照射装置1eは、電子ビームEBを試料Wに適切に照射することができる。尚、不要物質は、電子ビームEBの適切な照射を妨げる物質である。不要物質の一例として、例えば、水蒸気(つまり、気体状の水分子)及びレジスト由来のアウトガスがあげられる。
A gas supply device is connected to the
尚、気体供給孔126eのZ軸方向に沿った位置は、ビーム射出口1232及び排気溝124の少なくとも一方のZ軸方向に沿った位置よりも、試料Wから遠ざかる側(+Z方向側)であってもよい。
Note that the position of the
上述した説明では、走査型電子顕微鏡SEMは、電子ビーム照射装置1と待避部材223との間に真空領域VSPを新たに形成すると共に、当該新たに形成した真空領域VSPを維持したまま待避部材223から試料Wへと移動させることにより、電子ビーム照射装置1と試料Wとの間に真空領域VSPを新たに形成することに起因した試料Wの温度変化及び試料Wの熱変形を抑制した。しかしながら、第5変形例においては、真空領域VSPを新たに形成することに起因した試料Wの温度変化を予測して、当該温度変化を補償するように、気体供給孔126eを介して供給する気体の温度を調整しながら、試料Wと対向した状態において真空領域VSPを新たに形成してもよい。この場合、試料Wと対向した状態において真空領域VSPを新たに形成しても、真空領域VSPの形成に伴う試料Wの温度変化を打ち消すように調整された気体が供給されるので、試料Wの熱変形を抑制することができる。
In the above description, the scanning electron microscope SEM forms a new vacuum region VSP between the electron
(3−6)第6変形例
続いて、第6変形例における走査型電子顕微鏡SEMfについて説明する。走査型電子顕微鏡SEMfは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、ステージ22に代えてステージ22fを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡SEMfのその他の構造は、走査型電子顕微鏡SEMと同一であってもよい。このため、以下では、図21を参照しながら、第6変形例のステージ22fについて説明する。図21は、第6変形例のステージ22fの構造を示す断面図である。
(3-6) Sixth Modification Next, a scanning electron microscope SEMf in the sixth modification will be described. The scanning electron microscope SEMf is different from the above-described scanning electron microscope SEM in that a
図21に示すように、ステージ22fは、上述したステージ22と比較して、外周部材222に代えて外周部材222fとを備えているという点で異なる。ステージ22fのその他の構造は、ステージ22のその他の構造と同一であってもよい。外周部材222fは、外周部材222fの上面OSが、保持部材221の保持面HSよりも、試料Wの厚み(つまり、Z軸方向の長さ)Whの規格値の範囲に応じて定まる所定量Wh_set1だけ上方に位置するという点で、外周部材222の上面OSが、保持部材221の保持面HSよりも試料Wの厚みWhだけ上方に位置する上述した外周部材222とは異なる。但し、所定量Wh_set1が試料Wの厚みWhと一致する場合には、外周部材222fの上面OSと保持面HSとの位置関係は、外周部材222の上面OSと保持面HSとの位置関係と一致する。外周部材222fのその他の構造は、外周部材222のその他の構造と同一であってもよい。尚、試料Wの厚みWhの規格値の範囲は、試料Wの厚みWhの公差、誤差の範囲と称してもよい。
As shown in FIG. 21, the
所定量Wh_set1は、規格上許容される試料Wの厚みWhの下限値Wh_min以下となる任意の値であってもよい。例えば、試料Wが、直径が300ミリメートルとなる半導体基板(例えば、シリコンウェハ)である場合には、試料Wの厚みWhは、750マイクロメートルから800マイクロメートルの範囲に収まるように、JEIDA(Japan Electronics and Information Technology Industries Association)規格又はSEMI(Semiconductor Equipment and Material International))規格によって定められている。この場合、下限値Wh_minは、750マイクロメートルとなる。従って、外周部材222fの上面OSは、保持部材221の保持面HSよりも、750マイクロメートル以下となる所定量Wh_set1だけ上方に位置する。
The predetermined amount Wh_set1 may be an arbitrary value that is equal to or less than the lower limit value Wh_min of the thickness Wh of the sample W that is allowed in the standard. For example, when the sample W is a semiconductor substrate (for example, a silicon wafer) having a diameter of 300 millimeters, the thickness Wh of the sample W is set to be within a range of 750 micrometers to 800 micrometers, so that JEIDA (Japan It is defined by the Electronics and Information Technology Association (SEI) standard or the SEMI (Semiconductor Equipment and Material International) standard. In this case, the lower limit value Wh_min is 750 micrometers. Accordingly, the upper surface OS of the outer
このように規格上許容される試料Wの厚みWhの下限値Wh_min以下となる所定量Wh_set1を用いて外周部材222fの上面OSfが保持部材221の保持面HSに対して位置合わせされると、図22に示すように、ステージ22fの移動に伴ってビーム照射装置1が試料Wに対して移動する(特に、XY平面に沿った方向に沿って移動する)場合において、ビーム照射装置1と外周部材222fとの衝突が防止可能となる。特に、どのような試料Wがステージ22fに保持されたとしても、その試料Wが規格に合致したものである限りは、外周部材222fの上面OSが試料Wの表面WSよりも下方に位置することになる。このため、外周部材222fの上面OSが試料Wの表面WSよりも上方に位置する場合と比較して、ビーム照射装置1と側壁部材222fとが衝突する可能性が小さくなる。従って、どのような試料Wがステージ22fに保持されたとしても、その試料Wが規格に合致したものである限りは、ビーム照射装置1と外周部材222fとの衝突が防止可能となる。従って、第6変形例の走査型電子顕微鏡SEMfは、上述した走査型電子顕微鏡SEMが享受可能な効果と同様の効果を享受しつつも、ビーム照射装置1とステージ22fとの衝突(特に、外周部材222fとの衝突)を適切に防止することができる。
Thus, when the upper surface OSf of the outer
尚、第6変形例では、外周部材222fは、上述した外周部材222が備えている待避部材223を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。外周部材222fが待避部材223を備えていない場合には、上述した待避部材223を利用した動作が行われなくてもよい。
In the sixth modification, the outer
(3−7)第7変形例
続いて、第7変形例における走査型電子顕微鏡SEMgについて説明する。走査型電子顕微鏡SEMgは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、ステージ22に代えてステージ22gを備えているという点で異なっている。走査型電子顕微鏡SEMgのその他の構造は、走査型電子顕微鏡SEMと同一であってもよい。このため、以下では、図23(a)を参照しながら、第7変形例のステージ22gについて説明する。図23(a)は、第7変形例のステージ22gの構造を示す断面図である。
(3-7) Seventh Modification Next, a scanning electron microscope SEMg in the seventh modification will be described. The scanning electron microscope SEMg is different from the scanning electron microscope SEM described above in that a
図23(a)に示すように、ステージ22gは、保持部材221gと、外周部材222gとを備えている。保持部材221gは、上述した保持部材221と比較して、外周部材222gから分離されているという点で異なる。保持部材221gのその他の構造は、保持部材221のその他の構造と同一であってもよい。外周部材222gは、上述した外周部材222と比較して、保持部材221gの保持面HSに交差する方向(つまり、保持部材221gが保持する試料Wの表面WSuに交差する方向であって、例えば、Z軸方向)に沿って移動可能であるという点で異なる。つまり、外周部材222gは、上述した外周部材222と比較して、保持部材221gの保持面HSに交差する方向に沿った、保持部材221gの保持面HSと外周部材222gの上面OSとの相対位置(つまり、保持部材221gが保持する試料Wの表面WSuと外周部材222gの上面OSとの相対位置)を変更可能であるという点で異なる。外周部材222gのその他の構造は、外周部材222のその他の構造と同一であってもよい。
As shown in FIG. 23A, the
外周部材222gを移動させるために、ステージ22gは、例えば、定盤21上に配置される支持部材223gと、支持部材223gに対して、保持面HSに交差する方向に沿って昇降可能なリフトピン224gとを備えている。リフトピン224gの上部には、外周部材222gの下面が接続されている。その結果、リフトピン224gの昇降に伴って、外周部材222gが昇降する(つまり、保持面HSに交差する方向に沿って移動する)。つまり、リフトピン224gの昇降に伴って、外周部材222gの上面OSが、保持面HSに交差する方向に沿って移動する。
In order to move the outer
第7変形例では特に、外周部材222gは、保持部材221gが保持する試料Wの表面WSuと外周部材222gの上面OSとの実際の相対位置に基づいて移動する。外周部材222gが移動することで表面WSuと上面OSとの相対位置が変わるため、外周部材222gは、表面WSuとの上面OSとの実際の相対位置に基づいて表面WSuと上面OSとの相対位置を変更するように移動すると言える。更に、表面WSuと上面OSとの実際の相対位置は、試料Wの実際の厚みWhに応じて変わるため、外周部材222gは、試料Wの厚みWhに基づいて表面WSuと上面OSとの相対位置を変更するように移動すると言える。
Particularly in the seventh modification, the outer
具体的には、例えば、外周部材222gの上面OSは、保持部材221gの保持面HSよりも、保持部材221が保持している試料Wの厚みWh以下となる所定量Wh_set2だけ上方に位置する。尚、所定量Wh_set2が試料Wの厚みWhと一致する場合には、外周部材222gの上面OSは、試料Wの上面(つまり、表面WSu)と同じ平面に位置する。つまり、外周部材222gの上面OSのZ軸に沿った位置は、試料Wの表面WSuのZ軸に沿った位置と揃う。一方で、所定量Wh_set2が試料Wの厚みWhより小さくなる場合には、外周部材222gの上面OSは、試料Wの表面WSuよりも下方に位置する。つまり、外周部材222gの上面OSは、試料Wの表面WSuよりも、保持部材221gの保持面HSに近くなる。このため、外周部材222gの上面OSの位置(特に、保持面HSに交差する方向における位置)は、保持部材221gが保持している試料Wの表面WSuの位置(特に、保持面HSに交差する方向における位置)に応じて変更されるとも言える。つまり、外周部材222gの上面OSが、保持部材221gが保持している試料Wの表面WSuと同じ高さに位置する又はより下方に位置するように、外周部材222gの位置が変更されるとも言える。
Specifically, for example, the upper surface OS of the outer
例えば、保持部材221gが保持している試料Wの厚みWhが700マイクロメートルである場合には、側壁部材222gの上面OSは、保持部材221gの保持面HSよりも、700マイクロメートル以下となる所定量Wh_set2だけ上方に位置する。例えば、厚みWhが700マイクロメートルとなる試料Wを保持していた保持部材221gが、保持する試料Wの交換によって厚みWhが800マイクロメートルとなる試料Wを保持することになった場合には、外周部材222gの上面OSが、保持部材221gの保持面HSよりも、800マイクロメートル以下となる所定量Wh_set2だけ上方に位置するように、外周部材222gが移動する。
For example, when the thickness Wh of the sample W held by the holding
このように外周部材222gの上面OSが保持部材221gの保持面HSに対して位置合わせされると、外周部材222gの上面OSが、保持部材221gが保持している試料Wの表面WSuと同じ高さに位置する又はより下方に位置することになる。このため、第7変形例においても、第6変形例と同様に、どのような試料Wがステージ22gに保持されたとしても、ビーム照射装置1と外周部材222gとの衝突が防止可能となる。特に、第7変形例では、規格に合致している試料Wのみならず、規格に合致していない試料Wがステージ22gに保持されたとしても、ビーム照射装置1と外周部材222gとの衝突が防止可能となる。従って、第7変形例の走査型電子顕微鏡SEMgは、上述した走査型電子顕微鏡SEMが享受可能な効果と同様の効果を享受しつつも、ビーム照射装置1とステージ22gとの衝突(特に、外周部材222gとの衝突)を適切に防止することができる。
Thus, when the upper surface OS of the outer
尚、第7変形例では、試料Wの厚みWhは、試料Wの表面WSuのうち真空領域VSPが接する(つまり、形成される又は面する)真空面部分の位置における厚みWhを意味していてもよい。この場合には、試料Wの厚みWhに基づいて試料Wの表面WSuと外周部材222gの上面OSとの相対位置を変更するように外周部材222gが移動することは、表面WSuのうち真空領域VSPが接する真空面部分と上面OSとの実際の相対位置に基づいて表面WSuと上面OSとの相対位置を変更するように外周部材222gが移動することと等価である。その結果、外周部材222gの上面OSが、表面WSuのうち真空領域VSPが接する真空面部分と同じ高さに位置する又はより下方に位置するように、外周部材222gの位置が変更される。
In the seventh modified example, the thickness Wh of the sample W means the thickness Wh at the position of the vacuum surface portion of the surface WSu of the sample W where the vacuum region VSP contacts (that is, is formed or faces). Also good. In this case, the movement of the outer
或いは、第7変形例では、試料Wの厚みWhは、試料Wの周縁部(つまり、外縁部)の厚みWhを意味していてもよい。この場合には、試料Wの厚みWhに基づいて試料Wの表面WSuと外周部材222gの上面OSとの相対位置を変更するように外周部材222gが移動することは、試料Wの表面WSuのうち試料Wの周縁部における面部分と上面OS(特に、上面OSのうち試料W側に近接する面部分であって、上面OSの周縁部(つまり、内縁部))との実際の相対位置に基づいて表面WSuと上面OSとの相対位置を変更するように外周部材222gが移動することと等価である。この場合には、外周部材222gの上面OS(特に、上面OSのうち試料W側に近接する面部分)が、表面WSuのうち試料Wの周縁部における面部分と同じ高さに位置する又はより下方に位置するように、外周部材222gの位置が変更されるとも言える。
Alternatively, in the seventh modification, the thickness Wh of the sample W may mean the thickness Wh of the peripheral edge portion (that is, the outer edge portion) of the sample W. In this case, the movement of the outer
尚、ステージ駆動系23により、支持部材223gは保持部材221gと共にXY平面内で移動可能であってもよい。また、図23(b)に示すように、支持部材223gは、定盤21に代えて保持部材221g1に取り付けられていてもよい。尚、保持部材221g1は、保持部材222gと比較して、支持部材223gの下方に延びて支持部材223gを下方から支持する部分221g1を備えているという点において異なる。保持部材221g1のその他の構造は、保持部材222gのその他の構造と同一であってもよい。
Note that the
第7変形例では、外周部材222gは、上述した外周部材222が備えている待避部材223を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。外周部材222gが待避部材223を備えていない場合には、上述した待避部材223を利用した動作が行われなくてもよい。
In the seventh modification, the outer
(3−8)第8変形例
続いて、図24から図26を参照しながら、第8変形例における走査型電子顕微鏡SEMhについて説明する。図24に示すように、走査型電子顕微鏡SEMhは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、単一のステージ22を備えるステージ装置2に代えて、複数のステージ22hを備えるステージ装置2hを備えているという点において異なっている。尚、図24は、ステージ装置2hが2つのステージ22hを備えている例を示している。つまり、図24は、ツインステージ型の又はデュアルステージ型の走査型電子顕微鏡SEMhを示している。以下では、2つのステージ22hを夫々ステージ22h−1及び22h−2と称して、両者を区別する。走査型電子顕微鏡SEMhのその他の構造は、走査型電子顕微鏡SEMと同一であってもよい。
(3-8) Eighth Modification Next, a scanning electron microscope SEMh in the eighth modification will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 24, the scanning electron microscope SEMh includes a
ステージ22h−1は、上述したステージ22と比較して、待避部材223を備えていなくてもよいという点において異なっている。ステージ22h−1のその他の構造は、ステージ22のその他の構造と同一であってもよい。つまり、ステージ22h−1は、保持部材221を備えており、且つ、上述した外周部材222と比較して待避部材223を備えていないという点において異なる外周部材222h−1を備えている。このため、第8変形例では、試料Wは、ステージ22h−1(特に、その保持部材221)によって保持される。外周部材222h−1のその他の構造は、外周部材222のその他の構造と同一であってもよい。
The
一方で、ステージ22h−2は、上述したステージ22と比較して、保持部材221及び外周部材222を備えていなくてもよい一方で、待避部材223を備えているという点において異なる。ステージ22h−2は、XY平面に沿った一の方向においてステージ22h−1に隣接する。従って、第8変形例の走査型電子顕微鏡SEMhにおいても、上述した走査型電子顕微鏡SEMと同様に、待避部材223は、XY平面内において保持部材221に隣接する位置において、保持部材221から離れる方向に広がる。ステージ22h−2のその他の構造は、ステージ22のその他の構造と同一であってもよい。つまり、走査型電子顕微鏡SEMhが備える待避部材223の構造は、上述した走査型電子顕微鏡SEMが備える待避部材223の構造と同一であってもよい。
On the other hand, the
続いて、図25から図26を参照しながら、複数のステージ22h−1及び22h−2を備えるステージ装置2hの動作の流れについて説明する。試料Wを計測しているとき(つまり、ステージ22h−1が試料を保持している期間の少なくとも一部では)、図25(a)に示すように、ビーム照射装置1は、試料Wに対向した状態で、試料Wとの間に真空領域VSPを形成している。試料Wの計測が完了した後、或いは試料Wの計測が完了する前のタイミングで、図25(b)に示すように、ステージ駆動系23は、XY平面に沿ってステージ22h−2を移動して、ステージ22h−1とステージ22h−2とが互いに近接させる。このとき、ステージ22h−1とステージ22h−2とのXY平面における間隔は、例えば1μmから10μm程度であってもよい。その後、ステージ22h−1とステージ22h−2とを同時にXY平面に沿って移動させ、図25(c)に示した真空領域VSPが2つのステージ22h−1及び22h−2の双方と接する状態を経て、図26(a)に示すように、真空領域VSPを待避部材223の上面ESに位置させる。その後、ステージ22h−1をXY平面内で移動させ、図26(b)に示すように、試料Wの搬入位置(ローディングポジション)又は搬出位置(アンローディングポジション)にステージ22h−2を位置させる。
Subsequently, an operation flow of the
尚、第8変型例において、ステージ22h−2によって試料Wを保持可能にする構成であってもよい。
Note that, in the eighth modified example, the configuration may be such that the sample W can be held by the
第8変型例では、待避部材223と独立して試料Wを保持するステージ22h−1が移動可能であるため、ステージ22h−1の移動時の制約、例えば真空領域VSPを常に待避部材223の上面ES上に位置させなくてはならないという制約を少なくすることが可能である。
In the eighth modified example, the
このようなステージ22h−1及び22h−2を備える走査型電子顕微鏡SEMhにおいても、上述した走査型電子顕微鏡SEMが享受可能な効果と同様の効果が享受可能となる。
Also in the scanning electron microscope SEMh provided with
尚、ステージ駆動系23は、ステージ22h−1及び22h−2を一体的に移動させてもよい。或いは、ステージ駆動系23は、ステージ22h−1及び22h−2を別個独立に移動させてもよい。或いは、走査型電子顕微鏡SEMhは、ステージ22h−1を移動させるためのステージ駆動系23と、ステージ22h−2を移動させるためのステージ駆動系23とを別個に備えていてもよい。
The
(3−9)第9変形例
続いて、第9変形例における走査型電子顕微鏡SEMiについて説明する。走査型電子顕微鏡SEMiは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、ビーム照射装置1に代えて第4変形例のビーム照射装置1dを備えている(特に、ビーム通過空間SPb1のうち筐体111と共に囲まれた空間部分を密閉可能な遮断部材151d及び152dを備えている)という点において異なっている。更に、走査型電子顕微鏡SEMiは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、ステージ22に代えて第7変形例のステージ22gを備えている(つまり、保持部材221gが保持する試料Wの表面WSuに交差する方向(例えば、Z軸方向)に沿って移動可能な外周部材222gを備えている)という点において異なっている。走査型電子顕微鏡SEMiのその他の構造は、走査型電子顕微鏡SEMと同一であってもよい。このため、走査型電子顕微鏡SEMiの構造の詳細な説明は省略する。
(3-9) Ninth Modification Next, a scanning electron microscope SMi in the ninth modification will be described. The scanning electron microscope SEMi is provided with a
第9変形例では、走査型電子顕微鏡SEMiは、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わる際に真空領域VSPを維持するための方法を適宜選択可能である。以下、図27を参照しながら、真空領域VSPを維持するための動作の流れについて説明する。
In the ninth modification, the scanning electron microscope SEMi is a method for maintaining the vacuum region VSP when the state of the
図27に示すように、制御装置4は、まず、真空領域VSPの移動元の面(以降、適宜“移動元面”と称する)のZ位置を特定する(ステップS11)。更に、制御装置4は、真空領域VSPの移動先の面(以降、適宜“移動先面”と称する)のZ位置を特定する(ステップS12)。尚、Z位置は、Z軸方向における位置を意味する。ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる場合には、移動元面が試料Wの表面WSuに相当し、移動先面が外周部材222gの上面OS(特に、待避部材223の上面ES)に相当する。一方で、ビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと切り替わる場合には、移動元面が外周部材222gの上面OS(特に、待避部材223の上面ES)に相当し、移動先面が試料Wの表面WSuに相当する。
As shown in FIG. 27, the control device 4 first identifies the Z position of the movement source surface (hereinafter referred to as “movement source surface” as appropriate) of the vacuum region VSP (step S11). Further, the control device 4 specifies the Z position of the movement destination surface of the vacuum region VSP (hereinafter referred to as “movement destination surface” as appropriate) (step S12). The Z position means a position in the Z-axis direction. When the state of the
ここで、図28を参照しながら、図27のステップS11において移動元面のZ位置を特定する動作の流れについて説明する。尚、図27のステップS12において移動先面のZ位置を特定する動作の流れは、移動元面のZ位置を特定する動作の流れと同一であるため、その詳細な説明を省略する。図28に示すように、制御装置4は、移動元面のZ位置に関する位置情報(以降、“Z位置情報”と称する)を既に保有しているか否かを判定する(ステップS111)。例えば、制御装置4は、移動元面のZ位置を計測可能な計測装置による過去の計測結果を示す情報を既に保有している場合には、Z位置情報を既に保有していると判定してもよい。 Here, with reference to FIG. 28, the flow of the operation of specifying the Z position of the movement source surface in step S11 of FIG. 27 will be described. In addition, since the flow of the operation | movement which specifies Z position of a movement destination surface in step S12 of FIG. 27 is the same as the flow of the operation | movement which specifies Z position of a movement origin surface, the detailed description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 28, the control device 4 determines whether or not position information (hereinafter referred to as “Z position information”) relating to the Z position of the movement source surface has already been held (step S111). For example, the control device 4 determines that the Z position information is already held when the information indicating the past measurement result by the measuring device capable of measuring the Z position of the movement source surface is already held. Also good.
ステップS111における判定の結果、Z位置情報を制御装置4が既に保有していると判定された場合には(ステップS111:Yes)、制御装置4は、既に保有しているZ位置情報に基づいて、移動元面のZ位置を特定する(ステップS131)。他方で、ステップS111における判定の結果、Z位置情報を制御装置4が保有していないと判定された場合には(ステップS111:No)、制御装置4は、走査型電子顕微鏡SEMiが、Z位置情報を新たに取得するための位置情報取得装置を備えているか否かを判定する(ステップS112)。位置情報取得装置の一例として、移動元面のZ位置を計測可能な計測装置(例えば、レーザ干渉計及びエンコーダの少なくとも一方)があげられる。 As a result of the determination in step S111, when it is determined that the control device 4 already possesses the Z position information (step S111: Yes), the control device 4 is based on the already possessed Z position information. Then, the Z position of the movement source surface is specified (step S131). On the other hand, as a result of the determination in step S111, when it is determined that the control device 4 does not have the Z position information (step S111: No), the control device 4 indicates that the scanning electron microscope SMi has the Z position. It is determined whether or not a position information acquisition device for newly acquiring information is provided (step S112). As an example of the position information acquisition device, there is a measurement device (for example, at least one of a laser interferometer and an encoder) that can measure the Z position of the movement source surface.
ステップS112における判定の結果、走査型電子顕微鏡SEMiが位置情報取得装置を備えていると判定された場合には(ステップS112:Yes)、制御装置4は、位置情報取得装置にZ位置情報を新たに取得させるか否かを判定する(ステップS113)。ステップS113における判定の結果、位置情報取得装置にZ位置情報を新たに取得させると判定された場合には(ステップS113:Yes)、制御装置4は、位置情報取得装置にZ位置情報を新たに取得させた上で、新たに取得されたZ位置情報に基づいて、移動元面のZ位置を特定する(ステップS131)。 As a result of the determination in step S112, when it is determined that the scanning electron microscope SEMi includes the position information acquisition device (step S112: Yes), the control device 4 newly adds the Z position information to the position information acquisition device. It is determined whether or not to obtain (step S113). As a result of the determination in step S113, when it is determined that the position information acquisition device newly acquires the Z position information (step S113: Yes), the control device 4 newly adds the Z position information to the position information acquisition device. After the acquisition, the Z position of the movement source surface is specified based on the newly acquired Z position information (step S131).
他方で、ステップS112における判定の結果、走査型電子顕微鏡SEMiが位置情報取得装置を備えていないと判定された場合(ステップS112:No)、又は、ステップS113における判定の結果、位置情報取得装置にZ位置情報を新たに取得させないと判定された場合には(ステップS113:No)、制御装置4は、移動元面を表面に含む物体(以降、“移動元物体”と称する)のZ軸方向における寸法(実質的には、厚み)に関する寸法情報(以降、“Z寸法情報”と称する)を既に保有しているか否かを判定する(ステップS121)。例えば、制御装置4は、移動元物体のZ軸方向における寸法を計測可能な計測装置による過去の計測結果を示す情報を既に保有している場合には、Z寸法情報を既に保有していると判定してもよい。尚、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる場合には、移動元物体が試料Wに相当し、移動先面を表面に含む物体(以降、“移動先物体”と称する)が外周部材222g(特に、待避部材223)に相当する。一方で、ビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと切り替わる場合には、移動元物体が外周部材222g(特に、待避部材223)に相当し、移動先物体が試料Wに相当する。
On the other hand, as a result of the determination in step S112, when it is determined that the scanning electron microscope SEMi does not include the position information acquisition device (step S112: No), or as a result of the determination in step S113, the position information acquisition device When it is determined that the Z position information is not newly acquired (step S113: No), the control device 4 performs the Z-axis direction of the object including the movement source surface (hereinafter referred to as “movement source object”). It is determined whether dimension information (hereinafter referred to as “Z dimension information”) relating to the dimension (substantially thickness) is already held (step S121). For example, if the control device 4 already holds information indicating past measurement results by a measurement device capable of measuring the dimension of the movement source object in the Z-axis direction, the control device 4 already holds the Z dimension information. You may judge. When the state of the
ステップS121における判定の結果、Z寸法情報を制御装置4が既に保有していると判定された場合には(ステップS121:Yes)、制御装置4は、既に保有しているZ寸法情報に基づいて、移動元面のZ位置を特定(つまり、推定)する(ステップS132)。他方で、ステップS121における判定の結果、Z寸法情報を制御装置4が保有していないと判定された場合には(ステップS121:No)、制御装置4は、走査型電子顕微鏡SEMiが、Z寸法情報を新たに取得するための寸法情報取得装置を備えているか否かを判定する(ステップS122)。寸法情報取得装置の一例として、移動元物体の寸法を計測可能な計測装置(例えば、レーザスキャナ等)があげられる。 As a result of the determination in step S121, when it is determined that the control device 4 already possesses the Z dimension information (step S121: Yes), the control device 4 is based on the already possessed Z dimension information. Then, the Z position of the movement source surface is specified (that is, estimated) (step S132). On the other hand, as a result of the determination in step S121, when it is determined that the control device 4 does not have the Z dimension information (step S121: No), the control device 4 uses the scanning electron microscope SMi to detect the Z dimension. It is determined whether or not a dimension information acquisition device for newly acquiring information is provided (step S122). An example of the dimension information acquisition apparatus is a measurement apparatus (for example, a laser scanner) that can measure the dimension of the movement source object.
ステップS122における判定の結果、走査型電子顕微鏡SEMiが寸法情報取得装置を備えていると判定された場合には(ステップS122:Yes)、制御装置4は、寸法情報取得装置にZ寸法情報を新たに取得させるか否かを判定する(ステップS123)。ステップS123における判定の結果、寸法情報取得装置にZ寸法情報を新たに取得させると判定された場合には(ステップS123:Yes)、制御装置4は、寸法情報取得装置にZ寸法情報を新たに取得させた上で、新たに取得されたZ寸法情報に基づいて、移動元面のZ位置を特定(つまり、推定)する(ステップS132)。 As a result of the determination in step S122, when it is determined that the scanning electron microscope SEMi includes the dimension information acquisition device (step S122: Yes), the control device 4 adds the Z dimension information to the dimension information acquisition device. It is determined whether or not to obtain (step S123). As a result of the determination in step S123, when it is determined that the dimensional information acquisition device should newly acquire the Z dimensional information (step S123: Yes), the control device 4 newly adds the Z dimensional information to the dimensional information acquisition device. After the acquisition, the Z position of the movement source surface is specified (that is, estimated) based on the newly acquired Z dimension information (step S132).
他方で、ステップS122における判定の結果、走査型電子顕微鏡SEMiが寸法情報取得装置を備えていないと判定された場合(ステップS122:No)、又は、ステップS123における判定の結果、寸法情報取得装置にZ寸法情報を新たに取得させないと判定された場合には(ステップS123:No)、制御装置4は、移動元物体のZ軸方向における寸法が、移動元物体のZ軸方向における寸法の規格値であると推定する(ステップS124)。その上で、制御装置4は、移動元物体のZ軸方向における寸法の規格値に基づいて、移動元面のZ位置を特定(つまり、推定)する(ステップS132)。 On the other hand, as a result of the determination in step S122, when it is determined that the scanning electron microscope SEMi does not include the dimension information acquisition device (step S122: No), or as a result of the determination in step S123, the dimension information acquisition device When it is determined that the Z dimension information is not newly acquired (step S123: No), the control device 4 determines that the dimension of the movement source object in the Z axis direction is the standard value of the dimension of the movement source object in the Z axis direction. (Step S124). Then, the control device 4 specifies (that is, estimates) the Z position of the movement source surface based on the standard value of the dimension of the movement source object in the Z-axis direction (step S132).
再び図27において、その後、制御装置4は、ステップS11で特定した移動元面のZ位置とステップS12で特定した移動先面のZ位置との差分が、ビーム照射装置1と試料Wとの間の間隔Dの目標値である所望間隔D_targetに対して十分に小さいか否かを判定する(ステップS21)。つまり、制御装置4は、Z軸方向における移動元面と移動先面との間の間隔(或いは、距離)が、所望間隔D_targetに対して十分に小さいか否かを判定する。尚、移動元面のZ位置と移動先面のZ位置との差分(つまり、間隔)は、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わる際に真空領域VSPが乗り越えるべき段差のZ軸方向におけるサイズに相当する。
In FIG. 27 again, after that, the control device 4 determines that the difference between the Z position of the movement source surface specified in step S11 and the Z position of the movement destination surface specified in step S12 is between the
Z位置の差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さい状態か否かを判定することは、真空領域VSPが移動元面から移動先面に移動したとしても真空領域VSPが維持可能な程度にZ位置の差分が小さい(つまり、真空領域VSPが乗り越えるべき段差のZ軸方向におけるサイズが小さい)か否かを判定するために行われる。このため、Z位置の差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さい状態は、真空領域VSPが移動元面から移動先面に移動したとしても真空領域VSPが維持可能な程度にZ位置の差分が小さい状態と等価であってもよい。つまり、Z位置の差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さい状態は、移動元面との間に真空領域VSPを形成しているビーム照射装置1が移動先面に対向するようになるまでXY平面に沿って相対的に移動した場合であっても依然として移動先面との間に真空領域VSPを形成し続ける程度にZ位置の差分が小さい状態と等価であってもよい。言い換えれば、Z位置の差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さい状態は、ビーム照射装置1と移動元面との間の間隔(つまり、出射面121LSのZ位置と移動元面のZ位置との差分)が、ビーム照射装置1と移動元面との間に形成される真空領域VSPを維持可能な間隔となり、且つ、ビーム照射装置1と移動先面との間の間隔(つまり、出射面121LSのZ位置と移動先面のZ位置との差分)が、ビーム照射装置1と移動先面との間に形成される真空領域VSPを維持可能な間隔となる程度にZ位置の差分が小さい状態と等価であってもよい。
Determining whether or not the difference in the Z position is sufficiently small with respect to the desired interval D_target is that Z is such that the vacuum region VSP can be maintained even if the vacuum region VSP moves from the movement source surface to the movement destination surface. This is performed to determine whether or not the position difference is small (that is, the size in the Z-axis direction of the step that the vacuum region VSP should overcome) is small. For this reason, when the Z position difference is sufficiently small with respect to the desired interval D_target, the Z position difference is such that the vacuum area VSP can be maintained even if the vacuum area VSP moves from the movement source surface to the movement destination surface. It may be equivalent to a small state. That is, the state in which the difference in the Z position is sufficiently small with respect to the desired interval D_target is XY until the
ステップS21における判定の結果、Z位置との差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さいと判定された場合には(ステップS21:Yes)、真空領域VSPが移動元面から移動先面に移動したとしても真空領域VSPが維持可能であると推定される。この場合には、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わるように、ステージ駆動系23がXY平面に沿った方向におけるステージ22とビーム照射装置1との相対位置を調整する(ステップS31)。その結果、真空領域VSPが形成されたまま、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わる(ステップS31)。つまり、真空領域VSPが、ビーム照射装置1と試料Wとの間の空間からビーム照射装置1と待避部材223との間の空間へと又はビーム照射装置1と待避部材223との間の空間からビーム照射装置1と試料Wとの間の空間へと移動する(ステップS31)。
As a result of the determination in step S21, when it is determined that the difference from the Z position is sufficiently small with respect to the desired interval D_target (step S21: Yes), the vacuum region VSP has moved from the movement source surface to the movement destination surface. However, it is estimated that the vacuum region VSP can be maintained. In this case, the
但し、外周部材222gがZ軸方向に沿って移動可能であるがゆえに、移動元面と移動先面とが同じ高さに位置するとは限らない。つまり、移動元面が移動先面よりも低いかもしれないし、移動元面が移動先面よりも高いかもしれない。尚、移動元面が移動先面よりも低い状態は、移動元面と対向しているビーム照射装置1と移動元面との間の距離(具体的には、Z軸方向の距離であり且つZ軸方向における位置の差分、以下、第9変形例において同じ)よりも、XY平面に沿って相対的に移動して移動先面と対向することになったビーム照射装置1と移動先面との間の距離が小さい状態に相当する。一方で、移動元面が移動先面よりも高い状態は、移動元面と対向しているビーム照射装置1と移動元面との間の距離よりも、XY平面に沿って相対的に移動して移動先面と対向することになったビーム照射装置1と移動先面との間の距離が大きい状態に相当する。
However, since the outer
ここで、仮に移動元面が移動先面よりも低い場合には、移動元面が移動先面よりも高い場合と比較して、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替わる過程で、ビーム照射装置1が移動先物体に衝突する可能性が相対的に高くなる。例えば、図29(a)は、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる場合において、移動元面である試料Wの表面WSuが、移動先面である外周部材222gの上面OSよりも低い例を示しており、図29(b)は、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる場合において、移動元面である試料Wの表面WSuが、移動先面である外周部材222gの上面OSよりも高い例を示している。例えば、図30(a)は、ビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと切り替わる移動元面である外周部材222gの上面OSが、移動先面である試料Wの表面WSuよりも低い例を示しており、例えば、図30(b)は、ビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと切り替わる移動元面である外周部材222gの上面OSが、移動先面である試料Wの表面WSuよりも高い例を示している。
Here, if the movement source surface is lower than the movement destination surface, the state of the
このため、走査型電子顕微鏡SEMiは、移動元面が移動先面よりも低い場合には、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替えるためにステージ駆動系23を制御してステージ22gをXY平面に沿って移動させる(つまり、ビーム照射装置1をXY平面に沿って相対的に移動させる)前に、間隔調整系14を制御してビーム照射装置1と移動元面との間の距離を大きくする。例えば、図29(c)は、ビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる場合において、ビーム照射装置1と移動元面である試料Wの表面WSuとの間の距離が、距離d11から距離d12(但し、d12>d11)まで大きくなるようにZ軸方向に沿ってビーム照射装置1が移動する例を示している。例えば、図30(c)は、ビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと切り替わる場合において、ビーム照射装置1と移動元面である外周部材222gの上面OSとの間の距離が、距離d21から距離d22(但し、d22>d21)まで大きくなるようにZ軸方向に沿ってビーム照射装置1が移動する例を示している。尚、図29(c)及び図30(c)では、移動前の外周部材222gが点線で示されており、移動後の外周部材222gが実線で示されている。この場合、ビーム照射装置1と移動元面との間の距離は、ビーム照射装置1と移動元面との間に真空領域VSPを形成可能(つまり、維持可能)であって、且つ、XY平面に沿って相対的に移動させて移動先面と対向することになったビーム照射装置1と移動先面との間に真空領域VSPを形成可能な距離に設定される。その結果、走査型電子顕微鏡SEMiは、ビーム照射装置1と移動先物体との衝突を防止しながら、真空領域VSPを維持することができる。
For this reason, the scanning electron microscope SEMi switches the state of the
一方で、走査型電子顕微鏡SEMiは、移動元面が移動先面よりも高い場合には、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替えるためにステージ駆動系23を制御してステージ22gをXY平面に沿って移動させる(つまり、ビーム照射装置1をXY平面に沿って相対的に移動させる)前に、間隔調整系14を制御してビーム照射装置1と移動元面との間の距離を大きくしなくてもよい。この場合には、走査型電子顕微鏡SEMiは、ビーム照射装置1と移動元面との間の距離を維持したまま(例えば、上述した真空領域VSPを形成可能な距離に維持したまま)、ステージ駆動系23を制御してステージ22gをXY平面に沿って移動させることで、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替えてもよい。
On the other hand, the scanning electron microscope SEMi switches the state of the
他方で、ステップS21における判定の結果、Z位置の差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さくないと判定された場合には(ステップS21:No)、真空領域VSPが移動元面から移動先面に移動すると、真空領域VSPが維持できない可能性がある。つまり、ビーム照射装置1と移動元面との間の間隔が、ビーム照射装置1と移動元面との間に形成される真空領域VSPを維持可能な間隔となる一方で、ビーム照射装置1と移動先面との間の間隔が、ビーム照射装置1と移動先面との間に形成される真空領域VSPを維持可能な間隔とならない可能性がある。そこで、この場合には、走査型電子顕微鏡SEMiは、真空領域VSPを維持するための動作を行う。
On the other hand, as a result of the determination in step S21, when it is determined that the difference in the Z position is not sufficiently small with respect to the desired interval D_target (step S21: No), the vacuum region VSP moves from the movement source surface to the movement destination surface. If moved to, the vacuum region VSP may not be maintained. That is, the distance between the
具体的には、まず、制御装置4は、Z軸方向に沿って外周部材222gが移動可能であるか否かを判定する(ステップS22)。ステップS22における判定の結果、外周部材222gが移動可能であると判定された場合には(ステップS22:Yes)、走査型電子顕微鏡SEMiは、真空領域VSPを維持するための動作として、外周部材222gを移動する動作を採用する。具体的には、走査型電子顕微鏡SEMiは、Z位置の差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さくなるように、外周部材222g(つまり、移動元面又は移動先面)を移動させる(ステップS25)。その結果、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替える過程で、真空領域VSPが適切に維持可能となる。
Specifically, first, the control device 4 determines whether or not the outer
この際、走査型電子顕微鏡SEMiは、外周部材222gを移動させた後におけるビーム照射装置1のZ位置と移動元面のZ位置との間の差分が、外周部材222gを移動させた後におけるビーム照射装置1のZ位置と移動先面のZ位置との間の差分よりも小さくなるように、外部部材222gを移動させてもよい。つまり、走査型電子顕微鏡SEMiは、移動元面が移動先面よりも高くなるように、外部部材222gを移動させてもよい。その結果、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替える過程で、ビーム照射装置1と移動先物体との衝突が防止可能となる。
At this time, in the scanning electron microscope SEMi, the difference between the Z position of the
更に、走査型電子顕微鏡SEMiは、外周部材222gを移動させた後における試料Wの表面WSuのZ位置と外周部材222gの上面OSのZ位置との間の差分が、外周部材222gを移動させる前における表面WSuのZ位置と上面OSのZ位置との間の差分よりも小さくなるように、外部部材222gを移動させてもよい。つまり、走査型電子顕微鏡SEMiは、Z軸方向において表面Wuと上面OSとが近づくように、外周部材222gを移動させてもよい。その結果、Z軸方向において表面Wuと上面OSとが遠ざかるように外周部材222gを移動する場合と比較して、Z位置の差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さくなる可能性が高くなる。
Further, in the scanning electron microscope SEMi, the difference between the Z position of the surface WSu of the sample W and the Z position of the upper surface OS of the outer
例えば、図31(a)に示すように、移動元面である試料Wの表面WSuが移動先面である外周部材222gの上面OSよりも低い状況下でビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる場合には、走査型電子顕微鏡SEMiは、(i)表面Wuと上面OSとが近づいてZ位置の差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さくなり、且つ、(ii)外周部材222gの上面OSが試料Wの表面WSuよりも低くなる(つまり、ビーム照射装置1と表面WSuとの間の間隔d31が、ビーム照射装置1と上面OSとの間の間隔d32よりも小さくなる)ように、移動部材222gを下げる。例えば、図31(b)に示すように、移動元面である試料Wの表面WSuが移動先面である外周部材222gの上面OSよりも高い状況下でビーム照射装置1の状態が非待避状態から待避状態へと切り替わる場合には、走査型電子顕微鏡SEMiは、(i)表面Wuと上面OSとが近づいてZ位置の差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さくなり、且つ、(ii)外周部材222gの上面OSが試料Wの表面WSuよりも低くなる(つまり、ビーム照射装置1と表面WSuとの間の間隔d41が、ビーム照射装置1と上面OSとの間の間隔d42よりも小さくなる)ように、移動部材222gを上げる。例えば、図32(a)に示すように、移動元面である外周部材222gの上面OSが移動先面である試料Wの表面WSuよりも高い状況下でビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと切り替わる場合には、走査型電子顕微鏡SEMiは、(i)表面Wuと上面OSとが近づいてZ位置の差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さくなり、且つ、(ii)試料Wの表面WSuが外周部材222gの上面OSよりも低くなる(つまり、ビーム照射装置1と上面OSとの間の間隔d52が、ビーム照射装置1と表面WSuとの間の間隔d51よりも小さくなる)ように、移動部材222gを下げる。例えば、図32(b)に示すように、移動元面である外周部材222gの上面OSが移動先面である試料Wの表面WSuよりも低い状況下でビーム照射装置1の状態が待避状態から非待避状態へと切り替わる場合には、走査型電子顕微鏡SEMiは、(i)表面Wuと上面OSとが近づいてZ位置の差分が所望間隔D_targetに対して十分に小さくなり、且つ、(ii)試料Wの表面WSuが外周部材222gの上面OSよりも低くなる(つまり、ビーム照射装置1と上面OSとの間の間隔d62が、ビーム照射装置1と表面WSuとの間の間隔d61よりも小さくなる)ように、移動部材222gを上げる。尚、図31(a)から図32(b)では、移動前の外周部材222gが点線で示されており、移動後の外周部材222gが実線で示されている。
For example, as shown in FIG. 31A, the state of the
他方で、ステップS22における判定の結果、外周部材222gが移動可能でないと判定された場合には(ステップS22:No)、制御装置4は、真空ポンプ51及び52の少なくとも一方の排気速度を上げる(つまり、変更する)ことで、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替える過程で真空領域VSPを維持可能か否かを判定する(ステップS23)。つまり、制御装置4は、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替える過程で真空領域VSPを維持し続けることができる程度に真空ポンプ51及び52の少なくとも一方の排気速度を上げること可能か否かを判定する(ステップS23)。尚、真空ポンプ51及び52の少なくとも一方の排気速度が大きくなればなるほど、真空領域VSPを形成可能な所望間隔D_targetが大きくなる。つまり、真空ポンプ51及び52の少なくとも一方の排気速度が大きくなればなるほど、ビーム照射装置1と試料Wとの間の間隔Dがより大きい状況下で真空領域VSPを形成できる。尚、排気速度は、単位時間当たりに排気される気体の流量に比例するパラメータである。
On the other hand, as a result of the determination in step S22, when it is determined that the outer
ステップS23における判定の結果、真空ポンプ51及び52の少なくとも一方の排気速度を上げることで真空領域VSPを維持可能である(つまり、真空領域VSPを維持し続けることができる程度に真空ポンプ51及び52の少なくとも一方の排気速度を上げることが可能である)と判定された場合には(ステップS23:Yes)、走査型電子顕微鏡SEMiは、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替える過程で真空領域VSPを維持し続けることができる程度に真空ポンプ51及び52の少なくとも一方の排気速度を上げる(ステップS26)。その結果、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替える過程で、真空領域VSPが適切に維持可能となる。
As a result of the determination in step S23, the vacuum region VSP can be maintained by increasing the exhaust speed of at least one of the
他方で、ステップS23における判定の結果、真空ポンプ51及び52の少なくとも一方の排気速度を上げることで真空領域VSPを維持可能でない(つまり、真空領域VSPを維持し続けることができる程度に真空ポンプ51及び52の少なくとも一方の排気速度を上げることができない)と判定された場合には(ステップS23:No)、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替える過程で、真空領域VSPを形成し続けることができない可能性がある。そこで、この場合には、走査型電子顕微鏡SEMiは、真空領域VSPが破壊されてしまった場合に備えて、遮断部材151d及び152dを電子ビームEBの経路に挿入する(ステップS27)。その結果、ビーム通過空間SPb1のうち遮断部材151d及び152dの少なくとも一方と筐体111とによって囲まれた空間部分が密閉される(ステップS27)。このため、ビーム通過空間SPb1のうちの少なくとも一部の空間部分の真空度が維持される。
On the other hand, as a result of the determination in step S23, the vacuum region VSP cannot be maintained by increasing the exhaust speed of at least one of the
以上のステップS11からステップS27までの処理が行われた後に、走査型電子顕微鏡SEMiは、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと実際に切り替える(ステップS31)。その結果、走査型電子顕微鏡SEMiは、ビーム照射装置1の状態を非待避状態から待避状態へと又は待避状態から非待避状態へと切り替える過程において、真空領域VSPを形成し続ける可能性がより一層高くなる。
After the processing from step S11 to step S27 is performed, the scanning electron microscope SEMi actually switches the state of the
(3−10)第10変形例
続いて、第10変形例における走査型電子顕微鏡SEMjについて説明する。走査型電子顕微鏡SEMjは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、ステージ22に代えてステージ22jを備えているという点で異なっている。走査型電子顕微鏡SEMjのその他の構造は、走査型電子顕微鏡SEMと同一であってもよい。このため、以下では、図33(a)及び図33(b)を参照しながら、第10変形例のステージ22jについて説明する。図33(a)は、第10変形例のステージ22jの構造を示す斜視図であり、図33(b)は、図33(a)の斜視図におけるA−A断面図である。
(3-10) Tenth Modification Next, a scanning electron microscope SEMj in the tenth modification will be described. The scanning electron microscope SEMj is different from the above-described scanning electron microscope SEM in that a stage 22j is provided instead of the
図33(a)及び図33(b)に示すように、ステージ22jは、ステージ22と比較して、待避部材223に代えて、待避部材223jを備えているという点において異なる。図34(b)に示すように、ステージ22jは、外周部材222の一部に設けられた凹部に載置される待避部材223jを備える。ステージ22jのその他の構造は、ステージ22のその他の構造と同一であってもよい。
As shown in FIGS. 33A and 33B, the stage 22 j is different from the
待避部材223jは、待避部材223と比較して、ステージ22jから着脱可能(つまり、離脱可能及び/又は装着可能)であるという点において異なる。待避部材223jは、板部分223j1と、この板部分223j1の上側の複数箇所に設けられた突起部223j2とを備えている。また、ステージ22jに設けられた凹部には、図示なき真空ポンプと連通した配管223j3が設けられている。この配管223j3に連通した真空ポンプは、上述した真空ポンプ51と同程度の排気能力を有していてもよい。尚、図33(a)及び図33(b)の例において、これらの複数の突起部223j2の数は3であるが、複数の突起部223j2の数は3には限定されない。また、複数の突起部223j2のZ軸方向の寸法(高さ)は、数μm程度であってよい。
The retracting
続いて、図34(a)から図34(d)を参照しながら、待避部材223jによる真空領域VSPを維持する動作の流れについて説明する。試料Wを計測しているとき(つまり、ステージ22jが試料Wを保持している期間の少なくとも一部)では、図34(a)に示すように、ビーム照射装置1は、試料Wに対向した状態で、試料Wとの間に真空領域VSPを形成している。試料Wの計測が完了した後、図34(b)に示すように、ステージ駆動系23は、XY平面に沿ってステージ22jを移動して、ビーム照射装置1の射出面121LSを待避部材223jと対向させる。このとき、ビーム照射装置1の射出面121LSと、待避部材223jの板部分223j1とのZ軸方向に沿った間隔は、射出面121LSと板部分223j1との間に局所的な真空領域VSPが形成される程度の間隔、典型的には10μm程度である。ここで、配管223j3を介して真空ポンプによる排気が行われているため、待避部材223jの板部分223j1は、ビーム照射装置1に引き寄せられない。配管223j3を介した真空ポンプによる排気は、局所的な真空領域VSPを形成するための排気速度よりも高い排気速度であってもよい。
Next, an operation flow for maintaining the vacuum region VSP by the
その後、図34(c)に示すように、間隔制御系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方により、ビーム照射装置1の射出面121LSと複数の突起部分223j2とが接触するように、射出面121LSと待避部材223jとの間隔が調整される。射出面121LSと複数の突起部分223j2とが接触した後、配管223j3を介した排気の排気速度を低め、待避部材223jをビーム照射装置1の射出面121LSに真空吸着させる。その後、図34(d)に示すように、間隔制御系14及びステージ駆動系23の少なくとも一方により、ビーム照射装置1の射出面121LSとステージ22jとの間隔を広げる。この動作の後、ステージ22jを移動させて、例えば、試料Wの搬入位置又は搬出位置に位置させる。
Thereafter, as shown in FIG. 34 (c), the emission surface 121LS is brought into contact with the emission surface 121LS of the
図33(a)から図34(d)に示す例では、待避部材223jの複数の突起部分223j2によって、待避部材223jの板部分223j1と射出面121LSとの間に、突起部分223j2の高さによって決まる間隙が形成される。この間隙の間隔は、数μm程度であるため、板部分223j1とビーム照射装置1の射出面121LSとの間には局所的な真空領域VSPが維持され続ける。
In the example shown in FIG. 33 (a) to FIG. 34 (d), due to the height of the protruding portion 223j2 between the plate portion 223j1 of the retracting
このようなステージ22jを備える走査型電子顕微鏡SEMjにおいても、上述した走査型電子顕微鏡SEMが享受可能な効果と同様の効果が享受可能となる。更に、走査型電子顕微鏡SEMjにおいても、第8変形例の走査型電子顕微鏡SEMhと同様に、待避部材223jと独立して試料Wを保持するステージ22jが移動可能であるため、ステージ22jの移動時の制約、例えば真空領域VSPを常に待避部材223jの上面ES上に位置させなくてはならないという制約を少なくすることが可能である。
Also in the scanning electron microscope SEMj provided with such a stage 22j, it is possible to receive the same effects as the effects that the scanning electron microscope SEM described above can enjoy. Further, in the scanning electron microscope SEMj, similarly to the scanning electron microscope SEMh of the eighth modified example, the stage 22j holding the sample W can be moved independently of the retracting
(3−11)第11変形例
続いて、第11変形例における走査型電子顕微鏡SEMkについて説明する。走査型電子顕微鏡SEMkは、上述した走査型電子顕微鏡SEMと比較して、ステージ22に代えてステージ22kを備えているという点で異なっている。走査型電子顕微鏡SEMkのその他の構造は、走査型電子顕微鏡SEMと同一であってもよい。このため、以下では、図35(a)及び図35(b)を参照しながら、第11変形例のステージ22kについて説明する。図35(a)及び図35(b)の夫々は、第11変形例のステージ22kの構造を示す断面図である。
(3-11) Following eleventh modification will be described scanning electron microscope SEMk in the 11 modification. The scanning electron microscope SEMk is different from the above-described scanning electron microscope SEM in that a
図35(a)及び図35(b)に示すように、ステージ22kは、ステージ22と比較して、外周部材222及び待避部材223に代えて、外周部材222k及び待避部材223kを備えているという点において異なる。ステージ22kのその他の構造は、ステージ22のその他の構造と同一であってもよい。
As shown in FIGS. 35A and 35B, the
外周部材222kは、外周部材222と比較して、待避部材223を含んでいなくてもよいという点において異なる。外周部材222kのその他の構造は、外周部材222のその他の構造と同一であってもよい。
The outer
待避部材223kは、待避部材223と比較して、外周部材222の外側において跳ね上げ可能に設けられているという点において異なる。例えば、図35(a)に示すように、待避部材223kは、外周部材222kの側方に設けられていてもよい。待避部材223kの状態は、その上面ESが試料Wの表面WSuとほぼ一致するように跳ね上げられた状態と、その上面ESが側方を向くように折りたたまれた状態との間で切り替え可能であってもよい。待避部材223k上に局所的な真空領域VSPが位置する待避状態において、図35(a)に示すように、待避部材223kはその上面ESが試料Wの表面WSuとほぼ一致するように跳ね上げられた状態に設定される。また、待避状態と異なる状態において、待避部材223kは、図35(b)に示すように、その上面ESが側方を向く格納状態に設定される。この図35(a)及び図35(b)の例においては、待避部材223kに起因するステージ22kのストロークが制限される不都合を少なくすることが可能である。
The retracting
このようなステージ22kを備える走査型電子顕微鏡SEMkにおいても、上述した走査型電子顕微鏡SEMが享受可能な効果と同様の効果が享受可能となる。
Also in the scanning electron microscope SEMk provided with such a
(3−12)その他の変形例
上述した説明では、外周部材222は、XY平面に沿った一の方向において保持部材221に隣接する待避部材223を含んでいる。しかしながら、外周部材222は、XY平面に沿った複数の異なる方向において保持部材221に夫々隣接する複数の待避部材223を含んでいてもよい。例えば、図36(a)に示すように、外周部材222は、保持部材221よりも−Y側において保持部材221に隣接する待避部材223−1と、保持部材221よりも+Y側において保持部材221に隣接する待避部材223−2とを含んでいてもよい。例えば、図36(b)に示すように、外周部材222は、保持部材221よりも−Y側において保持部材221に隣接する待避部材223−1と、保持部材221よりも+Y側において保持部材221に隣接する待避部材223−2と、保持部材221よりも−X側において保持部材221に隣接する待避部材223−3と、保持部材221よりも+X側において保持部材221に隣接する待避部材223−4とを含んでいてもよい。この場合には、各待避部材223−1から223−1は、上述した待避部材223と同様に利用可能である。
(3-12) Other Modifications In the above description, the outer
上述した説明では、差動排気系12は、単一の排気機構(具体的には、排気溝124及び配管125)を備える1段式の差動排気系を備えている。しかしながら、複数の排気機構を備える多段式の差動排気系であってもよい。この場合、真空形成部材121の射出面121LSには、複数の排気溝124が形成され、真空形成部材121には、複数の排気溝124に夫々連通する複数の配管125が形成される。複数の配管125は、夫々、ポンプ系5が備える複数の真空ポンプ52に接続される。複数の真空ポンプ52の排気能力は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
In the above description, the
走査型電子顕微鏡SEMに限らず、電子ビームEBを試料W(或いは、その他の任意の物体)に照射する任意の電子ビーム装置が、上述した走査型電子顕微鏡SEMと同様の構造を有していてもよい。つまり、任意の電子ビーム装置が、上述したステージ22を備えていてもよい。任意の電子ビーム装置の一例として、電子ビームEBを用いて電子線レジストが塗布されたウェハを露光することでウェハにパターンを形成する電子ビーム露光装置、及び、電子ビームEBを母材に照射して発生する熱で母材を溶接する電子ビーム溶接装置の少なくとも一方があげられる。
Not only the scanning electron microscope SEM but also any electron beam apparatus that irradiates the sample W (or any other object) with the electron beam EB has the same structure as the above-described scanning electron microscope SEM. Also good. That is, any electron beam apparatus may include the
或いは、電子ビーム装置に限らず、電子ビームEBとは異なる任意の荷電粒子ビーム又はエネルギビーム(例えば、イオンビーム)を任意の試料W(或いは、その他の任意の物体)に照射する任意のビーム装置が上述した走査型電子顕微鏡SEMと同様の構造を有していてもよい。つまり、荷電粒子ビーム又はエネルギビームを照射可能なビーム光学系を備える任意のビーム装置が、上述したステージ22を備えていてもよい。或いは、ビーム装置に限らず、電子を含む任意の荷電粒子を、ビームとは異なる照射形態で任意の試料W(或いは、その他の任意の物体)に照射する任意の照射装置が上述した走査型電子顕微鏡SEMと同様の構造を有していてもよい。つまり、荷電粒子を照射(例えば、放出、生成、噴出又は)可能な照射系を備える任意の照射装置が、上述したステージ22を備えていてもよい。任意の照射装置の一例として、プラズマを用いて物体をエッチングするエッチング装置、及び、プラズマを用いて物体に成膜処理を行う成膜装置(例えば、スパッタリング装置等のPVD(Physical Vapor Deposition)装置、及び、CVD(Chemical Vapor Deposition)装置の少なくとも一方)の少なくとも一方があげられる。
Alternatively, not limited to the electron beam apparatus, any beam apparatus that irradiates an arbitrary sample W (or other arbitrary object) with an arbitrary charged particle beam or energy beam (for example, an ion beam) different from the electron beam EB. May have the same structure as the scanning electron microscope SEM described above. That is, an arbitrary beam apparatus including a beam optical system that can irradiate a charged particle beam or an energy beam may include the
上述の各実施形態(各変形例を含む、以下この段落において同じ)の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。 At least a part of the constituent elements of each of the above-described embodiments (including the respective modifications, the same applies in the following paragraph) can be appropriately combined with at least another part of the constituent elements of each of the above-described embodiments. Some of the configuration requirements of the above-described embodiments may not be used. In addition, as long as permitted by law, the disclosures of all published publications and US patents cited in the above-described embodiments are incorporated as part of the description of the text.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う局所真空装置、荷電粒子装置、真空領域の形成方法及び荷電粒子の照射方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a local vacuum apparatus with such a change. The charged particle device, the vacuum region forming method, and the charged particle irradiation method are also included in the technical scope of the present invention.
SEM 走査型電子顕微鏡
1 ビーム照射装置
11 ビーム光学系
12 差動排気系
121LS 射出面
13 フランジ部材
14 間隔調整系
2 ステージ装置
22 ステージ
221 保持部材
222 外周部材
223 待避部材
23 ステージ駆動系
4 制御装置
5 ポンプ系
51、52 真空ポンプ
SPb1、SPb2、SPb3 ビーム通過空間
SPw 収容空間
VSP 真空領域
W 試料
WSu 表面
HS 保持面
OS、ES 上面
SEM
Claims (53)
前記物体を保持可能な保持面を備える保持装置と、
前記保持面に沿った第1方向において前記保持面とは異なる位置に位置する面と、
前記第1方向及び前記保持面に交差する第2方向の夫々における前記真空形成部材と前記保持装置との相対位置を変更する位置変更装置と
を備え、
前記位置変更装置は、前記真空形成部材と前記保持装置との前記第1方向における第1相対位置を制御し、且つ、前記真空形成部材と前記保持装置との前記第2方向における第2相対位置を制御して、前記保持面に保持された前記物体及び前記面のいずれか一方に対向していた前記真空形成部材を、前記保持面に保持された前記物体及び前記面のいずれか他方に対向させる
局所真空装置。 A vacuum forming member that covers a part of the surface of the object and locally forms a vacuum region in contact with the object;
A holding device comprising a holding surface capable of holding the object;
A surface located at a position different from the holding surface in a first direction along the holding surface;
A position changing device for changing a relative position between the vacuum forming member and the holding device in each of the first direction and a second direction intersecting the holding surface;
The position changing device controls a first relative position in the first direction between the vacuum forming member and the holding device, and a second relative position in the second direction between the vacuum forming member and the holding device. To control the vacuum forming member facing either the object held on the holding surface or the surface to either the object held on the holding surface or the other surface. Let local vacuum device.
前記面を前記第2方向に沿って動かして前記相対位置を変更する第2の位置変更装置を備える
請求項1に記載の局所真空装置。 The position changing device is a first position changing device;
The local vacuum apparatus according to claim 1, further comprising a second position change device that moves the surface along the second direction to change the relative position.
請求項1又は2に記載の局所真空装置。 The second position changing device determines a relative position between the surface of the object and the surface according to a relative position in the second direction between a surface portion of the surface of the object that is in contact with the vacuum region and the surface. It changes. The local vacuum apparatus of Claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The second position changing device changes the relative position between the surface and the surface of the object along the second direction, and the position of the peripheral edge of the object in the second direction and the object on the surface The local vacuum apparatus as described in any one of Claim 1 to 3 which aligns the position in the said 2nd direction of the peripheral part of a side.
請求項1から4のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The second position changing device changes a relative position between the surface of the object and the surface along the second direction, and positions the surface in the same plane as the surface portion in the second direction. The local vacuum device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The local vacuum device according to any one of claims 1 to 5, wherein the surface is positioned on the same plane as a surface of the object held by the holding surface.
請求項1から6のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The local vacuum device according to any one of claims 1 to 6, wherein the surface faces the same direction as the holding surface.
請求項1から7のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The vacuum forming member facing the object held on the holding surface is separated from the object by a first desired amount in the second direction, and the vacuum forming member facing the surface is in the second direction. The local vacuum apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the second relative position is controlled so as to be separated from the surface by a second desired amount.
前記第2所望量は、前記真空形成部材と前記面との間の空間に形成された前記真空領域を維持可能な前記真空形成部材と前記面との間の間隔に相当する
請求項8に記載の局所真空装置。 The first desired amount corresponds to a distance between the vacuum forming member and the object capable of maintaining the vacuum region formed in a space between the vacuum forming member and the object;
The said 2nd desired amount is corresponded to the space | interval between the said vacuum formation member which can maintain the said vacuum area | region formed in the space between the said vacuum formation member and the said surface, and the said surface. Local vacuum device.
請求項8又は9に記載の局所真空装置。 The local vacuum device according to claim 8 or 9, wherein the first desired amount is the same as the second desired amount.
請求項1から10のいずれか一項に記載の局所真空装置。 By controlling the first and second relative positions, the vacuum forming member that has been opposed to either the object or the surface held on the holding surface, while the vacuum region continues to be formed, The local vacuum device according to any one of claims 1 to 10, wherein the local vacuum device is opposed to either the object held on the holding surface or the other surface.
前記面に対向する前記真空形成部材は、前記真空形成部材と前記面との間の空間に前記真空領域を形成可能である
請求項1から11のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The vacuum forming member facing the object held on the holding surface can form the vacuum region in a space between the vacuum forming member and the object,
The local vacuum device according to any one of claims 1 to 11, wherein the vacuum forming member facing the surface is capable of forming the vacuum region in a space between the vacuum forming member and the surface.
請求項1から12のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The vacuum forming member facing the object held on the holding surface and separated from the object by a first desired amount in the second direction is separated from the surface by a second desired amount in the second direction. Furthermore, after controlling the said 2nd relative position, the said 1st relative position is controlled and the said vacuum forming member is made to oppose the said surface, The local vacuum apparatus as described in any one of Claim 1-12.
請求項1から13のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The second relative position is set so that the vacuum forming member facing the surface and separated from the surface by a second desired amount in the second direction is separated from the object by the first desired amount in the second direction. The local vacuum apparatus according to claim 1, wherein after the control, the first relative position is controlled so that the vacuum forming member faces the object held on the holding surface.
請求項1から14のいずれか一項に記載の局所真空装置。 In the carry-in / out period in which the first relative position is controlled and the object held by the holding surface is carried in / out, the vacuum forming member is opposed to the surface, while the non-carry-in / out period other than the carry-in / out period The local vacuum device according to any one of claims 1 to 14, wherein the vacuum forming member is opposed to the object held on the holding surface in at least a part thereof.
請求項1から15のいずれか一項に記載の局所真空装置。 In the carry-in / out period in which the first and second relative positions are controlled and the object held by the holding surface is carried in / out, the vacuum region is formed between the vacuum forming member and the surface, The local vacuum device according to any one of claims 1 to 15, wherein the vacuum region is formed between the vacuum forming member and the object in at least a part of a non-loading / unloading period other than the loading / unloading period.
前記第1相対位置を制御して、前記保持面が保持する前記物体を搬出入している間は、前記真空形成部材を前記面に対向させたまま維持し、
前記第1相対位置を制御して、前記保持面が保持する前記物体を搬出入した後に、前記面に対向していた前記真空形成部材を、前記保持面に保持された前記物体に対向させる
請求項1から16のいずれか一項に記載の局所真空装置。 Before controlling the first relative position to carry in and out the object held by the holding surface, the vacuum forming member is opposed to the surface,
While controlling the first relative position and carrying in and out the object held by the holding surface, keep the vacuum forming member facing the surface,
The first relative position is controlled, and after the object held by the holding surface is carried in and out, the vacuum forming member facing the surface is made to face the object held by the holding surface. Item 17. The local vacuum device according to any one of Items 1 to 16.
前記第1及び第2相対位置を制御して、前記保持面が保持する前記物体を搬出入する搬出入期間において、前記面と前記真空形成部材との間の空間に形成された前記真空領域を維持し、
前記第1及び第2相対位置を制御して、前記保持面が保持する前記物体を搬出入した後に、前記面と前記真空形成部材との間の空間に形成されている前記真空領域を、前記面と前記真空形成部材との間の空間から前記物体と前記真空形成部材との間の空間へと移動する
請求項1から17のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The vacuum region formed in the space between the object and the vacuum forming member before controlling the first and second relative positions to carry in and out the object held by the holding surface, Moving from the space between the object and the vacuum forming member to the space between the surface and the vacuum forming member;
The vacuum region formed in a space between the surface and the vacuum forming member in a loading / unloading period in which the first and second relative positions are controlled to load / unload the object held by the holding surface. Maintain,
The vacuum region formed in a space between the surface and the vacuum forming member after controlling the first and second relative positions and carrying in and out the object held by the holding surface, The local vacuum device according to any one of claims 1 to 17, wherein the local vacuum device moves from a space between a surface and the vacuum forming member to a space between the object and the vacuum forming member.
請求項1から18のいずれか一項に記載の局所真空装置。 While controlling the first relative position so that the vacuum forming member newly forms the vacuum region in a space where the vacuum region is not formed, the vacuum forming member is opposed to the surface. The local vacuum device according to any one of claims 1 to 18, wherein the vacuum forming member is opposed to the object held on the holding surface in at least a part of a non-vacuum forming period other than the vacuum forming period. .
請求項1から19のいずれか一項に記載の局所真空装置。 In the vacuum forming period in which the vacuum forming member newly forms the vacuum region in a space where the vacuum region is not formed by controlling the first and second relative positions, the vacuum forming member and the surface The vacuum region is formed between the vacuum forming member and the object in at least a part of a non-vacuum formation period other than the vacuum formation period while the vacuum region is formed therebetween. The local vacuum apparatus as described in any one.
前記真空領域が形成されていない空間に、前記面に対向している前記真空形成部材によって前記真空領域を新たに形成させ、
前記第1相対位置を変更して、前記真空形成部材を前記保持面に保持された前記物体に対向させ、前記物体との間の空間に前記真空領域を形成させる
請求項1から20のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The vacuum forming member that does not form the vacuum region in the space between the surfaces is opposed to the surface,
In the space where the vacuum region is not formed, the vacuum region is newly formed by the vacuum forming member facing the surface,
The first relative position is changed, the vacuum forming member is opposed to the object held on the holding surface, and the vacuum region is formed in a space between the object and the object. The local vacuum apparatus according to one item.
前記真空形成部材が前記真空領域を形成した後に、前記第1相対位置を制御して、前記形成した真空領域を維持したまま、前記面に対向していた前記真空形成部材を、前記保持面に保持された前記物体に対向させる
請求項1から21のいずれか一項に記載の局所真空装置。 Before the vacuum forming member forms the vacuum region, the first relative position is controlled so that the vacuum forming member faces the surface,
After the vacuum forming member forms the vacuum region, the first relative position is controlled, and the vacuum forming member facing the surface is maintained on the holding surface while maintaining the formed vacuum region. The local vacuum device according to any one of claims 1 to 21, wherein the local vacuum device is opposed to the held object.
前記真空形成部材が前記真空領域を形成した後に、前記第1及び第2相対位置を制御して、前記形成した真空領域を、前記面と前記真空形成部材との間の空間から前記保持面と前記真空形成部材との間の空間へと移動させる
請求項1から22のいずれか一項に記載の局所真空装置。 When the vacuum forming member newly forms the vacuum region in a space where the vacuum region is not formed, the vacuum forming member forms the vacuum region in a space between the surface and the vacuum forming member. And
After the vacuum forming member forms the vacuum region, the first and second relative positions are controlled so that the formed vacuum region is moved from the space between the surface and the vacuum forming member to the holding surface. The local vacuum device according to any one of claims 1 to 22, wherein the local vacuum device is moved to a space between the vacuum forming member.
前記面を備える待避部材と
を備える請求項1から23のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The holding device includes a holding member including the holding surface;
The local vacuum device according to any one of claims 1 to 23, comprising a retracting member including the surface.
請求項24に記載の局所真空装置。 The local vacuum device according to claim 24, wherein the retracting member is provided separately from the holding member in the holding device.
請求項24に記載の局所真空装置。 The local vacuum device according to claim 24, wherein the retracting member is provided integrally with the holding member in the holding device.
請求項24から26のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The local vacuum device according to any one of claims 24 to 26, further comprising an exhaust device that exhausts a gap between the holding member and the retracting member.
請求項1から27のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The local vacuum device according to any one of claims 1 to 27, wherein an air pressure in the vacuum region is 1 x 10-3 pascal or less.
請求項1から28のいずれか一項に記載の局所真空装置。 The local vacuum apparatus according to any one of claims 1 to 28, wherein a distance between the vacuum forming member and the object is 1 μm or more and 10 μm or less.
前記物体に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と
を備える荷電粒子装置。 A local vacuum device according to any one of claims 1 to 29;
A charged particle device comprising: a charged particle irradiation device that irradiates the object with charged particles.
請求項30に記載の荷電粒子装置。 In the period in which the vacuum forming member facing the one of the object and the surface held by the holding surface is opposed to the other of the object and the surface held by the holding surface, the object The charged particle device according to claim 30, further comprising an exhaust device that exhausts a gap between a surface of the surface and the surface.
前記第1相対位置を制御して、前記指標物を用いて前記荷電粒子照射装置の設定動作が行われる設定期間の少なくとも一部において、前記真空形成部材を前記面に対向させる一方で、前記設定期間以外の非設定期間の少なくとも一部において、前記真空形成部材を前記保持面に保持された前記物体に対向させる
請求項30又は31に記載の荷電粒子装置。 A predetermined index object is formed on the surface,
While controlling the first relative position and making the vacuum forming member face the surface during at least a part of a setting period in which the setting operation of the charged particle irradiation apparatus is performed using the indicator, the setting The charged particle device according to claim 30 or 31, wherein the vacuum forming member is opposed to the object held on the holding surface in at least a part of a non-setting period other than the period.
前記第1及び第2相対位置を制御して、前記指標物を用いて前記荷電粒子照射装置の設定動作が行われる設定期間の少なくとも一部において、前記真空形成部材と前記面との間に前記真空領域を形成する一方で、前記設定期間以外の非設定期間の少なくとも一部において、前記真空形成部材と前記物体との間に前記真空領域が形成する
請求項30から32のいずれか一項に記載の荷電粒子装置。 A predetermined index object is formed on the surface,
The first and second relative positions are controlled, and at least part of a setting period in which a setting operation of the charged particle irradiation device is performed using the index object, the vacuum forming member and the surface are The vacuum region is formed between the vacuum forming member and the object in at least a part of a non-setting period other than the setting period while forming a vacuum region. The charged particle device described.
前記指標物を用いて前記荷電粒子照射装置が設定される前に、前記第1相対位置を制御して、前記真空形成部材を前記面に対向させ、
前記指標物を用いて前記荷電粒子照射装置が設定される設定期間の少なくとも一部において、前記真空形成部材を前記面に対向させ、
前記指標物を用いて前記荷電粒子照射装置が設定された後に、前記第1相対位置を制御して、前記面に対向していた前記真空形成部材を、前記保持面に保持された前記物体に対向させる
請求項30から33のいずれか一項に記載の荷電粒子装置。 A predetermined index object is formed on the surface,
Before the charged particle irradiation device is set using the indicator, the first relative position is controlled so that the vacuum forming member faces the surface,
In at least a part of a setting period in which the charged particle irradiation device is set using the indicator, the vacuum forming member is opposed to the surface,
After the charged particle irradiation apparatus is set using the indicator, the first relative position is controlled, and the vacuum forming member facing the surface is moved to the object held on the holding surface. The charged particle device according to any one of claims 30 to 33.
前記指標物を用いて前記荷電粒子照射装置が設定される前に、前記第1及び第2相対位置を制御して、前記物体と前記荷電粒子照射装置との間の空間に形成されていた前記真空領域を、前記物体と前記荷電粒子照射装置との間の空間から前記面と前記荷電粒子照射装置との間の空間へと移動し、
前記指標物を用いて前記荷電粒子照射装置が設定される設定期間の少なくとも一部において、前記面と前記荷電粒子照射装置との間の空間に形成された前記真空領域を維持し、
前記指標物を用いて前記荷電粒子照射装置が設定された後に、前記第1及び第2相対位置を制御して、前記面と前記荷電粒子照射装置との間の空間に形成されている真空領域を、前記面と前記荷電粒子照射装置との間の空間から前記物体と前記荷電粒子照射装置との間の空間へと移動する
請求項30から34のいずれか一項に記載の荷電粒子装置。 A predetermined index object is formed on the surface,
Before the charged particle irradiation device is set using the indicator, the first and second relative positions are controlled to form the space between the object and the charged particle irradiation device. Moving the vacuum region from the space between the object and the charged particle irradiation device to the space between the surface and the charged particle irradiation device;
Maintaining the vacuum region formed in the space between the surface and the charged particle irradiation device in at least a part of a set period in which the charged particle irradiation device is set using the indicator;
After the charged particle irradiation device is set using the indicator, the first and second relative positions are controlled, and a vacuum region formed in a space between the surface and the charged particle irradiation device 35. The charged particle device according to any one of claims 30 to 34, wherein the device moves from a space between the surface and the charged particle irradiation device to a space between the object and the charged particle irradiation device.
請求項34又は35に記載の荷電粒子装置。 The charged particle irradiation apparatus irradiates the charged object with the charged particles through the vacuum region in at least a part of a setting period in which the charged particle irradiation apparatus is set using the index object. 35. The charged particle device according to 35.
請求項30から36のいずれか一項に記載の荷電粒子装置。 By controlling the first relative position, the charged particle irradiating apparatus applies the charged particles to the object held on the holding surface during at least a part of an irradiation period in which the charged particles are irradiated toward the object. The charged particle device according to any one of claims 30 to 36, wherein the vacuum forming member is opposed to the surface during at least a part of a non-irradiation period other than the irradiation period while being opposed to each other.
請求項30から37のいずれか一項に記載の荷電粒子装置。 The charged particle irradiation device controls the first and second relative positions so that the charged particle irradiation device irradiates the charged particles toward the object, and at least part of the irradiation period between the charged particle irradiation device and the object. The vacuum region is formed between the charged particle irradiation apparatus and the surface in at least a part of a non-irradiation period other than the irradiation period while forming the vacuum region. The charged particle device according to Item.
請求項30から38のいずれか一項に記載の荷電粒子装置。 The charged particle irradiation apparatus according to any one of claims 30 to 38, wherein the charged particle irradiation apparatus includes a stopping device for stopping irradiation of the charged particles.
請求項39に記載の荷電粒子装置。 40. The charged particle device according to claim 39, wherein the stop device includes a capturing device that captures the charged particles.
請求項39又は40に記載の荷電粒子装置。 The charged particle device according to claim 39 or 40, wherein the stopping device includes a blocking member that blocks the charged particles.
請求項41に記載の荷電粒子装置。 The charged particle device according to claim 41, wherein the blocking member can seal an internal space of the charged particle irradiation device communicating with the vacuum region formed by the vacuum forming member.
請求項42に記載の荷電粒子装置。 43. The charged particle device according to claim 42, wherein the blocking member is capable of sealing the internal space and maintaining a degree of vacuum in the internal space.
請求項30から43のいずれか一向に記載の荷電粒子装置。 44. The charged particle device according to any one of claims 30 to 43, further comprising: a sealing member capable of sealing an internal space of the charged particle irradiation device communicating with the vacuum region formed by the vacuum forming member.
請求項44に記載の荷電粒子装置。 The charged particle device according to claim 44, wherein the sealing member is capable of sealing the internal space and maintaining a degree of vacuum in the internal space.
請求項30から45のいずれか一項に記載の荷電粒子装置。 The charged particle device according to any one of claims 30 to 45, further comprising a gas supply device that supplies a gas to a peripheral region located at least at a part of the periphery of the vacuum region.
前記物体上の空間における前記荷電粒子の経路に真空領域を形成する真空形成部材と、
前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給する気体供給装置と
を備える荷電粒子装置。 A charged particle irradiation device that irradiates charged particles toward an object; and
A vacuum forming member that forms a vacuum region in a path of the charged particles in a space on the object;
A charged particle device comprising: a gas supply device that supplies a gas to a peripheral region located at least at a part of the periphery of the vacuum region.
請求項46又は47に記載の荷電粒子装置。 The charged particle device according to claim 46 or 47, wherein the gas supply device supplies the gas to the peripheral region to reduce an amount of an unnecessary substance entering the vacuum region as compared with a case where the gas is not supplied. .
請求項48に記載の荷電粒子装置。 The charged particle device according to claim 48, wherein the unnecessary substance includes at least one of water vapor and resist-derived outgas.
請求項30から49のいずれか一項に記載の計測装置。 The measurement device according to any one of claims 30 to 49, wherein at least a part of the region other than the path of the charged particles is an atmospheric pressure environment.
前記真空形成部材と前記保持装置との前記第1方向における第1相対位置を制御し、且つ前記真空形成部材と前記保持装置との前記第2方向における第2相対位置を制御して、前記保持面に保持された前記物体及び前記面のいずれか一方に対向していた前記真空形成部材を、前記保持面に保持された前記物体及び前記面のいずれか他方に対向させることと
を含む真空領域の形成方法。 Locally forming a vacuum region covering a part of the surface of the object using a vacuum forming member in a space on the object;
Controlling the first relative position of the vacuum forming member and the holding device in the first direction and controlling the second relative position of the vacuum forming member and the holding device in the second direction to perform the holding; A vacuum region including: the object held on a surface and the vacuum forming member facing the one of the surfaces facing the other of the object and the surface held on the holding surface Forming method.
前記物体に荷電粒子を照射することと
を含む荷電粒子の照射方法。 Forming the vacuum region using the method of forming a vacuum region according to claim 51;
Irradiating the object with charged particles. A charged particle irradiation method.
前記物体上の空間における前記荷電粒子の経路に真空領域を形成することと、
前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給することと
を含む荷電粒子の照射方法。 Irradiating the object with charged particles,
Forming a vacuum region in the path of the charged particles in the space above the object;
A charged particle irradiation method comprising: supplying a gas to a peripheral region located at least part of the periphery of the vacuum region.
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