JP4294716B2 - 測定機器用架台 - Google Patents

Description

本発明は、架台に関し、特に半導体基板等のワークの表面を光学的に測定するための測定機器に用いる架台に関するものである。

従来、半導体製造工程に用いられる半導体ウエハ膜厚測定装置等の半導体検査装置は、例えば特許文献１に示すように、試料ステージに載置された半導体ウエハに検査光を照射する照射光学系と、その半導体ウエハからの光を検出する検出光学系と、それらを内部に収容する測定機器用架台と、その架台上部に設けられたクリーンファンとを備えている。

しかしながら、従来の測定機器用架台は、半導体ウエハの清浄度を向上させることのみを目的として架台上部から下向きに空気を流しており、照射光学系及び検出光学系の温度安定性に関しては考慮されていない。つまり、ミクロンオーダーの測定精度が要求される半導体測定装置において、クリーンルーム等の設置環境の温度変化による光学系の温度影響が考慮されていない。

また、架台上部から下向きに空気を流す構成では、クリーンファンからの気体流は、半導体ウエハに当たる前に照射光学系及び検出光学系に当たってしまう。その結果、半導体ウエハに充分な気体流が当たらないという問題がある。さらに、気体流が半導体ウエハに不規則に当たることになり、半導体ウエハを充分に清浄化できないという問題もある。
特開２００２−０４５７７１号公報

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、半導体ウエハ等の測定対象物の清浄度を向上させるとともに照射光学系及び検出光学系の温度安定性を向上させることをその主たる所期課題とするものである。

すなわち、本発明に係る測定機器用架台は、測定対象物を測定するための測定機器を収容する測定装置用架台であって、架台内部に送風を行う送風機構と前記測定機器との間に設けられ、前記送風機構からの気体流を分配する流量分配構造を備え、前記流量分配構造が、前記送風機構からの気体流を少なくとも２つに分流する分流機構と、前記分流機構により分流された一方の流れを、前記測定機器又は前記測定対象物が載置されるステージに当てるものであり、前記分流機構をその側周壁の一部として形成される第１流路と、前記分流機構を介して前記第１流路に並列に設けられ、前記分流機構により分流された他方の流れを、断面積を狭めて流速を上げて前記測定対象物に当てるものであり、前記分流機構をその側周壁の一部として形成される第２流路と、を有することを特徴とする。

このようなものであれば、送風機構からの気体流を、測定対象物の清浄化用の気体流（一方の流れ）と、照射光学系及び検出光学系の温調用の気体流（他方の流れ）とに分流して、それぞれ測定対象物と、照射光学系及び検出光学系とに送風を行うことができる。したがって、架台内部及び測定対象物の清浄度を向上させることができるとともに、照射光学系及び検出光学系の温度安定性を向上させることができる。また、測定対象物の清浄化用の気体流を第２流路内で少なくとも一旦その流速を上げて当てるようにしているので、流速を上げなかった場合に比べて充分に気体流を当てることができ、測定対象物の清浄度の向上を確実に行うことができる。

流量分配構造の具体的な実施の態様としては、前記分流機構が、気体流を二分する分流板であり、前記第１流路が、前記分流板により分流された一方の流れを前記測定機器に上方から当てるように流すものであり、前記第２流路が、前記分流板により分流された他方の流れを、その流速を大きくして前記測定対象物に側方から当てるように流すものであるものを挙げることができる。

測定装置用架台の外部から、気体流が測定対象物の搬入出されるポートを介して測定装置用架台内部に流入し、測定装置用架台内部の空気や測定対象物の清浄度が損なわれるのを防ぐには、測定装置用架台の外部からの気体流が、前記測定対象物の搬入出されるポートを介して測定装置用架台の内部へ流入するのを防ぐ流入防止機構を備えたものであればよい。

簡単な構成によって外部からの気体流が測定装置用架台の内部に流入するのを防ぐには、前記流入防止機構が、負圧に形成された吸い込み流路の一端開口を前記ポート近傍に臨ませて配置したものであればよい。このようなものであれば、外部から前記ポートに向かって流れてくる気体流の流れをポートの手前で曲げて、前記吸い込み流路に吸い込むことができ、前記ポートを介して気体流が測定装置用架台の外部から内部へ流入するのを防ぐことができる。ここで、近傍とは、外部からの気体流が測定装置用の架台に流入しない、もしくは、流入したとしても少量で実質的に測定に影響を与えないように、吸い込み流路に、外部からの気体流を吸い込むことができるような位置のことを言う。

測定対象物表面に効率良く確実に気体流を当てることができ、測定対象物の清浄度を一層向上させるためには、前記流量分配構造と前記測定対象物との間において、前記第２流路の出口の下流に設けられ、前記第２流路からの気体流の流れを前記測定対象物に向かう方向に制御する流れ方向制御機構をさらに備えていることが望ましい。

設計変更や設計に対して誤差がある場合などでも測定対象物表面に効率良く確実に気体流を当てることができ、測定対象物の清浄度を向上させることができるようにするには、前記流れ方向制御機構が、前記測定対象物に向かう気体流の流れの方向を変更可能なものであればよい。

設計変更や設計に対して誤差がある場合などでも、気体流を適切に分配し、架台内部及び測定対象物の清浄度を向上させることができるとともに、照射光学系及び検出光学系の温度安定性を向上させることができようにするには、記流量分配構造が、第１流路と第２流路に流れ込む気体流の割合を変更可能なものであればよい。

第１流路と第２流路に流れ込む気体流の割合を簡単な構成で変更可能にするには、前記分流板の前記導入口に対する取付位置が変更可能に構成されていればよい。

このように構成した本発明によれば、半導体ウエハ等の測定対象物の清浄度を向上させるとともに照射光学系及び検出光学系の温度安定性を向上させることができる。

以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図１は、本実施形態に係る測定機器用架台１の斜視図である。また、図２は、架台１の正面の二重壁構造４Ｂを取り外した状態を示す斜視図であり、図３は、枠体３を主として示す背面斜視図であり、図４は、主として枠体３に内装パネル４Ａ１を取りつけた状態を示す斜視図である。図５は、送風機構８からの気体流を示す架台１の模式的断面図である。図６は、枠体３及び二重壁構造４を示す断面図である。図７は、パネル部材６の正面斜視図であり、図８は、パネル部材６の背面斜視図である。図９は、パネル部材６の断面図であり、図１０は、パネル部材６の組み立て分解図である。

＜装置構成＞

本実施形態に係る測定機器用架台１は、測定対象物である半導体ウエハＷの表面の膜厚や異物、欠陥の有無などを検査する半導体検査装置に用いられるものである。

この測定機器用架台の基本的構成は、図１〜図６に示すように、照射光学系１０１、検出光学系１０２及び試料ステージ１０３等が載置される基台２と、当該基台２に設けられて、前記光学系１０１、１０２等が内部に配置される枠体３と、当該枠体３に設けられ、前記照射光学系１０１及び前記検出光学系１０２の少なくとも側方を囲み、内部に空気層を有する二重壁構造４と、を備えている。

以下各部２〜４について説明する。

照射光学系１０１は、半導体ウエハＷに斜め上方から検査光であるレーザ光を照射するものであり、レーザ光源、光ファイバ及びレンズ等を有する。

検出光学系１０２は、検査光が照射された半導体ウエハＷからの反射光及び／又は散乱光を検出するものであり、光検出器及びレンズ等を有する。

これら照射光学系１０１及び検出光学系１０２は、予め決められた位置関係（相対位置が所定関係）となるように、共通のベース部材２１に固定されている。このベース部材２１は基台２上に固定されている。照射光学系１０１，検出光学系１０２及びベース部材２１により測定機器が構成されている。

試料ステージ１０３は、半導体ウエハＷが載置され、その半導体ウエハＷをＸＹＺ方向に移動させるものであり、ＸＹ方向に移動させるＸＹステージ部と、Ｚ方向に移動させるＺステージ部と、を備えている。なお、ＸＹＺ方向に移動する１つのステージを用いても良いし、それぞれＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動するステージを組み合わせたものであっても良い。

枠体３は、特に図２及び図３等に示すように、直方体形状に構成された主枠体３１と、その主枠体３１に設けられ、主枠体３１の少なくとも前後左右の開口部を複数に区画する副枠体３２と、からなる。

主枠体３１は、基台２の基端部に固定され、矩形状を成す下枠３１１と、その下枠３１１の四つ角上面にそれぞれ立設された４本の支柱３１２と、その支柱３１２の上端部に横架されて形成された矩形状を成す上枠３１３と、からなる。

副枠体３２は、主枠体３１の隣接する支柱３１２に横架されて、主枠体３１の開口を上下に分割する横梁３２１と、その横梁３２１及び主枠体３１の下枠３１１又は上枠３１３に連結される縦梁３２２と、からなる。これにより、主枠体３１の各面に形成された開口部は、概略格子状に区画される。

枠体３における、照射光学系１０１及び検出光学系１０２のメンテナンス面に向かって右側には、照射光学系１０１及び検出光学系１０２などを操作等するための操作ユニット５が内蔵されている。

枠体３における、照射光学系１０１及び検出光学系１０２のメンテナンス面に向かって左側面は、副枠体３２により３つに区画されている（図３参照）。

枠体３における、照射光学系１０１及び検出光学系１０２のメンテナンス面は、照射光学系１０１及び検出光学系１０２のほぼ全てを正面から視認可能な開口（以下、メンテナンス用開口部３Ａという）が形成されている（図２参照）。具体的には、このメンテナンス用開口部３Ａは、上枠３１３と、支柱３１２、横梁３２１及び縦梁３２２から形成されている。

ここで、本実施形態におけるメンテナンス面とは、メンテナンスの際の架台内部への開口が設けられる面である。図２では、少なくとも測定機器である照射光学系１０１及び検出光学系１０２の調節部位ＲＳに対向する面であり、本実施形態では、枠体３において、後述するポートＰが設けられた背面と反対側の正面である。なお、調節部位ＲＳに対向する面が複数あるときには、いずれか１つをメンテナンス面としても良い。

二重壁構造４は、枠体３において、照射光学系１０１及び検出光学系１０２の少なくとも側方を囲むように設けられている。つまり、後述するポートＰや窓などの二重壁以外の部分を除いて、測定機器である照射光学系１０１及び検出光学系１０２の側方を囲んでいる。そして、二重壁構造４は、照射光学系１０１及び検出光学系１０２の左側面及び背面に設けられる二重壁構造４Ａと、照射光学系１０１及び検出光学系１０２の正面（メンテナンス面）に設けられる二重壁構造４Ｂとの構成が異なる。

照射光学系１０１及び検出光学系１０２の左側面及び背面に設けられる二重壁構造４Ａは、内装パネル４Ａ１及び外装パネル４Ａ２から構成される。内装パネル４Ａ１及び外装パネル４Ａ２はそれぞれ独立して枠体３に取り付けられる。図６に示すように、照射光学系１０１及び検出光学系１０２のある空間と操作ユニット５（電気系）のある空間との間に二重壁構造４Ａが形成されており、各光学系１０１、１０２は、外部の温度影響だけでなく、操作ユニット５（電気系）から受ける温度影響も可及的に小さくすることができる。

内装パネル４Ａ１は、図４及び図６に示すように、照射光学系１０１及び検出光学系１０２に対向して設けられる矩形状を成すものであり、枠体３の上枠３１３、支柱３１２、横梁３２１、縦梁３２２又は下枠３１１において、枠体３の開口部を形成する内面にねじ等によって固定される。

そのため、内装パネル４Ａ１の４辺には、上枠３１３、支柱３１２、横梁３２１、縦枠又は下枠３１１に取り付け固定するための取付部４Ａ１１が、その辺のほぼ全域に亘って起立して設けられている（図６の拡大図参照）。なお、図４においては、図中右上の内装パネル４Ａ１の一部の取付部にのみ符号を付している。

そして、枠体３に形成された複数の開口に嵌め込んで、取付部４Ａ１１を枠体３（枠体３を形成する各部材（上枠３１３、支柱３１２、横梁３２１、縦枠又は下枠３１１））にねじ固定する。

また、図４及び図６に示すように、照射光学系１０１及び検出光学系１０２の背面及び左右側面における上段等の内装パネル４Ａ１は、外装パネル４Ａ２をねじ固定するための固定部４Ａ３が複数個設けられている。この固定部４Ａ３は、断面略門形状を成すものであり、内装パネル４Ａ１に上下方向に等間隔に設けられている。なお、図４においては、図中右上の内装パネル４Ａ１の一部の固定部４Ａ３にのみ符号を付している。

外装パネル４Ａ２は、内装パネル４Ａ１との間に空気層を形成して、内装パネル４Ａ１との関係で二重壁構造４Ａを形成する矩形状を成すものである。

外装パネル４Ａ２には、内装パネル４Ａ１に設けられた固定部４Ａ３に固定されるものと、枠体３に固定されるものとがある。

枠体３に固定される外装パネル４Ａ２は、枠体３の内面に取り付けられた取付補助具３３に取り付けられる。取付補助具３３は、側面視において概略Ｌ字状をなすものである。また、外装パネル４Ａ２には、枠体３への着脱操作を容易にするための取っ手が設けられている。

なお、図４及び図５に示すように、照射光学系１０１及び検出光学系１０２の背面に設けられた二重壁構造４Ａには、図示しない半導体ウエハ搬送装置により、搬送される半導体ウエハＷが搬入出されるポートＰが設けられている。

照射光学系１０１及び検出光学系１０２の正面（メンテナンス面）、具体的には、枠体３のメンテナンス用開口部３Ａに設けられた二重壁構造４Ｂは、枠体３に対して着脱可能な一体型のパネル部材６からなる。ここで、一体型とは、内壁及び外壁からなる二重壁構造４Ｂを有しており、枠体３に対して二重壁構造４Ｂを同時に着脱できるものをいう。

このパネル部材６は、図７及び図８に示すように、矩形状を成すものであり、照射光学系１０１及び検出光学系１０２に対向する内面板６１と、その内面板６１との間に空気層を形成する外面板６２と、を備えている。パネル部材６は、メンテナンス面以外の設けられた二重壁構造４Ａよりも薄い構造としている。つまり、パネル部材６は、枠体３を形成する各部材（上枠３１３、支柱３１２、横梁３２１、縦枠３２２）の厚さよりも薄い構造である。これにより、パネル部材６を枠体３に取り付けたときに、パネル部材６が架台１内部に突き出す構造とはならず、架台１内部を流れる気体流を乱すことが無い。

内面板６１は、図８に示すように、矩形状の平板部６１１及びこの平板部６１１の四辺にそれぞれ立設された側壁部６１２によって形成された、上面が開口した箱状を成すものである。

そして、内面板６１の平板部６１１の外面板６２と対向する面（内面）６１１ａには、図８に示すように、外面板６２を固定するための固定片６３が等間隔に複数個設けられている。この固定片６３は、断面略門形状を成すものであり、内面板６１に溶接されている。また、内面板６１と外面板６２とを重ね合わせた状態において、固定片６３の当接面６３ａが外面板６２の内面６２１ａに当接するように形成されている。その当接面６３ａには、外面板６２をねじ固定するための貫通孔が形成されている。

外面板６２は、図８及び図９に示すように、内面板６１の一方の開口よりも広い開口を有する箱状をなすものであり、矩形状の平板部６２１及びこの平板部６２１の４片にそれぞれ立設された側壁部６２２及びその側壁部６２２の先端部から内側に延出した上壁部６２３により形成された、上面が開口した箱状を成すものである。

また、外面板６２の平板部６２１の内面板６１と対向する面６２１ａと反対面（外面）６２１ｂの中央部には、パネル部材６の着脱操作を容易にするために取っ手６４が設けられている（図７等参照）。

そして、図１０に示すように、内面板６１の開口及び外面板６２の開口を重ね合わせて、内面板６１を外面板６２の内部に収容し、内面板６１の固定片６３に外面板６２をねじ固定することにより一体型のパネル部材６が構成される。このとき、内面板６１の側壁部６１２の先端面と外面板６２の平板部内面６２１ａとは接触するようにしている。つまり、固定片６３の高さと内面板６１の側壁部６１２の平板部６１１からの高さが同じとなるようにしている。

また、本実施形態の測定機器用架台１は、パネル部材６を簡単に枠体３に取り付け、取り外しを行うための着脱機構７が設けられている。

この着脱機構７は、パネル部材６が取りつけられる横梁３２１に上方に延出して設けられた係止ピンと、外面板６２の下部側壁部６２２に設けられ、前記係合ピン７１が嵌り込む係止孔と、外面板６２の平板部６２１の上部に、その平板部６２１に垂直に設けられ、平板部６２１に対して回転可能に取り付けられた係合凸部７１と、上枠３１３に設けられ、前記係合凸部に係合する係合凹部と、から構成される。

係合凸部７１は、外面板６２の平板部６２１に垂直に取りつけられ、９０度回転可能な回転軸７１１と、その回転軸７１１の先端部に取りつけられた係合片７１２とを備えている。そして、回転軸７１１が９０度回転することにより、係合片７１２が係合凹部に係合する。

このように構成した着脱機構７により、係合凸部７１の回転軸７１１を９０度回転させるだけでパネル部材６の着脱が可能となるので、パネル部材６の枠体３に対する着脱を極めて簡単に行うことができる。

なお、係止ピン、係止孔、係合凸部７１及び係合凹部の設ける部材は、上記に限定されず、それぞれ逆に設けるようにしても良い。

このようにメンテナンス面は、他の面とは異なる設置方法でパネル部材６が枠体３に設けられる。

このように構成したパネル部材６の着脱動作（メンテナンス用開口部３Ａの開閉動作）について説明する。

パネル部材６と取りつける動作（メンテナンス用開口部３Ａの閉める動作）について説明する。先ず、メンテナンス用開口部３Ａが開いている状態において、パネル部材６の取っ手６４を持ち、外面板６２の下側側壁部６２１に設けた係止孔を横梁３２１に設けた係止ピンに嵌め合わせて係止させる。そして、パネル部材６を支柱３１２又は縦梁３２２に当接させた後、外面板６２に設けた係合凸部７１を９０度回転させて、上枠３１３に設けた係合凹部に係合させる。これにより、パネル部材６が枠体３に密着固定される。なお、パネル部材６メンテナンス用開口部３Ａを開ける場合には、上記手順の反対の手順を行えば良い。

しかして、本実施形態に係る測定機器用架台１は、特に図５に示すように、架台１内部に送風を行うための送風機構８と、その送風機構８からの気体流（風）を分配して、照射光学系１０１及び検出光学系１０２と半導体ウエハＷとに送風を行う流量分配構造９と、を備えている。

送風機構８は、測定機器用架台１の外部に設けられた外部温調機（図示しない）からの温度調節された空気を洗浄化して、測定機器用架台１内部に吹き出すクリーンファンである。この送風機構８は、枠体３の上部に設けられ、上から下に送風を行うものである。図５中、８ａは外部温調機からの気体送風管が連結される連結口である。

流量分配構造９は、１つの送風機構８からの１つのまとまった気体流を２つに分流する分流機構を有し、当該分流機構により分流された一方の流れを照射光学系１０１及び検出光学系１０２に当てるように流し、他方の流れを流速を上げて半導体ウエハＷに一方向の側方から当てるように流すものである。分流機構により分流された一方の流れは、照射光学系、検出光学系及びベース部材２１の温度調節を行うものであり、分流機構により分流された他方の流れは、半導体ウエハＷの清浄化を行うものである。ここで、半導体ウエハＷの側方とは、半導体ウエハ表面の法線方向以外の方向、つまり、その法線方向から傾いた方向をいう。より詳細には、本実施形態の半導体ウエハＷは試料ステージ１０３上に水平に載置されるので、側方とは鉛直方向以外の方向である。このようにすれば、半導体ウエハＷの表面に沿う流れができるので、ウエハＷ表面のパーティクルを除去しやすい。

具体的には、流量分配構造９は、図５に示すように、送風機構８と、照射光学系１０１及び検出光学系１０２との間に介在して設けられ、送風機構８からの風を導入する導入口９ａと、当該導入口９ａから入ってきた気体流を二分する分流機構としての分流板９ｂと、当該分流板９ｂにより分流された一方の流れをそのまま照射光学系１０１及び検出光学系１０２に導く第１流路９ｃと、分流板９ｂにより分流された他方の流れを、その流速を大きくして半導体ウエハＷに導く第２流路９ｄと、を備えている。

分流板９ａは、導入口９ａから入ってきた気体流の流れに沿って設けられている。

第１流路９ｃは、その断面積が同一であり、前記分流板９ｂをその側周壁の一部として形成された直方体形状をなすものである。その出口は、照射光学系１０１及び検出光学系１０２の上方で開口している。

第２流路９ｄは、その断面積が連続的又は段階的に狭まるものであり、前記分流板９ｂをその側周壁の一部として形成された側面視概略Ｌ字形状をなすものである。具体的には、第２流路９ｄは、枠体２の長手方向に沿って設けられ、メンテナンス面に向かって気体流を流すものである。つまり、第２流路９ｄは、ベース部材２１の背面において、内装パネル４Ａ１に沿って設けられ、その出口は、半導体ウエハＷの斜め上方で開口している。このように第２流路９ｄは、その断面積が連続的又は段階的に狭まっているので、流速を上げることができる。また、長手方向に沿って設けられているので、短手方向に気体流を送る場合、効率よく気体流を当てることができる。例えば長手方向に直交する方向に沿って設けた場合において、長手方向に気体流を送る場合、第２流路９の出口から半導体ウエハＷまでの距離が長くなってしまい、充分な気体流を送ることができないという問題がある。

また、メンテナンス面に向かって流すことで、第２流路９ｄ及び流れ方向制御板１０がメンテナンス面以外に設けられるので、メンテナンスの際に邪魔にならない。

第１流路９ｃ及び第２流路９ｄは、分流板９ｂを介して並列に連続して設けられており、流量分配構造９は、全体として側面視概略Ｌ字形状をなす中空長尺体である。

そして、測定機器用架台１は、図５に示すように、前記流量分配構造９からの他方の分流の流れ方向を制御する流れ方向制御機構である流れ方向制御板１０をさらに備えている。

この流れ方向制御板１０は、第２流路９ｄからの流れを半導体ウエハＷにより一層効率よく当てるために、第２流路９ｄからの流れの方向を半導体ウエハＷ側に向けるものであり、流量分配構造９と半導体ウエハＷとの間において、第２流路９ｄの出口の下流に設けられている。

より詳細には、流れ方向制御板１０は、断面Ｖ字状を成す長尺体であり、逆Ｖ字となるように、その一方の側板が枠体３の縦梁３２２に固定されている。これにより、他方の側板１０ａが、流量分配構造９の第２流路９ｄの出口及び半導体ウエハＷの両方に面することになる。

また、流れ方向制御板１０は、縦梁３２２に設けられる高さ位置、及び第２流路９ｄからの流れを変える前記他方の側板１０ａの角度を可変としている。このようにすれば、気体流の調整が可能となり、設計に誤差がある場合など多少の変更が必要になった場合でも対応することができる。

また、枠体３の下面、特に枠体３の下端及び基台２の間には、間隙Ｈが設けられている。この間隙Ｈは、図５に示すように、基台２の正面を通過した気体流を外部に流出する間隙Ｈ１と、基台２の背面を通過した気体流を外部に流出する間隙Ｈ２とがある。基台２正面の間隙Ｈ１は、基台２背面の間隙Ｈ２よりも大きくしている。これにより、基台２の正面を通過する気体流の流量を基台２の背面を通過する気体流の流量よりも大きくすることができ、基台２の後ろから前に気体流を流すことできる。つまり、第２流路９ｄからの気体流を半導体ウエハＷに当てることができる。各間隙Ｈ１、Ｈ２の大きさは、上方への乱流を防止するように、適宜設定することができる。

＜本実施形態の効果＞

このように構成した本実施形態に係る測定機器用架台１によれば、１つの送風機構からの気体流を、照射光学系１０１及び検出光学系１０２の温調用の気体流と、半導体ウエハＷの清浄化用の気体流とに分流して、それぞれ照射光学系１０１及び検出光学系１０２と、半導体ウエハＷとに送風を行うことができる。したがって、照射光学系１０１及び検出光学系１０２の温度安定性を向上させることができるとともに、架台３内部及び半導体ウエハＷの清浄度を向上させることができる。

そして、半導体ウエハＷの清浄化用の気体流を第２流路９ｄ内で少なくとも一旦その流速を上げて当てるようにしているので、流速を上げなかった場合に比べて充分に半導体ウエハＷの清浄度の向上を確実に行うことができる。

また、本実施形態の流量分配構造９を用いることにより、２つ以上の送風機構を用いることなく、１つの送風機構８によって照射光学系１０１及び検出光学系１０２の温調及び半導体ウエハＷの清浄化を行うことができるので、コストを安価にすることができるとともに、クリーンルーム等における設置面積を小さくすることができる。

さらに、第２流路９ｄの下流側に流れ方向制御板１０を設けているので、第２流路９ｄからの清浄化用の気体流を半導体ウエハＷへ一層効率よく当てることができ、半導体ウエハＷの清浄度を一層向上させることができる。

その上、架台１下部に間隙Ｈを設けているので、上方へ向かう乱流の発生を防ぎ、発塵を防ぐことができる。

また、枠体に二重壁構造４を設けているので、設置環境の温度変化に起因する装置架台１内部の温度安定性への悪影響を抑制することができる。その結果、温度変化に基づく測定データのずれ、又は測定ポイントのずれ等の測定誤差を低減することができる。また、装置架台１内部の温度安定性が向上するので、簡単かつ安価な送風機構８を用いることによっても高精度な温調を実現することができる。

＜その他の変形実施形態＞

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。

例えば、前記実施形態では、メンテナンス用開口部３Ａのみを、一体型のパネル部材６により二重壁構造を構成しているが、その他の面も同様に一体型のパネル部材６を用いて二重壁構造としても良い。

また、前記実施形態では、クリーンファン８が設けられている上面及び光学系１０１、１０２に温度影響を与えにくいと考えられる下面には、二重壁構造を形成していないが、上面及び下面に二重壁構造を形成するようにしても良い。これならば、一層温度安定性を向上させることができる。

さらに、パネル部材６は、二枚のパネルを間に矩形状の枠を挟み込んで固定することにより構成するようにしても良い。

その上、前記実施形態では、流れ方向制御板１０を照射光学系１０１及び検出光学系１０２を固定しているベース部材２１の背面に設けるようにしているが、照射光学系１０１及び検出光学系１０２の前方に設けるようにしても良い。この場合、光学系前方の枠体３には、パネル部材６が着脱されるので、流れ方向制御板１０をパネル部材６に設けるようにしても良いし、枠体３に設けるようにしても良い。

加えて、流量分配構造９は、第２流路９ｄのみを有するものであっても良い。つまり、流量分配構造９は、送風機構８からの気体流の一部を導入する導入口９ａと、その導入口９ａに連なる第２流路９ｄとを備えている。第２流路９ｄは、前記実施形態と同様に、下流に行くに従って連続的又は段階的に断面積が狭まるものである。

さらに、流量分配構造９は、１つの送風機構８からの１つの気体流を３つに分流し、その内２つを前記実施形態と同様に照射光学系１０１及び検出光学系１０２と半導体ウエハＷとに当てるとともに、もう１つをベース部材２１に当てるようにしても良い。

また、流量分配構造９は、一方の流れを、照射光学系１０１及び検出光学系１０２ではなく、試料ステージ１０３に当てるものであっても良いし、また、照射光学系１０１、検出光学系１０２及び試料ステージ１０３の全てに当てるようにしても良い。

また、流れ方向制御板１０の形状としては、断面Ｖ字状を成す長尺体に限られず、その他の形状であっても良い。具体的には、架台１内部の照射光学系１０１、検出光学系１０２及び半導体ウエハＷが載置される試料ステージ１０３の位置関係に応じて、最適な形状とすることができる。

分流機構の構成としては、１つの気体流を２つ以上に分流するものであれば良く、分流板９ｂに限定されない。例えば、ダクト（風導管）等を用いても良い。

分流板９ｂの位置を変更可能にしても良い。つまり、第１流路９ｃと第２流路９ｄに流れ込む気体流の割合を変更可能に構成しても良い。これならば、気体流の調整が可能となり、設計に誤差がある場合など多少の変更が必要になった場合でも対応することができる。

また、流れ方向制御機構は、流れ方向制御板に限られない。例えばダクトを曲げて形成しても良い。さらに、流量分配構造と一体に、つまり連通させても良い。ダクトから流出する気体流の流れの方向を変更可能にしてもかまわない。例えば、ダクトをフレキシブルな素材で構成し、曲げた状態を固定できるようにすれば、気体流の流れ方向を調節することができる。

前記実施形態では、他方の流れをメンテナンス面に向かうように流したが、逆に、他方の流をメンテナンス面からその対向する面に向かって流しても良い。

さらに、前記実施形態では、枠体３の正面がメンテナンス面であったが、メンテナンス面をポートＰが設けられた面（背面）以外の面としても良い。

前記実施形態の測定機器は、半導体ウエハに検査光を照射して、その半導体ウエハから生じる光を検出するものであったが、その他、例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）等であっても良い。このとき、半導体ウエハＷの測定中に気体流を当てるとプローブ（探針）に気体流が当たって測定誤差を生じる可能性があり、測定中は送風を止めることが考えられる。

また、半導体の測定に用いられる測定装置用架台１は、通常、内部の圧力を陽圧にして、外部から気体が流入しないようにしているが、隣接する別の装置もまた同じように内部を陽圧に保っている。例えば、測定装置用架台１に隣接して設けられる測定試料を搬入出する搬送装置が、内部の圧力を測定装置用架台１の内部よりも高圧に保っていれば、ポートＰを介して測定用試料を内部に搬入出するときに、搬送機構から流出した気体流が測定装置用架台１の内部に流入する場合がある。このような問題を防ぐために、前記実施形態の測定装置用架台１に外部からの気体流がポートＰを介して内部に流れこむのを防ぐ流入防止機構を設けても良い。

図１１に示すようにこの実施形態では、流入防止機構として、負圧に形成した吸い込み流路Ｓの一端開口Ｓ１をポートＰの外側の近傍に臨ませて配置してある。吸い込み流路Ｓは図示しない真空源によってその内部が負圧に保たれている。

次に、気体流の流れについて説明する。測定対象物Ｗの搬入出時に、搬出機構Ｒからでた気体流はポートＰ側へ向かって進行し、前記開口Ｓ１に向かって、曲げられていき、吸い込み流路Ｓに吸い込まれていく。従って、陽圧に保たれている搬出機構Ｒから出た気体流を、ポートＰを通過しないようにすることができ、測定装置用架台１の内部に外部の気体流が流入するのを防ぐことができる。このようにして、測定対象物の清浄度を保つことができ、外部からの空気が流入することによる架台内部の温度変化を防ぐことができる。

なお、流入防止機構は、このようなものだけに限られない。例えば、二重壁の内部空間を吸い込み流路として利用しても構わない。ポートＰの外側の近傍に吸い込み流路Ｓの一端開口Ｓ１を臨ませて配置してある場合には、外部からの気体流がポートＰを介して内部へ流れ込むのを完全に防ぐようにでき、最も好ましい形態であるが、ポートＰの内側の近傍に吸い込み流路Ｓの一端開口Ｓ１を臨ませて配置してあっても構わない。この場合でも、外部からの気体流が架台の内部に流入することになるが、気体流は吸い込み流路Ｓによって吸い込まれるので、測定装置や測定対象物には外部からの気体流は当たらないようにして、測定に温度変化による影響やちりなどのごみによる影響が出るのを防ぐことができる。

その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

本実施形態に係る測定機器用架台の斜視図。 同実施形態における架台正面の二重壁構造を取り外した状態を示す斜視図。 同実施形態における枠体を主として示す背面斜視図。 同実施形態における主として内装パネルを取り付けた状態を示す斜視図。 同実施形態における送風機構からの気体流を示す模式的断面図。 同実施形態における枠体及び二重壁構造を示す断面図。 同実施形態におけるパネル部材の正面斜視図。 同実施形態におけるパネル部材の背面斜視図。 同実施形態におけるパネル部材の断面図。 同実施形態におけるパネル部材の組み立て分解図。 別の実施形態に係る測定機器用架台の模式的断面図。

符号の説明

１ ・・・測定機器用架台
Ｗ ・・・測定対象物
１０１・・・照射光学系（測定機器）
１０２・・・検出光学系（測定機器）
９ｂ・・・分流板（分流機構）
９ｃ・・・第１流路
９ｄ・・・第２流路
９・・・流量分配構造
８・・・送風機構
９ａ・・・導入口
１０・・・流れ方向制御板（流れ方向制御機構）
Ｓ・・・吸い込み流路（流入防止機構）
Ｓ１・・・開口
Ｐ・・・ポート

Claims (6)

1. 測定対象物を測定するための測定機器を収容する測定装置用架台であって、
   架台内部に送風を行う送風機構と前記測定機器との間に設けられ、前記送風機構からの気体流を分配する流量分配構造を備え、
   前記流量分配構造が、
   前記送風機構からの気体流を少なくとも２つに分流する分流機構と、
   前記分流機構により分流された一方の流れを、前記測定機器又は前記測定対象物が載置されるステージに当てるものであり、前記分流機構をその側周壁の一部として形成される第１流路と、
   前記分流機構を介して前記第１流路に並列に設けられ、前記分流機構により分流された他方の流れを、断面積を狭めて流速を上げて前記測定対象物に当てるものであり、前記分流機構をその側周壁の一部として形成される第２流路と、を有する測定装置用架台。
2. 前記分流機構が、気体流を二分する分流板であり、
   前記第１流路が、前記分流板により分流された一方の流れを前記測定機器に上方から当てるように流すものであり、
   前記第２流路が、前記分流板により分流された他方の流れを、その流速を大きくして前記測定対象物に側方から当てるように流すものである請求項１記載の測定機器用架台。
3. 前記流量分配構造と前記測定対象物との間において、前記第２流路の出口の下流に設けられ、前記第２流路からの気体流の流れを前記測定対象物に向かう方向に制御する流れ方向制御機構をさらに備えている請求項１又は２記載の測定装置用架台。
4. 測定装置用架台の外部からの気体流が、前記測定対象物の搬入出されるポートを介して測定装置用架台の内部へ流入するのを防ぐ流入防止機構を備えた請求項１、２又は３記載の測定装置用架台。
5. 前記流入防止機構が、負圧に形成された吸い込み流路の一端開口を前記ポート近傍に臨ませて配置したものである請求項４記載の測定装置用架台。
6. 前記第２流路が、メンテナンスの際の架台内部への開口が設けられるメンテナンス面に向かって流すものである請求項１、２、３、４又は５記載の測定装置用架台。