ステージ組立体、そのようなステージ組立体を含む粒子光学装置、及び、そのような装置において試料を処理する方法
【課題】試料がデュアルビーム粒子光学装置においてより均一に処理されることを可能にするステージ組立体を提供する。
【解決手段】ステージ組立体は、第一軸Ａ１に沿う第一照射ビームＥを発生するための第一源と、ビーム交差地点で前記第一軸と交差する第二軸Ａ２に沿う第二照射ビームＩを発生するための第二源と、試料を載置し得る試料テーブル２１と、基準面に対して垂直なＸ軸、基準面と平行なＹ軸、及び、基準面と平行なＺ軸と実質的に平行な方向に沿って前記試料テーブルの平行移動をもたらすために配置された一組のアクチュエータとを備え、該一組のアクチュエータは、Ｚ軸と実質的に平行な回転軸ＲＡについての試料テーブル２１の回転と、Ｚ軸に対して実質的に垂直なフリップ軸ＦＡについての試料テーブルの回転とをもたらすようさらに配置されること。
【解決手段】ステージ組立体は、第一軸Ａ１に沿う第一照射ビームＥを発生するための第一源と、ビーム交差地点で前記第一軸と交差する第二軸Ａ２に沿う第二照射ビームＩを発生するための第二源と、試料を載置し得る試料テーブル２１と、基準面に対して垂直なＸ軸、基準面と平行なＹ軸、及び、基準面と平行なＺ軸と実質的に平行な方向に沿って前記試料テーブルの平行移動をもたらすために配置された一組のアクチュエータとを備え、該一組のアクチュエータは、Ｚ軸と実質的に平行な回転軸ＲＡについての試料テーブル２１の回転と、Ｚ軸に対して実質的に垂直なフリップ軸ＦＡについての試料テーブルの回転とをもたらすようさらに配置されること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を基準点の近傍に配置するためのステージ組立体に関し、ステージ組立体は、
− 試料を載置し得る試料テーブルと、
− 基準面に対して垂直なＸ軸、基準面と平行なＹ軸、及び、基準面と平行なＺ軸と実質的に平行な方向に沿って試料テーブルの平行移動をもたらすために配置された一組のアクチュエータとを備え、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸は相互に直交し、且つ、基準点を通過する。
【０００２】
本発明は、粒子光学装置に関し、粒子光学装置は、
− 第一軸に沿う第一照射ビームを発生するための第一源と、
− ビーム交差地点で第一軸と交差する第二軸に沿う第二照射ビームを発生するための第二源と、
− 冒頭段落に記載されるステージ組立体とを含み、
前記第一軸及び前記第二軸は、ビーム平面を定めることによって、
基準点は、ビーム交差地点であり、基準平面は、ビーム平面である。
【０００３】
前段落において言及される第一照射ビーム及び第二照射ビームを、例えば、イオンビーム、電子ビーム、及び、レーザビームで構成される群から選択し得る。
【背景技術】
【０００４】
上記の第一段落及び第二段落に示されるステージ組立体及び粒子光学装置は、欧州特許出願第ＥＰ１４４３５４１Ａ号から既知である。デュアルビームとして一般的に既知のそのような装置では、試料テーブル上に搭載される試料の上で電子顕微鏡技術を遂行するために、電子ビームを用い得るのに対し、試料をミリング（即ち、試料からの材料の表面層の除去）のような特定の処理に晒すために、イオンビームを用い得る。このようにデュアルビームに使用することは、（イオンビームを用いて）そのままの位置で試料を処理し得る単一装置の実現を可能にし、そのような処理の結果を（電子ビームを用いて）そのままの位置で検査し得ることで、もし検査結果がそれが望ましいことを指し示すならば、試料がさらに処理されることを容易に可能にする。このようにして、人は別個の電子顕微鏡とイオンビーム装置との間で試料を前後に輸送しなければならないことを回避し、よって、時間と量力を節約し、装置の外部の環境への露出による試料の汚染の危険性を低減する。
【０００５】
例えば、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）又は走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）の場合、試料テーブル上に初期的に配置された試料が、電子ビームによって満足に撮像されるよう、（試料の主要表面に対して実質的に垂直な方向に）過大に大きな平均厚みＴ０を有することが露見し得る。そのようなシナリオでは、材料の特定厚さΔＴを削ぎ落とすよう、イオンビームに対するＸ、Ｙにおける試料（の一部）の走査によって試料を薄くするために、デュアルビームＴＥＭ又はＳＴＥＭ内に存在するイオンビームを用い得る。次に、それが満足に撮像され得るかを決定するために、新しい厚さＴ１＝Ｔ０−ΔＴを備える試料（の一部）を電子ビームを用いて監視し得る。もしそうでないならば、イオンビーム等を用いて、試料をさらに薄くし得る。
【０００６】
そのような装置と共に用い得る例示的な種類の試料は、シリコンウェーハ（又は、例えば、ＧａＡｓ結晶のような他の基板）上に製造された半導体装置の小片である。そのような装置における層の厚さ、ゲート構造、相互連結、線寸法、絶縁保全性等を調査するために、小さな小片がウェーハ上の問題の装置から切り取られ、その小片は装置を構成する様々な層を通じた垂直断面を表わしている。満足な撮像を可能にするために、そのような小片は、ＴＥＭ又はＳＴＥＭの試料テーブル上で見られるとき、（電子ビーム軸と平行な方向に）約１ｎｍ〜１μｍのオーダの微細な厚さを有するべきであるが、電子ビーム軸に対して垂直な著しくより大きな寸法（例えば、〜３０×３０μｍ２）の主要表面Ｓを概ね示す。そのような半導体見本とは別に、試料は、生体組織、結晶等の小片でもあり得る。
【０００７】
上記の種類の多くの従来技術装置では、電子ビームが第一軸に沿って生成され、Ｚ軸は第一軸と一致するよう固定される。この場合には、Ｚ軸に沿う試料の平行移動は、電子ビームが試料上に正しく集束されることを可能にするのに対し、Ｘ軸及び／又はＹ軸と平行な試料の平行移動は、試料の表面上の異なる地点が電子ビームの焦点に横方向に配置されることを可能にする。これらの同一の自由度も、試料上の所与地点が第二照射ビーム（例えば、イオンビーム）内に配置されることを可能にする（そして、もし第二照射ビームが集束ビーム（例えば、ＦＩＢ）であるならば、第二照射ビームの焦点内に配置されることも可能にする）。典型的には、試料テーブルは、Ｚ軸に対して垂直な取付平面を示すよう具現化され、試料は、この取付平面と実質的に平行な主要平面Ｓを示すよう取り付けられる。しかしながら、そのような設定における電子ビームはＳ上に垂直に衝突するが、第二軸に沿って伝播する第二照射ビームは、Ｓに対する法線に対して角度φで試料上に衝突する（第一軸及び第二軸は平行でないからである）。典型的には、φの値は、約４０〜６０度のオーダである。イオンミリングプロセスのために、例えば、比較的大きな値のφが有利である。何故ならば、比較的小さな値のφは、試料中に孔を創成する傾向があるのに対し、比較的大きな値のφにあるイオンビーム（即ち、より良好に近似するかすり入射）は、試料に亘ってより多く塗布され、よって、穿孔よりもミリングを促進する。
【０００８】
上記の設定におけるイオンは試料上に垂直に衝突しないので、試料に対するそのようなイオンの効果は、必ずしも等方性ではない。結果的に、イオンを備える照射のそのような非等方性は、試料が電子ビームで見られるときに、実質的に不均一な処理結果を生み得る。例えば、ミリング処理において、試料のイオンビームに面する側は、試料の反対側よりも大きな程度に不満足に薄くあり得る。レーザビーム又は電子ビームのような他の種類の第二照射ビームが用いられるとき、類似の考慮が当て嵌まる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この問題を軽減することが本発明の目的である。より具体的には、試料がデュアルビーム粒子光学装置においてより均一に処理されることを可能にするステージ組立体を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記及び他の目的は、冒頭段落に示されるようなステージ組立体において達成され、一組のアクチュエータが、さらに、
Ｚ軸と実質的に平行な回転軸についての試料テーブルの回転と、
Ｚ軸に対して実質的に垂直なフリップ軸についての試料テーブルの回転とをもたらすよう配置され、
それによって、フリップ軸自体が、回転軸について回転され得ることを特徴とする。
【００１１】
この脈絡における「回転」という用語は、例えば、極めて小さい傾斜というよりも、むしろ実質的な回転を指す。各回転の可能な範囲は、どんな場合でも、例えば、１度よりも大きく、一般的には、より一層大きい（例えば、３６０度の完全回転まで、１０度よりも大きい）。
【００１２】
従って、本発明に従った粒子光学装置は、上記の第二冒頭段落に示される構造を有し、終わりから２番目の先行段落に記載されるよう本発明に従ったステージ組立体を含む。
【００１３】
前記回転軸についての試料の回転は、（イオン処理のような）試料処理の効果が（回転軸について）回転対称にされることを可能にし、よって、上記に言及された非等方性／不均一性を取り除き、或いは、少なくとも軽減する。回転軸についてのこの角度的な自由度（ＤＯＦ）と共に、フリップ軸についてもたらされるさらなる角度的なＤＯＦは、試料中の広範囲の特定の結晶向きが、第一及び／又は第二照射ビームに沿って向けられることを可能にする。電子顕微鏡の当業者に普通な用語では、回転軸及びフリップ軸についての角度的なＤＯＦの組み合わせは、試料のα傾斜及びβ傾斜の双方を可能にする。
【００１４】
同様に、第四冒頭段落に示されるような方法は、本発明に従って、イオンビームを用いた照射中、試料は、ビーム平面と実質的に平行な回転軸について角度的に変位される。
【００１５】
本発明に従ったステージ組立体及び粒子光学装置の具体的な実施態様において、一組のアクチュエータは、Ｘ軸と一致する主要軸についてＹ軸及びＺ軸の回転を追加的にもたらし得る。この主要軸についてのＹ軸及びＺ軸の回転は、第一及び／又は第二照射ビームの（試料上への）入射角度が調節されることを可能にする。具体的には、そのビームによって遂行される処理を最適化するよう、主要面Ｓ上への第二照射ビーム（例えば、イオンビーム）の入射角度φを今や調節し得る。その上、主要軸についての回転的なＤＯＦは、ユーセントリック座標系の創成を可能にし、ユーセントリック座標系では、試料テーブルの多様なＤＯＦが余り退化しない。非ユーセントリック系では、具体的なＤＯＦにおける試料テーブルの所望の正味運動は、一般的には、組全体の構成素子ＤＯＦから成り、よって、試料の活性化及び配置を複雑化する。前記組は、例えば、多様なＤＯＦ（所謂コンピュセントリック系）の相互従属性（縮退）を表現するマトリックスから決定され得る。
【００１６】
前段落に示されるようなステージ組立体の具体的な実施態様は、
Ｘ軸と平行な方向に沿って平行移動され得るサブステージと、
主要軸についてのフレームの回転をもたらすために、サブステージ上に搭載される主要回転組立体と、
フレームを基準とするときに、Ｙ軸と平行な方向に沿うスレッドの平行移動をもたらすために、フレームによって支持されるＹ組立体と、
フレームを基準とするときに、回転軸についてのプラットフォームの回転をもたらすために、及び／又は、回転軸に沿ったプラットフォームの平行移動をもたらすために、スレッドによって支持されるＺ組立体と、
フレームを基準とするときに、前記フリップ軸についての前記試料テーブルの回転をもたらすために、前記プラットフォームによって支持されるフリップ組立体とを含む。
【００１７】
本発明者は、そのような構成が、本発明によってもたらされる追加的なＤＯＦが効率的且つ正確に実現されることを可能にすることを見い出した。
【００１８】
本明細書を通じた類似の脈絡において、前段落において用いられる「を基準とするとき」という表現は、たとえ内部フレームワーク自体が（上記に言及されるサブステージ及び主要回転組立体のような）外部フレームワークに対して移動可能であり得るとしても、（座標系を定める）軸又は一組の軸が（上記に言及されるフレームのような）内部フレームワークに対して固定される状況に言及するために用いられる。その場合には、内部フレームワークは、外部フレームワークのより大局的な座標系内に、その独自の局所的な座標系を有する。
【００１９】
多くの用途のために、回転軸についての試料テーブルの角ストロークは、例えば、約９０度〜１８０度だけであれば十分である。本発明に従ったステージ組立体及び粒子光学装置の具体的な実施態様において、回転軸についての試料テーブルの角ストロークは、実質的に３６０度以上である。そのような回転は、試料の全ての側が第二照射ビーム（例えば、イオンビーム）に自由自在に向けられることを可能にし、そのビームを用いた処理によって達成し得る結果に関するより大きな自由をもたらす。そのような角ストロークを達成する１つの方法は、もし前段落で言及されるＺ組立体が、所与の意味でプラットフォームを回転軸について連続的に回転し得るならば、そのような設定において、試料は、所望であれば、イオン処理の過程において回転軸についての（同様な意味での）数回の回転を行い得る。代替的なシナリオでは、回転軸についての試料の角ストロークは、ちょうど３６０度未満であり、そのような設定では、試料はある意味でそのストロークの終点まで回転されることができ、次に、反対の意味でそのストロークの始点まで戻るよう回転されることができ、イオン処理（異なる第二照射ビームの場合には他の処理）の過程において所望にこの前後回転を反復し得る。
【００２０】
上記に示されたようなステージ組立体及び粒子光学装置の具体的な実施態様において、フリップ軸についての試料テーブルの角ストロークは、実質的に３６０度以上である。もしフリップ軸が（回転軸についてのステージ組立体の適切な角度調節によって）主要軸と平行であるように配置され、第二照射ビームがイオンビームとして具現されるならば、そのような角ストロークは、ステージ組立体が一種の「イオン旋盤」として使用されることを可能にする。そのような設定において、人は、フリップ軸についての特定の円筒形／円錐形プロファイルを有することが求められるチップ(tip)及びプローブのような多様な精密アイテムを製造し得る。同様な方法で、レーザビームを第二照射ビームとして用いることで、人は「レーザ旋盤」を実現し得る。ここに記載されるような実質的に３６０度以上の角ストロークは、前段落において言及されるものと類似の方法で実現され得る（しかしながら、今やＺ組立体よりもむしろフリップ組立体を今や含む）。
【００２１】
上記に記載された資料テーブルに加え、本発明に従ったステージ組立体は、（試料テーブルとは異なる）１つ又はそれよりも多くの追加的な試料キャリアも含み得る。例えば、ステージ組立体は、さらに検査されるべき（ウェーハの断面部分のような）バルク試料の一部を保持／位置決め／操作するための上記されたような試料テーブルに加え、（半導体ウェーハ全体若しくはその実質的部分、ＧａＡｓ結晶、又は、薄膜ヘッド用の基板として使用されるフェライトの塊等）バルク試料を保持／位置決め／操作するための試料キャリアを有し得る。試料テーブル及び試料キャリアを、例えば、スライダ又は回転ラックのような交換機構の上に搭載することができ、交換機構はそれぞれが基準点（第一軸及び第二軸のビーム交差点）の近傍に配置されることを可能にする。本発明に従った粒子光学装置に用いられるとき、試料テーブル上で検査されるバルク試料の一部は、望ましければ、装置内に存在する第二照射ビーム（例えば、イオンビーム又はレーザビーム）を用いてバルク試料から切断され得る。
【００２２】
前数段落は、イオンビームの使用に数度言及している。この脈絡において、材料除去を含むイオン処理に加え、イオンビームと試料との間の界面に存在するイオンビームと（意図的に導入された）気相物質との間の相互作用を介した試料上への物質の堆積のような、材料増大を含むイオン処理も着想し得ることは述べるに値する。そのようなシナリオでは、回転軸について本発明によってもたらされる余分な角度的なＤＯＦは、例えば、試料の露出表面に亘る不均一な厚さでの材料の堆積を防止するのを助ける。
【００２３】
同様に、（例えば、レーザアブレーションを介して）試料から材料を除去し、或いは、試料上へのレーザ補助堆積を遂行するために、レーザビームを用い得る。
【００２４】
本発明及びその付随的な利点は、例示的な実施態様及び添付の概略的な図面に基づいてさらに解明されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図面中、対応する機能は、対応する参照符号によって指し示されている。
【００２６】
実施態様１
図１は、本発明に従った粒子光学装置１及びステージ組立体３の実施態様の一部の立面図を示している。図面中、ステージ組立体３は、以下の構成要素から成っている。
− Ｘ軸と平行な方向ｄＸに沿って前後に平行移動され得るサブステージ５。
− Ｘ軸と平行な主軸ＰＡについてのフレーム９の回転をもたらすために、サブステージ５上に取り付けられる主要回転組立体７。
− フレーム９を基準とするときに、Ｙ軸と平行な方向ｄＹに沿うスレッドの前後方向の平行移動をもたらすために、フレーム９によって支持されるＹ組立体１１。
− 回転軸ＲＡについてのプラットフォーム１７の回転をもたらし、且つ、その回転軸ＲＡに沿ったプラットフォーム１７の平行移動をもたらすために、スレッド１３によって支持されるＺ組立体１５。フレーム９を基準とするときに、回転軸ＲＡはＺ軸と平行である。
− フリップ軸ＦＡについての試料テーブルの回転をもたらすためにプラットフォーム１７によって支持されるフリップ組立体１９。フリップ軸ＦＡは、フレーム９を基準とするときに、Ｚ軸に対して垂直であり、Ｚ組立体１５の回転機能性の故に、回転軸ＲＡについてそれ自体が回転される得る。
【００２７】
前段落において参照されたＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸は、相互に直交し、基準点ｃに共通の源を有する。描写されている実施態様において、Ｘ軸は主軸ＰＡと一致し、固定されている。他方、Ｙ軸及びＺ軸は、フレーム９に対して基準とされ、よって、フレーム９が主要回転組立体によって主軸ＰＡについて角度的に変位するときに、フレーム９と共に回転する。例えば、もしフレーム９が、Ｘ軸と平行に延びる平面９ｂを備える平面部分９ａを含み且つＹ組立体１１を支持するならば、Ｙ軸はこの平面９ｂと平行に延び、Ｚ軸は、主軸ＰＡについての平面部分９ａの回転向きに拘わらず、この平面９ｂに対して垂直に延びる。主軸ＰＡについて回転され得るそのような座標系は、当該技術分野においてユーセントリック座標系と呼ばれる。
【００２８】
基準点ｃは、第一軸Ａ１及び第二軸Ａ２（図２を参照）の交差点も形成し、その両方はビーム平面ＢＰ（図２の図面の平面）内に位置し、そのビーム平面ＢＰは主軸ＰＡに対して垂直である。第一軸Ａ１及び第二軸Ａ２は、地点ｃについて角度θだけ相互に変位している。例えば、電子ビームＥ（第一照射ビーム）は第一軸Ａ１に沿って方向付けられ、イオンビームＩ（第二照射ビーム）は第二軸Ａ２に沿って方向付けられ得る。これらのビームＥ及びＩは、当該技術分野において既知の粒子源及び粒子光学を用いて生成される（よって、ここでは描写されない）。ビームＥ及びＩの双方とも地点ｃに収束され得る。試料テーブル２１をビームの焦点ｃに対して出入れ移動するために、Ｚ組立体１５を用い得る。
【００２９】
ステージ組立体３の具体的な実施態様において、例えば、サブステージ５及びＹ組立体１１の直線ストロークは、約１００ｍｍのオーダ（即ち、第一軸Ａ１に対して±５０ｍｍ）であり、Ｚ組立体１５の直線ストロークは、約１０ｍｍのオーダ（試料テーブル２１が主軸ＰＡのレベルに対して±５ｍｍ変位されることを許容する）であり、主要回転組立体７の回転範囲は、少なくともθ（Ａ１及びＡ２の双方を包含する）であり、Ｚ組立体１５の角ストロークは、（回転軸ＲＡについて）１８０度であり、フリップ組立体１９の角ストロークも、（フリップ軸ＦＡについて）１８０度である。しかしながら、もちろん、これらの範囲の異なる値も選択し得る。
【００３０】
上記のユーセントリック系は、試料テーブル２１上に載置され且つ試料テーブル２１の平面と実質的に平行な主要平面Ｓを示す試料の場合には、第一軸Ａ１又は第二軸Ａ２のいずれかによってＳで境界を定められる角度を（主要回転組立体７を用いて）調節するよう試料２１を操作し得るという利点を有する。
【００３１】
図１及び２に描写されるように、フリップ軸ＦＡは主要軸ＰＡと一致している。しかしながら、これは全くの偶然であり、フリップ軸ＦＡは、望ましければ、（Ｚ組立体１５を用いた）回転軸ＰＡについてのプラットフォーム１７の適切な回転を介して、主要軸ＰＡと角度を定めるようなされ得る。その上、フリップ軸ＦＡは、（Ｚ組立体１５を用いた）軸ＲＡに沿った及び／又は（Ｙ組立体１１を用いた）方向ｄＹに沿ったプラットフォーム１７の適切な変位によって主要軸ＰＡから離れて変位され得る。
【００３２】
また、図１及び２に描写されるように、回転軸ＲＡは第一軸Ａ１と一致している。しかしながら、これは全くの偶然であり、回転軸ＲＡは、もし望ましければ、（主要回転組立体７を用いた）主要軸ＰＡについてのフレーム９の適切な回転を介して、第一軸Ａ１と角度を定めるようされ得る。その上、回転軸ＲＡは、（サブステージ５を用いた）方向ｄＸに沿った及び／又は（Ｙ組立体１１を用いた）方向ｄＹに沿ったフレーム９の適切な変位によって、第一軸Ａ１から離れて変位され得る。
【００３３】
本発明によれば、イオンビームＩを用いた照射中、試料テーブル２１を回転軸ＲＡについて回転し得る。これは達成されるべき試料テーブル２１上の試料のより均一な／等方性な処理を可能にする。その上、回転軸ＲＡについてのこの角度的な自由度（ＤＯＦ）と共に、フリップ軸ＦＡについてもたらされるさらなる角度的なＤＯＦが、試料のα傾斜及びβ傾斜の双方を達成／調節し得るよう、第一軸Ａ１及び／又は第二軸Ａ２に沿って配向されるべき試料の特定の結晶向きの広い範囲を許容する。
【００３４】
実施態様２
本発明に従った粒子光学装置及びステージ組立体の代替的な実施態様は、フレーム９が主要軸ＰＡについて回転され得ない点を除き、実施態様１において上記されたものと同じである。非ユーセントリックであるそのような設定において、回転軸ＲＡは、例えば、第一軸Ａ１と恒久的に平行である。
【００３５】
実施態様３
本発明に従った粒子光学装置及びステージ組立体の他の実施態様は、ステージ組立体３がスレッド１３上に設けられた追加的構造３’を組み込む点を除き、実施態様１において上記されたものと同じである。図１及び２中の試料テーブルは顕微鏡寸法（例えば、３０×３０×０．１μｍ３）の顕微鏡的寸法の非常に小さい試料を保持することが意図されているのに対し、追加的な構造内に構成される試料キャリア２１Ｂは、（例えば、直径１００ｍｍ及び厚さ１．２ｍｍの）半導体ウェーハ全体（の実質的部分）のようなバルク試料を保持することが意図されている。このために、構造３’は、バルク回転軸２５についての試料キャリア２１Ｂの回転をもたらすために、及び／又は、バルク回転軸２５に沿った試料キャリア２１Ｂの平行移動をもたらすために、スレッド１３によって支持されたバルクＺ組立体１５Ｂを含む。バルク回転軸２５は、回転軸ＲＡと平行であり、そこから一定距離にある。この場合のＹ組立体１１のストロークは、バルク回転軸２５が第一軸Ａ１と一致させるのに十分である。ユーセントリック系の場合には、第二軸Ａ２と平行とされるよう、バルク回転軸２５も傾斜され得る。
【００３６】
半導体ウェーハ（の実質的部分）のようなバルク試料２３を試料キャリア２１Ｂ上に搭載し得る。試料キャリア２１Ｂをバルク回転軸２５について角度的に調節し得るという事実は、バルク試料２３の向きが調節されることを可能にする。例えば、バルク試料を試料キャリア２１Ｂと交換するために用いられるハンドラーロボットが内在的な配置誤差を有するならば、これは利点であり得る。バルク試料２３が試料キャリア２１Ｂ上に搭載された後、バルク試料２３を検査のために電子ビームＥの下に移動するために、Ｙ組立体を調節し得る。興味の特定領域が（サブステージ５、Ｙ組立体１１、及び／又は、バルクＺ組立体１５Ｂに対する適切な調節後）電子ビームを用いてバルク試料２３上に配置されるや否や、一片のサブステージ５はそのままの位置で除去され、試料テーブル２１に移動され得る。その場合には、それは（もし必要であるならば）イオンビームＩで処理され、さらに、電子ビームＥで検査され得る。そのような原位置除去及び移動に適した技法は、従来技術において既知である。例えば、上記に言及された欧州公報番号第ＥＰ１４４３５４１号を参照。
【００３７】
実施態様４
本発明に従った粒子光学装置及びステージ組立体のさらなる実施態様は、フリップ軸ＦＡについての試料テーブル２１の角ストロークが実質的に３６０度以上である点を除き、実施態様１乃至３のいずれかにおいて上記されたものと同じである。もしフリップ軸ＦＡが（回転軸ＲＡについての試料テーブル２１の適切な角度調節によって）主要軸ＰＡと平行であるよう配置されるならば、そのような角ストロークは、試料テーブル２１が一種の「イオン旋盤」として用いられることを可能にし、それによって、試料テーブル２１は、イオンビームＩによる処理中、フリップ軸ＦＡについて回転される（そして、所望であれば、サブステージ５の補助を得てフリップ軸ＦＡに沿って平行移動もされる）。
【００３８】
実施態様５
本発明に従った粒子光学装置の他の実施態様は、イオンビームＩ（第二照射ビーム）がレーザビームによって置換されている点を除き、実施態様１乃至４のいずれかにおいて上記されたものと同じである。代替的に、電子ビームＥ（第一照射ビーム）はイオンビーム又はレーザビームと置換され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に従ったステージ組立体及び粒子光学装置の実施態様の一部を示す立面図である。
【図２】図１中の矢印２の方向に沿って見られた、図１の主題を示す端面図である。
【図３】補助的な試料キャリアを特色とする、図２の変形を示す端面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 粒子光学装置
３ ステージ組立体
５ サブステージ
９ フレーム
９ａ 平面部分
９ｂ 平面
１１ Ｙ組立体
１３ スレッド
１５ Ｚ組立体
１５Ｂ バルクＺ組立体
１９ フリップ組立体
２１ 試料テーブル
２１Ｂ 試料キャリア
２３ バルク試料
２５ バルク回転軸
ＰＡ 主要軸
ＲＡ 回転軸
ＦＡ フリップ軸
Ｓ 主要表面
Ａ１ 第一軸
Ａ２ 第二軸
Ｅ 電子ビーム
Ｉ イオンビーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を基準点の近傍に配置するためのステージ組立体に関し、ステージ組立体は、
− 試料を載置し得る試料テーブルと、
− 基準面に対して垂直なＸ軸、基準面と平行なＹ軸、及び、基準面と平行なＺ軸と実質的に平行な方向に沿って試料テーブルの平行移動をもたらすために配置された一組のアクチュエータとを備え、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸は相互に直交し、且つ、基準点を通過する。
【０００２】
本発明は、粒子光学装置に関し、粒子光学装置は、
− 第一軸に沿う第一照射ビームを発生するための第一源と、
− ビーム交差地点で第一軸と交差する第二軸に沿う第二照射ビームを発生するための第二源と、
− 冒頭段落に記載されるステージ組立体とを含み、
前記第一軸及び前記第二軸は、ビーム平面を定めることによって、
基準点は、ビーム交差地点であり、基準平面は、ビーム平面である。
【０００３】
前段落において言及される第一照射ビーム及び第二照射ビームを、例えば、イオンビーム、電子ビーム、及び、レーザビームで構成される群から選択し得る。
【背景技術】
【０００４】
上記の第一段落及び第二段落に示されるステージ組立体及び粒子光学装置は、欧州特許出願第ＥＰ１４４３５４１Ａ号から既知である。デュアルビームとして一般的に既知のそのような装置では、試料テーブル上に搭載される試料の上で電子顕微鏡技術を遂行するために、電子ビームを用い得るのに対し、試料をミリング（即ち、試料からの材料の表面層の除去）のような特定の処理に晒すために、イオンビームを用い得る。このようにデュアルビームに使用することは、（イオンビームを用いて）そのままの位置で試料を処理し得る単一装置の実現を可能にし、そのような処理の結果を（電子ビームを用いて）そのままの位置で検査し得ることで、もし検査結果がそれが望ましいことを指し示すならば、試料がさらに処理されることを容易に可能にする。このようにして、人は別個の電子顕微鏡とイオンビーム装置との間で試料を前後に輸送しなければならないことを回避し、よって、時間と量力を節約し、装置の外部の環境への露出による試料の汚染の危険性を低減する。
【０００５】
例えば、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）又は走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）の場合、試料テーブル上に初期的に配置された試料が、電子ビームによって満足に撮像されるよう、（試料の主要表面に対して実質的に垂直な方向に）過大に大きな平均厚みＴ０を有することが露見し得る。そのようなシナリオでは、材料の特定厚さΔＴを削ぎ落とすよう、イオンビームに対するＸ、Ｙにおける試料（の一部）の走査によって試料を薄くするために、デュアルビームＴＥＭ又はＳＴＥＭ内に存在するイオンビームを用い得る。次に、それが満足に撮像され得るかを決定するために、新しい厚さＴ１＝Ｔ０−ΔＴを備える試料（の一部）を電子ビームを用いて監視し得る。もしそうでないならば、イオンビーム等を用いて、試料をさらに薄くし得る。
【０００６】
そのような装置と共に用い得る例示的な種類の試料は、シリコンウェーハ（又は、例えば、ＧａＡｓ結晶のような他の基板）上に製造された半導体装置の小片である。そのような装置における層の厚さ、ゲート構造、相互連結、線寸法、絶縁保全性等を調査するために、小さな小片がウェーハ上の問題の装置から切り取られ、その小片は装置を構成する様々な層を通じた垂直断面を表わしている。満足な撮像を可能にするために、そのような小片は、ＴＥＭ又はＳＴＥＭの試料テーブル上で見られるとき、（電子ビーム軸と平行な方向に）約１ｎｍ〜１μｍのオーダの微細な厚さを有するべきであるが、電子ビーム軸に対して垂直な著しくより大きな寸法（例えば、〜３０×３０μｍ２）の主要表面Ｓを概ね示す。そのような半導体見本とは別に、試料は、生体組織、結晶等の小片でもあり得る。
【０００７】
上記の種類の多くの従来技術装置では、電子ビームが第一軸に沿って生成され、Ｚ軸は第一軸と一致するよう固定される。この場合には、Ｚ軸に沿う試料の平行移動は、電子ビームが試料上に正しく集束されることを可能にするのに対し、Ｘ軸及び／又はＹ軸と平行な試料の平行移動は、試料の表面上の異なる地点が電子ビームの焦点に横方向に配置されることを可能にする。これらの同一の自由度も、試料上の所与地点が第二照射ビーム（例えば、イオンビーム）内に配置されることを可能にする（そして、もし第二照射ビームが集束ビーム（例えば、ＦＩＢ）であるならば、第二照射ビームの焦点内に配置されることも可能にする）。典型的には、試料テーブルは、Ｚ軸に対して垂直な取付平面を示すよう具現化され、試料は、この取付平面と実質的に平行な主要平面Ｓを示すよう取り付けられる。しかしながら、そのような設定における電子ビームはＳ上に垂直に衝突するが、第二軸に沿って伝播する第二照射ビームは、Ｓに対する法線に対して角度φで試料上に衝突する（第一軸及び第二軸は平行でないからである）。典型的には、φの値は、約４０〜６０度のオーダである。イオンミリングプロセスのために、例えば、比較的大きな値のφが有利である。何故ならば、比較的小さな値のφは、試料中に孔を創成する傾向があるのに対し、比較的大きな値のφにあるイオンビーム（即ち、より良好に近似するかすり入射）は、試料に亘ってより多く塗布され、よって、穿孔よりもミリングを促進する。
【０００８】
上記の設定におけるイオンは試料上に垂直に衝突しないので、試料に対するそのようなイオンの効果は、必ずしも等方性ではない。結果的に、イオンを備える照射のそのような非等方性は、試料が電子ビームで見られるときに、実質的に不均一な処理結果を生み得る。例えば、ミリング処理において、試料のイオンビームに面する側は、試料の反対側よりも大きな程度に不満足に薄くあり得る。レーザビーム又は電子ビームのような他の種類の第二照射ビームが用いられるとき、類似の考慮が当て嵌まる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この問題を軽減することが本発明の目的である。より具体的には、試料がデュアルビーム粒子光学装置においてより均一に処理されることを可能にするステージ組立体を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記及び他の目的は、冒頭段落に示されるようなステージ組立体において達成され、一組のアクチュエータが、さらに、
Ｚ軸と実質的に平行な回転軸についての試料テーブルの回転と、
Ｚ軸に対して実質的に垂直なフリップ軸についての試料テーブルの回転とをもたらすよう配置され、
それによって、フリップ軸自体が、回転軸について回転され得ることを特徴とする。
【００１１】
この脈絡における「回転」という用語は、例えば、極めて小さい傾斜というよりも、むしろ実質的な回転を指す。各回転の可能な範囲は、どんな場合でも、例えば、１度よりも大きく、一般的には、より一層大きい（例えば、３６０度の完全回転まで、１０度よりも大きい）。
【００１２】
従って、本発明に従った粒子光学装置は、上記の第二冒頭段落に示される構造を有し、終わりから２番目の先行段落に記載されるよう本発明に従ったステージ組立体を含む。
【００１３】
前記回転軸についての試料の回転は、（イオン処理のような）試料処理の効果が（回転軸について）回転対称にされることを可能にし、よって、上記に言及された非等方性／不均一性を取り除き、或いは、少なくとも軽減する。回転軸についてのこの角度的な自由度（ＤＯＦ）と共に、フリップ軸についてもたらされるさらなる角度的なＤＯＦは、試料中の広範囲の特定の結晶向きが、第一及び／又は第二照射ビームに沿って向けられることを可能にする。電子顕微鏡の当業者に普通な用語では、回転軸及びフリップ軸についての角度的なＤＯＦの組み合わせは、試料のα傾斜及びβ傾斜の双方を可能にする。
【００１４】
同様に、第四冒頭段落に示されるような方法は、本発明に従って、イオンビームを用いた照射中、試料は、ビーム平面と実質的に平行な回転軸について角度的に変位される。
【００１５】
本発明に従ったステージ組立体及び粒子光学装置の具体的な実施態様において、一組のアクチュエータは、Ｘ軸と一致する主要軸についてＹ軸及びＺ軸の回転を追加的にもたらし得る。この主要軸についてのＹ軸及びＺ軸の回転は、第一及び／又は第二照射ビームの（試料上への）入射角度が調節されることを可能にする。具体的には、そのビームによって遂行される処理を最適化するよう、主要面Ｓ上への第二照射ビーム（例えば、イオンビーム）の入射角度φを今や調節し得る。その上、主要軸についての回転的なＤＯＦは、ユーセントリック座標系の創成を可能にし、ユーセントリック座標系では、試料テーブルの多様なＤＯＦが余り退化しない。非ユーセントリック系では、具体的なＤＯＦにおける試料テーブルの所望の正味運動は、一般的には、組全体の構成素子ＤＯＦから成り、よって、試料の活性化及び配置を複雑化する。前記組は、例えば、多様なＤＯＦ（所謂コンピュセントリック系）の相互従属性（縮退）を表現するマトリックスから決定され得る。
【００１６】
前段落に示されるようなステージ組立体の具体的な実施態様は、
Ｘ軸と平行な方向に沿って平行移動され得るサブステージと、
主要軸についてのフレームの回転をもたらすために、サブステージ上に搭載される主要回転組立体と、
フレームを基準とするときに、Ｙ軸と平行な方向に沿うスレッドの平行移動をもたらすために、フレームによって支持されるＹ組立体と、
フレームを基準とするときに、回転軸についてのプラットフォームの回転をもたらすために、及び／又は、回転軸に沿ったプラットフォームの平行移動をもたらすために、スレッドによって支持されるＺ組立体と、
フレームを基準とするときに、前記フリップ軸についての前記試料テーブルの回転をもたらすために、前記プラットフォームによって支持されるフリップ組立体とを含む。
【００１７】
本発明者は、そのような構成が、本発明によってもたらされる追加的なＤＯＦが効率的且つ正確に実現されることを可能にすることを見い出した。
【００１８】
本明細書を通じた類似の脈絡において、前段落において用いられる「を基準とするとき」という表現は、たとえ内部フレームワーク自体が（上記に言及されるサブステージ及び主要回転組立体のような）外部フレームワークに対して移動可能であり得るとしても、（座標系を定める）軸又は一組の軸が（上記に言及されるフレームのような）内部フレームワークに対して固定される状況に言及するために用いられる。その場合には、内部フレームワークは、外部フレームワークのより大局的な座標系内に、その独自の局所的な座標系を有する。
【００１９】
多くの用途のために、回転軸についての試料テーブルの角ストロークは、例えば、約９０度〜１８０度だけであれば十分である。本発明に従ったステージ組立体及び粒子光学装置の具体的な実施態様において、回転軸についての試料テーブルの角ストロークは、実質的に３６０度以上である。そのような回転は、試料の全ての側が第二照射ビーム（例えば、イオンビーム）に自由自在に向けられることを可能にし、そのビームを用いた処理によって達成し得る結果に関するより大きな自由をもたらす。そのような角ストロークを達成する１つの方法は、もし前段落で言及されるＺ組立体が、所与の意味でプラットフォームを回転軸について連続的に回転し得るならば、そのような設定において、試料は、所望であれば、イオン処理の過程において回転軸についての（同様な意味での）数回の回転を行い得る。代替的なシナリオでは、回転軸についての試料の角ストロークは、ちょうど３６０度未満であり、そのような設定では、試料はある意味でそのストロークの終点まで回転されることができ、次に、反対の意味でそのストロークの始点まで戻るよう回転されることができ、イオン処理（異なる第二照射ビームの場合には他の処理）の過程において所望にこの前後回転を反復し得る。
【００２０】
上記に示されたようなステージ組立体及び粒子光学装置の具体的な実施態様において、フリップ軸についての試料テーブルの角ストロークは、実質的に３６０度以上である。もしフリップ軸が（回転軸についてのステージ組立体の適切な角度調節によって）主要軸と平行であるように配置され、第二照射ビームがイオンビームとして具現されるならば、そのような角ストロークは、ステージ組立体が一種の「イオン旋盤」として使用されることを可能にする。そのような設定において、人は、フリップ軸についての特定の円筒形／円錐形プロファイルを有することが求められるチップ(tip)及びプローブのような多様な精密アイテムを製造し得る。同様な方法で、レーザビームを第二照射ビームとして用いることで、人は「レーザ旋盤」を実現し得る。ここに記載されるような実質的に３６０度以上の角ストロークは、前段落において言及されるものと類似の方法で実現され得る（しかしながら、今やＺ組立体よりもむしろフリップ組立体を今や含む）。
【００２１】
上記に記載された資料テーブルに加え、本発明に従ったステージ組立体は、（試料テーブルとは異なる）１つ又はそれよりも多くの追加的な試料キャリアも含み得る。例えば、ステージ組立体は、さらに検査されるべき（ウェーハの断面部分のような）バルク試料の一部を保持／位置決め／操作するための上記されたような試料テーブルに加え、（半導体ウェーハ全体若しくはその実質的部分、ＧａＡｓ結晶、又は、薄膜ヘッド用の基板として使用されるフェライトの塊等）バルク試料を保持／位置決め／操作するための試料キャリアを有し得る。試料テーブル及び試料キャリアを、例えば、スライダ又は回転ラックのような交換機構の上に搭載することができ、交換機構はそれぞれが基準点（第一軸及び第二軸のビーム交差点）の近傍に配置されることを可能にする。本発明に従った粒子光学装置に用いられるとき、試料テーブル上で検査されるバルク試料の一部は、望ましければ、装置内に存在する第二照射ビーム（例えば、イオンビーム又はレーザビーム）を用いてバルク試料から切断され得る。
【００２２】
前数段落は、イオンビームの使用に数度言及している。この脈絡において、材料除去を含むイオン処理に加え、イオンビームと試料との間の界面に存在するイオンビームと（意図的に導入された）気相物質との間の相互作用を介した試料上への物質の堆積のような、材料増大を含むイオン処理も着想し得ることは述べるに値する。そのようなシナリオでは、回転軸について本発明によってもたらされる余分な角度的なＤＯＦは、例えば、試料の露出表面に亘る不均一な厚さでの材料の堆積を防止するのを助ける。
【００２３】
同様に、（例えば、レーザアブレーションを介して）試料から材料を除去し、或いは、試料上へのレーザ補助堆積を遂行するために、レーザビームを用い得る。
【００２４】
本発明及びその付随的な利点は、例示的な実施態様及び添付の概略的な図面に基づいてさらに解明されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図面中、対応する機能は、対応する参照符号によって指し示されている。
【００２６】
実施態様１
図１は、本発明に従った粒子光学装置１及びステージ組立体３の実施態様の一部の立面図を示している。図面中、ステージ組立体３は、以下の構成要素から成っている。
− Ｘ軸と平行な方向ｄＸに沿って前後に平行移動され得るサブステージ５。
− Ｘ軸と平行な主軸ＰＡについてのフレーム９の回転をもたらすために、サブステージ５上に取り付けられる主要回転組立体７。
− フレーム９を基準とするときに、Ｙ軸と平行な方向ｄＹに沿うスレッドの前後方向の平行移動をもたらすために、フレーム９によって支持されるＹ組立体１１。
− 回転軸ＲＡについてのプラットフォーム１７の回転をもたらし、且つ、その回転軸ＲＡに沿ったプラットフォーム１７の平行移動をもたらすために、スレッド１３によって支持されるＺ組立体１５。フレーム９を基準とするときに、回転軸ＲＡはＺ軸と平行である。
− フリップ軸ＦＡについての試料テーブルの回転をもたらすためにプラットフォーム１７によって支持されるフリップ組立体１９。フリップ軸ＦＡは、フレーム９を基準とするときに、Ｚ軸に対して垂直であり、Ｚ組立体１５の回転機能性の故に、回転軸ＲＡについてそれ自体が回転される得る。
【００２７】
前段落において参照されたＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸は、相互に直交し、基準点ｃに共通の源を有する。描写されている実施態様において、Ｘ軸は主軸ＰＡと一致し、固定されている。他方、Ｙ軸及びＺ軸は、フレーム９に対して基準とされ、よって、フレーム９が主要回転組立体によって主軸ＰＡについて角度的に変位するときに、フレーム９と共に回転する。例えば、もしフレーム９が、Ｘ軸と平行に延びる平面９ｂを備える平面部分９ａを含み且つＹ組立体１１を支持するならば、Ｙ軸はこの平面９ｂと平行に延び、Ｚ軸は、主軸ＰＡについての平面部分９ａの回転向きに拘わらず、この平面９ｂに対して垂直に延びる。主軸ＰＡについて回転され得るそのような座標系は、当該技術分野においてユーセントリック座標系と呼ばれる。
【００２８】
基準点ｃは、第一軸Ａ１及び第二軸Ａ２（図２を参照）の交差点も形成し、その両方はビーム平面ＢＰ（図２の図面の平面）内に位置し、そのビーム平面ＢＰは主軸ＰＡに対して垂直である。第一軸Ａ１及び第二軸Ａ２は、地点ｃについて角度θだけ相互に変位している。例えば、電子ビームＥ（第一照射ビーム）は第一軸Ａ１に沿って方向付けられ、イオンビームＩ（第二照射ビーム）は第二軸Ａ２に沿って方向付けられ得る。これらのビームＥ及びＩは、当該技術分野において既知の粒子源及び粒子光学を用いて生成される（よって、ここでは描写されない）。ビームＥ及びＩの双方とも地点ｃに収束され得る。試料テーブル２１をビームの焦点ｃに対して出入れ移動するために、Ｚ組立体１５を用い得る。
【００２９】
ステージ組立体３の具体的な実施態様において、例えば、サブステージ５及びＹ組立体１１の直線ストロークは、約１００ｍｍのオーダ（即ち、第一軸Ａ１に対して±５０ｍｍ）であり、Ｚ組立体１５の直線ストロークは、約１０ｍｍのオーダ（試料テーブル２１が主軸ＰＡのレベルに対して±５ｍｍ変位されることを許容する）であり、主要回転組立体７の回転範囲は、少なくともθ（Ａ１及びＡ２の双方を包含する）であり、Ｚ組立体１５の角ストロークは、（回転軸ＲＡについて）１８０度であり、フリップ組立体１９の角ストロークも、（フリップ軸ＦＡについて）１８０度である。しかしながら、もちろん、これらの範囲の異なる値も選択し得る。
【００３０】
上記のユーセントリック系は、試料テーブル２１上に載置され且つ試料テーブル２１の平面と実質的に平行な主要平面Ｓを示す試料の場合には、第一軸Ａ１又は第二軸Ａ２のいずれかによってＳで境界を定められる角度を（主要回転組立体７を用いて）調節するよう試料２１を操作し得るという利点を有する。
【００３１】
図１及び２に描写されるように、フリップ軸ＦＡは主要軸ＰＡと一致している。しかしながら、これは全くの偶然であり、フリップ軸ＦＡは、望ましければ、（Ｚ組立体１５を用いた）回転軸ＰＡについてのプラットフォーム１７の適切な回転を介して、主要軸ＰＡと角度を定めるようなされ得る。その上、フリップ軸ＦＡは、（Ｚ組立体１５を用いた）軸ＲＡに沿った及び／又は（Ｙ組立体１１を用いた）方向ｄＹに沿ったプラットフォーム１７の適切な変位によって主要軸ＰＡから離れて変位され得る。
【００３２】
また、図１及び２に描写されるように、回転軸ＲＡは第一軸Ａ１と一致している。しかしながら、これは全くの偶然であり、回転軸ＲＡは、もし望ましければ、（主要回転組立体７を用いた）主要軸ＰＡについてのフレーム９の適切な回転を介して、第一軸Ａ１と角度を定めるようされ得る。その上、回転軸ＲＡは、（サブステージ５を用いた）方向ｄＸに沿った及び／又は（Ｙ組立体１１を用いた）方向ｄＹに沿ったフレーム９の適切な変位によって、第一軸Ａ１から離れて変位され得る。
【００３３】
本発明によれば、イオンビームＩを用いた照射中、試料テーブル２１を回転軸ＲＡについて回転し得る。これは達成されるべき試料テーブル２１上の試料のより均一な／等方性な処理を可能にする。その上、回転軸ＲＡについてのこの角度的な自由度（ＤＯＦ）と共に、フリップ軸ＦＡについてもたらされるさらなる角度的なＤＯＦが、試料のα傾斜及びβ傾斜の双方を達成／調節し得るよう、第一軸Ａ１及び／又は第二軸Ａ２に沿って配向されるべき試料の特定の結晶向きの広い範囲を許容する。
【００３４】
実施態様２
本発明に従った粒子光学装置及びステージ組立体の代替的な実施態様は、フレーム９が主要軸ＰＡについて回転され得ない点を除き、実施態様１において上記されたものと同じである。非ユーセントリックであるそのような設定において、回転軸ＲＡは、例えば、第一軸Ａ１と恒久的に平行である。
【００３５】
実施態様３
本発明に従った粒子光学装置及びステージ組立体の他の実施態様は、ステージ組立体３がスレッド１３上に設けられた追加的構造３’を組み込む点を除き、実施態様１において上記されたものと同じである。図１及び２中の試料テーブルは顕微鏡寸法（例えば、３０×３０×０．１μｍ３）の顕微鏡的寸法の非常に小さい試料を保持することが意図されているのに対し、追加的な構造内に構成される試料キャリア２１Ｂは、（例えば、直径１００ｍｍ及び厚さ１．２ｍｍの）半導体ウェーハ全体（の実質的部分）のようなバルク試料を保持することが意図されている。このために、構造３’は、バルク回転軸２５についての試料キャリア２１Ｂの回転をもたらすために、及び／又は、バルク回転軸２５に沿った試料キャリア２１Ｂの平行移動をもたらすために、スレッド１３によって支持されたバルクＺ組立体１５Ｂを含む。バルク回転軸２５は、回転軸ＲＡと平行であり、そこから一定距離にある。この場合のＹ組立体１１のストロークは、バルク回転軸２５が第一軸Ａ１と一致させるのに十分である。ユーセントリック系の場合には、第二軸Ａ２と平行とされるよう、バルク回転軸２５も傾斜され得る。
【００３６】
半導体ウェーハ（の実質的部分）のようなバルク試料２３を試料キャリア２１Ｂ上に搭載し得る。試料キャリア２１Ｂをバルク回転軸２５について角度的に調節し得るという事実は、バルク試料２３の向きが調節されることを可能にする。例えば、バルク試料を試料キャリア２１Ｂと交換するために用いられるハンドラーロボットが内在的な配置誤差を有するならば、これは利点であり得る。バルク試料２３が試料キャリア２１Ｂ上に搭載された後、バルク試料２３を検査のために電子ビームＥの下に移動するために、Ｙ組立体を調節し得る。興味の特定領域が（サブステージ５、Ｙ組立体１１、及び／又は、バルクＺ組立体１５Ｂに対する適切な調節後）電子ビームを用いてバルク試料２３上に配置されるや否や、一片のサブステージ５はそのままの位置で除去され、試料テーブル２１に移動され得る。その場合には、それは（もし必要であるならば）イオンビームＩで処理され、さらに、電子ビームＥで検査され得る。そのような原位置除去及び移動に適した技法は、従来技術において既知である。例えば、上記に言及された欧州公報番号第ＥＰ１４４３５４１号を参照。
【００３７】
実施態様４
本発明に従った粒子光学装置及びステージ組立体のさらなる実施態様は、フリップ軸ＦＡについての試料テーブル２１の角ストロークが実質的に３６０度以上である点を除き、実施態様１乃至３のいずれかにおいて上記されたものと同じである。もしフリップ軸ＦＡが（回転軸ＲＡについての試料テーブル２１の適切な角度調節によって）主要軸ＰＡと平行であるよう配置されるならば、そのような角ストロークは、試料テーブル２１が一種の「イオン旋盤」として用いられることを可能にし、それによって、試料テーブル２１は、イオンビームＩによる処理中、フリップ軸ＦＡについて回転される（そして、所望であれば、サブステージ５の補助を得てフリップ軸ＦＡに沿って平行移動もされる）。
【００３８】
実施態様５
本発明に従った粒子光学装置の他の実施態様は、イオンビームＩ（第二照射ビーム）がレーザビームによって置換されている点を除き、実施態様１乃至４のいずれかにおいて上記されたものと同じである。代替的に、電子ビームＥ（第一照射ビーム）はイオンビーム又はレーザビームと置換され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に従ったステージ組立体及び粒子光学装置の実施態様の一部を示す立面図である。
【図２】図１中の矢印２の方向に沿って見られた、図１の主題を示す端面図である。
【図３】補助的な試料キャリアを特色とする、図２の変形を示す端面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 粒子光学装置
３ ステージ組立体
５ サブステージ
９ フレーム
９ａ 平面部分
９ｂ 平面
１１ Ｙ組立体
１３ スレッド
１５ Ｚ組立体
１５Ｂ バルクＺ組立体
１９ フリップ組立体
２１ 試料テーブル
２１Ｂ 試料キャリア
２３ バルク試料
２５ バルク回転軸
ＰＡ 主要軸
ＲＡ 回転軸
ＦＡ フリップ軸
Ｓ 主要表面
Ａ１ 第一軸
Ａ２ 第二軸
Ｅ 電子ビーム
Ｉ イオンビーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を基準点の近傍に配置するためのステージ組立体であり、
前記試料を載置し得る試料テーブルと、
基準面に対して垂直なＸ軸、前記基準面と平行なＹ軸、及び、前記基準面と平行なＺ軸と実質的に平行な方向に沿って前記試料テーブルの平行移動をもたらすために配置された一組のアクチュエータとを備え、前記Ｘ軸、前記Ｙ軸、及び、前記Ｚ軸は相互に直交し、且つ、前記基準点を通過するステージ組立体であって、
前記一組のアクチュエータは、
前記Ｚ軸と実質的に平行な回転軸についての前記試料テーブルの回転と、
前記Ｚ軸に対して実質的に垂直なフリップ軸についての前記試料テーブルの回転とをもたらすようさらに配置されることによって、前記フリップ軸自体が、前記回転軸について回転され得ることを特徴とするステージ組立体。
【請求項２】
前記一組のアクチュエータは、前記Ｘ軸と一致する主要軸についての前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸の回転を追加的にもたらし得る、請求項１に記載のステージ組立体。
【請求項３】
前記Ｘ軸と平行な方向に沿って平行移動され得るサブステージと、
前記主要軸についてのフレームの回転をもたらすために、前記サブステージ上に搭載される主要回転組立体と、
前記フレームを基準とするときに、前記Ｙ軸と平行な方向に沿うスレッドの平行移動をもたらすために、前記フレームによって支持されるＹ組立体と、
前記フレームを基準とするときに、前記回転軸についてのプラットフォームの回転をもたらすために、及び／又は、前記回転軸に沿った前記プラットフォームの平行移動をもたらすために、前記スレッドによって支持されるＺ組立体と、
前記フレームを基準とするときに、前記フリップ軸についての前記試料テーブルの回転をもたらすために、前記プラットフォームによって支持されるフリップ組立体とを含む、
請求項２に記載のステージ組立体。
【請求項４】
前記フリップ軸についての前記試料テーブルの角ストロークは、実質的に３６０度以上である、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のステージ組立体。
【請求項５】
第一軸に沿う第一照射ビームを発生するための第一源と、
ビーム交差地点で前記第一軸と交差する第二軸に沿う第二照射ビームを発生するための第二源と、
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のステージ組立体とを含み、
前記第一軸及び前記第二軸は、ビーム平面を定めることによって、
前記基準点は、前記ビーム交差地点であり、前記基準平面は、前記ビーム平面である、
粒子光学装置。
【請求項１】
試料を基準点の近傍に配置するためのステージ組立体であり、
前記試料を載置し得る試料テーブルと、
基準面に対して垂直なＸ軸、前記基準面と平行なＹ軸、及び、前記基準面と平行なＺ軸と実質的に平行な方向に沿って前記試料テーブルの平行移動をもたらすために配置された一組のアクチュエータとを備え、前記Ｘ軸、前記Ｙ軸、及び、前記Ｚ軸は相互に直交し、且つ、前記基準点を通過するステージ組立体であって、
前記一組のアクチュエータは、
前記Ｚ軸と実質的に平行な回転軸についての前記試料テーブルの回転と、
前記Ｚ軸に対して実質的に垂直なフリップ軸についての前記試料テーブルの回転とをもたらすようさらに配置されることによって、前記フリップ軸自体が、前記回転軸について回転され得ることを特徴とするステージ組立体。
【請求項２】
前記一組のアクチュエータは、前記Ｘ軸と一致する主要軸についての前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸の回転を追加的にもたらし得る、請求項１に記載のステージ組立体。
【請求項３】
前記Ｘ軸と平行な方向に沿って平行移動され得るサブステージと、
前記主要軸についてのフレームの回転をもたらすために、前記サブステージ上に搭載される主要回転組立体と、
前記フレームを基準とするときに、前記Ｙ軸と平行な方向に沿うスレッドの平行移動をもたらすために、前記フレームによって支持されるＹ組立体と、
前記フレームを基準とするときに、前記回転軸についてのプラットフォームの回転をもたらすために、及び／又は、前記回転軸に沿った前記プラットフォームの平行移動をもたらすために、前記スレッドによって支持されるＺ組立体と、
前記フレームを基準とするときに、前記フリップ軸についての前記試料テーブルの回転をもたらすために、前記プラットフォームによって支持されるフリップ組立体とを含む、
請求項２に記載のステージ組立体。
【請求項４】
前記フリップ軸についての前記試料テーブルの角ストロークは、実質的に３６０度以上である、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のステージ組立体。
【請求項５】
第一軸に沿う第一照射ビームを発生するための第一源と、
ビーム交差地点で前記第一軸と交差する第二軸に沿う第二照射ビームを発生するための第二源と、
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のステージ組立体とを含み、
前記第一軸及び前記第二軸は、ビーム平面を定めることによって、
前記基準点は、前記ビーム交差地点であり、前記基準平面は、前記ビーム平面である、
粒子光学装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１２９２１４（Ｐ２００７−１２９２１４Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８６４８６（Ｐ２００６−２８６４８６）
【出願日】平成１８年１０月２０日（２００６．１０．２０）
【出願人】（５０１２３３５３６）エフ イー アイ カンパニ (87)
【氏名又は名称原語表記】ＦＥＩ ＣＯＭＰＡＮＹ
【住所又は居所原語表記】７４５１ ＮＷ Ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ Ｐａｒｋｗａｙ， Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏ， ＯＲ ９７１２４−５８３０ ＵＳＡ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２０日（２００６．１０．２０）
【出願人】（５０１２３３５３６）エフ イー アイ カンパニ (87)
【氏名又は名称原語表記】ＦＥＩ ＣＯＭＰＡＮＹ
【住所又は居所原語表記】７４５１ ＮＷ Ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ Ｐａｒｋｗａｙ， Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏ， ＯＲ ９７１２４−５８３０ ＵＳＡ
【Ｆターム（参考）】
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