測定装置
【課題】第1の測定と第2の測定との間で測定サンプルが大気に触れないようにすることができ、またこれらの複数の測定にかかる時間を短縮化すること。
【解決手段】一つの気密(減圧)容器内に、第1の測定を行う第1の測定部と、第1とは異なる第2の測定を行う第2の測定部とを設ける。試料を取り付けたサンプルホルダの、第1の測定部から第2の測定部への移動は、サンプルホルダ移動手段により行う。
【解決手段】一つの気密(減圧)容器内に、第1の測定を行う第1の測定部と、第1とは異なる第2の測定を行う第2の測定部とを設ける。試料を取り付けたサンプルホルダの、第1の測定部から第2の測定部への移動は、サンプルホルダ移動手段により行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、2種類のまたはそれ以上の測定を行える測定装置に関する。特に、一つの容器内でX線光電子分光測定と極端紫外光の反射率測定とを行うことができる測定装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体集積回路の微細化高集積化につれて露光用光源の短波長化が進められ、次世代の半導体露光用光源として特に波長13.5nmの極端紫外光(以下、EUV(Extreme Ultra Violet)光ともいう)を放射する極端紫外光光源装置(以下、EUV光源装置ともいう)の開発が進められている。特許文献1にはこのような極端紫外光光源装置の一例が示されている。
図11は、EUV光源装置を簡易的に説明するための図である。EUV光源装置は減圧されたチャンバ100を有する。チャンバ100内には、EUVプラズマ生成部101と、集光反射鏡Mなどが収容されるEUV集光部102とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表2007−505460号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
EUVプラズマ生成部101では、リチウム(Li)やスズ(Sn)を原料とする高温プラズマPが放電やレーザ照射により形成され、この高温プラズマPからEUV光が放射される。放射されたEUV光は、EUV集光部102に入射し、集光反射鏡Mによって、集光反射鏡Mの中間集光点fに集光され、EUV光出射口103から出射し、EUV光源装置に接続された点線で示した露光機104に入射する。
【0005】
EUVプラズマ生成部101で発生した高温プラズマPからは、強いEUV光とともにデブリも放出される。デブリには、原料であるリチウムやスズに起因するものがある。このようなデブリが集光反射鏡Mに到達して集光反射鏡Mの反射面に衝突したり付着したりすると、集光反射鏡Mの反射性能が損なわれる。
また、デブリだけでなく、プラズマPから放射される強いEUV光も、EUV光源装置の集光反射鏡Mや、EUV光源装置に接続される露光機10の照明光学系に使用されている反射鏡の特性性能に影響を与える可能性が考えられる。しかし、強いEUV光やデブリがこれらの反射鏡に与える影響については、今のところ詳しくは知られていない。
【0006】
強いEUV光やデブリがEUV光源装置や露光機の反射鏡に与える影響について、詳しく調べるためにはどのような測定を行えばよいのか、発明者は鋭意検討の結果、強いEUV光やデブリが照射された反射鏡について、X線光電子分光(XPS)により表面状態を測定するとともに、EUV光の反射率の変化を測定するという、異なる2種類の測定を行ない、両者のデータを比較検討して調査するということを考えるに至った。
これらの測定を行うためには、EUV光源装置や露光機で使用した反射鏡の一部を試料(サンプル)として切り出し、切り出したサンプルをXPS測定装置や反射率測定装置に取り付けて行うことになる。
【0007】
しかし、XPS測定装置や反射率測定装置はそれぞれ独立した測定装置である。そのため、サンプルの測定は、XPS測定装置へのサンプルの取り付け→XPS測定→XPS測定装置からのサンプルの取り出し→反射率測定装置へのサンプルの取り付け→反射率測定→反射率測定装置からのサンプルの取り出しという手順で実施しなければならない。
【0008】
ところが、上記のような測定手順では、測定サンプルがXPS測定装置から反射率測定装置へ移動している間に大気に触れる可能性がある。サンプルが大気に触れると、サンプルの反射率や表面状態について変化が生じる可能性があり、集光鏡に対する強いEUV光やデブリの影響の測定、即ち表面状態と反射率の変化の比較検討を正しく行うことが困難になる。なお、XPS測定と反射率測定の順番が逆であっても同様の問題が生じる。
また、これらの測定は減圧下にて行うので、サンプルの取り付け取り外しには、測定装置の減圧や大気圧戻しといった作業が必要であり、一つのサンプルの測定に長い時間が必要になる。
【0009】
本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、例えばXPS測定である第1の測定と例えば反射率測定である第2の測定との間で、測定サンプルが大気に触れないようにすることができ、またこれらの複数の測定にかかる時間をできるだけ短くできるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明の測定装置においては、気密可能な容器内に、第1の測定を行う第1の測定部と、第1の測定とは異なる第2の測定を行う第2の測定部とを設ける。第1の測定部と第2の測定部は、例えばXPS測定を行うXPS測定部と反射率の測定を行う反射率測定部である。
【0011】
測定を行う試料(サンプル)はサンプルホルダに取り付けられている。第1の測定部と第2の測定部には、それぞれ、サンプルホルダが挿入されて固定される第1および第2のソケットが設けられている。
また、サンプルホルダを第1の測定部の第1のソケットから、第2の測定部の第2のソケットにまで移動させるサンプルホルダ移動手段が設けられている。
【0012】
第1の測定を行う時には、第1の測定部の第1のソケットにサンプルホルダを挿入固定して行う。そして、第2の測定を行う時には、サンプルホルダ移動手段により、サンプルホルダを第1の測定部の第1のソケットから第2の測定部の第2のソケットに移動する。この際、第1の測定部の第1のソケットが、サンプルホルダ移動手段によるサンプルホルダの移動経路から退避できるように、第1の測定部の第1のソケットにはソケット移動機構が設けられている。
【発明の効果】
【0013】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
一つの減圧容器内で、XPS測定と反射率測定といった異なる種類の測定が行えるので、両測定の間で測定サンプルが大気にさらされることがない。したがって、例えばEUV光源装置におけるEUV光やデブリの影響を正しく測定することができる。
また、異なる種類の測定の間で、測定装置の減圧容器の大気戻しや減圧の作業が不要になり、測定時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の測定装置の構成を示す断面図である。
【図2】本発明の測定装置の第1の測定部において使用する5軸ステージの動作を模式的に示す図である。
【図3】測定を行う試料を保持するサンプルホルダと、サンプルホルダを固定するソケットの構造を示す図である。
【図4】サンプルホルダとサンプルホルダ移動棒の関係を示す図である。
【図5】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第1の図である。
【図6】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第2の図である。
【図7】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第3の図である。
【図8】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第4の図である。
【図9】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第5の図である。
【図10】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第6の図である。
【図11】EUV光源装置を簡易的に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1、図2、図3を用いて本発明の測定装置の実施例の構成を説明する。
図1は、測定装置の側断面図である。同図に示すように、本発明の測定装置は、一つの容器1内に第1の測定部であるX線光電子分光測定(XPS測定)部10と第2の測定部である反射率測定部20とを備える。容器1は気密可能な気密容器であり、具体的には減圧容器である。なお、容器1には容器1内を減圧するためのターボ分子ポンプなどの減圧装置が取り付けられているが、図1においては省略している。
【0016】
第1の測定部であるXPS測定部10には、試料Sに対してX線を照射するX線発生源11や、X線を照射した試料Sから放出される光電子のエネルギー量を分析する光電子エネルギー分析器12、図3により後述する、試料Sを取り付けたサンプルホルダ50を保持する第1のソケット41、およびこの第1のソケット41を支持しつつ5軸方向に移動可能な5軸ステージ13などが設けられている。14は5軸ステージ13の駆動機構である。
【0017】
図2は、XPS測定部10において使用する5軸ステージの動作を模式的に示す図である。同図に示すように、5軸ステージ13は、駆動機構14により、X方向、Y方向、Z方向の移動のほかに、Y軸の周りの回転移動とZ軸の周りの回転移動が可能である。
【0018】
第2の測定部である反射率測定部20には、試料Sに対して反射率測定用のEUV光を照射するEUV光源21、試料Sにより反射したEUV光を受光しその強度を測定する受光器22、試料Sを取り付けたサンプルホルダ50を保持する第2のソケット42と、この第2のソケット42を支持しつつ回転移動させるステージ23などが設けられている。
【0019】
30はサンプルホルダ移動手段であるサンプルホルダ移動棒であり、このサンプルホルダ移動棒30を用いて、サンプルホルダ50をXPS測定部10の第1のソケット41から反射率測定部20の第2のソケット42に移動させる。
また、容器1にはサンプルホルダの搬入搬出口であるゲートバルブ15が設けられている。このゲートバルブ15を介して、試料Sを取り付けたサンプルホルダ50を測定装置の外部から容器1内に運び入れたり、測定が終わった試料Sのサンプルホルダ50を測定装置の外部に運び出したりする。
【0020】
サンプルホルダ移動棒30は、真空シール部16を介して、雄ねじ31を形成した先端が容器1内に挿入されている。一方、サンプルホルダ移動棒30の雄ねじ31を形成した側とは反対側は容器1の外側に出ており、握り部32が形成されている。サンプルホルダ移動棒30は、この握り部32を持って、回転させたり、容器1内に押し込む方向や引き抜く方向に移動させたりすることができる。
【0021】
図3は、測定を行う試料を保持するサンプルホルダ50と、サンプルホルダを固定するソケット41(42)の構造を示す図である。図3(a)は、ソケットの中にサンプルホルダが挿入されて保持されている状態を示し、図3(b)は、ソケットからサンプルホルダが引き抜かれている状態を示している。
【0022】
サンプルホルダ50は測定を行う試料(サンプル)Sを保持固定する試料台であり、サンプルホルダ50の平らな上面に試料Sを固定する。
サンプルホルダ50の下側の周囲には、第1および第2のソケット41(42)の後述する溝43にはまる鍔51が形成されている。またサンプルホルダ50の側面には移動棒30の先端の雄ねじ31に合うねじ孔52が形成されている。
【0023】
第1および第2のソケット41(42)は、サンプルホルダ50が挿入されて保持固定されるサンプルホルダ保持固定具であり、側定時のサンプルホルダ50の試料Sの位置を決める位置決め部材の役目も果たす。
第1および第2のソケット41(42)には一方が開放された溝43が形成されている。この溝43にサンプルホルダ50の鍔51を合わせて差し込むことにより、サンプルホルダ50はソケット41(42)に位置決めされて保持される。
【0024】
図4は、サンプルホルダとサンプルホルダ移動棒の関係を示す図である。
図4(a)に示すように、サンプルホルダ50が第1または第2のソケット41(42)に挿入された状態で、サンプルホルダ移動棒30の先端の雄ねじ31を、サンプルホルダ50の側面のねじ孔52に合わせ、サンプルホルダ移動棒30を回転させる。
【0025】
サンプルホルダ50は鍔51により第1または第2のソケット41(42)の溝43に保持されているので、サンプルホルダ移動棒30の雄ねじ31は、サンプルホルダ50のねじ孔52にねじ込まれる。
この状態で、図4(b)に示すように、サンプルホルダ移動棒30を引くと、サンプルホルダ50は第1または第2のソケット41(42)から取り出される。サンプルホルダ50を第1または第2のソケット41(42)挿入して取り付ける際には、上記と逆の手順を行う。
【0026】
次に図5〜図10を用いて、本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する。
図5(a)。測定を行うサンプルS(例えば極端紫外光光源装置で使用された集光反射鏡の一部)はサンプルホルダ50に固定され、真空ポンプ401により減圧された真空容器400の中に保管されている。
真空容器400には、上記した測定装置に設けられているサンプルホルダ移動棒30と同様の構造のサンプルホルダ搬入搬出棒301が設けられており、サンプルホルダ50はこのサンプルホルダ搬入搬出棒301に取り付けられている。また、真空容器400には測定装置のゲートバルブ15と接続される接続ポート500が取り付けられている。
【0027】
図5(b)。真空容器400を、接続ポート500を介して測定装置のゲートバルブ15と接続する。
接続ポート500の内部を、接続ポート500に取り付けられている真空ポンプ501により、内部の圧力が真空容器400や測定装置の内部の圧力とほぼ等しくなるまで減圧する。
図6(c)。ゲートバルブ15を開けて、先端にサンプルホルダ50が取り付けられているサンプルホルダ搬入搬出棒301を測定装置の容器1中に入れる。サンプルホルダ50を第1の測定部であるXPS測定部10の第1のソケット41に挿入する。
【0028】
図6(d)。サンプルホルダ搬入搬出棒301を回して、サンプルホルダ50からサンプルホルダ搬入搬出棒301を外し、サンプルホルダ搬入搬出棒301を外側に引いて退避させる。
ゲートバルブ15を閉じ、容器1内の圧力を容器1に取り付けた不図示の減圧装置により測定を行う圧力に調整する。
そして試料SのXPS測定を行う。即ちX線発生源11からX線をサンプルホルダ50上の試料Sに対して照射し、光電子エネルギー分析装置12により試料Sから放出される光電子のエネルギー量を測定する。
【0029】
図7(e)(f)。XPS測定の終了後、第1のソケット41を支持する5軸ステージ13を駆動機構14により、まずY軸の周りに90°回転し、続いてZ軸の周りに90°回転させる。これにより第1のソケットに保持されているサンプルホルダ50は、ねじ孔52が上方、即ちサンプルホルダ移動棒30の方向に向く。
図8(g)。サンプルホルダ移動棒30を測定装置の内側に押し込み、サンプルホルダ移動棒30の先端の雄ねじ31を、サンプルホルダ50のねじ孔52に合せる。サンプルホルダ移動棒30を回転させ、サンプルホルダ50をサンプルホルダ移動棒30に取り付ける。
【0030】
図8(h)。サンプルホルダ移動棒30を外側に引く。これによりサンプルホルダ移動棒30の先端に取り付けられたサンプルホルダ50が、第1のソケット41から滑り出る。
図9(i)。第1のソケット41を支持する5軸ステージ13を駆動部14によりX軸方向に移動させる。
なお、本図においては、第1のソケット41が図面右方向に移動するように示しているが、これは第1のソケット41の移動をわかりやすく図示するためであり、実際には、第1のソケット41は図面奥方向に移動する。
【0031】
これにより、ソケット41と5軸ステージ13は、サンプルホルダ移動棒30の移動経路から退避する。即ち5軸ステージ13の駆動部14が、第1のソケット41をサンプルホルダ移動手段30の移動経路から退避させるソケット移動機構の役割を果たす。
図9(j)。サンプルホルダ移動棒30を測定装置の内側に押し込み、サンプルホルダ50を第2の測定部である反射率測定部10のステージ23により支持されている、第2のソケット42に挿入する。
【0032】
図10(k)。サンプルホルダ移動棒30を回してサンプルホルダ50からサンプルホルダ移動棒30を外し、サンプルホルダ移動棒30を引き上げる。
この状態で試料Sの反射率測定を行う。即ちEUV光源21から反射率測定用のEUV光をサンプルホルダ50上の試料Sに対して照射し、試料Sにより反射したEUV光を受光器22により受光しその強度を測定する。
以上で試料Sに関する2種類の測定が終了する。反射率測定が終了すれば、サンプルホルダ50を上記の手順を逆にたどり、真空容器400の中に戻す。
【0033】
なお、本実施例においては、第1の測定部にXPS測定部を、第2の測定部に反射率測定部を配置したが、その配置の関係が反対になってもよいし、第1の測定部や第2の測定部に、これら以外の測定を行う測定部を設けてもよい。また、3種類以上の測定部を設けるようにしても良い。
【0034】
さらに、本実施例においては、サンプルホルダ移動手段であるサンプルホルダ移動棒として手動のものを示したが、移動機構を設けて自動で動作させるようにしても良い。
【符号の説明】
【0035】
1 容器
10 第1の測定部(XPS測定部)
11 X線発生源
12 光電子エネルギー分析器
13 5軸ステージ
14 5軸ステージの駆動機構
15 ゲートバルブ
20 第2の測定部(反射率測定部)
21 反射率測定用EUV光源
22 受光器
23 回転ステージ
30 サンプルホルダ移動棒
31 雄ねじ
32 握り部
41 第1のソケット
42 第2のソケット
43 溝
50 サンプルホルダ
51 鍔
52 ねじ孔
100 チャンバ
101 EUVプラズマ生成部
102 EUV集光部
103 EUV光出射口
104 露光機
301 サンプルホルダ搬入搬出棒
400 真空容器
401 真空ポンプ
500 接続ポート
501 真空ポンプ
S 試料(サンプル)
M 集光反射鏡
P プラズマ
f 中間集光点
【技術分野】
【0001】
本発明は、2種類のまたはそれ以上の測定を行える測定装置に関する。特に、一つの容器内でX線光電子分光測定と極端紫外光の反射率測定とを行うことができる測定装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体集積回路の微細化高集積化につれて露光用光源の短波長化が進められ、次世代の半導体露光用光源として特に波長13.5nmの極端紫外光(以下、EUV(Extreme Ultra Violet)光ともいう)を放射する極端紫外光光源装置(以下、EUV光源装置ともいう)の開発が進められている。特許文献1にはこのような極端紫外光光源装置の一例が示されている。
図11は、EUV光源装置を簡易的に説明するための図である。EUV光源装置は減圧されたチャンバ100を有する。チャンバ100内には、EUVプラズマ生成部101と、集光反射鏡Mなどが収容されるEUV集光部102とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表2007−505460号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
EUVプラズマ生成部101では、リチウム(Li)やスズ(Sn)を原料とする高温プラズマPが放電やレーザ照射により形成され、この高温プラズマPからEUV光が放射される。放射されたEUV光は、EUV集光部102に入射し、集光反射鏡Mによって、集光反射鏡Mの中間集光点fに集光され、EUV光出射口103から出射し、EUV光源装置に接続された点線で示した露光機104に入射する。
【0005】
EUVプラズマ生成部101で発生した高温プラズマPからは、強いEUV光とともにデブリも放出される。デブリには、原料であるリチウムやスズに起因するものがある。このようなデブリが集光反射鏡Mに到達して集光反射鏡Mの反射面に衝突したり付着したりすると、集光反射鏡Mの反射性能が損なわれる。
また、デブリだけでなく、プラズマPから放射される強いEUV光も、EUV光源装置の集光反射鏡Mや、EUV光源装置に接続される露光機10の照明光学系に使用されている反射鏡の特性性能に影響を与える可能性が考えられる。しかし、強いEUV光やデブリがこれらの反射鏡に与える影響については、今のところ詳しくは知られていない。
【0006】
強いEUV光やデブリがEUV光源装置や露光機の反射鏡に与える影響について、詳しく調べるためにはどのような測定を行えばよいのか、発明者は鋭意検討の結果、強いEUV光やデブリが照射された反射鏡について、X線光電子分光(XPS)により表面状態を測定するとともに、EUV光の反射率の変化を測定するという、異なる2種類の測定を行ない、両者のデータを比較検討して調査するということを考えるに至った。
これらの測定を行うためには、EUV光源装置や露光機で使用した反射鏡の一部を試料(サンプル)として切り出し、切り出したサンプルをXPS測定装置や反射率測定装置に取り付けて行うことになる。
【0007】
しかし、XPS測定装置や反射率測定装置はそれぞれ独立した測定装置である。そのため、サンプルの測定は、XPS測定装置へのサンプルの取り付け→XPS測定→XPS測定装置からのサンプルの取り出し→反射率測定装置へのサンプルの取り付け→反射率測定→反射率測定装置からのサンプルの取り出しという手順で実施しなければならない。
【0008】
ところが、上記のような測定手順では、測定サンプルがXPS測定装置から反射率測定装置へ移動している間に大気に触れる可能性がある。サンプルが大気に触れると、サンプルの反射率や表面状態について変化が生じる可能性があり、集光鏡に対する強いEUV光やデブリの影響の測定、即ち表面状態と反射率の変化の比較検討を正しく行うことが困難になる。なお、XPS測定と反射率測定の順番が逆であっても同様の問題が生じる。
また、これらの測定は減圧下にて行うので、サンプルの取り付け取り外しには、測定装置の減圧や大気圧戻しといった作業が必要であり、一つのサンプルの測定に長い時間が必要になる。
【0009】
本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、例えばXPS測定である第1の測定と例えば反射率測定である第2の測定との間で、測定サンプルが大気に触れないようにすることができ、またこれらの複数の測定にかかる時間をできるだけ短くできるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明の測定装置においては、気密可能な容器内に、第1の測定を行う第1の測定部と、第1の測定とは異なる第2の測定を行う第2の測定部とを設ける。第1の測定部と第2の測定部は、例えばXPS測定を行うXPS測定部と反射率の測定を行う反射率測定部である。
【0011】
測定を行う試料(サンプル)はサンプルホルダに取り付けられている。第1の測定部と第2の測定部には、それぞれ、サンプルホルダが挿入されて固定される第1および第2のソケットが設けられている。
また、サンプルホルダを第1の測定部の第1のソケットから、第2の測定部の第2のソケットにまで移動させるサンプルホルダ移動手段が設けられている。
【0012】
第1の測定を行う時には、第1の測定部の第1のソケットにサンプルホルダを挿入固定して行う。そして、第2の測定を行う時には、サンプルホルダ移動手段により、サンプルホルダを第1の測定部の第1のソケットから第2の測定部の第2のソケットに移動する。この際、第1の測定部の第1のソケットが、サンプルホルダ移動手段によるサンプルホルダの移動経路から退避できるように、第1の測定部の第1のソケットにはソケット移動機構が設けられている。
【発明の効果】
【0013】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
一つの減圧容器内で、XPS測定と反射率測定といった異なる種類の測定が行えるので、両測定の間で測定サンプルが大気にさらされることがない。したがって、例えばEUV光源装置におけるEUV光やデブリの影響を正しく測定することができる。
また、異なる種類の測定の間で、測定装置の減圧容器の大気戻しや減圧の作業が不要になり、測定時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の測定装置の構成を示す断面図である。
【図2】本発明の測定装置の第1の測定部において使用する5軸ステージの動作を模式的に示す図である。
【図3】測定を行う試料を保持するサンプルホルダと、サンプルホルダを固定するソケットの構造を示す図である。
【図4】サンプルホルダとサンプルホルダ移動棒の関係を示す図である。
【図5】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第1の図である。
【図6】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第2の図である。
【図7】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第3の図である。
【図8】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第4の図である。
【図9】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第5の図である。
【図10】本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する第6の図である。
【図11】EUV光源装置を簡易的に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1、図2、図3を用いて本発明の測定装置の実施例の構成を説明する。
図1は、測定装置の側断面図である。同図に示すように、本発明の測定装置は、一つの容器1内に第1の測定部であるX線光電子分光測定(XPS測定)部10と第2の測定部である反射率測定部20とを備える。容器1は気密可能な気密容器であり、具体的には減圧容器である。なお、容器1には容器1内を減圧するためのターボ分子ポンプなどの減圧装置が取り付けられているが、図1においては省略している。
【0016】
第1の測定部であるXPS測定部10には、試料Sに対してX線を照射するX線発生源11や、X線を照射した試料Sから放出される光電子のエネルギー量を分析する光電子エネルギー分析器12、図3により後述する、試料Sを取り付けたサンプルホルダ50を保持する第1のソケット41、およびこの第1のソケット41を支持しつつ5軸方向に移動可能な5軸ステージ13などが設けられている。14は5軸ステージ13の駆動機構である。
【0017】
図2は、XPS測定部10において使用する5軸ステージの動作を模式的に示す図である。同図に示すように、5軸ステージ13は、駆動機構14により、X方向、Y方向、Z方向の移動のほかに、Y軸の周りの回転移動とZ軸の周りの回転移動が可能である。
【0018】
第2の測定部である反射率測定部20には、試料Sに対して反射率測定用のEUV光を照射するEUV光源21、試料Sにより反射したEUV光を受光しその強度を測定する受光器22、試料Sを取り付けたサンプルホルダ50を保持する第2のソケット42と、この第2のソケット42を支持しつつ回転移動させるステージ23などが設けられている。
【0019】
30はサンプルホルダ移動手段であるサンプルホルダ移動棒であり、このサンプルホルダ移動棒30を用いて、サンプルホルダ50をXPS測定部10の第1のソケット41から反射率測定部20の第2のソケット42に移動させる。
また、容器1にはサンプルホルダの搬入搬出口であるゲートバルブ15が設けられている。このゲートバルブ15を介して、試料Sを取り付けたサンプルホルダ50を測定装置の外部から容器1内に運び入れたり、測定が終わった試料Sのサンプルホルダ50を測定装置の外部に運び出したりする。
【0020】
サンプルホルダ移動棒30は、真空シール部16を介して、雄ねじ31を形成した先端が容器1内に挿入されている。一方、サンプルホルダ移動棒30の雄ねじ31を形成した側とは反対側は容器1の外側に出ており、握り部32が形成されている。サンプルホルダ移動棒30は、この握り部32を持って、回転させたり、容器1内に押し込む方向や引き抜く方向に移動させたりすることができる。
【0021】
図3は、測定を行う試料を保持するサンプルホルダ50と、サンプルホルダを固定するソケット41(42)の構造を示す図である。図3(a)は、ソケットの中にサンプルホルダが挿入されて保持されている状態を示し、図3(b)は、ソケットからサンプルホルダが引き抜かれている状態を示している。
【0022】
サンプルホルダ50は測定を行う試料(サンプル)Sを保持固定する試料台であり、サンプルホルダ50の平らな上面に試料Sを固定する。
サンプルホルダ50の下側の周囲には、第1および第2のソケット41(42)の後述する溝43にはまる鍔51が形成されている。またサンプルホルダ50の側面には移動棒30の先端の雄ねじ31に合うねじ孔52が形成されている。
【0023】
第1および第2のソケット41(42)は、サンプルホルダ50が挿入されて保持固定されるサンプルホルダ保持固定具であり、側定時のサンプルホルダ50の試料Sの位置を決める位置決め部材の役目も果たす。
第1および第2のソケット41(42)には一方が開放された溝43が形成されている。この溝43にサンプルホルダ50の鍔51を合わせて差し込むことにより、サンプルホルダ50はソケット41(42)に位置決めされて保持される。
【0024】
図4は、サンプルホルダとサンプルホルダ移動棒の関係を示す図である。
図4(a)に示すように、サンプルホルダ50が第1または第2のソケット41(42)に挿入された状態で、サンプルホルダ移動棒30の先端の雄ねじ31を、サンプルホルダ50の側面のねじ孔52に合わせ、サンプルホルダ移動棒30を回転させる。
【0025】
サンプルホルダ50は鍔51により第1または第2のソケット41(42)の溝43に保持されているので、サンプルホルダ移動棒30の雄ねじ31は、サンプルホルダ50のねじ孔52にねじ込まれる。
この状態で、図4(b)に示すように、サンプルホルダ移動棒30を引くと、サンプルホルダ50は第1または第2のソケット41(42)から取り出される。サンプルホルダ50を第1または第2のソケット41(42)挿入して取り付ける際には、上記と逆の手順を行う。
【0026】
次に図5〜図10を用いて、本発明の測定装置において測定を行う手順について説明する。
図5(a)。測定を行うサンプルS(例えば極端紫外光光源装置で使用された集光反射鏡の一部)はサンプルホルダ50に固定され、真空ポンプ401により減圧された真空容器400の中に保管されている。
真空容器400には、上記した測定装置に設けられているサンプルホルダ移動棒30と同様の構造のサンプルホルダ搬入搬出棒301が設けられており、サンプルホルダ50はこのサンプルホルダ搬入搬出棒301に取り付けられている。また、真空容器400には測定装置のゲートバルブ15と接続される接続ポート500が取り付けられている。
【0027】
図5(b)。真空容器400を、接続ポート500を介して測定装置のゲートバルブ15と接続する。
接続ポート500の内部を、接続ポート500に取り付けられている真空ポンプ501により、内部の圧力が真空容器400や測定装置の内部の圧力とほぼ等しくなるまで減圧する。
図6(c)。ゲートバルブ15を開けて、先端にサンプルホルダ50が取り付けられているサンプルホルダ搬入搬出棒301を測定装置の容器1中に入れる。サンプルホルダ50を第1の測定部であるXPS測定部10の第1のソケット41に挿入する。
【0028】
図6(d)。サンプルホルダ搬入搬出棒301を回して、サンプルホルダ50からサンプルホルダ搬入搬出棒301を外し、サンプルホルダ搬入搬出棒301を外側に引いて退避させる。
ゲートバルブ15を閉じ、容器1内の圧力を容器1に取り付けた不図示の減圧装置により測定を行う圧力に調整する。
そして試料SのXPS測定を行う。即ちX線発生源11からX線をサンプルホルダ50上の試料Sに対して照射し、光電子エネルギー分析装置12により試料Sから放出される光電子のエネルギー量を測定する。
【0029】
図7(e)(f)。XPS測定の終了後、第1のソケット41を支持する5軸ステージ13を駆動機構14により、まずY軸の周りに90°回転し、続いてZ軸の周りに90°回転させる。これにより第1のソケットに保持されているサンプルホルダ50は、ねじ孔52が上方、即ちサンプルホルダ移動棒30の方向に向く。
図8(g)。サンプルホルダ移動棒30を測定装置の内側に押し込み、サンプルホルダ移動棒30の先端の雄ねじ31を、サンプルホルダ50のねじ孔52に合せる。サンプルホルダ移動棒30を回転させ、サンプルホルダ50をサンプルホルダ移動棒30に取り付ける。
【0030】
図8(h)。サンプルホルダ移動棒30を外側に引く。これによりサンプルホルダ移動棒30の先端に取り付けられたサンプルホルダ50が、第1のソケット41から滑り出る。
図9(i)。第1のソケット41を支持する5軸ステージ13を駆動部14によりX軸方向に移動させる。
なお、本図においては、第1のソケット41が図面右方向に移動するように示しているが、これは第1のソケット41の移動をわかりやすく図示するためであり、実際には、第1のソケット41は図面奥方向に移動する。
【0031】
これにより、ソケット41と5軸ステージ13は、サンプルホルダ移動棒30の移動経路から退避する。即ち5軸ステージ13の駆動部14が、第1のソケット41をサンプルホルダ移動手段30の移動経路から退避させるソケット移動機構の役割を果たす。
図9(j)。サンプルホルダ移動棒30を測定装置の内側に押し込み、サンプルホルダ50を第2の測定部である反射率測定部10のステージ23により支持されている、第2のソケット42に挿入する。
【0032】
図10(k)。サンプルホルダ移動棒30を回してサンプルホルダ50からサンプルホルダ移動棒30を外し、サンプルホルダ移動棒30を引き上げる。
この状態で試料Sの反射率測定を行う。即ちEUV光源21から反射率測定用のEUV光をサンプルホルダ50上の試料Sに対して照射し、試料Sにより反射したEUV光を受光器22により受光しその強度を測定する。
以上で試料Sに関する2種類の測定が終了する。反射率測定が終了すれば、サンプルホルダ50を上記の手順を逆にたどり、真空容器400の中に戻す。
【0033】
なお、本実施例においては、第1の測定部にXPS測定部を、第2の測定部に反射率測定部を配置したが、その配置の関係が反対になってもよいし、第1の測定部や第2の測定部に、これら以外の測定を行う測定部を設けてもよい。また、3種類以上の測定部を設けるようにしても良い。
【0034】
さらに、本実施例においては、サンプルホルダ移動手段であるサンプルホルダ移動棒として手動のものを示したが、移動機構を設けて自動で動作させるようにしても良い。
【符号の説明】
【0035】
1 容器
10 第1の測定部(XPS測定部)
11 X線発生源
12 光電子エネルギー分析器
13 5軸ステージ
14 5軸ステージの駆動機構
15 ゲートバルブ
20 第2の測定部(反射率測定部)
21 反射率測定用EUV光源
22 受光器
23 回転ステージ
30 サンプルホルダ移動棒
31 雄ねじ
32 握り部
41 第1のソケット
42 第2のソケット
43 溝
50 サンプルホルダ
51 鍔
52 ねじ孔
100 チャンバ
101 EUVプラズマ生成部
102 EUV集光部
103 EUV光出射口
104 露光機
301 サンプルホルダ搬入搬出棒
400 真空容器
401 真空ポンプ
500 接続ポート
501 真空ポンプ
S 試料(サンプル)
M 集光反射鏡
P プラズマ
f 中間集光点
【特許請求の範囲】
【請求項1】
気密可能な容器を備え、該気密容器内にサンプルホルダに保持された試料に対して第1の測定を行う第1の測定部と、前記第1の測定とは異なる第2の測定を行う第2の測定部とを備えた測定装置であって、
前記第1の測定部に設けられ前記サンプルホルダが挿入されて固定される第1のソケットと、前記第2の測定部に設けられ前記サンプルホルダが挿入されて固定される第2のソケットと、
前記サンプルホルダを、前記第1の測定部の前記第1のソケットから前記第2の測定部の前記第2のソケットに移動させるサンプルホルダ移動手段と、
前記第1のソケットを前記サンプルホルダ移動手段の移動経路から退避させるソケット移動機構とを設けたことを特徴とする測定装置。
【請求項2】
前記第1の測定部は試料の表面分析を行うXPS測定部であり、前記第2の測定部は、試料の極端紫外光の反射率を測定する反射率測定部であることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
【請求項1】
気密可能な容器を備え、該気密容器内にサンプルホルダに保持された試料に対して第1の測定を行う第1の測定部と、前記第1の測定とは異なる第2の測定を行う第2の測定部とを備えた測定装置であって、
前記第1の測定部に設けられ前記サンプルホルダが挿入されて固定される第1のソケットと、前記第2の測定部に設けられ前記サンプルホルダが挿入されて固定される第2のソケットと、
前記サンプルホルダを、前記第1の測定部の前記第1のソケットから前記第2の測定部の前記第2のソケットに移動させるサンプルホルダ移動手段と、
前記第1のソケットを前記サンプルホルダ移動手段の移動経路から退避させるソケット移動機構とを設けたことを特徴とする測定装置。
【請求項2】
前記第1の測定部は試料の表面分析を行うXPS測定部であり、前記第2の測定部は、試料の極端紫外光の反射率を測定する反射率測定部であることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−194098(P2012−194098A)
【公開日】平成24年10月11日(2012.10.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−59028(P2011−59028)
【出願日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成22年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「次世代半導体材料・プロセス基盤(MIRAI)プロジェクト/次世代半導体材料・プロセス基盤(MIRAI)プロジェクト(石特会計/EUV光源高信頼化技術開発)」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
【出願人】(000102212)ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年10月11日(2012.10.11)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成22年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「次世代半導体材料・プロセス基盤(MIRAI)プロジェクト/次世代半導体材料・プロセス基盤(MIRAI)プロジェクト(石特会計/EUV光源高信頼化技術開発)」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
【出願人】(000102212)ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Fターム(参考)】
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