JPH0765768A

JPH0765768A - 走査型電子顕微鏡の試料チャック機構

Info

Publication number: JPH0765768A
Application number: JP5232251A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Ozaki; 裕明尾崎
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の試料台に対し
て、任意の形状の試料２を機械的にチャックして搭載す
るチャック機構４を提供する。【構成】着脱板142 の適当な位置に中心柱41を着脱自
由に固定する。中心柱が中心部を貫通し、手動によりｚ
移動して固定ねじ43により任意の位置に固定される中心
ブロック42と、その両側面に回転自由に支持された２本
のねじ棒44a,44bと、各ねじ棒に螺合してそれぞれの回
転によりｘ移動する立方形ブロック45a,45b 、および各
立方形ブロックに取り付けられ、それぞれの調整ねじ46
a,46b によりｙ移動するチャック爪47a,47b よりなるチ
ャック部４Ａと４Ｂとを、中心柱41の上下に配設して構
成される。【効果】ＳＥＭに対する試料搭載が短時間で容易にな
され、その作業性と、ＳＥＭの稼働効率の向上に寄与す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、走査型電子顕微鏡の
試料台に対して試料を搭載するための、試料チャック機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）は、周知の
ように１０万倍以上の高倍率を有し、各種の物質の微細
構造の観察に使用されており、シリコンウエハなどの半
導体の素材に対しても、ＳＥＭにより結晶構造の観察や
解析がなされている。図３はＳＥＭの要部の概略の構成
を示し、ＳＥＭ１は顕微鏡本体11と、その下部に設けら
れた真空チャンバー12とを有し、その内部には、６軸方
向の駆動機構13とその上に試料台14が設けてある。真空
チャンバー12の一方の側面に開閉扉121 を設け、これよ
り試料台14を外部に引き出して試料２を搭載し、ふたた
びチャンバー12内に挿入し、エアを排出して真空とした
後、６軸駆動機構13により試料台14をＸ，Ｙ，Ｚ方向に
移動、またはＸ，Ｙ，Ｚ軸回りに回転し、顕微鏡本体11
に対して試料２の観察点を位置合わせして観察がなされ
る。

【０００３】図４は試料台14の外観を示す。試料台14は
６軸駆動機構13の上に設けられ、２個のガイド溝141a,1
41b を有するガイド板141 と、底面に各ガイド溝141a,1
41bに嵌合するガイド棒142a,142b を有する着脱板142
、および着脱板142 の上部に設けた搭載板143 よりな
る。搭載板143 は、その下面に固定された中心軸143aが
着脱板141 の中心付近にねじ込みされて着脱自由に固定
され、その側面に設けたねじ孔144 に対してハンド棒Ｈ
をねじ込み、その操作によりガイド溝141a,141bに沿っ
て移動して、搭載板143 の引き出しまたは挿入がなされ
る。

【０００４】さて試料２には各種があるが、シリコンウ
エハのチップ２’の場合、その表面21を観察するとき
は、チップ２’は表面21を上向きとし、図示しない適当
な治具により搭載板143 に固定される。これに対してチ
ップ２’のいずれかの側面22を観察するときは、搭載板
143 の適当な位置に、図４に示すＬ字形の固定具３をね
じ止めし、その垂直面に対してチップ２’の表面21を適
当な接着剤により接着して観察される。ＳＥＭ１におい
ては、試料２を完全に接地することが必要であり、絶縁
性の接着剤では接地されないので、導電性を有する接着
剤が使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように固定具３
の垂直面に対して、チップ２’を導電性の接着剤により
接着する方法は、かなりの長時間を要するので、その作
業性は良好でない。すなわち、この接着剤は揮発成分を
含み、これが十分乾燥してない状態で、チップ２’をチ
ャンバー12内に挿入して真空引きを行うときは、揮発成
分が蒸発して必要な真空度がえられない。接着剤を十分
に乾燥するには最低３０分が必要とされている。また、
接着剤により固定具３や搭載板143 などが汚染されるの
で、これを適時に清掃することが必要であり、さらに導
電性の接着剤は価格がかなり高価であるなど、種々の欠
点がある。この発明は以上に鑑みてなされたもので、接
着剤を使用せず、チップ２’などの試料２を機械的にチ
ャックして試料台14に搭載するチャック機構を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、ＳＥＭの試
料チャック機構であって、前記の試料台の適当な位置に
中心柱を着脱自由に固定する。中心柱が中心部を貫通
し、手動によりｚ方向に移動して、固定ねじにより任意
の位置に固定される中心ブロックと、中心ブロックの両
側面に回転自由に支持された２本のねじ棒と、各ねじ棒
に螺合してそれぞれの回転によりＸ方向に移動する立方
形ブロック、および各立方形ブロックに取り付けられ、
それぞれの調整ねじによりＹ方向に移動するチャック爪
よりなる１組のチャック部を、中心柱の上下に２組配設
して構成される。

【０００７】

【作用】上記のチャック機構においては、試料台の適当
な位置に着脱自由に固定された中心柱に対して、上下に
配設された２組のチャック部は、それぞれの中心ブロッ
クのｚ間隔が、試料の高さに適合するように設定され
る。中心ブロックの両側面に回転自由に支持された２本
のねじ棒には、それぞれ立方形ブロックが螺合して設け
られ、これらは各ねじ棒の回転によりＸ方向に移動し、
それぞれのｘ間隔が試料の幅に適合するように設定され
る。この設定状態で、各立方形ブロックと各チャック爪
の間に挿入された試料に対して、各チャック爪をそれぞ
れの調整ねじによりＹ方向に移動すると、試料の周辺の
４箇所がチャック爪により押圧されて安定確実にチャッ
クされる。この場合、上下の各立方形ブロックは独立に
ｘ間隔を設定できるので、ほぼ任意の形状の試料を確実
チャックすることができる。上記における，各中心ブロ
ックのｚ間隔と各立方形ブロックのｘ間隔の設定、およ
びチャック爪のチャック動作は手作業であるが、短時間
に容易になされるものである。

【０００８】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示し、(a) はチ
ャック機構４の平面図、(b) は正面側よりの立面図であ
る。図２はチャック機構４による試料２のチャック方法
を説明する斜視外観図で、(a) は試料２が、シリコンウ
エハの角型のチップ２’の場合、(b) は円板のチップ
２”場合をそれぞれ示す。図１(a),(b) において、チャ
ック部４Ａ，４Ｂは同一の構成である。(b) に示すよう
に、前記した着脱板142 のねじ孔に対して、先端のねじ
412 をねじ込んで着脱自由に固定される中心柱41を設け
る。フランジ411 は安定化用のものである。各チャック
部４Ａ，４Ｂは、中心部に中心柱41が貫通して手動によ
りｚ（上下）移動し、固定ねじ43により任意の位置に固
定される中心ブロック42と、その両側面に回転自由に支
持された２本のねじ棒44a,44b と、各ねじ棒に螺合して
それぞれの回転によりｘ移動する立方形ブロック45a,45
b 、および各立方形ブロックに取り付けられ、それぞれ
の調整ねじ46a,46b によりｙ移動するチャック爪47a,47
b よりなり、両チャック部４Ａ，４Ｂは、(b) のように
中心柱41の上下に配設される。

【０００９】図２(a) により、角型のチップ２’を例と
し、これをチャック機構４にチャックする方法を説明す
る。まず着脱板142 をチャンバー12より引き出し、前記
したねじ孔に対して、ねじ412 により中心柱41を固定し
てチャック機構４を装着する。ついで、各固定ねじ43,4
3 を緩めて各中心ブロック42,42 をｚ移動し、そのｚ間
隔をチップ２’の高さ寸法に適合するように設定する。
また、各ねじ棒44a,44a,44b,44b を回転して各立方形ブ
ロック45a,45a,45b,45b をｘ移動し、各チャック爪47a,
47a,47b,47b のｘ間隔を、チップ２’の幅寸法に適合す
るするように設定する。さらに各チャック爪を各調整ね
じ46a,46a,46b,46b によりｙ移動して、各立方形ブロッ
クの表面と適当なギャップをなす位置に停止する。この
ギャップに対してチップ２’を挿入し、各チャック爪を
反対方向にｙ移動すると、チップ２’はこれらに押圧さ
れて各立方形ブロックの表面に接触してチャックされ
る。チップ２’をチャックしたチャック機構４はチャン
バー12内に挿入され、エアを排出して真空とした後、６
軸駆動機構13によりＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動、またはＸ，
Ｙ，Ｚ軸回りに回転し、顕微鏡本体11に対してチップ
２’の観察点を位置合わせして観察がなされる。図２
(b) に示す円形のチップ２”の場合も上記と同様に、４
箇所が各チャック爪47a,47a,47b,47b によりチャックさ
れて、その上部の側面が観察される。上記においては、
試料２として角型チップ２’と円形チップ２”を例とし
たが、これ以外の異形のものでも、上下のチャック爪47
a,47b は、それぞれ独立にｘ間隔を設定できるので、確
実にチャックすることができるものである。

【００１０】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明のチャッ
ク機構においては、任意の形状の試料は、その４箇所が
機械式により確実安定にチャックされるもので、従来の
接着剤方式における高価な導電性の接着剤の使用や、そ
の長時間の乾燥作業、試料台の汚染などの欠点がすべて
解消されて、試料の搭載が短時間で容易になされ、その
作業性とＳＥＭの稼働効率の向上に寄与する効果には大
きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示し、(a) はチャック
機構４の平面図、(b) は正面側よりの立面図である。

【図２】試料２をチャックしたチャック機構４の斜視
外観図で、(a) は試料が角型のチップ２’の場合、(b)
は円板のチップ２”の場合をそれぞれ示す。

【図３】走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の要部の概略の
構成図を示す。

【図４】試料台14の外観図を示す。

【符号の説明】

１…走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、11…顕微鏡本体、12
…真空チャンバー、13…６軸駆動機構、14…試料台、14
1 …ガイド板、142 …着脱板、143 …搭載板、144 …ね
じ孔、２…試料、２’…角型チップ、２”…円形チッ
プ、３…固定具、４…チャック機構、４Ａ，４Ｂ…チャ
ック部、41…中心柱、411 …ねじ、412 …フランジ、42
…中心ブロック 43…固定ねじ、44a,44b …ねじ棒、45
a,45b …立方形ブロック、47a,47b …チャック爪。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空チャンバーの内部に、試料を搭載す
る試料台を有する走査型電子顕微鏡において、該試料台
の適当な位置に中心柱を着脱自由に固定し、該中心柱が
中心部を貫通し、手動によりｚ方向に移動して、固定ね
じにより任意の位置に固定される中心ブロックと、該中
心ブロックの両側面に回転自由に支持された２本のねじ
棒と、該各ねじ棒に螺合し、それぞれの回転によりＸ方
向に移動する２個の立方形ブロック、および該各立方形
ブロックに取り付けられ、それぞれの調整ねじによりＹ
方向に移動するチャック爪よりなる１組のチャック部
を、前記中心柱の上下に２組配設して構成されたことを
特徴とする、走査型電子顕微鏡の試料チャック機構。