特開 2020-9880 基板保持具及び走査型電子顕微鏡装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-9880(P2020-9880A)

(43)【公開日】2020年1月16日

(54)【発明の名称】基板保持具及び走査型電子顕微鏡装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20191213BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20191213BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20191213BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20191213BHJP

   H01J 37/16 20060101ALI20191213BHJP

   H01J 37/18 20060101ALI20191213BHJP

   H01J 37/20 20060101ALI20191213BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 G

   H01L21/68 N

   H01L21/66 D

   H01J37/28 B

   H01J37/16

   H01J37/18

   H01J37/20 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2018-128974(P2018-128974)

(22)【出願日】2018年7月6日

(71)【出願人】

【識別番号】505099772

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクマニファクチャ＆サービス

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】特許業務法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鹿山 裕貴

【テーマコード（参考）】

4M106

5C001

5C033

5F131

【Ｆターム（参考）】

4M106AA01

4M106BA02

4M106CA38

4M106DJ02

4M106DJ07

4M106DJ32

5C001AA02

5C001AA07

5C001CC04

5C033KK09

5C033UU03

5C033UU10

5F131AA02

5F131BA39

5F131CA18

5F131DB02

5F131DB12

5F131FA14

5F131FA34

5F131FA35

5F131GA03

5F131HA12

5F131HA28

5F131KB03

5F131KB04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】基板保持具の固定ピンを付け替えることなく、Ｖノッチの形成位置が互いに相異なる複数種類の基板でも、回路パターンの向きを同じにして載置する。
【解決手段】標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓの相反移動機構５１を備えることにより、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ又は特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓが標準Ｖノッチウェーハ２ｎのＶノッチ又は特殊ＶノッチウェーハのＶノッチに係合する前に、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓ又は標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎが標準Ｖノッチウェーハ２ｎ又は特殊Ｖノッチウェーハに干渉することがないので、標準Ｖノッチウェーハ２ｎと特殊Ｖノッチウェーハの両方ともホールダに載置することができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

観察試料の基板が載置される載置面に立設され、前記載置面に載置された基板を保持する固定ピン及び可動ピンを備えた基板保持具であって、
前記固定ピンのうち、基板の周縁部に予め形成されている切欠部と係合し、基板の基板面に形成されたパターンの向きが所定向きになるように前記載置面に載置される基板の向きを規制する切欠部係合固定ピンを、切欠部の形成位置が互いに相異なる複数種類の基板それぞれに対応させた複数の基板別切欠部係合固定ピンで構成し、
前記各基板別切欠部係合固定ピンを、それぞれを対応する種類の基板の切欠部との係合位置と非係合位置との間で移動可能に保持し、かつ、前記一の基板別切欠部係合固定ピンが、当該一の前記基板別切欠部係合固定ピンとは対応しない種類の基板の前記載置面への載置により、当該一の基板別切欠部係合固定ピンと対応する種類の基板との非係合位置へ押動されることに連動して、前記他の基板別切欠部係合固定ピンを、当該他の基板別切欠部係合固定ピンと対応する種類の基板との係合位置へ押動する相反移動機構を備えた基板保持具。

【請求項2】

請求項１記載の基板保持具であって、
前記切欠部の形成位置が互いに相異なる前記複数種類の基板は、標準切欠部基板と、前記標準切欠部基板とパターンの向きを同じにして、前記切欠部の配置位置が前記標準切欠部基板と所定角度ずれた特殊切欠部基板と、である基板保持具。

【請求項3】

請求項１記載の基板保持具であって、
前記相反移動機構は、
一端側に前記一の基板別切欠部係合固定ピンが立設され、他端側に前記他の基板別切欠部係合固定ピンが立設され、回動可能に軸支された揺動レバーと、
前記載置面に基板が載置されていない状態で、前記基板別切欠部係合固定ピンそれぞれを前記切欠部との係合位置と非係合位置との間の中間位置に配置すべく、前記揺動レバーの回動向きを保持する引っ張りばねと、
を備えて構成されている基板保持具。

【請求項4】

請求項３記載の基板保持具であって、
前記相反移動機構は、前記載置面に形成された凹部に設けられ、
基板別Ｖノッチ係合固定ピンを除く前記揺動レバーの回動面が、前記載置面から突出しない、基板保持具。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板保持具であって、
前記切欠部の形成位置が互いに相異なる前記複数種類の基板が、Ｖノッチ若しくはオリフラからなる切欠部の形成位置が互いに相異なる、基板面に回路パターンが形成された複数種類のウェーハである、基板保持具。

【請求項6】

ロードロック部と、ステージ部と、鏡筒部とが一体的に備えられた走査型電子顕微鏡装置であって、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板保持具が、前記ロードロック部のロードロック室に備えられている、走査型電子顕微鏡装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体素子や集積回路の検査工程等で用いられる測長機能付きの走査型電子顕微鏡に適用され、観察試料の基板を保持する基板保持具に係り、特に、ウェーハを保持して試料室に搬送するためのウェーハ保持具であるホールダに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子や集積回路の製造工程では、ウェーハ上に作成した半導体素子や集積回路の検査や評価を、ウェーハ上に形成した各種パターンの線幅等の寸法を測定することによって行う。通常、このような微小寸法の測定には、測長ＳＥＭ或いはＣＤ−ＳＥＭ（Critical Dimension-Scanning Electron Microscope）と呼ばれる測長機能付きの走査型電子顕微鏡が用いられる。

【0003】

測長ＳＥＭは、観察試料に電子線やイオンビーム等の荷電粒子線を照射することにより得られる二次電子等の放出信号を画像化処理して観察試料像を取得し、その画像上の明暗の変化から測定対象の回路パターン等の形状を判別して、回路パターンの線幅等の寸法を導き出す。その際、観察試料のウェーハは、測長ＳＥＭに備えられた基板搬送システムによって、真空状態に保持されている試料室に搬送され、試料室内の試料ステージに搭載されて荷電粒子線の照射を受ける。

【0004】

測長ＳＥＭを用いてウェーハの観察及び測長を行う場合、観察試料の基板であるウェーハは、カセットと称する１枚または複数枚のウェーハを収納可能なケースに予め格納されて観察準備される。また、ウェーハの周縁部には、Ｖノッチやオリフラと称する、工程中でウェーハの向きを合わせるための切欠部が設けられている。観察及び測長を実施する際は、このカセットからウェーハが１枚ずつ取り出され、測長ＳＥＭのロードロック室と呼ばれる大気圧状態と真空状態との雰囲気変換室に一旦搬送されて雰囲気を調整されてから、真空状態の試料室に搬送され、前述した荷電粒子線を照射による観察及び測長が実施される。観察及び測長が済んだウェーハは、試料室からロードロック室に一旦搬送されて雰囲気を大気圧状態に調整されてから、基板搬送システムによって、ロードロック室から取り出され、カセットに搬送して戻される。

【0005】

測長ＳＥＭを用いたウェーハの検査や評価では、このような観察及び測長作業が、ウェーハ１枚毎、カセットに収納されている観察試料のウェーハ枚数分だけ、繰り返し行われる。その際、カセットと測長ＳＥＭのロードロック室との間のウェーハの搬送には、通常、搬送用ロボットを使用した基板搬送システムが利用される。

【0006】

搬送用ロボットは、測長ＳＥＭによる観察及び測長を実施する都度、カセットから観察試料のウェーハを取り出し、この取り出したウェーハを、まず、ウェーハ整列機構であるプリアライナに搬送する。プリアライナでは、ウェーハの向きを測長ＳＥＭの試料室内での配置向きに合わせて整列する。そして、搬送用ロボットは、プリアライナから測長ＳＥＭのロードロック室に備えられているホールダと称する基板保持具としてのウェーハ保持具まで、ウェーハを搬送し、ホールダ上の規定位置に規定向きで載置する。ホールダは、ロードロック室内で板バネによって保持されており、ロードロック室内に設けられたアームの作動に応動して、試料室内の試料ステージとの間で移動可能な構成になっている。

【0007】

ホールダの表面すなわちウェーハの載置面には、ウェーハをホールダ上の規定位置に規定向きで保持しておくための固定ピン及び可動ピンが、ウェーハの周回りに間隔を空けて互いの位置を異ならせて立設されている。ホールダ上の規定位置に載置されたウェーハは、可動ピンの作動によって、可動ピンよりもホールダの奥部側に配設されている固定ピンに押し付けられて、ウェーハのＶノッチが固定ピンと係合し、ウェーハの向きが試料室内での配置向きに合わされ、整列されて保持される。

【0008】

ロードロック室は、カセットとの間でのウェーハ搬送のために大気圧状態となった雰囲気を試料室内と同じ真空状態にするため、バルブを介してドライポンプの吸込側と接続されている。測長ＳＥＭでは、ホールダの規定位置に対するウェーハの載置が完了すると、ロードロック室は密閉され、前述したバルブの開放によってドライポンプの吸込側と連通されて室内の真空引きが行われる。その後、ロードロック室は、規定の真空度に達すると、ロードロック室と試料室との間が開放状態となり、ウェーハは、ロードロック室からホールダごと試料室内に搬送され、試料室内で荷電粒子線の照射を受ける。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００２−３７３６１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

従来のウェーハ保持具のホールダは、基板保持具として、可動ピンがウェーハに所定の付勢力を加えて、ウェーハを固定ピンに押し付け、ウェーハをホールダに保持する構成になっている。その際、ホールダに載置されるウェーハの向きは、固定ピンとウェーハのＶノッチを係合（嵌合）させ、ホールダの載置面上におけるウェーハの回路パターン形成方向及びウェーハ中心の位置決めを行っている。そのため、ホールダには、ウェーハのＶノッチと係合してウェーハを押さえる固定ピンと、Ｖノッチ部分以外のウェーハ外周面と当接してウェーハを押さえる固定ピン及び可動ピンとの、３種類のウェーハ保持ピンが設けられている。

【0011】

載置面上における各ピンの配置は、Ｖノッチ部分以外のウェーハ外周面と当接してウェーハを押さえる固定ピンと可動ピンは、ホールダ上の規定位置に対するウェーハの載置状態でピン外周面がＶノッチ部分以外のウェーハ外周面と当接するように、規定位置に載置されたウェーハと同心でＶノッチ部分以外のウェーハ外周よりも直径が大きい円周上に、互いの位置を異ならせて離間して配置されている。一方、Ｖノッチに係合してウェーハを押さえる固定ピンは、ピン外周面をＶノッチに係合させるため、ピン外周面をＶノッチ部分以外のウェーハ外周面よりも径方向内方に位置させるように、Ｖノッチ部分以外のウェーハ外周面と当接してウェーハを押さえる固定ピン及び可動ピンが共に配置された円周上よりも径方向内側に位置させ、これら固定ピン及び可動ピンとは円周上における位置を異ならせて配置されている。

【0012】

今回、標準Ｖノッチウェーハとともに観察試料となる特殊Ｖノッチウェーハは、試料室内での配置向きを基準にすると、ウェーハ外周に形成されたＶノッチの角度位置が、標準Ｖノッチウェーハに対して４５°ずらして形成されている。その一方で、特殊Ｖノッチウェーハ上における回路パターンの向きは、試料室内での配置向きを基準にすると、標準Ｖノッチウェーハ上における回路パターンの向きと同方向に形成されている。換言すれば、特殊ＶノッチウェーハにおけるＶノッチを基準にしたウェーハ上の回路パターンの向きは、標準ＶノッチウェーハにおけるＶノッチを基準にしたウェーハ上の回路パターンの向きに対し、４５°傾いている。

【0013】

そのため、標準Ｖノッチウェーハを載置するためのホールダに特殊Ｖノッチウェーハを載置して、ロードロック室から試料室に搬送すると、特殊Ｖノッチウェーハの回路パターンは４５°傾いたまま、試料室内で位置決めされてしまう。回路パターンが４５°傾いた状態では、測長ＳＥＭは、特殊Ｖノッチウェーハの回路パターンを測長することができない。

【0014】

特殊Ｖノッチウェーハに対応するためには、Ｖノッチに係合させる固定ピンの配置位置を、特殊Ｖノッチウェーハ上に形成されている回路パターンの向きの違い（４５°）に合わせて、標準Ｖノッチウェーハに対する配置位置から４５°移動する必要がある。

【0015】

そこで、測長ＳＥＭの観察試料として標準Ｖノッチウェーハと特殊Ｖノッチウェーハとの両方を使用したい場合は、Ｖノッチと係合する固定ピンについて、ホールダに形成されている既存の固定ピンから同一円周上の４５°ずらした位置に新たに固定ピンを追加して、標準Ｖノッチウェーハと特殊Ｖノッチウェーハの両種類のウェーハに対応できるようにすることが考えられる。しかし、前述したようにＶノッチと係合してウェーハを押さえる固定ピンは、Ｖノッチ部分以外のウェーハ外周面と当接してウェーハを押さえる固定ピン及び可動ピンが共に配置された円周上よりも径方向内側に、ピン外周面をＶノッチ部分以外のウェーハ外周面よりも径方向内方に位置させるように配置する必要がある。その結果、標準Ｖノッチウェーハを使用した際は、特殊ＶノッチウェーハのＶノッチと係合する固定ピンが標準ＶノッチウェーハのＶノッチ部分以外のウェーハ外周面と干渉し、特殊Ｖノッチウェーハを使用した際は、標準ＶノッチウェーハのＶノッチと係合する固定ピンが特殊ＶノッチウェーハのＶノッチ部分以外のウェーハ外周面と干渉してしまい、両立させることができなかった。

【0016】

そのため、従来は、測長ＳＥＭの観察試料として標準Ｖノッチウェーハと特殊Ｖノッチウェーハとの両方使用したい場合は、観察試料であるウェーハの種類を変更する度に、ホールダの、ウェーハのＶノッチに係合させる固定ピンを付け替える必要が生じることになり、検査工程が煩雑になってしまうという問題点があった。

【0017】

本開示は、上述した問題点を鑑み、基板保持具の固定ピンを付け替えることなく、標準基板としての標準Ｖノッチウェーハと特殊基板としての特殊Ｖノッチウェーハの両方とも、載置、保持することができる基板保持具を提供することを課題とする。また、本開示は、標準Ｖノッチウェーハと特殊Ｖノッチウェーハの両方とも容易に観察できる走査型電子顕微鏡装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本開示は上記した課題を解決するために、ウェーハ（基板）が載置される載置面に立設され、載置面に載置されたウェーハを保持する固定ピン及び可動ピンを備えたウェーハ保持具（基板保持具）であって、固定ピンのうち、ウェーハの周縁部に予め形成されているＶノッチ（切欠部）と係合し、ウェーハの基板面に形成された回路パターンの向きが所定向きになるように載置面に載置されるウェーハの向きを規制するＶノッチ係合固定ピン（切欠部係合固定ピン）を、標準Ｖノッチウェーハ（標準基板）、特殊Ｖノッチウェーハ（特殊基板）それぞれに対応させた標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン（標準基板用切欠部係合固定ピン）、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン（特殊基板基板用切欠部係合固定ピン）で構成し、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピンそれぞれを対応する標準Ｖノッチウェーハ、特殊ＶノッチウェーハのＶノッチとの係合位置と非係合位置との間で移動可能に保持し、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピンが、特殊Ｖノッチウェーハの載置面への載置により、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピンと標準ＶノッチウェーハのＶノッチとの非係合位置へ押動されることに連動して、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピンを特殊ＶノッチウェーハのＶノッチとの係合位置へ押動する一方、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピンが、標準Ｖノッチウェーハの載置面への載置により、特殊Ｖノッチウェーハ用ノッチ係合固定ピンと特殊ＶノッチウェーハのＶノッチとの非係合位置へ押動されることに連動して、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピンを標準ＶノッチウェーハのＶノッチとの係合位置へ押動する相反移動機構を備えている。また、本開示は上記した課題を解決するために、ロードロック部と、ステージ部と、鏡筒部とが一体的に備えられた走査型電子顕微鏡装置であって、上記基板保持具が、ロードロック部のロードロック室に備えられている。

【発明の効果】

【0019】

本開示の基板保持具によれば、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピンの相反移動機構を備えていることにより、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン又は特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピンが標準ＶノッチウェーハのＶノッチ又は特殊ＶノッチウェーハのＶノッチに係合する前に、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン又は標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピンが標準Ｖノッチウェーハ又は特殊Ｖノッチウェーハに干渉することもない。その結果、基板保持具に備えられている固定ピンを付け替えることなく、標準Ｖノッチウェーハと特殊Ｖノッチウェーハの両方ともホールダに載置することができる。

【0020】

測長ＳＥＭを用いてウェーハ上に形成した各種パターンの観察及び測長を実施する際、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピンの相反移動機構を備えたホールダを適用することにより、観察試料が標準Ｖノッチウェーハであるか、特殊Ｖノッチウェーハであるかに応じてホールダの固定ピンを付け替えたりする等の段取りの必要がなくなるので、観察及び測長のスループットが向上する。

【0021】

また、本開示の上記した以外の、課題、構成及び効果については、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本実施例に係るウェーハ保持具のホールダが適用されたウェーハ搬送システムを備えた測長ＳＥＭの概略構成図である。

【図2】本実施例の走査型電子顕微鏡本体におけるロードロック部の概略構成を示した平面断面図である。

【図3】本実施例の走査型電子顕微鏡本体におけるロードロック部の概略構成を示した正面断面図である。

【図4】本実施例に係るホールダに設けられたノッチ係合固定ピン機構の拡大図である。

【図5】本実施例に係るノッチ係合固定ピン機構における相反移動機構の動作説明図である。

【図6】本実施例に係るウェーハ保持具のホールダに標準Ｖノッチウェーハを載置する場合の説明図である。

【図7】本実施例に係るウェーハ保持具のホールダに標準Ｖノッチウェーハを載置する場合の説明図である。

【図8】本実施例に係るウェーハ保持具のホールダに特殊Ｖノッチウェーハを載置する場合の説明図である。

【図9】ホールダの載置面上の規定位置に規定向きで載置されたウェーハの保持状態の説明図である。

【図10】標準Ｖノッチウェーハの一実施例の構成説明図である。

【図11】特殊Ｖノッチウェーハの一実施例の構成説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本開示に係る基板保持具の一実施の形態について、ウェーハ保持具のホールダ、及びこのホールダを用いた基板搬送システムであるウェーハ搬送システムを例に、図面に基づき説明する。

【0024】

図１は、本実施例に係るウェーハ保持具のホールダが適用されたウェーハ搬送システムを備えた測長ＳＥＭの概略構成図である。

【0025】

図１に示すように、測長ＳＥＭ１は、オープンカセット方式の試料搬送装置１０と、走査型電子顕微鏡装置２０とを有する。測長ＳＥＭ１では、試料搬送，試料観察，測定を含む諸動作は、図示省略した付設のコンピュータ装置によって制御される。オペレータは、マウスやキーボード，表示器の画面上に表示されるＯＳＤ（On Screen Display）等のユーザインターフェースを使用して、測長ＳＥＭ１に実行させる試料搬送，試料観察，測定等の処理についての指示や設定入力等を、コンピュータ装置に対して行う。

【0026】

試料搬送装置１０は、図示の例では、２つのカセット置き台１１（１１ａ，１１ｂ）と、１台の試料搬送ロボット１２とを備えた構成になっている。カセット置き台１１には、オペレータにより、ウェーハ２の搬送，保管用の、オープンカセット方式のウェーハ収納ケース１３が搭載される。

【0027】

試料搬送ロボット１２は、走査型電子顕微鏡装置２０が設置された室内雰囲気と区別された局所空間としてのウェーハ搬送空間Ｓを画成する試料搬送装置筐体内に設けられている。試料搬送ロボット１２は、ロボットアーム先端のウェーハ把持部でウェーハ２を把持して、ウェーハ収納ケース１３と走査型電子顕微鏡装置２０との間でウェーハ２を搬送する。具体的に、試料搬送ロボット１２は、カセット置き台１１に搭載されているウェーハ収納ケース１３から観察試料のウェーハ２を取り出して、ウェーハ整列機構であるプリアライナ１４に搬送する。また、プリアライナ１４から、ウェーハ向きの整列が済んだウェーハ２を、走査型電子顕微鏡本体２０のロードロック室２４に搬送する。また、ロードロック室２４から、観察，測定が済んだウェーハ２を取り出して、ウェーハ収納ケース１３に搬送し、ウェーハ収納ケース１３に収納して戻す。プリアライナ１４は、センサによるＶノッチ検出を基にアライメント機構を作動制御してウェーハ２を適宜回動し、ウェーハ２の向きを走査型電子顕微鏡装置２０での観察時における配置向きに整列させる。

【0028】

走査型電子顕微鏡装置２０は、図示の例では、ロードロック部２１と、ステージ部２２と、鏡筒部２３とが一体的に構成された装置本体を有する。ロードロック部２１には、大気圧状態と真空状態との雰囲気変換室として、ロードロック室２４が形成されている。ステージ部２２には、ウェーハ２に荷電粒子線を照射するため真空状態に保持される試料室２５が設けられ、試料室２５にはウェーハ２を載置したホールダ２６がロードロック室２４から搬送される試料ステージ２９が備えられている。

【0029】

ロードロック室２４は、試料搬送ロボット１２が配置されているオープンカセット方式の試料搬送装置１０のウェーハ搬送空間Ｓに対し、両者間に介在させたロードドア３４の開閉に対応して連通，遮断される。また、ロードロック室２４は、ステージ部２２の試料室２５に対し、両者間に介在させたゲートバルブ３５の開閉に対応して連通，遮断される。これにより、ロードロック室２４は、ロードドア３４及びゲートバルブ３５の閉塞により、オープンカセット方式の試料搬送装置１０のウェーハ搬送空間Ｓ及びステージ部２２の試料室２５の双方に対して密閉可能になっている。ロードロック室２４は、試料搬送装置１０との間の試料搬送で、大気圧雰囲気に開放された室内をステージ部２２の試料室２５内と同じ真空状態にするため、図示省略のバルブを介してドライポンプの吸込側と接続されている。

【0030】

ステージ部２２には、ウェーハ２に荷電粒子線を照射するため真空状態に保持される試料室２５が設けられている。試料室２５内には、ロードロック室２４からホールダ２６に載置されて搬送されてきたウェーハ２が、ホールダ２６ごと搭載される試料ステージ２９が備えられている。試料ステージ２９は、試料室２５内で、ホールダ２６ごと搭載された観察試料のウェーハ２の、水平移動、上下移動、回転、、傾倒等を行い、ウェーハ上における観察範囲や観察方向等を調整する。

【0031】

鏡筒部２３には、荷電粒子線を生成する荷電粒子源（図示省略）と、この荷電粒子源により生成された荷電粒子線を収束，偏向して、試料室２５内の試料ステージ２９に搭載されたウェーハ２に照射する電子光学系（図示省略）とが設けられている。さらに、鏡筒部２３又はステージ部２２には、観察試料像を取得するため、荷電粒子線の照射により試料から放出される放出荷電粒子を検出する検出器（図示省略）が設けられている。

【0032】

このように構成された測長ＳＥＭ１において、装置オペレータによってカセット置き台１１にウェーハ収納ケース１３が搭載されると、ウェーハ収納ケース１３に収納されている観察試料のウェーハ２は、試料搬送ロボット１２によってウェーハ収納ケース１３から試料搬送装置１０のウェーハ搬送空間Ｓ内に取り出され、プリアライナ機構１４に搬送される。

【0033】

プリアライナ機構１４は、ウェーハ２の周縁部に形成されているＶノッチ４５の位置を読み取り、ウェーハ２の向きを、ロードロック室２４から試料室２５に搬送される際の一定方向に合わせる。整列が済んだウェーハ２は、プリアライナ機構１４から、試料搬送ロボット１２よって再び取り出される。その後、試料搬送ロボット１２よって、ウェーハ２は、開放されたロードドア３４を介して、ロードロック室２４に搬送され、ロードロック室２４に配置されたホールダ２６の規定の位置に載置される。

【0034】

ホールダ２６へのウェーハ２の載置が完了すると、ロードロック室２４は、ロードドア３４が閉じられ、試料搬送ロボット１２によるウェーハ２の搬入に伴って試料搬送装置１０のウェーハ搬送空間Ｓに対して開放されていた室内が外部に対して密閉される。それから、ドライポンプとの間に設けられたバルブが開放され、ドライポンプによる室内の真空引きが行われる。

【0035】

真空引きによってロードロック室２４が規定の真空度に達すると、ドライポンプとの間のバルブが閉塞してドライポンプによる真空引きが停止される。それから、ステージ部２２の試料室２５との間に設けられているゲートバルブ３５を開放して、ウェーハ２をホールダ２６ごと試料室２５内に搬送し、ウェーハ２は、ホールダ２６ごと試料ステージ２９に搭載される。そして、試料ステージ２９に搭載されたウェーハ２は、鏡筒部２３で生成された荷電粒子線の照射を受け、観察及び測長が行われる。

【0036】

検査終了後は、試料室２５内の試料ステージ２９にホールダ２６ごと搭載されたウェーハ２は、ロードロック室２４との間の開放されたゲートバルブ３５を介して、試料室２５からロードロック室２４内にホールダ２６ごと搬送されて戻される。その後、試料室２５との間のゲートバルブ３５を閉じて、ロードロック室２４を試料室２５に対して閉塞した後、ロードロック室２４は大気圧開放され、その真空度が下げられる。

【0037】

ロードロック室２４が大気圧状態になると、ロードドア３４が開放され、検査が終了したウェーハ２は、試料搬送ロボット１２により、ロードロック室２４からウェーハ搬送空間Ｓ内に取り出され、カセット置き台１１上の当該ウェーハ２が取り出されたウェーハ収納ケース１３へ戻されて収納される。

【0038】

次に、ロードロック室２４を備えたロードロック部２１の詳細な構成と、ロードロック室２４に配置されているホールダ２６に対するウェーハ２の載置について、図２，図３に基づき詳しく説明する。

【0039】

図２は、本実施例に係る走査型電子顕微鏡本体におけるロードロック部の概略構成を示した平面断面図である。
図３は、本実施例に係る走査型電子顕微鏡本体におけるロードロック部の概略構成を示した正面断面図である。

【0040】

図中、Ｘは、ロードロック室２４の幅方向を、Ｙは、ロードロック室２４の長さ方向を、Ｚは、ロードロック室２４の高さ方向をそれぞれ示す。特に、ロードロック室２４の長さ方向Ｙは、その＋Ｙ方向が、試料搬送装置１０のウェーハ搬送空間Ｓからロードロック室２４へのウェーハ２の搬入方向、及びロードロック室２４から試料室２５へのホールダ２６の搬出方向に該当する。また、その−Ｙ方向は、試料室２５からロードロック室２４へのホールダ２６の搬入方向、及びロードロック室２４からウェーハ搬送空間Ｓへのウェーハ２の搬出方向に該当する。

【0041】

図示の例では、走査型電子顕微鏡本体２０のロードロック部２１は、中空の直方体形状の筐体部３１を備え、その中空部がロードロック室２４を形成している。そして、筐体部３１の長さ方向Ｙの両端側には、ロードドア３４、ゲートバルブ３５が設けられている。ロードドア３４は、カセット置き台１１と大気圧開放されたロードロック室２４との間でウェーハ２を搬送する際に、ロードロック室２４を開放する。ゲートバルブ３５は、真空引きによって規定の真空度に達しているロードロック室２４と試料室２５との間でウェーハ２を搬送する際に、ロードロック室２４を試料室２５に連通させる。

【0042】

また、ロードロック部２１の底面内壁の幅方向Ｘ両側には、断面矩形状の柱状部材３２Ｒ，３２Ｌがロードロック部２１の長さ方向Ｙに沿って延設され、ベース３２を構成している。各ベース３２（３２Ｒ，３２Ｌ）には、その長さ方向Ｙに沿って、ホールダ２６を移動可能に支持するレール３３（３３Ｒ，３３Ｌ）が延設されている。各レール３３（３３Ｒ，３３Ｌ）には、ホールダ２６の幅方向Ｘ両側に設けられたベアリング２７（２７Ｒ，２７Ｌ）が係合され、ホールダ２６をロードロック室２４の長さ方向Ｙに沿って移動可能に支持している。また、ホールダ２６は、このロードロック室２４内で図示省略した板バネによって保持されて、同じく図示省略したアームの作動に応動して、レール３３上でベアリング２７を転動させ、試料室２５内の試料ステージ２９との間で移動可能に構成されている。

【0043】

ホールダ２６は、その天面が矩形状の載置面２８となった盤状部材によって構成されている。載置面２８には、載置面２８上のウェーハ２が載置される規定位置に合わせて、複数（少なくとも３本以上）の支持ピン４２（４２-１〜５）がロードドア３４を介したロードロック室２４内への試料搬送ロボット１２のウェーハ把持部の進入の邪魔とならないように立設されている。各支持ピン４２は、その突端がウェーハ２の裏側基板面（すなわち被加工面面）と当接して、ウェーハ２を支持する。各支持ピン４２は、その突端の高さ方向Ｚの位置が等しくなっており、試料搬送ロボット１２のウェーハ把持部のウェーハ２下方側への進入を許容して、ホールダ２６の天面から離間させた所定高さ位置に、ウェーハ２を水平に支持する。

【0044】

また、ホールダ２６の載置面２８には、支持ピン４２（４２-１〜５）を取り囲むようにウェーハ２の外周上における配置位置を互いにずらして、２本の固定ピン４０と１本の可動ピン４１とが立設されている。これら固定ピン４０及び可動ピン４１は、支持ピン４２上に載置されたウェーハ２の、載置面２８上における幅方向Ｘ及び長さ方向Ｙに関する規定位置に対する位置決めを行う。そのため、２本の固定ピン４０と１本の可動ピン４１は、いずれも突端の高さ方向Ｚの位置が支持ピン４２（４２-１〜５）の突端の高さ方向Ｚの位置よりも高くなっており、支持ピン４２（４２-１〜５）上に載置されたウェーハ２の外周面と当接できるようになっている。

【0045】

２本の固定ピン４０は、ウェーハ２のＶノッチ４５に係合してウェーハ２を固定するノッチ係合固定ピン４０ａと、ウェーハ２のＶノッチ４５部分以外のウェーハ外周面に当接してウェーハ２を固定するノッチ非係合固定ピン４０ｂとからなる。ノッチ係合固定ピン４０ａは、載置面２８上の規定位置、規定向きに載置された状態のウェーハ２の、Ｖノッチ４５部分と係合するように、載置面２８上に立設されている。一方、ノッチ非係合固定ピン４０ｂは、この載置面２８上の規定位置、規定向きに載置された状態のウェーハ２の、Ｖノッチ４５部分以外の外周面とピン４０ｂの周面と当接するように、載置面２８上に立設されている。

【0046】

一方、可動ピン４１は、載置面２８上の規定位置、規定向きに載置された状態のウェーハ２の、ウェーハ外周面の内側位置と外側位置との間で移動可能に構成されている。可動ピン４１には、ウェーハ外周面の内側位置に位置させるべく付勢するばねが付設されおり、可動ピン４１には、常時、このばねの付勢力が作用している。そのため、可動ピン４１は、載置されたウェーハ２のＶノッチ４９部分以外の外周面と当接することにより、ウェーハ２をノッチ係合固定ピン４０ａやノッチ非係合固定ピン４０ｂに押し付けることができる。なお、可動ピン４１には、ロードドア３４を介してウェーハ搬送空間Ｓとロードロック室２４との間でウェーハ２が搬入/搬出される際は、ばねの付勢力に抗して可動ピン４１を搬入/搬出の支障にならないウェーハ外周面の外側位置に移動させる機構も付設されている。

【0047】

したがって、ウェーハ２のＶノッチ４５部分以外の外周面形状が円弧状である場合、ノッチ係合固定ピン４０ａは、規定位置、規定向きに載置された状態のウェーハ２と同一中心でウェーハ２の半径よりも半径が適宜小さい円周上にピン４０ａの周面を外接させるように、ウェーハ２のＶノッチ４５部分に対応する円周上位置に配置される。また、ノッチ非係合固定ピン４０ｂと可動ピン４１は、規定位置、規定向きに載置された状態のウェーハ２と同一中心でウェーハ２の半径よりも半径が大きい同一径の円周上に、ウェーハ２のＶノッチ４５部分に対応する位置を避けてウェーハ２の外周面とピン周面が外接するように、互いの位置をずらして離間させて配置されることになる。

【0048】

ここで、載置面２８上に支持ピン４２（４２-１〜５）、ノッチ係合固定ピン４０ａ、ノッチ非係合固定ピン４０ｂ、可動ピン４１を備えて構成されたホールダ２６の載置面２８上の、規定位置、規定向きに載置された状態のウェーハ２の保持状態について、図９を参照しながら説明する。また、本実施例の測長ＳＥＭ１で観察試料として使用される標準Ｖノッチウェーハ２ｎ及び特殊Ｖノッチウェーハ２ｓの一実施例について、図１０，図１１を参照しながら説明する。

【0049】

図９は、ホールダの載置面上の規定位置に規定向きで載置されたウェーハの保持状態の説明図である。
図１０は、標準Ｖノッチウェーハの一実施例の構成説明図である。
図１１は、特殊Ｖノッチウェーハの一実施例の構成説明図である。

【0050】

図９に示すように、ウェーハ２は、ロードロック室２４に配置されたホールダ２６に対し、複数の支持ピン４２（４２-１〜５）によって水平に支持されて、可動ピン４１によって固定ピン４０（４０ａ、４０ｂ）に押し付けられ、ホールダ２６の載置面上の規定位置に規定向きで位置決め保持される。その際、ウェーハ２の載置向きは、ノッチ係合固定ピン４０ａとＶノッチ４５との係合によって規定され、図示の場合は、ウェーハ２は、Ｖノッチ４５の向きが＋Ｙ方向に整列されて、ホールダ２６に保持されている。

【0051】

一方、図１０に示すように、標準Ｖノッチウェーハ２ｎは、Ｖノッチ４５を通るウェーハ２ｎの径方向の向きをウェーハ２の向きとし、ｙ方向とした場合、ウェーハ２の基板面に形成された回路パターン４６におけるダイ４７の配列方向は、ｙ方向と、このｙ方向と直交する基板面に沿ったｘ方向とになる。これに対し、図１１に示す例では、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓは、ウェーハ２の基板面に形成された回路パターン４６におけるダイ４７の配列方向を、ｙ'方向と、ｙ'方向と直交する基板面に沿ったｘ'方向とすると、Ｖノッチ４５を通る特殊Ｖノッチウェーハ２ｓの径方向の向きｙ'は、標準Ｖノッチウェーハ２ｎにおいてＶノッチ４５を通る標準Ｖウェーハ２ｎの径方向の向きｙ方向に対して、４５°傾いている。

【0052】

換言すれば、標準Ｖノッチウェーハ２ｎのＶノッチ４５（ｙ方向）と回路パターン４６のダイ４７の配列方向（ｘ方向及びｙ方向）との関係を基準にすると、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓは、Ｖノッチ４５（ｙ'方向）と回路パターン４６のダイ４７の配列方向（ｘ方向及びｙ方向）との関係が、４５°ずれて形成されていることになる。そのため、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓを、図９に示すように、そのＶノッチ４５の向き（ｙ'方向）を試料室２５内での回路パターン４６の配置向きである＋Ｙ方向に合わせて整列させてホールダ２６に保持すると、回路パターン４６のダイ４７の配列方向は、標準Ｖノッチウェーハ２ｎの回路パターン４６のダイ４７の配列方向（ｘ方向及びｙ方向）に対して、４５°傾いた配置向きとなる。

【0053】

そのため、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓの検査を行うには、Ｖノッチ４５と係合する固定ピン４０の配置位置を、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓ上に形成されている回路パターンの向きの違い（４５°）に合わせて、図９に示すように、標準Ｖノッチウェーハ２ｎのＶノッチ４５に対する配置位置Ｐｎから円周上に沿って４５°ずらした位置Ｐｓに設ける必要がある。

【0054】

そこで、本実施例のホールダ２６では、図２に示すように、固定ピン４０（４０ａ，４０ｂ）のうちの、Ｖノッチ４５と係合して、ウェーハ２がホールダ２６の載置面２８に載置された際の、ウェーハ２の回路パターン４６の向きを規制するノッチ係合固定ピン４０ａを、標準Ｖノッチウェーハ２ｎのＶノッチ４５に係合する標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎと、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓのＶノッチ４５に係合する特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓとの２種類のノッチ係合固定ピン４０ａで構成する。

【0055】

これら標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓは、相反移動機構５１を介してホールダ２６の載置面２８に取り付けられ、相反移動機構５１によって載置面２８上を移動可能に構成されている。標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓ、相反移動機構５１は、標準Ｖノッチウェーハ２ｎ、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓいずれのＶノッチ４５とも係合可能なノッチ係合固定ピン機構５０を構成する。次に、ノッチ係合固定ピン機構６０のより詳細な構成について、図２、図４、図５を参照しながら説明する。

【0056】

図４は、本実施例に係るホールダに設けられたノッチ係合固定ピン機構の拡大図である。
図５は、本実施例に係るノッチ係合固定ピン機構における相反移動機構の動作説明図である。

【0057】

図２に示すように、ホールダ２６の載置面２８には、溝状の収容凹部５２が設けられている。収容凹部５２は、ウェーハ２をホールダ２６の載置面２８の規定位置に載置した状態で、Ｖノッチ４５の向きを＋Ｙ方向に整列してウェーハ２を載置した場合のＶノッチ４５が対向する載置面２８上の部分と、この＋Ｙ方向に整列したウェーハ２の向きを４５°だけその中心軸回りに回転変位させて整列してウェーハ２を載置した場合のＶノッチ４５が対向する載置面２８上の部分との両方をその溝部範囲内に含むように、載置面２８に延設されている。そして、収容凹部５２には、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓ、相反移動機構５１を有したノッチ係合固定ピン機構５０が設けられている。

【0058】

ノッチ係合固定ピン機構５０は、長手方向の中央部をベアリング５４によって載置面２８に沿って回動可能に軸支された揺動レバー５３が、そのレバー回動面をホールダ２６の載置面２８から突出させないようにして収容凹部５２に設けられた構成になっている。ベアリング５４は、規定位置に配置されたウェーハ２のＶノッチ４５を＋Ｙ方向に向けた第１の整列方向Ｄ１と、この第１の整列方向Ｄ１からウェーハ２を反時計回りに４５°だけ回転させて、Ｖノッチ４５を＋Ｙ方向から４５°回転させたｙ'方向に向けたウェーハ２の第２の整列方向Ｄ２との間の、収容凹部５２の長手方向の略中間位置部分に形成されている。これにより、揺動レバー５３は、ホールダ２６の載置面２８と平行な、溝内のレバー回動面上を、ベアリング５４を中心にして回動可能に構成されている。

【0059】

その上で、揺動レバー５３の両端側には、一端側部分に標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎが、他端側部分に特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓが、ピン突端を載置面２８からウェーハ２側に突出させるようにして立設されている。標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓとも、いずれも、ロードロック室２４に搬入されるウェーハ２の外周面が当接可能なピン高さを有し、ピン外周面がウェーハ２のＶノッチと係合可能になっている。

【0060】

このように、レバー長さ方向の両端側に標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓが設けられ、ベアリング５４によって回動可能に軸支された揺動レバー５３には、ウェーハ２が接触していない状態、すなわちホールダ２６にウェーハ２が載置されていない状態で、揺動レバー５３の回動向きを所定方向に保つレバー向き保持機構が備えられている。

【0061】

図示の例では、レバー向き保持機構は、収容凹部５２に設けられた係止突起５６に一端側が取り付けられ、揺動レバー５３の一端側に他端側が取り付けられた引張りばね（引きばね）５７から構成されている。

【0062】

引張りばね（引きばね）５７は、ウェーハ２が標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓのいずれにも接触していない状態で、ベアリング５４によって軸支された揺動レバー５３の回動状態の向きを、第１の整列方向（＋Ｙ方向）にＶノッチ４５を向けて載置されたウェーハ２に対して、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎがＶノッチ４５と係合し、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓがウェーハ２の外周面に当接するレバー回動状態と、第２の整列方向（４５°方向）にＶノッチ４５を向けて載置されたウェーハ２に対して、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎがウェーハ２の外周面に当接し、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓがＶノッチ４５と係合するレバー回動状態との間の中間回動状態に保持するようになっている。すなわち、引張りばね５７のばね力を受けた揺動レバー５３は、相反移動機構５１として、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓのいずれにも接触していない中立状態で、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓそれぞれのピン周面を、規定位置に載置された状態のウェーハ２と同心、同径の円周の内側に位置させた状態に保持するようになっている。

【0063】

したがって、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ若しくは特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓのうちのいずれか一方のピンの外周面がウェーハ２の外周面によって押動されることによって、揺動レバー５３は、図５に示すように、所定方向を向いた中立状態から引張りばね５７のばね力に抗して反時計回り若しくは時計回りにベアリング５４を中心にして回動変位させられる。これに伴い、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ若しくは特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓのうち、ウェーハ２の外周面によって押動された側の固定ピン４０は、規定位置に載置された状態のウェーハ２と同心、同径の円周の内側位置からこの円周と外接する位置に移動させられ、ウェーハ２の外周面によって押動されていない固定ピン４０は、規定位置に載置された状態のウェーハ２と同心、同径の円周のさらに内側位置に移動させられる。これにより、引張りばね（引きばね）５７は、その際における揺動レバー５３の回動変位に対応する分だけ、揺動レバー４３の回動向きが所定方向を向いた中立状態から伸び、その伸びた分に対応した力で、一方のピンは、ウェーハ２の当接した外周面を押し、他方のピンは、ウェーハ２のＶノッチ４５と係合し、Ｖノッチ４５部分に作用することになる。

【0064】

次に、本実施例に係るウェーハ保持具のホールダ２６に、図１０に示した標準Ｖノッチウェーハ２ｎ、図１１に示した特殊Ｖノッチウェーハ２それぞれを載置する場合の作用について、図面に基づき説明する。

【0065】

図６、図７は、本実施例に係るウェーハ保持具のホールダに標準Ｖノッチウェーハを載置する場合の説明図である。
図８は、本実施例に係るウェーハ保持具のホールダに特殊Ｖノッチウェーハを載置する場合の説明図である。

【0066】

ホールダ２６に標準Ｖノッチウェーハ２ｎを載置しようとする場合、可動ピン４１が、標準Ｖノッチウェーハ２ｎを固定ピン４０（４０ａ，４０ｂ）に押し付け、ウェーハを載置面２８の規定位置に保持しようとすると、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎと特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓとからなるノッチ係合固定ピン４０ａにおいては、図６に示すように、ノッチ４５とは対向しない特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓが標準Ｖノッチウェーハ２ｎの外周面と当接する。

【0067】

これにより、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓは、可動ピン４１の押し付け力を受けて、揺動レバー５３が、図７に示すように、収容凹部５２内で引張りばね５７のばね力に抗してベアリング５４を中心にして時計回りに回動される。そして、この揺動レバー５３の回動によって、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓは、図２に示したレバー中立状態の、規定位置に載置された状態のウェーハ２と同心、同径の円周の内側位置から、図７に示したこの円周に外接する位置に移動させられる。また、ウェーハ２の外周面によって押動されていない標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎは、図２に示したレバー中立状態の、規定位置に載置された状態のウェーハ２と同心、同径の円周の内側位置から、さらに内側位置に移動させられる。その後、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎが、図７に示すように、標準Ｖノッチウェーハ２ｎのＶノッチ４５に係合当接すると、揺動レバー５３の時計回りの回動が可動ピン４１の押し付け力が作用している標準Ｖノッチウェーハ２ｎによって止められる。

【0068】

この状態においては、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓが、ノッチ非係合固定ピン４０ｂと同様に、規定位置に載置された状態の標準Ｖノッチウェーハ２ｎのＶノッチ４５部分以外の外周面と当接し、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎが、標準Ｖノッチウェーハ２ｎのＶノッチ４５と係合当接することにより、標準Ｖノッチウェーハ２ｎの、載置面２８の規定位置に対する位置決めがなされる。加えて、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎが、標準Ｖノッチウェーハ２ｎのＶノッチ４５と係合当接することにより、この規定位置での標準Ｖノッチウェーハ２ｎの基板向き、すなわち基板面に形成されている回路パターン４７の配列向きについて、載置面２８上の規定向きに沿った整列すなわち方向決めがなされる。

【0069】

測長ＳＥＭ１による観察，測定後、標準Ｖノッチウェーハ２ｎがホールダ２６から取り外されると、揺動レバー５３は、引張りばね５７のばね力により、図２に示すレバー中立状態の、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓそれぞれのピン周面を、規定位置に載置された状態のウェーハ２と同心、同径の円周の内側に位置させた状態に戻る。

【0070】

これに対し、ホールダ２６に、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓを載置しようとする場合、可動ピン４１が特殊Ｖノッチウェーハ２ｓを固定ピン４０（４０ａ，４０ｂ）に押し付け、ウェーハを載置面２８の規定位置に保持しようとすると、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎと特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓとからなるノッチ係合固定ピン４０ａにおいては、ノッチ４５とは対向しない標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎが特殊Ｖノッチウェーハ２ｓの外周面と当接する。

【0071】

これにより、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎは、可動ピン４１の押し付け力を受けて、揺動レバー５３が、図８に示すように、収容凹部５２内で引張りばね５７のばね力に抗してベアリング５４を中心にして反時計回りに回動される。そして、この揺動レバー５３の回動によって、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎは、図２に示したレバー中立状態の、規定位置に載置された状態のウェーハ２と同心、同径の円周の内側位置から、図８に示したこの円周に外接する位置に移動させられる。また、ウェーハ２の外周面によって押動されていない特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓは、図２に示したレバー中立状態の、規定位置に載置された状態のウェーハ２と同心、同径の円周の内側位置から、さらに内側位置に移動させられる。その後、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓが、図８に示すように、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓのＶノッチ４５に係合当接すると、揺動レバー５３の反時計回りの回動が可動ピン４１の押し付け力が作用している特殊Ｖノッチウェーハ２ｓによって止められる。

【0072】

この状態においては、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎが、ノッチ非係合固定ピン４０ｂと同様に、規定位置に載置された状態の標準Ｖノッチウェーハ２ｎのＶノッチ４５部分以外の外周面と当接し、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓが、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓのＶノッチ４５と係合当接することにより、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓの、載置面２８の規定位置に対する位置決めがなされる。加えて、特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓが、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓのＶノッチ４５と係合当接することにより、この規定位置での特殊Ｖノッチウェーハ２ｓの基板向き、すなわち基板面に形成されている回路パターン４７の配列向きについて、載置面２８上の規定向きに沿った整列すなわち方向決めがなされる。

【0073】

したがって、ホールダ２６の載置面２８の規定位置に標準Ｖノッチウェーハ２ｎを載置する場合も、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓを載置する場合も、規定位置に載置する前にノッチ係合固定ピン４０ａが標準Ｖノッチウェーハ２ｎや特殊Ｖノッチウェーハ２ｓに干渉することがなくなり、ホールダ２６の載置面２８の規定位置に載置された状態で、標準Ｖノッチウェーハ２ｎ及び特殊Ｖノッチウェーハ２ｓそれぞれの回路パターン４６の向きを同じ向きにして規定位置にウェーハ２を保持することができる。

【0074】

測長ＳＥＭ１を用いてウェーハ上に形成した各種パターンの観察及び測長を実施する際、観察試料が標準Ｖノッチウェーハ２ｎであるか、特殊Ｖノッチウェーハ２ｓであるかに応じてホールダ２６のノッチ係合固定ピン４０ａを付け替えたりする等の段取りの必要がなくなるので、観察及び測長のスループットが向上する。

【0075】

なお、上述した実施例では、相反移動機構５１は、一端側に標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎが立設され、他端側に特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓが立設された回動可能な揺動レバー５３を、引張りばね５７からレバー向き保持機構によって、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓのいずれにも接触していない中立状態で、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎ及び特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓそれぞれのピン周面を、規定位置に載置された状態のウェーハ２と同心、同径の円周の内側に位置させた状態に保持する構成したが、相反移動機構５１の構成は、一の基板別切欠部係合固定ピンが、当該一の基板別切欠部係合固定ピンとは対応しない種類の基板の前記載置面への載置により、当該一の基板別切欠部係合固定ピンと対応する種類の基板との非係合位置へ押動されることに連動して、他の基板別切欠部係合固定ピンを、当該他の基板別切欠部係合固定ピンと対応する種類の基板との係合位置へ押動する機構ものであれば、実施例の構成に限定されない。例えば、上記実施例では、相反移動機構５１は、揺動レバー５３の一端側に引張りばね５７をの接続する構成としたが、揺動レバー５３の回動軸部分にコイルばねを巻装し、コイルばねの一端側を揺動レバー５３に固定し、他端側を載置面に固定するように構成してもよい。この場合は、揺動レバー５３の回動によるコイルばねの拡径変化及び縮径変化のばね力を利用することができる。また、相反移動機構５１をロッカースイッチのシーソー式機構のように構成することにより、標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｎと特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン４０ａｓとを係合位置と非係合位置との間で相反的に択一的に配置する構成であってもよい。さらに、上述した実施例では、標準ウェーハと特殊ウェーハとでノッチの角度が相異なる場合を例に説明したが、上述した実施例の構成は、標準ウェーハと特殊ウェーハとでオリフラの角度が相異なる場合にも適用可能である。

【符号の説明】

【0076】

１ 測長ＳＥＭ、
２ ウェーハ、
２ｎ 標準Ｖノッチウェーハ、
２ｓ 特殊Ｖノッチウェーハ、
１０ 試料搬送装置、
Ｓ ウェーハ搬送空間、
１１ カセット置き台、
１２ 試料搬送ロボット、
１３ ウェーハ収納ケース、
１４ プリアライナ、
２０ 走査型電子顕微鏡装置、
２１ ロードロック部、
２２ ステージ部、
２３ 鏡筒部、
２４ ロードロック室、
２５ 試料室、
２６ ホールダ、
２７（２７Ｒ、２７Ｌ） ベアリング、
２８ 載置面、
２９ 試料ステージ、
３１ 筐体、
３２（３２Ｒ，３２Ｌ） ベース、
３３（３３Ｒ，３３Ｌ） レール、
３４ ロードドア、
３５ ゲートバルブ、
４０ 固定ピン、
４０ａ ノッチ係合固定ピン。
４０ａｎ 標準ウェーハ用ノッチ係合固定ピン、
４０ａｓ 特殊ウェーハ用ノッチ係合固定ピン、
４０ｂ ノッチ非係合固定ピン、
４１ 可動ピン、
４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ） 支持ピン、
４５ Ｖノッチ、
４６ 回路パターン、
４７ ダイ、
５０ ノッチ係合固定ピン機構、
５１ 相反移動機構、
５２ 収容凹部、
５３ 揺動レバー、
５４ ベアリング、
５６ 係止突起、
５７ 引張りばね。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】