特許 7235884 試料ステージ及び光学式検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-28

(45)【発行日】2023-03-08

(54)【発明の名称】試料ステージ及び光学式検査装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20230301BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20230301BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 P

H01L21/66 D

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021550988

(86)(22)【出願日】2019-10-08

(86)【国際出願番号】 JP2019039712

(87)【国際公開番号】W WO2021070265

(87)【国際公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-02-17

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】山本 雅也

【審査官】杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】実開平４－５６４６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６３－１１５２１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平３－４１９３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００５－１１６８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－３２３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００３／０７１５９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６３－１４２８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－３０１１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２５３７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６７２１０３５（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料を吸着し保持する試料ステージであって、
第１吸着面とその中央部に形成された凹部である受圧室とを有する外周ステージと、
第２吸着面を有すると共に、前記受圧室に収容されて前記外周ステージから上方に突出可能な内周ステージと、
前記外周ステージに形成されて前記第１吸着面に開口した試料脱着動作用の第１流路と、
前記外周ステージ及び前記内周ステージに形成されて前記第２吸着面に開口した試料脱着動作用の第２流路と、
前記外周ステージに形成されて前記受圧室に開口した内周ステージ昇降駆動用の第３流路と
を備えた試料ステージ。

【請求項2】

請求項１の試料ステージにおいて、前記外周ステージ及び前記内周ステージは平面視で同心円状に形成されている試料ステージ。

【請求項3】

請求項１の試料ステージにおいて、前記第１吸着面と前記第２吸着面とが面一になる前記外周ステージに対する高さ位置が前記内周ステージの昇降範囲に含まれている試料ステージ。

【請求項4】

請求項１の試料ステージにおいて、前記第１流路の開口が前記第１吸着面に複数、前記第２流路の開口が前記第２吸着面に少なくとも１つ、それぞれ前記第２吸着面の中心について回転対称に配置されている試料ステージ。

【請求項5】

請求項１の試料ステージと、
前記試料ステージを支持する回転ステージと、
前記回転ステージを支持する並進ステージと、
アームにより前記試料ステージに対して試料を受け渡す移載装置とを備え、
前記アームが２本の爪を持つフォーク型に形成されており、
前記２本の爪の間隔に対し、前記内周ステージの外径が小さく、前記外周ステージの外径が大きく設定されている光学式検査装置。

【請求項6】

請求項５の光学式検査装置において、
送気ポンプと、
吸気ポンプと、
大気開放された排気ポートと、
前記吸気ポンプ及び前記排気ポートと前記第１流路とを接続する前記第１吸着面の試料脱着用の第１配管系統と、
前記吸気ポンプ及び前記排気ポートと前記第２流路とを接続する前記第２吸着面の試料脱着用の第２配管系統と、
前記送気ポンプ及び前記吸気ポンプと前記第３流路とを接続する前記内周ステージの昇降駆動用の第３配管系統と、
前記第１配管系統、前記第２配管系統及び前記第３配管系統を流れる流体を制御する制御弁群とを備え、
前記制御弁群は、
前記第１配管系統に設けられ、前記吸気ポンプと前記排気ポートとで前記第１流路の接続相手を切り換える少なくとも１つの第１方向切換弁と、
前記第２配管系統に設けられ、前記吸気ポンプと前記排気ポートとで前記第２流路の接続相手を切り換える少なくとも１つの第２方向切換弁と、
前記第３配管系統に設けられ、前記送気ポンプと前記排気ポートとで前記第３流路の接続相手を切り換える少なくとも１つの第３方向切換弁と
を備えている光学式検査装置。

【請求項7】

請求項６の光学式検査装置において、
前記移載装置及び前記制御弁群を制御するコントローラを備えており、
前記コントローラは、
前記第１流路を前記排気ポートに、前記第２流路を前記吸気ポンプに、前記第３流路を前記送気ポンプに接続するように前記制御弁群に指令し、前記外周ステージから突出した前記内周ステージに試料を置くように前記移載装置に指令する設置手順と、
前記第３流路を前記吸気ポンプに接続するように前記制御弁群に指令し、前記内周ステージを下降させる下降手順と、
前記第１流路及び前記第２流路を前記吸気ポンプに接続するように前記制御弁群に指令し、前記第１吸着面及び前記第２吸着面で前記試料を吸着し保持する吸着手順と
を含む試料ロード手順を実行する光学式検査装置。

【請求項8】

請求項７の光学式検査装置において、前記コントローラは、前記下降手順で前記第１流路を前記吸気ポンプに接続するように前記制御弁群に指令し、前記第１吸着面とこれに接近する前記試料との間から吸気する光学式検査装置。

【請求項9】

請求項６の光学式検査装置において、
前記移載装置及び前記制御弁群を制御するコントローラを備えており、
前記コントローラは、
前記第３流路を前記送気ポンプに接続するように前記制御弁群に指令し、前記内周ステージを上昇させて前記外周ステージから突出させる上昇手順と、
前記内周ステージにより前記第１吸着面から持ち上げられた試料と前記第１吸着面との間に前記アームを差し込んで前記内周ステージから前記試料を持ち上げるように前記移載装置に指令する搬出手順と
を含む試料アンロード手順を実行する光学式検査装置。

【請求項10】

請求項９の光学式検査装置において、前記試料アンロード手順には、前記上昇手順の前に、前記第１流路を前記送気ポンプに接続するように前記制御弁群に指令し、前記第１吸着面と前記試料との間に送気する吸着解除手順が含まれる光学式検査装置。

【請求項11】

請求項６の光学式検査装置において、
試料の反りの大きさを測定するセンサと、
前記制御弁群を制御するコントローラを備えており、
前記コントローラは、前記試料の反りの大きさが設定値以上である場合に前記試料の反りの大きさを小さくするように前記制御弁群に指令する光学式検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェハ等の試料を吸着して保持する試料ステージ及びこれを備えた光学式検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程では、ウェハ等の試料の欠陥（傷や異物等）が歩留りに与える影響が大きく、試料の欠陥検査情報を半導体製造工程及び製造装置にフィードバックすることが歩留り管理には重要である。ウェハ等の試料をインライン検査する欠陥検査装置が半導体製造工程において果たす役割は大きい。例えば製造工程の各段階における試料の検査結果を比較することで、どのプロセス装置が汚染源となっているか等が管理できる。ウェハメーカにおいてはベアウェハの検査自体が製品の品質検査となる。

【0003】

欠陥検査装置の一種として、試料ステージを回転させながら半径方向に移動させて試料をスキャンするＲθ方式の光学式検査装置がある（特許文献１等）。短時間で試料の検査を実行する（高速で試料を走査する）観点で、このＲθ方式の光学式検査装置は往復動作を伴わないため、試料ステージをＸＹ方向に平行移動させるＸＹ方式（ステップアンドリピート方式）と比較して有利である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－３０９７１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

光学式検査装置で、試料ステージに対する試料の受け渡しをする移載装置には、細長い直線的なアームで試料の中心を裏面から吸着して支持する形態のものがある。この種の移載装置を用いる場合、試料ステージに試料を載せたりアームを待機位置に戻したりするためにアームとの干渉を避ける溝を試料ステージに設ける必要がある。そのため試料ステージが回転して溝の向きが変化するＲθ方式の光学式検査装置には一般に採用されない。

【0006】

Ｒθ方式の光学式検査装置では、２本の爪を持つフォーク型のアームが用いられる場合が多い。アームの２本の爪で試料の外縁部を裏面から支持し、試料ステージに対して試料を置いたり持ち上げたりする。試料ステージの外径がアームの２本の爪の間隔よりも小さく設定されていて、試料ステージは角度に関係なくアームの動作に干渉することがない。

【0007】

しかし、２本の爪で試料の裏面の外縁部を支持し試料を搬送する場合、試料を試料ステージに着脱した後に爪部分を試料ステージに対し抜き差しするためのスペースが必要で、試料ステージの外径を２本の爪の間隔より小さくせざるを得ない。そのため試料ステージの外径が試料の外径よりも小さくなり、試料の外周部を試料ステージで吸着し支持することができない。Ｒθ方式の光学式検査装置においては検査時間短縮の観点から検査時の試料ステージの回転速度が高速化される傾向にあり、検査時において試料ステージに吸着固定されない試料の外周部に遠心力によるうねりが生じる可能性がある。また微細化の著しい半導体の分野では欠陥の検出感度に対する要求も厳しく、検査光が短波長化して焦点深度が極めて浅くなってきている。そのため、試料の外周部はうねりにより検査面が焦点深度から外れてしまい検査精度が低下する恐れがある。

【0008】

本発明の目的は、高速回転時の試料の平坦性を改善して検査感度を向上させることができる試料ステージ及びこれを備えた光学式検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明は、試料を吸着し保持する試料ステージであって、第１吸着面とその中央部に形成された凹部である受圧室とを有する外周ステージと、第２吸着面を有すると共に、前記受圧室に収容されて前記外周ステージから上方に突出可能な内周ステージと、前記外周ステージに形成されて前記第１吸着面に開口した試料脱着動作用の第１流路と、前記外周ステージ及び前記内周ステージに形成されて前記第２吸着面に開口した試料脱着動作用の第２流路と、前記外周ステージに形成されて前記受圧室に開口した内周ステージ昇降駆動用の第３流路とを備えた試料ステージを提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、高速回転時の試料の平坦性を改善して検査感度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態の光学式検査装置の概略図

【図2】図１の光学式検査装置の内部における試料の移動経路を表した模式図

【図3】図１の光学式検査装置による試料の走査軌跡を模式的に表した試料の平面図

【図4】図１の光学式検査装置に備えられた試料ステージの回転中心を通る断面図

【図5】図１の光学式検査装置に備わった空圧システムの空圧回路図

【図6】図１の光学式検査装置に備わったコントローラのハードウェア構成の模式図

【図7】図６のコントローラによる光学式検査装置の主に試料脱着動作に関する制御手順を表すフローチャート

【図8】試料脱着動作における内周ステージ上昇手順時の図４の試料ステージの状態図

【図9】試料脱着動作における試料設置手順時の図４の試料ステージの状態図

【図10】試料脱着動作における内周ステージ下降手順時の図４の試料ステージの状態図

【図11】コントローラによる試料矯正動作に関する制御手順を表すフローチャート

【図12】本発明の第２実施形態の光学式検査装置に備えられた試料ステージの回転中心を通る断面図

【図13】図１２の試料ステージの平面図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

【0013】

（第１実施形態）
－光学式検査装置－
図１は本発明の第１実施形態の光学式検査装置の概略図、図２は図１の光学式検査装置の内部における試料の移動経路を表した模式図である。また、図３は図１の光学式検査装置による試料の走査軌跡を模式的に表した試料の平面図である。これらの図に示した光学式検査装置１００は、回転しながら移動する試料１に照明光Ｉ１を照射し、螺旋状又は同心円状に試料１を走査して試料１の欠陥を検査するＲθ方式の欠陥検査装置である。試料１には、例えばウェハ（ベアウェハ、膜付きウェハ、バンプ付きウェハ、パターン付きウェハ等の半導体製造プロセスの各段階のウェハを含む）のような円板状のものが想定される。光学式検査装置１００により検出する欠陥は、試料１の傷やうねり、試料１に付着した異物等である。この光学式検査装置１００は、ステージ装置１０、照明検出ユニット２０、データ処理回路３１、ステージ制御回路３２、移載装置３３、コントローラ４０を含んで構成されている。これら要素について順次説明する。

【0014】

・ステージ装置
ステージ装置１０は、試料ステージ１１、回転ステージ１２、並進ステージ１３を含んで構成されている。

【0015】

試料ステージ１１はウェハ等の試料１を水平に保持する検査台である。試料ステージ１１の構成については後述するが、本実施形態の試料ステージ１１は試料１の裏面を吸着して試料１を保持するタイプのものである。なお、光学式検査装置１００には、図１に示したように試料ステージ１１に保持された試料１（例えば照明光Ｉ１の照射点）の高さ（照明検出ユニット２０との相対高さ）を検出するセンサＳが備わっている。センサＳには、例えば光学式や超音波式等の非接触式の変位センサ等を用いることができる。このセンサＳにより試料１の反りの大きさも測定することができる（後述）。

【0016】

回転ステージ１２は試料ステージ１１を支持するステージであり、鉛直な回転軸（不図示）を中心にして自転し試料ステージ１１と共に試料１を回転させる。回転ステージ１２には光学読み取り式のロータリーエンコーダ（不図示）が備わっており、回転ステージ１２の回転角度（θ座標）がロータリエンコーダで検出されてコントローラ４０に出力される。但し、θ座標の検出器はロータリエンコーダには限定されず、精度良く回転角度が検出できるセンサであればロータリエンコーダに代えて採用することができる。

【0017】

並進ステージ１３は回転ステージ１２を支持するステージであり、回転ステージ１２の半径方向（Ｒ軸方向）に延びるレール（不図示）に沿って並進運動し、回転ステージ１２及び試料ステージ１１と共に試料１を水平方向に直線的に移動させる。並進ステージ１３には光学読み取り式のリニアエンコーダ（不図示）が備わっており、並進ステージ１３のＲ軸上の位置（Ｒ座標）がリニアリエンコーダで検出されてコントローラ４０に出力される。但し、Ｒ座標の検出器はリニアエンコーダには限定されず、精度良く直線上の位置が検出できるセンサであればリニアエンコーダに代えて採用することができる。

【0018】

本実施形態においては、試料受渡し位置Ｐａ、検査開始位置Ｐｂ、検査完了位置ＰｃがＲ軸上に設定されており、並進ステージ１３を駆動することで、これらの位置を含む直線に沿って回転ステージ１２が移動する。検査開始位置Ｐｂとは、試料１に照明光Ｉ１を照射して試料１の検査を開始する位置であり、本実施形態では照明検出ユニット２０による照明光Ｉ１の焦点位置に試料１の特定点（本実施形態では中心Ｏ（図３））が一致する位置としてある。検査完了位置Ｐｃとは、試料１の検査が完了する位置であり、本実施形態では照明検出ユニット２０による照明光Ｉ１の焦点位置に試料１の外縁が一致する位置としてある。試料受渡し位置Ｐａとは、検査開始位置Ｐｂへ試料１の移動を開始する位置であり、本実施形態では試料ステージ１１に対してアームＡｍ（図２）により試料１を着脱（ロード及びアンロード）する位置を兼ねている。この試料受渡し位置Ｐａは、照明検出ユニット２０による照明光Ｉ１の焦点位置に試料ステージ１１上の試料１が重ならないように照明光Ｉ１の焦点位置から離れている。

【0019】

・照明検出ユニット
照明検出ユニット２０は、照射光学系２１及び検出光学系２５を含んで構成されている。照射光学系２１は照明光Ｉ１を試料１に照射するユニットであり、照明光源２２、ミラー２３、照射レンズ２４を含んで構成されている。検出光学系２５は試料１で散乱又は反射した検査光Ｉ２を検出するユニットであり、集光レンズ２６、光検出器２７、検出回路２８を含んで構成されている。なお、説明の便宜上、光源から試料に照射される光を照明光Ｉ１、試料で散乱又は反射し検出光学系で検出する光を検査光Ｉ２と表記したが、これらを総称して単に「光」としても良い。

【0020】

より検査感度を上げるためには照明検出ユニット２０は試料１により接近する構成となる（図２）。近年の検査装置への更なる高感度化の要求により、照明検出ユニット２０と試料の距離はより短くなっており、試料ステージ１１が照明検出ユニット２０の直下にあるときの試料ステージ１１と照明検出ユニット２０との間隙ｇは数ｍｍ程度かそれ以下である。そのため、アームＡｍで試料１を移動して間隙ｇに挿し込んで試料ステージ１１に置く構成とすることは困難である。

【0021】

図２において、照射光学系２１は検査開始位置Ｐｂを挟んで試料受渡し位置Ｐａと反対側に設置されており、試料１に対して試料受渡し位置Ｐａと反対側から照明光Ｉ１が斜方照射されるようになっている。試料１のロード及びアンロードの作業スペースを避けて照射光学系２１を配置し、試料受渡し位置Ｐａと検査開始位置Ｐｂとの間の距離を抑えることが理由の１つである。照明光源２２にはシャッタ（不図示）が備わっており、シャッタを開閉することで試料１に照明光Ｉ１（本実施形態ではレーザ光）を照射したり照明光Ｉ１を遮断したりする。シャッタが開くと照明光源２２から出射された照明光Ｉ１が、ミラー２３、照射レンズ２４を介して試料１に照射される。ステージ装置１０に保持されて試料１が回転しながら移動することで、図３に示すように、試料１の中心Ｏから外縁まで螺旋状の軌跡を描いて照明光Ｉ１が照射され、試料１の全表面が検査される。照明光Ｉ１の走査軌跡は、コントローラ４０により回転ステージ１２の回転速度に応じて並進ステージ１３の送り速度を制御することでピッチｐ０（図３）の螺旋を描く。試料１で散乱又は反射した検査光Ｉ２は、集光レンズ２６、光検出器（例えば光電センサ）２７、検出回路２８を介して検出され、検出回路２８からデータ処理回路３１に検出結果が出力される。

【0022】

・データ処理回路
データ処理回路３１では、照明検出ユニット２０による検出結果とコントローラ４０から入力されたＲθ座標からスキャン情報（検査結果）が生成される。データ処理回路３１で生成されるスキャン情報には、異物や傷等の欠陥の位置や大きさ、形状等が含まれる。

【0023】

・ステージ制御回路
ステージ制御回路３２は、ステージ装置１０の動作を制御する回路であり、例えば回転ステージ１２の駆動装置（モータ）を駆動するモータドライバや並進ステージ１３の駆動装置（モータ）を駆動するモータドライバ等で構成されている。コントローラ４０からステージ装置１０の動作についての指令値が入力されると、ステージ制御回路３２によりコントローラ４０からの指令に応じて駆動装置が駆動され、回転ステージ１２や並進ステージ１３が動作する。

【0024】

・移載装置
移載装置３３は、試料ステージ１１に対して試料１を受け渡す装置である。この移載装置３３は多関節型のアームＡｍを含んで構成されている。この移載装置３３は、例えば光学式検査装置１００にセットされたポッド（不図示）から試料１を取り出して試料ステージ１１にロードしたり試料ステージ１１から試料１を取り外してポッドに格納したりする。アームＡｍの先端は図２に示したように２本の爪ＣＬを持つフォーク型（本例ではＵ字型）に形成されており、移載装置３３は２本の爪ＣＬで試料１の外縁部を裏面から支持し、ポッドから試料ステージ１１へ、試料ステージ１１からポッドへ試料１を移載する。

【0025】

－試料ステージ－
図４は試料ステージ１１の回転中心を通る断面図である。同図に示した通り、試料ステージ１１は、外周ステージＯＳ、内周ステージＩＳ、第１流路Ｆ１、第２流路Ｆ２、第３流路Ｆ３を含んで構成されている。

【0026】

・外周ステージ
外周ステージＯＳは、第１吸着面Ｓ１と受圧室Ｃとを有する円盤状の単一の部材である。第１吸着面Ｓ１は試料１の裏面を吸着する上向きの面（外周ステージＯＳの上面）である。本実施形態において外周ステージＯＳの上面には凹部Ｚ１と凸部Ｚ２とが多数（複数）存在しており、多数の凸部Ｚ２の頂部に接する水平面（一点鎖線）が第１吸着面Ｓ１をなす。凹部Ｚ１と凸部Ｚ２の形状は特に限定されない。凹部Ｚ１と凸部Ｚ２の配置は、例えばそれぞれ第１吸着面Ｓ１に均等に分布している。凹部Ｚ１と凸部Ｚ２とを同心円状の繰り返しパターンで形成した構成、例えば円柱状の凹部Ｚ１又は凸部Ｚ２を幾何学的に繰り返し配置した構成等が例示できる。受圧室Ｃは第１吸着面Ｓ１の中央部を窪めて形成した円柱状の部屋である。中央部に受圧室Ｃが形成されていることから第１吸着面Ｓ１はドーナツ型をしている。また、外周ステージＯＳには受圧室Ｃの中心で上下に延びる円柱状のガイドＧ１が備わっている。ガイドＧ１は受圧室Ｃの底面から受圧室Ｃの中腹辺りまで上方に延び、ガイドＧ１の上面と吸着面との間には間隔が確保されている。

【0027】

・内周ステージ
内周ステージＩＳは、第２吸着面Ｓ２を有する円盤状の単一の部材である。外周ステージＯＳ及び内周ステージＩＳは平面視で同心円状に形成されている（つまり吸着面Ｓ１，Ｓ２は同心円状である）。移載装置３３のアームＡｍが持つ２本の爪ＣＬの間隔（内法）に対し、内周ステージＩＳの外径（直径）は小さく、外周ステージＯＳの外径（直径）は大きく設定されている。２本の爪ＣＬの外法は試料１の直径以下であり、本実施形態では外周ステージＯＳの直径以下である。第２吸着面Ｓ２は試料１の裏面を吸着する上向きの面（内周ステージＩＳの上面）である。外周ステージＯＳと同様に内周ステージＩＳの上面にも凹部Ｚ１と凸部Ｚ２とが多数（複数）均等に分布しており、多数の凸部Ｚ２の頂部に接する水平面（一点鎖線）が第２吸着面Ｓ２をなす。内周ステージＩＳは外周ステージＯＳの受圧室Ｃに昇降可能に収容されており、外周ステージＯＳに対して上方に突出可能である。内周ステージＩＳの昇降範囲には、吸着面Ｓ１，Ｓ２が面一になるような外周ステージＯＳに対する高さ位置が含まれており、本例では内周ステージＩＳが下限位置にある状態で吸着面Ｓ１，Ｓ２が面一になる。内周ステージＩＳが上昇した際の吸着面Ｓ１，Ｓ２の高低差はアームＡｍの爪ＣＬの上下方向の厚みよりも大きい。内周ステージＩＳの下部にはガイドＧ２が設けられている。ガイドＧ２は円柱状の凹部であり、外周ステージＯＳのガイドＧ１に被さってガイドＧ１に摺動し、外周ステージＯＳに対する内周ステージＩＳの昇降動作をガイドする。

【0028】

・第１流路
第１流路Ｆ１は、外周ステージＯＳの吸着面Ｓ１から気体（例えば空気）を吸引したり噴射したりして吸着面Ｓ１について試料１を脱着する試料脱着動作用の流路である。この第１流路Ｆ１は外周ステージＯＳの内部に形成されており、一端が第１吸着面Ｓ１に開口し、他端が外周ステージＯＳの下面に開口している。第１吸着面Ｓ１における第１流路Ｆ１の開口は、上述した凹部Ｚ１に開口している。図４では簡略的に図示しているが、第１流路Ｆ１の開口は第１吸着面Ｓ１に複数存在し、これら複数の開口が第２吸着面の中心（つまり試料ステージ１１の回転中心）について回転対称に配置されている。

【0029】

・第２流路
第２流路Ｆ２は、内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２から気体（例えば空気）を吸引したり噴射したりして吸着面Ｓ２について試料１を脱着する試料脱着動作用の流路である。この第２流路Ｆ２は外周ステージＯＳ及び内周ステージＩＳに形成されており、本実施形態においては、外周ステージＯＳの中心（つまりガイドＧ１の中心）を上下に通る流路と、内周ステージＩＳの中心を上下に通る流路とを含んで構成されている。第２流路Ｆ２の一端は第２吸着面Ｓ２の中心に開口しており、他端は外周ステージＯＳの下面に開口している。第２吸着面Ｓ２における第２流路Ｆ２の開口は、上述した凹部Ｚ１に開口している。また、図４では簡略的に図示しているが、第２流路Ｆ２の開口は第２吸着面Ｓ２に少なくとも１つ存在し、少なくとも１つの開口が第２吸着面の中心（つまり試料ステージ１１の回転中心）について回転対称に配置されている。本実施形態では、試料ステージ１１の回転中心に１か所だけ第２流路Ｆ２が開口した構成を例示している。

【0030】

・第３流路
第３流路Ｆ３は、受圧室Ｃに対して気体（例えば空気）を吸排して外周ステージＯＳに対して内周ステージＩＳを昇降させる内周ステージ昇降駆動用の流路である。第３流路Ｆ３は外周ステージＯＳに形成されており、一端が受圧室Ｃの底面に開口し、他端が外周ステージＯＳの下面に開口している。

【0031】

内周ステージＩＳの直径について補足する。まず外周ステージＯＳの直径は光学式検査装置１００の検査対象である試料１の直径に合わせてある。但し、試料１のノッチ検出のために試料１の外縁が試料ステージ１１の外側に若干（例えば１ｍｍ程度）突き出す必要がある。これに加えて移載装置３３による試料ステージ１１上への試料１の設置誤差（例えば最大０．５ｍｍ程度）を考慮して、実際には半径２ｍｍ程度試料１に対して外周ステージＯＳは小さく設定してある。

【0032】

ここで、試料１の直径を３００ｍｍ、走査中の回転ステージ１２は数千ｒｐｍで回転する。試料１の反りが大きく内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２でしか吸着されておらず、また試料ステージ１１に対して試料１が０．５ｍｍ偏心した状況を想定する。この場合に最高回転数で回転する試料ステージ１１を緊急停止させた場合に試料１にかかる慣性力を支持するためには、本願発明者が解析したところ、安全率も適宜考慮に入れると内周ステージＩＳは１００ｍｍ程度の直径を必要とする。試料１の大きさに伴って試料ステージ１１の直径が変わっても比例計算が適用できることから、内周ステージＩＳの直径の下限は外周ステージＯＳの直径の１／３程度が好ましい。内周ステージＩＳの直径の上限については、試料１の裏面をアームＡｍで支持することを考慮すると、外周ステージＯＳの直径からアームＡｍの２本の爪ＣＬの幅の合計を差し引いた値が適当である。

【0033】

－空圧システム－
図５は本実施形態の光学式検査装置に備わった空圧システムの空圧回路図である。光学式検査装置１００には、試料ステージ１１駆動する試料脱着動作用の空圧システムが備わっている。同図に示した空圧システムは、送気ポンプＰ１、吸気ポンプＰ２、排気ポートＥＰ、第１配管系統ＰＳ１、第２配管系統ＰＳ２、第３配管系統ＰＳ３、及び制御弁群を含んで構成されている。制御弁群は、方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ３１，Ｖ４１，Ｖ５１、遮断弁Ｖ１３，Ｖ２３，Ｖ３３，Ｖ４３、及び流量調整弁Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ３５，Ｖ３６，Ｖ４５を含んで構成されている。

【0034】

・ポンプ等
送気ポンプＰ１は、接続相手に気体を供給して加圧する流体機械（例えばコンプレッサ）である。吸気ポンプＰ２は、接続相手から気体を吸引して減圧する流体機械（例えば真空ポンプ）である。排気ポートＥＰは端部が大気中に開口した配管（例えばホース等の管材、配管接手）である。

【0035】

・配管系統
第１配管系統ＰＳ１は試料ステージ１１の第１流路Ｆ１に、第２配管系統ＰＳ２は第２流路Ｆ２に、第３配管系統ＰＳ３は第３流路Ｆ３に、それぞれ独立して接続している。以下に配管系統ＰＳ１－ＰＳ３について順次詳細を説明する。

【0036】

第１配管系統ＰＳ１は第１吸着面Ｓ１の試料脱着動作用の気体流路であり、複数の配管（例えばホース）を接続して構成され、吸気ポンプＰ２及び排気ポートＥＰと試料ステージ１１の第１流路Ｆ１とを接続している。この配管系統ＰＳ１を流れる気体の流通方向や流量を制御することで第１吸着面Ｓ１による試料１の脱着動作が行われる。配管系統ＰＳ１は、配管ｆ１１－ｆ１６を含んで構成されている。配管ｆ１１は一端が第１流路Ｆ１に接続し、他端が方向切換弁Ｖ４１を介して配管ｆ１２，ｆ４１の一端に接続している。配管ｆ１２は一端が方向切換弁Ｖ４１に接続し、他端が方向切換弁Ｖ１１を介して配管ｆ１３，ｆ１４に接続している。配管ｆ１３は一端が方向切換弁Ｖ１１に接続し、他端が吸気ポンプＰ２に接続している。配管ｆ１４は一端が方向切換弁Ｖ１１に接続し、他端が方向切換弁Ｖ１２を介して配管ｆ１５，ｆ１６に接続している。配管ｆ１５は一端が方向切換弁Ｖ１２に接続し、他端が吸気ポンプＰ２に接続している。配管ｆ１６は一端が方向切換弁Ｖ１２に接続し、他端が排気ポートＥＰに接続している。なお、配管ｆ４１は一端が方向切換弁Ｖ４１に接続し、他端が送気ポンプＰ１に接続している。

【0037】

第２配管系統ＰＳ２は第２吸着面Ｓ２の試料脱着動作用の気体流路であり、複数の配管（例えばホース）を接続して構成され、吸気ポンプＰ２及び排気ポートＥＰと試料ステージ１１の第２流路Ｆ２とを接続している。この配管系統ＰＳ２を流れる気体の流通方向や流量を制御することで第２吸着面Ｓ２による試料１の脱着動作が行われる。配管系統ＰＳ２は、配管ｆ２１－ｆ２５を含んで構成されている。配管ｆ２１は一端が第２流路Ｆ２に接続し、他端が方向切換弁Ｖ２１を介して配管ｆ２２，ｆ２３に接続している。配管ｆ２２は一端が方向切換弁Ｖ２１に接続し、他端が吸気ポンプＰ２に接続している。配管ｆ２３は一端が方向切換弁Ｖ２１に接続し、他端が方向切換弁Ｖ２２を介して配管ｆ２４，ｆ２５に接続している。配管ｆ２４は一端が方向切換弁Ｖ２２に接続し、他端が吸気ポンプＰ２に接続している。配管ｆ２５は一端が方向切換弁Ｖ２２に接続し、他端が排気ポートＥＰに接続している。

【0038】

第３配管系統ＰＳ３は内周ステージＩＳの昇降駆動用の気体流路であり、複数の配管（例えばホース）を接続して構成され、送気ポンプＰ１及び吸気ポンプＰ２と試料ステージ１１の第３流路Ｆ３とを接続している。この配管系統ＰＳ３を流れる気体の流通方向や流量を制御することで外周ステージＯＳに対して内周ステージＩＳが昇降する。配管系統ＰＳ３は、配管ｆ３１－ｆ３４を含んで構成されている。配管ｆ３１は一端が第３流路Ｆ３に接続し、他端が方向切換弁Ｖ３１を介して配管ｆ３２，ｆ３３に接続している。配管ｆ３２は一端が方向切換弁Ｖ３１に接続し、他端が送気ポンプＰ１に接続している。配管ｆ３３は一端が方向切換弁Ｖ３１に接続し、他端が方向切換弁Ｖ５１を介して配管ｆ３４，ｆ５１に接続している。配管ｆ３４は一端が方向切換弁Ｖ５１に接続し、他端が吸気ポンプＰ２に接続している。配管ｆ５１は一端が方向切換弁Ｖ５１に接続し、他端が排気ポートＥＰに接続している。

【0039】

なお、配管系統ＰＳ１－ＰＳ３の配管ｆ１１，ｆ２１，ｆ３１は例えばスイベルジョイント（不図示）を介して試料ステージ１１の流路Ｆ１－Ｆ３にそれぞれ接続されており、これにより回転ステージ１２による試料ステージ１１の回転運動が許容される。また、光学式検査装置１００には圧力センサＸ１－Ｘ３が備わっている。圧力センサＸ１は主として第１流路Ｆ１の圧力を検出する役割を果たし、本実施形態では配管ｆ１１に設けてある。圧力センサＸ２は主として第２流路Ｆ２の圧力を検出する役割を果たし、本実施形態では配管ｆ２１に設けてある。圧力センサＸ３は主として第３流路Ｆ３（受圧室Ｃ）の圧力を検出する役割を果たし、本実施形態では送気ポンプＰ１の吐出配管に設けてある。

【0040】

・制御弁群
制御弁群は、配管系統ＰＳ１－ＰＳ３を流れる気体を制御する複数の制御弁である。前述した通り、制御弁群には、方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ３１，Ｖ４１，Ｖ５１、遮断弁Ｖ１３，Ｖ２３，Ｖ３３，Ｖ４３、及び流量調整弁Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ３５，Ｖ３６，Ｖ４５が含まれている。遮断弁Ｖ１３，Ｖ２３，Ｖ３３，Ｖ４３は電磁駆動式の遮断弁でそれぞれ配管ｆ１６，ｆ２５，ｆ３２，ｆ４１に設けられており、配管ｆ１６，ｆ２５，ｆ３２，ｆ４１の流路を開通又は遮断する。流量調整弁Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ３６はそれぞれ吸気ポンプＰ２に繋がる配管ｆ１３，ｆ１５，ｆ２２，ｆ２４，ｆ３４に設けられており、配管ｆ１３，ｆ１５，ｆ２２，ｆ２４，ｆ３４を流れる気体の流量を調整する。本例では、流量調整弁Ｖ１５，Ｖ２５による設定流量に比べて流量調整弁Ｖ１６，Ｖ２６，Ｖ３６による設定流量が小さくしてある。流量調整弁Ｖ３５，Ｖ４５はそれぞれ送気ポンプＰ１に繋がる配管ｆ３２，ｆ４１に設けられており、配管ｆ３２，ｆ４１を流れる気体の流量を調整する。本例では、流量調整弁Ｖ３５による設定流量に比べて流量調整弁Ｖ４５による設定流量が小さくしてある。

【0041】

方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ３１，Ｖ４１，Ｖ５１は電磁駆動式の２位置切換弁であり、役割で５つに大別できる。

【0042】

第１方向切換弁は、吸気ポンプＰ２と排気ポートＥＰとで試料ステージ１１の第１流路Ｆ１の接続相手を切り換える役割を果たす。本実施形態では第１配管系統ＳＰ１に設けられた方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２が第１方向切換弁に該当する。方向切換弁Ｖ１１は、配管ｆ１１を介して第１流路Ｆ１に繋がる配管ｆ１２の接続相手を、吸気ポンプＰ２に繋がる配管ｆ１３と、配管ｆ１６を介して排気ポートＥＰに繋がる配管ｆ１４とのいずれかに切り換える。方向切換弁Ｖ１２は、配管ｆ１１，ｆ１２を介して第１流路Ｆ１に繋がる配管ｆ１４の接続相手を、吸気ポンプＰ２に繋がる配管ｆ１５と、排気ポートＥＰに繋がる配管ｆ１６とのいずれかに切り換える。方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２を複合的に操作することで、吸気ポンプＰ２を第１流路Ｆ１に対して流量調整弁Ｖ１５を経由して接続するか流量調整弁Ｖ１６を経由して接続するかを切り換えることができる。上記の通り流量調整弁Ｖ１５，Ｖ１６は設定流量が異なっている。第１方向切換弁として複数の方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２を採用した理由は、第１流路Ｆ１を減圧する気体流量の大小を切り換える構成とすることである。気体流量の切り換えが不要な場合、或いは流量制御機能を備えた比例式の方向切換弁を採用する場合には、第１方向切換弁は単一の方向切換弁で構成することもできる。

【0043】

第２方向切換弁は、吸気ポンプＰ２と排気ポートＥＰとで試料ステージ１１の第２流路Ｆ２の接続相手を切り換える役割を果たす。本実施形態では第２配管系統ＳＰ２に設けられた方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２が第２方向切換弁に該当する。方向切換弁Ｖ２１は、第２流路Ｆ２に繋がる配管ｆ２１の接続相手を、吸気ポンプＰ２に繋がる配管ｆ２２と、配管ｆ２５を介して排気ポートＥＰに繋がる配管ｆ２３とのいずれかに切り換える。方向切換弁Ｖ２２は、配管ｆ２１を介して第２流路Ｆ２に繋がる配管ｆ２３の接続相手を、吸気ポンプＰ２に繋がる配管ｆ２４と、排気ポートＥＰに繋がる配管ｆ２５とのいずれかに切り換える。第１方向切換弁と同様、方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２を複合的に操作することで、吸気ポンプＰ２を第２流路Ｆ２に対して流量調整弁Ｖ２５を経由して接続するか流量調整弁Ｖ２６を経由して接続するかを切り換えることができる。流量調整弁Ｖ２５，Ｖ２６は設定流量が異なる。第２方向切換弁として複数の方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２を採用した理由は、第２流路Ｆ２を減圧する気体流量の大小を切り換える構成とすることである。気体流量の切り換えが不要な場合、或いは流量制御機能を備えた比例式の方向切換弁を採用する場合には、第２方向切換弁は単一の方向切換弁で構成することもできる。

【0044】

第３方向切換弁は、送気ポンプＰ１と吸気ポンプＰ２とで試料ステージ１１の第３流路Ｆ３の接続相手を切り換える役割を果たす。本実施形態では第３配管系統ＳＰ３に設けられた方向切換弁Ｖ３１が第３方向切換弁に該当する。方向切換弁Ｖ３１は、第３流路Ｆ３に繋がる配管ｆ３１の接続相手を、送気ポンプＰ１に繋がる配管ｆ３２と、配管ｆ５１を介して排気ポートＥＰに繋がる配管ｆ３３とのいずれかに切り換える。

【0045】

第４の方向切換弁は、吸気ポンプＰ２と送気ポンプＰ１とで試料ステージ１１の第１流路Ｆ１の接続相手を切り換える役割を果たす。本実施形態では方向切換弁Ｖ４１が第４の方向切換弁に該当する。方向切換弁Ｖ４１は、第１流路Ｆ１に繋がる配管ｆ１１の接続相手を、配管ｆ１３を介して送気ポンプＰ１に繋がる配管ｆ１２と、送気ポンプＰ１に繋がる配管ｆ４１とのいずれかに切り換える。

【0046】

第５の方向切換弁は、吸気ポンプＰ２と排気ポートＥＰとで試料ステージ１１の第３流路Ｆ３の接続先を切り換える役割を果たす。本実施形態では方向切換弁Ｖ５１が第５の方向切換弁に該当する。方向切換弁Ｖ５１は、配管ｆ３１を介して第３流路Ｆ３に繋がる配管ｆ３３の接続先を、吸気ポンプＰ２に繋がる配管ｆ５１と、排気ポートＥＰに繋がる配管ｆ５１とのいずれかに切り換える。

【0047】

－コントローラ－
図６はコントローラ４０のハードウェア構成の模式図である。コントローラ４０は、ステージ装置１０（試料ステージ１１（空圧システム）、回転ステージ１２、並進ステージ１３）、照明検出ユニット２０、移載装置３３等の動作を制御するコンピュータである。このコントローラ４０は、入力インターフェース４１、ＲＯＭ（例えばＥＰＲＯＭ）４２、ＲＡＭ４３、ＣＰＵ４４、タイマー４５、及び出力インターフェース４６等を含んで構成されている。

【0048】

入力インターフェース４１には、回転ステージ１２や並進ステージ１３のエンコーダやセンサＳ、圧力センサＸ１－Ｘ３からの信号、オペレータの操作に応じてキーボード等の入力装置（不図示）から入力される検査条件が入力される。検査条件としては、例えば試料１の種類や大きさ、形状、材質等が含まれる。ＲＯＭ４２は、欠陥検査に必要な演算式やプログラム、データを格納している。ＲＡＭ４３は、演算途中の数値や入力装置から入力した検査条件等の情報等を記憶する。出力インターフェース４６は、ＣＰＵ４４の指令に応じてステージ装置１０（ステージ制御回路３２、空圧システム）や照明検出ユニット２０、移載装置３３への指令信号を出力する。

【0049】

ＣＰＵ４４は、ＲＯＭ４２からロードしたプログラムに従って、入力インターフェース４１を介して入力された情報に基づいて所定の処理を実行する。例えば検査条件や試料ステージ１１のＲθ座標等を基にＣＰＵ４４からステージ装置１０や照明検出ユニット２０に指令値が出力され、回転ステージ１２、並進ステージ１３及び照明検出ユニット２０が駆動されて試料１が走査される。また、試料１のロード及びアンロードの際には、プログラムに従って圧力センサＸ１－Ｘ３等の信号に基づいてＣＰＵ４４からステージ制御回路３２や移載装置３３に指令値が出力される。ステージ制御回路３２を介してコントローラにより空圧システムが駆動され、コントローラ４０により移載装置３３が駆動されることにより、試料ステージ１１に対して試料１が脱着される。

【0050】

－試料脱着動作－
図７はコントローラによる光学式検査装置の主に試料脱着動作に関する制御手順を表すフローチャートである。以下の制御は、ＣＰＵ４４から空圧システム（制御弁群、送気ポンプＰ１及び吸気ポンプＰ２）及び移載装置３３に指令信号が出力されることで実行される。以下の手順のうちステップＳ１１－Ｓ１７が、試料搬入手順、内周ステージ上昇手順、試料設置手順、内周ステージ下降手順、試料吸着手順を含む試料ロード手順である。また、ステップＳ２１－Ｓ２４が、試料吸着解除手順、内周ステージ上昇手順、内周ステージ上昇手順、試料搬出手順を含む試料アンロード手順である。

【0051】

・ステップＳ１１（試料搬入手順）
コントローラ４０は、まず試料受渡し位置Ｐａで待機させた試料ステージ１１に対し、移載装置３３に指令してアームＡｍにより例えばポッドから取り出した試料１を試料ステージ１１の上方に移動させる。ポッドとは試料１を格納するケースである。試料１を格納したポッドを光学式検査装置１００の所定の部位に装着し、ポッドを開閉して光学式検査装置１００に対して試料１を出し入れする。ポッドから試料受渡し位置Ｐａまでの試料移動経路にはプリアライナ（不図示）があることがあり、移載装置３３によりプリアライナから試料受渡し位置Ｐａの試料ステージ１１の上方に試料１が移動される場合もある。

【0052】

この間、第１配管系統ＰＳ１については、方向切換弁Ｖ４１を図５中の左側のポジションに、方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２を同図中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ１３を開放位置に切り換え、試料ステージ１１の第１流路Ｆ１を排気ポートＥＰに接続する。第２配管系統ＰＳ２については、方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２を同図中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ２３を開放位置に切り換え、試料ステージ１１の第２流路Ｆ２も排気ポートＥＰに接続する。また、第３配管系統ＰＳ３については、方向切換弁Ｖ３１を同図中の左側のポジションに、方向切換弁Ｖ５１を同図中の右側のポジションに切り換え、試料ステージ１１の第３流路Ｆ３も排気ポートＥＰに接続する。遮断弁Ｖ３３，Ｖ４３は遮断位置に切り換える。この状態において試料ステージ１１の流路Ｆ１－Ｆ３に気流は生じず、これら流路は大気圧になって試料ステージ１１の吸着面Ｓ１，Ｓ２は面一となる。

【0053】

・ステップＳ１２（内周ステージ上昇手順）
試料ステージ１１の上方に試料１を移動させたら、コントローラ４０は送気ポンプＰ１及び吸気ポンプＰ２の運転を開始し、制御弁群に指令して外周ステージＯＳに対し内周ステージＩＳを上昇させる（図８参照）。この手順は試料１を試料ステージ１１の上方に移動させるのと並行して実行しても良い。内周ステージＩＳを上昇させる場合、第３配管系統ＰＳ３の遮断弁Ｖ３３を開放し、方向切換弁Ｖ３１を図５中の右側のポジションに切り換えて大流量の流量調整弁Ｖ３５を介して試料ステージ１１の第３流路Ｆ３と送気ポンプＰ１とを接続する。これにより受圧室Ｃが加圧され外周ステージＯＳに対して内周ステージＩＳが速やかに上昇する。

【0054】

この間、第１配管系統ＰＳ１については、方向切換弁Ｖ４１を図５中の左側のポジションに、方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２を同図中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ１３を開放位置に切り換え、試料ステージ１１の第１流路Ｆ１を排気ポートＥＰに接続する。第２配管系統ＰＳ２については、方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２を同図中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ２３を開放位置に切り換え、試料ステージ１１の第２流路Ｆ２も排気ポートＥＰに接続する。遮断弁Ｖ４３は遮断位置に切り換える。この状態において試料ステージ１１の流路Ｆ１，Ｆ２に気流は生じず、これら流路は大気圧のままで試料ステージ１１の吸着面Ｓ１，Ｓ２にはまだ吸引力は生じない。方向切換弁Ｖ５１のポジションはいずれでも良いが、ここでは図５中の右側のポジションに切り換え、排気ポートＥＰに接続することで配管ｆ３３，ｆ５１を大気圧にする。

【0055】

・ステップＳ１３
内周ステージＩＳの上昇を開始したら、コントローラ４０は、内周ステージＩＳが上位置（例えば内周ステージＩＳの昇降範囲の上限）に到達したかを判定する。コントローラ４０は、例えばセンサＳで測定された試料ステージ１１の高さで内周ステージＩＳが上位置に到達したかを判定することができる。また、内周ステージＩＳの上昇に伴う受圧室Ｃの容積増加が止まって圧力センサＸ３の測定圧力が設定値を超えた場合に、内周ステージＩＳが上位置に到達したことを判定することもできる。コントローラ４０は、内周ステージＩＳが上位置に到達するまでステップＳ１２の手順を継続し、内周ステージＩＳが上位置に到達したら次のステップに手順を移す。

【0056】

・ステップＳ１４（試料設置手順）
内周ステージＩＳが上位置まで上昇したら、コントローラ４０は、移載装置３３に指令してアームＡｍを下ろし、試料ステージ１１の回転中心に中心が一致するように内周ステージＩＳに試料１を載せ、内周ステージＩＳに試料１を設置する（図９参照）。この手順において、第３配管系統ＰＳ３については、引き続き試料ステージ１１の第３流路Ｆ３と送気ポンプＰ１とを接続して内周ステージＩＳを上位置で維持する。また、第２配管系統ＰＳ２については、方向切換弁Ｖ２１を図５中の左側のポジションに切り換え、設定流量が大きな方の流量調整弁Ｖ２５を介して試料ステージ１１の第２流路Ｆ２を吸気ポンプＰ２に接続する。これにより内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２に吸引力が発生し、吸着面Ｓ２に試料１が吸着されて固定される。

【0057】

この間、第１配管系統ＰＳ１については、方向切換弁Ｖ４１を図５中の左側のポジションに、方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２を同図中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ１３を開放位置に切り換え、試料ステージ１１の第１流路Ｆ１を排気ポートＥＰに接続する。このように、第１流路Ｆ１を排気ポートＥＰに、第２流路Ｆ２を吸気ポンプＰ２に、第３流路Ｆ３を送気ポンプＰ１に接続し、外周ステージＯＳから上方に突出した内周ステージＩＳに試料１を置いて内周ステージＩＳで試料１を吸着する。

【0058】

なお、方向切換弁Ｖ２２、遮断弁Ｖ２３のポジションはいずれでも良いが、ここでは方向切換弁Ｖ２２を図５中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ２３を開放位置に切り換え、排気ポートＥＰに接続することで配管ｆ２３，ｆ２５の内圧を大気圧にする。遮断弁Ｖ３３，Ｖ４３もいずれでも良いが、ここでは遮断位置に切り換えて遮断弁Ｖ３３，Ｖ４３の下流側の配管が加圧されないようにする。

【0059】

・ステップＳ１５（内周ステージ下降手順）
内周ステージＩＳに試料１を設置したら、コントローラ４０は、第３流路Ｆ３を吸気ポンプＰ２に接続するように制御弁群に指令し、内周ステージＩＳを下降させて外周ステージＯＳに収容する（図１０参照）。内周ステージＩＳを下降させる場合、第３配管系統ＰＳ３の方向切換弁Ｖ３１，Ｖ５１を図５中の左側のポジションに切り換え、小流量の流量調整弁Ｖ３６を介して試料ステージ１１の第３流路Ｆ３と吸気ポンプＰ２とを接続する。これにより受圧室Ｃが緩やかに減圧され外周ステージＯＳに対して内周ステージＩＳが下降する。

【0060】

この間、第１配管系統ＰＳ１については、方向切換弁Ｖ４１，Ｖ１２を図５中の左側のポジションに、方向切換弁Ｖ１１を同図中の右側のポジションに切り換え、小流量の流量調整弁Ｖ１６を介して試料ステージ１１の第１流路Ｆ１を吸気ポンプＰ２に接続する。これにより、この内周ステージ下降手順において第１吸着面Ｓ１とこれに接近する試料１との間から第１流路Ｆ１に雰囲気が吸気される。第２配管系統ＰＳ２については、方向切換弁Ｖ２１を図５中の右側のポジションに、方向切換弁Ｖ２２を同図中の左側のポジションに切り換え、小流量の流量調整弁Ｖ２６を介して試料ステージ１１の第２流路Ｆ２を吸気ポンプＰ２に接続する。これにより内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２により試料１に作用する吸着力が緩和される。

【0061】

なお、遮断弁Ｖ１３，Ｖ２３のポジションはいずれでも良いが、ここでは開放に切り換え、排気ポートＥＰに接続することで配管ｆ１６，ｆ２５を大気圧にする。遮断弁Ｖ３３，Ｖ４３のポジションはいずれでも良いが、ここでは遮断位置に切り換えて遮断弁Ｖ３３，Ｖ４３の下流側の配管が加圧されないようにする。

【0062】

・ステップＳ１６
内周ステージＩＳの上昇を開始したら、コントローラ４０は、内周ステージＩＳが下位置（例えば内周ステージＩＳの昇降範囲の下限）に到達して吸着面Ｓ１，Ｓ２が面一になったかを判定する。コントローラ４０は、例えばセンサＳで測定された試料ステージ１１の高さで内周ステージＩＳが下位置に到達したかを判定することができる。また、内周ステージＩＳの下降に伴う受圧室Ｃの容積減少が止まって圧力センサＸ１の測定圧力が設定値を下回った場合に、内周ステージＩＳが下位置に到達したことを判定することもできる。コントローラ４０は、内周ステージＩＳが下位置に到達するまでステップＳ１５の手順を継続し、内周ステージＩＳが下位置に到達したら次のステップに手順を移す。

【0063】

・ステップＳ１７（試料吸着手順）
内周ステージＩＳが下位置に到達したら、コントローラ４０は流路Ｆ１，Ｆ２を吸気ポンプＰ２に接続するように制御弁群に指令し、吸着面Ｓ１，Ｓ２で試料１を吸着し保持する。

【0064】

本実施形態では、第１配管系統ＰＳ１について、方向切換弁Ｖ４１，Ｖ１１を図５中の左側のポジションに切り換え、大流量の流量調整弁Ｖ１５を介して試料ステージ１１の第１流路Ｆ１を吸気ポンプＰ２に接続する。これにより外周ステージＯＳの吸着面Ｓ１に強い吸引力が発生し、吸着面Ｓ１で試料１が確りと吸着されて固定される。この間、方向切換弁Ｖ１２及び遮断弁Ｖ１３のポジションはいずれでも良いが、ここでは方向切換弁Ｖ１２を図５中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ１３を開放位置に切り換え、排気ポートＥＰに接続することで配管ｆ１４，ｆ１６の内圧を大気圧にする。

【0065】

同時に、第２配管系統ＰＳ２については、引き続き方向切換弁Ｖ２１を図５中の右側のポジションに、方向切換弁Ｖ２２を同図中の左側のポジションに切り換え、小流量の流量調整弁Ｖ２６を介して試料ステージ１１の第２流路Ｆ２を吸気ポンプＰ２に接続する。これにより内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２も吸着面Ｓ１と協働して試料１を吸着し固定する。遮断弁Ｖ２３のポジションはいずれでも良いが、ここでは開放位置に切り換えて排気ポートＥＰに接続することで配管ｆ２５の内圧を大気圧にする。

【0066】

第３配管系統ＰＳ３については、引き続き方向切換弁Ｖ３１，Ｖ５１を図５中の左側のポジションに切り換え、小流量の流量調整弁Ｖ３６を介して試料ステージ１１の第３流路Ｆ３と吸気ポンプＰ２とを接続する。これにより内周ステージＩＳの浮き上がりを防止し、内周ステージＩＳを安定に固定する。

【0067】

なお、遮断弁Ｖ３３，Ｖ４３のポジションはいずれでも良いが、ここでは遮断位置に切り換えて遮断弁Ｖ３３，Ｖ４３の下流側の配管が加圧されないようにする。

【0068】

・ステップＳ２０（試料走査手順）
吸着面Ｓ１，Ｓ２で試料１を吸着保持したら、コントローラ４０は、並進ステージ１３を駆動してステージ装置１０を試料受渡し位置Ｐａから検査開始位置Ｐｂに移動し、試料１の走査を実行する。試料１の走査に当たっては、回転ステージ１２及び並進ステージ１３を駆動して試料１をθ方向に回転させつつ検査完了位置Ｐｃに向けてＲ方向に送りをかけ、照明光Ｉ１で試料１の検査面の全面に螺旋状に照射し、試料１で散乱又は反射した検査光Ｉ２を検出する。このＲθ方式の走査方式には、代表的には、ＣＡＶ（Constant Angular Velocity）走査とＣＬＶ（Constant Linear Velocity）走査がある。ＣＡＶ走査とは、走査中の回転ステージ１２の回転速度（角速度）を一定とする走査方式をいう。ＣＬＶ走査とは、線速度（走査速度）を一定とする走査方式をいう。ステージ装置１０が検査完了位置Ｐｃに到着して走査が完了したら、コントローラ４０は回転ステージ１２を停止させつつ並進ステージ１３を駆動してステージ装置１０を試料受渡し位置Ｐａに移動する。

【0069】

なお、走査の間、第１配管系統ＰＳ１については、引き続き方向切換弁Ｖ４１，Ｖ１１を図５中の左側のポジションに切り換え、大流量の流量調整弁Ｖ１５を介して試料ステージ１１の第１流路Ｆ１を吸気ポンプＰ２に接続する。これにより回転ステージ１２の高速回転中も外周ステージＯＳの吸着面Ｓ１で確りと試料１が保持される。この間、方向切換弁Ｖ１２及び遮断弁Ｖ１３のポジションはいずれでも良いが、ここでは方向切換弁Ｖ１２を図５中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ１３を開放位置に切り換え、排気ポートＥＰに接続することで配管ｆ１４，ｆ１６の内圧を大気圧にする。

【0070】

同時に、第２配管系統ＰＳ２については、方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２を図５中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ２３を遮断位置に切り換え、試料ステージ１１の第２流路Ｆ２を保持圧に保つ。これにより試料１の中央部に必要以上の外力を与えることなく、引き続き内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２も吸着面Ｓ１と協働して試料１を保持する。

【0071】

第３配管系統ＰＳ３については、方向切換弁Ｖ３１を図５中の左側のポジションに、方向切換弁Ｖ５１を右側のポジションに切り換え、試料ステージ１１の第３流路Ｆ３と排気ポートＥＰとを接続する。これにより試料１の中央部への不要な外力の作用を抑制できる。遮断弁Ｖ３３，Ｖ４３のポジションはいずれでも良いが、ここでは遮断位置に切り換えて遮断弁Ｖ３３，Ｖ４３の下流側の配管が加圧されないようにする。

【0072】

・ステップＳ２１（試料吸着解除手順）
試料受渡し位置Ｐａに試料１が到着したら、コントローラ４０は第１流路Ｆ１を送気ポンプＰ１に接続するように制御弁群に指令し、第１吸着面Ｓ１及び試料１の間に送気して吸着面Ｓ１から試料１を剥離する。吸着面Ｓ１から試料１を剥離するためには、方向切換弁Ｖ４１を図５中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ４３を開放位置に切り換え、小流量の流量調整弁Ｖ４５を介して試料ステージ１１の第１流路Ｆ１を送気ポンプＰ１に接続する。小流量に絞られた気体が第１吸着面Ｓ１及び試料１の間に送り込まれ、後続の内周ステージ上昇手順の際に吸着面Ｓ１から試料１が円滑に剥離して持ち上がる。この間、方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２及び遮断弁Ｖ１３のポジションはいずれでも良いが、ここでは方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２を図５中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ１３を開放位置に切り換え、排気ポートＥＰに接続する。これにより配管ｆ１２，ｆ１４，ｆ１６の内圧を大気圧にする。

【0073】

この間、第２配管系統ＰＳ２については、引き続き方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２を図５中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ２３を遮断位置に切り換え、試料ステージ１１の第２流路Ｆ２を保持圧に保つ。これにより試料１の中央部に必要以上の外力を与えることなく、引き続き内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２で試料１を保持する。

【0074】

第３配管系統ＰＳ３については、方向切換弁Ｖ３１を図５中の左側のポジションに、方向切換弁Ｖ５１を右側のポジションに切り換え、試料ステージ１１の第３流路Ｆ３と排気ポートＥＰとを接続する。これにより内周ステージＩＳには自重を除く外力の作用が解除され、外周ステージＯＳに対して内周ステージＩＳはフリーな状態となる。遮断弁Ｖ３３，Ｖ４３のポジションはいずれでも良いが、ここでは遮断位置に切り換えて遮断弁Ｖ３３，Ｖ４３の下流側の配管が加圧されないようにする。

【0075】

・ステップＳ２２（内周ステージ上昇手順）
試料吸着解除手順の実行後、コントローラ４０は第３流路Ｆ３を送気ポンプＰ１に接続するように制御弁群に指令し、内周ステージＩＳを上昇させて外周ステージＯＳから突出させる。内周ステージＩＳを上昇させる場合、第３配管系統ＰＳ３の遮断弁Ｖ３３を開放し、方向切換弁Ｖ３１を図５中の右側のポジションに切り換えて大流量の流量調整弁Ｖ３５を介して試料ステージ１１の第３流路Ｆ３と送気ポンプＰ１とを接続する。これにより受圧室Ｃが加圧され外周ステージＯＳに対して内周ステージＩＳが速やかに上昇する。

【0076】

この間、第１配管系統ＰＳ１については、方向切換弁Ｖ４１を図５中の左側のポジションに、方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２を同図中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ１３を開放位置に切り換え、試料ステージ１１の第１流路Ｆ１を排気ポートＥＰに接続する。第２配管系統ＰＳ２については、引き続き方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２を図５中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ２３を遮断位置に切り換え、試料ステージ１１の第２流路Ｆ２を保持圧に保つ。これにより試料１の中央部に必要以上の外力を与えることなく、内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２で試料１が保持された状態が保たれる。方向切換弁Ｖ５１のポジションはいずれでも良いが、ここでは図５中の右側のポジションに切り換え、排気ポートＥＰに接続することで配管ｆ３３，ｆ５１を大気圧にする。遮断弁Ｖ４３のポジションもいずれでも良いが、ここでは遮断位置に切り換えて遮断弁Ｖ４３の下流側の配管が加圧されないようにする。

【0077】

・ステップＳ２３
内周ステージＩＳの上昇を開始したら、コントローラ４０は、内周ステージＩＳが上位置（例えば内周ステージＩＳの昇降範囲の上限）に到達したかを判定する。コントローラ４０は、例えばセンサＳで測定された試料ステージ１１の高さで内周ステージＩＳが上位置に到達したかを判定することができる。また、内周ステージＩＳの上昇に伴う受圧室Ｃの容積増加が止まって圧力センサＸ３の測定圧力が設定値を超えた場合に、内周ステージＩＳが上位置に到達したことを判定することもできる。コントローラ４０は、内周ステージＩＳが上位置に到達するまでステップＳ２２の手順を継続し、内周ステージＩＳが上位置に到達したら次のステップに手順を移す。

【0078】

・ステップＳ２４（試料搬出手順）
内周ステージＩＳが上位置まで上昇したら、コントローラ４０は内周ステージＩＳにより第１吸着面Ｓ１から持ち上げられた試料１と吸着面Ｓ１との間にアームＡｍの爪ＣＬを差し込んで内周ステージＩＳから試料１を持ち上げるように移載装置３３に指令する。

【0079】

この間、第１配管系統ＰＳ１については、引き続き方向切換弁Ｖ４１を図５中の左側のポジションに、方向切換弁Ｖ１１，Ｖ１２を同図中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ１３を開放位置に切り換え、試料ステージ１１の第１流路Ｆ１を排気ポートＥＰに接続する。第２配管系統ＰＳ２については、方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２を同図中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ２３を開放位置に切り換え、試料ステージ１１の第２流路Ｆ２を排気ポートＥＰに接続する。これにより第２吸着面Ｓ２の吸着も解除され、試料１の拘束が解かれる。また、第３配管系統ＰＳ３については、引き続き遮断弁Ｖ３３を開放し、方向切換弁Ｖ３１を図５中の右側のポジションに切り換えて内周ステージＩＳを上位置に保つ。遮断弁Ｖ４３のポジションはいずれでも良いが、ここでは遮断位置に切り換えて遮断弁Ｖ４３の下流側の配管が加圧されないようにする。方向切換弁Ｖ５１のポジションもいずれでも良いが、ここでは図５中の右側のポジションに切り換え、排気ポートＥＰに接続することで配管ｆ３３，ｆ５１を大気圧にする。

【0080】

その後、コントローラ４０は、更に移載装置３３に指令して、試料ステージ１１からアンロードした試料１を例えばポッドに格納する。これにより１枚の試料１の検査処理が完了する。コントローラ４０はオペレータの指示に応じて試料１を交換し以上の処理を繰り返し実行する。

【0081】

－試料矯正動作－
図１１はコントローラによる試料矯正動作に関する制御手順を表すフローチャートである。以下の制御は、ＣＰＵ４４から空圧システム（制御弁群、送気ポンプＰ１及び吸気ポンプＰ２）に指令信号が出力されることで実行される。

【0082】

上記の通り、外周ステージＯＳの吸着面Ｓ１と内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２は、それぞれ流路Ｆ１，Ｆ２から独立して気体の吸排及びその流量制御をすることができる。この特徴を活かし、必要時には、試料１の反りの大きさが設定値以上である場合に試料１の反りの大きさを小さくするようにコントローラ４０により制御弁群に指令し、試料１の反りを矯正して走査することができる。

【0083】

・ステップＳ３１
コントローラ４０は、まず試料１の反りの大きさを計測する。反りの大きさは例えばセンサＳで測定できる。例えば、ステージ装置１０にはＺ軸方向（鉛直方向）に試料ステージ１１を駆動する機構が備わっており、試料１の走査中にはオートフォーカスが機能する。具体的には、センサＳで検出される試料１（照明光Ｉ１の照射位置）の高さが一定になるように試料ステージ１１の高さが制御される。その際の試料ステージ１１の座標（Ｒ，Ｚ）が試料１の半径方向（Ｒ方向）の表面形状に相当する。この試料１の表面形状について高低差が規定値を超える２点の座標（Ｒ，Ｚ）を比較することで、反りの大きさに加え、試料１の反りの形状が上に凸であるのか下に凸であるのかのデータが得られる。

【0084】

また、オートフォーカス機能を利用する代わりに、試料吸着手順（ステップＳ１７）の後、試料操作手順（ステップＳ２０）に先行して試料１の表面形状を測定する工程を追加することも考えられる。例えば必要に応じて回転ステージ１２を回転させながら検査開始位置Ｐｂから検査完了位置Ｐｃまで並進ステージ１３を駆動し、その際のセンサＸの測定値を記録して試料１の表面の高さについて半径方向に沿ったデータを取ることができる。

【0085】

また、仮に試料１が上に凸の形状に反っており、試料ステージ１１との密着度について外周部に対して中央部が低い場合、図５の圧力センサＸ２の測定値が規定より上昇する可能性がある。反対に試料１が下に凸の形状に反っていて中央部に対して外周部の密着度が低い場合、図５の圧力センサＸ１の測定値が規定より上昇する可能性がある。そこで、圧力センサＸ１，Ｘ２の測定値を基に試料１の反りの形状を判定することも考えられる。圧力センサＸ１，Ｘ２の測定値に閾値（設定値）を設け、例えば圧力センサＸ１の測定値（例えば図７のステップＳ１７の実行完了時の測定値）が閾値を上回った場合に、所定の大きさを超えて下に凸の形状に反っていると判定できる。反対に圧力センサＸ２の測定値が閾値を上回った場合に、所定の大きさを超えて上に凸の形状に反っていると判定できる。

【0086】

・ステップＳ３２
試料１の反りの大きさを測定したら、コントローラ４０はその反りの大きさ（絶対値）が設定値（＞０）以上であるかを判定する。コントローラ４０は、反りの大きさが設定値未満であれば手順を終了する。この場合、特に試料１の反り矯正動作を行うことなく、コントローラ４０は図７のステップＳ２０で説明した通りに制御弁群の開閉状態を制御して試料１を走査する。反対に反りの大きさが設定値以上であれば、コントローラ４０は次のステップＳ３３に手順を移す。

【0087】

・ステップＳ３３
試料１の反りが設定値以上の場合、コントローラ４０は、試料１の反りの大きさを小さくする（反りを矯正する）ように制御弁群に指令し、試料１の反りを矯正して図１１の手順を終える。

【0088】

ステップＳ３３において、例えば試料１が下に凸の形状に反っていてその反りの大きさが設定値以上である場合、第１吸着面Ｓ１の吸着力を強める。この場合、例えば図７で説明した試料走査手順（ステップＳ２０）の制御弁群の切り換え状態を基準として、吸気ポンプＰ２が可変容量型であれば吸気流量を設定値まで上昇させることが考えられる。吸気流量の上昇は、例えば流量調整弁Ｖ１５よりも設定流量の大きな追加の流量調整弁を流量調整弁Ｖ１５と並列に接続し、試料走査時に追加の流量調整弁を介して第１流路Ｆ１と吸気ポンプＰ２とを接続する構成としても実現できる。これらにより第１吸着面Ｓ１の吸着力が増加し、試料１の反りが小さくなる。

【0089】

反対に試料１が上に凸の形状に反っていてその反りの大きさが設定値以上である場合、第２吸着面Ｓ２の吸着力を強める。この場合、例えば図７で説明した試料走査手順（ステップＳ２０）の制御弁群の切り換え状態を基準として、方向切換弁Ｖ２１を図５中の左側のポジションに切り換え、大流量の流量調整弁Ｖ２５を介して第２流路Ｆ２を吸気ポンプＰ２に接続することが考えられる。これにより第２吸着面Ｓ２の吸着力が増加し、試料１の反りが小さくなる。

【0090】

なお、ステップＳ３３を実行するタイミングは、反りの大きさの判定のタイミグにより前後する。例えば走査中の試料ステージ１１のオートフォーカス動作のデータを基に反りの大きさを判定する場合、試料１の反りの大きさが設定値以上であることが判明するのが走査中であるため、試料走査中にステップＳ３３が実行され得る。それに対し、試料１の反りを試料走査に先行してセンサＳで判定する場合、また試料ステージ１１で試料１を保持した際の圧力センサＸ１，Ｘ２の測定値で判定する場合には、試料１の反りの大きさが設定値以上であることが判明するのが走査前である。これらの場合には、試料走査開始以前からステップＳ３３を実行することができ、試料１を矯正して平坦性を高めた状態で試料１の走査を開始できる。

【0091】

－効果－
（１）本実施形態においては、試料ステージ１１を内周ステージＩＳと外周ステージＯＳとで構成し、外周ステージＯＳに対して内周ステージＩＳが上昇するように構成した。これにより、まず上方に突出した小径の内周ステージＩＳで試料１の中央部を受けた後、内周ステージＩＳを下降させることで内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２に外周ステージＯＳの吸着面Ｓ１を合わせた広い吸着面で試料１を全面的に吸着できる。従って、走査時に試料１を高速回転させるＲθ方式の光学式検査装置１００に適用しても試料１の外周部のうねりを抑制でき、高速回転時（走査時）の試料１の平坦性を改善して高い検査効率を維持したまま検査感度を向上させることができる。また、内周ステージＩＳが試料吸引用の開口を備えていて単独でも試料１を吸着できるので、昇降時でも試料１を安定に昇降させることができる。

【0092】

（２）外周ステージＯＳ及び内周ステージＩＳが同心円状であり、内周ステージＩＳの中心が試料ステージ１１の回転中心ひいては試料１の中心に一致しているため、内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２で試料１の中央を偏りなく支持することができる。これによってもロード及びアンロード時に試料１を安定に昇降させることができ、また内周ステージＩＳによる吸着力も試料１の中心に作用させることができる。薄い試料１を部分的に吸着すると試料１における吸引領域に微視的な凹みが生じ得るが、この領域が試料１の中央部でるため高速回転時に微視的な変形が回転バランスに与える影響を抑制できる。

【0093】

（３）内周ステージＩＳが昇降する構成であるが、外周ステージＯＳの吸着面Ｓ１と内周ステージＩＳの吸着面Ｓ２とを面一にして段差をなくすことができる。吸着面Ｓ１，Ｓ２が同一平面となるので、吸着面Ｓ１，Ｓ２で同時に試料１を吸引しても吸着面の段差で試料１に局所的に高い面圧がかかることを避けることができる。

【0094】

（４）流路Ｆ１，Ｆ２の開口が試料ステージ１１の回転中心について回転対称となるように配置されているので、この点でも試料１の回転バランスに与える影響を抑制できる。

【0095】

（５）移載装置３３のアームＡｍの２本の爪ＣＬの間隔に対し、内周ステージＩＳの外径が小さく、外周ステージＯＳの外径が大きい。これにより、試料ステージ１１が回転するためにアームＡｍを用いて試料１を移載する光学式検査装置１００にあって、前述したように小径の内周ステージＩＳで試料１を仮受けし、大径の外周ステージＯＳと協働して試料１を全面的に支持することができる。

【0096】

（６）配管系統ＰＳ１－ＰＳ３を流路Ｆ１－Ｆ３に独立に接続し、制御弁群で配管系統ＰＳ１－ＰＳ３の流路を個別に切り換えることで、第１吸着面Ｓ１からの気体の吸排、第２吸着面Ｓ２からの気体の吸排、内周ステージＩＳの昇降が独立して実行できる。これにより、吸着面Ｓ１，Ｓ２で一様に気体を吸排する動作に限らず、例えば吸着面Ｓ１では気体を吸引し、吸着面Ｓ２では気体を吐き出すといったことが可能となる。

【0097】

（７）第１吸着面Ｓ１からの気体の吸排、第２吸着面Ｓ２からの気体の吸排、内周ステージＩＳの昇降が独立して実行できるので、試料設置手順（ステップＳ１４）、内周ステージ下降手順（ステップＳ１５）、試料吸着手順（ステップＳ１７）を実行できる。このような手順を踏むことで、上記の通りＲθ方式の光学式検査装置１００にあってアームＡｍを用いて試料ステージ１１で全面的に試料１を吸着し保持することができる。

【0098】

（８）また、内周ステージ下降手順（ステップＳ１５）で第１吸着面Ｓ１とこれに接近する試料１との間から吸気することで、空気抵抗を軽減して第１吸着面Ｓ１に試料１をスムーズに着地させることができる。

【0099】

（９）第１吸着面Ｓ１からの気体の吸排、第２吸着面Ｓ２からの気体の吸排、内周ステージＩＳの昇降が独立して実行できるので、内周ステージ上昇手順（ステップＳ２２）、試料搬出手順（ステップＳ２４）を実行できる。このような手順を踏むことで、Ｒθ方式の光学式検査装置１００にあって試料ステージ１１で全面的に支持された試料１をアームＡｍで掬い上げて回収することができる。

【0100】

（１０）また、内周ステージ上昇手順（ステップＳ２２）の前に、第１吸着面Ｓ１と試料１との間に送気する吸着解除手順（ステップＳ２１）を実行することで、第１吸着面Ｓ１から試料１をスムーズに持ち上げることができる。ウェハ等は鏡面であるため第１吸着面Ｓ１から剥がれ難いところ、第１吸着面Ｓ１と試料１との間に少量の気体を供給することで第１吸着面Ｓ１から試料１が円滑に剥離する。

【0101】

（１１）第１吸着面Ｓ１からの気体の吸排、第２吸着面Ｓ２からの気体の吸排、内周ステージＩＳの昇降が独立して実行できるので、必要な場合には前述したように制御弁群を制御して試料１の反りを矯正できる。オートフォーカス機能と連動して走査中に反り矯正動作を実行する構成とすれば効率面で有利であり、走査開始前に反りを評価して矯正後に操作する構成とすれば検査精度の面で有利となる。

【0102】

（第２実施形態）
図１２は試料ステージ１１の回転中心を通る断面図、図１３は試料ステージ１１の平面図である。図１２及び図１３において第１実施形態と同様の又は対応する要素には図４と同符号を付して説明を省略する。本実施形態は第１実施形態と相違する点は、内周ステージＩＳに代えて複数（好ましくは３本）の昇降ピンＰＮを備えている点である。本実施形態の試料ステージ１１では、第１実施形態の外周ステージＯＳに相当するステージＳＴに上下に延びる複数のピン穴が設けられており、各ピン穴に１本ずつ昇降ピンＰＮが昇降可能に収納されている。昇降ピンＰＮには内周ステージＩＳのような吸気開口はなく、試料１を吸着する機能は持たない。各ピン穴は第３流路Ｆ３に接続して受圧室Ｃを構成しており、気体で加圧されると各昇降ピンＰＮが上昇してステージＳＴの吸着面Ｓｖから上方に突出し、大気圧以下になると各昇降ピンＰＮが下降してピン穴に収納される。各昇降ピンＰＮの上端は昇降ピンＰＮがピン穴に収納された状態には吸着面Ｓｖよりも低くなり、昇降ピンＰＮが上昇した状態では同一の仮想水平面Ｐｈに接する。これら複数の昇降ピンＰＮは吸着面Ｓｖの中心（つまり試料ステージ１１の回転中心）について回転対称に配置されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。

【0103】

本実施形態における試料１のロード及びアンロードの手順は第１実施形態と概ね同じであるが、昇降ピンＰＮに吸着機能がないことから図７の手順Ｓ１４，Ｓ１５の実行時の制御弁群の切り換え状態のみ異なっている。本実施形態におけるステップＳ１４，Ｓ１５について以下に説明する。

【0104】

・ステップＳ１４（試料設置手順）
本実施形態においては、図７のステップＳ１４で上位置に上昇した複数の昇降ピンＰＮに試料１を設置する移載装置３３の動作に第１実施形態との違いはないが、昇降ピンＰＮに吸着機能がないため第２流路Ｆ２は吸気ポンプＰ２ではなく排気ポートＥＰに接続する。ステップＳ１４の実行時における制御弁群の開閉状態の違いは、方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２及び遮断弁Ｓ２３の切り換え状態のみである。本実施形態において、コントローラ４０は、方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２を図５中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ２３を開放位置に切り換え、第２流路Ｆ２を排気ポートＥＰに接続する。これにより配管ｆ２１，ｆ２３，ｆ２５の内圧を大気圧にする。

【0105】

・ステップＳ１５（内周ステージ下降手順）
ステップＳ１５においても、第２流路Ｆ２は吸気ポンプＰ２ではなく排気ポートＥＰに接続する。ステップＳ１４の実行時における制御弁群の開閉状態の違いは、方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２及び遮断弁Ｓ２３の切り換え状態のみである。本実施形態において、コントローラ４０は、ステップＳ１４に引き続き方向切換弁Ｖ２１，Ｖ２２を図５中の右側のポジションに、遮断弁Ｖ２３を開放位置に切り換え、第２流路Ｆ２を排気ポートＥＰに接続する。これにより配管ｆ２１，ｆ２３，ｆ２５の内圧を大気圧にする。

【0106】

本実施形態においても、試料１を昇降ピンＰＮで仮受けしてから広い吸着面Ｓｖに下ろすことで、走査時に試料１を高速回転させるＲθ方式の光学式検査装置１００に適用しても試料１の外周部のうねりを抑制できる。これにより高速回転時（走査時）の試料１の平坦性を改善して高い検査効率を維持したまま検査感度を向上させることができる。その他の点についても、第１実施形態で内周ステージＩＳの吸着機能に関連して得られた効果を除き、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【符号の説明】

【0107】

１…試料、１１…試料ステージ、１２…回転ステージ、１３…並進ステージ、３３…移載装置、４０…コントローラ、Ａｍ…アーム、Ｃ…受圧室、ＣＬ…爪、ＥＰ…排気ポート、Ｆ１…第１流路、Ｆ２…第２流路、Ｆ３…第３流路、ＩＳ…内周ステージ、ＯＳ…外周ステージ、Ｐ１…送気ポンプ、Ｐ２…吸気ポンプ、ＰＳ１…第１配管系統、ＰＳ２…第２配管系統、ＰＳ３…第３配管系統、Ｓ…センサ、Ｓ１…第１吸着面、Ｓ２…第２吸着面、Ｓ１４…設置手順、Ｓ１５…下降手順、Ｓ１７…吸着手順、Ｓ２２…上昇手順、Ｓ２４…搬出手順、Ｓ２１…吸着解除手順、Ｖ１１，Ｖ１２…方向切換弁（第１方向切換弁）、Ｖ２１，Ｖ２２…方向切換弁（第２方向切換弁）、Ｖ３１…方向切換弁（第３方向切換弁）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】