JP2529286B2 - 電子ビ−ム加工装置 - Google Patents
電子ビ−ム加工装置Info
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- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子ビーム加工装置に関し、特に高周波
磁界により電子ビームを高速に偏向走査する電子ビーム
加工装置の電子光学鏡筒（以下、光学鏡筒という）に関
するものである。
磁界により電子ビームを高速に偏向走査する電子ビーム
加工装置の電子光学鏡筒（以下、光学鏡筒という）に関
するものである。
第３図は例えば特開昭59−57425号公報に示された従
来の電子ビーム加工装置の構成を示す部分断面図であ
る。（１）は内部に電子ビーム路を有し、TiあるいはTi
合金で形成された光学鏡筒、（２）および（３）は電子
ビームを試料（４）上で走査する電界型主偏向器、
（５）は電子ビームを試料（４）上に集束照射する対物
レンズ、（６）は偏向時の焦点ずれを補正するダイナミ
ックフォーカスコイル、（７）および（８）は主偏向器
（２）、（３）により電子ビームを偏向したときのビー
ム強度を一定に保持する電界型補助偏向器、（９）はダ
イナミックフォーカスコイルを巻回するフェライトコ
ア、（10）は対物レンズ（５）の磁極、（11）はシール
用のＯリング、Ｅは電子ビーム路を示す。
来の電子ビーム加工装置の構成を示す部分断面図であ
る。（１）は内部に電子ビーム路を有し、TiあるいはTi
合金で形成された光学鏡筒、（２）および（３）は電子
ビームを試料（４）上で走査する電界型主偏向器、
（５）は電子ビームを試料（４）上に集束照射する対物
レンズ、（６）は偏向時の焦点ずれを補正するダイナミ
ックフォーカスコイル、（７）および（８）は主偏向器
（２）、（３）により電子ビームを偏向したときのビー
ム強度を一定に保持する電界型補助偏向器、（９）はダ
イナミックフォーカスコイルを巻回するフェライトコ
ア、（10）は対物レンズ（５）の磁極、（11）はシール
用のＯリング、Ｅは電子ビーム路を示す。
次の動作について説明する。図示しない電子ビーム発
生部から発射された電子ビームは、対物レンズ（５）で
試料（４）上に集束される。このとき、主偏向器（２）
および（３）により電子ビームを偏向走査すると像面湾
曲等に起因する焦点ずれが生じ、その変動周波数は比較
的高いため、ダイナミックフォーカスコイル（６）の応
答高周波数を高くする必要がある。一般に電子銃の光学
鏡筒（１）はTiなどの金属で形成されているので、表皮
効果の影響でダイナミックフォーカスコイル（６）によ
る高周波成分の集束磁界が光学鏡筒（１）内に浸入しに
くく、焦点補正に対する応答高周波を高くできない。そ
こで、この従来装置ではダイナミックフォーカスコイル
（６）と対向する部分の光学鏡筒（１）の壁厚を表皮効
果の厚さ（Skin depth）より薄くしているので、ダイナ
ミックフォーカスコイル（６）による高周波成分の集束
磁界を光学鏡筒（１）内に十分浸入せしめることができ
る。従って、偏向走査に伴う焦点ずれを高速応答性よく
補正することができる。
生部から発射された電子ビームは、対物レンズ（５）で
試料（４）上に集束される。このとき、主偏向器（２）
および（３）により電子ビームを偏向走査すると像面湾
曲等に起因する焦点ずれが生じ、その変動周波数は比較
的高いため、ダイナミックフォーカスコイル（６）の応
答高周波数を高くする必要がある。一般に電子銃の光学
鏡筒（１）はTiなどの金属で形成されているので、表皮
効果の影響でダイナミックフォーカスコイル（６）によ
る高周波成分の集束磁界が光学鏡筒（１）内に浸入しに
くく、焦点補正に対する応答高周波を高くできない。そ
こで、この従来装置ではダイナミックフォーカスコイル
（６）と対向する部分の光学鏡筒（１）の壁厚を表皮効
果の厚さ（Skin depth）より薄くしているので、ダイナ
ミックフォーカスコイル（６）による高周波成分の集束
磁界を光学鏡筒（１）内に十分浸入せしめることができ
る。従って、偏向走査に伴う焦点ずれを高速応答性よく
補正することができる。
また、大面積走査が可能な磁界型の偏向器の場合、帯
電防止や冷却のため、偏向器を光学鏡筒（１）の外部に
配置する必要がある。この例として電子ビーム加工装置
の構成を示す部分断面図を第４図に示す。図において、
（22）は被加工物、（23）は電子ビーム路の電子ビー
ム、（24）は電子ビーム（23）を被加工物（22）上に集
束する対物レンズ、（25）は被加工物（22）上で電子ビ
ーム（23）を高周波で偏向走査する磁界型偏向コイル
（以下、主偏向器と記す）、（26）は被加工物（22）上
での電子ビーム（23）による加工パターンの加工巾を調
整する副偏向器、（27）は主偏向器（25）による電子ビ
ーム（23）の偏向走査時に像面湾曲等による焦点ボケを
補正する磁界型補正コイルで、例えばダイナミックフォ
ーカスコイル、（28）は真空シール用のＯリング、（2
9）は真空容器である。この場合には、ダイナミックフ
ォーカスコイル（27）、主偏向器（25）、及び副偏向器
（26）のそれぞれと対向する部分の光学鏡筒（１）の壁
厚を表皮効果の厚さより薄くしなければならない。
電防止や冷却のため、偏向器を光学鏡筒（１）の外部に
配置する必要がある。この例として電子ビーム加工装置
の構成を示す部分断面図を第４図に示す。図において、
（22）は被加工物、（23）は電子ビーム路の電子ビー
ム、（24）は電子ビーム（23）を被加工物（22）上に集
束する対物レンズ、（25）は被加工物（22）上で電子ビ
ーム（23）を高周波で偏向走査する磁界型偏向コイル
（以下、主偏向器と記す）、（26）は被加工物（22）上
での電子ビーム（23）による加工パターンの加工巾を調
整する副偏向器、（27）は主偏向器（25）による電子ビ
ーム（23）の偏向走査時に像面湾曲等による焦点ボケを
補正する磁界型補正コイルで、例えばダイナミックフォ
ーカスコイル、（28）は真空シール用のＯリング、（2
9）は真空容器である。この場合には、ダイナミックフ
ォーカスコイル（27）、主偏向器（25）、及び副偏向器
（26）のそれぞれと対向する部分の光学鏡筒（１）の壁
厚を表皮効果の厚さより薄くしなければならない。
従来の電子ビーム加工装置は以上のように構成されて
いるので、ダイナミックフォーカスコイル（27）、主偏
向器（25）、副偏向器（26）に対向する部分の光学鏡筒
（１）の壁厚を表皮効果の厚さより薄くしなければなら
なかった。これに対し、外圧（大気圧）による圧縮で光
学鏡筒（１）が破損しないようにするために、主偏向器
（25）、副偏向器（26）の電子ビーム路方向の長さをあ
まり長くできず、制限を受けるという問題点があった。
また、光学鏡筒（１）は切削等の加工性が悪いTi又はTi
合金であるため、光学鏡筒（１）の加工コストが高くな
る。さらに、偏向周波数を高くするとそれに伴なってダ
イナミックフォーカスコイル（27）の応答周波数を高く
する必要があるため、光学鏡筒（１）の壁厚を一層薄く
しなければならず、実質上、加工が不可能になるなどの
問題点があった。
いるので、ダイナミックフォーカスコイル（27）、主偏
向器（25）、副偏向器（26）に対向する部分の光学鏡筒
（１）の壁厚を表皮効果の厚さより薄くしなければなら
なかった。これに対し、外圧（大気圧）による圧縮で光
学鏡筒（１）が破損しないようにするために、主偏向器
（25）、副偏向器（26）の電子ビーム路方向の長さをあ
まり長くできず、制限を受けるという問題点があった。
また、光学鏡筒（１）は切削等の加工性が悪いTi又はTi
合金であるため、光学鏡筒（１）の加工コストが高くな
る。さらに、偏向周波数を高くするとそれに伴なってダ
イナミックフォーカスコイル（27）の応答周波数を高く
する必要があるため、光学鏡筒（１）の壁厚を一層薄く
しなければならず、実質上、加工が不可能になるなどの
問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためにな
されたもので、ダイナミックフォーカスコイルの応答周
波数が低下することなく、さらに、光学鏡筒の周囲に磁
界型の偏向コイルが配置でき、かつ、低コストで十分な
強度を持った電子光学鏡筒を有する電子ビーム加工装置
を得ることを目的としている。
されたもので、ダイナミックフォーカスコイルの応答周
波数が低下することなく、さらに、光学鏡筒の周囲に磁
界型の偏向コイルが配置でき、かつ、低コストで十分な
強度を持った電子光学鏡筒を有する電子ビーム加工装置
を得ることを目的としている。
この発明に係る電子ビーム加工装置は、内部に電子ビ
ーム路を有する電子光学鏡筒、及びこの電子光学鏡筒の
周囲に配置され電子ビームを高周波で偏向走査する磁界
型偏向コイルと磁界型補正コイルの少なくともいずれか
一方のコイルを備える電子ビーム加工装置において、電
子光学鏡筒のコイルと対向する部分を半導電性部材で形
成したものである。
ーム路を有する電子光学鏡筒、及びこの電子光学鏡筒の
周囲に配置され電子ビームを高周波で偏向走査する磁界
型偏向コイルと磁界型補正コイルの少なくともいずれか
一方のコイルを備える電子ビーム加工装置において、電
子光学鏡筒のコイルと対向する部分を半導電性部材で形
成したものである。
この発明における電子光学鏡筒は、半導電性部材で形
成されているので、材質の導電率が低くなり、表皮効果
が実質的に無視でき、高周波磁界で駆動する電子光学系
の構成部の高速応答性をよくする。
成されているので、材質の導電率が低くなり、表皮効果
が実質的に無視でき、高周波磁界で駆動する電子光学系
の構成部の高速応答性をよくする。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの発明の一実施例による電子ビーム加工装置の
構成を示す一部断面図である。図において、（21）は半
導電性部材の一例である半導電性ファインセラミックス
で、例えば半導電性炭化ケイ素で形成された電子光学鏡
筒で、この場合は全体をほぼ一定の厚さで形成してい
る。他の各部において、第４図に示した従来装置と同一
符号は同一、又は相当部分である。
１図はこの発明の一実施例による電子ビーム加工装置の
構成を示す一部断面図である。図において、（21）は半
導電性部材の一例である半導電性ファインセラミックス
で、例えば半導電性炭化ケイ素で形成された電子光学鏡
筒で、この場合は全体をほぼ一定の厚さで形成してい
る。他の各部において、第４図に示した従来装置と同一
符号は同一、又は相当部分である。
この一実施例における光学鏡筒（21）の材質は半導電
性炭化ケイ素であり、その導電率は１〜0.1Ω-1m-1であ
る。ところで、磁界によって電子ビームを偏向する場
合、高周波応答を良くするには、表皮効果の厚さ（Skin
depth）より薄くしなければならないといわれている
｛雑誌（J.Vac.Sci.Technol.,Vol.10,No.6,Nov/Dec,197
3,P988）に記載されている｝。また、この表皮効果の厚
さは次式で表わされている（無線工学ハンドブック編纂
委員会編，新版無線工学ハンドブック，昭和39年５月25
日発行，オーム社刊,P5−56に記載されている）。
性炭化ケイ素であり、その導電率は１〜0.1Ω-1m-1であ
る。ところで、磁界によって電子ビームを偏向する場
合、高周波応答を良くするには、表皮効果の厚さ（Skin
depth）より薄くしなければならないといわれている
｛雑誌（J.Vac.Sci.Technol.,Vol.10,No.6,Nov/Dec,197
3,P988）に記載されている｝。また、この表皮効果の厚
さは次式で表わされている（無線工学ハンドブック編纂
委員会編，新版無線工学ハンドブック，昭和39年５月25
日発行，オーム社刊,P5−56に記載されている）。
ここで、は周波数、μは透磁率、σは導電率であ
る。
る。
電子ビーム加工装置では偏向周波数が最大10MHz程度
であり、半導電性炭化ケイ素の場合、表皮効果の厚さは
160mmになる。一方、光学鏡筒（21）は実用的な面から
内径は最大100mm程度であり、外圧を受ける薄肉円筒と
して考えるとその肉厚ｔは次式で表わされる。
であり、半導電性炭化ケイ素の場合、表皮効果の厚さは
160mmになる。一方、光学鏡筒（21）は実用的な面から
内径は最大100mm程度であり、外圧を受ける薄肉円筒と
して考えるとその肉厚ｔは次式で表わされる。
ここで、ｒは円筒の内径、ｐは外圧、νはポアソン
比、Ｅはヤング率である。炭化ケイ素のポアソン比は0.
16、ヤング率は4.4×106kg/cm2であるので、大気圧によ
る圧縮を支えるには0.5mm以上の肉厚があればよい。こ
れは、表皮効果の厚さに比べて十分に小さく、表皮効果
が実用上無視できる。このため、光学鏡筒（21）の周囲
に配置されたダイナミックフォーカスコイル（27）、主
偏向器（25）、副偏向器（26）の応答速度を高めること
ができる。また、半導電性炭化ケイ素は、材料自身が導
電性を有することに加えて製造時において表面に炭素が
析出し表面の導電性がさらに良くなるので、光学鏡筒
（21）への帯電がなく、電子ビーム（23）が帯電による
電界によって乱されることがない。
比、Ｅはヤング率である。炭化ケイ素のポアソン比は0.
16、ヤング率は4.4×106kg/cm2であるので、大気圧によ
る圧縮を支えるには0.5mm以上の肉厚があればよい。こ
れは、表皮効果の厚さに比べて十分に小さく、表皮効果
が実用上無視できる。このため、光学鏡筒（21）の周囲
に配置されたダイナミックフォーカスコイル（27）、主
偏向器（25）、副偏向器（26）の応答速度を高めること
ができる。また、半導電性炭化ケイ素は、材料自身が導
電性を有することに加えて製造時において表面に炭素が
析出し表面の導電性がさらに良くなるので、光学鏡筒
（21）への帯電がなく、電子ビーム（23）が帯電による
電界によって乱されることがない。
また、光学鏡筒の厚さは一定で形成でき、形状が簡単
になる。
になる。
なお、第２図に示すように、光学鏡筒（21）の周囲に
半導電性炭化ケイ素でできたスペーサ（30）を設ける
と、渦電流発生による磁場の乱れの影響を受けることな
く各レンズおよび偏向器の同軸度や平行度を容易に精度
よく合わすことができる。
半導電性炭化ケイ素でできたスペーサ（30）を設ける
と、渦電流発生による磁場の乱れの影響を受けることな
く各レンズおよび偏向器の同軸度や平行度を容易に精度
よく合わすことができる。
また、上記実施例では偏向コイルとダイナミックフォ
ーカスコイルに関して述べたが、偏向に伴なう非点収差
を補正する磁界型スティグメータに対向する部分に半導
電性炭化ケイ素を使用しても良く、上記実施例と同様の
効果を奏する。
ーカスコイルに関して述べたが、偏向に伴なう非点収差
を補正する磁界型スティグメータに対向する部分に半導
電性炭化ケイ素を使用しても良く、上記実施例と同様の
効果を奏する。
また、上記実施例では光学鏡筒に半導電性炭化ケイ素
を用いた例を示したが、酸化アルミニュウム等、他の半
導電性部材でも良く、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
を用いた例を示したが、酸化アルミニュウム等、他の半
導電性部材でも良く、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
また、光学鏡筒の全体を半導電性部材で形成したが、
磁界型コイルと対向する部分の光学鏡筒を半導電性部材
で形成すれば、上記実施例と同様の効果を奏する。
磁界型コイルと対向する部分の光学鏡筒を半導電性部材
で形成すれば、上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、内部に電子ビーム
路を有する電気光学鏡筒、及びこの電子光学鏡筒の周囲
に配置され電子ビームを高周波で偏向走査する磁界型偏
向コイルと磁界型補正コイルの少なくともいずれか一方
のコイルを備える電子ビーム加工装置において、電子光
学鏡筒のコイルと対向する部分を半導電性部材で形成し
たことにより、電子光学鏡筒の導電率が低くなり、高周
波磁界を効率よく光学鏡筒内に浸入せしめることがで
き、光学鏡筒外に配置したダイナミックフォーカスコイ
ルおよび各偏向コイルなどの応答速度を高めることがで
きる。また、形状を簡単にでき、さらに、表面の導電性
が良いので帯電することがないなどの効果がある。
路を有する電気光学鏡筒、及びこの電子光学鏡筒の周囲
に配置され電子ビームを高周波で偏向走査する磁界型偏
向コイルと磁界型補正コイルの少なくともいずれか一方
のコイルを備える電子ビーム加工装置において、電子光
学鏡筒のコイルと対向する部分を半導電性部材で形成し
たことにより、電子光学鏡筒の導電率が低くなり、高周
波磁界を効率よく光学鏡筒内に浸入せしめることがで
き、光学鏡筒外に配置したダイナミックフォーカスコイ
ルおよび各偏向コイルなどの応答速度を高めることがで
きる。また、形状を簡単にでき、さらに、表面の導電性
が良いので帯電することがないなどの効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による電子ビーム加工装置
の構成を示す部分断面図、第２図はこの発明の他の実施
例を示す部分断面図、第３図は従来のビーム加工装置の
構成を示す部分断面図、第４図は従来装置において磁界
型の偏向コイルを配置したときの一構成例を示す部分断
面図である。 （21）は電子光学鏡筒、（23）は電子ビーム路、（2
5），（26）は磁界型偏向コイル、（27）は磁界型補正
コイル。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
の構成を示す部分断面図、第２図はこの発明の他の実施
例を示す部分断面図、第３図は従来のビーム加工装置の
構成を示す部分断面図、第４図は従来装置において磁界
型の偏向コイルを配置したときの一構成例を示す部分断
面図である。 （21）は電子光学鏡筒、（23）は電子ビーム路、（2
5），（26）は磁界型偏向コイル、（27）は磁界型補正
コイル。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】内部に電子ビーム路を有する電子光学鏡
筒、及びこの電子光学鏡筒の周囲に配置され上記電子ビ
ームを高周波で偏向走査する磁界型偏向コイルと磁界型
補正コイルの少なくともいずれか一方のコイルを備える
電子ビーム加工装置において、上記電子光学鏡筒の上記
コイルと対向する部分を半導電性部材で形成したことを
特徴とする電子ビーム加工装置。 - 【請求項２】半導電性部材は、半導電性炭化ケイ素であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子ビ
ーム加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62195701A JP2529286B2 (ja) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | 電子ビ−ム加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62195701A JP2529286B2 (ja) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | 電子ビ−ム加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6438960A JPS6438960A (en) | 1989-02-09 |
| JP2529286B2 true JP2529286B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=16345542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62195701A Expired - Lifetime JP2529286B2 (ja) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | 電子ビ−ム加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2529286B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH078581Y2 (ja) * | 1989-10-18 | 1995-03-01 | 建設基礎エンジニアリング株式会社 | アンカー用ｐｃケーブルの構造 |
| JP2002330667A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-19 | Yutaka Moribe | テラリウムによる小動物飼育専用ケース |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5268918A (en) * | 1975-12-05 | 1977-06-08 | Hitachi Ltd | Insulated transformer |
-
1987
- 1987-08-04 JP JP62195701A patent/JP2529286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6438960A (en) | 1989-02-09 |
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