JP4063201B2 - 電子ビーム照射装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子ビーム照射装置、例えば電子ビーム露光装置、電子ビーム照射による微細加工装置、走査型電子顕微鏡観察装置等に適用する電子ビーム照射装置に関わる。

近年、微細化技術の発展に伴い、短波長光例えば紫外線や、電子線を用いた微細加工装置の開発が盛んになされている。
紫外線光では、開口数（Ｎ．Ａ．）が、１以上の、対物レンズにより、近接場光を用いることによって、１００ｎｍ程度の微細寸法の加工ができる紫外線照射装置の開発が進められている。

一方、さらなる微細化手段として電子線露光による描画装置開発が盛んに進められている。
その中で、近年有効な電子線描画装置の一つに、電子ビーム照射装置本体（コラム）から出射された電子ビームの、被電子ビーム照射体に向かう電子ビームが通路近傍のみを局所的に排気して真空にするようにした電子ビーム照射装置の提案がなされている（特許文献１）。
この種の装置においては、図９にその概略構成を示し、図１０に、図９の要部の概略断面図を示すように、電子ビームを出射する電子ビーム照射装置本体１から出射される電子ビーム２が、被電子ビーム照射体に到達する直前まで、電子ビーム通路に、電子散乱を発生することがない程度の真空度、例えば１０^−３Pａ程度の真空度に保持させるための、静圧型差動排気浮上ヘッド４が設けられてなる。

この差動排気浮上ヘッド４は、電子ビーム照射装置本体１に、伸縮結合機構５によって電子ビーム照射装置本体１の軸方向に移動可能に結合されるともに、電子ビーム照射装置本体１と差動排気浮上ヘッド４との間の気密性が保持される。
電子ビーム照射装置本体１は、筐体内に、電子銃１１、第１コンデンサレンズ１２、中心に電子ビーム透過アパーチャを有する構造部（以下単にアパーチャという）１３、第２コンデンサレンズ１４、中心に電子ビーム透過アパーチャを有するブランキング用のアパーチャ構造部（以下ブランキングアパーチャという）１５、第１走査コイル１６と第１微小走査コイル１６ｓ、第２走査コイル１７と第２微小コイル、対物レンズを形成する対物レンズコイル１８等を有して成る。
また、電子ビーム照射装置本体１の対物レンズ１８の先端には、中心に電子ビーム放射孔２６を有する真空維持リング２５が嵌合される。
電子ビーム照射装置本体１内は、図示しないが真空ポンプによって高真空に排気される。

差動排気浮上ヘッド４は、中心に電子ビーム透過孔１９を有し、その外周に、支持体２０に配置された被電子ビーム照射体３との対向面にそれぞれ開口する第１および第２気体吸引口２１および２２と、通気パッド２３を有する気体供給口２４とが、それぞれ例えば断続的に配置される。第１および第２気体吸引口２１および２２は、真空ポンプに連結されて強制的に排気がなされ、気体供給口２４には、圧縮気体供給源が結合される。

この構成において、第１および第２気体吸引口２１および２２からの吸引と、気体供給口２４からの気体供給の選定によってこれらの差圧によって、差動排気浮上ヘッド４が、被電子ビーム照射体３の面から数μｍ、例えば５μｍの間隔Ｇをもって浮上するように、すなわち非接触的に対向するようになされる。
また、同時に、第１および第２気体吸引口２１および２２による差動排気浮上ヘッド４と被電子ビーム照射体２との間の間隙空間からの吸気すなわち排気によって、真空シールがなされ、これら吸気口の配置部より内側の電子ビーム透過孔１９の近傍の真空化がなされる。

この構成による電子ビーム照射装置は、差動排気浮上ヘッド４と、被電子ビーム照射体３とが、微小間隔をもって非接触的に対向する構成とされることから、差動排気浮上ヘッドと被電子ビーム照射体との相対的移行が円滑に行われ、同時に、被電子ビーム照射体表面、例えばこの表面に形成された例えば電子ビーム露光を行うフォトレジスト膜に擦傷を来たすなどのおそれが回避される。
また、従来一般の電子ビーム照射装置におけるような、被電子ビーム照射体を含んで全体的に真空に保持することなく、電子ビーム照射装置本体から放射された電子ビーム通路に関して限定的に、高真空に保持することができることから、従来の電子線描画や、走査線電子顕微鏡などにおけるような、大型真空チャンバが必要でなくなる。したがって、占有面積、占有空間が縮小され、また、真空排気時間の短縮が図られる。

しかしながら、差動排気浮上ヘッドを有する電子ビーム照射装置にあっては、電子線照射エリア、例えば露光エリアのみ差動排気浮上ヘッドによって高真空を実現する局所真空方式を採用したことや、例えば高速度露光実現のために、電子ビームのオン・オフを行う、例えば図９に示したブランキングアパーチャ１５等による高速ブランキング機構を採用したことにより、電子顕微鏡や半導体製造における電子線描画装置に比べ、電子ビーム軸の位置調整、すなわちアライメントが極めて煩雑となって、その作業に長時間を要するという問題がある。
更に、特に問題となるのは、電子ビームの収差が生じるという問題であり、この収差の発生を回避するためのアライメントが極めて難しいという問題がある。

すなわち、局部的真空方式によらない、全真空方式による通常の電子ビーム照射装置においては、対物レンズからの電子ビームは、被電子ビーム照射体に直接的に照射されるが、図９および図１０で示した局所真空方式による場合、差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔１９を通過させることに大きな相違を有する。
つまり、通常の電子ビーム照射装置における電子ビーム軸のアライメントは、例えば図９の例では、電子銃１からの電子ビームの機械的な出射方向、コンデンサーレンズ１２、アパーチャ１３、コンデンサレンズ１４、ブランキングアパーチャ１５、対物レンズを構成する対物レンズコイル１８と調整を行っていく。
対物レンズの出射端側の内径Φ１は、例えば5mmであることから、電子ビーム照射装置本体に関しては、各部電子レンズの組み立精度を考慮しても十分収差の少ない電子ビームプロファイルを形成することができる。

ところが、差動排気浮上ヘッド４が設けられる局所真空方式に関しては、対物レンズより後段の、内径Φが例えば０．５ｎｍ〜２．０ｎｍ、例えば０．８ｍｍの真空維持リングのオリフィス（図１０において電子ビーム放射孔２６）、および差動排気浮上ヘッド４の、電子ビーム透過孔１９を通過させる必要がある。ところで、この電子ビーム透過孔１９は、差動排気浮上ヘッドによる真空シールが良好に行うことができるように、その内径Φ２は、上述したように、例えば対物レンズの内径Φ１が５ｍｍであるに比し、例えば１ｍｍという小径に選定される。

したがって、図１１に示すように、電子ビーム照射装置本体からの電子ビームの本来の出射ビーム軸が、電子ビーム透過孔１９と一致しない場合、電子ビームを細くするとか、ビーム光路を偏向させるなどの方法によって電子ビーム透過孔２６を通過させる調整がなされる。
しかしながら、実際には、細ビーム化に制限があることから、通常、ビーム光路を偏向することによって、電子ビーム２をビーム透過孔１９に透過させる。

ところがこの場合、電子ビームアライメント範囲が、狭いとか、電子ビームが、各レンズの中心を通過しないことから、軸外収差が生じるとか、各アパーチャや、レンズに対して斜めに入射することから、アパーチャやレンズの構成部材に対する電子の衝突量が大となって、多量の電子の反射が発生し、電子ビームの不安定性を引き起こす。また、この衝突によって、コンタミすなわち汚染物の増加（主に炭素付着）を来たすなどの多くの問題が生じる。

ところで、この差動排気浮上ヘッドを有する電子ビーム照射装置は、差動排気浮上ヘッドが、被電子ビーム照射体とのいわば共働によって、真空シールがなされることから、例えば被電子ビーム照射体の交換作業等において、差動排気浮上ヘッドに対して被電子ビーム照射体が対向しない状態では、真空シール効果が得られず、電子ビーム照射装置本体１内の真空度が低下し、電子銃１１のカソードを劣化させたり、電子ビーム照射装置本体の排気手段を破損させるなどの不都合が発生する。
このような不都合を回避するために、差動排気浮上ヘッドに、その電子ビーム透過孔１９を開閉するバルブを設けた電子ビーム照射装置の提案がなされた（例えば特許文献２参照）。

特開２００１−２４２３００号、 特開２００２−２５７９９８号

本発明においては、差動排気浮上ヘッドを有する局所真空方式による電子ビーム照射装置における、上述した差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔に電子ビーム照射装置本体から出射された電子ビームを通過させるためのコンデンサレンズ、対物レンズでの偏向調整に伴う、作業の煩雑さ、作業時間の問題、電子ビームの収差の増大、分解能への影響、偏向調整の適正範囲外での使用によるコンタミネートの問題の解決、電子ビームの不安定性の問題の解決ないしは低減を図った電子ビーム照射装置を提供するものである。

すなわち、本発明においては、差動排気浮上ヘッドを有する電子ビーム照射装置にあって、その差動排気浮上ヘッドに開閉バルブ、すなわち真空封止バルブを特殊の構成とすることによって、上述した問題の解決を図るものである。

本発明による電子ビーム照射装置は、電子ビーム出射孔を有する電子ビーム照射装置本体と、上記電子ビーム出射孔に対向する電子ビーム透過孔が形成された差動排気浮上ヘッドと、この差動排気浮上ヘッドに対向して被電子ビーム照射体を配置する被電子ビーム照射体の支持体とを有し、上記差動排気浮上ヘッドは、静圧差動排気によって該差動排気浮上ヘッドを上記被電子ビーム照射体から非接触的に浮上させると共に、上記電子ビーム出射孔の前方部を限定的に真空に保持する真空シールを構成するようになされ、上記差動排気浮上ヘッドは、上記電子ビーム透過孔を開閉する真空封止バルブを有し、この真空封止バルブは、上記電子ビーム照射装置本体の電子ビーム出射孔および上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔の内径より小径の電子ビーム通過孔を少なくとも有し、この真空封止バルブは、上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔を開放する開放状態と、上記小径の電子ビーム通過孔を、上記電子ビーム照射装置本体からの上記電子ビームの光路位置に配置する配置状態とを形成する構成とされて成ることを特徴とする。

また、本発明は、上記電子ビーム照射装置にあって、上記真空封止バルブは、上記電子ビームの微調整時に、上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔を開放する開放状態と、上記被電子ビーム照射体に対する電子ビーム照射時に、上記電子ビーム照射装置本体の電子ビーム出射孔および上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔の内径より小の内径の電子ビーム通過孔を上記電子ビーム照射装置本体からの上記電子ビームの光路位置に配置する配置状態とを形成する構成とすることを特徴とする。

また、本発明は、上述した電子ビーム照射装置にあって、上記真空封止バルブは、上記差動排気浮上ヘッドと、上記被電子ビーム照射体との相対的位置が、非対向位置とされる時に、上記差動排気浮上ヘッドの上記電子ビーム透過孔を閉塞する構成とされことを特徴とする。

また、本発明は、真空封止バルブが、電子ビーム通過孔を有する移動体を有し、移動体の電子ビーム通過孔は、その内径が、上記電子ビーム照射装置本体の電子ビーム出射孔および上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔の内径より小に選定され、上記被電子ビーム照射体に対する電子ビームの照射時に、上記移動体の位置調整によって上記電子ビーム通過孔を、上記電子ビーム照射装置本体からの上記電子ビームの光路位置に配置する構成とすることを特徴とする。

また、本発明は、真空封止バルブが、上記差動排気浮上ヘッドと、上記被電子ビーム照射体との相対的位置が、非対向位置とされた時に、上記移動体の所定の移動位置で、上記差動排気浮上ヘッドの上記電子ビーム透過孔を閉塞する構成とされることを特徴とする。

また、本発明は、真空封止バルブが、内径を異にする少なくとも第１および第２電子ビーム通過孔を有する移動体を有しこの真空封止バルブの上記第１電子ビーム通過孔は、その内径が、上記電子ビーム照射装置本体の電子ビーム出射孔および上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔の内径より小に選定され、上記第２電子ビーム通過孔は、上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔と同等ないしはこれより大に選定され、上記電子ビームの微調整時に、上記移動体の所定の移動位置で、上記第２電子ビーム通過孔が上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔に対向して、この電子ビーム透過孔を開放し、上記被電子ビーム照射体に対する電子ビームの照射時に、上記移動体の位置調整によって上記第１電子ビーム通過孔を、上記電子ビーム照射装置本体からの上記電子ビームの光路位置に配置する構成とされたことを特徴とする。
また、本発明は、上述した第１および第２電子ビーム透過孔を有する真空封止バルブが、上記差動排気浮上ヘッドと、上記被電子ビーム照射体との相対的位置が、非対向位置とされた時に、上記移動体の所定の移動位置で、上記差動排気浮上ヘッドの上記電子ビーム透過孔を閉塞する構成とされことを特徴とする。

本発明による電子ビーム照射装置は、差動排気浮上ヘッドによって被電子ビーム照射体に対して非接触的に浮上させると共に、電子ビームの出射部前方を局部的に真空シールする構成とするものであるが、差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔を開閉する真空封止バルブを設けたことによって、例えば被電子ビーム照射体の交換作業等において、差動排気浮上ヘッドに対して被電子ビーム照射体が対向しない状態では、差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔を閉塞することができ、電子ビーム照射装置本体内に外気を吸い込むことによって、生じる冒頭に述べたカソードの損傷、したがって、寿命の低下等を回避することができる。

そして、特に、本発明構成によれば、差動排気浮上ヘッドに真空封止バルブを設けることによって、電子ビームの微調整、特に軸心位置の微調整、更に例えばフォーカシング等の微調整時に、差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔を開放することができることから、この差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔を、充分大に選定しておくことによって、電子ビームの軸調整マージンを大とすることができる。すなわち、電子ビームは、図１１で説明したように、狭隘な電子透過孔を透過させる場合のように、電子ビームを偏向させることなく、図８に示すように、光軸を、電子ビーム照射装置本体の機械的中心軸Ｏ−Ｏと平行関係を保持しながら、すなわち平行移動による微調整によって行い、この軸調整がなされた電子ビームの軸心上に真空封止バルブの小径の電子ビーム通過孔を持ち来たすことによって、真空シールを阻害することなく、電子ビーム照射を可能にするものである。

したがって、前述した従来構造における、偏向調整に伴う、作業の煩雑さ、作業時間の問題、電子ビームの収差の増大、分解能への影響が改善され、また、偏向調整の適正範囲外での使用が回避できることによって生じる各部のアパーチャ、対物レンズを構成するコイルなどへの斜め入射が回避され、これによってコンタミネーションの低減、電子ビームの照射位置、不安定性の招来等の改善が図られる。

そして、電子ビームの被電子ビーム照射体への目的とする照射時には、真空封止バルブによって小なる電子ビーム通過孔を形成する状態とすることから、高い解像度をもって、被電子ビーム照射体への電子ビーム照射を行うことができる。
また、真空封止バルブ構成を、電子ビーム通過孔を形成した移動体による構成とすることによって、簡潔な構成で実質的な電子ビーム通路の開閉、その径の制御を行うことができる。

本発明による電子ビーム照射装置の実施の形態を説明する。
本発明による電子ビーム照射装置は、図１に、本発明電子ビーム照射装置の一形態例の概略構成図を示すように、電子ビーム照射装置本体１と、差動排気浮上ヘッド４と、被電子ビーム照射体３を保持する被電子ビーム照射体の支持体２０とを有して成る。

この支持体２０は、電子ビーム照射装置本体１の電子レンズ系の軸心と平行の軸心Ｏｍ−Ｏｍの回りに回動するように構成されると共に、この軸心Ｏｍ−Ｏｍと直交する方向に可動の移動ステージ１００上に配置される。
また、この移動ステージ１００上には、電子ビーム調整用基板１０３が被電子ビーム照射体３と小間隔をもって並置されるように支持する電子ビーム調整用基板の支持体１２０が、例えば上述の軸心Ｏｍ−Ｏｍ方向に移動可能に、例えば伸縮手段１０２例えばベローズを介して配置される。そして、この伸縮手段１０２による支持体１２０の高さ調整がなされて、電子ビーム調整基板１０３と、被電子ビーム照射体３の高さの差が１μｍ以内となるように設定される。

被電子ビーム照射体３は、例えば光ディスクを形成するスタンパの原盤を形成するための電子ビームによる所要のパターン露光を行うフォトレジスト層が塗布された例えばシリコン基板、そのほか電子ビーム照射の目的に応じた基板等である。
電子ビーム調整用基板１０３は、電子ビームの軸調整、対物レンズ調整等を行うために、微細なパターン、例えば０．２μｍＬ／Ｓ（ライン アンド スペース）や、０・２μｍのホールなどが刻まれた基板が用いられる。この電子ビーム調整用基板１０３は、電子ビーム照射による帯電が極力少ない基板によることが望ましい。例えばＮｉ、Ｐｔ等による金属基板によって構成することができる。あるいは、半導体のシリコン基板によることができる。また、この調整用基板における帯電を防止するために、電気的導通を向上させるための接地がなされる。

差動排気浮上ヘッド４は、電子ビーム照射装置本体１に、例えばベローズ構成による伸縮結合機構５によって電子ビーム照射装置本体１の軸心方向に移動可能に結合されるともに、電子ビーム照射装置本体１と差動排気浮上ヘッド４との間の気密性が保持される。

電子ビーム照射装置本体１は、筐体内に、電子銃１１、第１コンデンサレンズ１２、アパーチャ１３、第２コンデンサレンズ１４、ブランキングアパーチャ１５、第１走査コイル１６と第１微小走査コイル１６ｓ、第２走査コイル１７と第２微小コイル１７ｓ、対物レンズを形成する対物レンズ１８を構成するコイル等が、同一軸心Ｏ−Ｏ上に配置される。
そして、この対物レンズ１８の中心孔が、電子ビーム出射孔２６とされる。この電子ビーム出射孔２６の直径Φ１は例えば５ｍｍとされる。
この電子ビーム照射装置本体１内、すなわち筐体内は、真空ポンプ（図示せず）によって高真空に排気される。

差動排気浮上ヘッド４は、例えば図２に示すように、電子ビーム照射装置本体１の軸心Ｏ−Ｏとできるだけ一致する中心軸上に、電子ビーム出射孔２６と対向する電子ビーム透過孔３０を有する。そして、その外周の、支持体２０に配置された被電子ビーム照射体３との対向面に開口する第１および第２気体吸引口２１および２２と、通気パッド２３を有する気体供給口２４とが、それぞれ差動排気浮上ヘッドの中心軸を中心とするそれぞれの同心円周上に、それぞれ間歇的に配置される。
これら第１および第２気体吸引口２１および２２は、それぞれ排気手段（図示せず）が連結されて強制的に排気がなされ、気体供給口２４には、圧縮気体供給源が結合されて、所要の流量をもって気体例えば不活性ガスが通気パッド２３を通じて被電子ビーム照射体３に対して噴出される。

第１および第２の気体吸引口２１および２２は、差動排気浮上ヘッド内を通ずる通気孔を通じてそれぞれ高い真空度が得られる、例えばクライオポンプ、ターボ分子ポンプ、イオンスパッタポンプ等の１０^−８Ｐａの真空能力を有する排気手段に結合されて、それぞれ排気がなされ、電子ビーム通路を１×１０^−４Ｐａ程度に真空引きする。
これら気体吸引口２１および２２における真空度は、電子ビーム透過孔３０の近くに配置される側の吸引口ほど高真空度排気がなされる。例えば図示の例では、第１の気体吸引口２１の真空度を、１×１０^０Ｐａ程度、第２の気体吸引口２２の真空度を、１×１０^２Ｐａ程度の真空度が得られる排気手段を連結させる。

一方、静圧浮上手段としての通気パッド２３が設けられた気体供給口２４に対しては、差動排気浮上ヘッド４内を通ずる通気孔を通じて圧縮気体供給源が連結される。この圧縮気体は、例えば５×１０^５Ｐａで供給する。この気体は、窒素、もしくは不活性ガスで軽量のヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）)、を用いることが望ましい。

この構成において、第１および第２気体吸引口２１および２２からの吸引と、気体供給口２４からの気体供給の選定によってこれらの差圧によって、差動排気浮上ヘッド４が、これに対向して配置される電子ビーム調整用基板１０３、あるいは被電子ビーム照射体３の面から数μｍ、例えば５μｍの間隔Ｇをもって浮上するように、すなわち非接触的に対向するようになされる。
また、同時に、第１および第２気体吸引口２１および２２による差動排気浮上ヘッド４と被電子ビーム照射体２との間の間隙空間からの吸気すなわち排気によって、真空シールがなされ、これら吸気口２１および２２の配置部より内側の電子ビーム透過孔３０の近傍、すなわち電子ビーム通路の真空化がなされる。

差動排気浮上ヘッド４の電子ビーム透過孔３０の内径は、電子ビーム照射装置本体１の電子ビーム出射孔２６の内径Φ１より幾分小であることが可能であるものの、電子ビーム出射孔２６の内径の例えば５ｍｍと同等あるいはそれ以上の大径とすることが好ましい。

そして、差動排気浮上ヘッド４には、その電子ビーム透過孔３０を開閉する真空封止バルブ３１が配置される。
この真空封止バルブ３１は、差動排気浮上ヘッド４の電子ビーム透過孔３０を開放する開放状態と、閉塞する状態と、電子ビーム透過孔３０を実質的に、その開口径Φ２より小とする状態を採る構成とされる。
この真空封止バルブ３１は、差動排気浮上ヘッド４の電子ビーム透過孔３０の開口径Φ２より大きな幅を有し、この電子ビーム透過孔３０の軸心と直交するＹ方向に沿って移動可能とされ、かつ軸心方向とＹ方向とに直交するＸ方向に微小移動可能とされた例えばバー状の移動体によって構成することができる。

この真空封止バルブ３１は、例えば図２〜図４に示すように、上述した差動排気浮上ヘッド４の電子ビーム透過孔の径Φ２に比して充分小さい直径Φ３の例えば１ｍｍに選定された、例えば１つの電子ビーム透過孔３２が形成される。
あるいはこの真空封止バルブ３１は、図５〜図７に示すように、上述した直径Φ３を有する第１の電子ビーム透過孔３２と、例えば差動排気浮上ヘッド４の電子ビーム透過孔３０の内径Φ２と同等もしくはそれより大の内径Φ４を有する第２の電子ビーム通過孔３３とを有する構成とする。
図２〜図７において、図１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

次に、上述した本発明電子ビーム照射装置の動作を説明する。
先ず、図２〜図４を参照して、真空封止バルブ３１が、上述した小径Φ２の１つの電子ビーム通過孔３２を有する構成による電子ビーム照射装置について説明する。
図２、図３および図４は、それぞれ電子ビームの微調整状態、真空封止バルブ３１の閉塞状態および被電子ビーム照射体３への電子ビーム照射状態における本発明電子ビーム照射装置の要部の概略断面図を示す。

先ず図２に示すように、電子ビーム２の調整がなされる。このとき、図１で説明した移動ステージ１００が移動されて、差動排気浮上ヘッド４に対向する位置に電子ビーム調整用基板１０１が配置される。
そして、電子ビーム調整を、上述した調整用基板１０１を用いて、主として電子ビームの照射位置の調整によってなされる。例えば電子ビーム照射装置本体１の軸心Ｏ−Ｏとの相対的位置調整、フォーカシング調整、深度調整等がなされる。

この調整の後、図３に示すように、真空封止バルブ３１を所定位置に移動させて、電子ビーム透過孔３０を閉塞する。このようにして、差動排気浮上ヘッド４および電子ビーム照射装置本体１を外部と遮断する。
その後、移動ステージ１００を移動して、図４に示すように、目的とする被電子ビーム照射体３を、差動排気浮上ヘッド４との所定の対向位置に、電子ビーム調整用基板１０１と交換して配置する。
その後、図８に示すように、真空封止バルブ３１をＸおよびＹ方向に微調整して、先に調整した電子ビーム２の軸心位置と、第１の電子ビーム透過孔３２の中心軸を一致させ、被電子ビーム照射体３に電子ビーム照射を行う。
このとき、支持体２０は、回転させ、かつ移動ステージ１００のＹ方向移動によって、電子ビーム照射装置本体１からの電子ビーム２を、被電子ビーム照射体３上に走査させる。
その後、図３で示した真空封止バルブ３１の閉塞を行い、被電子ビーム照射体３の移動交換を行って、次の電子ビーム照射作業がなされる。

図２〜図４で説明した例では、真空封止バルブ３１が小孔の電子ビーム通過孔３２のみを有する構成とした場合であるが、前述したように第１および第２の電子ビーム通過孔３２および３３が設けられた構成とすることもできる。
図５、図６および図７は、このように、第１および第２の電子ビーム通過孔３２および３３を有する真空封止バルブ３１とした場合における前述した図２、図３および図４に対応する電子ビームの微調整状態、真空封止バルブ３１の閉塞状態および被電子ビーム照射体３への電子ビーム照射状態における本発明電子ビーム照射装置の要部の概略断面図を示す。この場合、図５で示すように、電子ビームの微調整状態、つまり真空封止バルブ３１による差動排気浮上ヘッド４の電子ビーム透過孔３０の開放を、第２の電子ビーム透過孔３３によって行うようにした場合で、そのほかは、図２〜図４で説明したと同様の作業、動作がなされる。

上述したように、本発明による電子ビーム照射装置においては、図２および図５で説明したように、大径とされた差動排気浮上ヘッド４の電子ビーム透過孔３０を開放した状態で、電子ビームの微調整を行うものであるので、図８で示すように、例えば組立て誤差等によって、電子ビーム照射装置本体１におけるレンズ系等の軸のずれ、電子ビーム照射装置本体１と差動排気浮上ヘッド４との軸ずれ等の誤差が生じた場合においても、電子ビーム出射孔２６からの電子ビーム２を差動排気浮上ヘッド４の電子ビーム透過孔３０に、通過させることができる。
すなわち、図１１で示すように、小径の電子ビーム透過孔１９が用いられ従来構造におけるようにビーム軸自体を偏向させることなく、電子ビーム出射孔２６からの電子ビーム２を差動排気浮上ヘッド４の電子ビーム透過孔３０に、通過させることができる。

そして、このように電子ビーム透過孔３０を、電子ビーム２が透過させた位置で、真空封止バルブ３１に設けた小径の電子ビーム通過孔３２を、その調整された位置に持ち来たすことによって、不要の電子の被電子ビーム照射体への到来を回避し、解像度の向上を図り、かつこの電子ビーム通過孔３２が小径であることから、電子ビーム照射装置本体１の高真空度保持が良好になされる。

そして、図８で示した場合における、電子ビーム軸を偏向させて小径の電子イビーム透過孔１９を通過させることによって生じる、電子ビームの各部への衝突によるコンタミネーション等を回避できる。と、対向しない位置とに移動可能とされ、例えば被電子ビーム照射体３の交換がなされる。
したがって、解像度にすぐれ、被電子ビーム照射体３および電子ビーム照射装置１に対する汚損、破損等の回避、電子ビーム照射装置本体装置１の寿命等の改善が図られる。

尚、本発明による電子ビーム照射装置は、上述し例に限られるものではなく、その適用電子ビーム照射装置、被電子ビーム照射体等に応じて種々の構成に、変更することができることはいうまでもない。

本発明による電子ビーム照射装置の一例の概略構成図である。 本発明による電子ビーム照射装置の一例の、電子ビーム調整状態における要部の概略断面図である。 本発明による電子ビーム照射装置の一例の、電子照射状態における要部の概略断面図である。 本発明による電子ビーム照射装置の一例の、被電子ビーム照射体の非対向状態における要部の概略断面図である。 本発明による電子ビーム照射装置の他の例の、電子ビーム調整状態における要部の概略断面図である。 本発明による電子ビーム照射装置の他の例の、電子照射状態における要部の概略断面図である。 本発明による電子ビーム照射装置の一例の、被電子ビーム照射体の非対向状態における要部の概略断面図である。 本発明装置の説明に供する光路図である。 従来の電子ビーム照射装置の概略断面図である。 従来の電子ビーム照射装置の要部の概略断面図である。 従来装置の説明に供する光路図である。

符号の説明

１・・・電子ビーム照射装置本体、２・・・電子ビーム、３・・・被電子ビーム照射体、４・・・差動排気浮上ヘッド、５・・・伸縮結合機構、１１・・・電子銃、１２・・・第１コンデンサレンズ、１３・・・アパーチャ、１４・・・第２コンデンサレンズ、１５・・・ブランキングアパーチャ、１６・・・第１走査コイル、１６ｓ・・・第１微小走査コイル、１７・・・第２走査コイル、１７ｓ・・・第２微小走査コイル、１８・・・対物レンズコイル、１９・・・電子ビーム透過孔、２０・・・被電子ビーム照射体の支持体、２１・・・第１気体吸引口、２２・・・第２気体吸引口、２３・・・通気パッド、２４・・・気体供給口、２５・・・真空維持オリフィス、２６・・・電子ビーム出射孔、３０・・・電子ビーム透過孔、３１・・・真空封止バルブ、３２・・・電子ビーム通過孔、１００・・・移動ステージ、１０３・・・電子ビーム調整用基板、１０５・・・伸縮手段

Claims (7)

1. 電子ビーム出射孔を有する電子ビーム照射装置本体と、
   上記電子ビーム出射孔に対向する電子ビーム透過孔が形成された差動排気浮上ヘッドと、
   該差動排気浮上ヘッドに対向して被電子ビーム照射体を配置する被電子ビーム照射体の支持体とを有し、
   上記差動排気浮上ヘッドは、静圧差動排気によって該差動排気浮上ヘッドを上記被電子ビーム照射体から非接触的に浮上させると共に、上記電子ビーム出射孔の前方部を限定的に真空に保持する真空シールを構成するようになされ、
   上記差動排気浮上ヘッドは、上記電子ビーム透過孔を開閉する真空封止バルブを有し、
   該真空封止バルブは、上記電子ビーム照射装置本体の電子ビーム出射孔および上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔の内径より小径の電子ビーム通過孔を少なくとも有し、
   該真空封止バルブは、上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔を開放する開放状態と、上記小径の電子ビーム通過孔を、上記電子ビーム照射装置本体からの上記電子ビームの光路位置に配置する配置状態とを形成する構成とされて成ることを特徴とする電子ビーム照射装置。
2. 上記真空封止バルブは、上記電子ビームの微調整時に、上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔を開放する開放状態と、上記被電子ビーム照射体に対する電子ビーム照射時に、上記電子ビーム照射装置本体の電子ビーム出射孔および上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔の内径より小の内径の電子ビーム通過孔を上記電子ビーム照射装置本体からの上記電子ビームの光路位置に配置する配置状態とを形成する構成とされて成ることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
3. 上記真空封止バルブは、上記差動排気浮上ヘッドと、上記被電子ビーム照射体との相対的位置が、非対向位置とされた時に、上記差動排気浮上ヘッドの上記電子ビーム透過孔を閉塞する構成とされたことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
4. 上記真空封止バルブは、電子ビーム通過孔を有する移動体を有し、
   該移動体の電子ビーム通過孔は、その内径が、上記電子ビーム照射装置本体の電子ビーム出射孔および上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔の内径より小に選定され、
   上記被電子ビーム照射体に対する電子ビームの照射時に、上記移動体の位置調整によって上記電子ビーム通過孔を、上記電子ビーム照射装置本体からの上記電子ビームの光路位置に配置する構成とされたことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
5. 上記真空封止バルブは、上記差動排気浮上ヘッドと、上記被電子ビーム照射体との相対的位置が、非対向位置とされる時に、上記移動体の所定の移動位置で、上記差動排気浮上ヘッドの上記電子ビーム透過孔を閉塞する構成とされたことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
6. 上記真空封止バルブは、内径を異にする少なくとも第１および第２電子ビーム通過孔を有する移動体を有し、
   該真空封止バルブの上記第１電子ビーム通過孔は、その内径が、上記電子ビーム照射装置本体の電子ビーム出射孔および上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔の内径より小に選定され、上記第２電子ビーム通過孔は、上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔と同等ないしはこれより大に選定され、
   上記電子ビームの調整時に、上記移動体の所定の移動位置で、上記第２電子ビーム通過孔が上記差動排気浮上ヘッドの電子ビーム透過孔に対向して、該電子ビーム透過孔を開放し、
   上記被電子ビーム照射体に対する電子ビームの照射時に、上記移動体の位置調整によって上記第１電子ビーム通過孔を、上記電子ビーム照射装置本体からの上記電子ビームの光路位置に配置する構成とされたことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
7. 上記真空封止バルブは、上記差動排気浮上ヘッドと、上記被電子ビーム照射体との相対的位置が、非対向位置とされた時に、上記移動体の所定の移動位置で、上記差動排気浮上ヘッドの上記電子ビーム透過孔を閉塞する構成とされことを特徴とする請求項６に記載の電子ビーム照射装置。

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