JP7257915B2

JP7257915B2 - 荷電粒子ビーム装置および真空用配管

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Publication number: JP7257915B2
Application number: JP2019150243A
Authority: JP
Inventors: 英一武井; 通広川口; 圭介山口; 洋介高橋; 吉郎山中
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2039-08-20
Also published as: JP2021034147A

Description

本実施形態は、荷電粒子ビーム装置および真空用配管に関する。

マスク描画装置やマスク検査装置等の荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビームの照射空間として設けられている鏡筒内を真空引きし、該鏡筒内の減圧雰囲気中において荷電粒子ビームをマスクへ照射する。このとき、鏡筒内を真空引きするために、真空ポンプを鏡筒に接続する。

特開２００７－１６５２３２号公報

しかし、真空ポンプは、真空配管を介して鏡筒に接続されている。従って、真空ポンプの振動が真空配管を伝わって鏡筒に伝わり、荷電粒子ビームの照射精度を悪化させる場合があった。また、真空配管で真空ポンプと鏡筒とを接続する際に、真空ポンプと鏡筒との位置合わせが難しく、真空ポンプおよび鏡筒の組み立てに時間がかかる、という問題もあった。

そこで、本実施形態の目的は、荷電粒子ビームの照射精度を維持し、かつ、真空ポンプと鏡筒とを容易に配管接続することができる荷電粒子ビーム装置および真空用配管を提供することである。

本実施形態による荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子を処理対象に照射するチャンバと、チャンバに接続される真空用配管と、真空用配管に接続され、真空用配管を介してチャンバ内を減圧する減圧装置と、を備える。チャンバは、真空用配管と接続される排気部を有し、減圧装置は、真空用配管と接続される吸気部とを有する。真空用配管は、排気部と接続し、所定方向に伸縮可能な第１配管および第２配管と、第１配管と接続し、中心軸が所定方向と垂直な第３配管と、第２配管と接続し、中心軸が第３配管と平行で所定方向と垂直な第４配管と、それぞれ第３配管、第４配管と接続するとともに吸気部と接続し、それぞれ所定方向に伸縮可能な第５配管および第６配管と、を含む。

本実施形態による真空用配管は、減圧装置と排気部との間を配管接続する真空用配管であって、チャンバに接続される排気部と、排気部に接続され、所定方向に伸縮可能な第１配管および第２配管と、第１配管と接続され、中心軸が所定方向と垂直な第３配管と、第２配管と接続され、中心軸が所定方向と垂直な第４配管と、第３配管と接続され、所定方向に伸縮可能な第５配管と、第４配管と接続され、所定方向に伸縮可能な第６配管と、第５配管および第６配管と接続されるとともに、減圧装置に接続される吸気部と、を含む。

第１実施形態の電子ビーム描画装置の構成を示す図。電子鏡筒、真空ポンプおよび真空用配管の構成を示す平面図。第２実施形態による描画装置の構成例を示す断面図。第３実施形態による描画装置の構成例を示す断面図。第４実施形態による描画装置の構成例を示す図。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

以下に示す本実施形態では、電子ビームを放射する電子銃を備えた電子ビーム描画装置の構成について説明する。但し、ビームは、電子ビームに限定するものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、本実施形態は、描画装置だけでなく、検査装置等に適用してもよい。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の電子ビーム描画装置の構成を示す図である。図１において、電子ビーム描画装置（以下描画装置）１００は、可変成形型の電子ビーム描画装置の一例であり、描画部１５０と制御演算部１６０とを備えている。

描画部１５０は、描画室１０１と、電子鏡筒１０２と、を備えている。

チャンバとしての電子鏡筒１０２は、電子銃２０１、照明レンズ２０２、ブランキング偏向器２１２、ブランキングアパーチャ２１４、成形アパーチャ２０３，２０６、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、対物レンズ２０７、偏向器２０８，２０９、電子銃室２１７を備える。電子鏡筒１０２は、真空ポンプ１１７に接続されており、真空ポンプ１１７によって真空引きされ減圧されている。電子銃２０１は、電子銃室２１７内に収容されおり、荷電粒子として電子ビームを発生する。

照明レンズ２０２、投影レンズ２０４および対物レンズ２０７は、いずれも励磁を変えて電子ビームを収束させ、結像位置（照射位置）を調節する電磁レンズである。これらのレンズは、電子銃２０１が配置された上流側の一端から、ステージ１０５が配置された下流側に向けて、電子ビーム２００の軸方向に沿って配列されている。

照明レンズ２０２は、電子銃２０１から出射された電子ビーム２００を成形アパーチャ２０３に照明する。成形アパーチャ２０３で成形された電子ビーム２００は、投影レンズ２０４で成形アパーチャ２０６に投影される。成形アパーチャ２０６における成形アパーチャ像の位置は、成形偏向器２０５で制御される。これにより、電子ビームの形状と寸法が変化する。成形アパーチャ２０６を透過した電子ビーム２００は、対物レンズ２０７で照射位置合わせが行われた後、偏向器２０８、２０９で偏向される。そして、偏向器２０８、２０９は、電子ビーム２００の照射位置を修正し、描画室１０１に載置されたマスク２１６に電子ビーム２００を照射する。

描画室１０１の内部には、ステージ１０５が配置されている。ステージ１０５は、制御部１１０によって、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に駆動される。ステージ１０５上には、処理対象となるマスク２１６が載置される。マスク２１６は、例えば、石英等のマスク基板上に、クロム（Ｃｒ）膜やモリブデンシリコン（ＭｏＳｉ）膜等の遮光膜が形成され、さらにその上にレジスト膜が形成されたものでよい。このレジスト膜上に、電子ビーム２００によって所定のパターンを描画する。マスク２１６は、例えば、まだパターンを有しないマスクブランクスであってもよい。

制御演算部１６０は、制御部１１０を備えている。

制御部１１０は、描画データを記憶する描画データ記憶部１１０ａと、描画データを処理してショットデータを生成するショットデータ生成部１１０ｂと、電子鏡筒１０２を制御する描画制御部１１０ｃとを備えている。描画データ記憶部１１０ａは、マスク２１６にパターンを描画するための描画データを記憶する記憶部である。ショットデータ生成部１１０ｂは、描画データにより規定される描画パターンを分割し、ショットデータを生成する。描画制御部１１０ｃは、ステージ１０５をストライプ領域の長手方向に移動させつつ、所定位置に生成されたショットデータに基づき描画パターンを描画するために制御を行う。

減圧装置としての真空ポンプ１１７は、電子鏡筒１０２に配管接続されており、電子鏡筒１０２内を減圧する。真空ポンプ１１７は、例えば、ロータリポンプ、イオンポンプ等でよい。真空ポンプ１１７によって、電子鏡筒１０２は、高い真空度に減圧されている。

このような構成を有する描画装置１００は、電子ビームをマスク２１６に照射して、マスク２１６に所望の描画パターンを形成する。

図２は、電子鏡筒１０２、真空ポンプ１１７および真空用配管１０の構成を示す平面図である。電子鏡筒１０２は、その内部を真空引きするために排気部としての排気管１０３を有する。排気管１０３の一端部は、電子鏡筒１０２の排気口ＯＰ１に連通するように接続されている。排気管１０３は、電子鏡筒１０２の排気方向Ｄ１に延伸しており、その両側壁に２つの排気口ＯＰ２，ＯＰ３を有する。排気口ＯＰ２，ＯＰ３は、Ｄ１方向に対して略垂直方向のＤ２方向およびＤ３方向に向かってそれぞれ開口している。排気管１０３の他端部は閉塞されており、排気口ＯＰ１からの気体は排気口ＯＰ２，ＯＰ３以外から排出されないように構成されている。

一方、真空ポンプ１１７は、電子鏡筒１０２の内部の気体を吸引するために吸気部としての吸気管１０４を有する。吸気管１０４の一端部は、真空ポンプ１１７の開口ＯＰ４に連通するように接続されている。吸気管１０４は、真空ポンプ１１７の吸気方向Ｄ４の逆方向に延伸しており、その両側壁に２つの開口ＯＰ５，ＯＰ６を有する。開口ＯＰ５，ＯＰ６は、Ｄ４方向に対して略垂直方向のＤ５方向およびＤ６方向の逆方向に向かってそれぞれ開口している。吸気管１０４の他端部は閉塞されており、開口ＯＰ５，ＯＰ６以外から気体は吸引されないように構成されている。

電子鏡筒１０２の排気管１０３と真空ポンプ１１７の吸気管１０４との間には、真空用配管１０が配管接続されている。真空用配管１０は、ベローズ管１１～１４と、リジッド管１５，１６と、プレートＰＬ１，ＰＬ２とを備えている。

第１配管としてのベローズ管１１は、排気管１０３の排気口ＯＰ２とリジッド管１５との間に配管接続されており、電子鏡筒１０２からＤ１方向へ排気された気体をＤ２方向へ導出する。ベローズ管１１は、例えば、中空の円筒形を有し、その側壁が蛇腹状に成形されている。これにより、ベローズ管１１はＤ２方向に伸縮可能であり、真空ポンプ１１７からの振動が排気管１０３に伝達することを抑制することができる。

第２配管としてのベローズ管１２は、排気管１０３の排気口ＯＰ３とリジッド管１６との間に配管接続されており、電子鏡筒１０２からＤ１方向へ排気された気体をＤ３方向へ導出する。ベローズ管１２も、ベローズ管１１と同様の構成を有する。例えば、ベローズ管１２は、中空の円筒形を有し、その側壁が蛇腹状に成形されている。これにより、ベローズ管１２はＤ３方向に伸縮可能であり、真空ポンプ１１７からの振動が排気管１０３に伝達することを抑制することができる。

第５配管としてのベローズ管１３は、吸気管１０４の開口ＯＰ５とリジッド管１５との間に配管接続されており、電子鏡筒１０２からベローズ管１１およびリジッド管１５を介して流れてきた気体をＤ５方向へ導出する。ベローズ管１３も、ベローズ管１１，１２と同様の構成を有する。例えば、ベローズ管１３は、中空の円筒形を有し、その側壁が蛇腹状に成形されている。これにより、ベローズ管１３はＤ５方向に伸縮可能であり、真空ポンプ１１７からの振動が排気管１０３に伝達することを抑制することができる。

第６配管としてのベローズ管１４は、吸気管１０４の開口ＯＰ６とリジッド管１６との間に配管接続されており、電子鏡筒１０２からベローズ管１２およびリジッド管１６を介して流れてきた気体をＤ６方向へ導出する。ベローズ管１４も、ベローズ管１１～１３と同様の構成を有する。例えば、ベローズ管１４は、中空の円筒形を有し、その側壁が蛇腹状に成形されている。これにより、ベローズ管１４はＤ６方向に伸縮可能であり、真空ポンプ１１７からの振動が排気管１０３に伝達することを抑制することができる。
これらベローズ管１１～１４は、内外の差圧に対して耐性が高く、かつ、薬品に対する耐腐食性に優れた材料で構成されている。例えば、ステンレス等の金属材料で構成されている。これにより、ベローズ管１１～１４は、電子鏡筒１０２内を真空引きしたときに、それぞれの伸縮方向に伸縮するが、径方向に潰れることなく、排気経路を確保することができる。

第３配管としてのリジッド管１５は、ベローズ管１１とベローズ管１３との間に配管接続されており、ベローズ管１１からの気体をベローズ管１３へ向かって流す。リジッド管１５は、例えば、その両端が閉塞された中空の円筒形を有し、その両端近傍の側壁にそれぞれ排気口ＯＰ７，ＯＰ８を有する。リジッド管１５の中心軸は、ベローズ管１１～１４の伸縮方向（所定方向）と略垂直である。

第４配管としてのリジッド管１６は、ベローズ管１２とベローズ管１４との間に配管接続されており、ベローズ管１２からの気体をベローズ管１４へ向かって流す。リジッド管１６は、リジッド管１５と同様の構成を有する。例えば、リジッド管１６は、その両端が閉塞された中空の円筒形を有し、その両端近傍の側壁にそれぞれ排気口ＯＰ９，ＯＰ１０を有する。リジッド管１６の中心軸は、リジッド管１５の中心軸と略平行であり、かつ、ベローズ管１１～１４の伸縮方向と略垂直である。
これらリジッド管１５，１６は、その内外の差圧に対して耐性が高く、かつ、薬品に対する耐腐食性に優れた材料で構成されている。例えば、リジッド管１５，１６は、ステンレス等の金属材料で構成されており、側壁に蛇腹形状を有しない円柱状の鋼管である。これにより、リジッド管１５，１６は、電子鏡筒１０２内を真空引きしたときにほとんど変形することなく、排気経路を確保することができる。また、リジッド管１５，１６は、それぞれベローズ管１１，１３、ベローズ管１２，１４の伸縮によって、これらの伸縮方向へ移動することができる。

プレートＰＬ１，ＰＬ２は、リジッド管１５とリジッド管１６との間に渡って設けられており、リジッド管１５，１６の上面に接続されている。ここで、プレートＰＬ１，ＰＬ２はリジッド管１５，１６の下面に接続されてもよく、それぞれ上下に２枚ずつ接続されてもよい。プレートＰＬ１，ＰＬ２は、ほとんど伸縮しない剛性を有する材質で構成されており、リジッド管１５とリジッド管１６との間の距離を固定する。プレートＰＬ１，ＰＬ２は、リジッド管１５とリジッド管１６とに接続されているが、ベローズ管１１～１４、排気管１０３および吸気管１０４には接続されていない。従って、プレートＰＬ１，ＰＬ２は、リジッド管１５とリジッド管１６との間の距離を維持しつつ、リジッド管１５，１６をＤ２またはＤ３方向（Ｄ５またはＤ６方向）へほぼ平行に移動させることができる。

例えば、プレートＰＬ１，ＰＬ２が設けられていない場合、ベローズ管１１～１４の蛇腹部分が真空引きによって収縮して硬化してしまう。この場合、真空ポンプ１１７の振動がベローズ管１１～１４を伝わって電子鏡筒１０２へ伝導してしまう。これに対し、プレートＰＬ１，ＰＬ２を設けることによって、ベローズ管１１～１４の蛇腹部分の収縮を抑制して蛇腹状態を維持し、真空ポンプ１１７から電子鏡筒１０２への振動の伝達を抑制することができる。

また、例えば、ベローズ管１１～１４はほぼ同一構成を有するが、製造誤差等のばらつきを幾分有する場合がある。この場合、電子鏡筒１０２内を真空引きしたときに、配管内外の差圧による圧力がベローズ管１１～１４にほぼ均等に印加される。しかし、ベローズ管１１～１４にばらつきがあると、ベローズ管１１～１４に圧力が均等に印加されたときに、ベローズ管１１～１４の長さが相互に相違する。このようにベローズ管１１～１４の長さが相違することによって、ベローズ管１１～１４に印加される圧力のバランスが維持され得る。このとき、プレートＰＬ１，ＰＬ２がリジッド管１５とリジッド管１６との間の距離を固定しているので、例えば、ベローズ管１１が伸びている場合には、その分、ベローズ管１２が縮み、ベローズ管１２が伸びている場合には、その分、ベローズ管１１が縮む。同様に、例えば、ベローズ管１３が伸びている場合には、その分、ベローズ管１４が縮み、ベローズ管１３が伸びている場合には、その分、ベローズ管１４が縮む。このようにして、ベローズ管１１～１４は、リジッド管１５とリジッド管１６との間の距離を維持しつつ、印加される圧力のバランス（釣り合い）を維持している。

プレートＰＬ１，ＰＬ２をベローズ管１１～１４およびリジッド管１５，１６の内部に設けてもよい。この場合、プレートＰＬ１，ＰＬ２は、ベローズ管１１～１４、リジッド管１５，１６および開口ＯＰ２，ＯＰ３，ＯＰ７，ＯＰ９のコンダクタンスに影響を与えるおそれがある。

本実施形態においては、プレートＰＬ１，ＰＬ２をリジッド管１５，１６の外側面に取り付けることによって、ベローズ管１１～１４、リジッド管１５，１６および開口ＯＰ２，ＯＰ３，ＯＰ５，ＯＰ６，ＯＰ７，ＯＰ８，ＯＰ９，ＯＰ１０のコンダクタンスに影響を与えることなく、リジッド管１５とリジッド管１６との間隔を維持することができる。

排気管１０３の中心軸と吸気管１０４の中心軸は、軸Ａ１とほぼ一致するように配置される。また、排気管１０３の開口ＯＰ２，ＯＰ３の中心軸、ベローズ管１１，１２の中心軸、および、リジッド管１５，１６の開口ＯＰ７，ＯＰ９の中心軸は、軸Ａ２とほぼ一致するように配置される。ベローズ管１１およびベローズ管１２は、ほぼ同一の構成を有し、排気管１０３および吸気管１０４の中心軸である軸Ａ１に関して対称となる位置に配置されている。

また、同様に、吸気管１０４の開口ＯＰ５，ＯＰ６の中心軸、ベローズ管１３，１４の中心軸、および、リジッド管１５，１６の開口ＯＰ８，ＯＰ１０の中心軸も、軸Ａ３とほぼ一致するように配置される。ベローズ管１３およびベローズ管１４は、ほぼ同一の構成を有し、排気管１０３および吸気管１０４の中心軸である軸Ａ１に関して対称となる位置に配置されている。さらに、リジッド管１５の中心軸Ａ４およびリジッド管１６の中心軸Ａ５は、軸Ａ１に関して対称となる位置に配置され、該軸Ａ１に対して略平行である。電子鏡筒１０２がまだ真空引きされていないときに、リジッド管１５と軸Ａ１との距離は、リジッド管１６と軸Ａ１との距離とほぼ等しい。これにより、真空用配管１０は、軸Ａ１に関して対称な構成を有する。

次に、真空引きの動作について簡単に説明する。

まず、真空ポンプ１１７が駆動され、真空引きを開始する。電子鏡筒１０２内の気体は、開口ＯＰ１を介して排気管１０３へＤ１方向に排気される。排気管１０３内の気体は、開口ＯＰ２，ＯＰ３を介してベローズ管１１，１２へＤ２またはＤ３方向に流れ、開口ＯＰ７，ＯＰ９を介してリジッド管１５，１６へ流れる。

次に、リジッド管１５，１６内の気体は、開口ＯＰ８，ＯＰ１０を介してベローズ管１３，１４へＤ５またはＤ６方向に流れ、開口ＯＰ５，ＯＰ６を介して吸気管１０４へ流れる。吸気管１０４内の気体は、開口ＯＰ４を介して真空ポンプ１１７へＤ４方向に吸引され、外部へ排気される。このように、電子鏡筒１０２内の気体は、真空用配管１０を介して真空ポンプ１１７によって吸引され、電子鏡筒１０２の外部へ排気される。これにより、電子鏡筒１０２の内部は真空引きされ減圧状態となる。
（ベローズ管１１～１４の伸縮量と伸縮力との関係）
ベローズ管１１に印加されるＤ２またはＤ３方向の伸縮力をＦ１とし、ベローズ管１２に印加されるＤ２またはＤ３方向の伸縮力をＦ２とする。このとき、Ｆ１およびＦ２は、それぞれ式１および式２で表される。

Ｆ１＝ｐ×ａ１－ｋ１×｜Δｘ｜（式１）
Ｆ２＝ｐ×ａ２－ｋ２×｜Δｘ｜（式２）

ｋ１およびｋ２は、ベローズ管１１，１２のそれぞれの蛇腹構造のばね定数を示す。
Δｘは、ベローズ管１１，１２の伸縮量（長さ）を示す。尚、図２のｘは、真空引き前において、ベローズ管１１，１２の内外の差圧が生じていないときもとの長さを示す。即ち、Δｘは、ｘからの伸縮量（長さ）を示す。プレートＰＬ１，ＰＬ２がリジッド管１５とリジッド管１６との間の距離を固定しているので、ベローズ管１１の伸縮量の絶対値｜Δｘ｜は、ベローズ管１２のそれと同じになる。図２では、ベローズ管１１，１２の収縮量を－Δｘで示し、伸長量を＋Δｘで示している。
ｐは、ベローズ管１１，１２に印加される単位面積当たりの圧力を示す。圧力ｐは、ベローズ管１１，１２の内部と外部（大気圧）との差圧を示す。
ａ１およびａ２は、ベローズ管１１，１２のそれぞれの開口面積を示す。ベローズ管１１の開口面積は、Ｄ２またはＤ３方向に対して略垂直断面におけるベローズ管１１の開口面積であり、例えば、開口ＯＰ２またはＯＰ７の面積とほぼ等しくてもよい。ベローズ管１２の開口面積は、Ｄ２またはＤ３方向に対して略垂直断面におけるベローズ管１２の開口面積であり、例えば、開口ＯＰ３またはＯＰ９の面積とほぼ等しくてもよい。
ここで、ベローズ管１１，１２は、それらの内部が減圧されると、Ｆ１とＦ２とを等しくするように、それぞれΔｘだけ収縮／伸長する。例えば、ベローズ管１１がΔｘだけ収縮した場合、ベローズ管１２は、Δｘだけ伸長する。逆に、ベローズ管１１がΔｘだけ伸長した場合、ベローズ管１２は、Δｘだけ収縮する。もし、ベローズ管１１，１２が同一構成である場合には、Ｆ１＝Ｆ２のときに、Δｘはゼロになるが、ベローズ管１１，１２の構成は通常ばらつくので、Δｘは何らかの値になる。ベローズ管１１，１２がΔｘだけ収縮／伸長することにより、ベローズ管１１，１２の圧力Ｆ１，Ｆ２のバランスが維持される（Ｆ１＝Ｆ２）。

以上のように、本実施形態による真空用配管１０は、排気または吸気の方向に沿った軸Ａ１に関してほぼ対称に対向する位置にベローズ管１１とベローズ管１２を備えている。ベローズ管１１およびベローズ管１２は、中心軸が軸Ａ２とほぼ一致するように配置されている。また、真空用配管１０は、軸Ａ１に関してほぼ対称に対向する位置にベローズ管１３とベローズ管１４を備えている。ベローズ管１３およびベローズ管１４は、中心軸が軸Ａ３とほぼ一致するように配置されている。さらに、真空用配管１０は、軸Ａ１に関してほぼ対称に対向する位置にリジッド管１５とリジッド管１６を備えている。ベローズ管１１～１４は、ほぼ同一の構成を有する。リジッド管１５，１６も、ほぼ同一の構成を有する。従って、真空用配管１０は、全体として軸Ａ１に関してほぼ対称の構成を有する。

これにより、ベローズ管１１～１４の伸縮方向は、電子鏡筒１０２と真空ポンプ１１７との間の排気管１０３および吸気管１０４の方向（排気または吸気方向に沿った軸Ａ１の方向）に対してほぼ垂直方向となっている。電子鏡筒１０２内を真空引きしたときに、ベローズ管１１～１４の伸縮力は、軸Ａ１の方向にはほとんど印加されず、電子鏡筒１０２と真空ポンプ１１７との間を引張したり、逆に押圧したりしない。さらに、ベローズ管１１とベローズ管１２は、軸Ａ１に対してほぼ対称に対向する位置に配置されているので、それらの伸縮力はほぼ相殺される。ベローズ管１３とベローズ管１４も、軸Ａ１に関してほぼ対称に対向する位置に配置されているので、それらの伸縮力もほぼ相殺される。これにより、ベローズ管１１～１４の伸縮力は、実質的に、軸Ａ１に対して略垂直方向にもほとんど印加されない。

もし、ベローズ管の伸縮方向が軸Ａ１の方向に沿っている場合あるいはベローズ管の伸縮力が軸Ａ１に対して対称でない場合、電子鏡筒１０２と真空ポンプ１１７との間を引張したり、押圧する。この場合、電子鏡筒１０２が傾斜して描画精度に悪影響を与えるおそれがある。

これに対し、本実施形態による真空用配管１０は、ベローズ管１１～１４の伸縮力を電子鏡筒１０２および真空ポンプ１１７に伝達せず、電子鏡筒１０２を傾斜させない。よって、電子鏡筒１０２における描画精度に影響を与えない。さらに、ベローズ管１１～１４は、蛇腹構造を有するので、真空ポンプ１１７の振動が電子鏡筒１０２へ伝達することを抑制することができる。その結果、電子鏡筒１０２における描画精度を向上させることができる。

また、上述のように、真空用配管１０が軸Ａ１に関してほぼ対称の構成を有するので、電子鏡筒１０２内を真空引きしたときに、配管内外の差圧による圧力がベローズ管１１～１４にほぼ均等に印加される。ベローズ管１１～１４はほぼ同一構成を有するが、製造誤差等のばらつきを幾分有する場合がある。この場合、真空引きしたときに、ベローズ管１１～１４の伸縮の長さが相互に幾分相違することによって、ベローズ管１１～１４に印加される圧力がほぼ均等になり、バランスをとることができる。このとき、プレートＰＬ１、ＰＬ２によってリジッド管１５とリジッド管１６との間の距離を維持した状態で、ベローズ管１１～１４に印加される圧力はほぼ均等に印加される。また、プレートＰＬ１，ＰＬ２は、ベローズ管１１～１４の蛇腹部分の蛇腹状態を維持し、真空ポンプ１１７から電子鏡筒１０２への振動伝達の抑制効果を確実にする役目も果たす。

また、真空用配管１０にベローズ管１１～１４を用いることによって、ベローズ管１１～１４と開口ＯＰ２，ＯＰ３，ＯＰ５，ＯＰ６との位置合わせによる、真空用配管１０と排気管１０３または吸気管１０４との配管接続が容易になる。その結果、電子鏡筒１０２、真空ポンプ１１７および真空用配管１０の組み立てに掛かる時間が短縮され得る。

（第２実施形態）
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、第２実施形態による描画装置の構成例を示す断面図である。図３（Ａ）のＢ－Ｂ線に沿った断面を図３（Ｂ）に示し、図３（Ｂ）のＣ－Ｃ線に沿った断面を図３（Ａ）に示す。第２実施形態では、真空用配管１０は、図２の方向Ｄ１～Ｄ６がほぼ同一の水平面内にあるように横型配置されている。

描画装置１００は、土台２１０と、ダンパ２２０と、支持台２３０とをさらに備えている。電子鏡筒１０２およびダンパ２２０は、土台２１０上に固定されている。ダンパ２２０上に支持台２３０が載置されており、ダンパ２２０が土台２１０からの振動を遮断する。支持台２３０上には、真空用配管１０が固定されている。

真空用配管１０は、支持台２３０上において、ベローズ管１１～１４およびリジッド管１５，１６がほぼ同一の水平面内に配置されるように、横向きに配置される。この場合、プレートＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂ，ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂも略水平方向に延伸するように配置される。尚、プレートＰＬ１，Ｌ２は、図２に示すように、それぞれリジッド管１５，１６の一側面にのみに設けられていてもよいが、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、それぞれリジッド管１５，１６の一側面とその反対側の面の両方に設けられていてもよい。以下、リジッド管１５，１６の一側面に設けられたプレートＰＬ１，ＰＬ２を、ＰＬ１ａ，ＰＬ２ａと呼び、リジッド管１５，１６の反対側の面に設けられたプレートＰＬ１，ＰＬ２を、ＰＬ１ｂ，ＰＬ２ｂと呼ぶ。

第２実施形態では、真空用配管１０は、プレートＰＬ１ｂ，ＰＬ２ｂを支持台２３０に接触させるように配置されている。プレートＰＬ１ｂ，ＰＬ２ｂと支持台２３０の表面との間には、摩擦係数の低い平滑層２４０が設けられている。平滑層２４０は、プレートＰＬ１ｂ，ＰＬ２ｂと支持台２３０との間の摩擦を低下させ、ベローズ管１１～１４の伸縮方向（Ｄ２、Ｄ３）にリジッド管１５，１６およびプレートＰＬ１ａ，ＰＬ２ａ，ＰＬ１ｂ，ＰＬ２ｂを支持台２３０上で滑らかに移動可能にする。平滑層２４０は、例えば、テフロン等の摩擦係数の低い材料で構成されている。これにより、電子鏡筒１０２を真空引きしたときに、ベローズ管１１，１２が収縮／伸長することができ、ベローズ管１１，１２の圧力Ｆ１，Ｆ２のバランスを維持することができる。

第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態の対応する構成と同様でよい。真空用配管１０、電子鏡筒１０２および真空ポンプ１１７の構成も、第１実施形態のそれらの構成と同様でよい。また、第２実施形態の動作は、プレートＰＬ１ａ，ＰＬ２ａ，ＰＬ１ｂ，ＰＬ２ｂが指示台２３０上を移動する点以外は第１実施形態の動作と同様でよい。これにより、第２実施形態は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、第３実施形態による描画装置の構成例を示す断面図である。図４（Ａ）のＢ－Ｂ線に沿った断面を図４（Ｂ）に示し、図４（Ｂ）のＣ－Ｃ線に沿った断面を図４（Ａ）に示す。第３実施形態は、ベローズ管１１～１４の伸縮方向にリジッド管１５，１６およびプレートＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂ，ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂを移動可能にするガイド２５０を備えている。第３実施形態のその他の構成は、第２実施形態の対応する構成と同様でよい。

ガイド２５０は、例えば、支持台２３０上に固定されたガイドレール２５１と、プレートＰＬ１ｂ，ＰＬ２ｂに固定されたローラ２５２とを含む。ガイドレール２５１は、ベローズ管１１～１４の伸縮方向（Ｄ２、Ｄ３）に延伸するように設けられている。ローラ２５２は、ガイドレール２５１に沿ってベローズ管１１～１４の伸縮方向に移動可能である。

第３実施形態では、ローラ２５２がガイドレール２５１上を移動することによって、ベローズ管１１，１２が収縮／伸長することができ、ベローズ管１１，１２の圧力Ｆ１，Ｆ２のバランスを維持することができる。

第３実施形態のその他の構成は、第２実施形態の対応する構成と同様でよい。真空用配管１０、電子鏡筒１０２および真空ポンプ１１７の構成は、第１実施形態のそれらの構成と同様でよい。また、第３実施形態の動作は、プレートＰＬ１ｂ，ＰＬ２ｂに固定されたローラ２５２がガイドレール２５１上を移動する点以外は第２実施形態の動作と同様でよい。これにより、第３実施形態は、第１または第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、第４実施形態による描画装置の構成例を示す図である。図５（Ａ）は、描画装置の側面を示し、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＢ－Ｂ線に沿った断面を示す。第４実施形態による真空用配管１０は、ベローズ管１１～１４の伸縮方向が略鉛直方向となるように縦向きに配置されている。リジッド管１５，１６およびプレートＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂ，ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂを略鉛直方向に移動可能にするために、ガイド３３０ａ，３３０ｂ，３４０ａ，３４０ｂがプレートＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂ，ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂに沿ってそれぞれに対応するように設けられている。ガイド３３０ａ，３３０ｂ，３４０ａ，３４０ｂは、それぞれ支持台２３０に固定された支柱３３１と、プレートＰＬ１ａ～ＰＬ２ｂに固定され支柱３３１を挿入するリング３３２とを有する。ガイド３３０ａ，３３０ｂ，３４０ａ，３４０ｂは、リング３３２が支柱３３１を略鉛直方向に滑動することによって、プレートＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂ，ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂを移動させることができる。

しかし、真空用配管１０を縦方向に配置した場合、電子鏡筒１０２内が減圧されていない状態であっても、リジッド管１５，１６およびプレートＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂ，ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂの重さによって、ベローズ管１１および１３が収縮しかつベローズ管１２および１４が伸長してしまう。即ち、リジッド管１５，１６およびプレートＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂ，ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂがその自重によって鉛直下方向へ移動し、オフセットが生じてしまう。

そこで、第４実施形態では、真空用配管１０と支持台２３０との間に弾性部材としてのバネ構造体３１０，３２０が設けられている。バネ構造体３１０，３２０は、電子鏡筒１０２内が減圧されていない状態において、ベローズ管１１～１４の伸縮方向の長さをほぼ等しくするように、リジッド管１５，１６を支持する。これにより、リジッド管１５，１６およびプレートＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂ，ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂのオフセットをキャンセルすることができる。第４実施形態のその他の構成は、第２または第３実施形態の対応する構成と同様である。尚、弾性部材は、ゴムやダンパ等の真空用配管１０を弾性的に支持可能な部材であればよい。

第４実施形態のように、真空用配管１０を縦型配置しても、本実施形態の効果は失われない。また、真空用配管１０を縦型配置することによって、描画装置の設置面積を低減させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００描画装置、１５０描画部、１０１描画室、１０２電子鏡筒、１０３排気管、１１７真空ポンプ、１０真空用配管、１１～１４ベローズ管、１５，１６リジッド管、ＰＬ１，ＰＬ２プレート、２４０平滑層、２５０，３３０ａ，３３０ｂ，３４０ａ，３４０ｂガイド、３１０，３２０バネ構造体

Claims

荷電粒子を処理対象に照射するチャンバと、
前記チャンバに接続される真空用配管と、
前記真空用配管に接続され、前記真空用配管を介して前記チャンバ内を減圧する減圧装置と、を備え、
前記チャンバは、前記真空用配管と接続される排気部を有し、
前記減圧装置は、前記真空用配管と接続される吸気部とを有し、
前記真空用配管は、
前記排気部と接続し、所定方向に伸縮可能な第１配管および第２配管と、
前記第１配管と接続し、中心軸が前記所定方向と垂直な第３配管と、
前記第２配管と接続し、中心軸が前記第３配管と平行で前記所定方向と垂直な第４配管と、
それぞれ前記第３配管、前記第４配管と接続するとともに前記吸気部と接続し、それぞれ前記所定方向に伸縮可能な第５配管および第６配管と、を含み、
前記第１配管の中心軸と前記第２配管の中心軸とは、ほぼ一致しており、
前記第５配管の中心軸と前記第６配管の中心軸とは、ほぼ一致しており、
前記第１配管および前記第２配管は、ほぼ同一の構成を有し、所定の軸に関して対称な位置に配置されており、
前記第５配管および前記第６配管は、ほぼ同一の構成を有し、前記所定の軸に関して対称な位置に配置されている、荷電粒子ビーム装置。
前記第３配管と前記第４配管との間に設けられ、前記第３配管と前記第４配管との距離を固定するプレートをさらに備えた、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
前記プレートは、前記所定方向に移動可能である請求項２に記載の荷電粒子ビーム装置。
前記排気部は、一端部が前記チャンバに接続され、他端部が閉塞された排気管であり、前記排気管は前記チャンバの排気方向に延伸し、前記排気管の両側壁に、前記排気方向に対して略垂直方向に開口する二つの第１開口を有し、前記二つの第１開口には、それぞれ前記第１配管と前記第２配管が対向するように接続されている、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
前記吸気部は、一端部が前記減圧装置に接続され、他端部が閉塞された吸気管であり、前記吸気管は前記減圧装置の吸気方向の逆方向に延伸し、前記吸気管の両側壁に、前記吸気方向に対して略垂直方向に開口する二つの第２開口を有し、前記二つの第２開口はそれぞれ前記第５配管と前記第６配管が対向するように接続されている、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
前記真空用配管を支持する支持台と、
前記支持台を搭載し、土台上に固定されたダンパと、
前記支持台と前記真空用配管との間に設けられ、前記第３および第４配管を前記所定方向に滑らかに移動させる平滑層またはガイドと、をさらに備える、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
前記所定方向は、水平面内にある、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
前記所定方向は、鉛直方向である、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
減圧装置とチャンバとの間を配管接続する真空用配管であって、
前記チャンバに接続される排気部と、
前記排気部に接続され、所定方向に伸縮可能な第１配管および第２配管と、
前記第１配管と接続され、中心軸が前記所定方向と垂直な第３配管と、
前記第２配管と接続され、中心軸が前記所定方向と垂直な第４配管と、
前記第３配管と接続され、前記所定方向に伸縮可能な第５配管と、
前記第４配管と接続され、前記所定方向に伸縮可能な第６配管と、
前記第５配管および前記第６配管と接続されるとともに、前記減圧装置に接続される吸気部と、を含み、
前記第１配管の中心軸と前記第２配管の中心軸とは、ほぼ一致しており、
前記第５配管の中心軸と前記第６配管の中心軸とは、ほぼ一致しており、
前記第１配管および前記第２配管は、ほぼ同一の構成を有し、所定の軸に関して対称な位置に配置されており、
前記第５配管および前記第６配管は、ほぼ同一の構成を有し、前記所定の軸に関して対称な位置に配置されている、真空用配管。
前記排気部は、一端部が前記チャンバに接続され、他端部が閉塞された排気管であり、前記排気管は前記チャンバの排気方向に延伸し、前記排気管の両側壁に、前記排気方向に対して略垂直方向に開口する二つの第１開口を有し、前記二つの第１開口には、それぞれ前記第１配管と前記第２配管が対向するように接続されている、請求項９に記載の真空用配管。
前記吸気部は、一端部が前記減圧装置に接続され、他端部が閉塞された吸気管であり、前記吸気管は前記減圧装置の吸気方向の逆方向に延伸し、前記吸気管の両側壁に、前記吸気方向に対して略垂直方向に開口する二つの第２開口を有し、前記二つの第２開口はそれぞれ前記第５配管と前記第６配管が対向するように接続されている、請求項９に記載の真空用配管。