JPH04101341A - 荷電ビーム光学鏡筒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子ビームやイオンビームを用いて試料であ
るウェハ上にＬＳＩ等の半導体のパターンを描画するパ
ターン描画装置、あるいはウェハをイオンビームで加工
するイオンビーム加工装置、あるいは電子ビーム顕Ｖ＆
鏡等の装置に用いられる荷電ビーム光学鏡筒に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、半導体のパターンを描画するパターン描画装置や
ウェハをイオンビームで加工するイオンビーム加工装置
、あるいは電子ビーム顕微鏡等の荷電ビーム光学鏡筒は
、レンズ内面より内側の全ての空間が真空に保持されて
いた。そして、この真空空間には、偏向器系と偏向器系
への配線が設置されている。

［発明が解決しようとする課Ｎ］ しかしながら、このような従来のＩＮ電ビーム光学鏡筒
にあっては、レンズ内面より内側の真空内が偏向器系と
偏向器系への配線等のため複雑となり保守の容易さを損
なうと共に、これら複数の部品の表面からの放出ガスの
量が多く真空度を低下させていた。また、従来の構造で
は当然のことながら、真空封止はレンズ内面（ビーム軸
側）で行うため、レンズの組立が複雑となり、この複雑
さを少しでも軽減させようと組立、分解が容易な０リン
グを真空シールとして用いていた。このため、レンズ内
面の精度が十分高くできないという欠点があった。また
Ｏリングは高温には耐えられず、そのため、高真空を得
るために不可欠である真空焼だしを行うには、前述のＯ
リングを保護するためにレンズ部は水冷を施すなどの処
置を必要としていた。この処置はレンズ部の構成を更に
複雑かつ高価なものにするばかりが、高真空達成に必要
なレンズ内面の真空焼だしは断念せざるを得ないという
状況をもたらしていた。

したがって、本発明は上記したような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、部品点
数を低減し、高温での真空焼だしを可能にし、レンズお
よび配線を大気中に設置できるようにした荷電ビーム光
学鏡筒を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するためになされたもので、そ
の第１の発明は、電子ビームやイオンビームを発生、制
御する荷電ビーム光学鏡筒において、′Ｒ荷電ビーム偏
向させる偏向器極板のビーム軸に直交する部分を絶縁材
料によって真空封止してなる偏向器ユニットを備えたも
のである。

また、第２の発明は、上記第１の発明において、複数個
の偏向器ユニットを溶接によってビーム軸方向に一連に
接続してなり、その接続部は溶接によって真空封止され
ているものである。

また、第３の発明は、上記第２の発明において、真空封
止のための溶接部はビーム軸方向の軸合わせ精度を確保
するための基準面とは離間した箇所に設けられているも
のである。

［作用］ 本発明において、絶縁材料は偏向器極板のビーム軸に直
交する部分を真空封止し、レンズ配線等を大気中に設置
することを可能にする。偏向器ユニットはビーム軸方向
に複数個接続されることにより偏向器ユニット群を形成
し、このユニット群を排気室および試料室に接続するこ
とで、真空空間を形成する。偏向器ユニットの溶接部は
、ビーム軸方向の軸合わせ精度を確保するための基準面
と離間した箇所に設けられ、溶接時の基準面に対する熱
的影響を少なくする。

［実施例Ｊ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係るｉｔビーム光学鏡筒の基本構成要
素である偏向器ユニットの一部破断正面図である。同図
において、全体を符号１で示す偏向器ユニットは、荷電
ビームを偏向する金属製の偏向器極板２を備えている。

偏向器極板２は、ビーム軸３に直交する外側部分が偏向
器ユニット１の保持部を形成する絶縁材料、例えば絶縁
セラミックス４によって真空封止されている。絶縁セラ
ミックス４の偏向器極板２への接合は、セラミックス４
にメタライズ処理を施すことで容易に実現できる。また
偏向器極板２は電圧印加端子５を備え、この電圧印加端
子５の先端は前記絶縁セラミックス４の表面に突出され
、配線（図示せず）の一端が接続されている。前記絶縁
セラミックス４の上下には金ｉｉＩ製のアース電極６．
７が接合されている。各アース電極６．７の内側面は、
ビーム軸３方向の軸合わせ精度を確保するための基準面
８とされ、この基準面８より外側方向に離間した肉厚内
には真空排気時にガス抜きをするためのガス抜き孔９が
設けられている。

太線１０で示す部分は、真空封止の箇所を示し、特に絶
縁セラミックス４とアース電極６．７との真空封止に関
しては、前述のメタライズ処理による接合で自効的に真
空封止が実現される。

以上の構成により偏向器ユニット１は単一の部品として
構成され、上下の開口を除けばその内部は完全に真空封
止される。

第２図は上記構成からなる偏向器ユニット１をビーム軸
３と同軸に２個接続すると共に、上側の偏向器ユニット
１の上端開口部を真空排気室を形成する壁材１１に接続
した場合を示す一部破断正面図である。接続のための真
空封止は、電子ビーム溶接によって行われる。２０はそ
の溶接部である。

この場合、ガス抜き孔９より外側の肉厚部分（ガス抜き
孔９からアーク電極６の外側面までの肉厚部分）は、前
記基準面８からガス抜き孔９までの肉厚部分より薄肉形
成されて加工変形逃げ部２１とされることにより、溶接
加工後の変形を吸収し、これによって基準面８による偏
向器ユニット１の軸合わせ精度が高精度に確保される。

第３図は上記偏向器ユニット１を用いた荷電ビーム電子
光学鏡筒の全体を示す一部破断圧面図である。電子光学
鏡筒３０は、電子銃部３１と、これを排気するイオンポ
ンプ３２を上部に備え、その下に電子光学系３３が設置
され、さらにその下には真空試料室３４が設けられてい
る。電子光学系３３は、三段に積み重ねられた偏向器ユ
ニット１と、これらの偏向器ユニット１を内包する３つ
のレンズ３５を備え、偏向器ユニット１の内部が前記イ
オンポンプ３２とは別に設けられたもう一つのイオンポ
ンプ３６により排気室３７を経て真空排気されるよう構
成されている。前記レンズ３５は大気中に配置され、ま
た偏向器ユニット１への配置ｉ３８も同じく大気中にて
配線されている。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明に係る荷電ビーム光学鏡筒によ
れば、偏向器極板のビーム軸と直交する部分を絶縁材料
によって真空封止して偏向器ユニットを構成したので、
部品点数が減り、特に真空空間内の部品点数を激減し、
装置の低価格化を実現でき、また真空内での機器の表面
積を大幅に低減させることができ、真空焼だしも実現で
きるため、高真空を得ることが可能となって、荷電ビー
ム鏡筒の保守期間の長期間化と装置の長寿命化を図るこ
とができる。また、レンズや配線を大気中に設置できる
ため、組立やメンテナンスが容易である。さらにまた、
偏向器ユニットの溶接部と、ビーム軸方向の軸合わせ精
度を確保するための基準面とを離間させているので、基
準面が溶接加工時の熱変形を受けず、偏向器ユニットの
軸合わせ精度を高精度に確保することができるなど、そ
の効果は非常に大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る荷電ビーム光学鏡筒の基本構成要
素である偏向器ユニットの一部破断正面図、第２図は２
つの偏向器ユニットをビーム軸と同軸に接続した場合の
一部破断正面図、第３図は偏向器ユニットを複数個用い
て構成した荷電ビーム電子光学鏡筒の全体を示す一部破
断正面図である。 １・・・偏向器ユニット、２・−・偏向器極板、３・・
・ビーム軸、４・・・絶縁材料、５・〜・電圧印加端子
、６．７−−・アース電極、８・・・基準面、９・・・
ガス抜き孔、２・０・・・溶接部、２１・・・加工変形
逃げ部。 特許出願人　日本電信電話株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子ビームやイオンビームを発生、制御する荷電
   ビーム光学鏡筒において、荷電ビームを偏向させる偏向
   器極板のビーム軸に直交する部分を絶縁材料によって真
   空封止してなる偏向器ユニットを備えたことを特徴とす
   る荷電ビーム光学鏡筒。
2. （２）請求項（１）記載の荷電ビーム光学鏡筒において
   、複数個の偏向器ユニットを溶接によってビーム軸方向
   に一連に接続してなり、その接続部には溶接によって真
   空封止されていることを特徴とする荷電ビーム光学鏡筒
   。
3. （３）請求項（２）記載の荷電ビーム光学鏡筒において
   、真空封止のための溶接部はビーム軸方向の軸合わせ精
   度を確保するための基準面とは離間した箇所に設けられ
   ていることを特徴とする荷電ビーム光学鏡筒。